texto concretos especiales.pdf

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INDICE

1.

INTRODUCCION

2.

GENERALIDADES

3

2.1.

HISTORIA

4

2.2.

DEFINICION DE CONCRETO

5

3. TIPOS DE CONCRETO ESPECIALES 1.1.

POR SU COMPORTAMIENTO 1.1.1. Concreto autocompactante 1.1.2. Concreto de baja contracción 1.1.3. Concreto lanzado

1.2.

POR SU COMPOSICION 1.2.1. Concreto con fibras 1.2.2. Concreto Ultra Resistente

1.3.

15 21

POR SU DENSIDAD 1.3.1. Concreto Ligero o Celular 1.3.2. Concreto Pesado

1.4.

8 9 11

23 26

DE USO ARQUITECTONICO 1.4.1. Concreto Coloreado 1.4.2. Concreto Traslucido 1.4.3. Concreto Reciclado

29 34 39

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

43

5. BIBLIOGRAFIA

43

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INTRODUCCION

La gran evolución y demanda en el sector construcción ha impulsado cada vez más a la búsqueda de nuevas tecnologías que proporcionen mejores características y propiedades en el concreto que las obtenidas por los concretos tradicionales, formados por agregados, agua y cemento. Es así como nace la idea de reemplazar los agregados tradicionales por agregados de diferentes orígenes otra opción es la adición de aditivos químicos, los cuales en la actualidad han pasado a formar parte de un concreto tradicional. Durante la pasada década gracias a destacados investigadores, la tecnología del concreto alcanzo su nivel de desarrollo más alto, esto debido a dos puntos principales: •

El desarrollo de tecnologías especiales, las cuales no hubieran sido posibles de lograr sin el desarrollo alcanzado por la industria química de aditivos.

•

El desarrollo de modelos con aproximaciones coherentes, racionales y científicamente fundadas para caracterizar las propiedades del concreto. Esto conjuntamente con el desarrollo de programas que permiten implementar esto modelos y hacer su uso muy sencillo

El siguiente trabajo está enfocado a aquellos tipos de concreto en los cuales se han aplicado otros tipos de agregados diferentes al tradicional, dejando de lado los concretos modificados por aditivos.

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GENERALIDADES 2.1

HISTORIA

La historia del cemento es la historia misma del hombre en la búsqueda de un espacio para vivir con la mayor comodidad, seguridad y protección posible. Desde que el ser humano supero la época de las cavernas, ha aplicado sus mayores esfuerzos a delimitar su espacio vital, satisfaciendo primero sus necesidades de vivienda y después levantando construcciones con requerimientos específicos. Templos, palacios, museos son el resultado del esfuerzo que constituye las bases para el progreso de la humanidad. El pueblo egipcio ya ya utilizaba un mortero mezcla de arena con materia cementosa, para unir bloques y lozas de piedra al erigir sus asombrosas construcciones. Los constructores griegos y romanos descubrieron que ciertos depósitos volcánicos, mezclados con caliza y arena producían un mortero de gran fuerza, capaz de resistir la acción del agua, dulce o salada. Un material volcánico muy apropiado para estar aplicaciones lo encontraron los romanos en un lugar llamado Pozzuoli con el que aun actualmente lo conocemos como puzolana. Investigaciones y descubrimientos a lo largo de miles de años, nos conducen a principios del año pasado, cuando en Inglaterra fue patentada una mezcla de caliza dura, molida y calcinada con arcilla, al agregársele agua, producía una pasta que de nuevo se calcinaba se molía y batía hasta producir un polvo fino que es el antecedente directo de nuestro tiempo. El nombre del cemento Portland le fue dado por la similitud que esta tenía con la piedra de la isla de Portland del canal ingles. La aparición de este cemento y de su producto resultante el concreto ha sido un factor determinante para que el mundo adquiera una fisonomía diferente. Edificios, calles, avenidas, carreteras, presas y canales, fabricas, talleres y casas, dentro del más alto rango de tamaño y variedades nos dan un mundo nuevo de comodidad, de protección y belleza donde realizar nuestros más ansiados anhelos, un mundo nuevo para trabajar, para crecer, para progresar, para vivir.

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2.2

¿QUE ES CONCRETO?

El concreto puede ser definido como una mezcla de dos componentes agregados y pasta. La pasta compuesta de cemento Portland y agua, une a los agregados (arena y grava o piedra triturada), para formar así, una masa semejante a la de una roca pues la pasta endurece debido a la reacción química entre el cemento y el agua. El concreto es el material de construcción más utilizado en todo el mundo por su versatilidad y maleabilidad (viviendas, edificios, puentes, bóvedas, carreteras, etc.) Componentes del concreto, son los siguientes:

2.2.1

AGREGADOS:

Llamados también áridos, son un conjunto de partículas de origen natural o artificial; que pueden ser tratados o elaborados y cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados por la Norma Técnica Peruana 400.011. Los agregados pueden constituir hasta las tres cuartas partes en volumen, de una mezcla típica de concreto; razón por la cual haremos un análisis minucioso y detenido de los agregados utilizados en la zona. Los agregados finos y gruesos deberán ser manejados como materiales independientes. Los agregados seleccionados deberán ser procesados, transportados manipulados, almacenados y dosificados.

2.2.1.1 AGREGADO GRUESO La grava o agregado grueso es uno de los principales componentes del concreto, por este motivo su calidad es sumamente importante para garantizar buenos resultados en la preparación de estructuras de concreto. El agregado grueso estará formado por roca o grava triturada obtenida de las fuentes previamente seleccionadas y analizadas en laboratorio, para certificar su calidad. El tamaño mínimo será de 4.8mm. El agregado grueso debe ser duro, resistente, limpio y sin recubrimiento de materiales extraños o de polvo, los cuales, en caso de presentarse, deberán ser eliminados mediante un procedimiento adecuado, como por ejemplo el lavado. La forma de las partículas más pequeñas del agregado grueso de roca o grava triturada deberá ser generalmente cúbica y deberá estar razonablemente libre de partículas delgadas, planas o alargadas en todos los tamaños.

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2.2.1.2 AGREGADO FINO Se define como agregado fino al proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas, que pasa el tamiz 9.51 mm. (3/8") y queda retenido en el tamiz 74 um (Nº200). El agregado fino deberá cumplir con los siguientes requerimientos: •

El agregado fino puede consistir de arena natural o manufacturada, o una combinación de ambas. Sus partículas serán limpias, de perfil preferentemente angular, duro, compactas y resistentes.

•

El agregado fino deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, esquistos, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales, u otras sustancias dañinas.

2.2.2 CEMENTO El cemento Portland es un producto comercial de fácil adquisición el cual cuando se mezcla con agua, ya sea solo o en combinación con arena, piedra u otros materiales similares, tiene la propiedad de reaccionar lentamente con el agua hasta formar una masa endurecida. Esencialmente es un clinker finamente molido, producido por la cocción a elevadas temperatura de mezclas que contienen cal, alúmina, fierro y sílice en proporciones determinadas. Materias primas utilizadas en la elaboración del cemento Portland Los dos materiales principales con que se fabrica el cemento Portland son: La piedra Caliza y Arcilla.

Características del cemento Portland El cemento Portland es un polvo de color gris, más o menos verdoso, se vende en bolsas que tienen un peso neto de 42.5 Kg. y un pie cúbico de capacidad.

Clasificación del cemento Los cementos Portland, se fabrican en cinco tipos cuyas propiedades se han normalizado sobre la base de la especificación ASTM de normas para el concreto Portland (C150) Tipo I: es el cemento destinado a obras de concreto en general.

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Tipo II: es el cemento destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiere moderado calor de hidratación Tipo III: es el cemento de alta resistencia inicial. El concreto hecho con este tipo de cemento desarrolla una resistencia en tres días igual a la desarrollada en 28 días por concretos hechos con cemento tipo I o tipo II Tipo IV: es el cemento del cual se requiere bajo calor de hidratación. Tipo V: es el cemento del cual se requiere alta resistencia a la acción de los sulfatos. Las aplicaciones típicas comprenden las estructuras hidráulicas expuestas a aguas con alto contenido de alcalosis y estructuras expuestas al agua de mar

2.2.3

CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO

Entre los factores que hacen del concreto un material de construcción tenemos: a) La facilidad con que puede colocarse dentro de los encofrados de casi cualquier forma mientras aun tiene una consistencia plástica. b) Su elevada resistencia a la compresión lo que le hace adecuado para elementos sometidos fundamentalmente a compresión, como columnas y arcos. c) Su elevada resistencia al fuego y a la penetración del agua. Pero el concreto también tiene desventajas como por ejemplo a) con frecuencia el concreto se prepara en el sitio en condiciones en donde no hay un responsable absoluto de su producción, es decir control de calidad no es tan bueno. b) El concreto es un material de escasa resistencia a la tracción. Esto hace difícil su uso en elementos estructurales que está sometido a la tracción. Para superar esta limitación se utiliza el acero, con su elevada resistencia a la tracción. La combinación resultante de ambos materiales. Se conoce como concreto armado. Esta combinación es la que permite la masiva utilización del concreto armado en la construcción de edificios, puentes, pavimentos, presas, tanques, pilotes, Etc.

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CONCRETOS ESPECIALES 3.1

POR SU COMPORTAMIENTO

3.1.1

CONCRETO AUTOCOMPACTANTE AUTOCOMPACTANTE

El Concreto Autocompactante denominado por sus siglas (HAC), o H 30 AC. Se lo emplea en concreto vistos en geometrías complicadas, que requieren de encofrados de vibrado difícil. En concretos de espesores delgados, con armados densos o compuestos, o con tejido de fibras. Se lo usa en la prefabricación por las grandes ventajas que ofrece para éstos, por espesores más delgados y acabados diversos. Empleado en gunitados, concretos proyectados para túneles, sobre mallas de armado en muros y superficies curvas.

Ventajas • • • •

• • •

Se coloca muy rápidamente por su gran fluidez y consistencia. Permite la producción de elementos arquitectónicos de formas complejas. Disminuye costos de construcción por su alta calidad de acabado. Por la ausencia de segregación y alta cohesión genera concretos de baja permeabilidad y gran durabilidad, el concreto perfectamente compactado retrasa el deterioro y carbonatación. Se requieren menos equipos de colocación. Mayor resistencia a la compresión con igual contenido de cemento. Menor contaminación acústica en la obra.

