Recepción: 27 Noviembre 2019
Aprobación: 10 Febrero 2020
Resumen: El hormigón es uno de los materiales más utilizado por el hombre y uno de los sus componentes principales es el cemento. Los altos consumos de cemento es un problema mundial debido a la contaminación ambiental que genera su producción. La Unidad Básica de Servicios de Hormigón presenta rendimientos de cemento aceptables, por lo tanto basándose en experiencias del trabajo anteriores y de especialista, se decidió obtener un diseño de mezcla el cual disminuyera el contenido de cemento y por lo tanto mejorara los rendimientos de cemento. En la obtención del hormigón se utilizó cemento de Cementos Cienfuegos S.A, arena de la cantera Arimao y Antonio Maceo, árido grueso de la cantera Antonio Maceo y el aditivo Sikaplas 9100, a los cuales se realizó una caracterización utilizando métodos experimentales. Se partió de un diseño de mezcla certificado por la ENIA denominado diseño 1 el cual presentaba resultados excelentes en cuanto a propiedades del hormigón, pero elevados consumo de cemento y por lo tanto se decidió la disminución del contenido de cemento por lo que surge el diseño 2 el cual no dejaría de cumplir con los parámetros establecidos en cuanto a relación a/c y contenido de cemento. Posteriormente con este diseño al hormigón elaborado se le comprobó el asentamiento y se elaboraron 9 probetas a las cuales se le midió resistencia a compresión, porosidad efectiva y sorptividad alcanzando resultados que cumplieron con lo establecido en la NC 120:2014 y se obtuvo además un rendimiento de cemento bueno.
Palabras clave: Diseño de mezcla, resistencia, porosidad, sorptividad, rendimiento de cemento.
Abstract: Concrete is one of the materials most used by man and one of its main components is cement. High cement consumption is a worldwide problem due to the environmental pollution generated by its production. The Unidad de Servicios Básicos Hormigón presents acceptable cement yields, therefore based on previous and specialist work experiences, it was decided to obtain a mix design which would decrease the cement content and therefore improve the cement yields. In obtaining the concrete, cement from Cementos Cienfuegos S.A, sand from the Arimao quarry and Antonio Maceo was used, coarse aggregate from the Antonio Maceo quarry and the Sikaplas 9100 additive, to which a characterization was carried out using experimental methods. It was based on a mixture design certified by ENIA called design 1 which presented excellent results in terms of concrete properties, but high cement consumption and therefore the decrease of the cement content was decided, so design 2 arises which would not fail to comply with the established parameters in relation to a / c and cement content. Subsequently, with this design, the processed concrete was tested for settlement and 9 specimens were prepared which were measured for compressive strength, effective porosity and sorptivity, achieving results that complied with the provisions of NC 120: 2014 and also obtained a yield of cement good.
Keywords: mix design, compressive strength, sorptivity, effective porosity, cement yield.
INTRODUCCIÓN
El hormigón constituye una herramienta fundamental de la historia de la construcción. Cuando el hombre se decidió por levantar edificaciones utilizando materiales arcillosos o pétreos, surgió la necesidad de obtener pastas o morteros que permitieran unir dichos elementos para poder conformar estructuras estables. Se idearon diversas soluciones, mezclando agua con rocas y minerales triturados, para conseguir pastas que no se degradasen fácilmente y que fueran durables en el tiempo.
Diversos han sido los autores que han definido el concepto de hormigón entre el que se encuentra Toirac [1] el cual considera al hormigón un material artificial de origen pétreo que se obtiene de la mezcla cuidadosamente proporcionada de diferentes materiales en los que se incluyen, básicamente, áridos finos y gruesos (arena y grava de diferentes tamaños), un aglutinante hormigón obtenido a base de cemento Portland, agua, y en ocasiones algún aditivo o adición encargados de modificar favorablemente algunas de sus propiedades en estado fresco. Otro concepto es el que adopta la NC 120: 2014 denominada Hormigón hidráulico - Especificaciones la cual plantea que el hormigón se entiende como: material constituido por la mezcla de cemento, árido grueso, árido fino y agua, con o sin la incorporación de aditivos o adiciones, que desarrolla sus propiedades al hidratarse con cemento.
