*Artículo cortesía de Edgardo Becker/ Gerente de Desarrollo y Servicios Técnicos en Loma Negra (Argentina).
Entendiendo que el concreto en su estado fresco puede ser asimilado a una suspensión concentrada cuya fase sólida está comprendida por los agregados, el cemento de Pórtland -y, eventualmente, las adiciones minerales-, y su fase líquida la componen el agua y los aditivos químicos, puede ser más sencillo entender que luego de colocado, compactado y terminado tiende a sufrir una cierta segregación donde los sólidos que presentan mayor densidad que los líquidos tienden a asentarse, por lo que disminuye su concentración cerca de la superficie.
Lo anterior puede observarse claramente cuando el concreto presenta un marcado brillo superficial formado principalmente por agua. Esta presencia de agua superficial que se manifiesta luego de unos cuantos minutos durante el estado fresco se lo denomina exudación.
Dado que, como se ha mencionado, la exudación supone una menor concentración de sólidos cerca de la superficie, esto equivale a una mayor relación a/c (agua/cemento, en masa) y, consecuentemente, una menor resistencia en la zona superficial.
Tal como se ha explicado queda claro que, en mayor o menor medida, la exudación es un fenómeno natural y, por ende, inevitable. Solo un buen diseño de mezcla puede “controlarlo” o moderarlo pero será casi imposible eliminarlo. Es por eso que, en pavimentos y pisos industriales donde se requiere una alta resistencia al desgaste, se deben tomar medidas especiales para mejorar la resistencia superficial.
Gradiente típico de la relación a/c de una losa de piso o pavimento por efecto de la exudación. En el gráfico puede observarse que, en la zona superficial, la relación a/c se incrementa dramáticamente.
Crédito: Edgardo Becker.
En pisos industriales donde circularán autoelevadores y otros equipos móviles que tienden a desgastar superficialmente la losa, es que se utilizan técnicas de trabajo o se realizan recubrimientos para lograr la resistencia superficial necesaria. Una de las metodologías más habituales es utilizar polvo endurecedor de superficie dosificado uniformemente sobre la losa de piso cuando el concreto está en estado fresco. Este material es básicamente una mezcla en seco de cemento de Pórtland y arena de cuarzo de granulometría adecuada que, al ser aplicada en fresco y fratasado se mezcla en el material superficial por lo que tiende a reducir localmente la relación a/c y mejorar significativamente su resistencia.
Ensayo de exudación con especificación de límites para el diseño.
Crédito: Edgardo Becker.
En el caso de pavimentos, la estrategia para prevenir la debilidad superficial será muy diferente ya que será necesario mantener una textura adecuada para promover la adherencia de los neumáticos de los vehículos circulantes por lo que, además, deberá asegurar un buen drenaje durante los días de lluvia que ayude a evacuar el agua por debajo de los neumáticos. Para eso, será fundamental que la textura superficial se mantenga razonablemente durante la vida en servicio del pavimento por lo que, será fundamental diseñar mezclas que posean una limitada exudación y una resistencia suficientemente alta de manera de obtener una resistencia al desgaste adecuada para el tránsito previsto.
Recomendaciones para mejorar la resistencia al desgaste
Ya se ha comentado que la exudación debe mantenerse en rangos controlados. En la figura 2 se muestra conceptualmente que pueden fijarse requisitos con rangos y límites en capacidad y velocidad de exudación que deberán ser fijados por los especialistas. Mientras tanto, podemos dar algunas recomendaciones generales que permiten controlar el fenómeno:
- Utilizar un contenido de cemento adecuado y una relación a/c suficientemente baja.
- Usar el mínimo asentamiento posible para las condiciones de colocación y compactación de la losa de piso o pavimento.
- Minimizar el contenido de agua en la mezcla. Para esto, es recomendable trabajar con agregados de tamaño máximo suficientemente grande y, además, utilizar aditivos plastificantes.
- Utilizar una combinación de tamaños de agregados gruesos que permita mantener un adecuado “esqueleto granular” y, de esta manera, minimizar la segregación.
- Incorporar en la mezcla un contenido de finos adecuados. En general es necesario que los finos tengan entre 25 y 30% de material pasante por el tamiz de 300 mm (ASTM #50).
- Asegurar un curado adecuado para permitir un alto grado de hidratación del cemento tanto en la masa como en la superficie. Para eso, será necesario mantener permanentemente la superficie del concreto saturado por, al menos, los primeros 7 días desde su colocación.
Dependiendo del caso, es posible que se puedan incluir recomendaciones adicionales. Como ejemplo de esto, cuando las arenas disponibles no tienen suficiente cantidad de finos, se puede incorporar pequeñas dosis de aditivo incorporado de aire de manera para mejorar la cohesión y disminuir la exudación. Tener en cuenta que, como la incorporación de aire tiende a reducir la resistencia al desgaste del concreto, este recurso debe ser realizado con extrema precaución luego de un cuidadoso análisis técnico del tipo “costo-beneficio”.
En aquellos casos en que se desea aumentar la vida en servicio de un pavimento, será altamente recomendable aplicar un proceso de cepillado o pulido conocido como “diamont grinding” donde, por un lado, se logran mejoras considerables del IRI (International Roughness Index) que asegura grandes niveles de confort y vida útil del pavimento y, por el otro, elimina una fina capa de material “débil” en la superficie del pavimento, asegurando una muy importante resistencia al desgaste.
En aquellos casos en que se desea aumentar la vida en servicio de un pavimento, será altamente recomendable aplicar un proceso de cepillado o pulido conocido como “diamont grinding” donde, por un lado, se logran mejoras considerables del IRI (International Roughness Index) que asegura grandes niveles de confort y vida útil del pavimento y, por el otro, elimina una fina capa de material “débil” en la superficie del pavimento, asegurando una muy importante resistencia al desgaste.
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.