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Obras y proyectosversin On-lineISSN 0718-2813

Obras y Proyectos no.13 Concepcin 2013

http://dx.doi.org/10.4067/S0718-28132013000100005

Estudio de la tecnologa de concretos de

contraccin compensada aplicada a laconstruccin de pisos industriales

Study of shrinkage-compensating concrete technologyapplied to the construction of industrial floors

scar Gracia1, Gonzalo Quesada1, Adriana Gmez1, AndrsSantacruz2y Liliana Arias3

1 Grupo de investigacin de Estructuras y Construccin, Departamento deIngeniera Civil, Pontificia Universidad Javeriana, Calle 40 # 5-50, piso 1,

Edificio Jos Gabriel Maldonado, Bogot, Colombia,[email protected], [email protected] ,[email protected]

2 Cemex Colombia S.A., Calle 99 # 9A - 54, Edificio 100 Street, torre 3, Piso 7 y 8, Bogot, Colombia,[email protected]

3 Toxement S.A., Calle 20 C No. 43 A 52 - Interior 4, Bogot, Colombia, [email protected]

Esta investigacin consisti en aplicar un Aditivo Compensador de Contraccin ACC a una mezcla de concretopara disminuir la fisuracin debida a la contraccinpor secado en la construccin de pisos industriales. Esto conel objeto de construir paos hasta diez veces ms grandes del tamao recomendado (3 x 3 m) para un espesorde 15 cm, segn las normas ACI 360 y ACI 302. As se minimiza el nmero de juntas y los problemas de alabeo,filtraciones de lquidos, fracturas en los bordes e inadecuada transferencia de cargas. La metodologa consisteen buscar la dosis ptima de ACC, teniendo como base un diseo de mezcla para un mdulo de rotura de 4.2MPa, realizando ensayos de contraccin y de expansin restringida con 3 tipos de cemento comercialescolombianos y diferentes porcentajes de dosificacin del aditivo. Una vez realizados los ensayos de laboratoriobajo la norma ASTM C 878, se encontr que la dosificacin del 9% de aditivo era la adecuada. Dosificacionessuperiores al 11% generan fisuras internas en el concreto y dosis menores al 9% no generan la expansinrequerida en el concreto para compensar la contraccin del mismo. Posterior a ello, se construy una losa aescala industrial cuyas dimensiones fueron de 9 x 12 x 0.15 m sin juntas, para evaluar el comportamiento del

ACC en condiciones de obra. Puesta al servicio la losa siguiendo los procedimientos de curado no se generaronfisuras debidas a contraccin por secado, corroborando as los datos obtenidos en el laboratorio y dejandoabierta la posibilidad de hacer paos en losas industriales de mayor dimensionamiento.

Palabras clave: concreto de contraccin compensada CCC, pisos industriales, contraccin por secado,

fisuracin, aditivo compensador de contraccin ACC.

