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EL HORMIGÓN AUTOCOMPACTANTE, ¿UNA
ALTERNATIVA PARA LA CONSTRUCCIÓNDE PAVIMENTOS
RÍGIDOS DE CARRETERAS CON EL SISTEMA DE
ENCOFRADOS FIJOS?
Autor: Dr. Angel Vilanova Fernández
Ing. Civil. Profesor Titular Decanato de Ingeniería Civil.
Universidad Centro Occidental “Lisandro Alvarado”. Barquisimeto – Venezuela.
Introducción
A mediados de los años ochenta del siglo pasado, los japoneses observaron
como una reducción en el número y en la calidad de la mano de obra especializada de
sus trabajadores de la construcción encargados de la colocación del hormigón en
obra, los condujo a una disminución en la calidad de los trabajos de construcción y a
problemas de durabilidad en sus estructuras.
Observaron también, que quizás una solución para construir estructuras de
hormigón durables y de calidad podría ser lograda con independencia de cómo se
ejecutaran los trabajos de construcción y de la disminución de la calidad de la mano
de obra especializada que en esos momentos caracterizaba a la industria japonesa. Esa
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solución pasaba por utilizar un hormigón que fuese capaz de fluir en el interior del
encofrado, rellenando de forma natural el volumen del mismo y consolidándose
únicamente bajo la acción de su propio peso, sin compactación interna o externa, o
sea un hormigón autocompactante (Fotografía Nº 1).
Fotografía Nº 1. Hormigón autocompactante
Los japoneses también observaron las grandes ventajas que este nuevo
producto podía ofrecer al no ser necesarias las actividades de compactación del
material. Entre ellas estaba la de lograr mayores rendimientos de colocación del
hormigón en obra, especialmente en aquellas donde los volúmenes de colocación del
hormigón fuesen altos así como también en obras lineales, tales como carreteras,
canales, etc.
Otra de las grandes ventajas que ofrecía este nuevo material era la posibilidad
de disminuir considerablemente la cantidad de mano de obra para su colocación, dada
su gran fluidez y su capacidad de rellenar por si mismo los espacios de los
encofrados. Observaron de igual manera, que aun empleando menor cantidad mano
de obra podían lograrse mayores rendimientos de colocación del hormigón. Al
respecto de esto último se presentan en este artículo algunos ejemplos.
Sin embargo, y a pesar de todas las potencialidades que este tipo de hormigón
ofrece, no ha logrado ser tomado verdaderamente en cuenta en la construcción de
pavimentos rígidos para carreteras, quizás una de las pocas aplicaciones en las cuales
aun el hormigón autocompactante no ha logrado imponer la valía de sus prestaciones.
Sin embargo, se deben llevar a cabo estudios que permitan evaluar las grandes
ventajas y bondades que ofrece este material así como sus características, que
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permitan determinar su viabilidad a través de algún proyecto de investigación en
alguna universidad y/o pruebas piloto llevadas a cabo por algún instituto o ente
gubernamental, y poder determinar así su aplicabilidad.
Factores a considerar para evaluar la alternativa de utilizar
hormigón autocompactante en la construcción de pavimentos rígidos
en carreteras.
Son bien conocidas las ventajas que ofrece el hormigón autocompactante con
respecto al hormigón convencional, entre algunas de ellas se encuentran las
siguientes:
a) Mayor facilidad de colocación
b) Ideal para estructuras densamente armadas
c) Ideal para la construcción de elementos esbeltos
d) Mejor acabado superficial
e) Mayor facilidad de desencofrado
f) Aumento de vida útil de encofrados
g) Mayor resistencia a compresión que el hormigón convencional a igual
relación agua/cemento
h) Potencialmente ofrece mayor durabilidad que el hormigón convencional a
igual relación agua/cemento
i) Su uso contribuye notablemente al medioambiente al utilizar productos
residuales de otras industrias (adiciones minerales)
j) Mejora condiciones laborales en obra durante su colocación al eliminarse
la actividad de compactación del material (menor ruido).