Usos En estructuras con alta densidad de refuerzo. Tanques de aguas potables o residuales teniendo en cuenta las condiciones de durabilidad. En estructuras con formas complejas o muy esbeltas. Elementos prefabricados. Reparaciones.

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Datos Técnicos • •

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Resultados en la prueba ASTM C 1202 dentro del rango de 300 a 700 Coulomb. Coeficientes de difusión de cloruros Deff del orden de 1x10-8 a 3x10-9 cm² /s ó 15-60 mm² /año. Resistencia a la abrasión mayor que los concretos convencionales. �

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Caracterización de cada uno de los elementos en el diseño para asegurar el control de cualquier reacción álcali-agregado. Coeficiente de permeabilidad al aire del orden de 1 a 6x10-8 m²/s Densidad entre 2200 a 2400 kg/m3 Resistencia a la compresión a los 28 28 días de 3000 hasta 5000 psi (210 a 350 kg/cm2), evaluado de a acuerdo a las NORMAS A.C.I. La Fluidez del concreto se mide con una versión modificada de la Norma ASTM C-143

Dosificación El Concreto Autocompactante o HAC posee, en relación a otros concretos, mayor contenido de finos (cementos, áridos y adiciones en un 23% del peso total del concreto), con la incorporación de fluidificantes que le confieren la fluidez requerida. • •

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3.1.2

Finos con secciones menores a 125 mm; peso total 500 a 600 kg/m3. Cemento (normal tipo I o II), reactivo base, mínimo 330 kg/m3; Áridos como el filler calizo, polvo mineral reactivo, menor a 62 mm, le confiere a la mezcla un color claro. Adiciones reactivas: microsílice o humo de sílice, cenizas volantes, le confieren resistencia a la flexión, sed de agua, alta cohesión que necesita de más súper fluidificante, oscurece la mezcla excepto con microsílice blanca; es de coste muy elevado. Suele emplearse solo para HAR. Arenas de granulometrías continuas. Van del 50 al 60 % del total de áridos. Gran parte de arenas deben ir a finos para impedir que se compongan éstos sólo de cementos o de adiciones reactivas, pues ello aumentaría la necesidad de agua en la mezcla. Grava con tamaño máximo en el orden de 12 a 16 mm, con coeficiente de forma el más bajo prefiriendo cantos rodados. Agua: la cantidad en relación a finos (A/F) entre 0,9 y 1,05. Al reducir el contenido de agua, se obtienen mezclas excesivamente cohesivas que requieren de mucho volumen para compactarse; al aumentarse existe riesgo de exudación, pero esto se controla con el modulador de viscosidad. Si se incluyen microsílice o cenizas (finos reactivos) debe incrementarse el volumen de agua reactiva. Aditivos: superfluidificante, en proporción 3% del contenido de cemento. Se requiere necesariamente como reductor de agua, entre un 30 a 35%, y para lograr fluidez máxima con consistencias secas. Modulador de viscosidad: le provee cohesión interna formando una especie de red tridimensional que le sirve de soporte sin perder fluidez. Aumenta por tanto la resistencia a la segregación; se aplica cuando el aporte de finos es deficiente.

CONCRETO DE BAJA CONTRACCION

EI concreto de baja contracción es un concreto fabricado con cemento expansivo que con un tensado apropiado con refuerzos u otros medios se expande de la misma manera o ligeramente superior a la contracción en seco previsible. En un caso ideal, en el concreto permanece una presión remanente que reduce el riesgo de una formación de fisuras debido a la contracción. En EE.UU. se utiliza toda una serie de cementos expansivos, a saber, los tipos K, M y S, siendo el tipo K el más utilizado. Por regla general, estos cementos están formados por cemento Portland que contiene sulfato cálcico, aluminato cálcico y sulfato de aluminato de �

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calcio o una mezcla de ellos. En Japón se utiliza otro cemento expansivo que no contiene sulfato y que desarrolla sus propiedades expansivas por la hidratación de las moléculas libres de calcio. Hay que tener muy en cuenta que tras el colado se garantice un curado continuamente húmedo al menos durante 7 días para que se desarrolle el proceso de expansión. Asimismo hay que tener en cuenta que no se formen fisuras por la contracción plástica. Los cementos expansivos se utilizan tanto para fabricar concretos de baja contracción como concretos autocompactantes para losas de concreto, adoquines y vigas pretensadas.

Ventajas En estado fresco • •

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Está formulado para facilitar las operaciones de colocación y acabado. La sustitución de la malla mediante fibras de acero es válida únicamente para pisos y no aplica para otro tipo de elementos. Mayor velocidad de construcción al tener integrado el refuerzo mediante fibras metálicas en la masa de concreto sustituyendo el uso de la malla electrosoldada. Las fibras sintéticas ayudan a controlar los agrietamientos plásticos si estos llegan a presentarse.

En estado endurecido •

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• • • • •

Contracción por secado máxima de 600 millonésimas a 28 días días de secado o menor de acuerdo a especificación, evaluada en condiciones de norma. Mejor comportamiento en juntas control y construcción al tener cambios volumétricos de menor magnitud. Menores alabeos. Menores costos por mantenimiento. Mayor durabilidad. Mejor comportamiento post-agrietamiento. Mayor tenacidad.

Los datos obtenidos son

en

muestras

base

a de

laboratorio

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3.1.3

CONCRETO LANZADO (SHOTCRETE)

3.1.3.1 Definición El código ACI 506R-05 “Guía al shotcrete” en su acápite 1.4 define al shotcrete como “concreto o mortero neumáticamente proyectado a alta velocidad sobre una superficie”. Tomando un segundo enunciado para este material, la enciclopedia electrónica Wikipedia publicada en Internet presenta una definición similar a las anteriores, sin embargo añade: “…El shotcrete experimenta colocación y compactación al mismo tiempo debido a la fuerza con la que es proyectado desde la boca de salida. Este puede ser impactado sobre cualquier tipo o forma de superficie incluidas áreas verticales o invertidas”.

3.1.3.2 Uso Usos más comunes del concreto lanzado: • • • • • • • • • • •

Estabilización de taludes y muros de contención Cisternas y tanques de agua Albercas y lagos artificiales Rocas artificiales (rockscaping) Canales y drenajes Rehabilitación y refuerzo estructural Recubrimiento sobre panel de poliestireno Túneles y minas Muelles, diques y represas Paraboloides, domos geodésicos y cascarones Concreto refractario para chimeneas, hornos y torres

3.1.3.3 Consideraciones para este tipo de concreto •

•

•

•

Es clave que la generación de polvo sea reducida y los riesgos creados por los químicos corrosivos y tóxicos sean minimizados. Un producto utilizado es el acelerante de Fraguado Sigunit AF de la marca Sika. Los acelerantes con álcalis son tóxicos, sin embargo cuando se les libera de ellos, con un pH de alrededor de 3, reducen el impacto ambiental y el riesgo de accidentes durante su manipulación, almacenamiento y uso. El caudal de concreto es el principal factor que hace del sistema vía húmeda el proceso de proyección de concreto más económico; dependiendo de la aplicación, se pueden colocar hasta 30 m2/ hora. Para obtener estos óptimos rendimientos es importante encontrar el mejor diseño de la mezcla de concreto, espesor de capa, tipo y cantidad de acelerante. Los altos rendimientos no pueden ser obtenidos a menos que el concreto sea fácilmente bombeable. La cantidad de material de rebote es un factor de costo crucial, adicional a la carga, el transporte y la disposición del material de rebote, los costos de rebote también incluyen el concreto Proyectado extra que se debe producir y aplicar.

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Parámetros que influyen en la cantidad de rebote: Espesor de la capa. o Trayectoria del concreto Proyectado. o Volumen y presión del aire. o Propiedades de adherencia. o Tipo de Fibra o Proceso de Proyección (vía seca o húmeda). o

3.1.3.4 Aplicación Existen 2 métodos de aplicación del Shotcrete

Método por vía seca Consiste en mezclar el cementante (cemento + adiciones) con la arena para luego impulsarlo a través de la manguera a la boquilla del equipo, en donde se combinará con el agua y los aditivos líquidos, los cuales llegan por una manguera independiente, para ser finalmente proyectada hacia la superficie mediante el uso de aire comprimido. El método no requiere una alta mecanización, lo cual favorece el uso de esta tecnología en las actividades mineras. La capacidad de los equipos de proyección utilizados para el Shotcrete Vía Seca es de volúmenes de proyección pequeños; por lo que el reducido tamaño de estos equipos hace que sean versátiles en sus desplazamientos y ubicaciones respecto a la zona que se desea estabilizar. Tiene una gran acogida en las operaciones mineras, las cuales tienen secciones reducidas en sus labores. La buena instalación del Shotcrete Vía Seca depende en gran medida de la destreza del operador. Es el operador quien controla los niveles de agua con aditivo que serán adicionados a la mezcla, así como la proyección de la mezcla hacia el macizo rocoso (manipuleo de la pistola de lanzado). Es por ello que los niveles de productividad y calidad, en gran medida, obedecen al grado de entrenamiento y responsabilidad del operador. La aplicación de Shotcrete Vía Seca produce niveles de rebote elevados. Esto ocurre principalmente cuando se tiene: a) una mala aplicación de la mezcla sobre la superficie del macizo. b) condiciones operativas no apropiadas (baja presión de aire para el equipo); etc. Cabe indicar que los niveles de rebote utilizando esta tecnología de lanzado son mayores que los de la tecnología por vía húmeda.

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Aplicación por el método de Vía Seca Ventajas y Desventajas del Método por Vía Seca Ventajas • • •

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Fácil manejo para volúmenes pequeños. Equipos lanzadores son más económicos. En la boquilla se tiene el control del agua y de la consistencia de la mezcla. m ezcla. Mantenimiento de equipos es más económico. Transportable a mayor distancia.

Desventajas • • •

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Alta generación de Polvos. Alto rebote. Mayor contaminación. Perdidas de mezcla por rebote de hasta 35%.

