miércoles, 19 de septiembre de 2012

Los nuevos hormigones: Materiales de alta técnologia.

Hola amigos.

Podemos decir que la construcción como industria es casi tan antigua como la propia civilización. Esta habilidad que tiene el hombre para construir,constituye una de las características innatas de la especie humana.
Grandes necesidades de protección ante los elementos de la naturaleza ( lluvia, frió ,nieve, calor, etc ); y de seguridad ante los peligros de un mundo hostil, como lo eran las fieras salvajes y sus enemigos, fueron las causas principales y desencadenantes que impulsarían una de las más grandes industrias lavadas a cabo por los seres humanos, y la que por si sola constituye una especie de termómetro con el que medir o constatar el grado de progreso alcanzado por cualquier civilización. Estamos hablando de la industria de la construcción.
Esta necesidad de seguridad y protección obligo primero al hombre a buscar refugio en cuevas y cavernas. Pero estas además de ser escasas, pronto nos aburrieron, sin importar lo mucho que las pintara y decorará, tanto así que algunos investigadores en psicología aseguran que la claustrofobia  tiene sus inicios en tan temprana época. Nuestros primitivos colegas optaron entonces por aventurarse en la construcción de las primeras viviendas allí donde encontrara las mejores condiciones para su supervivencia. Piedras, palos, barro, hojas, cueros de animales y algún que otro rudimentario elemento, fuero los primeros materiales o "productos" - si podemos darle ese nombre - que el hombre utilizo para la elaboración de aquellas rudimentarias viviendas.
 a reunirse con sus semejantes, apareciendo de esta manera las primeras aldeas, pueblos y comunidades que eventualmente darian lugar a la creación de las primeras ciudades. Centros culturales, comerciales y religiosos de donde nacerían las más diversas civilizaciones.
En sus inicios fue el afán de seguridad y protección  lo que impulso el nacimiento de la construcción. Luego fue la elaboración de las más diversas estructuras conformantes de las ciudades ( caminos, puentes, viviendas, fortalezas, almacenes, palacios, templos, acueductos, etc ), lo que impulsaría el desarrollo de la misma como industria, hasta llegar a nuestros días en la que por si sola constituye una de las más desarrolladas, diversificadas y tecnificadas que existen.
 Tal es la importancia de la construcción que en gran parte, las antiguas maravillas y muchas de las modernas, constituyen prodigios de la Ingeniería y de la Arquitectura, demostrando la verdadera importancia que ha tenido esta para el hombre.
 Largo es ya el camino recorrido desde los egipcios, griego, romanos y muchos otros pueblos que ennoblecieron y destacaron el uso de muchos materiales, entre ellos la piedra y la madera, legándonos importantes aportes, pero hoy el materia más utilizado por nuestra moderna industria de la construcción es el hormigón, sinónimo mismo de nuestras modernas ciudades.
A lo largo de sus primeros 100 años de existencia, el concreto ha sido testigo del esfuerzo realizado por el hombre para desarrollar nuevos productos, con los cuales mejorar algunas de sus propiedades y así obtener hormigones especiales a la vez que se consigue mejorar sensiblemente la calidad de los mismos.
poco a poco, los procesos de investigación se hacen cada vez mejores. Permitiendo que hagan su aparición en el mercado, nuevos productos con los que es posible cambiar o mejorar alguna de sus propiedades, y así abordar con nuevos criterios, problemas específicos para cada tipo de proyecto, pudiendo ofrecer nuevas soluciones con este tipo de material.
Paralela a la industria del hormigón hizo su aparición la de los productos químicos especiales para el mejoramiento del hormigón. Los tiempos han ido cambiando las tendencias en cuanto a uso de estos productos. Podríamos decir que en los primeros del hormigón, se hizo énfasis en desarrollar productos que nos permitieran modificar su tiempo de fraguado. después vinieron los reductores de agua de la mezcla o plastificantes, los impermeabilizantes, y más tarde los superplastificantes, orientando el mercado en nuestros días  hacia productos que mejoren la durabilidad en el hormigón, como son las fibras, el silica fume y otras adiciones.
De acuerdo a esto, actualmente el hormigón o concreto a ido a ocupar un puesto de importancia, como uno de los materiales más usados por la civilización moderna, existiendo diferentes tipos entre el, dependiendo del empleo o uso que se le de. Seria difícil el imaginarse como serian nuestras ciudades, obras de ingeniería, así como nuestros hogares, en los que de una u otra forma el hormigón no tuviera nada que ver, pues realmente este material forma parte de nuestra vida diaria.
Hoy en día, podemos hablar de diferentes tipos de ellos como por ejemplo: hormigón premezclado ( en sus diversas variantes), de hormigón proyectado (tanto por vía seca como por vía húmeda), de hormigón marino, centrifugado,impermeable, densificados,de altas resistencias, autoportantes, fluidos, hormigones aligerados, nucleares, fibrosos, para pavimentos, etc, etc, etc, y últimamente han hecho su aparición en este amplio horizonte, los hormigones coloreados, el hormigón blanco y los de acabado arquitectónico, y los estampados para pisos.
Algunos de estos hormigones no podrían existir sin la adicción de algunos productos especiales, existiendo hoy en día en el mercado un amplio numero de ellos, abarcando desde los tradicionales aditivos plastificantes hasta lo ultimo en fibras y endureced ores para el hormigón.
Debido a esta variedad, hoy específicamente hablaremos solo de alguno de ellos, refiriéndonos a los más recientes productos que nos permiten la obtención de concretos de resistencias mecánicas mejoradas, como lo constituyen las fibras, tanto las de polipropileno y metálicas, como el humo de sílice o silica fume.

