La presa de las Tres Gargantas en China es la presa hidroeléctrica más grande del mundo y fue construida con hormigón fluido. Si usted es como la mayoría de las personas, probablemente nunca haya pensado mucho sobre el concreto. Claro, su presencia gris está a nuestro alrededor, en nuestras carreteras, puentes, estacionamientos y entradas de vehículos, pero no puede ser tanto, ¿verdad? Un camión se detiene, lo descarga en un área definida y se endurece. Voilá. Nace una acera. Pero es posible que se sorprenda de cuántas maneras se puede mezclar y moldear el hormigón viejo y aburrido, incluso para usarlo en su propia casa. De hecho, una "receta" se ha vuelto tan popular en el último medio siglo que la encontrará en todo, desde encimeras de cocina hasta la Presa de las Tres Gargantas de China, el proyecto hidroeléctrico más grande del mundo. ¿Qué es este material de construcción increíblemente versátil y súper fuerte? La respuesta es hormigón fluido .
Todo concreto comienza como una mezcla de agua, cemento y algún tipo de agregado (como la arena y la grava) y se endurece gracias a una reacción química que se produce entre el agua y el cemento (de la que hablaremos en la página siguiente). Idealmente, el concreto debe tener suficiente agua para reaccionar completamente con el cemento; más o menos agua debilitará el producto final. El resultado es un hormigón con un bajo revenimiento , que es la forma elegante de un ingeniero de decir que tiene una consistencia muy espesa cuando está mojado. Si bien el concreto con un asentamiento bajo lo convierte en un concreto endurecido fuerte, es difícil trabajar con él cuando está húmedo porque no es lo suficientemente delgado como para filtrarse en espacios reducidos. Afortunadamente existen aditivos , o aditivos químicos, que pueden diluir el concreto sin debilitarlo (como lo haría agregar más agua a la mezcla). Una de esas mezclas, llamada superplastificante , se utiliza para hacer hormigón fluido. El superpoder del superplastificante es que le da al concreto un alto asentamiento sin robarle su fuerza. El concreto con superplastificantes es muy fluido cuando está húmedo y muy fuerte cuando se endurece.
Mientras que el hormigón natural ha existido durante 7000 años y el hormigón de cemento portland moderno se ha utilizado durante unos 200 años, el hormigón fluido es un invento mucho más reciente. Los antiguos experimentadores intentaron diluir el concreto con materiales orgánicos como leche, sangre (sí, sangre) y manteca de cerdo con poco éxito. No fue sino hasta finales de la década de 1950 y principios de la de 1960 que los ingenieros de Alemania y Japón desarrollaron por primera vez los superplastificantes. La sustancia llegó al mercado en 1964 y estuvo disponible por primera vez en los Estados Unidos a mediados de la década de 1970. En 1984 se habían producido entre 90 y 100 millones de yardas cúbicas (1,5 a 2,3 millones de metros cúbicos) de hormigón fluido [fuente:Mielenz]. Hoy en día su uso está muy extendido. A los contratistas les encanta el hecho de que bombea con facilidad, llena espacios estrechos y requiere poca o ninguna compactación para eliminar las burbujas de aire, todo mientras conserva su alta resistencia.
Pero, por supuesto, tienen que agradecer a la ciencia por estos beneficios milagrosos. ¿Cómo hacen su trabajo los superplastificantes?
Contenido- La ciencia detrás del hormigón fluido
- Uso de concreto fluido en un sitio de construcción
- Uso de concreto fluido en su hogar
La ciencia detrás del hormigón fluido
Al principio, el agua hace que las partículas de cemento se atraigan entre sí. Cuando los superplastificantes entran en escena, rompen esa atracción. Eventualmente, sin embargo, aunque las partículas de cemento ya no se atraigan entre sí, se hidratan con el agua y se forman cristales. Si lo piensa, el hormigón fluido es bastante asombroso (sí, acabamos de decir que el hormigón es asombroso). Parece más húmedo y espesa que el concreto estándar, aunque tiene la misma cantidad de agua. ¿Cómo es esto posible? Dé un aplauso a un principio sorprendentemente simple que probablemente aprendió en la clase de ciencias:electromagnetismo .