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Método por vía húmeda El segundo método, llamado “vía húmeda” consiste en mezclar la arena, cementante y el agua antes de ser impulsados a través de la manguera del equipo, de tal forma que cuando la mezcla llega a la boquilla de la máquina, esta ya se encuentra lista para ser proyectada. Requerimientos Básicos: La resistencia mínima requerida es de 30 Kg/cm² a las 4 horas de lanzado, a las 24 horas 100 kg/cm² y a los 7 días debe ser mayor de 210 kg/cm²; verificado mediante ensayos de laboratorio. La proyección por vía húmeda tiene las ventajas de un control de calidad superior (a través del control de la relación a/c), menor costo de colocación y un ambiente de trabajo relativamente libre de polvo. En el método de proyección por vía húmeda es usualmente necesario añadir un acelerante en la boquilla para agilizar el fraguado y la ganancia de resistencia inicial del concreto en el substrato. Esta constituido a diferencia del shotcrete por vía seca de más aditivos como:

Inhibidores de hidratación: permiten regular el fraguado pudiendo mantener la mezcla las horas que sean necesarias para poder utilizarlo (12 a 72 Hrs).

Superplastificantes: ayudan a mantener la trabajabilidad del mortero y evitan la sobrecarga de agua en el concreto, recordar que si excedemos el agua de diseño el shotcrete pierde resistencia.

Acelerantes ultrarrápidos: permiten que se puedan continuar con los trabajos de explotación pocas horas después de ser colocado y mejoran el desempeño del concreto en zonas húmedas.

Humo de sílice o Microsílice: es utilizado como complemento del cemento incrementa la plasticidad y la resistencia a la compresión, su propiedad hace que la mezcla sea pegajosa y más densa.

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Fibras de acero y polipropileno: este aditivo permite incrementar la resistencia a la compresión y flexión del shotcrete, pero no se debe usar como reemplazo de un refuerzo de acero; utilizamos la fibra de polipropileno, ya que no se deteriora con el agua, es inerte. Proyectado a presión de aire sobre la superficie que en relación al diseño utilizado en nuestras labores se ha determinado que debe trabajar con una resistencia a la compresión (f’c) mínima: 7 Mpa a 1 día, 30 Mpa a 28 días. La resistencia mínima a la flexión no debe ser menor a 4 Mpa (41 Kg/cm2), cumple con las especificaciones ASTM C1116 para concreto y Shotcrete reforzado con fibra sintética.

Ventajas y Desventajas Ventajas Alto rendimiento hasta 30 m3/h. Se puede colocar concreto proyectado con fibras de acero. Mejor control de la dosificación principalmente la relación agua/cemento Menor rebote de la mezcla, se estima como máximo 10% Menos producción de polvo, por ende menos contaminación. Velocidad proyección alta 60-70 m/s

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Desventajas •

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Se requiere de una planta de concreto para el preparado de mezcla con las dosificaciones de diseño. Para el manejo de los equipos se requiere de mano de obra calificada. No se puede aplicar en secciones menores de 3.0x3.0m por las dimensiones de los equipos Los costos son relativamente más altos que el de vía seca

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3.1.3.5 Ensayos en concreto lanzado •

La Norma ASTM C 1399 (ensayo de vigas prismáticas).

•

La Norma ASTM C 1550 (ensayo de paneles circulares).

3.2

POR SU COMPOSICION

3.2.1

CONCRETO CON FIBRAS

El concreto hecho con cemento Portland tiene ciertas características: es relativamente resistente en compresión pero débil en tensión y tiende a ser frágil. La debilidad en tensión puede ser superada por el uso de refuerzo convencional de varilla y, en cierta medida, por la inclusión de un volumen suficiente de ciertas fibras.

3.2.1.1 El concepto de tenacidad La tenacidad se define como el área bajo una curva carga-deflexión (o esfuerzo-deformación). En la Figura se puede ver que, al agregar fibras al concreto se incrementa en forma importante la tenacidad del material; es decir, el concreto reforzado con fibras es capaz de soportar cargas

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bajo flexiones o deformaciones mucho mayores que aquellas a las cuales aparece el primer agrietamiento en la matriz.

3.2.1.2 Uso de Fibras Para el uso efectivo de fibras en el concreto endurecido se deben tener contempladas las siguientes características:

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Las fibras deben ser significativamente más rígidas que la matriz, es decir un módulo de elasticidad más alto.

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El contenido de fibras por volumen debe ser adecuado.

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Debe haber una buena adherencia entre la fibra y la matriz.

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La longitud de las fibras debe ser suficiente.

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Las fibras deben tener una alta relación de aspecto; es decir, deben ser largas con relación a su diámetro.

Debe de hacerse notar que la información publicada tiende a tratar con concentraciones con un alto volumen de fibras. Sin embargo, por razones económicas, la tendencia actual en la práctica es la de minimizar el volumen de las fibras, en cuyo caso los mejoramientos en las propiedades pueden ser marginales. Para las cantidades de fibra típicamente usadas (menos del 1% por volumen para el acero y aproximadamente 0.1% por volumen para el polipropileno) las fibras no tendrán un efecto significativo en la resistencia o el módulo de elasticidad del compuesto. También debe de hacerse notar que las concentraciones en un alto volumen de ciertas fibras pueden hacer que el concreto fresco no pueda trabajarse.

3.2.1.3 Tipos de Fibras

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VIDRIO Se descubrió que las fibras de vidrio en la forma en que se usaron primero, eran reactivas a álcalis, y los productos en los que eran usados se deterioraban rápidamente. El vidrio resistente a los álcalis con un contenido de 16% de circona fue formulado exitosamente entre 1960 y 1971. Otras fuentes de vidrio resistentes a álcalis fueron desarrolladas durante los años setentas y ochentas, con contenidos más altos de circona. La fibra de vidrio resistente a los álcalis se usa en la fabricación de productos de cemento reforzado con vidrio (GRC: glassreinforced concrete), los cuales tienen un amplio rango de aplicaciones. La fibra de vidrio está disponible en longitudes continuas o en trozos. Se utilizan longitudes de fibra de hasta 35 mm en aplicaciones de rociado y las longitudes de 25 mm en aplicaciones de premezclado. Esta fibra tiene alta resistencia a tensión (2–4 GPa) y alto módulo elástico (70–80 GPa) pero tiene características quebradizas en esfuerzo deformación (2.5–4.8% de alargamiento a la rotura) y poca fluencia a temperatura ambiente. Se han hecho afirmaciones en el sentido de que se ha usado exitosamente hasta 5% de fibra de vidrio por volumen en el mortero de arena-cemento sin formar bolas. Los productos de fibra de vidrio expuestos a ambientes a la intemperie han mostrado una pérdida de resistencia y ductilidad. Las razones para esto no son claras y se especula que el ataque de los álcalis o la fragilidad de las fibras son causas posibles. Debido a la falta de datos sobre la durabilidad a largo plazo, el GRC ha sido confinado a usos no estructurales en donde tiene amplias aplicaciones. Es adecuado para usarse en técnicas de rociado directo y procesos de premezclado; ha sido usado como reemplazo para fibras de asbesto en hojas planas, tubos y en una variedad de productos prefabricados.

ACERO Las fibras de acero se han usado en el concreto desde los primeros años del siglo XX. Las primeras fibras eran redondas y lisas y el alambre era cortado en pedazos a las longitudes requeridas. El uso de fibras derechas y lisas casi ha desaparecido y las modernas tienen, ya sea superficies ásperas, extremos en gancho, o son rizadas u onduladas a través de su longitud. Típicamente las fibras de acero tienen diámetros equivalentes (con base en el área de la sección transversal) de 0.15 a 2 mm y longitudes de 7 a 75 mm. Las relaciones de aspecto generalmente varían de 20 a 100. (La relación de aspecto se define como la relación entre la longitud de la fibra y su diámetro equivalente, que es el diámetro de un círculo con un área igual al área de la sección transversal de la fibra). Algunas fibras son juntadas para formar manojos usando goma soluble al agua para facilitar el manejo y el mezclado. Las fibras de acero tienen alta resistencia a tensión (0.5–2 GPa) y alto módulo de elasticidad (200 GPa), una característica dúctil y plástica en esfuerzo-tensión y una baja fluencia.

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Ciertas fibras han sido usadas en mezclas convencionales de concreto, concreto lanzado y concreto con fibras infiltradas de lechada. Típicamente, el contenido de la fibra de acero varía de 0.25 a 2% por volumen. El contenido de las fibras en exceso de 2% por volumen generalmente da como resultado una pobre trabajabilidad y distribución de la fibra, pero se pueden usar exitosamente en donde el contenido de la pasta de la mezcla se incrementa y el tamaño del agregado grueso no es mayor que aproximadamente 10 mm. El concreto reforzado con fibras de acero que contiene hasta 1.5% de fibras por volumen ha sido bombeado exitosamente usando tuberías de 125 a 150mm de diámetro. Los contenidos de fibra de acero de hasta 2% por volumen se han usado en aplicaciones de concreto lanzado utilizando tanto el proceso húmedo como el seco. Se han obtenido contenidos de fibras de acero de hasta 25% por volumen en concreto con fibras infiltradas de lechada. Se reporta que el módulo elástico en compresión y el módulo de rigidez en torsión no son diferentes antes del agrietamiento cuando se compara con el concreto simple probado bajo condiciones similares. Se ha reportado que el concreto reforzado con fibras de acero, debido a la ductilidad mejorada, podría encontrar aplicaciones en donde es importante la resistencia al impacto. También se informa que la resistencia a fatiga del concreto se ha incrementado hasta en un 70%, la clasificación de las fibras de acero lo hace la norma (ASTM A820).

FIBRAS SINTÉTICAS Las fibras sintéticas son artificiales; resultan de la investigación y desarrollo en las industrias petroquímicas y textiles. Existen dos formas físicas diferentes de fibras: la de monofilamentos, y las producidas de cintas de fibrilla. La mayoría de las aplicaciones de las fibras sintéticas están en el nivel de 0.1% por volumen. A ese nivel, se considera que la resistencia del concreto no se ve afectada y se buscan las características de control de las grietas. Los tipos de fibras que han sido ensayados en las matrices de concreto de cemento incluyen: acrílico, aramida, carbón, nylon, poliéster, polietileno y polipropileno. El concreto reforzado con fibras debe cumplir con las especificaciones indicadas en la Norma ASTM C1116 para concreto reforzado con fibra sintética. La Tabla 1 resume el rango de propiedades físicas de algunas fibras sintéticas.

