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jul. 31 de 2018
Aditivos, adiciones y fibras
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Resumen:

Actualmente en nuestro medio nos encontramos cada vez con mayor frecuencia, elementos masivos como cimentaciones para estructuras tanto en edificaciones como en infraestructura. 

 

En estos casos, por requerimientos de los procesos constructivos y los tiempos de entrega de las obras, suelen especificarse concretos de altas resistencias (28 a 49 MPa) o incluso con resistencias aceleradas, los cuales nos llevan a pensar en diferentes alternativas para asegurar no solo los requerimientos mecánicos sino también los de durabilidad y desempeño.

Para este tipo de concretos masivos y con altas resistencias, la principal preocupación son los cambios de volumen resultantes de la variación de temperatura y humedad que pueden llevar a la fisuración del elemento. 

Uso de materiales cementantes suplementarios en cimentaciones

Proyecto Puerto de Agua Dulce en Buenaventura.

Por tal motivo, la generación de calor es uno de los parámetros fundamentales a ser controlados y para ello hay varias alternativas entre las cuales se encuentran: el uso de cementos de moderado o bajo calor de hidratación , el uso de cementos adicionados, el uso de MCS, el enfriamiento previo de los materiales (agregados  y agua), el enfriamiento posterior con el uso de tuberías embebidas en el concreto o diferentes combinaciones de estas.

Hay dos controles térmicos fundamentales que deben hacerse a los concretos masivos:

  1. La temperatura máxima debe ser menor a 70°C (ACI 301M-10) para evitar la disolución de la etringita primaria y posibles inconvenientes a futuro por la formación de etringita diferida o retrasada.
  2. El diferencial máximo de temperatura debe ser menor a 19°C (ACI 301M-10) para evitar fisuración por efectos de gradientes térmicos en la masa del concreto.

Uso de materiales cementantes suplementarios en cimentaciones

Puente de la Madre Laura en Medellín.

Para lograr esto, en nuestro medio, las alternativas más utilizadas son el enfriamiento previo de los materiales incluso sustituyendo parte del agua con hielo y también el uso de MCS. En la selección del tipo de material cementante suplementario a utilizar, se deben tener en cuenta diferentes aspectos como lo son: el porcentaje de sustitución y su reactividad (ver Tabla 2 adaptada de Lewis, 2003), así como su costo y disponibilidad, entre otros.

Tabla 2. Reactividad de las puzolanas utilizando el ensayo de Chapelle.

Uso de materiales cementantes suplementarios en cimentaciones

Algunos ejemplos de obras en Colombia en las cuales se han usado concretos con adición de ceniza volante son: Puerto de Agua Dulce (Buenaventura), Fundación Valle del Lili (Cali), el intercambiador Versalles (Calarcá), Puente Flandes, Puentes Rionegro en la Ruta del Sol tramo 1, puentes en la vía Pajarito – Aguazul (Casanare), ampliación PTAR San Fernando, Parques del Rio, intercambio vial Gilberto Echeverri Mejía (puente de la 4 sur) en Medellín y búnkeres de oncología en diferentes clínicas entre muchas otras obras.

Referencias:

• ACI 207.2005 Guide to Mass Concrete. ACI Commettee 207 Report, ACI 207.1R-05. American Concrete Institute, Farmington Hills, MI.

• ACI 301.2010 Specifications for Structural Concrete. ACI Commettee 301 Report, ACI 301M-10. American Concrete Institute, Farmington Hills, MI.

• Black, L. 2016. Low clinker cement as a sustainable construction material. En: Khatib, J.M. ed. Sustainability of Construction Materials. Reino Unido: Woodhead Publishing, pp. 415-457.

• BS EN206-1, 2000. Concrete – Part 1: Specification, performance, production and conformity, British Standards Institution, Londres.

• Demone, P. 2010. Part 3 Concrete. En Demone, P. y Illton, J. Eds. Construction Materials Their Nature and Behaviour. Abingdon: Spon Press, pp.83-208.

• Lewis, R., Sear, L., Wainwright, P. y Ryle, R. 2003. Cementitious additions. En: Newman, J. y Choo, B.S. eds. Advanced Concrete Technology. Vol 1. Burlington, MA.: Elsevier, pp.3/1-3/66.

• Neville, A. M. 2011. Properties of concrete. 5th ed. Essex: Pearson Education Limited.

• Ramezanianpour, A.A. 2014. Cement Replacement Materials. Springer, Berlin, Heidelberg.

• Rashad, A. 2013. Metakaolin as cementitious material: History, scours, production and composition – A comprehensive overview. Construction and Building Materials. 41, pp.303-318.

• RILEM Association. 2016. Ruben Snellings, Gustavo Colonnetti Medalist 2016. [Online]. [Acceso el 23 noviembre 2017]. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=OSwma4cuz5E.

• Snellings, R. 2016. Assessing, Understanding and Unlocking Supplementary Cementitious Materials. RILEM Technical Letter, 1, pp.50-55.

Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados

"Para este tipo de concretos masivos y con altas resistencias, la principal preocupación son los cambios de volumen resultantes de la variación de temperatura y humedad que pueden llevar a la fisuración del elemento". 

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Conclusión

La ceniza volante y la escoria son MCS ampliamente utilizados en concretos masivos para efectos del control de la temperatura máxima. Según el ACI 207.2R-8, la ceniza volante genera entre el 15 y el 35 % del calor generado por la misma cantidad de cemento portland.

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