HORMICOMPAC: Hormigon blanco autocompactante en la Zaragoza del siglo XXI

La adjudicación de la EXPO 2008 significó para Zaragoza el momento en que se le abrieron las puertas a la arquitectura del siglo XXI. En las obras de la Expo, el hormigón supuso un gran reto técnico dado que a las elevadas exigencias que requería el cálculo de estructuras se sumó el componente estético, que cobró gran relevancia al imponerse en buena parte de las obras el hormigón blanco. Por ello, el hormigón autocompactante resultó imprescindible, pero además con exigencias añadidas: color blanco y uniforme, acabado superficial exento de poros y resistencias muy elevadas, unido, claro está tratándose de Zaragoza en plena época estival, a condiciones de temperaturas extremas que son increíblemente peligrosas cuando se habla de cementos blancos.

El equipo técnico encargado de diseñar el hormigón, en un intento de lograr lo imposible del modo más sencillo, consiguió todo lo exigido a bajo coste, sin adicionar humo de sílice, superando cualquier expectativa estética con un hormigón que no tenía pérdidas de consistencia apreciables en más de hora y media, que se bombeaba sin problemas, que sobrepasaba sin disgregación los 70 cm de slump flow, y que superaba en la prensa los 110 MPa a 28 días en probeta cilíndrica; insistimos: sin humo de sílice.

LA OBRA

Dentro del recinto de la EXPO 2008 de Zaragoza se levantaron el Pabellón de Aragón y la Torre del Agua, dos de las estructuras más emblemáticas de la exposición.

En la Torre del Agua se debían hormigonar los pilares del zócalo sobre los que se sustenta la estructura del núcleo interior de la torre que se eleva 70 metros sobre el nivel del zócalo. Estos pilares tienen un alzado de 5 metros, forma de cono y una densidad de armadura tal que impide el vibrado y la utilización de hormigones fluidos. El hormigón debía ser blanco para armonizarse con el resto de la estructura construida en hormigón blanco.

El Pabellón de Aragón se elevó sobre tres núcleos estructurales y de comunicación liberando el espacio de planta baja para crear una plaza interior. Estos tres núcleos en forma de cáliz quedaban vistos, por lo que la calidad del acabado era fundamental. La densidad de hierro era extraordinaria y se necesitaba un hormigón capaz de llenar toda la estructura por sí mismo, era imposible el vibrado y la puesta en obra era compleja porque sólo se podía hormigonar desde la parte más alta de la estructura y desde muy pocos puntos, además de resultar lenta, se necesitaba un hormigón que permitiera una trabajabilidad de aproximadamente 2 horas.

MATERIAS PRIMAS.

Cemento.

El cemento de que disponíamos era un BL I-52,5 R suministrado por CEMEX España desde la fábrica de Buñol (Valencia). El cemento blanco supone un hándicap en cuanto a la velocidad de fraguado del hormigón y su tiempo abierto, mucho más rápido que cualquier cemento convencional, por lo tanto debíamos buscar la solución para que el hormigón fuera trabajable en la obra durante un tiempo prudencial para evitar juntas y que durante el transporte no hubiera pérdidas de consistencia. Se plantearon varias dosificaciones de cemento, en una horquilla entre 400 y 450 kg.

Áridos.

En la zona limítrofe a Zaragoza lo habitual es trabajar con áridos naturales de origen silíceo. Las arenas son del mismo origen, aportan pocos finos y tienen un tono marrón en ocasiones muy oscuro que las hacían inservibles para elaborar hormigón blanco. El planteamiento de emplear éste tipo de arenas evidentemente se desechó por su afección lógica al color de la masa, si bien se planteaba la duda de hasta qué medida la piedra lavada podía cambiar el color del hormigón, por lo que se dejó una puerta abierta a probar con piedra de origen silíceo de 6/12 mm.

Para solucionar principalmente el problema de la coloración de la arena se recurrió a una de las pocas canteras de calizo que se encuentran en la zona y que daba en principio un tono de blanco adecuado tanto en la arena como en la piedra. Estos materiales fueron suministrados por Blancos de Aragón desde la cantera de La Puebla de Albortón.

El árido fino elegido para todas las pruebas y también para la realización de la obra fue una arena blanca caliza molida de 0-4 mm. con un pase por el tamiz de 0.063 micras del 27,6 %. Esta arena presentaba un problema añadido en la escasa homogeneidad granulométrica, así nos encontramos una horquilla de finos variable entre un excesivo 27,6% y un 14%. Esta situación nos obligó a mantener una dosificación teórica muy rica en finos, para paliar los desajustes granulométricos que se nos presentaron frecuentemente.

La piedra que puso a nuestra disposición la cantera, a pesar de que lo ideal habría sido disponer de un 6/12 molido, finalmente fue una caliza blanca molida de 8-18 mm con un desgaste de los ángeles de 28 y también con muy poca homogeneidad entre suministros.

Paralelamente a las pruebas con los materiales citados anteriormente, se realizaron ensayos sustituyendo el árido blanco 8-18 mm calizo de la Puebla de Albortón por árido 6/12 mm de origen silíceo machacado y lavado con un desgaste de los ángeles de 22 de Mariano López Navarro (MLN).

Agua.

En todo momento se trabajo con relaciones agua/cemento inferiores a 0,40.

Aditivos.

La necesidad de no “manchar” el hormigón nos inclinó a utilizar SIKA VISCOCRETE 3425, un superfluidificante incoloro de tercera generación en base policarboxilato y con un 24 % de sólidos, permitiéndonos mantener relaciones A/C por debajo de 0,40 en todo momento, fluidez excepcional, y unos acabados dignos del mejor prefabricado.