Para la obtención de las cantidades necesarias de material no existe un método único todo está en dependencia de los requisitos que deba reunir el material y por lo tanto los especialistas elegirán uno entre varios de los muchos existentes y los resultados que se consigan con él serán buenos cuando éste se haya elegido convenientemente y se hayan realizado las correcciones oportunas mediante masas de prueba.
Existen dosificaciones de carácter técnico donde las proporciones de los componentes se obtienen de una manera más precisa, analizando las características de los áridos, las condiciones de ejecución, el ambiente de exposición y la geometría de elementos de proyecto y las aproximadas que se obtiene a partir de tablas y ábacos establecidos para obtener una resistencia determinada, en función del tipo de árido, del tipo de cemento y del tamaño máximo de árido. Estas dosificaciones son poco precisas pues no analiza los áridos a utilizar [2].
Dentro métodos clásicos se encuentra el método de Fuller, Bolomey, Faury y ACI 211.1 titulado “Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete”, siendo este último en la actualidad el método de diseño de mezclas de hormigón referencia en el continente americano y en buena parte del mundo.
Cada uno de los materiales componentes tiene una función específica dentro de la masa del material y son los encargados de aportar las propiedades necesarias tanto en estado fresco en estado fresco como endurecido. Inicialmente se debe garantizar su mezclado, transportación, recepción en obra, vertido y compactación con los medios disponibles de un modo eficiente y en estado endurecido se debe cumplir las prestaciones que permitan efectuar adecuadamente las funciones a él encomendadas, además de garantizar la permanencia de estas propiedades a través del tiempo y ser económico, por lo que se hace necesario analizar el comportamiento del material en ambos estados. Una vez que ha culminado el proceso de diseño de mezcla se recomienda determinar el rendimiento de cemento en la mezcla a partir del consumo de cemento del lote, pues el rendimiento constituye uno de los mejores indicadores para medir la eficiencia en el uso del cemento tanto de un diseño determinado de mezcla de hormigón, como de todo el sistema de la producción del hormigón.
Materiales y métodos
El cemento es uno de los productos más utilizado en el mundo, a pesar que las grandes ciudades ya están llenas de grandes construcciones, el cemento sigue siendo solicitado en las grandes obras. Asociado a los procesos de manufactura grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2) son liberadas a la atmósfera. Se calcula que entre 0,65 – 0,90 toneladas de CO2 son emitidas por cada tonelada de cemento fabricado por lo que se está apostando a obtenerse mejores consumos de cemento en relación con las solicitaciones requeridas de los elementos, logrando costos más bajos por unidad de fin, así como una relación más amigable con el Medio Ambiente [3].
El consumo mundial de cemento alcanzó las 4,129Mt en el 2016, logrando un avance de 1,8% con respecto al año 2015 y, en el 2015, se contrajo en 2,4% con respecto al 2014. China continuó liderando la demanda de cemento con 2,395Mt en el 2016, alcanzando el 58% de la participación mundial. Dicha participación alcanzó su punto máximo en el año 2014 con 59,4%. Excluyendo a China, el consumo mundial de cemento alcanzó las 1,734Mt en el 2016, creciendo un 1,0% con respecto al 2015. En América hay países como México que en el año 2015 el valor de la producción ascendió a la capacidad productiva del cemento fue de 45 millones de toneladas y la mayor parte de la producción de cemento es el Portland, sin embargo Cuba ha decaído la producción con respecto a años anteriores.[4]
Por tales razones en Cuba se establece que los hormigones hidráulicos para que sean económicos y durables es necesario que cumpla con ciertos valores límites de contenido mínimos de cemento en dependencia del tipo de hormigón y el nivel de agresividad los cuales se muestran en la Tabla 1 según la NC 120 [5].
Por consiguiente los parámetros que se deben cumplir que en fin son las propiedades a evaluar en el hormigón están relacionadas con las cuatro propiedades principales que según [6] son: trabajabilidad, cohesividad, resistencia y durabilidad.