Sin embargo, es la utilización de menor cantidad de mano de obra en su
vertido y la posibilidad de obtener mayores rendimientos de colocación, que hace que
los tiempos de ejecución se reduzcan, especialmente en elementos horizontales, que
junto con su facilidad de colocación, lo hacen atractivo para ser considerado como
una alternativa en la ejecución de pavimentos rígidos para carreteras. A continuación
se detallan éstos y otros aspectos.
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a) Mayor rendimiento de colocación y menor mano de obra
Dado que el hormigón autocompactante no necesita de ningún tipo de
compactación para su colocación, y a que es un material que es capaz de fluir en el
interior del encofrado, rellenando de forma natural el volumen del mismo y
consolidándose bajo la acción de su propio peso, los rendimientos de colocación son
muy superiores a los del hormigón convencional. Pero es justamente en elementos
horizontales, tales como losas de piso, forjados, soleras o pavimentos, donde estos
rendimientos son aun mayores, pudiendo llegar a reducirse los tiempos de ejecución
hasta un 20 o un 25%, dependiendo de la naturaleza de la construcción, logrando
estas disminuciones en los tiempos de ejecución con una reducción en la mano de
obra necesaria para su colocación de hasta un 50%.
Estudios de comparación llevados a cabo utilizando hormigón
autocompactante y hormigón convencional, respaldan lo mencionado anteriormente.
Valga como ejemplo un estudio realizado en Holanda, (Pacios, 2003), cuyo objetivo
principal era determinar los tiempos de ejecución y del personal necesario en la
construcción de losas planas rectangulares y de losas en doble T, elaboradas cada una
de ellas con ambos tipos de hormigón.
Las losas planas rectangulares poseían un volumen de hormigón de 3,5 m3. Se
utilizaron, tanto para las elaboradas con hormigón autocompactante como
convencional un conjunto de 10 moldes, lo que representaba un volumen total de
concreto de 35 m3. Por otro lado, para la construcción de las losas doble T se dispuso
un conjunto de 5 moldes de longitud variable que requerían en su totalidad
aproximadamente también 35 m3 de concreto.
El modo de vertido, el número de personal necesario en la construcción de las
losas y el tiempo de ejecución de cada una de ellas, se muestran en la Tabla Nº 1. En
ella puede observarse que el tiempo de vertido de las losas elaboradas con hormigón
convencional con respecto a las construidas con hormigón autocompactante, es al
menos tres veces mayor. De igual manera se observa que esto se logra con la mitad
del personal necesario para elaborar las losas de hormigón convencional.
Tabla Nº 1
Comparación de tiempo y de personal empleado en la prefabricación de elementos
con hormigón convencional y autocompactante.
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Actividad
Losa (3.5 m3)
Volumen total: 35 m3
Losa en Doble T
Volumen total: 35 m3
HAC HC HAC HC
Forma de vertido Cubeta y
rastrillo
Cubeta, pala y
vibrador
Cubeta y
rastrillo
Cubeta, pala y
vibrador
Personal 3 hombres 6 hombres 3 hombres 6-7 hombres
Tiempo de vertido 1 hora 3 horas 1 hora 3,5 horas
Fuente: Pacios A. (2003). El hormigón autocompactable: tecnología
sostenible para el sector de construcción. Revista Hormigón y Acero.
Por otro lado, en otro estudio llevado a cabo (Borralleras y Cofre, 2007), en el
caso especifico de construcción de forjados (losas de entrepiso), de 40 m3, se observa
(Tabla Nº 2) que la reducción del tiempo de colocación dependerá del método de
vertido escogido, cubilote o bomba, obteniéndose mayores rendimientos de
colocación cuando se utiliza el sistema de bomba que cuando se utiliza el sistema de
vertido con cubilote. Siendo los rendimientos de colocación en el hormigón
Tabla Nº 2
Tiempo de ejecución e implicación de personal en el vertido de una losa de 40 m3
Vertido con Cubilote de 1 m3
Vertido con Bomba
HC HAC. HC HAC.
Personal 5 operarios 2 operarios 5 operarios 2 operarios
Ejecución 3,3 horas 2 horas 2,2 horas 1,3 horas
Fuente: Borralleras, P. y Cofre C. (2007). Realizaciones con hormigón
autocompactante. Revista Cemento y Hormigón. España.