This research involved the application of a shrinkage-compensating additive to a concrete mix, to reducecracking due to shrinkage by drying in the construction of industrial floors. Thus, panels can be built up to tentimes larger than the recommended size (3 x 3 m)for a thickness of 15 cm, based on the recommendations of
mailto:[email protected]:[email protected]://www.addthis.com/bookmark.php?v=250&username=xa-4c347ee4422c56dfhttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_serial&pid=0718-2813&lng=es&nrm=isohttp://www.scielo.cl/scielo.php?lng=eshttp://www.scielo.cl/scielo.php?lng=eshttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_issuetoc&pid=0718-281320130001&lng=es&nrm=isohttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-28132013000100004&lng=es&nrm=isohttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-28132013000100006&lng=es&nrm=isohttp://www.scielo.cl/cgi-bin/wxis.exe/iah/?IsisScript=iah/iah.xis&base=article%5Edoyp&index=AU&format=iso.pft&lang=e&limit=0718-2813http://www.scielo.cl/cgi-bin/wxis.exe/iah/?IsisScript=iah/iah.xis&base=article%5Edoyp&index=KW&format=iso.pft&lang=e&limit=0718-2813http://www.scielo.cl/cgi-bin/wxis.exe/iah/?IsisScript=iah/iah.xis&base=article%5Edoyp&format=iso.pft&lang=e&limit=0718-2813http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_serial&pid=0718-2813&lng=es&nrm=isohttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_alphabetic&lng=es&nrm=isohttp://www.scielo.cl/scielo.php?lng=eshttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_alphabetic&lng=es&nrm=isohttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_serial&pid=0718-2813&lng=es&nrm=isohttp://www.scielo.cl/cgi-bin/wxis.exe/iah/?IsisScript=iah/iah.xis&base=article%5Edoyp&format=iso.pft&lang=e&limit=0718-2813http://www.scielo.cl/cgi-bin/wxis.exe/iah/?IsisScript=iah/iah.xis&base=article%5Edoyp&index=KW&format=iso.pft&lang=e&limit=0718-2813http://www.scielo.cl/cgi-bin/wxis.exe/iah/?IsisScript=iah/iah.xis&base=article%5Edoyp&index=AU&format=iso.pft&lang=e&limit=0718-2813http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-28132013000100006&lng=es&nrm=isohttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-28132013000100004&lng=es&nrm=isohttp://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_issuetoc&pid=0718-281320130001&lng=es&nrm=isohttp://www.scielo.cl/scielo.php?lng=esmailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_serial&pid=0718-2813&lng=es&nrm=isohttp://www.mendeley.com/import/?url=http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext%26pid=S0718-28132013000100005%26lng=es%26nrm=iso%26tlng=eshttp://analytics.scielo.org/w/accesses?document=S0718-28132013000100005&collection=chlhttp://www.scielo.cl/scieloOrg/php/articleXML.php?pid=S0718-28132013000100005&lang=eshttp://www.scielo.cl/pdf/oyp/n13/art05.pdfhttp://www.addthis.com/bookmark.php?v=250&username=xa-4c347ee4422c56dfhttp://www.addthis.com/bookmark.php?v=250&username=xa-4c347ee4422c56df


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ACI360 and ACI302. This can minimize the number of joints and also the problems of warping, leaking water andother liquids, chipping, and inadequate load transfer. The methodology consists in finding the optimum dose ofadditive, based on a mix design for a rupture modulus of 4.2 MPa, subjected to restricted expansion andcontraction tests with various types of domestic cements and different percentages of additive dosing. Once alllaboratory tests were carried out under the norm ASTM C878, it was found that the dosage of 9% of additivewas adequate. Higher doses produce internal cracks in the concrete, and lower doses did not expand theconcrete enough to offset the contraction of it. Following this, a 9 x 12 x 0.15 m slab without joints was builtusing the optimum shrinkage-compensating additive found in the series of laboratory experiments. Afterimplementing a curing process no cracks were generated during drying, verifying the laboratory results andleaving open the possibility to produce larger panels for industrial floors.

Keywords: shrinkage-compensating concrete, industrial floors, drying shrinkage, cracking, shrinkage-compensating additive.

Introduccin

Los pisos industriales son por lo general estructuras de concreto que tienen caractersticas especiales, como sualta planicidad, resistencia mecnica, resistencia qumica y resistencia al impacto. Estos elementosestructurales deben ser durables y tener un equilibrio entre costo y funcionalidad, dado que son diseados paraindustrias que no se pueden detener en la realizacin de mantenimientos peridicos. Actualmente estos pisosindustriales se construyen usando fibras sintticas o metlicas, acero de refuerzo, aditivos reductores de

contraccin e incluso se utilizan concretos postensados, para disminuir los problemas causados por losdiferentes tipos de contraccin. Este artculo trata el tema de la contraccin por secado del concreto y semuestran los resultados de una investigacin sobre el uso de un Aditivo Compensador de Contraccin ACC, elcual expande el concreto disminuyendo la posibilidad de aparicin de fisuras ocasionadas por la contraccin porsecado, permitiendo aumentar el distanciamiento entre juntas.

