el abc del concreto autocompactable

Construcción y Tecnología Marzo 200650

T E C N O L O G Í A

ABCEl del concreto

El concreto autocompactable

puede ser colado en un molde en

un solo lugar y fluir 30 metros o

más sin segregación. Es tan fluido

que su consistencia se mide en

“flujo de revenimiento”. Cuando

un cono estándar de revenimiento

se llena y se levanta, se mide el

radio de la extensión de la mezcla

fluida, más que la distancia a que

se derrumba y el flujo del revenimiento

puede ser de hasta 85 cm.

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autocompactable


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ste tipo de concreto no partede una idea nueva, aunque latecnología actual resulta di-ferente a la del pasado. EnEstados Unidos se introdujo en

el mercado el “concreto fluido” a principiode los años 80, del siglo XX, no mucho des-pués de la entrada de los superfluidifica-dores, originalmente formulados en Japón.

El autocompactable evolucionó a partirde las tecnologías usadas en la colocacióndel concreto bajo el agua en 1988 por el

Eprofesor Okamura, en la Universidad deTokio. En 1989, Master Builders, de Cle-veland, desarrolló e introdujo en el mer-cado concreto de alta resistencia con unflujo de revenimiento de 58 a 66 cm, enuna construcción de gran altura. Sin em-bargo, este concreto aún requería algo devibración mínima para la compactación.

Master Builders estima que hasta hacetres años sólo 10% de la industria delconcreto prefabricado había experimen-tado con el concreto autocompactable ylo había empleado. Ahora se estima queaproximadamente 40% lo usa a diario. Elacero de refuerzo congestionado y el buencontrol de la dosificación y el colado delconcreto hacen de este un concreto idealpara los prefabricadores. Sin embargo, pa-ra los productores de premezclado resultamás problemático aceptar esta tecnologíapues hay más variables para el concreto,sumándose a los retos de capacitación yde mercadeo.

Ganar la aceptación del concreto auto-compactable en el mercado de prefabri-cados se trata más una cuestión de capa-citación que de promoción. Los contratistasno deben dar tanta importancia al precioagregado de este material y enfocarse enel “costo en la obra”, en donde puedehaber ahorros muy importantes. Además,quienes aplican concreto autocompac-table pueden distribuir o dividir la mano deobra de manera diferente, aunque esorequerirá mejores niveles de comunicacióny planeación con los productores de pre-mezclado. Pero, el mayor reto para laaceptación del concreto autocompactableestará en capacitar al personal del trabajoen la obra, que con frecuencia toma lasdecisiones acerca del diseño de la mezclade concreto, e inclusive, acerca de cuálproductor de premezclado contratar, enespecial en la industria de la construcciónresidencial.

¿QUÉ ES EL CONCRETOAUTOCOMPACTABLE?

Es un concreto muy fluido, y sin embargoestable, que puede fluir rápidamente allugar y llenar las cimbras sin experimentarcompactación y sin segregación signifi-



CONSIDERACIONES ENEL DISEÑO DE LA MEZCLA

Las granulometrías de los agregados de-sempeñan un papel muy importante en elproporcionamiento de las mezclas parael concreto autocompactable. Los agrega-dos bien graduados -incluyendo agre-gados finos con buena graduación- hacenel mejor concreto autocompactable, puesrequieren menos material cementante ymenos agua de mezclado y, por tanto, cau-san menos problemas de contracción,ondulado y eflorescencia. En el contenidocementante para una mezcla bien gradua-da, de 20% a 25% puede ser ceniza volanteque debe incluirse, pues aumenta la fluidez.