Es importante destacar que las propiedades dependen de las materias primas y de la tecnología asociada al trabajo con el hormigón y pueden existir variaciones en un grado considerable, mediante el control de sus ingredientes. Por lo tanto, para una estructura específica, resulta económico utilizar un hormigón que tenga las características exactas necesarias, aunque esté débil en otras.
Algunos productores de hormigón plantean que en Cuba lo que mayor influencia tiene en las propiedades del hormigón son las características del agregado, por lo tanto es una factor importante de analizar en las dosificaciones.
Al mismo tiempo de cumplir con estas propiedades, los productores de hormigón deben garantizar que se cumplan con los índices de consumo y rendimientos de cemento establecidos según sea el tipo de hormigón elaborado. Por lo tanto una vez que ha culminado el proceso de diseño de mezcla, se recomienda determinar el consumo de cemento en la mezcla a partir del rendimiento del cemento del lote, pues el rendimiento constituye uno de los mejores indicadores para medir la eficiencia en el uso del cemento tanto de un diseño determinado de mezcla de hormigón, como de todo el sistema de la producción del hormigón. Además es muy importante la comprensión y aplicación adecuada del concepto de rendimiento de cemento para evaluar la eficiencia de las dosificaciones y para también poder hacer los ajustes requeridos en el caso de que un lote sea rechazado, con el objetivo que no vuelva a suceder.[7]
En el caso de Cuba se establece un valor de 180 kg/m3 de índice de consumo y los rendimientos clasificados en bueno o aceptable los cuales están en función de la utilización o no de aditivos en la elaboración del hormigón. Para el cálculo del rendimiento se hace necesario contar con la resistencia del hormigón (kg/cm2) obtenida ya sea en planta o en el laboratorio y el consumo de cemento (kg/m3). A su vez el consumo de cemento dependerá de tres factores: la tecnología con que se cuenta para elaborar el hormigón, diseño de la mezcla y el tipo de aditivo según Howland [8] y por lo tanto influirán considerablemente en el rendimiento.
La Unidad Básica de Servicios Hormigón perteneciente a la Constructora Hicacos de Varadero la cual es la encargada de suministrar el hormigón de las obras del Polo Turístico en el año 2018 consumió aproximadamente 9020,89 t de cemento, obteniendo un índice de consumo para 35 MPa de 449 kg/m3 lo que es considerado por el Ministerio de la Construcción como inaceptable y un rendimiento de cemento de 0,79 clasificado como aceptable o bueno como se muestra en la Tabla 2 en dependencia del aditivo utilizado. A pesar de esto en la entidad los índices de consumo de cemento han aumentado considerablemente debido fundamentalmente al rendimiento de cemento que según especialistas de la entidad pueden ser mejorado, por lo que constituye un imperativo actualmente efectuar investigaciones que sean capaces de revertir la situación existente sobre todo en países en vía de desarrollo como Cuba; mediante la obtención de diseño o diseños de mezcla de hormigón que contemplen una disminución del consumo del cemento, mejoren el rendimiento de cemento y que cumpla con los requisitos que se muestran en la Tabla1.
La entidad contaba con un diseño de mezcla certificado por la Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas para una resistencia de 35 MPa que se muestra como Diseño 1 en la Tabla 3 cuyos resultados superaban los valores establecidos, por lo que decidió disminuir el contenido de cemento en 10 kg teniendo en cuenta los resultados ya obtenidos y la experiencia de los especialistas obteniéndose las cantidades de materiales que se muestran como Diseño 2, las cuales fueron obtenidas utilizado el procedimiento establecido según lo planteado por [9].
En ambos diseños se utilizaron áridos de la cantera A. Maceo de Coliseo provincia de Matanzas y de la cantera de Arimao en Cienfuegos, cemento a granel P-350 procedente de Cementos Cienfuegos S.A, agua y aditivo Sikaplas 9100.
Como se explicó anteriormente en los resultados obtenidos en los hormigones es importante la influencia de las materias primas, por lo tanto inicialmente se hizo necesario efectuar una caracterización de las materias primas a utilizar siguiendo los procedimientos establecidos en las normativas cubanas para una posterior evaluación lo cual se llevó a cabo en el laboratorio de Materiales de Construcción perteneciente a la Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas (ENIA).