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Acrílico Las fibras acrílicas han sido usadas para reemplazar la fibra de asbesto en muchos productos de concreto reforzado con fibras. También se han agregado fibras acrílicas al concreto convencional a bajos volúmenes para reducir los efectos del agrietamiento por contracción plástica. Aramida Las fibras de aramida son dos y media vez más resistentes que las de vidrio y cinco veces más que las de acero, por unidad de masa. Debido al costo relativamente alto de estas fibras, el concreto reforzado con fibras de aramida se ha usado principalmente como un reemplazo del asbesto en ciertas aplicaciones de alta resistencia. Carbón Las fibras de carbón son sustancialmente más costosas que los otros tipos de fibras. Por esta razón su uso comercial ha sido limitado. Las fibras de carbón son fabricadas carbonizando materiales orgánicos adecuados en forma fibrosa a altas temperaturas y luego alineando los cristales de grafito resultantes por medio de estiramiento. Tienen alta resistencia a tensión y alto módulo de elasticidad y una característica quebradiza bajo esfuerzo-deformación. Se requiere de investigación adicional para determinar la viabilidad del concreto con fibra de carbón en una base económica. Las propiedades de resistencia al fuego de los compuestos de fibras de carbón necesitan ser evaluadas, pero ignorando el aspecto económico, las aplicaciones estructurales parecen ser prometedoras. ��

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Nylon Es el nombre genérico que identifica una familia de polímeros. Las propiedades de las fibras de nylon son impartidas por el tipo a base de polímeros, la adición de diferentes niveles de aditivos, las condiciones de fabricación y las dimensiones de las fibras. Actualmente sólo dos tipos de fibras de nylon se comercializan para el concreto. El nylon es estable en el calor, hidrófilo, relativamente inerte y resistente a una gran variedad de materiales. Es particularmente efectivo para impartir resistencia al impacto y tenacidad a flexión y para sostener e incrementar la capacidad para soportar cargas del concreto después de la primera grieta. Poliéster Las fibras de poliéster están disponibles en forma de monofilamentos y pertenecen al grupo de poliéster termoplástico. Son sensibles a la temperatura y a temperaturas por encima del servicio normal sus propiedades pueden ser alteradas. Las fibras de poliéster son algo hidrófobas. Se han usado a bajos contenidos (0.1% por volumen) para controlar el agrietamiento por contracción plástica en el concreto. Polietileno El polietileno ha sido producido para el concreto en forma de monofilamentos con deformaciones superficiales parecidas a verrugas. El polietileno en forma de pulpa puede ser una alternativa a las fibras de asbesto. El concreto reforzado con fibras de polietileno a contenidos de entre 2 y 4% por volumen exhibe un comportamiento de flexión lineal bajo cargas de flexión hasta la primera grieta, seguido por una transferencia de carga aparente a las fibras, permitiendo un incremento en la carga hasta que las fibras se rompen. Polipropileno Las fibras de polipropileno primero fueron usadas para concreto reforzado en los años sesentas. El polipropileno es un polímero de hidrocarburo sintético cuya fibra está hecha usando procesos de extrusión por medio de estiramiento en caliente del material a través de un troquel. Las fibras de polipropileno son hidrófobas y por lo tanto tienen como desventajas el tener pobres características de adherencia con la matriz del cemento, un bajo punto de fusión, alta combustibilidad y un módulo de elasticidad relativamente bajo. Las largas fibras de polipropileno pueden resultar difíciles de mezclar debido a su flexibilidad y a la tendencia a enrollarse alrededor de las orillas extremas de las hojas de la mezcladora. Las fibras de polipropileno son tenaces, pero tienen baja resistencia a tensión y bajo módulo de elasticidad; tienen una característica plástica de esfuerzo-deformación. Se asegura que se han usado exitosamente contenidos de fibras de polipropileno de hasta 12% por volumen, con técnicas de fabricación de empacado manual, pero se ha reportado que volúmenes de 0.1% de fibras de 50 mm en el concreto han causado una pérdida de revenimiento de 75 mm. Según reportes, las fibras de polipropileno reducen la contracción no restringida, plástica y por secado del concreto a contenidos de fibra de 0.1 a 0.3 % por volumen.

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3.2.2

CONCRETO ULTRA RESISTENTE (UHPC)

El UHPC está basado en el principio de minimizar defectos como las microfisuras y los vacíos, para lograr un mayor porcentaje de la carga última potencial e incrementar sustancialmente la durabilidad. Al generar una mezcla mucho más densa, a través de la eliminación de los agregados de mayor tamaño y la optimización de la masa granular, se obtiene una matriz con alta fuerza de compresión por encima de los 180 Mpa. Si a esto se agrega la aplicación de un tratamiento de curado mediante calor, se obtienen mejora de la microestructura del material e incremento de la resistencia a la compresión hasta más de 200 Mpa. Este tratamiento de calor hace que a partir de este momento el material sea estable y exhiba sólo tensiones diferidas menores.

3.2.2.1 Componentes Este material se compone de una mezcla de cemento, materiales pétreos cuidadosamente granulados, sílice, agua, fibras de acetato de polivinilo y un aditivo superfluidificante que da al concreto sus cualidades dúctiles.

Composición en peso de UHPC:

3.2.2.2 Propiedades •

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Alta compresibilidad compresibilidad y fuerza a flexión (10 veces la resistencia de un concreto convencional). La ductilidad intrínseca y la resistencia a la flexión permiten el diseño de estructuras diseñadas sin ningún refuerzo pasivo y con elementos de espesores reducidos. Aumentos sustanciales en su resistencia a la tensión. Resistente a la abrasión, al mal tiempo tiempo y a la cizalladura en igualdad con el granito. Sus características de durabilidad garantizan un menor mantenimiento y lo convierten en un material prácticamente impermeable. ��

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Es perfectamente adaptable a las formaletas de diferentes texturas. La matriz fina, que puede ser tan lisa lisa como la del del mármol acabado, permite que los arquitectos creen diversas texturas. Estéticamente agradable. Aumento de las características mecánicas (+15%) Estabilización dimensional (después del curado al vapor, la retracción total es nula)

Relación esfuerzo deformación: Concreto convencional y UHPC

La porosidad baja del UHPC, entre 1 y 2%, lo hace casi impermeable. Esto se traduce en capacidad para soportar daños del agua o de productos químicos. En pruebas de laboratorio, el UHPC ha demostrado ser resistente al agua salada. La durabilidad se debe traducir en estructuras que duran más largo tiempo y que requieren menos mantenimiento durante el transcurso de su vida.

Grafica que refleja la baja porosidad del UHPC

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3.2.2.3 Normativa Las recomendaciones de uso del UHPC, de las cuales se tiene conocimiento, se publicaron a mediados del año 2002. Fueron establecidas por el grupo de trabajo BFUP- Béton Fibré Ultra Performant, de Francia y coordinadas por Road and Traffic Governmental Agency.

3.3 POR SU DENSIDAD 3.3.1 CONCRETO LIGERO O CELULAR El concreto ligero se le identificó durante muchos años como aquél cuya densidad superficialmente seca no fuese mayor a 1,800 kg/m3. Por otra parte, con la introducción de miembros estructurales de concreto reforzado con agregados de peso ligero, la densidad límite se revisó pues algunas muestras de concreto hechas para este propósito a menudo daban concretos de densidad superficialmente secos, de 1,840 kg/m3 o mayores. Sin embargo, es un concreto ligero dado que resulta todavía bastante más que el común, el cual usualmente pesa entre los 2,400 y 2,560 kg/m3. Así, para analizar lo ligero del concreto celular se estudian previamente sus propiedades y características, en relación a las de los concretos ya tradicionales. La característica más evidente es su densidad, considerablemente menor que la del concreto normal y con frecuencia sólo una fracción es la misma. El peso que gravita sobre la cimentación de un edificio es un factor importante en su diseño, especialmente hoy en día cuando se tiende hacia la construcción de edificaciones cada vez más altas. El uso del concreto celular ha hecho posible, en algunas ocasiones, obras que de otra forma hubieran tenido que abandonarse por razones del peso. En estructuras reticulares, los marcos deben llevar las cargas de pisos y muros; en ellos se pueden lograr considerables ahorros en su costo si se utilizan losas de entrepiso, muros divisorios y acabados exteriores en base de concreto celular. Además de sus ventajas desde el punto de vista técnico en la construcción, algunas densidades de concreto celular tienen el gran mérito de proporcionar una salida a ciertos desechos de plantas industriales; además de la agricultura, es la industria que por sí sola ��

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puede absorber los millones de toneladas de desechos industriales producidos anualmente. Se trata de concreto celular más escorias de hulla, cenizas de combustibles pulverizados y las escorias de altos hornos. En muchas regiones han comenzado a escasear en estos últimos años los agregados tradicionales del concreto común: la arena y la grava. El concreto celular puede suplir las deficiencias de dichos materiales en tales áreas. Básicamente, hay una forma para hacer el concreto de menor peso, por la inclusión de aire en su estructura. Esto, sin embargo puede lograrse de diferentes maneras: Omitiendo los finos y los granos de diámetros pequeños del agregado pétreo, con lo cual se logra el llamado concreto sin finos. Sustituyendo los agregados agregados de grava o piedra triturada triturada por agregados con estructura celular o porosa, los cuales incluyen aire en la mezcla. Haciendo que se produzcan burbujas de aire en una lechada de de cemento, de manera que al fraguar ésta quede con una estructura celular llamada concreto celular o aireado. También, pueden combinarse los tres tipos de concreto para formar otros más comunes aún; •

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por ejemplo, se puede tener un concreto sin finos cuyo agregado sea de peso ligero, al igual que un concreto aireado que contenga agregado celular.

