6. sexta entrega sobre el mito del concreto de alto rendimiento.
El problema, en sí, es que no todo el cemento Pórtland que cumple con las normas apropiadas, tiene el mismo comportamiento reológico cuando se utiliza con un superplastificante dado, con una relación muy baja de a/c. Similarmente, no todos los superplastificantes que cumplen con la norma apropiada, reaccionan en la misma forma con un cemento Pórtland dado.

Aunque siempre hemos sabido que no todos los cementos son compatibles con todos los aditivos, en el caso del HPC el problema de la compatibilidad entre el cemento y el superplastificante es mucho más agudo.

Estudios conducidos en la Universidad de Sherbrooke sobre la interacción entre el cemento y el superplastificante, han identificado los factores más importantes en su compatibilidad. Para el cemento, estos son: el contenido de C3A y C4AF, la reactividad de C3A (la cual depende de su morfología y del grado de sulfurización del clínker, el contenido de sulfato de calcio, y la forma final del sulfato de calcio en el cemento, es decir, yeso semihidratado o anhídrido).

Para el superplastificante, los factores importantes son: la longitud de la cadena molecular, la posición del grupo sulfonato en la cadena, el tipo de contador de iones y la presencia de sulfatos residuales, los cuales afectan las propiedades defloculadoras del cemento.

Sobre la base de estos factores, podemos postular un cemento ideal para el HPC desde el punto de vista reológico: no demasiado fino, con un contenido muy bajo de C3A, y con una fase intersticial en la cual la reactividad sea fácilmente controlada por los iones de sulfato derivados de la solución de los sulfatos presentes en el cemento.

Un superplastificante ideal debería consistir de cadenas moleculares preferiblemente largas, en las cuales, por ejemplo, los grupos sulfonatos ocupen la posición ß en una sal de sodio condensada de sulfonatos de formaldehído y naftalina.

Así como también es importante el contenido de sulfonatos residuales, éste depende del contenido y la solubilidad de los sulfatos en el cemento con el cual se va a utilizar el superplastificante: lo necesario es una cantidad adecuada de sulfatos solubles en la mezcla.

Estos requerimientos (probablemente no aplicados cuando se usen superplastificantes en el NSC), merecen una explicación. En otras palabras, ¿Por qué hay más problemas con la compatibilidad del cemento y el superplastificante en el HPC que en el NSC?

La respuesta radica en el hecho de que virtualmente todas las normas para cemento Pórtland especifican ensayos en morteros con una proporción a/c de aproximadamente 0,5 y sin la presencia de aditivos. En tales mezclas, la cantidad relativamente grande de agua de mezclado presente juega un papel dominante en la determinación de las propiedades reológicas del mortero, manteniendo las partículas del cemento separadas. En adición, la cantidad relativamente grande de agua de mezclado permite que un gran número de iones entren en la solución antes de que ésta alcance la saturación.
Por otra parte, cuando se utiliza un superplastificante y la proporción a/c es de 0,3 o menos, la distancia entre las partículas de cemento es más pequeña y el número de iones que pueden entrar en la solución es también más pequeño. Bajo estas condiciones, la cinética de la hidratación inicial del cemento es muy diferente de la que existe en una relación a/c de 0,5.

Esto continúa, y también ha sido probado por experiencia, que el cumplimiento con las normas existentes para el cemento Pórtland no es garantía de que un cemento dado sea adecuado para el uso en HPC. De hecho, los ensayos prescritos por las normas no indican cuál cemento es más adecuado para el uso en HPC.

A grandes rasgos, la situación es la misma para los superplastificantes. Las normas que requieren el uso de un cemento de referencia estandarizado o un cemento adicionado, fueron establecidas en un momento en el cual la acción del superplastificante en el cemento era entendida en forma muy precaria.

Las normas, por consiguiente, estaban basadas en las de los reductores de agua, las cuales también habían sido desarrolladas utilizando una proporción a/c de 0,5.

  

En vista de la situación existente, y dependiendo del desarrollo de nuevas normas relevantes a las mezclas usadas en el HPC, ¿cómo seleccionamos el cemento y el superplastificante para el HPC?
Primero que todo, podemos utilizar los lineamientos dados en esta sección para descartar cementos y superplastificantes inapropiados. El próximo paso es el ensayo de laboratorio sobre una base de ensayo y error en un número de pastas de cemento que contengan combinaciones diferentes de cementos y superplastificantes, para establecer la mejor combinación desde un punto de vista reológico. Ensayos como el de miniasentamiento, o la fluidez de la lechada, hacen posible reducir las opciones a unos pocos cementos compatibles con uno o dos superplastificantes disponibles comercialmente.
Para la selección final del cemento y del superplastificante, es necesario hacer ensayos sobre una muestra de una mezcla de concreto, ya que sólo tales ensayos suministran datos realmente confiables sobre la pérdida de asentamiento y la ganancia de resistencia.



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Créditos & citaciones.

Autor: Equipo de redacción, Manuelette Ramirez Bencosme.
Fecha de publicación: febrero 2, 2012.

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