1.- FIBRAS PARA EL HORMIGÓN:

Las fibras se usan para obtener refuerzos secundarios en el hormigón, con un aumento moderado de resistencias físicas y mecánicas, reducción de la permeabilidad, aumentando su  resistencia a la abrasión y al impacto, así como inhiben la aparición de las grietas de retracción plástica.
Para los que no lo saben, cuando se inicia el fraguado del hormigón, y debido a procesos normales de la hidratación del cemento contenido en el, el exceso de agua que no es necesaria comienza a migrar hacia la superficie a través de toda la masa del hormigón, creando a su paso espacios vacíos, canales capilares o microgrietas, por donde la masa del hormigón comienza a resquebrajarse. Una rápida evaporación, sobre todo en climas calurosos, ocasiona esfuerzos de retracción y agrietamientos, que cuando son mayores que la resistencia a la tensión que ofrece el concreto fresco, este se agrieta teniendo lugar a la aparición de las conocidas fisuras de retracción plástica. podríamos decir entonces que esta retracción es producida, tanto por factores ambientales como por ejemplo las altas temperaturas y la presencia de fuertes vientos, así como por diversas variaciones en calidad y/o cantidad de diversos componentes del hormigón, como pueden ser agregados con excesos contenido de finos, altas cantidades de cemento, agua en demasía y altas dosis de aditivos retardadores.
Para evitar la rápida aparición de las grietas o fisuras de retracción, hecho este si se quiere bastante común al darse alguna o varias de las anteriores condiciones; y sobre todo muy frecuentemente en climas tropicales, calurosos o en verano, donde podríamos decir que el poderoso astro rey no duda en prodigarnos con un estival calor; se recomienda el uso de fibras en el hormigón, practica esta no muy novedosa, pues históricamente se tienen experiencias del uso de ciertas fibras en mezclas o argamasas rudimentarias.

1.1.- FIBRAS DE POLIPROPILENO:


Aparecierón en lña decada de los años sesenta en su forma de monofilamentosa, y gracias a investigacionmes realizadas por parte de las fuerzas armadas de EE.UU. La más usada actualmente es la fibra de polipropileno fibrilada. Esta tiene una apariencia de gruesos filamentos los cuales al adicionarse al hormigón se abren, adoptando la forma de red de hilos muy finos unidos entre si. La adición de la fibra al hormigón es muy fácil y la misma se dispersa homogeneamente a través de toda la masa del mismo, actuando entonces como si fueran millones de pequeños puentes a través de los cuales se distribuyen uniformemente los esfuerzos de retracción que tienden a separar a la matriz de hormigón, estas fibras interceptan la propagación de las microgrietas paralizando su crecimiento, e interrumpiendo la función capilar de la humedad permitiendo un curado más lento.