Sin embargo, los pisos industriales postensados generan altos costos de construccin (torones, gatoshidrulicos, armado de ductos) y exigen la contratacin de mano de obra calificada. Tambin se ha probado eluso de macrorefi1erzo metlico y/o sinttico, lo cual ayuda a disminuir los esfuerzos de contraccin en elconcreto (Mendoza et al., 2011). Aunque su mayor aporte es el soporte de los esfuerzos por fatiga ypostfisuracin, en algunos casos con dosificaciones elevadas generando mayores costos y con limitantes comoel bombeo, que en la mayora de los casos no es permitido para concreto con fibras metlicas, por los daosque stas pueden ocasionar al equipo. Adicionalmente los paos, losas o placas de concreto (estructurahorizontal de concreto reforzado utilizada en la construccin de pisos industriales o pavimentos rgidos) logradossin presencia de fisuras, no son tan extensos como los paos ejecutados con concretos postensados.

En tecnologa de concreto se habla de Concreto de Contraccin Compensada CCC, que puede ser fabricado conun aditivo tipo G, el cual en combinacin con el cemento genera un efecto expansivo en estado fresco yendurecido. Esta expansin minimiza el agrietamiento presentado en la contraccin por secado de las losas. Enla parte inferior de la Figura 1se observa el comportamiento volumtricode un concreto de referenciaelaborado con Cemento Portland Ordinario CPO. Igualmente se puede apreciar el comportamiento de unconcreto de baja contraccin adicionado generalmente con aditivos reductores de contraccin y de un CCCadicionado con compensadores de contraccin, en donde se puede ver claramente que experimentan unaexpansin en el volumen de su masa, que es compensada por la contraccin del concreto para luego presentarresultados de contraccin mnima cercana a cero. La Figura 1es de tipo esquemtica ya que compara los 3concretos anteriormente descritos de forma proporcional sin el uso de unidades de medida.


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Figura 1: Reduccin versus compensacin de contraccin (ACI 223, 2010).

El efecto expansivo tambin puede ser logrado con otros tipos de componentes, como los cementos expansivostipo K, tipo M, tipo S, que bsicamente buscan producir etringita con diferentes tipos de mezclas que junto conel cemento y agua reaccionan expansivamente (Monteiro y Mehta, 1986). Estos efectos tambin se logran concomponentes expansivos que igualmente buscan producir etringita o cristales de hidrxido de calcio queincrementan el volumen del concreto significativamente, estos componentes son catalogados segn suscomponentes y nombrados como tipo K, M, S y G.

Todas las variantes de los aditivos expansores (tipo K, M, S) estn basados en la formacin de etringita(sulfoaluminato de calcio hidratado) en cantidades considerables durante los primeros das de curado (Nagatakiy Gomi, 1998). Esta etringita lo que logra es atraer una gran cantidad de molculas de agua, que causan unarepulsin entre partculas, la cual a su vez produce una sobre expansin de la matriz que le confieren lascaractersticas de expansin al concreto.

La expansin potencial producida por la formacin de etringita es controlada usando acero de refuerzo comn,el acero restringe la expansin global, de tal forma que el acero resiste los esfuerzos a tensin en el concreto yel concreto mismo resiste los esfuerzos a compresin.

En Argentina, se desarroll un proyecto que consisti en realizar los pisos industriales de un centro dedistribucin de supermercados. Los parmetros de diseo tenan en cuenta el uso de estanteras de muchaaltura, auto elevadores computarizados, y otros aspectos tcnicos de alto nivel, que requieren minimizar las

juntas y lograr alta planicidad, evitando la aparicin de fisuras y el alabeo de las losas. En este proyecto seutiliz un aditivo de retraccin compensada, a base de Sulfoaluminato de Calcio y xido de Calcio (Luco et al.,

2003).En Colombia se busca implementar esta tecnologa evaluando sus caractersticas y comportamiento con loscementos locales. El presente trabajo documenta la investigacin realizada con el fin de comprobar lacompatibilidad y efectividad del ACC con tres cementos evaluados cuyas caractersticas se describen msadelante, buscando implementar dicha tecnologa. Se realizaron una serie de ensayos de laboratorio enfocadosa demostrar si las caractersticas planteadas por el fabricante eran vlidas para su implementacin en laconstruccin de pisos industriales. Finalmente, se presentan los resultados obtenidos, recomendaciones yconclusiones.

