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may. 27 de 2019
Tecnología del concreto
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Resumen:

Esta entrada aclara el concepto de manejabilidad del concreto y profundiza en la influencia de los aditivos en la plasticidad del material y en los aspectos fundamentales a considerar en su uso dependiendo del método de colocación y de la estructura sobre la que se va a trabajar

Esta entrada aclara el concepto de manejabilidad del concreto y profundiza en la influencia de los aditivos en la plasticidad del material y en los aspectos fundamentales a considerar en su uso dependiendo del método de colocación y de la estructura sobre la que se va a trabajar

El concreto es un material perecedero en estado plástico y su vida útil depende del tiempo de fraguado del cemento empleado y en alguna medida de la plasticidad con que fue fabricado.

Una condición de fabricación de concreto donde no estén presentes los aditivos es cada vez menos frecuente, entre otras, por la necesidad de transportarlo desde los diversos sitios de producción hasta el punto de uso en la obra. Este transporte puede ser de muchos tipos: en camiones mezcladores, mediante bombas de concreto , bandas de colocación, torre-grúas o incluso mediante elementos menores como carretillas o en canales por gravedad; y todos ellos demandan una plasticidad ideal del concreto para producir la mayor eficiencia en la colocación.

Al hablar de la manejabilidad del concreto el primer concepto que hay que tener claro es que el asentamiento medido a través la Norma Técnica Colombiana NTC 396 es una medida puntual de la manejabilidad del material, que puede variar en menor o mayor medida en un periodo determinado de tiempo. Por tanto, se puede considerar que la manejabilidad se establece como un rango de asentamiento en un periodo de tiempo determinado. Pero, ¿cuál es el valor de rango a considerar? Para tener la respuesta adecuada, es necesario hacer referencia al método de colocación del concreto y el tipo de estructura que se está fundiendo.

Pie de foto: Bajo asentamiento, alta cohesión.

Crédito: Sandra Reinaguerra.

¿Qué aditivos elevan la manejabilidad sin tener que incrementar el agua?  

Los aditivos que modifican la plasticidad del concreto están clasificados en la NTC 1299 de la siguiente manera:

  • Tipo A. Aditivos reductores de agua.
  • Tipo B. Aditivos retardantes.
  • Tipo C. Aditivos acelerantes.
  • Tipo D. Aditivos reductores de agua y retardantes.
  • Tipo E. Aditivos reductores de agua y acelerantes.
  • Tipo F. Aditivos reductores de agua de alto rango.
  • Tipo G. Aditivos reductores de agua de alto rango y retardantes.

Los aditivos que elevan la manejabilidad sin tener que incrementar el agua e incluso manteniéndola, son los de tipo A, D, F y G, que son los que más aportan para tener asentamientos medios a altos e incluso algunos de ellos a sostenerlos no más de un par de horas, en función de la dosis empleada.

Las capacidades de reducción de agua de este grupo de aditivos oscilan entre el 10% y el 25%, dependiendo de la relación agua cemento (a/c) requerida y de la plasticidad (asentamiento) necesaria para la aplicación, la forma y tamaño de los agregados y la dosificación empleada.

Existen otras tecnologías fabricadas con base en policarboxilatos los cuales tienen una capacidad de reducción del agua más eficiente, hasta de un 40% (esto significa que toman la responsabilidad de hasta el 40% del agua necesaria para la misma plasticidad sin aditivos) donde se logran plasticidades (medidas mediante flujo libre) con extensiones del concreto de valores entre 600 mm y 800 mm, que bien podrían ser usados en la fabricación de concretos autocompactantes. Este tipo de aditivos se usa también cuando se requieren, relaciones agua cemento muy bajas que permiten llegar a altas resistencias y mayores densidades de concreto.

Pie de foto: Concreto autocompactante.

Crédito: Sandra Reinaguerra.

El reto del tiempo: ¿Qué aditivos sirven para mantener la plasticidad del concreto durante más horas?

No solo es importante lograr la plasticidad adecuada del concreto, sino mantenerla durante el tiempo suficiente para colocarlo, sin tener que partir de asentamientos muy altos o concretos por extensión.

Para ello, podemos hacer uso de aditivos estabilizadores que no afecten el fraguado ni la resistencia y que a su vez logren sostener la manejabilidad durante 6, 8 o más horas.

Un caso específico de uso en obra de estas condiciones es el concreto instalado en el túnel de San Gotardo en los Alpes Suizos, donde se pudo usar concreto después de haberlo transportado en tren por más de 10 horas e instalarlo sin problema. Las referencias internacionales son importantes, pero aún más las experiencias en Colombia donde se han tenido instalaciones de concreto en cimentaciones de gran tamaño con tiempos de manejabilidad de 10 horas para asentamientos entre 150 mm y 200 mm garantizando el fraguado del concreto y el desarrollo de resistencia, tomando el tiempo de inicio de la edad de resistencia después de las 10 horas de plasticidad. Hay que tener en cuenta que el alargamiento del tiempo de vida del concreto de alguna forma inhibe la reacción del cemento, retardado la resistencia inicial levemente.

 

Pie de foto: Pérdida de manejabilidad en el tiempo.

Crédito: Sandra Reinaguerra.

¿Qué debe considerarse cuando se usa más de un aditivo en una mezcla?

Cuando se usa más de un aditivo en una mezcla, es importante hacer la caracterización del comportamiento del concreto en estado fresco y endurecido de forma individual y luego combinándolos, ya que en algunas ocasiones las sinergias que se logran con las combinaciones pueden no ser las esperadas.

Los aditivos inclusores de aire son el ejemplo típico de aportes a la manejabilidad debido a que el aire incluido de manera intencional por estos aditivos es de forma esférica y por tanto hacen que el concreto “fluya” aportando a la manejabilidad y aumentando el asentamiento. Adicionalmente, producen una pequeña retención del agua que colabora con el sostenimiento de la manejabilidad y control de la fisuración por retracción plástica, sin llegar a ser suficiente para obviar el curado del concreto.

El uso inadecuado de estos aditivos podría causar bajas resistencias si no se controla que el aire incluido se mantenga dentro de los parámetros definidos y si no se cuenta con un control permanente en la dosificación.

En ocasiones el concreto es adicionado con otro tipo de materiales como fibras, pigmentos en polvo, adiciones como humo de sílice u otros materiales que afectan la plasticidad inicial del concreto, y es precisamente ahí donde los aditivos plastificantes son la herramienta adecuada para la restitución de la manejabilidad, pero en todos los casos con dosis probadas, para no afectar el tiempo de fraguado de la mezcla y el desarrollo de las resistencias especialmente la iniciales, puesto que está comprobado que un retardo leve inicial genera resistencias finales más altas debido a la mejor hidratación de la partícula de cemento.

Artículo recomendado

Si quieres saber más sobre Variables que afectan la resistencia del concreto: ¿Cómo controlarlas?

Conclusión

En conclusión, la manejabilidad es entonces una de las características en estado fresco del concreto, que cuenta con muchas herramientas para ser modificada de manera estable, a partir de la selección correcta de la tecnología del o los aditivos que nos permiten sostenerla. Estas múltiples posibilidades están disponibles a partir de los grandes avances que han tenido los aditivos que trabajan directamente con la química del cemento.

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