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  • www.toxement.com.co

    Gua bsica de especificacionesSoluciones expertas para la construccin

    CONCRETO DE ALTO DESEMPEO

    CON PRODUCTOS TOXEMENT

    Durante los ltimos aos y como producto de las mayores exigencias al concreto, en especial a la durabilidad, se ha venido desarrollando el Concreto de Alto Desempeo (CAD). Anteriormente se denominaba Concreto de Alta Resistencia, pero en muchos casos priman otros aspectos como la resistencia a ataques qumicos (sulfatos, cloruros, carbonatacin, etc) o el alto mdulo de elasticidad, razn por la que el concepto ha cambiado.Por su parte, el trmino Alta Resistencia tambin ha cambiado. Hasta hace algunos aos se consideraba como alta resistencia aquella que superaba los 35 MPa (5000 psi) a los 28 das, luego a los 60 MPa (8500 psi), y actualmente algunos la consideran cuando es superior a los 70 MPa (10000 psi), valor en el que coincide la mayora.

    Enero 2015

    Versin No1

    Materiales para CADPara la elaboracin de CAD se emplean materiales normales y especiales. Las siguientes son sus principales caractersticas.

    Los agregados empleados son comunes pero de buena calidad, bien gradados, limpios, resistentes, procedentes de trituracin (con aristas) y textura rugosa. Los tamaos que han demostrado producir las mayores resistencias son los que tienen un Tamao Mximo Nominal (TMN) entre 9,5 y 12,5 mm (3/8 y ).

    El cemento puede ser de Uso General (UG) o Tipo 1; tambin se usa el de Alta resistencia Temprana (ART) o Tipo 3, cuando se requieren altas resistencias iniciales. Su contenido puede variar entre 350 y 550 kg/m3. Tambin es importante las resistencias que pueda desarrollar el cemento a edades de 56 y 91 das, prefirindose ste ltimo. Para un concreto de alta resistencia, el cemento debe desarrollar una resistencia mnima a 7 das de 31 MPa, medida en cubos de mortero normalizado.

    Los materiales cementantes suplementarios tales como el humo de slice, la escoria granulada de alto horno, arcilla calcinada y las puzolanas, generalmente son de uso obligatorio, pues el desarrollo de resistencia y la durabilidad no se pueden lograr solo con el cemento. Las dosis de estos materiales vara entre 5 y 20% o ms por peso de cemento (ppc). El humo de slice se emplea en cuantas entre 5 y 10% ppc, pero en ocasiones podran llegar hasta el 15%, aunque por su muy alta finura (alrededor de 100 veces ms pequeo que el cemento), es indispensable el uso de un aditivo superplastificante para lograr la manejabilidad adecuada.

    Adems, se debe determinar mediante pruebas que las altas dosis del humo de slice contribuye a la resistencia, durabilidad y estabilidad de volumen del concreto producido.

    El superplastificante debe ser compatible con el cemento, de manera que permita colocar el concreto por medios convencionales. Tambin puede ser necesario el empleo de otros aditivos como retardantes de fraguado, dependiendo de las circunstancias especficas.

    El agua debe cumplir con los mismos requerimientos de calidad que para un concreto normal. Su cuanta vara entre 120 y 140 kg/m3 y la relacin agua cemento generalmente est entre 0,2 y 0,35. Los valores de asentamiento pueden estar entre 10 y 12 cm, aunque en ocasiones puede llegar a ser hasta de 20 cm. Cuando las mezclas son muy fluidas, la manejabilidad se mide por medio del ensayo de Extensin (flujo).

    Figura 1. Prueba de Extensin (Torta o Flujo)

    Torre Burj Al Arab

  • Soluciones expertas para la construccin

    Dosificacin

    Materiales cementantes y relacin grava /arena (G/A)

    Aditivos

    Las siguientes tablas muestran algunas dosificaciones de CAD elaboradas para obras especficas.

    Enero 2015

    Material Ligante (kg)Humo de silica (%)Ceniza (%)Relacin G/A (%peso)

    48512%15%50/50

    5158%

    21%55/45

    62118%32%63/36

    56115%31%66/33

    Diseos Burj Dubai, UAE

    Freedom Tower, NY

    Wachovia Tower, Baltimore

    Carnegie 57Tower, NY

    Propiedades del concreto

    Contenido de aireResistencia a la compresin especificada (Mpa)Resistencia promedio alcanzada (Mpa)

    1,50%8091

    2,00%98

    113

    Diseos Burj Dubai, UAE

    Freedom Tower, NY

    Reductor de agua de alto poder Tipo F (I)Retardante-Reductor de Agua Tipo D (I)Controlador de hidratacin de cemento Tipo S (I)

    3,69

    *

    *

    1,99

    0,85

    *

    4,77

    0,9

    1,19

    3,98

    0,51

    *

    DiseosBurj Dubai,

    UAEFreedom

    Tower, NY Wachovia Tower,

    BaltimoreCarnegie 57Tower, NY

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    Soluciones expertas para la construccin

    Mezclado, colocacin y curadoLos CAD pueden requerir mtodos especiales de mezclado, colocacin y curado. Cuando no haya experiencias previas, lo ideal es hacer mezclas de prueba en un laboratorio y colocarlas en una maqueta para optimizar o verificar los sistemas de dosificacin, mezcla, transporte y colocacin que a utilizar.