Seguidamente se elaboró el hormigón en la entidad con el Diseño 2 y se comprobó si se cumplió con los valores límites establecidos en la NC 120:2014 los cuales se muestran en la Tabla 1.
Resultados de la medición de las propiedades
1. Determinación de la consistencia por el cono.
La NC 120:2014 establece como parámetros para la consistencia de la mezcla los valores que se muestran en la Tabla 4.
De acuerdo con el ensayo realizado a la mezcla se obtuvo un valor de asentamiento de 240 mm, por lo que es una mezcla muy fluida.
2. Determinación de la resistencia del hormigón
Leyenda:
FC1: Resistencia característica de la probeta de la primera serie.
FC2: Resistencia característica de la probeta de la segunda serie.
FC3: Resistencia característica de la probeta de la tercera serie.
En el caso de los 28 días con el valor de resistencia se obtuvo un valor de rendimiento de cemento 0,90 entonces, el Diseño 2 el cual puede catalogarse como bueno, decir, casi 100% y que por cada 1kg de cemento que se adiciona a la mezcla casi se alcanza 1kg/cm2 de resistencia en el hormigón.
3. Determinación de la absorción de agua por capilaridad.
4. Determinación de la velocidad de absorción de agua (sorptividad)
Como resultado de este ensayo a los 28 días se obtuvieron 4,8 x 10-5 m/s1/2 y la NC 120:2018 establece para hormigones armados y una zona de agresividad alta una velocidad de absorción capilar no mayor de 5 x 10-5 m/s1/2.
Discusión de los resultados alcanzados
1. Determinación de la consistencia por el cono
El valor de asentamiento obtenido de 240 mm indica que es una mezcla muy fluida. Según la NC 120 [5] el asentamiento de 240mm es aproximado ya que el cono de Abrams no es recomendable para asentamientos mayores de 220mm. Este valor de asentamiento es producto del aditivo utilizado, el Sikaplas 9100, un aditivo superfluidificante, reductor de base acrílica modificada para hormigones y aporta una alta laborabilidad sin exceso de agua, para aumentar las resistencias mecánicas, disminuir la porosidad y la absorción capilar.
2. Determinación de la resistencia del hormigón
El resultado obtenido a los 7 días 31,2 MPa no supera los 35MPa, pero considerando lo planteado por el cual al referirse acerca de la evolución de la resistencia a compresión de las probetas a los 3,7 y 28 días plantea lo siguiente.
Es decir, a los 3 días su resistencia será del orden del 40% de la que tendrá a los 28 días; a los 7 días, del 65%, etc. Estos resultados a los 7 días cumplen con el 65% de la resistencia que debe alcanzar a los 28 días de acuerdo a lo planteado anteriormente, por lo tanto el valor obtenido cumplió con lo que está establecido. En el caso de los 28 días si se cumplió con lo establecido.
A pesar de lo explicado anteriormente es importante analizar la influencia de varios factores en el comportamiento de la resistencia del hormigón los cuales pudieron influir positivamente o negativamente en los valores obtenidos dentro de los que encontramos:
a) Relación a/c.
En este diseño de mezcla se utilizó una relación agua/cemento igual a 0,40. La importancia del agua resulta de gran magnitud, ya que ella y su relación con el cemento están altamente ligados a una gran cantidad de propiedades del material final que se obtendrá, en donde usualmente conforme más agua se adicione, aumenta la fluidez de la mezcla y, por lo tanto, su trabajabilidad y plasticidad, lo cual presenta grandes beneficios para la mano de obra; no obstante, también comienza a disminuir la resistencia debido al mayor volumen de espacios creados por el agua libre.[11]
Así, se puede afirmar que la resistencia depende altamente de la relación por peso entre el agua y el cemento, que en este caso ocurrió el comportamiento descrito anteriormente pues se utilizó el valor límite establecido.
b) Características de los áridos.
En este caso según los resultados planteados por Torres [2] en el caso de los áridos existieron especificaciones que no fueron cumplidas según la NC 251: 2019 entre las que se encuentran la granulometría, el peso específico y el porciento de absorción del árido grueso.
