Alejandro López Vidal – Director Técnico ANDECE

Moshe Safdie – HABITAT 67-

Desde que el arquitecto estadounidense Edward T. Potter registró a finales del siglo XIX la primera patente de edificio prefabricado mediante módulos tridimensionales en for­ma de cajones apilables en hormigón, se estima que actualmente existen unas 1.300 patentes de construcción modular en hormigón en todo el mundo. Sin embargo, no ha sido hasta ahora cuando esta metodología constructiva ha terminado por aceptarse, tanto por parte de arquitectos, constructores y, especialmente, usuarios finales. Basada en la preconstrucción o en la prefabricación casi total de la construcción, y siguiendo un patrón de diseño modular, se fundamenta en trasladar a la planta in­dustrial el mayor número de tareas para minimizar las que se llevarían a cabo en la obra. La construcción modular aparece como una de las claves para la industria de materiales en 2017, previendo además que en cinco años más de la mitad de todos los proyectos del sector utilizarán la construcción modular. Este artículo pretende recoger el estado actual de esta técnica, analizar las ventajas que ofrece frente a la construc­ción más convencional y exponer los retos a los que se enfrenta un sector dentro de la industria del prefabricado que está apostando firmemente por esta línea de negocio.

De las casas prefabricadas a la vivienda industrializada

Todavía hoy se suele aludir a este tipo de construcción como ‘casa prefabricada’, algo que conceptualmente no es correcto; sería así si toda la casa se preconstruyese en una fábrica, se transportase todo el conjunto y su instalación se limitase a colocarla en su posición definitiva. Y tampoco es recomendable desde el punto de vista de su promo­ción, ya que todavía hoy persiste cierta connotación de provisionalidad o baja calidad hacia el concepto ‘casa prefabricada’.

del edificio resultante. El objetivo final es conseguir conjuntos integrados que se conviertan en soluciones estandarizadas, pero sin limitar ciertos parámetros de personalización (acabados superficiales, dimensiones variables, distribución de juntas, equipamiento interior, etc.).

Según el grado de industrialización nos podemos encontrar con distintos mode-los:

  • Enfoque integral: construcción a partir de módulos completos, resul­tando un mayor grado de industria­lización ya que las tareas de obra se reducen al mínimo posible (ensam­blaje, remates, etc.). Los módulos re­sultantes son segmentos enteros de espacios, en los que los suelos, las pa-redes y los techos, con sus instalacio­nes, constituyen una única unidad. También es posible encontrarnos con otros elementos prefabricados de hormigón integrados (escaleras, mobiliario interior, etc.).

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Influencia de la adición de nano sílice en el hormigón autocompactante

  • León Brito, Nestor (Tesis UPM)

En los últimos años es notable la proliferación de trabajos y estudios que tratan sobre las características del hormigón autocompactante. De ellos, la durabilidad es el aspecto menos tratado, siendo especialmente escasos los que se centran en un problema particular de esta durabilidad, como es la penetración de cloruros, un aspecto básico para todos los elementos estructurales sometidos a un ambiente marino. Esta será la línea básica del presente trabajo, que vendrá acompañada de otra serie de ensayo que permitan ratificar los resultados obtenidos. Debido a lo anteriormente expuesto, el objetivo general de esta investigación es estudiar la influencia de la adición de nano-sílice en aspectos tanto microestructurales como durables en hormigones autocompactantes. Dado que el objetivo general planteado es muy ambicioso y requiere tiempo y multitud de ensayos combinando numerosas variables, este trabajo de investigación se centra en los siguientes objetivos particulares dentro de la línea general de la investigación: Evaluar los cambios que se producen en las propiedades en estado fresco de los distintos hormigones ensayados; Evaluar los cambios que se producen en las propiedades mecánicas de los hormigones estudiados; Determinar los cambios de la matriz porosa de los distintos hormigones ensayados y determinar los cambios en los componentes hidratados de la matiz de cemento.