La obra no hubiese resultado exitosa si SIKA no nos hubiera proporcionado el SIKAMENT 195, plastificante incoloro especialmente diseñado para la elaboración de hormigones blancos que empleamos como estabilizador proporcionándonos un excelente mantenimiento de la consistencia del hormigón.

Adiciones.

En ninguno de los hormigones se adicionó humo de sílice ni filler calizo.

EL HORMIGON.

Las necesidades que se plantearon en la obra fueron de un HAC 50 blanco y un HAC 60 blanco.

1) HAC 50 Blanco. Hormigón fabricado por Hormigones Arga en la central de producción que instaló en el propio recinto EXPO. La planta disponía de una amasadora de eje vertical de 3,5 m3 de capacidad de amasado por ciclo de dosificación, con una batería de 5 tolvas para los áridos. El stock de cemento era de 250 Tm. de las cuales 100 Tm eran de cemento blanco. La capacidad teórica de producción era de 120 m3/hora.

La dosificación de cemento fue de 390 kg, el VISCOCRETE 3425 se dosificó al 1,3% s.p.c. y el SIKAMENT 195 al 0,8 % s.p.c. La relación A/C se mantuvo inferior a 0,40 y se emplearon todos los áridos calizos. La densa armadura en ambos caso exigía una capacidad de relleno y un mantenimiento de la trabajabilidad de aproximadamente 2 horas, tiempo que se tardaba en rellenar cada uno de los núcleos del Pabellón de Aragón.

El hormigonado se realizaba por bombeo, con máquinas de 45 metros de pluma, lo que supone otro factor añadido en lo que afecta el bombeo a la consistencia del hormigón (no es la misma consistencia la del hormigón al salir de la hormigonera que al salir por la punta de la bomba). Necesitábamos un hormigón bombeable y que en caso de problemas permitiera parar el hormigonado un tiempo prudencial sin que se produjeran los clásicos atascos en las tuberías, evitando evidentemente las odiosas juntas frías en la estructura. Las condiciones ambientales eran poco adecuadas, pleno verano muy seco en Zaragoza, hasta 42ºC en Julio, lo que añadía una dificultad más a las propias de la utilización de cemento blanco. El mantenimiento de la consistencia no supuso problema gracias al perfecto comportamiento como retardante del SIKAMENT 195.

El hormigón se bombeó con éxito. La slump flow se mantuvo siempre en valores superiores a 70 cm y la L-BOX dio un coeficiente h2/h1 superior a 0,80. El mantenimiento de la consistencia y los acabados fueron perfectos. Las resistencias a compresión en probeta cilíndrica de 15 x 30, refrentadas con mortero de azufre convencional, a 28 días llegaron hasta 74 MPa.

2) HAC 60 blanco.   Este hormigón se elaboró en las instalaciones de MLN en Bárboles (Zaragoza), donde la empresa tiene su laboratorio. La planta disponía de una amasadora de doble eje horizontal de 3 m3 de capacidad de amasado por ciclo, 5 tolvas para los áridos y un silo de 75 Tm para el cemento blanco.

Las materias primas que se tomaron como referencia fueron las mismas que en HAC 50, pero, como ya se indica anteriormente en esta ocasión se planteó la posibilidad de substituir la piedra caliza 8/18 por una piedra natural de origen silíceo molida y posteriormente lavada de la propia gravera de MLN, lo que a su vez nos abrió un abanico de posibilidades más amplio de cara sobre todo a aumentar las resistencias.

Se plantearon varias dosificaciones de cemento, en una horquilla entre 390 y 450 kg por metro cúbico de hormigón, con la intención primeramente de conseguir el HAC 60 pero con el objetivo secundario de ensayar a la vez otros autocompactantes de alta resistencia sin humo de sílice de mayor rango capaces de mantener la trabajabilidad y de ser bombeados sin problemas.

Con contenidos de cemento de 410 kg/m3 y el cambio de origen de la piedra de calizo a silíceo conseguíamos roturas a 28 días de 80 MPa. Subimos la dosificación de cemento a 450 kg/m3. La relación A/C la bajamos a 0.35 subiendo la dosificación de Viscocrete 3425 al 1,6 % s.p.c., el Sikament 195 se dosificó al 1 % s.p.c. La toma de muestras se realizó en probeta cilíndrica de 15 x 30 y el refrentado se hizo con mortero de azufre convencional.

Con ésta fórmula logramos una espectacular rotura a compresión de 110 MPa a 28 dias, que ha tres días ya daba roturas de 60 MPa y a 7 días de 90 MPa. La dosificación del SIKAMENT 195 al 1% s.p.c. permitió que éste hormigón aguantara sin pérdidas de consistencia el trayecto desde la zona de carga, Bárboles, hasta el recinto EXPO, 40 minutos de transporte.

La coloración del hormigón resultó perfecta, la piedra, lavada después de la molienda, no contaminó en absoluto el color de la masa.

El hormigón se bombeo sin ningún problema, con tremenda facilidad que sorprendió a todos los que, previendo los típicos problemas de bombeo de los hormigones blancos, auguraban un desastre en un hormigón tan especial como que estábamos tratando. El SIKA VISCOCRETE 3425 dotó a nuestro hormigón de una excelente trabajabilidad, presentándose muy cohesivo y sin exudación ni segregación alguna. En la boca de la bomba el hormigón daba una “slump flow” siempre superior a 70 cm, la L-BOX dio un coeficiente h2/h1 superior a 0,80.

www.enah.es

This entry was posted in Uncategorized. Bookmark the permalink.

Leave a Reply