2. Segunda parte del mito del concreto de alto rendimiento.

Nos gustaría comenzar citando algo que dijimos en 1963, sobre la diferencia entre el concreto malo y el bueno: ìEl concreto malo -a menudo es una substancia de consistencia de sopa, que se endurece como una masa no homogénea, en forma de panal de abejas- se hace, simplemente, mezclando cemento, agregado y agua. Sorpresivamente, los ingredientes de un buen concreto son exactamente los mismos, y es solo el ìsaber cómoî -incluso a menudo sin costo adicional de mano de obra- el responsable de la diferenciaî.

Ignorando la anticuada referencia a la consistencia del concreto, podemos hacer una afirmación paralela sobre la diferencia entre la resistencia del concreto NSC (del inglés Normal Strength-Concrete) y el HPC: el ìsaber cómoî es el factor vital. Los ingredientes de ambos tipos de concreto son los mismos, a saber, cemento Pórtland, agregado, agua y aditivos. Para ser más escrupulosos sobre los ingredientes, podríamos decir que el HPC contiene invariablemente un reductor de agua de alto rango (o superplastificante), mientras que el NSC solo lo contiene algunas veces. Hasta donde atañe a otros ingredientes, tales como retardantes, cenizas volantes, escorias de alto horno y humo de sílice, pueden estar o no estar presentes en cualquier tipo de concreto.

El conocimiento necesario para producir HPC consiste en la especificidad de las propiedades de los ingredientes y de su interacción. El resultado crucial del ìsaber cómoî es una relación agua/cemento (a/c) extremadamente baja, junto con una trabajabilidad satisfactoria en el momento de la compactación. La necesidad de utilizar un superplastificante en la elaboración del HPC amerita una breve explicación. Sin un superplastificante, el contenido de agua de la mezcla no se puede reducir muy rápidamente, porque resultaría en una mezcla intrabajable, aun con aditivos ordinarios reductores de agua. Al mismo tiempo, el contenido de cemento no se puede elevar excesivamente, no solo por el costo, sino porque un alto contenido de cemento puede llevar a problemas térmicos.

La combinación de un límite superior en el contenido de cemento y de un límite inferior en el contenido de agua significa que sin un superplastificante, la proporción a/c no se puede reducir por debajo de un valor aproximado de 0,4.

La fuerza de la trabajabilidad de la mezcla surge, en términos amplios, de la tendencia de los granos de cemento a flocular y, así, a contener agua, y ofrece resistencia a la cizalladura durante la compactación. Sin entrar en detalles sobre las cargas eléctricas de la superficie y el cómo, podemos decir que el superplastificante deflocula las partículas de cemento y hace la mezcla más fluida. Un contenido muy bajo de agua es suficiente para una adecuada trabajabilidad. En consecuencia, es posible obtener una mezcla con un asentamiento de 180 a 200 mm para una relación a/c dentro del rango de 0,2 a 0,3 (basado en el agua libre en la mezcla). Estos valores corresponden a un contenido de agua de 125 a 135 l/m3 en NSC sin aire incorporado, con un asentamiento de 100 a 120 mm. Este es el secreto aparente de la elaboración del HPC.

La discusión anterior hace evidente que, mientras los ingredientes del HPC son substancialmente los mismos del NSC, sus proporciones son diferentes. Esto se debe especialmente al contenido de agua de la mezcla, junto con una alta dosis de superplastificante en el HPC. Típicamente, 5 a 15 l/m3 de superplastificante pueden reemplazar efectivamente 45 a 75 l/m3.

Esta drástica reducción en el agua de mezclado resulta en una distancia reducida entre las partículas de cemento. En consecuencia, se consigue una matriz de cemento mucho más densa que en el NSC, y los productos de la hidratación del cemento se unen rápidamente. Por virtud de esta matriz de alta densidad, en adición a las uniones químicas creadas por los hidróxidos (que también existen en el NSC), se puede alcanzar una resistencia a la compresión muy alta. Debido a que el agua de mezclado se combina química y físicamente con cemento, y se pierde por autodisecación, la pasta de cemento hidratada resultante en el HPC, tiene una porosidad muy baja.

Esta porosidad muy baja de la pasta de cemento hidratada en el HPC contrasta con la del NSC, en el cual el agua de mezclado que no se ha combinado crea una malla abierta de poros que reducen la densidad de la matriz, y conduce así a una menor resistencia a la compresión, que en el caso con el HPC. La situación se ilustra en la figura 1, la cual muestra también que en el HPC una proporción significativa de las partículas originales de cemento queda permanentemente sin ser hidratada.

También podemos añadir que, en términos fundamentales, la resistencia del concreto es una función del contenido vacío total del material, asumiendo que las uniones de adhesión y cohesión son lo suficientemente fuertes; el grado de hidratación del cemento como tal no es importante; así, la parte del cemento que permanece sin hidratar es simplemente un agregado que, aunque costoso, presenta una buena unión.



Recomendaciones que ayudan con el estudio de este tema.

Créditos & citaciones.

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

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