Para comprender cómo funciona el concreto fluido, debe comprender cómo funcionan los superplastificantes, ya que este aditivo químico es esencialmente lo que diferencia al concreto fluido de su contraparte estándar. Superplastificantes están hechos de sales de sodio o sales de calcio y se clasifican en una de cuatro formas:condensados de melamina-formaldehído sulfonados, condensados de naftaleno-formaldehído sulfonados, lignosulfonatos modificados y otros, como ésteres de ácido sulfónico y ésteres de carbohidratos. Esos términos son definitivamente un bocado, pero la forma en que funcionan es bastante simple. Cuando el concreto se mezcla por primera vez, la presencia de agua hace que las partículas de cemento se atraigan entre sí, lo que espesa el lote. Las moléculas superplastificantes, que están formadas por largas cadenas y eslabones, se adhieren a las partículas de cemento y les confieren una carga muy negativa. Como resultado, se repelen entre sí, de la misma manera que el polo negativo de un imán empujará contra el polo negativo de otro. Como las partículas de cemento ya no se atraen entre sí, el hormigón permanece fluido.
Sin embargo, el efecto de los superplastificantes es solo temporal. Las partículas de cemento, aunque se repelen entre sí, se hidratan lentamente al reaccionar con el agua del hormigón. Este proceso hace que se formen cristales hechos de hidróxido de calcio e hidrato de silicato de calcio en la superficie redonda del cemento, creando una bola puntiaguda con forma similar a una fruta de liquidámbar. Los cristales engullen lentamente los superplastificantes para que ya no puedan funcionar. Sin la carga negativa que mantiene separadas las partículas de cemento, el concreto vuelve a espesarse, generalmente después de unos 30 a 45 minutos. Se pueden agregar más superplastificantes para volver a diluir el concreto, pero a medida que los cristales crecen y comienzan a entrelazarse, se necesitan dosis cada vez más altas para mantener separadas las partículas de cemento.
Claramente, el hormigón fluido es un brebaje bastante mágico. Pero, ¿cómo se pone a trabajar en las obras de construcción?
Uso de concreto fluido en un sitio de construcción
A menos que viva debajo de una roca, ha visto algo construido con hormigón fluido. (O, ¿quién sabe? Tal vez la roca debajo de la cual se encuentra es un trozo de concreto fluido). Los contratistas e ingenieros a menudo lo usan en el trabajo porque su consistencia más delgada lo hace ideal para una variedad de proyectos.
Una de las ventajas de utilizar hormigón fluido en la construcción es la facilidad con la que se puede bombear a lugares a los que no pueden llegar los camiones. Para empujar la mezcla delgada, los constructores la vierten en la tolva de una bomba especialmente diseñada montada en un camión o remolque. La bomba mueve la mezcla a través de tuberías hechas de caucho o acero que corren por el suelo para mover el concreto horizontalmente o están unidas a un brazo mecánico (parecido al de una grúa) para transportarlo verticalmente. Debido a que el concreto fluido es tan delgado, los contratistas pueden bombearlo a grandes distancias o alturas sin tener que aumentar la presión para mantenerlo fluyendo como lo harían con un concreto estándar más grueso. Puede compararlo con la diferencia entre chupar un refresco con una pajita y chupar un batido con una pajita; la bebida más diluida requiere menos esfuerzo para beber.
El hormigón fluido también puede ser útil para rellenar formas -- estructuras típicamente hechas de madera o acero que ayudan a que el concreto mantenga su forma mientras está húmedo. Probablemente haya visto formas simples que bordean aceras o entradas de vehículos en sitios de construcción; se eliminan cuando el hormigón se endurece. Las formas que son particularmente estrechas (como las de las paredes), están fuertemente reforzadas (con mallas de acero o varillas conocidas como rebar ), o tienen elementos incrustados (como tuberías o pernos), pueden llenarse con concreto fluido porque puede filtrarse en espacios estrechos y abrazar impedimentos.
El uso de hormigón fluido también reduce el trabajo que debe realizarse en el sitio de construcción. Para los constructores que intentan verter una base nivelada para un edificio u otra estructura, el hormigón fluido es lo suficientemente delgado como para que pueda nivelarse por sí solo, como el agua de una piscina cuando se queda muy quieta. También se ahorra tiempo porque no hay compactación Proceso para concreto fluido. El concreto estándar se debe compactar con una herramienta especial que consiste en un pequeño motor eléctrico o de gasolina conectado a una manguera corta que vibra en el extremo. La vibración elimina las bolsas de aire que pueden haber quedado atrapadas en la mezcla cuando se vertió. El hormigón fluido no tiene que compactarse porque es menos probable que el aire quede atrapado en la mezcla líquida y espesa.