Para cumplir con este objetivo, se ha procedido a comparar el comportamiento de cuatro tipos de hormigón con el mismo cemento: Un hormigón convencional sin adición, un hormigón autocompactante sin adición, un hormigón autocompactante con 2,5 % de adición de nano sílice y un hormigón autocompactante con 5 % de adición de nano sílice. Las etapas seguidas en este trabajo son las siguientes: Revisión bibliográfica relativa a los hormigones autocompactantes, y a la adición de nano-sílice.; Estudio y elección de las dosificaciones para los hormigones objeto de estudio: hormigón convencional, un hormigón autocompactante sin adiciones y hormigones autocompactantes con adición de nano-sílice; Evaluación de los hormigones, convencional y autocompactantes, en estado fresco en base a la normativa vigente y a las exigencias de la Instrucción del Hormigón Estructural (EHE-08); Evaluación de las propiedades mecánicas de los hormigones en estado endurecido mediante ensayo de resistencia a compresión; Caracterización microestructural de los hormigones mediante ensayos de porosimetría por intrusión de mercurio (PIM) y termoanálisis (TG-ATD); Evaluación del comportamiento de los hormigones frente a ensayos específicos enfocados a su durabilidad, como son los de resistividad eléctrica y de penetración de cloruros y estudio comparativo de los resultados obtenidos y establecimiento de relaciones entre la dosificación y el comportamiento de cada hormigón, de cara a poder fijar recomendaciones de uso.

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DURABILIDAD DEL CONCRETO: CONCEPTOS Y SOSTENIBILIDAD

Arq. Adriana Valdés Krieg

A nivel mundial el concreto es el material más utilizado en la construcción. De acuerdo a esto gran parte de la infraestructura y de las viviendas en una escala internacional están elaboradas con este material. Tomando en cuenta la importancia que tiene este material y sus tecnologías, las investigaciones relacionadas con el concreto sobrepasan el campo arquitectónico o de ingeniería y tienen fuertes implicaciones socioeconómicas que también se vinculan con la conservación del medio ambiente. En la mayoría de las ocasiones estos últimos aspectos son dejados de lado y se da preferencia a un enfoque pragmático que generalmente se centra en acelerar procesos y reducir costos con una visión a corto plazo. Sin embargo, cada vez se hace más indispensable poner más atención en uno de los aspectos más importantes al emplear concreto. Se trata de su durabilidad, ya que se ha comprobado que es posible obtener un significativo ahorro a largo plazo al construir estructuras durables que tomen en cuenta las investigaciones científicas. Al optar por estas medidas preventivas se reducen sustancialmente los gastos en mantenimiento y reparación. Aunado a esto, se hace posible tener una planificación de desarrollo urbano más ordenada y se contribuye a disminuir las emisiones contaminantes y dañinas para nuestro planeta. Si bien en nuestro país se han emprendido algunos pasos para tomar en cuenta la importancia de la durabilidad del concreto al incluir este aspecto como uno de los apartados de la reglamentación de construcción vigente; aún falta mucha investigación por hacer en este sentido sobre todo en lo que concierne a las medidas preventivas y de planeación para evitar tener únicamente un comportamiento reactivo ante las patologías del concreto. Esto es especialmente importante para las magnas obras de infraestructura o los desarrollos de vivienda de grandes dimensiones que impactan en la calidad de vida de comunidades enteras. En esta ocasión se presenta un panorama de las implicaciones de la incorporación del concepto de durabilidad a la planificación y construcción de las estructuras de concreto. Se comienza por definir los aspectos básicos del concepto de durabilidad para continuar por ahondar en los principales aspectos que intervienen en la vida útil de una edificación de concreto considerando los factores socioeconómicos y de sustentabilidad.

 

¿QUÉ ES LA DURABILIDAD DEL CONCRETO?

 

La durabilidad es la capacidad que tienen las estructuras de concreto reforzado de conservar inalteradas sus condiciones físicas y químicas durante su vida útil cuando se ven sometidas a la degradación de su material por diferentes efectos de cargas y solicitaciones, las cuales están previstas en su diseño estructural. Dicho diseño debe estipular las medidas adecuadas para que la construcción alcance la vida útil establecida en el proyecto, teniendo en cuenta las condiciones ambientales, climatológicas y el género de edificio a construir. Las medidas preventivas indicadas en la etapa de proyecto suelen ser muy eficaces y reducen posibles gastos posteriores.