3.3.1.1 Propiedades Funcionales del Concreto Celular •

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Reducción de Peso (Carga Muerta) Las condiciones de suelo inestable generalmente limitan el uso de concreto simple o armado; al aplicar concreto celular, que es liviano, permite tener más niveles de construcción en este tipo de suelo. Nuestra experiencia recomienda que en la construcción de más de tres pisos en concreto celular se combine la estructura en concreto armado en aquellas partes donde requieran esfuerzos y los componentes no estructurales fabricarlos en concreto celular, ya sean: antepechos de balcón, bloques, fachadas, divisiones no portantes de carga, parapetos, reglas de piso, paneles, etc., esto debido que al aplicar concreto celular en zonas de soporte estructural la adición de espuma seria mínima, pues al adicionar más espuma la densidad del concreto baja y por lo tanto su resistencia. Velocidad de Construcción No es necesaria la vibración para la colocación del concreto celular, para la mayoría de los materiales de construcción, tales como el ladrillo de barro recocido, el acarreo de los mismos queda limitado no por su volumen, sino por su peso. Con dispositivos o sistemas de acarreo diseñados convenientemente se pueden manejar en forma económica volúmenes mayores de concreto celular. Aislamiento Térmico Una característica menos clara, pero no menos importante del concreto celular es la conductividad térmica relativamente baja que posee, la cual mejora según se reduce su densidad. En los últimos años se ha dado mayor importancia a la disminución en el consumo de combustible del sistema de calefacción de los edificios, siempre que se mantenga o incluso se mejore el ambiente a una temperatura confortable en su interior.

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Un muro sólido de concreto celular de 12cm de espesor proporciona un aislamiento térmico aproximadamente cuatro veces superior que el de una pared de ladrillo de 23 cm de espesor. Protección contra el fuego El mortero concreto celular es no combustible y gran parte de su resistencia a los efectos del fuego se atribuyen a la fuerte proporción de agua que contiene en su estructura, la cual tiene que ser eliminada antes de que se presente la falla de mortero concreto celular. Propiedades Acústicas La efectividad de los muros sólidos para reducir el sonido trasmitido es proporcional al peso del muro, es decir, entre más liviano sea un muro más propiedad acústica proporciona, teniendo en cuenta la construcción de huecos grandes y distribución uniforme de vacíos con esto se garantiza aislar las frecuencias altas y bajas. Una de las ventajas del “concreto celular absorbente” sobre materiales más densos es la absorción inherente que se proporciona en las cavidades, es decir, “el concreto celular absorbente” da un efecto de colchón de absorción del sonido, o se a un atenuante oportuno del sonido que se utiliza en muros divisorios o de fachada Absorción de agua Los concretos ligeros, esencialmente aquéllos utilizados en bloques, son algo porosos y, por lo tanto, tiene una mayor absorción que los concretos ordinarios. Esto no se considera de gran importancia en la práctica, pues el concreto ligero que se expone a la intemperie generalmente no se usa sin una capa protectora adecuada. El concreto celular expuesto a la intemperie tiene un grado de absorción limitado en muros de más de 18 cm de espesor, ya que los espacios de aire impiden filtraciones fuertes. Durabilidad El ataque químico generalmente se presenta como agua freática, corrosiva, particularmente sulfato, un ambiente contaminado y escurrimiento de líquidos reactivos. El concreto celular no posee una resistencia especial a estos agentes, es igual al concreto tradicional, sino que, por el contrario, por el hecho de ser en general más poroso que los concretos convencionales, es más vulnerable. El concreto celular sufre la congelación no muestra en general daños significativos.

3.3.1.2 Tipos de Agregado Ligero Los agregados ligeros son producidos expandiendo la arcilla, la pizarra, la pizarra diatomácea, la perlita, la obsidiana y la vermiculita con el uso de calor. Los agregados ligeros se venden bajo varios nombres comerciales. Las características de los agregados ligeros varían de forma importante. Por ejemplo, la resistencia del concreto hecha con pizarra y arcilla expandida es relativamente alta y se compara de manera favorable con la del concreto ordinario. La piedra pómez, la escoria, y algunas escorias expandidas producen un concreto de resistencia intermedia. La perlita, la vermiculita, producen un concreto de resistencia muy baja. Las características del aislamiento de los concretos ligeros son mejores que las de los concretos más pesados. El valor del aislamiento del material más pesado (concreto triturado de pizarra y de arcilla) es cerca de cuatro veces más que la del concreto ordinario. Todos los agregados de peso ligero, a excepción de las pizarras y las arcillas y escoria expandidas, producen los concretos de alta

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contracción. La mayoría de los concretos ligeros tienen características que los hacen más manejables ya que se pueden clavar y aserrar

Datos Técnicos Densidad

300 a 1850 kg/m3

Contenido de Aire

4 a 8% para agregado hasta 20mm 5 a 9% para agregado máximo de 10 mm

Relación Agua/cemento

12 a 14% más que el concreto convencional

PH

7 aprox.

3.3.2 CONCRETO PESADO 3.3.2.1 Definición Los concretos pesados se utilizan como protección contra las radiaciones producidas en las plantas en base a energía nuclear. La obtención de estos queda condicionada al empleo de áridos bajo peso específico, para lo cual se obtienen normalmente de rocas mineralizadas o bien, aunque con menor frecuencia, se recurre a áridos constituidos por granalla o trozos metálicos. El Concreto pesado no es un material nuevo, se ha empleado durante muchos años como contrapeso en puentes levadizos. El Concreto, tanto tradicional como pesado, es un material muy adecuado para las instalaciones de protección debido a sus buenas propiedades de absorción, frenado de neutrones rápidos, carácter

formáceo y relativo bajo costo en en comparación con otros otros

materiales de protección.

3.3.2.2 Propiedades del Concreto Pesado Los concretos pesados difieren de los tradicionales tan solo en la densidad de hasta aproximadamente 6400 kg/m3, la cual depende de los áridos empleados.

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Las propiedades del concreto de gran peso, sea este en estado fresco o endurecido, se pueden adecuar para satisfacer las condiciones de la obra y los requisitos de blindaje por medio de una selección apropiada de los materiales y de las proporciones de la mezcla. A excepción de la densidad, las propiedades físicas del concreto de gran peso son similares a las del concreto normal. La resistencia es función de la relación agua/cemento; por lo tanto, para cualquier conjunto de materiales en particular, se pueden lograr resistencias comparables a las de los concretos de peso normal. Como cada blindaje contra radiación presenta requisitos especiales, se deberán llevar acabo mezclas de prueba con los materiales y bajo las condiciones de obra a fin de determinar las proporciones adecuadas para la mezcla.

3.3.2.3 Efecto de Protección El Concreto es un buen material de protección debido a que posee los elementos precisos para capturar los neutrones y para atenuar la radiación gamma. Posee hidrógeno, agua en el gel de cemento hidratado, agua libre entre sus poros y agua de cristalización en algunos áridos, especialmente si éstos son pesados seleccionados con este fin, puesto que al mismo tiempo que actúan frenando los neutrones, al poseer calcio, silicio e hierro, pueden absorber también las radiaciones gamma. A veces se producen capturas de neutrones térmicos cerca de las caras externas de las protecciones, por lo que para absorber la radiación gamma que se produce y evitar su salida al exterior habrá que emplear protecciones sobredimensionadas con los inconvenientes de peso y costo; desde este punto de vista interesa disponer de una gran cantidad de hidrógeno para captar neutrones y de elementos de considerable sección eficaz capaces de absorber neutrones térmicos sin producir radiación gamma. Estos elementos suelen ser boro y litio o derivados de los mismos fundamentalmente los derivados del primero, carburo de boro y pírex, que tienen la ventaja de no ser solubles en el concreto. También pueden emplearse turmalina y colemanita.

3.3.2.4 Materiales Agregados Áridos Pesados Para concretos de gran peso se debe utilizar áridos que tienen alta densidad, de los casi sesenta y cinco minerales que tienen densidades superiores a 3500 (Kg/m) en el campo de la construcción solo algunos son utilizado como árido para el concreto, la razón por la cual no son utilizados todos los minerales es por cuestiones económicas. Los áridos tradicionales, aunque económicos tienen el inconveniente de obtener concretos no mayores de 2400 (Kg/m3), además el inconveniente de que el contenido de Hidrogeno es bajo, aproximadamente un 0.85 por 100 en peso. ��

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Algo importante que se debe tomar en cuenta en la utilización de los áridos pesados, que estos materiales deben ser inactivos frente al cemento y no perjudicar sus propiedades mecánicas. Los áridos más usados son los siguientes: a)

BARITA Barita, (BaSO4): Material opaco de estructura laminar. Color ámbar. Densidad 4,5 kg/dm3. Dureza 3 a 3,5. Se emplea en forma de polvo, arena y gravilla de hasta 30 mm de tamaño máximo. Presenta problemas de granulometría. Es el más común de los minerales de bario. La Barita da da concretos de densidad comprendida entre 3,3 y 3,7 kg/dm3.

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b)

MAGNETITA (Fe3 04) Es uno de los áridos más empleados junto con la Barita. Tiene brillo metálico. El mineral viene mezclado con rocas ígneas y sedimentarias. Densidad 4,2 a 5,2 kg/dm3. La magnetita da concretos de densidad comprendida entre 3,5 a 4,2 kg/dm3. La itabira es una variedad de magnetita que procede del Brasil.

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c)

LIMONITA (Fe, 03, 3H20) Es un árido parecido a la magnetita. Densidad 2,7 a 3,8 kg/dm3.

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d)

ILMENITA (FeTiO3) Color negro metálico. Densidad 4,72 kg/dm3. Dureza 5 a 6.

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e)

FERROFOSFORO (Fe3 P, Fe2 P, FeP) Es un subproducto de la producción del fósforo. Densidad 5,72 a 6,3 kg/dm3. Se ha empleado mucho como árido grueso y fino en protecciones dando concretos de densidad de hasta 5,3 kg/dm3.