La desventaja del hormigón fluidoA pesar de los muchos beneficios del hormigón fluido, también existen algunos inconvenientes. Debido a que es tan delgado, las formas en las que se vierte el concreto fluido deben estar bien selladas, de lo contrario, puede filtrarse. Su consistencia líquida también hace que el concreto fluido sea propenso a la segregación -- una condición en la que la grava pesada o el agregado de piedra triturada se depositan en el fondo de la mezcla, lo que debilita el producto endurecido. Finalmente, los superplastificantes utilizados para fabricar hormigón fluido son bastante caros. Con un costo adicional de $8 a $14 o más por yarda cúbica de concreto (1 yarda cúbica =0,76 metros cúbicos), el costo de un gran proyecto realmente puede aumentar rápidamente.
Uso de concreto fluido en su hogar
Cuando la mayoría de la gente piensa en proyectos que involucran concreto, imaginan un estacionamiento, tal vez uno que se extiende por lo que parecen kilómetros fuera de una gran tienda. Pero el concreto fluido está llegando a algunos lugares inesperados y menos monótonos, específicamente los hogares de las personas.
Dada la capacidad de autonivelación del concreto fluido, probablemente sería un buen piso o losa de patio dentro y alrededor de la casa. Sin embargo, dado el costo adicional de los superplastificantes que diluyen el concreto, tal uso probablemente no sería rentable. Por lo tanto, el uso más común del concreto fluido en el hogar es para encimeras de cocina.
Así es, encimeras de cocina. Probablemente los hayas visto hechos de fórmica, baldosas y granito, pero las encimeras de concreto son cada vez más populares; son ultraduraderos y tienen un aspecto contemporáneo. Las encimeras de hormigón se fabrican con materiales fluidos o rígidos. hormigón. El hormigón rígido tiene una consistencia muy espesa, casi como la arcilla, y normalmente su agregado es arena. Esto significa que es muy fácil de aplicar a los encofrados, pero terminará teniendo pequeños cráteres en la superficie donde las burbujas de aire quedaron atrapadas contra el molde y no pudieron escapar a través del concreto grueso parecido a la masilla. Algunas personas prefieren este aspecto, que recuerda a la piedra, pero se puede lograr una superficie más suave usando concreto fluido.
Cuando se usa concreto fluido para hacer encimeras, el agregado suele ser un poco más grueso (grava o piedra triturada) y, al igual que con las mezclas que se usan en la construcción, incluye superplastificantes. Los superplastificantes significan que la encimera tendrá un acabado liso y será fuerte y no tan susceptible a encogerse y agrietarse. Aún así, esta consistencia delgada significa que las formas deben ser más impermeables que las que se usan con concreto rígido. Cuanto más elegante es tu cocina, más complicadas se vuelven las cosas. Si quisiera, por ejemplo, un fregadero integrado en su encimera, se podría presionar una mezcla rígida alrededor de una forma simple porque se mantiene en su lugar, pero una mezcla fluida espesa requiere una forma más compleja para soportar el concreto en todos los lados.
Las encimeras de hormigón se pueden instalar de dos maneras diferentes. Los artesanos pueden fabricarlos en un taller y luego instalarlos en su hogar, o pueden verterlos en su lugar, directamente en su cocina. De cualquier manera, el hormigón deberá reforzarse con barras de refuerzo o una malla de alambre. Puede suponer que el producto final se verá gris e industrial, pero eso no siempre es cierto:se pueden agregar varios pigmentos durante el proceso de mezcla para darle al concreto un color personalizado que se adapte a sus gustos específicos. Cuando estén terminadas, estas encimeras pueden ser una adición hermosa y duradera a su hogar.
¡Eso es un poco de hormigón viejo!El hormigón artificial más antiguo jamás descubierto, en el suelo de un refugio primitivo en la actual Yugoslavia, data de aproximadamente 5600 a.C.
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