Para los áridos gruesos la ACI 211.1 señala que se ha demostrado que los agregados de tamaño máximo nominal más pequeño proporcionan mayor resistencia potencial en el concreto. Si bien tamaños menores de agregados exigen contenidos de agua mayores, esta condición se ve compensada con amplitud, al aumentarse la superficie de contacto entre la zona de transición interfase de la pasta y los agregados. Esta superficie de contacto, por unidad de volumen del concreto, es tanto mayor mientras menor es el tamaño máximo de los agregados. De allí la conveniencia de usar agregados de tamaño máximo menor, mientras más alta sea la resistencia que se quiere alcanzar. Para los áridos fino la mezcla de arenas naturales de diferentes fuentes permite optimizar su granulometría y conseguir incrementos de resistencia [12].
Para optimizar la granulometría e incrementar la resistencia se usó las combinaciones de áridos de las canteras Arimao y Antonio Maceo garantizando la utilización de una fracción de agregado entre 20-25 mm para reducir la superficie de contacto y evitar el aumento de agua innecesaria.
c) Cantidad y tipo de cemento
La cantidad de cemento P-35 que se utilizó era la adecuada y da un aporte significativo a la resistencia que se quiere alcanzar, debido a que este cumple con los requisitos de calidad exigidos.
En la medida en que se quiera incrementar la resistencia del concreto, la selección de los cementos a usarse resistencia es mucho más rigurosa. Diferentes cementos Portland, que cumplan con todas las normas y sean esencialmente similares, pueden comportarse de una manera diferente, cuando las relaciones agua-cemento, de los hormigones en que se utilizan, son más bajas que lo usual [12], por lo tanto se concluye que la cantidad de cemento está condicionada por la relación agua-cemento, de ahí que su influencia en la resistencia dependa de esta relación.
d) Condiciones de curado
El curado es un factor a analizar muy importante, ya que si este proceso se hace mal, se podría perder hasta el 30% de la resistencia esperada; por eso, lo recomendable sería hacerlo por 28 días[13]. En este caso el curado se realizó después de las 16 horas de haber estado dentro de las probetas y luego se guardaron en agua sumergida a una temperatura de 20°C y humedad relativa de 95% para evitar la pérdida de resistencia en alrededor de un 30%.
e) Tipo de aditivo
El aditivo que se utilizó fue el Sikaplas 9100, un aditivo superfluidificante y superplastificante, el cual aporta una alta laborabilidad sin exceso de agua, para aumentar las resistencias mecánicas. El empleo de aditivos reductores de agua, simples o de alta actividad en el hormigón, producen efectos sobre las etapas de inducción y aceleración del proceso de hidratación del hormigón. Los efectos considerados de cada tipo de aditivo van a depender fundamentalmente de la composición química de cada aditivo. Así, podrán aumentar o disminuir dichas etapas en un tiempo considerado. Los aditivos plastificantes actúan reduciendo la cantidad del agua, asimismo evitan una elevada reacción exotérmica de hidratación durante el fraguado. Los aditivos plastificantes disminuyen la tensión en la interface de contacto entre grano de cemento y agua, lo cual provocará el mojado de los granos [14]. Con el mojado de los granos el aditivo evitará el incremento de agua mejorando la laborabilidad de la mezcla y aumentando la resistencia
f) Factores climatológicos.
Dentro de los que se encuentra la temperatura, la radiación solar y la velocidad del viento.
La temperatura a la cual se lleva a cabo el proceso de hidratación es otro factor importante dentro de la cinética de hidratación del hormigón. Generalmente, una temperatura alta incrementa la velocidad de hidratación en edades tempranas; sin embargo, los grados de hidratación y desarrollo de resistencia a edades posteriores son frecuentemente reducidos. La temperatura acelera la hidratación, y como consecuencia, el desarrollo de la resistencia del hormigón. La radiación solar es uno de los factores climatológicos que muestra una gran influencia sobre la respuesta térmica de las estructuras de hormigón. La radiación solar sobre el hormigón produce un incremento de su temperatura, al mismo tiempo, supone problemas al hormigón en sus dos estados (fresco y endurecido), debido a una excesiva evaporación de agua. La velocidad del viento mediante la evaporación del agua del hormigón produce una alteración de las propiedades del hormigón en estado fresco. Al mismo tiempo, la velocidad del viento influye sobre las propiedades del hormigón en estado endurecido, principalmente sobre la resistencia mecánica y la durabilidad, ya que la hidratación del cemento no es completa, lo que produce una disminución de las propiedades mecánicas e impermeabilidad del hormigón [14]. La temperatura, los rayos solares y el viento son factores que influyen directamente sobre la evaporación del agua de la mezcla afectando la relación agua-cemento y dejando partículas de cemento sin hidratar, afectando el buen funcionamiento de los componentes del hormigón y reduciendo su resistencia.