La simple aplicación de 0.9 kg/m3 de hormigón, suministra el equivalente el equivalente de 180.000 metros lineales de refuerzo tridimensional, lo que pone en desventaja a las mallas de refuerzo secundario al actuar estas solo en un plano, y ser la mayoría de las veces mal colocadas, por lo que no evitan que se fisure o agriete el hormigón y una vez ocurrido esto solamente sirven para mantenerlo unido.
Estas fibras son totalmente inocuas con los álcalis del cemento así como a la acción de algunas sustancias químicas, fabricándose en diferentes medidas de acuerdo al tamaño del agregado máximo utilizado en la mezcla. Constituye un material realmente económico, recomendándose una dosificación de entre el 0.1 % al 0.3% en volumen, siendo como promedio el uso de 0.9 kg/m3.
podríamos concluir que estas fibras son muy útiles cuando se necesita un hormigón de baja permeabilidad, por ejemplo en hormigón en cercanía del mar, hormigón de obra hidráulica, ya que al interceptar a las microgrietas y eliminar en lo posible los espacios y los canales vacíos, a la vez que contribuye a consolidar mejor la mezcla, estamos minimizando y evitando la entrada del agua a través de ellos, y con ellas las sales y cloruros que podrían atacar los aceros en nuestra estructura. Además al funcionar como si el hormigón estuviera armado en todas direcciones, nos permite hacerlo más resistente al astillamiento, lo que es muy conveniente en zonas sísmicas. Además de todas las ventajas con respecto al manejo y colocación de mallas, y accidentes relacionados con estas, que la simple adición de la fibra nos evita.

1.2.- LAS FIBRAS METALICAS:


Estas son fibras metálicas de acero tratado al carbono de muy alta calidad. Estas son muy fáciles de agregar a y se dispersan con gran facilidad a través de toda su masa.
los tipos de fibras metálicas varían en en cuanto a su forma y su tamaño, existiendo de puntas lisas y de puntas deformadas, fabricándose por ejemplo de 5,08 cm (2") para losas, de 3,81 a 2,54 cm(1 1/2" a 1" ) para hormigón proyectado húmedo y de 2,54 cm a 1,90 cm para proyectado seco. Su dosificación puede variar desde los 30 a 100 kg/m3 de hormigón. Estas fibras, al igual que las de polipropileno, tiene un excelente adhesión al hormigón y no requieren de equipos especiales para su mezclado y colocación.
Uno de los usos más frecuentes para las fibras metálicas es en hormigón proyectado (donde se ha reducido el rebote o perdida de material hasta en valores de 5 a 10% )tanto en vía seca como en vía húmeda, existiendo una amplia experiencia de uso en Canadá, EE.UU. y Australia, donde se han obtenido excelentes resultados.

1.3.- SILICA FUME:

Es una de las ultimas adiciones para el hormigón, este material es producto de la unión del microsilice y de un superplastificante  con los que se obtienen altos niveles de resistencias y durabilidad en el hormigón. Los que actúan  simultaneamente por efecto puzzolanico y por reducción de la relación agua/cemento, produciendo excelentes concretos tanto en estado fresco como endurecido.
La silica-fume, es un polvo muy fino, cerca de 100 veces fino que el cemento portland y 2 veces más fino que el humo del tabaco. Debido a esta extrema finura y a su alto contenido de sílice, puede rellenar las cavidades de la matriz del cemento hidratada incrementando  la densidad del hormigón. Ademas se convierte en un material puzzolanico muy efectivo, el cual puede reaccionar con los productos de hidratación del cemento (hidróxido de calcio) para formar productos de cementación secundaria durante el proceso de hidratación. Obteniéndose de esta manera un hormigón con muy baja permeabilidad e incrementando las resistencias al deterioro bajo condiciones agresivas, demostrando ser tan resistente al ataque de los sulfatos como el hormigón con cemento tipo II.

Debido a su extrema finura y su elevado modulo de superficie especifica, incrementa enormemente la cantidad de agua necesaria para obtener un hormigón de alto asentamiento, razón por la cual se incluye un superplastificante con el.
En fin podemos concluir diciendo que aunque estos productos especiales no constituyen por si solos la solución mágica para todo tipo de problemas relacionados con la tecnología de la construcción con hormigón, su solo uso aporta muchas ventajas entre las que destaca el permitir la calidad y durabilidad del mismo, ganando con esto la seguridad de contar con un mejor producto final, esto es un nuevo hormigón mejorado. Un hormigón adaptado a cada necesidad, con el que quizás algún día, pueda realizarse un antiguo sueño del ser humano, como lo es el poder construir estructuras que le permitan vivir en otros lugares,  y  quizás algún día en ambientes más allá de este planeta. Pudiendo comenzar en un futuro cercano por ejemplo, en la luna.
Bueno amigos, esto es todo por hoy.
Cuidense.

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