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TIPO DE AGREGADO Agua Fija % en peso

Peso especifico del agregado

Densidad del concreto Kg/m3

LIMONITA BARITA ILMENITA MAGNETITA FERRROFOSFORO

8 -9 0 0 0 0

3.4 - 4.0 4.0 - 4.6 4.3 - 4.8 4.2 - 5.2 5.8 - 6.8

2883 - 3364 3364 - 3684 3524 -3844 3364 - 4165 4085 - 5286 ��

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�� PERDIGONES Y PEPITAS DE ACERO

0

6.2 - 7.2

4645 - 6087

Cemento Para este tipo de concretos en general en la clasificación el contenido de cemento que se utilizan esta en el orden de 350 (Kg. /m3).

Agua Los problemas frecuentes que se tienen con este tipo de concretos es la segregación, por lo tanto para evitar la segregación se utilizan relaciones da agua cemento de 0.35 a 0.40, se pueden utilizan superfluidificantes para conseguir concretos clásicos.

3.3.2.5 Fabricación Para el amasado de tipo de concreto se debe utilizar mezcladoras de eje vertical, debido a la mejor eficacia del amasado de la pasta, sin embargo no es aconsejable utilizar mezcladoras basculantes por que los esfuerzos sobre el eje son muy grandes. El tiempo de amasado, del concreto pesado es generalmente similar al tiempo de amasado de los concretos tradicionales se debe descargar cuidadosamente la mezcla de la mezcladora para evitar la segregación.

3.3.2.6 Puesta en Obra La puesta en obra de esta clase de concreto se debe extremar vigilancia para evitar problemas de segregación y posibles descuidos de compactación, el espesor de las capas de vaciado no debe sobre pasar los 25 cm y además el vibrado debe ser enérgico y de corta duración con frecuencias próximas 20 ciclos / min. Durante el vaciado del concreto es conveniente controlar la homogeneidad del concreto a fin de detectar posibles huecos.

3.4 ARQUITECTONICOS

3.4.1 CONCRETO COLOREADO 3.4.1.1 Concepto El uso del color se está incrementando en casi todos los tipos de concreto, desde el colado en obra, pasando por el premoldeado y la construcción tilt-up, hasta los productos manufacturados

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de concreto tales como bloques para mampostería, muros de retención segmentados y adoquines entrelazados. Aunque debe tomarse en cuenta el costo extra de los aditivos de color, pueden aplicarse colores integrales y darles acabado en la mayoría de los diferentes tipos de obras de concreto, usando técnicas similares a las requeridas para el concreto simple, de modo que los costos de aplicación adicionales sean razonables. Además, la permanencia del coloreado integral del concreto significa un ahorro significativo en los costos de ciclo de vida, en comparación con los gastos que implica aplicar y mantener capas de desgaste, recubrimientos, manchas o acabados pintados. La evidencia de la durabilidad de los colores en el concreto puede verse en proyectos de concreto coloreado en todo el mundo que han mantenido su atracción durante 25 años o más.

Pero, en resumidas cuentas,

¿Cuán permanentes son los tonos en el concreto coloreado? ¿Y cómo deben escribirse las especificaciones especific aciones para asegurar los resultados deseados? Para responder a estas preguntas, los especificadores prudentes necesitan comprender de qué manera se pigmenta el concreto, los factores que influyen en la intemperización, y los resultados de las pruebas de laboratorio y de campo para la firmeza del color.

3.4.1.2 Componentes 1. El Cemento Dependiendo del tipo de cemento que se utilice esta influirá en la tonalidad del color, es así que con el cemento gris se obtienen colores más oscuros mientras que con el cemento blanco colores más claros, por su blancura el cemento blanco es ideal para el concreto coloreado pues permite obtener tonos que con el cemento gris no se podrían. Cemento gris y cemento blanco actúan de la misma forma. Según los requerimientos se utilizará entre 150kg/m3 hasta 450kg/m3. Más cemento se hecha, más resistente sale el concreto. En el caso del cemento blanco, uno de los propósitos de su uso es de conferir al concreto un color particular. Es la razón por la cual siempre hay que prever una cantidad de cemento blanco igual o mayor a los 350kg/m3.

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2. Los Agregados Afectan la apariencia del concreto el color de la arena, los tipos de agregados y la granulometría. El color de los agregados más gruesos determina el color base de las superficies del concreto tratado por lavado, cepillado, ácido o martelinado. El color de la arena y del agregado es especialmente importante en los acabados de agregado expuesto o unidades de mampostería de concreto de caras fracturadas, ya que estos materiales llegan a estar expuestos en la superficie de concreto. Puede darse el caso en que puede variar un poco el color o la granulometría entre varios pedidos de un mismo agregado. Por eso puede ser conveniente pedir la totalidad de un material para un mismo pedido de una vez, o hablar bien con el proveedor para que garantice límites aceptables de variaciones entre pedidos.

3. El Agua El agua tiene que ser limpia y clara, siempre que se puede se utilizará el agua potable de la red de distribución. Suele definirse un relación A/C = 0.5 como norma para un buen concreto. Para un concreto coloreado, utilizando óxidos colorantes, la cantidad de agua también tiene influencia sobre el tono final. El color se pone más claro cuando la relación A/C es mayor. Por eso también se requiere la mayor precisión y repeticiones alistando las mezclas de un mismo proyecto.

4. Los Aditivos Con concreto coloreado, asegúrese de que el aditivo sea compatible con el color y resista a los rayos U.V. del sol.

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En el caso de concretos coloreados, se tomará la precaución de comprobar si el color del aditivo no tiene influencia sobre el color final, o si no se descolorará con el tiempo.

5. Los Pigmentos Los pigmentos que se utilizan para colorear un concreto son óxidos metálicos que puedan resistir a la acción química del cemento y guardar su color a través de los años. En el caso de un concreto coloreado expuesto al exterior, se cuidará de que los pigmentos pueden resistir a los rayos U.V. del sol. Elegir óxidos de calidad es muy importante para garantizar la calidad y durabilidad del color de un concreto coloreado. Varios pigmentos existen para colorear un concreto. Además, estos pigmentos se pueden combinar entre ellos para obtener tonos intermedios.

3.4.1.3 Normativa La durabilidad del concreto coloreado ha concitado la atención de científicos y coloristas en todo el mundo. Uno de los primeros estudios formales sobre la firmeza del color del concreto coloreado lo realizaron investigadores de la Universidad de Maryland hace más de 30 años. Este y otros estudios fueron codificados en el ASTM C 979-82, Especificación Estándar para Pigmentos para Concreto Integralmente Coloreado, el estándar ampliamente utilizado en la industria para agentes colorantes usados en el concreto. Éste establece los procedimientos y los parámetros de evaluación de los factores que afectan la fabricación del concreto coloreado, tales como la capacidad de los pigmentos para dispersarse en una mezcla de concreto, la resistencia a la alcalinidad del cemento y la estabilidad en condiciones de curado. Con respecto al intemperismo, el estándar exige que los pigmentos no sean solubles al agua y que resistan la exposición a la luz.

3.1.1.4 Recomendaciones Técnicas Colocar un concreto con color requiere igual precaución que colocar un concreto de alta calidad. Para un resultado uniforme en color hay que tomar en cuenta las recomendaciones relativas a la mezcla y también las relativas a la buena colocación del concreto. La uniformidad en todas las etapas es la clave de la consistencia del color ��

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Pigmentos: escoger pigmentos de calidad no diluibles en agua y resistentes a los rayos U.V. tienen que resistir a inclemencias climáticas y alcalinidad del concreto. sirven los óxidos naturales e óxidos sintéticos. sirve también el "Carbón Black" si se impermeabiliza la superficie. añadir con precisión la misma cantidad en cada batida. el pigmento se maneja en porcentaje con relación al peso en cemento. este porcentaje oscila entre un 2% y 7% con un máximo de 10%. agregar los pigmentos después de los agregados y cemento. respetar el mismo tiempo de batida para todas las mezclas. Agregados: usar agregados limpios con bajo contenido en álcalis y sal. usar la misma fuente de agregados para todo el proyecto. pesar con precisión los agregados y cemento. mojar los agregados antes de añadir el pigmento. Aditivos: no usar aditivos con "Cloruro de Calcio" cual causaría decoloración. pedir al proveedor si sus aditivos aditivos son adecuados para un concreto coloreado. plastificantes e incorporadores de aire se pueden usar. si se usa un desmoldante: asegurarse de que no deja manchas. • • • • • • • • •

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Mezclado: llene la la mezcladora a un mínimo de 30% 30% y no más que la capacidad máxima. asegurarse de la buena limpieza de la mezcladora. mezclar un tiempo mínimo de 10 minutos a alta velocidad. respetar el mismo tiempo de mezclado para todas las batidas del proyecto. proyecto. mejor no tener un revenimiento no mayor a 4" (10 cm): usar plastificantes. no añadir más agua agua una vez la mezcla esta lista. Curado: curar con agua puede resultar en la aparición de eflorescencia. cubrir la superficie con papel o plástico deja manchas y descolora. es recomendable usar un aditivo especial para curar la superficie. usa un curador compatible con el concreto coloreado. curar cuando ya ya se puede caminar en la superficie sin dañarla. aplicar el curador con rollo o con bomba. a los 30 días de curado se logra el color definitivo del concreto. • • • • • •

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3.1.1.5 Aportes al concreto Un concreto coloreado tiene que conservar un color cerca del color original a través de los años a pesar de las acciones físicas y químicas exteriores. COLOR DEL PIGMENTO Pigmentos rojos Pigmentos color tierra (negros, rojos, cafés, amarillos)

APORTE Resistencia a la temperatura arriba de los 180ºc Resistencia a los rayos U.V. ��

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Óxidos de metal

Resistencia a los Álcalis

3.1.1.6 Concentración La cantidad de pigmento que se mezcla en un concreto se mide en relación a la cantidad de cemento de este mismo concreto. Si el concreto tiene 350 kg de cemento y 7 kg de pigmento tenemos una concentración en pigmento de: 7 dividido por 350 = 2% Dependiendo de los pigmentos que se usan, se puede decir de manera general, que la intensidad de un color crece de manera lineal cuando se echa hasta 7% de pigmento en la mezcla. Entre 7% y 10% el incremento de intensidad va disminuyendo hasta lograr una saturación. Lo que significa que arriba de 7% de pigmento en una mezcla, el rendimiento es poco, y arriba de los 10% echar más pigmento es echarlo sin efecto. La norma ASTM que rige el uso de los pigmentos establece que lo máximo que se puede echar de pigmento en un cemento es de 10% porque también la resistencia del concreto disminuye arriba de este número.