3. Determinación de la absorción de agua por capilaridad
Como resultado del ensayo de porosidad a los 28 días se obtuvo un 5,52 %, valor que cumple con la NC 120 [5] que exige para un hormigón armado en una zona de agresividad alta no exceder el 10 % de porosidad efectiva. Con este valor de absorción capilar de agua se garantiza el aumento de la durabilidad del hormigón en zonas de agresividad alta.
Diversos fueron los factores que influyeron en este resultado dentro de los principales se encuentran según
· Diseño y proporcionamiento de las mezclas de hormigón
· Tipo y contenido de cemento utilizado
· Relación agua cemento (a/c)
· Régimen de curado del hormigón
· Compactación
· Edad y resistencia del hormigón
De acuerdo con Olivares [13] el compuesto del hormigón, sus poros o huecos, dentro de un amplio intervalo de tamaños, pueden estar más o menos, llenos de agua o aire, sea en la masa de la pasta de cemento hidratada, en la propia aureola de transición o interface pasta-árido, e incluso en el interior de los granos de árido, por lo que en consecuencia no hay hormigón sin poros y una correcta dosificación ayuda a disminuir la cantidad de estos. Además a consideración de los autores es importante tener en cuenta que un adecuado diseño de mezcla ayuda al mejor proporcionamiento de los materiales componentes de la masa de hormigón, haciendo que funcionen como un todo llenando los espacios vacíos, mejorando la adherencia para disminuir la porosidad y aumentar la resistencia.
Para lograr un buen diseño de mezcla de hormigón que disminuya la porosidad se hace necesario el análisis del tipo y contenido de cemento, además de la relación agua-cemento (a/c) utilizada en el mismo Díaz [15] plantea que añadir un exceso de agua o cemento en el amasado para conseguir una masa homogénea y trabajable sin un ajuste de la relación a/c implica en cualquier caso un aumento de la porosidad. De esta forma se estima que en todas las dosificaciones con aumento de la relación a/c, corrobora un crecimiento en el contenido de agua o de cemento, implicando en cualquier caso un aumento de la porosidad capilar y la consiguiente disminución de la resistencia.
El régimen de curado es uno de los factores que más afecta existencia de un hormigón poroso. Con relación a esto Ramírez [16] plantea que el proceso de curado es un medio de prevención para una desecación acelerada o prematura, que produciría fisuras y retracciones en el hormigón, además de dificultar el proceso de hidratación. Por otro lado también un curado muy prolongado no es recomendable ya que el porciento de granos de cemento hidratados es de tal magnitud, que el hormigón tiende a expandirse y por ende agrietarse. Teniendo en cuenta lo planteado anteriormente se decanta la importancia del estudio del curado del hormigón en edades tempranas, porque un correcto curado conducen a un hormigón denso, reduciendo la pérdida de agua y por tanto la cantidad de vasos capilares en el concreto.
El proceso de compactación se realizó con una varilla dando 25 golpes a cada capa de hormigón para garantizar que su buena realización no tuviera un impacto negativo en la absorción capilar del hormigón. La compactación tiene como objetivos fundamentales aumentar la compacidad de la masa, logrando un efecto cerrado de la misma mediante la expulsión del aire y el reacomodo de sus partículas, conducir el hormigón hasta todas las partes del molde, evitando que queden coqueras, así como una perfecta unión entre las capas, sin producir segregación [3]
Con la correcta ejecución de la compactación, se logró disminuir el número de poros en el hormigón liberando el aire comprimido y ocupando los espacios vacíos con el reacomodo de todos los materiales.