    Dado que las mezclas tienden a ser pegajosas y a acumularse en las mezcladoras, el mtodo de mezclado debe ser optimizado aadiendo y verificando en mezclas de prueba el porcentaje de adicin de cada material en cada etapa del procedimiento de dosificacin. Cuando se usan camiones mezcladores, la carga se debe reducir para 90% de la capacidad del mixer. Es importante una descarga pronta del concreto una vez llegue a la obra; eliminar todo retraso y colocacin as como de cualquier adicin de agua de retemplado.

    Una vez colocada la mezcla, compactar el concreto lo ms rpido posible con vibradores pequeos de alta frecuencia para que penetren de modo suficiente en la formaleta y el acero de refuerzo, teniendo presente que un sobrevibrado produce segregacin; para evitarla, se recomienda hacer mezclas de prueba en la obra. Por su parte, el acabado tambin resulta en ocasiones difcil dado el carcter pegajoso de la mezcla, de modo que su mtodo se debe determinar tambin mediante pruebas previas.

    El curado de los CAD son muy importantes y se debe realizar inmediatamente haya fraguado, suministrando de manera permanente suficiente humedad y condiciones favorables de temperatura durante tiempos ms prolongados, especialmente cuando las resistencias de diseo son a 56 91 das.

    Propiedades de los CAD Hasta hace alrededor de 3 dcadas la atencin de los CAD estaba enfocada hacia los concretos de alta resistencia, sin embargo, en la actualidad se hace ms nfasis a la durabilidad para tener estructuras con mayor vida til, tal como se estn diseando algunas estructuras en el pas, donde la vida til de diseo es de 100 aos.

    La permeabilidad del concreto es uno de los factores claves para obtener alto desempeo, en especial aquellos que se encuentran expuestos a la intemperie, toda vez que el concreto protege el acero de refuerzo evitando la entrada de agua, gases (como el CO2) y la penetracin de cloruros y sulfatos. Normalmente un CAD se especifica para un mximo de 1000 Coulombs, que es una medida de penetracin de cloruros al concreto.

    La resistencia a la abrasin del concreto est directamente relacionada con su resistencia a la compresin. En especial el humo de slice confiere alta resistencia a la abrasin, de modo que estructuras como vertederos, pavimentos rgidos, pisos industriales, entre otras, resultan beneficiadas con el uso de CAD con humo de slice.

    El CAD, por su baja permeabilidad evita la entrada de CO2 y de agua al concreto, razn por la que difcilmente se carbonatar la estructura. Si la profundidad de carbonatacin es tal que no llega al acero de refuerzo, no habr corrosin.

    Dadas las bajas relaciones agua cemento, la reducida permea-bilidad y la alta compacidad, los CAD ofrecen mejores resisten-cias al ataque qumico como los cidos y los sulfatos, pues su penetracin es ms difcil.

    La muy baja relacin agua cemento usada en el CAD y la baja permeabilidad obtenida, evitan en buena medida que se desarrolle la reaccin lcali slice; as mismo, el uso de materia-les cementantes suplementarios como las puzolanas, pueden evitar la reaccin entre la slice activa de los agregados y el lcali del cemento; tambin ayuda el uso de aditivos inhibidores de

    esta reaccin. No obstante, la medicin de esta reaccin debe ser verificada mediante pruebas de laboratorio.

    El CAD con una resistencia superior a los 120 MPa (17000 psi) y con un contenido idneo de fibras, cuenta con excelente resistencia a las explosiones, propiedad buscada por algunas estructuras como las militares, ciertas embajadas y cmaras de bancos.

    Enero 2015

    Proyecto del puente que reemplazar el Puente Pumarejo en Barranquilla. Durabilidad de 100 aos

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    OFICINA PRINCIPAL: Calle 20C N 43A - 52 Int. 4 Bogot, Colombia PBX: (1) 208 8600 - FAX: (1) 208 8600 Ext 133 - E-mail: [email protected] NACIONALES: Medelln: (4) 448 0121 - Cali: (2) 524 2325 Barranquilla: (5) 370 6592Bucaramanga: (7) 690 9651 / 691 5214 Cartagena: (5) 653 6231 / 653 6297

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    Materiales Toxement para la produccin de CADToxement ha venido desarrollando productos de alta tecnologa para la produccin de CAD, de tal modo que Colombia dispone con los materiales idneos para su produccin, tal como se muestra en la siguiente tabla.

    Enero 2015

    Eucon 37

    Eucon 1037

    Eucon Pro Finish Plus

    Eucon 537

    Eucon CIA

    Eucon MSATOC Armadura 6037Plastol 6000

    Plastol 5000

    Plastol 7000

    Plastol Precast 200

    Plastol Precast HS

    Plastol Extender

    Plastol HR DF

    Reductor de agua de alto poder recomendado cuando se requiere concreto de alto desempeo con bajas relaciones agua - cemento. Reductor de agua de alto rango. No contiene cloruros por lo que puede ser utilizado en concreto pretensado. Fragua en un tiempo similar a un concreto sin aditivo, aumenta y retiene la maneja