Taller de redacción
Maestría en Infraestructura del Transporte en la Rama de las Vías Terrestres
NUEVOS MATERIALES PARA CONSTRUCCIONES MÁS SEGURAS. ELABORACIÓN Y ANÁLISIS NANO, MICRO Y MACRO-ESTRUCTURAL DE MICRO-CONCRETOS AUTO-COMPACTABLES MULTI-FUNCIONALES. P. Gómez-Hernández Gómez-Hernández1, J.C. Rubio-Avalos2 1
ESTUDIANTE DE POSGRADO, MAESTRÍA EN INFRAESTRUCTURA DEL TRANSPORTE EN LA RAMA DE LAS VÍAS TERRESTRES, FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO. 2 INVESTIGADOR TITULAR, SECCIÓN DE INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN TECNOLÓGICA EN MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN, FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO.
El concreto hidráulico es un material que se ha venido utilizando desde hace siglos. Una de las principales obras de los romanos, el Coliseo, es un gran anfiteatro de la época del imperio, edificado con concreto.
Figura 1. Coliseo romano PFR. http://es.wikipedia.org/wiki/Coliseo_de_Roma
En aquel entonces, la principal exigencia que se le daba era su resistencia a la compresión. En la actualidad se le han implementado nuevas exigencias, entre ellas, la durabilidad . El concreto es un material durable y resistente. Dado que se le trabaja en su forma líquida, puede adquirir casi cualquier forma. Esta combinación de características es la razón principal de ser el material de construcción más popular. El concreto de uso común, o convencional, se produce mediante la mezcla de tres componentes esenciales: cemento, agua y agregados , a los cuales eventualmente se incorpora un cuarto componente que, por lo general, se conoce como aditivo . Al mezclar estos componentes se introduce de manera simultánea un quinto participante: el aire . Ing. Pedro Gómez Hernández
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Dicha mezcla produce una masa plástica que puede ser moldeada y compactada con relativa facilidad; pero gradualmente pierde esta característica hasta que, al cabo de algunas horas, se torna rígida y comienza a adquirir el aspecto, comportamiento y propiedades de un cuerpo sólido, para convertirse finalmente en el material mecánicamente resistente que es el concreto endurecido. En cuanto el concreto queda en reposo, después de colocarlo y compactarlo dentro del espacio cimbrado, se inicia un proceso natural mediante el cual los componentes más pesados (cemento y agregados) tienden a descender, en tanto que el agua, componente menos denso, tiende a subir. A estos fenómenos simultáneos se les llama respectivamente asentamiento y sangrado . Cuando se producen en exceso se les considera indeseables porque provocan cierta estratificación en la masa de concreto, se forma en la parte superior una capa menos resistente y durable por su mayor concentración de agua. Esta circunstancia resulta particularmente inconveniente en el caso de pavimentos de concreto y de algunas estructuras hidráulicas cuya capa superior debe ser apta para resistir los efectos de la abrasión mecánica e hidráulica. El concreto hidráulico es el material más utilizado para la construcción de cualquier obra civil, ya sean casas, puentes, carreteras, presas, etc. Pero para poder emplear este material y que sea capaz de resistir las grandes cargas mecánicas a las que se ve sometido (flexión, compresión y cortante) debe de estar reforzado interiormente con varillas de acero. Para obras de gran magnitud, se tiene ―como ejemplo― el armado de zapatas en puentes, donde se utiliza acero en cantidad considerable, como se puede observar en la figura 2. Esto genera un problema a la hora del colado del concreto, se generan poros de gran magnitud, ya que el concreto presentará problemas para fluir y cubrir las áreas más alejadas y saturadas de acero.
Figura 2. Armado de zapatas para un puente PRF. http://www.flickr.com/photos/ingsalinas/3390203509/ Ing. Pedro Gómez Hernández
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Los poros generados por el colado, más los poros que presenta el concreto debido a su propia constitución, devendrán en un material muy poroso. El cual es muy susceptible a presentar problemas de corrosión, ya que permite el paso de líquidos y gases. Por esta razón, en zonas costeras se tienen mayores problemas de corrosión, debido a las condiciones del medio ambiente y a la calidad del concreto. El proyecto a desarrollar tiene como objetivo la elaboración y análisis nano, micro y macro-estructural de micro-concretos auto-compactables multi-funcionales que sea útil para su uso en las obras de infraestructura del transporte, que ofrezca mejores propiedades y comportamiento que el convencional. Lo que permitirá un incremento en durabilidad y resistencia. Disminuirá los problemas por asentamiento y sangrado, así como la corrosión (ya que disminuiremos la porosidad en el concreto). Esto se logrará utilizando bajas relaciones de A/C (agua/cemento) mediante el uso de un aditivo reductor de agua conocido normalmente como hiperfluidificante . Los aditivos hiperfluidificantes son ampliamente usados por su efectiva acción para aumentar la maleabilidad de la mezcla y reducir el contenido de agua del concreto manteniendo la misma consistencia. Ambos efectos se traducen en una estructura de poros más cerrada, lo que permitirá un incremento en la resistencia y durabilidad del concreto. Su acción como reductor de agua involucra adsorción del aditivo sobre las partículas de cemento y su consecuente dispersión en el sistema cemento-agua como se muestra en la figura 3 y 4.
Figura 3 y 4. Adsorción de partículas de hiperfluidificante diluido en agua sobre las partículas de cemento. PFR: Superplasticizers: the wonder of fluid concrete. http://www.youtube.com/watch?v=CSZxjQwDKF0&feature=related
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El concreto autocompactable se define como “aquel que tiene la propiedad de consolidarse bajo su propio peso sin necesidad de vibrado, aun en elementos estrechos y densamente armados”. Este material pertenece a la familia de los concretos de alto desempeño y tiene la propiedad de fluir sin segregación, autocompactándose por sí solo, lo que asegura la continuidad del concreto endurecido. Una de las principales pruebas que se le realizan a este tipo de concretos, es el ensayo de extensibilidad con el anillo J-RING. Las barras de acero que se encuentran alrededor del anillo simulan las barras de acero de refuerzo del concreto. En la figura 5, se muestra una imagen de esta prueba.
Figura 5. Ensayo de extensibilidad con el anillo J-RING
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BIBLIOGRAFÍA
MÉTODOS PARA DOSIFICAR CONCRETOS DE ELEVADO DESEMPEÑO. VITERVO A. O’REILLY DIAZ. IMCYC. A. C. LOS COMPOSITES. CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES EN LA EDIFICACIÓN. M. OLIVARES SANTIAGO, C. GALÁN MARÍN, J. ROA FERNÁNDEZ. DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECTÓNICAS, ESPAÑA. CONCRETOS DE ALTO DESEMPEÑO AUTOCOMPACTABLES. CARLOS JAVIER MENDOZA ESCOBEDO. PROYECTOS DE LA UNAM 2005 2006. FREDDY SOLÍS ORTIZ. TESIS CONCRETO PRESFORZADO. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL. 2006. WWW.WIKIPEDIA.ORG HTTP://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=CSZXJQWDKF0&FEATURE= RELATED HTTP://WWW.FLICKR.COM/PHOTOS/INGSALINAS/3390203509/
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