 

Algunos conceptos a tomar en cuenta al abordar la durabilidad del concreto son:

  • Vida prevista: se trata del período para el que una estructura fue diseñada y construida para satisfacer los requisitos arquitectónicos, funcionales, estructurales, de durabilidad, de comportamiento y de seguridad.
  • Vida útil: periodo previsto para que un mecanismo de daño o un agente agresor de inicio al deterioro del concreto habiéndose vencido la barrera de protección pero sin que haya iniciado el debilitamiento de la estructura.
  • Vida útil de servicio: periodo considerado desde la ejecución de la estructura hasta que se complete un nivel aceptable de deterioro.
  • Vida útil total: periodo que comprende desde la ejecución hasta un colapso total de la estructura.
  • Vida útil residual: es el tiempo en que a partir de la fecha de supervisión la estructura aún puede desempeñar sus funciones. En términos generales algunos aspectos a tomar en cuenta para garantizar la condición idónea de las construcciones durante su vida útil son: a) Las estructuras deben soportar las acciones mecánicas, físicas y químicas a las que puedan estar sometidas durante su construcción y su vida útil. b) Deben soportar las acciones del fuego. c) Las edificaciones deben cumplir mínimos de higiene, salud y protección del medio ambiente. Para que estos requisitos se cumplan, es importante definir la vida útil que tendrá la edificación en el momento del diseño del proyecto; ésta no podrá ser inferior a lo especificado por las normativas vigentes en el lugar donde se vaya a desarrollar el proyecto. En el caso de México las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto del Reglamento de Construcciones del Distrito Federal (NTCC, RCDF) establecen que las estructuras para edificios deben tener una vida útil de al menos 50 años, pero ciertamente lo ideal sería que extendieran su vida útil lo más posible.

 

LA DURABILIDAD EN LOS PROYECTOS

 

Hay una gran cantidad de variables a tomar en cuenta al determinar la durabilidad de una estructura de concreto y para conseguir la vida útil proyectada es necesario contar con un enfoque integral. De acuerdo a esto debe tomarse en cuenta la durabilidad desde la fase de proyecto al incluir las medidas para que logre alcanzar la vida útil esperada. Para esto deben considerarse los factores de exposición que tendrá la estructura en lo que respecta a factores ambientales o de exposición química; así como la sustitución de algunos elementos como apoyos, juntas o drenajes que tengan una vida útil más corta que la estructura. En este sentido se ha comprobado que las medidas preventivas son las más eficientes y menos costosas. Por otra parte, durante la ejecución del proyecto la buena calidad de la obra y el proceso de curado influyen considerablemente en la durabilidad del proyecto. De acuerdo a lo anterior deben tomarse en cuenta al menos los siguientes aspectos durante la ejecución:

  • Selección de formas estructurales adecuadas.
  • Calidad adecuada de concreto y de su capa exterior.
  • Emplear un espesor de recubrimiento adecuado para proteger las armaduras.
  • Control del valor máximo de abertura de fisuras.
  • Disposición de protecciones superficiales al estar ante ambientes sumamente agresivos.
  • Disminución al máximo de la permeabilidad
  • Tomar en cuenta la humedad del concreto y no tanto de la atmósfera circundante, así como la temperatura y la presión.

 

En lo que respecta el concreto empleado para cada proyecto, se deben tener en cuenta al seleccionarlo la ubicación de la estructura, los ataques en distintas atmósferas, los elementos químicos y el deterioro interno de los materiales. Recomendaciones para propiciar la durabilidad del concreto:

  • Dosificación adecuada
  • Emplear un concreto de calidad adecuada.
  • Puesta en obra correcta.
  • Curado adecuado: el curado por medio de su influencia en la porosidad permeabilidad y hermeticidad tiene un papel importante en la durabilidad.
  • Resistencia acorde con el comportamiento estructural.
  • Comportamiento acorde con los servicios que se esperan de la estructura.
  • Tiempos de transporte cortos.
  • Considerar un alto grado de compactación.
  • Toma de muestras para comprobar su calidad y la correspondencia con las necesidades del proyecto.

 

Causantes de las fallas en la durabilidad

 

Si bien en México no se ha realizado un estudio sobre las causantes de las fallas en la durabilidad del concreto; un estudio similar realizado en España nos puede brindar una idea de las principales problemáticas que enfrenta la durabilidad: 39% ocasionada por la construcción, 16% por los materiales y 45% por el diseño. Agentes que afectan la durabilidad del concreto Los agentes que afectan la durabilidad del concreto son de diversos tipos y pueden ser divididos en dos tipos: los agentes externos son los que se encuentran en el medio ambiente o se deben a condiciones de servicio, entre ellos se encuentran los iones de cloruro, el dióxido de carbono, sulfatos, bacterias, abrasión y ciclos de congelamiento y deshielo. Los agentes internos se hallan dentro del mismo concreto, como los iones de cloruro incorporados en determinados aditivos y los álcalis del cemento que reaccionan con agregados potencialmente reactivos. A su vez, se pueden clasificar por su origen en agentes físicos, químicos, biológicos y mecánicos. En ocasiones, estos agentes se presentan simultáneamente. La importancia de los agentes agresivos está en función del entorno en que se encuentran, la velocidad de penetración y el medio de transporte. Dichos agentes agresivos pueden ser gases, líquidos o partículas que forman parte de los suelos adyacentes al concreto.