Fotografía Nº 2. Vertido de hormigón convencional en una losa. Requiere 5 operarios.
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Fuente: Borralleras, P. y Cofre C. (2007). Realizaciones con hormigón
autocompactante. Revista Cemento y Hormigón. España.
Fotografias Nº 3 y 4. Vertido de hormigón autocompactante en una losa.
Requiere solo 2 operarios
Fuente: Borralleras, P. y Jofre C. (2007). Realizaciones con hormigón
autocompactante. Revista Cemento y Hormigón. España.
autocompactante en ambos casos (cubilote y bomba) superiores a los del hormigón
convencional y también en ambos casos con utilización de menor cantidad de mano
de obra, específicamente con tan solo el 40% de la mano de obra que se necesita para
la colocación del hormigón convencional.
Por otro lado, y como ventaja adicional el acabado del concreto
autocompactante se realiza simplemente con la acción de una barra horizontal, sin
necesidad de regla compactadora, golpeando suavemente la superficie fresca del
hormigón, tal y como puede observarse en la fotografía Nº 4, lo cual permitiría llevar
a cabo el acabado final (texturizado) al pavimento de carretera fácilmente.
b) Utilización de menor cantidad de equipos para su colocación.
Otro factor a tener en cuenta, es la utilización de menor cantidad del equipo en
la colocación del hormigón autocompactante, bien sea que el vertido se lleve a cabo
directamente del camión mezclador o con tubo flexible de goma en el caso de estar
utilizando un sistema de bombeo, pues no habrá necesidad de utilizar equipos como
palas y rastrillos para su colocación o llanas para su acabado (Ver fotografías Nº 3 y
4). Por otro lado, al eliminarse la actividad de vibrado del material se evita el uso de
equipos de colocación, necesarios en la compactación del hormigón convencional.
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Por otro lado, al utilizar el sistema de encofrados fijos, se evita la utilización
de máquinas pavimentadoras tal y como se muestra en las fotografías Nº 5 y 6, lo
cual representaría una reducción de costos importante en la construcción.
Fotografías Nº 5 y 6. Máquinas pavimentadotas
Fuente: Calo, D. (2012). Diseño y Construcción de Pavimentos Rígidos.
Jornadas de Actualización Técnica.
c) Mejores propiedades mecánicas
Dada su naturaleza y composición, entre ellas el uso de aditivos reductores de
agua de alto rango y la utilización generalmente de mayores contenidos de cemento
que en el hormigón convencional, así como el empleo de adiciones minerales en su
dosificación, algunas de ellas con reactividad hidráulica o puzolánica, hace que el
hormigón autocompactante ofrezca en general, mejores propiedades mecánicas que el
hormigón convencional.
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Resistencia a Compresión - Relación agua/cemento
Concreto Convencional - Concreto Autocompactante
y = 18,545x-1,0699
R2 = 0,7245
y = 28,03x-0,8755
R2 = 0,5115
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60
Relación agua/cemento
Resis
ten
cia
a C
om
pre
sió
n (
MP
a)
Concreto Convencional
Concreto Autocompactante
Gráfico Nº 1. Resistencia a compresión en función de la relación agua/cemento en
hormigones convencionales y autocompactantes (Vilanova, 2009).
En lo que respecta a la resistencia a compresión, parámetro por excelencia a la
hora de establecer la calidad de un hormigón, aunque el caso de los pavimentos
rígidos tenga quizás, dependiendo del caso, la resistencia a flexotracción, también
llamado módulo de rotura, mayor relevancia que la primera, es conocido que a
iguales relaciones agua/cemento el hormigón autocompactante posee mayores
resistencias a compresión que el hormigón convencional, tal y como puede observarse
en el gráfico Nº 1.
Asimismo, también es conocido que el valor de la resistencia a flexotracción o
módulo de rotura, es una función directamente proporcional a la resistencia a
compresión, por lo que si a igual relación de agua/cemento se obtienen mayores
resistencias a compresión en los hormigones autocompactantes, es de suponer que en
estos últimos se obtendrán mayores valores de resistencia a flexotracción que en el
hormigón convencional. En el gráfico Nº 2 se observa el comportamiento de la
resistencia a flexotracción en función de la resistencia a compresión en hormigones
autocompactantes.