Sin embargo, en muchos lugares delpaís no tienen ni el equipo ni el agregadopara producir mezclas con agregados biengraduados. Pero, inclusive cuando sólo haydisponibles agregados de granulometeríaescalonada, todavía puede producirseconcreto autocompactable. Una mezclaque contenga agregado con granulometríaescalonada presentará una tendencia asangrar o a segregarse, o ambas cosas,pero esto puede corregirse incrementandoel contenido cementante -incluyendopuzolanas- y utilizando un modificador deviscosidad para controlar la segregacióny el sangrado para facilitar la colocación.


cativa. Se trata de un diseño de mezclamuy controlado, con pocas opciones parasu ajuste en sitio. El autocompactable esun concreto “hipersensible”. Pequeñoscambios en la mezcla, sobre todo en la can-tidad de agua, pueden tener muy grandesrepercusiones. Por eso, el concreto auto-compactable normalmente se vende comoun producto de desempeño con valoragregado. Y, como cualquier nuevo produc-to, hay una línea de aprendizaje y todaslas partes deben ganar algo de experienciapara trabajar los detalles.

Los tres componentes principales delautocompactable incluyen una mezcla deconcreto apropiadamente proporcionada.diseñada para la aplicación, un reductor deagua sintético de alto rango o superflui-dificador, y a veces un aditivo modificadorde la viscosidad. Las cantidades de cadacomponente pueden variar para el logrode un amplio rango de resultados.

INCREMENTANDOLA FLUIDEZ

Los superfluidificadores proporcionan laalta fluidez del concreto autocompactable.Aunque los reductores de agua de altorango han estado en el mercado por másde 30 años, una nueva generación basadaen la química del policarboxilato estáemergiendo como el superfluidificador líder.

Los reductores de agua sintéticos dealto rango están concebidos técnica-mente en el nivel molecular para pro-porcionar las propiedades deseables, entanto minimizan las propiedades in-deseables. Los superfluidificadores ba-sados en policarboxilato son poderososdispersadores de cemento que requierenmenos agua de mezclado, al tiempo queincrementan de manera significativa lascaracterísticas de fluidez.

Las generaciones anteriores de super-fluidificadores retardaban el fraguadoinicial, pero algunos de policarboxilatoestán técnicamente concebidos para unfraguado inicial más rápido. También,proporcionan mejor y más completa hidra-tación de las partículas de cemento, pro-duciendo características incrementadasde fraguado “muy temprano”.


ADITIVOS QUE MODIFICANLA VISCOSIDAD

SSSSSon esencialmente “espesadores”. Alagregar un modificador de viscosidad sepuede trabajar una mezcla de concreto,que de otra manera sería aguada, y hacerque fluya como miel. La mayoría de losmodificadores de viscosidad están com-puestos por materiales de polímero enbase de celulosa y tiene un efecto neutroen las propiedades del concreto, exceptola viscosidad. Los modificadores de visco-sidad que absorben el agua rápidamentey la retienen, son más populares paracontrolar el sangrado y para usarse ensecciones profundas, como en muros ycolumnas, en donde el potencial de quehaya segregación resulta más grande.

Cuando se usa una mezcla con altocontenido de finos -más material cemen-tante y una proporción de arena superiora la normal- para desarrollar la estabilidadde una mezcla de concreto autocom-pactable, crece la demanda de agua, locual da como resultado un incremento enla contracción por secado y en la fluenciadel concreto endurecido. Es preferible eluso de un modificador de viscosidad paraproporcionar estabilidad al concretoautocompactable, pues no se ven afecta-das la contracción por secado, ni la fluen-cia. En resumen, los modificadores deviscosidad evitan que las mezclas fluidasse segreguen y son especialmente útilespara mezclas de granulometría escalona-da cuando hay que incrementar el cemen-to y otros finos, o cuando se usa arena ma-nufacturada o un agregado inconsistente.

PROBANDO Y MIDIENDO ELCONCRETO AUTOCOMPACTABLE

Es importante no clasificar este tipo deconcreto como un nuevo producto, lo querequeriría nuevas pruebas y aceptaciónpor el ACI y la ASTM. Estas organizacionesusualmente están trabajando sobre lasdefiniciones y terminología para el con-creto autocompactable y para los méto-dos estándares con el fin de medirlo yprobarlo, pues en la actualidad no secuenta con alguno. El Subcomité 09.47 dela ASTM someterá a votación varias cues-


tiones, incluyendo una terminología y unmétodo estándares para efectuar pruebasde revenimiento fluido. La ASTM tambiénestá considerando un procedimiento derellenado estándar para cementos mol-deados, de modo que pueda evaluarse unaresistencia a compresión de los concretosautocompactables empleando los méto-dos existentes.