 

DURABILIDAD Y SUSTENTABILIDAD

 

Como se ha mencionado, al mejorar la durabilidad del concreto se presenta una solución de largo plazo y un avance importante en el uso de recursos y en la productividad de la industria del concreto. Por ejemplo, la productibilidad de recursos de la industria del concreto incrementaría en un factor de hasta diez puntos si la mayoría de los elementos estructurales durarán 500 años en lugar de 50. La relativa baja durabilidad del concreto se explica -entre otros factores- porque las mezclas de cemento portland tienden a producir fisuras y de esta manera las estructuras se vuelven permeables. Por otra parte, el refuerzo de concreto se llega a corroer causando el deterioro de la estructura. De acuerdo a ciertos investigadores, si al realizar la mezcla con agua los materiales de cemento son reducidos con la ayuda de un aditivo súper-plastificante es posible eliminar en gran medida el encogimiento y las grietas del concreto y producir un concreto más durable. De hecho se ha construido una gran estructura monolítica libre de fisuras designada para durar 1000 años en una isla del Océano Pacífico (Kauai), la cual después de dos años de fabricada no ha producido ninguna grieta o fisura. De acuerdo a esto, hasta el momento el empleo de cenizas volátiles resulta ser una alternativa viable para el desarrollo del concreto. Después de esta breve revisión se hace patente la importancia que tiene el concepto de durabilidad para todas las etapas de un proyecto. Dentro de este marco es necesario tener un enfoque más integral y a largo plazo al erigir estructuras del concreto considerando sus implicaciones y ramificaciones económicas y sus efectos en el medio ambiente.

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La salud de los trabajadores: otra razón para emplear concreto en la construcción de vías

Un estudio de IBERMUTUAMUR concluye que la inhalación de humo de asfalto en la construcción de vías y carreteras puede resultar peligroso para los trabajadores de estas obras.Asfalto

La inhalación de humos de asfalto puede causar irritación del tracto respiratorio. También pueden aparecer bronquitis crónicas u otros desórdenes respiratorios tras exposiciones prolongadas a altas concentraciones de humo. Donde se manipula asfalto diluido, la exposición aguda o crónica a los humos del material de transporte (gasoil, kerosén) puede resultar en la irritación del tracto respiratorio o el “síndrome del solvente orgánico”.
La exposición de la piel a altas concentraciones de humos de asfalto pueden causar irritación en la piel desde el momento que pueden condensarse en ella. La piel, por su parte, puede verse afectada por graves quemaduras por contacto – debido a que es pegajoso y no se quita fácilmente – cuando el asfalto es manejado en caliente. Los humos de asfalto caliente pueden irritar, causar dermatitis y lesiones parecidas al acné, así como queratosis ligera en caso de exposiciones repetidas y prolongadas, desde el momento que pueden condensarse en la piel. Los humos amarillo-verdosos desprendidos por el asfalto al hervir también pueden causar fotosensibilización y melanosis. La naturaleza física de los asfaltos y sus derivados hacen difícil su ingestión durante su uso normal. Aún así, en el caso que ocurra una ingestión accidental, puede aparecer alguna irritación en el tracto gastrointestinal y generar vómitos con el potencial riesgo asociado de la aspiración. Las mezclas asfálticas y los asfaltos fundidos representan un porcentaje relativamente pequeño dentro de la totalidad de los usados pero pueden contener aceites aromáticos, residuos de petróleo procesados térmicamente o derivados de alquitrán de carbón que contienen hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP´s).

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ADITIVOS REDUCTORES DE AGUA PARA CONCRETO, ADICIONES MINERALES Y NO MINERALES EN EL CONCRETO

Oscar Daniel González Amante – Profesor IMCYC

Indudablemente estamos en una etapa en donde los aportes científicos y tecnológicos crecen de manera exponencial, en la que las barreras geográficas parecen existir únicamente en los mapas, ya que hoy tenemos la posibilidad de comunicarnos en tiempo real en casi cualquier parte del mundo y con acceso a un universo importante de información en todos los ámbitos del conocimiento. La tecnología del concreto (TC) no es la excepción, pero al mismo tiempo tenemos que decir que las soluciones creadas también han reducido su vigencia y validez; existen nuevos problemas para los cuales se requieren y requerirán nuevas soluciones. En este texto, abordamos de manera muy general parte del desarrollo en cuanto a aditivos, adiciones minerales y no minerales para el concreto.