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Hormigón Autocompactante. Todos los Cementos.
Resistencia a Flexotracción - Resistencia a Compresión.
y = 0,35x0,73
R2 = 0,69
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00
Resistencia a Compresión (MPa).
Re
sis
ten
cia
a F
lex
otr
ac
ció
n
(MP
a)
Todos los Cementos
Gráfico Nº 2. Resistencia a flexotracción en función de la resistencia a compresión en
hormigones autocompactantes (Vilanova, 2009).
En lo concerniente a como es el ajuste de la resistencia a flexotracción de los
hormigones autocompactantes con respecto a los distintos modelos normativos
establecidos para el hormigón convencional, tales como el del ACI, el Eurocódigo 2,
la norma canadiense CSA A23.3 y el correspondiente a la normativa neozelandesa
NZ Standard, puede observarse en el gráfico Nº 3, que a excepción del modelo
normativo del ACI, el resto de los modelos subestima el valor la resistencia a
flexotracción del hormigón autocompactante, lo cual podría dar cabida a interpretar
que el hormigón autocompactante posee un mayor módulo de rotura que el hormigón
convencional a iguales resistencias de compresión, tal y como era de esperarse por lo
anteriormente comentado, que a iguales relaciones agua/cemento el hormigón
autocompactante posee mayor resistencia a compresión que el hormigón
convencional.
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Concreto Autocompactante
Resistencia a Flexotracción - Resitencia a Compresión
y = 0,3063x0,773
R2 = 0,7201
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
11,00
20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,00
Resistencia a Compresión (MPa)
Resis
ten
cia
a F
lexo
tracció
n (
MP
a) Datos
ACI
Eurocódigo 2
CSA A23.3
NZ Standard
Gráfico Nº 3. Diferentes modelos normativos y resistencia a flexotracción en función
de la resistencia a compresión en hormigones convencionales y línea discontinua
tendencia de valores experimentales de hormigones autocompactantes (Vilanova,
2009).
Sin embargo el modelo del ACI (363R) para resistencias a compresión
menores de 65 MPa sobrestima los valores de la resistencia a flexotracción del
hormigón autocompactante, subestimándolos a partir de allí, o sea para hormigones
de alta resistencia.
Con independencia de ello podría decirse que el hormigón autocompactante al
menos posee similar resistencia a flexotracción que el hormigón convencional.
d) Mayor durabilidad
Algunas normativas internacionales establecen que los principales factores
que afectan la durabilidad de un hormigón son el transporte de fluidos, la temperatura
y la humedad, así como el grado de permeabilidad que tenga el material. Sin
embargo, el transporte de fluidos está condicionado, entre otros factores, por la
microestructura y por la zona de transición entre la pasta y el árido. De igual manera,
el anexo 17 de la Instrucción española EHE-08 en su artículo 37.3 dice que
generalmente la zona de transición entre el árido y la pasta en un hormigón
autocompactante es más densa en comparación con el hormigón convencional y ello
conduce a una reducción de la velocidad de penetración de los agentes agresivos
presentes en el ambiente. Por esta razón y a raíz de las investigaciones publicadas se
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podría decir que el hormigón autocompactante presenta una durabilidad superior o al
menos igual que la de un hormigón convencional de similar resistencia a compresión.
(Zhu et al., 2003; Boel et al., 2006; Audenaert et al., 2006: Assie et al., 2007).
La microestructura del hormigón autocompactante (Fotografías Nº 7 y Nº 8)
es diferente a la del hormigón convencional y sus principales diferencias se deben
principalmente a la composición de la mezcla, que es diferente, especialmente debido
al uso de adiciones y superfluidificantes y a la disminución del volumen y tamaño del
agregado grueso. Cuanto mas grande es el tamaño del agregado grueso más débil es
la zona de transición árido-pasta. Por otro lado, al tener partículas mas finas se reduce
la porosidad y al poseer un tamaño máximo de agregado menor, se mejora la
granulometría de la mezcla.
Fotografías Nº 7 y 8. Vista con microscopio electrónico de zona de transición entre el
árido y la pasta.(Nótese la mayor densidad existente en el hormigón autocompactante)
Fuente: Coppola et al. (2005).