Los beneficios de los concretos auto-compactables incluyen, sobre todo, sutrabajabilidad en el estado plástico, másque el mejoramiento de las propiedadesen el estado endurecido. Por lo tanto, laspruebas más importantes son aquéllasque definen su consistencia y fluidez, osea, la reología de la mezcla. Puesto queno hay pruebas estandarizadas paraconcreto autocompactable, se han usadoun cierto número de métodos. Las prue-bas sugeridas para definir las caracte-rísticas de una mezcla de autocom-pactable son:

• Fluidez. Más que medir el asenta-miento vertical –revenimiento- tal comolo hacemos con el concreto normal, con elconcreto autocompactable medimos el flu-jo del revenimiento horizontal. El auto-compactable puede ser producido demodo que tenga una dimensión de flujo delrevenimiento de entre 50 y 76 cm, depen-diendo del requisito de la obra.

• Tasa de flujo. La prueba T 50 midecuánto tiempo tarda un concreto auto-compactable en alcanzar un radio del flujode revenimiento de 50 cm.

• Capacidad para fluir en un espacioconfinado. Es una de las característicasdefinitorias del concreto autocompacta-ble. La prueba de Caja L puede usarse paramedir esta propiedad, permitiendo que elconcreto fluya a través de una caja en for-ma de L, con varias rejillas de varillas derefuerzo para inhibir el flujo de concreto.

• Estabilidad. La capacidad para resistirla segregación –la estabilidad de la mez-cla– es una de las cualidades más impor-tantes del concreto autocompactable. Laestabilidad típicamente se “mide” usandoel índice visual de estabilidad, una clasi-ficación visual desde cero hasta tres enincrementos de 0.5.



VENTAJAS DEL CONCRETOAUTOCOMPACTABLE

Tiene varias ventajas y aplicaciones parael productor y el contratista. He aquí lasmás importantes:

Productores de concreto premezcladoProductores de concreto premezcladoProductores de concreto premezcladoProductores de concreto premezcladoProductores de concreto premezclado• La percepción de que se ofrece una

mezcla de concreto innovadora, de altacalidad y con valor agregado.

• Ahorra a sus clientes –contratistas-tiempo y dinero.

• Incrementa sus ganancias.• Proporciona más rapidez para la

operación de los camiones.• Hace un uso más eficiente de su

equipo de mezclado/flota de entrega.• Expande su oferta de productos de

concreto, como tilt-up, superficies planaso muros, con mejor estética.

ContratistasContratistasContratistasContratistasContratistas• Incrementa su capacidad para colar

concreto en lugares de difícil acceso y conrefuerzo muy congestionado.

• Completa sus obras más temprano eincrementa su productividad.

• Reduce la necesidad de reparacionesy nuevos trabajos.

• Puesto que el concreto es autocom-pactable, no hay necesidad de vibración.

• Minimiza los esfuerzos de trabajo/mano de obra; permanece fresco por mástiempo y reduce errores de los operarios.

• Disminuye el ruido en el trabajo ycuida los oídos de sus trabajadores.

• Utiliza sus recursos de mano de obracon mayor eficiencia.

• Incrementa la seguridad y crea un

ambiente de trabajo más placentero, conun menor potencial de accidentes.

• Es ideal para todos los casos de apli-cación que quedarán “tal como son co-lados”, en donde las especificacionesrecomiendan superficies lisas, libres deagujeros. Todas las superficies perfiladascon moldes también se benefician delconcreto autocompactable.

• Es ideal para la construcción de pa-neles de tilt up.

• Hace que las grandes aplicaciones ensuperficies planas sean más fáciles parasus obreros.

El concreto autocompactable cuestamás que las mezclas de concreto es-tándar. Esta puede ser una razón delporqué los contratistas de concreto talvez no quieran probarlo. Pero ‘el costo enel lugar de la obra’ en muchos casos serámenor, y de este modo deben verse loscostos reales.