Por último la edad del hormigón condiciona también el porciento de porosidad que este puede llegar a tener. Según Lichtner [17] la proporción de agua enlazada molecularmente y químicamente varía al aumentar la edad y con la progresiva hidratación o progreso de madurez de la pasta de cemento aumenta la parte de los poros pequeños. En conclusión con el aumento de la edad del hormigón hasta ser ensayado a los 28 días aumenta y varía la cantidad de poros al hidratarse el cemento y evaporarse el agua contenida en la mezcla.
4. Determinación de la velocidad de absorción de agua (sorptividad)
El valor de velocidad de absorción capilar obtenido indica que el hormigón podrá ser utilizado en zonas de agresividad alta, algo que sin dudas es de gran importancia para nuestro país que tiene un clima húmedo tropical y además está sometido a intensos niveles de agresividad, especialmente debido a los iones cloruros y sulfatos por acción del aerosol marino en su costa norte durante todo el año.
Este resultado de velocidad de absorción capilar fue producto de varios factores que actuaron sobre el hormigón, dentro de los principales están la estructura de poros y su estado de humedad. De acuerdo a la NC 967 [18] la velocidad inicial de absorción de agua del hormigón, que depende del diámetro de los poros del hormigón, su interconectividad y tortuosidad
Según Nasco [19] para lograr una buena estructura de poros en el hormigón se debe analizar varios factores tales como el diseño de mezcla del hormigón (relación a/c, contenido de cemento, tipos de agregado y su granulometría), el régimen de curado y la compactación. La humedad del hormigón depende de las condiciones del entorno y la estructura de poros.
Taus [20] aporta como puede influir la relación agua-cemento en la velocidad de absorción capilar resultados que se muestran en la Tabla 8.
Tras el análisis de la Tabla 8 se observó que la velocidad de absorción capilar determinada en hormigones de diferentes niveles de resistencia y elaborados con el mismo conjunto de materiales, se incrementa a medida que aumenta la relación agua-cemento. Por otra parte la cantidad de cemento viene ligada a la relación a/c antes expuesta, con el aumento de este se vería obligado al uso de mayor cantidad de agua, por lo tanto incrementaría la relación y consigo la sorptividad.
La velocidad de absorción depende también de la orientación y distribución de los áridos y de la composición de la mezcla [19]. El tipo de agregado y su granulometría, a criterio del autor tiene gran influencia en el resultado final de la sorptividad a causa de la distribución y orientación que estos pueden ocupar dentro del hormigón, llenando mejor los espacios vacíos para evitar la entrada de agua hacia el interior del material.
Por otra parte se tiene que el tiempo de curado es un factor de suma importancia para garantizar un mejor sellado de los elementos [21]. Como se ha dicho anteriormente el régimen de curado es un factor que influye en la sorptividad porque ayuda al mejor sellado del hormigón impidiendo la entrada de agua al mismo.
Por último la compactación se realizó como se ha planteado anteriormente cuidando que se realizara con la mejor calidad posible para evita que este factor tuviera incidencia en la velocidad de absorción capilar. Ello se debe según J. J. Howland and Martín [22] a que cuando el hormigón se encuentra en estado plástico, el asentamiento de las partículas sólidas, producto de la acción gravitatoria, fuerza al agua a dirigirse hacia las partes superiores, generando un gran número de poros interconectados entre sí que constituyen los capilares. Con la ayuda de la compactación se concluye, que se redistribuyen los componentes del hormigón y disminuyen las oquedades evitando que el agua provoque la creación de poros y aumente la velocidad de absorción capilar.
CONCLUSIONES
1. Para analizar si el rendimiento de cemento cumple con lo establecido el diseño de mezcla utilizado debe garantizar que el hormigón sea económico y durable por lo tanto debe cumplir los valores límites establecidos en la NC 120: 2014.
2. El hormigón utilizado elaborado con el diseño de mezcla 2 el cual contempla un menor contenido de cemento cumplió con los valores límites establecidos en la NC 120:2014 lo que significa que el material es económico y durable.
3. Con el diseño de mezcla 2 se logró un rendimiento de cemento bueno lo que se considera significativo para la entidad y el país y se mejoran los índices de consumo del material.
Referencias
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