De igual forma, algunos estudios muestran que el hormigón autocompactante
posee una menor permeabilidad. Resultados experimentales llevados a cabo por Zhu
y Bartos en 2003 mostraban desde ese entonces que efectivamente el hormigón
autocompactante presenta un menor coeficiente de permeabilidad, una menor difusión
de cloruros, una menor profundidad de carbonatación y una menor absorción capilar,
pudiendo llegar esta última a estar cerca de la mitad de la que posee el hormigón
convencional de igual resistencia.
e) Hormigón autocompactante material acorde con la sostenibilidad
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El hormigón es el material mas utilizado en el mundo de la construcción y es
este sector el responsable de aproximadamente el 40 % del impacto medioambiental
total, generando aproximadamente el 7% de las emisiones globales de CO2, en gran
medida debido a las emanaciones de las fábricas productoras de cemento (Pacios A.
2003). Por lo tanto se puede afirmar que definitivamente el hormigón no es un
producto sostenible, ya que la fabricación del cemento consume mucha energía y las
materias primas necesarias para su elaboración agreden los distintos ecosistemas.
Sin embargo, el hormigón autocompactante contribuye con la preservación del
medio ambiente al utilizar productos residuales de otras industrias, tales como las
cenizas volantes, escorias, finos, micro sílice, etc., siendo estos productos residuales
utilizados en algunas ocasiones como complementos cementicios o como sustitutos
parciales del cemento o de la arena, pudiéndose lograr incluso que se utilicen menores
cantidades de cemento que en el hormigón convencional, contribuyendo con ello a
una menor emanación de dióxido de carbono a la atmósfera. Por otro lado, colabora
también con la preservación del medioambiente al producir menores residuos que el
hormigón convencional en su colocación y puesta en obra, requiriéndose una menor
limpieza y logrando con ello menor emisión de partículas al aire y en las aguas
residuales.
De igual manera y dado que el ruido se considera también como un
tipo de contaminación, la utilización del hormigón autocompactante hace que los
niveles de ruido en las obras sean mucho menores, permitiendo a los trabajadores
prescindir de las protecciones externas para los oídos, ya que no se utiliza ningún
equipo de vibración para su compactación, mejorando con ello las condiciones de
trabajo. Por otro lado, los altos niveles de ruido en una obra, debido a la utilización de
equipos vibratorios para la compactación del concreto convencional no solo perjudica
la salud de los trabajadores, sino que hace que las comunicaciones entre ellos sean
más difíciles, potenciando el riesgo de malos entendidos que pueden traer serias
consecuencias. Por todo esto, la introducción del hormigón autocompactante
representa el mayor avance en la reducción de ruidos en el mundo de la construcción
con hormigón (Bartos y Cechura 2001). Investigaciones llevadas a cabo en Europa,
entre ellas la realizada en la Universidad de Paisley en Escocia, sobre los niveles de
ruido existentes en las obras de construcción, confirman los beneficios ambientales
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que se obtienen al utilizar hormigón autocompactante, tal y como puede apreciarse en
el gráfico Nº 4
Gráfico Nº 4. Emisión de ruidos en una planta de prefabricados de hormigón.
(HAC: hormigón autocompactante)
Precauciones a considerar a la hora de evaluar la alternativa de
utilizar hormigón autocompactante en la construcción de pavimentos
rígidos para carreteras.
Si bien hasta ahora se han tratado algunos de los factores mas importantes a
tener en cuenta a la hora de evaluar la alternativa de utilizar hormigón
autocompactante en la construcción de pavimentos rígidos en carreteras, todos ellos
de carácter ventajoso, también se deben tener en cuenta algunas otras
consideraciones, las cuales se podrían definir mejor como precauciones que habría
que tener en cuenta a la hora de evaluar la posibilidad de utilizar este tipo de
hormigón en este tipo de construcción, tales como el grado de fluidez de la mezcla,
estanqueidad y rigidez de los encofrados, curado del material, control de la retracción
y su costo.