Objetivos de la investigacin

Evaluar la aplicabilidad de un ACC en los concretos diseados para un Mdulo de Rotura MR de 4.2 MPa,utilizados en la construccin de pisos industriales de gran formato. Comprobar la expansin del concreto al

aplicarle un ACC en una dosis adecuada, para as lograr controlar la fisuracin generada en la etapa decontraccin por secado y de esta forma poder realizar losas de dimensiones hasta 10 veces mayores a lasutilizadas normalmente (3 x 3 m) para la construccin de pisos industriales. Disear una mezcla de concretocon MR 4.2 MPa, para la optimizacin de un piso industrial, utilizando un ACC y validar los resultados obtenidosen el laboratorio con una prueba a nivel industrial, usando el diseo de mezcla ptimo.

Metodologa

diseo de mezcla tipo

Se dise una mezcla de concreto para piso industrial, teniendo como base un MR de 4.2 MPa, que se us comodiseo tipo durante la investigacin, bajo los estndares de la norma ACI 302 (2004). Para controlar lasvariables solo se modific la cantidad de ACC en la mezcla de concreto. Se incluyeron ensayos adicionales para

ajustar el diseo, y as verificar la eficiencia de la mezcla de concreto. Se realizaron 6 probetas de 150 x 150 x530 mm (vigas para MR), a las cuales se les realiz ensayo de flexin a 3, 7 y 28 das. La granulometra de losagregados ptreos usados se muestra en la Tabla 1. Cabe anotar que el material fue obtenido directamente delalmacenamiento en cantera. Para controlar la humedad de los agregados se realizaron pruebas de absorcin yposterior correccin de humedad para no alterar las caractersticas de las mezclas.

Tabla 1: Granulometra de los agregados usados en la investigacin


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Se propuso un diseo de mezcla el cual se procedi a validar ejecutando ensayos de flexin y contraccin delconcreto. En la Tabla 2 se muestran las caractersticas de los materiales empleados.

Tabla 2: Materiales y propiedades

El cemento establecido para la investigacin es tipo I (NTC 2871, 2004), dado que es el ms usado para laconstruccin de pisos industriales. Aunque la norma tcnica colombiana tiene como antecedente la norma ASTMC150 (2012), los cementos en Colombia son adicionados con cantidadessuperiores al 5% establecido en lanorma original. Las adiciones utilizadas en Colombia son: cenizas, calizas, escoria de alto horno, entre otros.

Se hizo un muestreo de este tipo de cemento, incluyendo los tres principales productores de este material enColombia. Para los tres casos, se establece que los sistemas cemento y ACC tipo G son compatibles. En la Tabla3se aprecia la composicin mineralgica de dichos cementos. Se evaluaron 3 cementos de las casas msutilizados en Colombia, los cuales se nombrarn en el documento como C1, C2 y C3.

Tabla 3: Composicin mineralgica de los cementos en evaluacin


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Con estos cementos se realiz la validacin de diseo de mezcla para los 3 tipos de cemento (Tabla 4) estediseo fi1e optimizado bajo parmetros de concretos de baja contraccin y siguiendo los lineamientos de diseode la norma ACI 301 (2010) y ACI 360 (2010). Con este diseo se lleg a un MR de 5,15 MPa a 28 dassuperando el valor calculado (promedio de las 3 mezclas realizadas). Posterior a ello, se realiz lacaracterizacin mecnica de la mezcla para cada uno de los cementos en estudio.