 

nanosiliceADITIVOS PARA CONCRETO

Una parte importante del desarrollo de la TC, son los aditivos para concreto que como es conocido se encuentran clasificados, con base en los beneficios que ofrecen tanto en estado plástico, como en estado endurecido, entre ellos podemos destacar: reducción en el consumo de agua, modificación de la velocidad de hidratación de las partículas de cemento, incremento en el desarrollo de las resistencias mecánicas y de la durabilidad, etc. Contamos con normas establecidas, que describen sus características y procedimientos específicos detallados para su evaluación (ASTM C 494, ASTM C 1017).

 

En lo que respecta a la formulación de los dispersantes para las partículas de cemento, de manera general podemos decir que comenzaron sus desarrollo en el siglo pasado (primera generación); con un desarrollo importante en la segunda mitad de esa misma época ( 2ª y 3a generación) y que han mejorado de manera considerable a principios de éste siglo en los dispersantes comúnmente denominados policarboxilatos, de los cuales existe una amplia variedad hoy en el mercado.

BASE QUÍMICA DEL DISPERSANTE Lignosulfonatos (1ª generación) Polinaftalen sulfonatos y Melaminas (2ª generación) Policarboxilatos

 

CARACTERÍSTICAS -Elaboración de aditivos con reducciones de agua del 5 al 10% -Existen diferentes sales, las más comúnmente empleadas son de Ca y Na. – Se cuenta con materiales sometidos a procesos de filtración, para reducción en el Elaboración de reductores de agua de alto rango (mínimo 12%). Aditivos con reducciones de agua hasta del 40 o 45% .

 

VENTAJAS -Formulación de aditivos relativamente económicos -Compatibilidad con la mayoría de las bases aquí mencionadas -Dispersión inicial buena. -A dosis controladas, casi no generan inclusión de aire ni retardos considerables de fraguado. -Las melaninas, tienen buena compatibilidad con todas las demás bases químicas, únicamente, no así las melaninas. -Robustos ante el contenido de arcillas en los agregados. -Poco o nulo efecto en el retardo de fraguado -Excelentes para elaboración de concretos de muy baja relación agua/ ligante. -Existen moléculas con alto poder de dispersión y moléculas diseñadas para retención del la consistencia.

 

DESVENTAJAS -Perdida rápida del poder de dispersión, -Sensibles al contenido de álcalis de los cementos. -(Changwen, 2010), menciona el incremento en el potencial de contracción en el concreto. -Algunos polinaftalensulfonatos han presentado incompatibilidad con policarboxilatos -Requieren un control y formulación adecuada para evitar problemas de inclusión de aire. -Alta sensibilidad e incompatibilidad con agregados que contengan arcillas reactivas.

 

TECNOLOGÍA La selección del mejor aditivo a emplear, pareciera una utopía, si decimos que el mejor aditivo será el que mejor se adapte a la especificidad del concreto a elaborar y las características de desempeño que se buscan. En otras palabras, para la elaboración de algunos concretos, será más que suficiente el manejo de aditivos de primera generación, para algunos otros, concretos la sinergia de diferentes bases podrá ser la mejor opción, y para otros como por ejemplo, concretos de alta resistencia, tendrán que elaborarse con los de última generación. Siempre en la búsqueda del mejor desempeño y beneficio-costo.

 

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INSULARIS en el nuevo OAK School Barcelona: Un hormigón estructural de baja densidad y altas resistencias

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CEMEX en España ha conseguido situarse a la cabeza de la sostenibilidad y la innovación con la aplicación de su revolucionaria tecnología Insularis® de aislamiento térmico en la construcción del nuevo edificio de la Fundación Oak House School en Barcelona, una obra pionera en España.

Insularis es una tecnología que permite conseguir un hormigón estructural de muy baja densidad y baja conductividad térmica. Haciendo uso de esta tecnología, y a petición del cliente, CEMEX ha desarrollado un hormigón blanco, ligero, estructural y de baja conductividad térmica capaz de alcanzar las prestaciones mecánicas solicitadas para la construcción del edificio que la fundación privada Oak House School demandaba.