a) Grado de fluidez de la mezcla
El grado de fluidez de la mezcla es un aspecto importante a considerar pues
dado que el material tendrá que adaptarse a las pendientes de rasante establecidas en
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el proyecto, en algunas ocasiones puede ocurrir que se tenga que colocar el material
en pendientes altas, o muy altas, cercanas al 10%, donde pudiese darse el caso que el
material, por su condición autonivelante, pueda rebosar el encofrado en un momento
determinado. Sin embargo la EFNARC, Federación Europea dedicada a sistemas
específicos de hormigón, establece en la “Guia Europea para el Hormigón
Autocompactante. Especificaciones, Producción y Uso” (The European Guidelines
for Self-Compacting Concrete. Specification, Production and Use), una clasificación
del tipo de hormigón autocompactante a utilizar, de acuerdo al tipo de aplicación, en
función de los tiempos de fluidez del material y del diámetro de extensión de flujo
obtenidos en los ensayos.
En el gráfico Nº 5 se observan de acuerdo al tipo de elemento estructural que
se quiere construir con hormigón autocompactante, los intervalos de tiempos de
fluidez y de diámetro de extensión de flujo recomendados para las distintas
aplicaciones propuesto por EFNARC. Vale acotar que en ese gráfico Nº 5, el sector
denominado Pavimentos, se refiere básicamente a elementos horizontales de
hormigón, tales como caminerías, losas de estacionamiento, losas de piso o forjados
(losas de entrepiso) etc., por lo que para la construcción de pavimentos rígidos para
carreteras con hormigón autocompactante cuando las pendientes de rasante sean bajas
se recomiendan valores de tiempo de fluidez en ensayo de embudo en V entre 3 y 5
seg. y de extensión de flujo entre 550 y 600 mm. Sin embargo, cuando se esté en
presencia de grandes pendientes de rasante, se recomiendan valores de tiempo de
fluidez y de extensión de flujo, más cercanos al sector “Rampas”, que son
hormigones autocompactantes con mayor tiempo de fluidez y con menor
escurrimiento. Se recomienda para estos últimos casos un tiempo de fluidez en
ensayo de embudo en V entre 15 y 20 seg. y de extensión de flujo entre 500 y 550
mm.
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Gráfica Nº 5. Propiedades del hormigón autocompactante para distintos tipos de
aplicaciones basado en EFNARC
b) Estanqueidad de los encofrados
Dado que el hormigón autocompactante es un material con gran fluidez, los
encofrados para la construcción de pavimentos rígidos deberán ser estancos, todo ello
con el objetivo de evitar la fuga de lechada por las juntas y la posterior aparición una
vez desencofrado el elemento de “nido de gravas”.
c) Curado
Al igual que con el hormigón convencional, en estructuras de elevada relación
superficie/volumen, el curado es sumamente importante para minimizar la retracción
del concreto y la aparición de fisuras, especialmente en condiciones adversas, tales
como altas temperaturas, viento y baja humedad relativa y más aun cuando todos
estos factores se combinan en un momento determinado. Por otro lado, y dado que en
el hormigón autocompactante la cantidad de finos (cemento más adiciones) es
generalmente superior a las del hormigón convencional, el curado cobra aun mayor
relevancia.
El curado con membrana química de resinas en base solvente (no se
recomiendan las membranas de parafina) son ideales para curar el hormigón cuando
se construyen pavimentos rígidos. Permiten ser aplicadas inmediatamente después de
las tareas de terminación y texturizado del hormigón, aun con la presencia de agua en
la superficie. Forman una película protectora en pocos minutos, impidiendo la
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evaporación del agua de exudación. (Ver Fotografía Nº 9). Sin embargo, el curado
con agentes filmógenos aplicados inmediatamente después de la colocación o
simplemente el rociado constante con agua, son métodos también muy efectivos para
la prevención de la desecación superficial del concreto. En el caso del hormigón
autocompactante, se debe ser aun mucho más celoso con el curado y alargar, en la
medida de lo posible, el tiempo del mismo.