Tabla 4: diseo de mezcla tipo propuesto para un m3

Caracterizacin de la mezcla

Para llevar a cabo la presente etapa se construyeron 6 unidades de vigas para MR y 3 unidades de probetas de101 x 101 x 254 mm (vigas de contraccin), con el diseo tipo, para cada uno de los tres cementos en estudio.Con dichas muestras se determin MR y el mdulo de contraccin para cada uno de los cementos evaluados.Las vigas para MR se fallaron a 3, 7 y 28 das, mientras que las vigas de contraccin se midieron a lo largo de56 das, todo bajo los estndares de las normas de contraccin del concreto ASTM C157 (2008) y MR en vigas

con carga en los tercios NTC 2871 (2004). Se ajusta el contenido de cemento en el diseo ( Tabla 5) a 380kg/m3, buscando reducir el contenido de pasta y la contraccin en el concreto.

Tabla 5: diseo final de mezcla propuesto para un m3de concreto


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Se procedi a caracterizar cada uno de los cementos en cuanto a su resistencia a flexin (Figura 2) y

contraccin (Figura 3), ya que stas son las caractersticas principales a evaluar para el diseo de mezcla.

Figura 2: Resistencia a la flexin de cementos de prueba

Figura 3: Resultado de contracciones de acuerdo con ASTM C157 (2008)

Ajuste dosificacin - Aditivo Compensador de Contraccin ACC

Los componentes que integran el ACC empleado son: xido de calcio, cemento portland, cenizas volantes, slicecristalina, arena y lignosulfonato de sodio. Igualmente para el aditivo reductor de agua empleado suscomponentes son: agua, sulfonato de naftaleno y sulfonato de sodio. Modificando el porcentaje del aditivo segnel peso del cemento por m3de mezcla, entre los valores recomendados por el fabricante (9, 10, 11 y 12%), serealizaron ensayos con los tres cementos empleados en la investigacin, y basados en los resultados arrojados,se determin la curva de expansin y contraccin de cada uno de los concretos.


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Para medir el cambio volumtrico se realizaron ensayos de expansin restringida segn la norma ASTM C878(2009). Se construyeron 3 unidades de vigas de 76 x 76 x 254 mm (vigas de expansin restringida), usando lasrestricciones metlicas estipuladas en la norma, por cada porcentaje de dosificacin y para cada uno de los 3cementos evaluados.

Las pruebas correspondientes al ACC, se realizaron variando el porcentaje de ste, para cada uno de loscementos. Para tener un punto de comparacin se realiza una mezcla testigo sin ACC el diseo de mezclaevaluado se muestra en la Tabla 6. Se aument en 0.3% el aditivo reductor de agua en la mezcla con ACC paralograr el asentamiento requerido, ya que como su presentacin es en polvo, ste reduce la manejabilidad delconcreto.

Tabla 6: diseo de mezcla en estado saturado superficialmente seco

Para poder ejecutar los ensayos de expansin restringida, fue necesario conocer de antemano los tiempos defraguado (Figura 4) con el objeto de establecer el tiempo de retiro de los moldes de las muestras y la lecturainicial de expansin con la cual se va a comparar las medidas siguientes, para as conocer el cambiovolumtrico presentado en el tiempo.

Figura 4: Resultados de los tiempos de fraguado sin ACC y con ACC.

Como resultado de estos ensayos se establece que la mezcla con ACC presenta un tiempo de fraguado de doshoras ms que la mezcla de referencia sin aditivo. Unavez tomados los tiempos de fraguado, se procede con latoma de muestras de los ensayos de expansin restringida. Los resultados obtenidos en los ensayosmencionados se pueden observar en las Figuras 5, 6 y 7 para C1, C2 y C3 respectivamente. La mezcla con el12% de ACC present cambios volumtricos considerables lo que provoc que la probeta de ensayo sefracturara y no se pudiera continuar midiendo. Debido a esto se opt por no considerar muestras consobredosificacin de aditivo ACC de 12% o ms.