El edificio, que se ha inaugurado recientemente en el distrito de Sarriá (Barcelona), albergará aulas para impartir la enseñanza de Bachillerato y Bachillerato Internacional. Se trata de un proyecto de trasbordo arquitectura, un estudio de Madrid especializado en nueva construcción y actualización de edificios institucionales con amplia experiencia en uso educativo, con quienes se ha colaborado estrechamente para hacer posible el desarrollo de este particular edificio de hormigón. De hecho, será una de las comunicaciones presentes en la VII edición del CIAB (Congreso Internacional de Arquitectura Blanca) que organiza la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de la Universidad Politécnica de Valencia con la colaboración de CEMEX, y que se celebra esta misma semana.

Cabe destacar que el diseño de este edificio incorpora importantes y eficaces medidas en materia de sostenibilidad, lo que ha hecho que se sitúe como una construcción única en España al ser el primer colegio que se encuentra en trámite de la Certificación Verde del Green Building Council, que reconoce la sostenibilidad ambiental y mejora de la calidad de vida de sus usuarios.

Una de las particularidades que hace tan especial esta obra, además de su cubierta 100% vegetal que recoge el agua de lluvia, es el uso de energía geotérmica para la climatización, potenciado por el uso del hormigón Insularis de CEMEX.

El hormigón Insularis está diseñado específicamente para mejorar la eficiencia energética de los edificios, al ofrecer una solución estructural ligera de hormigón especial con un aislamiento térmico superior, que reduce de manera muy eficaz los puentes térmicos y mejora el aislamiento acústico. Con este nuevo y revolucionario hormigón de altas prestaciones, CEMEX se sitúa a la vanguardia del desarrollo de hormigones de alto valor añadido, adaptándose a las necesidades más específicas del cliente y haciendo realidad construcciones tan especiales y únicas que hasta ahora sólo tenían cabida en la imaginación.

insularis“Con Insularis, CEMEX pone a disposición de sus clientes una tecnología para aislamiento térmico única e innovadora, llevando el hormigón a un nuevo nivel de sostenibilidad, ahorro de energía y adaptación al cliente”, afirma Albert Gómez, director gerente del área comercial de CEMEX en Cataluña.

Otras de las características de los hormigones Insularis son sus propiedades en estado fresco, incluyendo autocompactación, retención de maleabilidad de al menos 90 minutos y facilidad de bombeo. Esas cualidades son posibles gracias a las tecnologías de aditivos a medida, diseñados y patentados por la compañía.

La implantación de tecnologías pioneras como Insularis demuestra el firme compromiso del grupo CEMEX por la innovación, realizando un trabajo constante de búsqueda de soluciones, mejora de procesos, reducción de emisiones de CO2, así como el desarrollo de prácticas de construcción sostenibles que transformen la industria y sean conscientes de la importancia de cuidar el Medio Ambiente.

Características del Insularis® a suministrar para el proyecto Oak House

Color: Blanco.
Densidad:  ≤ 1500 kg/m3 según UNE-EN 12350-6.
Resistencia mecánica a 28 días: ≥ 20 MPa según UNE-EN 12390-3:2003.
Fluidez: escurrimiento torta ≥ 70 mm. según UNE 83361
Conductividad térmica, ʎ: ≤ Insularis®

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Óxido de Grafeno en concreto reforzado.

Investigadores de la Universidad de Monash (Australia), liderados por el Dr Wenhui Duan, han descubierto un nuevo método para producir el concreto de las construcciones.

 

Han desarrollado una matriz cementicia con mayor resistencia y durabilidad mediante la incorporación de óxido de grafeno (GO).

El cemento Portland común es ampliamente empleado en la industria de la construcción   Sin embargo, para superar sus bajas resistencias a la tracción y retrasar el desarrollo de micro fisuras, debe ser reforzada con barras de acero y pueden agregarse varias fibras.

 

Aplicaciones

Conventional buildings and infrastructure utilising precast or cast-in-place products

En edificaciones convencionales e infraestructuras donde se utilizan productos prefabricados o moldeados in situ.

 

  • Construcciones Offshore y otras estructuras en ambientes marinos.
  • Well Cementing (cementado en perforación de pozos).
  • Materiales inteligentes para la vigilancia de la salud estructural

 

Ventajas

 

  • Altas resistencias a flexion y compresión.
  • More durable
  • Mayor durabilidad
  • Resistencia a la corrosion

 

Tecnología

 

Cuando el óxido de grafeno se incluye en las composiciones de base cemento Portland común, el resultado de la matriz exhibe mejoras significativas en las propiedades mecánicas y físicas. La composición es producida por dispersión de hojas de óxido de grafeno GO en agua sin incluir dispersantes, agentes de estabilización de superficie por ir hojas en el agua y se mezcla luego la dispersión con material de cemento.