Fotografía Nº 9. Membrana de curado formada sobre la
superficie de hormigón del pavimento
d) Retracción
Debido al mayor contenido de pasta en el hormigón autocompactante,
entendiendo por pasta la suma de cemento, adiciones, agua y aditivos, la pérdida de
agua que se produce en este tipo de hormigón durante las primeras horas, en las que
parte del agua se consume en hidratar el cemento, provoca una retracción endógena
mayor que la que se produciría en un hormigón convencional de la misma resistencia
a compresión. Por otro lado y de forma contraria, la menor cantidad de árido grueso
en el hormigón autocompactante reduce la pérdida de agua por secado proveniente
del agua contenida en ellos. La suma de ambas retracciones determina la retracción
final, siendo análoga a la del concreto convencional, pudiendo estimarse su valor total
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con los mismos modelos normativos que se utilizan para el concreto convencional.
No obstante hay que señalar que la estimación de la retracción normalmente conlleva
unas consideraciones que hace que exista un grado de dispersión muy amplio para
todo tipo de hormigones, por lo que no deben atribuirse estos errores del modelo al
diferente comportamiento de los mismos.
Sin embargo, la utilización generalmente de mayores contendidos de cemento
y/o de adiciones reactivas en el hormigón autocompactante que en el hormigón
convencional a iguales relaciones de agua/cemento, hace que su curado cobre mayor
importancia, ya que por poseer un contenido mayor de estos finos, pueden
potencialmente presentar un mayor calor de hidratación y una mayor retracción por
secado que el hormigón convencional, por lo que se deberá extremar la precaución y
extender de ser posible, como ya se mencionó anteriormente, el tiempo de curado del
hormigón autocompactante.
e) Costos de fabricación.
Una de las consideraciones más importantes a la hora de establecer la
utilización un determinado sistema o producto es establecer su viabilidad económica.
En el caso específico del hormigón autocompactante, si bien es cierto, según estudios
llevados a cabo en distintos países, que el costo de su fabricación, está entre un 12 y
un 15% más que el de un hormigón convencional de igual resistencia, dependiendo
de las características del mismo, el hormigón autocompactante ofrece una serie de
ventajas adicionales que el hormigón convencional no proporciona, especialmente
aquellos relacionados como ya se mencionó anteriormente, con la utilización de
menor cantidad de mano de obra necesaria para su vertido y la obtención, dada su
naturaleza, de mayores rendimientos de colocación aun utilizando menor cantidad de
mano de obra. Por otro lado, y en el caso especifico de la construcción de pavimentos
rígidos para carreteras, existe una consideración que se traduce en una ventaja
adicional, la cual es la no utilización de maquinaria especial para su colocación, tal y
como se consideró en el aparte correspondiente en este artículo.
De igual manera, a la hora de llevar a cabo el correspondiente estudio de
viabilidad económica para determinar su aplicabilidad, deben considerarse otras
prestaciones que ofrece el producto, tales como su contribución a la sostenibilidad,
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variable que cada día toma mas peso en el mundo, al utilizar subproductos de la
industria, así como la construcción de obras mas limpias y menos ruidosas, al
eliminarse la actividad de la compactación del material y sobre todo la de construir
estructuras de concreto mas durables.
Conclusiones
Son ya conocidas y probadas a lo largo de los últimos años, las grandes
ventajas que ofrece el hormigón autocompactante. Asimismo en teoría, algunas de
esas ventajas podrían favorecer su implementación en la construcción de pavimentos
rígidos de hormigón en carreteras con el sistema de encofrados fijos. Solo la
posibilidad de que se puedan obtener mayores rendimientos de colocación utilizando
menor cantidad de mano de obra debería abrir no solo un debate al respecto sino
estudios de viabilidad a través de proyectos de investigación y/o pruebas piloto en
universidades o centros de investigación y determinar así su aplicabilidad.
Todo indica al parecer, a que a las grandes ventajas que ofrece este material
solo se opone en principio su mayor costo de elaboración. Sin embargo, lo que
potencialmente este tipo de hormigón ofrece a cambio pareciera ser demasiado
tentador, pues todo parece indicar que tiene, en teoría, las características para que su
aplicabilidad sea un hecho. Sin embargo también habría que preguntarse por que
hasta ahora este tipo de hormigón y sus características no han sido lo suficientemente
apreciadas para lograr imponerse. Es por ello que solo a través de estudios y pruebas
de campo a escala real, se podrá determinar si es procedente su aplicabilidad.