3.4.2 CONCRETO TRANSLUCIDO 3.4.2.1 Concepto Un material presenta transparencia cuando deja pasar fácilmente la luz. La transparencia es una propiedad óptica de la materia. Se dice, en cambio, que un material es traslúcido cuando deja pasar la luz de manera que las formas se hacen irreconocibles, y que es opaco cuando no deja pasar apreciablemente la luz. Generalmente, se dice que un material es transparente cuando es transparente a la luz visible. Para aplicaciones técnicas, se estudia la transparencia u opacidad a la radiación infrarroja, a la luz ultravioleta, a los rayos X, a los rayos gamma u otros tipos de radiación. El concreto translucido es la combinación de materiales convencionales, como es el cemento, agregados y agua, mas las fibras de vidrio. Fue creado con el propósito de brindar mejor apariencia frente a la luz, sin descuidar propiedades fundamentales como la resistencia a la compresión.

3.4.2.2 Concreto Translucido vs Concreto Tradicional Si bien, la diferencia de precio entre el hormigón translúcido en comparación con el convencional, es contrastante, el primero tiene enormes ventajas como su alta resistencia y sus facultades estéticas. Estas virtudes han hecho que tenga gran aceptación tanto en arquitectura como en construcción.

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Otra de las ventajas que ofrece el uso de este concreto, además de lo estético, es que permite un ahorro notable de luz eléctrica al facilitar el paso de 70% de la luz natural. El concreto translúcido se venderá en todo el mundo en los próximos dos años. También señaló que minimiza los costos de mantenimiento ya que tiene una vida útil, en condiciones normales de 50 años aproximadamente. Una de las desventajas es que por su alto grado de transparencia, las estructuras internas de la construcción quedan a la vista, lo que al cabo de un tiempo podría resultar antiestético. Pero se busca la forma de que con un buen acabado, los hierros de las columnas y otros materiales, puedan ser agradables para la vista. Hemos hecho varias pruebas y es posible; incluso se ve natural, muy orgánico. Desde el momento de su creación y comercialización, el cemento translúcido ha estado en un constante proceso de mejoramiento tanto en su acabado, precio, estabilidad y translucidez. Los concretos tradicionales tienen una resistencia que va de los 250 a los 900 kg/cm2; en cambio el concreto traslucido, por ejemplo, puede alcanzar una resistencia de hasta 4500 kg/cm2 y el gris de 2500 kg/cm2.

3.4.2.3 Concreto Translucido Manual Este revolucionario concreto tiene la capacidad de ser colado bajo el agua y ser 30 por ciento más liviano que el concreto hasta ahora conocido. Es un concreto más estético que el convencional, permite el ahorro de materiales de acabado, como yeso, pintura y posee la misma utilidad. Además, en este nuevo concreto pueden introducirse objetos, luminarias e imágenes, ya que tiene la virtud de ser translúcido hasta los dos metros de grosor, sin distorsión evidente. Este producto representa un avance en la construcción de plataformas marinas, presas, escolleras y taludes en zonas costeras, ya que sus componentes no se deterioran bajo el agua. Los estudiantes de ingeniería civil Joel Sosa Gutiérrez de 26 años y Sergio Omar Galván Cáceres de 25 años, de procedencia mexicana, crearon en el 2005 el concreto translúcido.

Aditivo Ilun El aditivo "ilun" es único en el mundo, ya que le confiere al concreto 15 veces más resistencia 4,500Kg. /cm2 con nula absorción de agua, permite el paso de la luz es traslúcido, tiene un peso volumétrico 30 por ciento inferior al comercial y puede ser colado bajo el agua.

Proceso de Fabricación

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Según el folleto comercial del producto, su fabricación es igual a la del concreto común. Para ello se emplea cemento blanco, agregados finos, agregados gruesos, fibras de vidrio, agua y algunos aditivos extras.

3.4.2.4. Litracon Litracon es un concreto tradicional con un arreglo tridimensional de fibras ópticas y/o fibras de vidrio, para formarlo se utilizan miles de fibras ópticas con diámetros que van de dos micrones a dos milímetros, las cuales se ordenan en capas o celdas; en cambio el concreto translúcido desarrollado por los mexicanos es, desde su origen, una pasta translúcida Además el Litracon tiene una desventaja, la pieza más grande lograda mide 30 por 60 centímetros, mientras el concreto translúcido de Sosa y Galván puede aplicarse en grandes volúmenes. El arquitecto Aron Losonczi ha desarrollado un nuevo tipo de material traslúcido que crea bellos juegos de luces y formas.

Proceso de fabricación Litracon es una combinación de fibras ópticas que puede ser producido en bloques y paneles prefabricados. La mezcla de fibras crea una especie de cristal fino dentro de los bloques que permite transferir la luz a través del muro, creando los efectos muy interesantes con la luz. Además el Litracon tiene una desventaja, la pieza más grande lograda mide 30 por 60 cm. Una pared realizada con Litracon tiene la solidez y resistencia del hormigón tradicional y además, gracias a las fibras de cristal que se le han incorporado, tiene la posibilidad de permitir visualizar las siluetas del espacio exterior. Miles de fibras ópticas forman una matriz, y corren entre sí en forma paralela, entre las dos superficies principales de cada bloque. Las fibras se integran en el concreto como añadido y la superficie obtenida sigue recordando al concreto homogéneo. El material es translúcido porque las fibras de vidrio llevan la luz en forma de pequeños puntos a partir de una cara iluminado a la cara del bloque opuesto. Debido a los millares de fibras ópticas paralelas, la imagen del lado más claro de la pared aparece en el lado más oscuro sin ningún cambio. En teoría, una pared construida con esta nueva tecnología podría tener hasta 20 metros de espesor sin reducir la capacidad característica de las fibras ópticas de trasmitir la luz.

Descripción de la invención La matriz utilizada en la formulación de este concreto fue del tipo aglutinante, para darle la rigidez necesaria y puede ser cualquier matriz o aglutinante polimérico, preferentemente dos matrices pueden ser utilizadas; una epóxica y la otra policarbonatada, acompañadas cada una de su respectivo catalizador, para que al reaccionar químicamente, se forme el concreto al endurecerse.

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En la formulación también se utiliza cemento tipo Portland, preferentemente blanco, para la formulación del concreto de la invención. Los agregados utilizados en la fabricación y formulación fueron fibras de vidrio, sílice, sílice sol coloidal y fibras ópticas. Opcionalmente pueden utilizarse elementos pétreos como agregados, por ejemplo gravas, arenas, etc. La matriz o aglutinante epoxico utilizado para la formulación de este concreto, es el éter diglicidílico del bisfenol A (DGEBA), que es deshidratado a vacío a 80° C durante 8 horas antes de su empleo. El equivalente epoxíco de la resina fue determinado por método potenciométrico. El endurecedor utilizado es la dietilentriamina (DETA), que debe ser deshidratada sobre tamices moleculares antes de su empleo. Se escogió un policarbonato totalmente distinto del policarbonato de bisfenol A, que se logra producir a partir de un monómero que gracias a que tiene dos grupos acrílicos en los extremos y que éstos a su vez contienen enlaces dobles carbono - carbono pueden polimerizar por una polimerización vinílica por radicales libres. De esta forma, todas las cadenas se unirán unas con otras para formar un material entrecruzado. Las fibras ópticas utilizadas en la formulación de este concreto, básicamente son un fino hilo de vidrio ó plástico que guía la luz. El sistema de comunicación nace de la unión entre una fuente de luz Io suficientemente pura para no alterarse. Los tipos de fibras utilizadas son fibras monómero y vírgenes, es decir, en su estado puro y sin recubrimientos cuya finalidad es la de hacer que transcurra más fácilmente la luz a través del concreto y a su vez utilizados como conductores eléctricos. Como aditivos se usan pigmentos; agentes antiestáticos para eliminar la electricidad estática; agentes de puente para favorecer la unión a la matriz, dar resistencia y protección contra el envejecimiento; agentes lubricantes para dar protección superficial y agentes fumógenos colantes para dar integridad, rigidez, protección e impregnación, sales metálicas, agentes tixotrópicos (hojuelas de materiales inorgánicos, microesferas de vidrio, carbonates de calcio, dióxido de silicio, etc.), agentes retardadores de llama (elementos que contienen cloro, bromo, fosforo, etc. ), y agentes de protección UV (estabilizadores). La sílice entre un 0.5 y un 10 % del peso de la resina, deberá de utilizarse para que una vez fraguado, la sílice utilizada proporcione una mayor resistencia y dureza al concreto. El procesado será bajo flujo en una sola dirección, esto, para hacer que las esferas se transformen en bastones, para que así trabajen como fibras en un material compuesto reforzado, haciéndolo así más fuerte en la dirección de los bastones. Las características mecánicas como la resistencia a la compresión de un concreto translúcido con matriz epoxi (bisfenol - A) es de hasta 220 MPa. Además de que deja pasar la luz sin distorsión alguna. Las características mecánicas como la resistencia a la compresión de un concreto translúcido con matriz policarbonatada es de hasta 202 MPa, además de que deja pasar la luz sin ��

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distorsión alguna. Es de apreciarse la buena dispersión de los agregados, aditivos y sobre todo, de la matriz. Presenta una buena cristalización en las partes más altas, y decrece un poco al acercarse al extremo inferior.

3.4.2.5 Ventajas y Desventajas Ventajas El concreto translúcido tiene muchas propiedades físicas y químicas ventajosas a comparación del concreto tradicional, en el siguiente nombraremos algunas: • • • • • • • • • • •

10 veces más resistente 100% impermeable Se pueden comprar solo los agregados y así hacerlo en obra. Son más ligeros. Permite el paso de 70% de la luz. Ahorro de energía. Mayor confort Ahorra el tartajeo o acabado. Variedad de diseños arquitectónicos. Resiste el ataque de las sales. Soporta altas temperaturas.