 

Alternativamente las composiciones pueden ser producidas mediante la adición de óxido de grafeno GO al momento de mezclarel material cementicio, los líquidos, agregados y otros aditivos convencionales.  Ensayos de laboratorio muestran que sólo se requiere un 0,05% de óxido de grafeno GO para mejorar la resistencia a tracción de una matriz de base cemento Portland entre un 41% y un 59% y la resistencia a compresión entre un 15% y un 33%.  La adición de óxido de grafeno GO también mejora la ductilidad y reduce el sangrado y la disgregación del concreto.

 

Ensayos de laboratorio muestran también que la adición del 0,05% de óxido de grafeno GO mejora la porosidad de la estructura y reduce la porosidad total del 32,6% al 28,2%, favoreciendo una mayor resistencia a compresión y consiguiendo un concreto más durable.

 

La adición de óxido de grafeno GO mejora el grado de hidratación de la pasta de cemento y aumenta la densidad de la matriz creando un producto más durable.

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Patrones de fisuración en pavimentos de hormigón

Edgardo Becker – Ingeniero

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Como profesional de la construcción, hace más de un par de décadas he tomado conciencia de que el concreto es el material de construcción más utilizado por el ser humano. Su impresionante penetración en el mercado se debe fundamentalmente a que es un material económico por estar elaborado en altísimo porcentaje con materias primas simples, en muchos casos abundantes y de disponibilidad local como son los agregados que componen del orden del 65% al 75% del volumen total, más el agua que suma otro 15% a 18%, quedando sólo un pequeño porcentaje ocupado
por insumos algo más refinados como el cemento Portland, los aditivos químicos y, eventualmente, las adiciones minerales. Sin embargo, me ha llamado poderosamente la atención que un
material tan utilizado sea al mismo tiempo tan mal conocido desde el punto de vista de sus propiedades reales, y que desde el diseño de estructuras se conciba como un material con propiedades de extensibilidad, resistencia, módulo de elasticidad, creep, contracción, durabilidad, etc., sin dar suficiente importancia a que tales propiedades del material no sólo
son únicas para cada conjunto de materiales y composición sino que, además, todas sus propiedades evolucionan en el tiempo.
Además, suelen relacionarse entre sí, por lo que un adecuado conocimiento de las mismas permite que los responsables de los proyectos puedan anticipar el comportamiento del material y
controlar los riesgos potenciales de deterioro. Sin duda, uno de los principales riesgos de deterioro temprano de las estructuras es la presencia de fisuras no previstas en el diseño: las que podemos llamar fisuras no controladas, es decir, aquellas que aparecen por fuera de las juntas.

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CAUSAS FRECUENTES DE FISURAS

Como se sabe, el concreto es un material susceptible de fisurarse debido a su limitada capacidad de deformación (extensibilidad). En particular, los pavimentos de concreto son una prueba importante para el concreto como material ya que, sumado a los naturales cambios dimensionales que sufre durante su evolución (sobre todo durante las primeras horas y días), es una estructura muy expuesta al medio ambiente, que le induce importantes cambios dimensionales por calentamiento y enfriamiento tanto por acción de la temperatura ambiente como por las variaciones en la radiación solar; sufre también intensos cambios de humedad y, en algunos casos, fuertes gradientes de temperatura y humedad que causan deformaciones diferenciales, lo cual lleva a fisuras en el concreto en estados tanto fresco como endurecido.tecnologia

La Figura 1 muestra una clasificación de fisuras en función del estado del concreto y de la causa principal que la produce, para estructuras de este material en general. Nótese que, a
excepción de los movimientos no previstos y de creep, las demás causas pueden estar presentes en un pavimento de concreto.

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FISURAS EN ESTADO FRESCO DEL CONCRETO
El concreto es un material que se transforma desde un estado que podríamos asimilar al líquido, al que denominamos estado fresco, a un estado semejante a un sólido –aunque no presenta las
características reales de tal condición– al que conocemos como estado endurecido. En ese proceso de transformación –durante el cual se desarrolla buena parte de las reacciones
de hidratación de la pasta cementicia– se producen diversos cambios internos (asimilables a las reacciones de hidratación), y al mismo tiempo se da una influencia muy importante de otros factores relacionados con aspectos ambientales, constructivos y de diseño. Todos ellos contribuyen a los cambios dimensionales que se producen en el proceso, que deben ser controlados para evitar la aparición de fisuras.