¿Alguien se anima?
Referencias Bibliográficas
1- AGRANATI, G. (2008). Estudio sobre la Aplicabilidad de los Modelos de
Cálculo de la Fluencia y Retracción al Hormigón Autocompactable. Tesis Doctoral.
Universidad Politécnica de Madrid. España.
www.Prontubeam.com
2- ASSIE, S., ESCADEILLAS, G. y WALLER, V. (2007). Estimates of self-
compacting concrete “potencial durability”. Construction and Building Materials. 21
pp 1909-1917.
3- AUDENAERT, K. (2006). Transport mechanism in self-compacting concrete in
relation with carbonation and chloride penetration. Phs thesis, Ghent University,
Belgium.
4- BARTOS, P. y CECHURA, J. (2001). Improvement of Working environment in
concrete construction by the use of self compacting concrete. Structural Concrete.
Vol. 2. No. 3. Septiembre 2001. pp. 127-132.
5- BERMEJO, E. (2009). Dosificación, Propiedades y Durabilidad en Hormigón
Autocompactante para Edificación. Tesis Doctoral UPM. Madrid. España.
6- BOEL, V., AUDENAERT, K. y DE SCHUTTER, G. (2006). Pore distribution
of hardened cement paste in self compacting concrete. Seventh CANMET/ACI
International Conference on Durability of Concrete. SP234-11.
7- BORRALLERAS, P y JOFRÉ, C. (2007). Realizaciones con Hormigón
Autocompactante (Parte 1 y 2). Revista Cemento y Hormigón N 899. Madrid.
España.
8- BURON, M., FERNÁNDEZ, J. y GARRIDO, L. (2006). Hormigón
Autocompactante. Criterios para su utilización. Revista Cemento y Hormigón Nº
887. Abril 2006.
9- CALO, D. (2012). Diseño y Construcción de Pavimentos de Hormigón. Jornadas
de Actualización Técnica. ICPA. Instituto del Cemento Pórtland Argentino.
10- COPPOLA, L., CERULLI, T. y SALVIONI, D. (2005). Sustainable
Development and Durability of Self-Compacting Concrete. Mapey, Milán, Italy
11- DOMONE, P. L. (2007). A review of the hardened mechanical properties of self-
compacting concrete. Cement & Concrete Composites. Vol. 29. (2007). pp. 1-12.
12- EHE-08 (2008). Instrucción Española del Hormigón Estructural. Ministerio de
Fomento. España.
13-EFNARC. (2005). The European Guidelines for Self-Compacting Concrete
Specification. Production and Use. Reino Unido, 68 p.
14- FERNÁNDEZ, J. y BURÓN M. (2005). Guía práctica para la utilización del
hormigón autocompactante. Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones.
(IECA).
www.Prontubeam.com
15- KASAMI, H., HOSINO, M., ARASINA, T. y TATEYASIKI, H. (2001). Use
of Recycled Concrete Powder in Self Compating Concrete. Proc. Fifth Intnl.
CANMET/ACI Conf. on Recent Advances in Concrete Technology. ACI SP-200,
Ed. V.M. Malhotra, American Concrete Institute, EEUU., pp 381-395.
16- PACIOS, A. (2003). El hormigón autocompactable: tecnología sostenible para
el sector construcción. Revista Hormigón y Acero Nº 228-229. 2do. y 3er, trimestre
2003. pp. 143-148
17- VILANOVA, A. (2009) Influencia de la dosificación y enpleo de diferentes tipos
de cemento y adiciones en las propiedades mecánicas del hormigón
autocompactante. Tesis doctoral en el departamento de Ingeniería de la Construcción
en la Universidad Politécnica de Madrid. España.
18- WALRAVEN, J. (2003). Structural applications of self compacting concrete.
Proceedings of 3rd RILEM International Symposium on Self Compacting Concrete,
Reykjavik, Iceland, ed. Wallevik O and Nielsson I, RILEM Publications PRO 33,
Bagneux, France, August 2003 pp 15-22 SCC 028 14
19- ZHU, W. y BARTOS, P.J.M. (2003). Permeation properties of self-compacting
concrete. Cement and Concrete Research. 33, pp. 921-926.