Desventajas Como todo elemento constructivo, cuenta con desventajas, esto no disminuye las características antes mencionadas, las desventajas son: • •

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15% a 20 % más costoso Al ser un concreto resistente su destrucción es muy difícil, esto aumenta los costos para su demolición. Aun no se encuentra normado como concreto estructural, quiere decir que no puede recibir cargas su uso es exclusivo de manera arquitectónica, a pesar de sus ventajas físicas y químicas. Al ser un concreto nuevo tiene poca difusión en cuanto su preparación y colocación en obra, por tanto la mano de obra se hace más costosa.

3.4.2.6 Cuadro Comparativo

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3.4.3 CONCRETO RECICLADO 3.4.3.1 Concepto La acción de construir y derribar genera un volumen importante de residuos. Así, en los trabajos previos al comienzo de una obra nueva es habitual que se haya de derribar una construcción existente y/o que se hayan de efectuar ciertos movimientos de tierra. Durante la realización de la obra, también se origina una cantidad importante de residuos en forma de sobrantes y de restos diversos. También en obras de reforma, de reparación, de rehabilitación, se generan residuos. Según datos de la Unión Europea, en 1992 los países miembros produjeron 200 millones de toneladas anuales de residuos de construcción y demolición. Parece clara y evidente la problemática originada por este tipo de residuos. Una problemática originada por el gran volumen generado de escombros, superior al de los desechos domésticos. Es demostrada la composición poco conflictiva de estos residuos, pues en términos generales son inertes, siendo la ocupación de grandes espacios uno de los principales problemas medio ambientales que provocan, pero, fundamentalmente, la degradación del paisaje cuando se vierten de manera incontrolada. El reciclaje de los escombros, es un sector económicamente rentable y muy organizado en algunos países europeos como Alemania y Holanda, donde unas legislaciones más restrictivas, la escasez de recursos naturales y, sobre todo, el gran valor económico que se da al suelo, ha obligado a fomentar el reciclaje desde hace muchos años con resultados muy positivos. Todos estos hechos convergen en la necesidad de investigar acerca de las características de estos residuos sólidos inertes, con el fin de conocer su idoneidad para ser aplicados en la industria de la construcción. En teoría, una gran cantidad de los residuos de construcción y demolición pueden reciclarse o reutilizarse fácilmente, especialmente cuando el contenido de concreto y ladrillo mezclado con mortero de pega es elevado. Debemos tener en cuenta que los escombros tienen un potencial considerable para el reciclaje, si lo comparamos con otros tipos de residuos. Por otro lado, los productos reciclados tienen que competir con los materiales de construcción tradicionales, de ahí la necesidad de una calidad uniforme. En este sentido, es importante conocer cuál es el origen y la composición de estos residuos para conseguir una aceptabilidad futura del material reciclado. En cuanto al origen de los residuos de construcción y demolición, se puede decir que éstos son variados. Uno de los casos más conocidos fue la acción emprendida para poder gestionar los residuos originados por la demolición del muro de Berlín y utilizarlos en nuevas construcciones del tipo residencial. Dinamarca realizó un interesante e ilustrativo proyecto piloto de reciclaje de escombros y confección de un nuevo concreto en 1998, cuando aprovechó el material resultante de la demolición de dos puentes; aproximadamente 1400 toneladas fueron empleadas en un nuevo concreto para los cimientos y baldosas del suelo de nuevos edificios, ��

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lo que significó un ahorro de 15 dólares por tonelada con respecto a la demolición y depósito del material siguiendo los métodos tradicionales Esto nos muestra que las posibilidades de uso y marketing de los productos de concreto reciclado son buenas y con unos precios competitivos. Sin embargo, existen barreras mentales para el uso de los materiales provenientes del reciclaje, lo que causa dificultades de consideración para una utilización racional de los materiales reciclados. En un programa para reciclar escombros con la creación e implementación de plantas de tratamiento, es necesario hacer un gran énfasis en la información y la educación, conjuntamente con una organización y control del flujo de residuos y la gestión de las materias primas.

3.4.3.2 Resultados de las mezclas Se diseñaron mezclas con una relación agua/cemento de 0,488 por resistencia. Los agregados fueron secados para observar el comportamiento de la mezcla fresca y la concordancia con los elevados porcentajes de absorción presentados por los áridos reciclados. En ninguna de las mezclas se utilizaron agentes inclusores de aire, ya que se trata de preparar concretos lo más estándar posible en el campo de la construcción, donde los aditivos especiales son usados con poca frecuencia. Para el análisis económico se trabajó una relación A/C de 0,45. En todas las mezclas, a excepción de la de control, tanto el árido fino como el árido grueso fueron sustituidos en su totalidad por material reciclado. RESISTENCIA AL ESFUERZO DE COMPRESIÓN A DIFERENTES EDADES** Muestra

7 días (MPa) Control 14.12 Reciclado concreto 13.90 Reciclado cerámicos 13.10 Reciclado ladrillo y morteros 10.24

28 días (MPa) 21.56 21.53 20.47 17.45

**Se diseño para una resistencia a los 28 días de 21 MPa. Aunque la resistencia a la compresión ha sido el factor relevante en el análisis del desempeño de un concreto, actualmente es necesario otro tipo de confrontaciones como el esfuerzo a la flexión y la estabilidad de los agregados en el tiempo. Pruebas a las que el concreto reciclado con escombros ha mostrado un alentador desempeño, como lo han dado a conocer las investigaciones de los profesores de materiales Malhotra y Buck en Norteamérica desde finales de la década de los setenta. Entre los resultados de los profesores ya referenciados, se obtuvo que la resistencia al esfuerzo de la flexión del concreto que incluyó áridos reciclados es igual y en algunos casos mayor que la arrojada por la mezcla

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de referencia cuando se reemplaza el agregado grueso natural por reciclado de escombros de concreto. •

Mezcla de control, resistencia a la flexión: 6,61 MPa

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Mezcla con agregado grueso reciclado, resistencia a la flexión: 6,82 MPa

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Mezcla con agregado fino reciclado, resistencia a la flexión: 5,63 MPa

La relación A/C fue de 0,41 para todas las mezclas.

3.4.3.3 Factibilidad Económica En este aspecto se hace referencia a la misma investigación. Aunque el concreto reciclado con escombros presenta un balance ambiental y técnico positivo, susceptible entonces de ser empleado en la construcción de nuevas obras y remodelación de aquellas existentes, aún no es motivo suficiente para que este se introduzca como un material de uso normal en una comunidad, ya que tanto para habitantes, constructores y autoridades municipales es fundamental el factor económico, es decir, el costo que un material actualmente no convencional tendrá en el mercado. Esta es una realidad a la que no se le puede dejar de lado, en tal sentido se mostrará a continuación un análisis económico del concreto reciclado, analizando estrictamente lo concerniente a su confección. Hay que aclarar que, al igual que en el caso de los bloques, se escogió para los análisis económicos la mezcla con áridos reciclados de concreto demolidos, por ser el más representativo en nuestro medio.

Los costos por metro cúbico de cada tipo de concreto arrojan un ahorro del 7% al elaborar concretos reciclados en comparación con un concreto natural o tradicional. Este ahorro es producto de la obtención del material de desecho para luego ser reciclado, aunque debe aclararse que, de acuerdo a las resistencias obtenidas, en ocasiones será recomendable incrementar la cantidad de cemento en el caso de los materiales reciclados para elevar la ��

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resistencia al nivel del concreto natural, por lo cual su costo bien podría ser igual en ambos casos, con la ventaja para el material ecológico de poseer un valor agregado representado en sus ventajas ambientales.

3.4.3.4 Leyes de la Sabiduría Ambiental 1. Ley del costo de la eliminación evitada Los escombros generan un gasto por su eliminación el cual se representa en la siguiente ecuación: CC =CE + CCV + CT + CD CC, costo completo; CE, costo de eliminación; CCV, costo de carga al vehículo; CT, costo de transporte; CD, costo de descarga. 2. Ley de los recursos disponibles Uno de los principales problemas para el uso de métodos alternos de eliminación, pero eso es incorrecto pues desde un principio el costo de las partidas para la eliminación ya está presupuestado y con el ahorro estás estarían disponibles. 3. Ley de la recogida recompensada Los recursos ahorrados con intervenciones realizadas en aplicación de la primera ley deberán ser invertidos en otras recogidas más onerosas 4. Ley de los puestos de trabajo Al disponer de plantas de reciclaje como la planta de reciclaje de asfaltos de Medellín, estas generan más puestos de trabajo que los depósitos de materiales. 5. Ley del grano de sal No aplicable para Escombros pues esta refiere a la quema de combustibles. 6. Ley de las instalaciones No aplicable para escombros pues no se necesitan instalaciones extras. 7. Ley de la alternativa No aplicable esta refiere a desechos urbanos domésticos.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones 1. Para cada tipo de requerimiento específico de diseño existe un concreto, el método de fabricación y/o colocación lo definirá el productor. 2. Gran variedad de estos concretos están en proceso de investigación debido a ellos no están Normalizados Internacionalmente. 3. La variación de una propiedad específica del concreto repercute inversamente proporcional en otra propiedad. 4. El concreto con fibras está ligado íntegramente íntegramente al desarrollo de las fibras sintéticas que se obtengan, pues para este concreto el único requerimiento es que la fibra tenga mayor resistencia que el concreto. Recomendaciones 1. Se recomienda que para usar algún tipo de concreto especial, este tiene que estar indicado en la memoria y debe ser sometido a modelos para analizar su comportamiento. 2. Se recomienda seguir las indicaciones de producción indicadas para cada tipo de concreto especial. 3. Se considera como concreto especial a cualquier concreto que se diferencia del normal en una propiedad o método de producción, es por eso que se debe tener cuidado pues muchos concreto especiales llevan nombres similares. 4. El uso de cemento blanco en vez vez de cemento portland tipo I variara las las propiedades, así como la intensidad del color de los concretos coloreados.

BIBLIOGRAFIA: -

www.gcc.com

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www.cementopanama.com

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www.concretosespeciales.com

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www.expansion.com.

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www.cemexmexico.com

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www.sika.com.pe

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Normas de ASTM internacional en latino América.

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www.wikipedia.com

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www.unicon.com.pe

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www.concretosreciclados.com.mx ��

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Otras fuentes electrónicas

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