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Uso de Fibras como refuerzo del Hormigón

Por Jorge Antillón- Ingeniero

GRCEn los últimos años, el uso de fibras como refuerzo del concreto ha tenido un auge importante en los diseños y la producción de la mezcla. Sin embargo, no se trata de una técnica nueva en el mundo de la construcción; de hecho se remonta muchos años antes de la aparición del cemento Pórtland y del concreto, cuando se utilizaban materiales como pasto, hilo, vara, e inclusive pelo animal, los cuales eran considerados agregados al adobe con el fin de evitar la fisuración y mejorar la resistencia a tensión. No obstante, los avances en la tecnología para la Industria de la construcción ha permitido desarrollar fibras de diversos materiales, las cuales son especialmente resistentes a los álcalis, tales como: polipropileno, polietilenos, acero, carbono, entre otros.
El rol principal de las fibras está ligado a:

1. Reducir la fisuración por asentamiento (revenimiento)
2. Reducir la fisuración por contracción plástica
3. Disminuir la permeabilidad
4. Incrementar en la resistencia a la abrasión y al impacto

fibras
El aspecto más importante del desempeño mecánico para el concreto reforzado con fibras es el comportamiento a la tensión. Sin embargo, resulta complicado realizar ensayos uniaxiales de resistencia a la tensión, sobretodo si se busca conocer la respuesta del material después de aplicar la carga máxima. Con respecto a la trabajabilidad del concreto reforzado con fibras, ésta dependerá de la dosificación en volumen y la forma de las fibras, el estado superficial, el enlace entre ellas, las dimensiones de los agregados y su cantidad relativa. Para ensayar la fluidez del concreto, es necesario aplicar la técnica del cono invertido, en el cual se utiliza una vibración interna. No se recomienda el tradicional ensayo de revenimiento, con el cono de Abrams al concreto reforzados con fibras, pues puede llegar a presentar ciertas dificultades, puesto que la matriz del concreto en la mayoría de casos es muy cohesiva y no fluye libremente.
TIPOS DE FIBRAS

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• Microfibras:
Normalmente son fibras de plástico, polipropileno, polietileno nylon, que ayudan a reducir la segregación de la mezcla de concreto y previenen la formación de fisuras durante la construcción. Las longitudes de las fibras de multifilamento oscilan entre los 12 y los 75 mm.

• Macrofibras:
Generalmente son de materiales como acero, vidrio, materiales sintéticos o naturales, los cuales se utilizan como refuerzo distribuido en todo el espesor del elemento y orientado en cualquier dirección. Las fibras actúan como malla electrosoldada y varillas de refuerzo, incrementando la tenacidad del concreto y agregando al material capacidad de carga posterior al
agrietamiento. Entre los beneficios del uso de concreto reforzado con fibras -CRF- se encuentran el incremento de la resistencia al impacto y a la fatiga. Su diámetro oscila entre los 0.25 mm y 1.5 mm con longitudes variables entre 13 mm y 70 mm.
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El concreto, una tendencia en diseño de interiores

Juan Fernando González G

NON_USELESS_Para-gouttes3-corr-BR-2-818x545Los materiales industriales se han convertido en toda una tendencia del diseño de interiores, destacando entre ellos el uso del concreto por la versatilidad que hace posible proponer piezas inesperadas e inusuales. Es el caso de las lámparas colgantes o de escritorio, que muchos diseñadores recomiendan por su alta resistencia y porque son ideales para crear un ambiente minimalista. Algunas de estas piezas son elaboradas con concreto reforzado, utilizando moldes flexibles. Es digno de destacar el trabajo de Johan Forsberg, diseñador sueco, quien ha elegido el concreto como uno de sus materiales preferidos para crear artículos de decoración. Una muestra de sus alcances se aprecia en las imágenes que acompañan este texto. Otro artista del diseño, el holandés Dik Scheepers, utiliza “papercrete”, un material experimental de bajo costo, versátil y ligero que ha tenido mucha aceptación en el área de muebles sin pulir, como se aprecia en la imagen en la que aparece una mesa de centro y una silla poco convencional. Un ejemplo más es el de las cocinas, como las que fabrica el despacho “Dise- ñadores Steininger”, el cual propone una opción sumamente innovadora que utiliza capas ultra delgadas de 8 mm de concreto, que es ligero, resistente al calor e higiénico. El concreto, como puede observarse, es toda una caja de sorpresas

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