CONCRETOAUTOCOMPACTABLEPARA MUROS

Por todas las razones anteriores, el auto-compactable es ideal para la construcciónde muros de concreto. Fluye a largasdistancias, incluyendo movimiento alrede-dor de las esquinas en las cimbras, yproporciona buen contacto con el refuer-zo. La precaución, sin embargo, es que elcimbrado debe diseñarse para manejaruna gran carga del líquido, y no debe haberaberturas en donde el concreto puedafugarse durante el colado.

“”

La confianza entre los productores y

contratistas es un componente vital para el

concreto autocompactable vaciado en obra.


El Comité 347 “Cimbras para Concreto”,del ACI, trabaja para definir presioneslaterales producidas por concreto auto-compactable. Recientemente, el Comité347 revisó las fórmulas de presión lateralpara acomodar las mezclas comunesactuales (Ref. 1), introduciendo un coefi-ciente químico en la fórmula para calcularla presión lateral, que varía como sigue:

• 1.0 para concreto normal.• 1.2 para concreto conteniendo ceniza

volante, por lo que las cimbras deben ser20% más fuertes.

• 1.4 cuando se usa ceniza volante ysuperfluidificadores juntos, por que lascimbras deben ser 40% más resistentes.

El año pasado, la Compañía EFCO colómuros y columnas de concreto autocom-pactable reportando que el material tuvoun buen desempeño y las presiones obser-vadas se comportaban de acuerdo con laspronosticadas usando el coeficiente. Sinembargo, hizo énfasis en tener precaucióndurante el colado del concreto autocom-pactable. Siempre que sea posible, losmoldes deben diseñarse para una cargalíquida total o peso unitario del concretopor profundidad de concreto fluido en elmolde, lo cual permite tasas de colado sinrestricciones. Si no son prácticos los mol-des para las cargas líquidas, éstos debendiseñarse usando el coeficiente químico1.4, mientras la presión en el molde seamonitoreada durante el colado para ase-gurar que la tasa de presión del molde nose exceda. Un método práctico para haceresto consiste en empujar una larga vari-lla en el concreto para determinar la pro-fundidad a la cual se encuentra un cambioen la espesura. La distancia desde el cambioen la espesura hasta la parte superior delcolado debe ser la presión líquida.

La tasa de colado para muros y colum-nas de concreto depende de la resistenciade los moldes, la temperatura del concretoy la combinación del cemento, así como losaditivos usados en la mezcla de concreto.

MERCADOTECNIAY EDUCACIÓN

Reiteramos, no se trata tanto de un nuevo

producto, sino más bien de una nuevatecnología. Los actuales esfuerzos demercadotecnia tienen la intención de en-señar la tecnología a los productores ycontratistas de premezclado, por la nece-sidad de una mejor comunicación y planea-ción con sus clientes. La confianza entre losproductores y contratistas es un com-ponente vital para el concreto auto-compactable vaciado en obra.

Los productores de premezclados,como Lattimore y Lafarge concreto autocom-pactable, están desarrollando este mer-cado. Ellos prefieren vender “el buendesempeño” más que simplemente elconcreto. Los que determinan las especi-ficaciones, deben decir qué clase dedesempeño requieren, para que les pro-porcionen el concreto capaz de conseguirese resultado. Puede ser que cuando loscontratistas conozcan los ingredientes yde qué manera se comportan -sin preo-cuparse acerca de los pesos y las propor-ciones de la mezcla-, se conviertan enmejores socios. Los ingenieros estructu-rales, no obstante, que cargan con laresponsabilidad última por el concreto enla estructura, requieren de un mayor cono-cimiento del producto.

Se han gastado enormes recursos paradesarrollar la tecnología del concretoautocompactable. Y sin duda, más recur-sos se dedicarán a la capacitación y paraintroducir en el mercado sus muchos be-neficios. El concreto autocompactable esla dirección en la que la industria delconcreto está caminando y todos necesi-tamos aprender cómo aplicarlo.

el abc del concreto autocompactable

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