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Figura 5: Variacin de longitud en el tiempo para cemento C1



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Diseo de mezcla - Concreto de Contraccin Compen-sada CCC

Teniendo el porcentaje ideal de ACC por m3de concreto, segn los requerimientos de expansin de la mezcla,se procede a disear un concreto de Contraccin Compensada CCC bajo la gua ACI 223 (2010), usando el ACC(Figura 8). Se efectuaron pruebas para determinar la eficiencia ycomportamiento de dicha mezcla usando 2unidades de vigas de MR falladas a 28 das y 3 unidades de vigas de expansin restringida tomando medidas alo largo de 56 das.

Figura 8: Prisma de expansin, segn la contraccin esperada y

porcentaje de acero de refuerzo para un sistema con componentetipoG (ACI 223, 2010)

La contraccin del cemento C1 se puede compensar con una adicin del 9% de ACC dado que al entrar losdatos deexpansin estimada en el prisma de expansin requerida (Figura 8), este porcentaje es el que mejor seacopla al valor de expansin requerida. Esta dosificacin igualmente se valida con las mediciones tomadas


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hasta 56 das dado que la contraccin es cercana a cero lo cual significa que el elemento no presentarcontraccin o su tendencia ser cercana a cero cumpliendo con la hiptesis planteada. Las dosificaciones de10% y 11% presentan una expansin superior a la requerida para compensar la contraccin en el concretoevaluado, esto genera efectos no controlados en la masa de concreto afectando las consideraciones de diseo yde comportamiento de la losa de concreto.

Aunque los valores de contraccin para los tres diseos de mezcla evaluados con tres cementos son diferentesrespecto a la compensacin, al igual que el cemento C1, el porcentaje adecuado para dosificar la mezcla deconcreto para piso industrial con C2 y C3 y compensar la contraccin de dicha mezcla de concreto es 9 %.

Basados en los resultados recogidos en la etapa experimental anterior y la gua ACI 223 (2010), se realiza unarepeticin de la mezcla que se estima es la ms adecuada, evaluando resistencia a flexin, contraccin yexpansin (Tablas 7, 8 y 9).

Tabla 7: Resultados estandarizacin mezcla C1 y ACC

Tabla 8: Resultados estandarizacin mezcla C2 y ACC

Tabla 9. Resultados estandarizacin mezcla C3 yACC


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Las imgenes de probetas y ensayos realizados en el laboratorio se pueden observar en la Figura 9.

Figura 9. a) Equipo de ensayo de flexotraccin, b) moldes depreparacin de muestras, c) y d) probetas preparadas y e) equipo

para determinacin de dilatacin restringida del concreto

Prueba piloto

Con las lecciones aprendidas en el laboratorio se llev a cabo una prueba a escala industrial. Las dimensionesdel piso construido en la prueba piloto fueron de 9 x 12 x 0.15 m, para mayor aplicabilidad de los resultados seejecut la prueba utilizando un diseo de mezcla comercial para pisos industriales (Tabla 10).

Tabla 10: diseo de mezcla prueba piloto

Las etapas de construccin de la prueba piloto se aprecian en la secuencia de imgenes mostrada en la Figura10.


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Figura 10: Imgenes del proceso constructivo de la prueba piloto,a) preparacin del terreno, b) colocacin de moldaje perimetral,

c) descarga de cemento, d) planta de concreto, e) vertido deconcreto, f) nivelado, g) piscina de saturacin, h) retencin de la

humedad e i) estado final

Se realizaron ensayos de flexin (Figura 11) y compresin para verificar la resistencia de la mezcla de concretoejecutada. Segn los datos obtenidos, a los 15 das de haber realizado el vaciado del concreto se tena ms deun 100% de la resistencia calculada en el diseo (MR 4.1 MPa). A los 28 das se present una resistenciasuperior al 140% del valor calculado, lo cual verifica que el concreto con ACC aumenta su resistencia de diseo.


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Figura 11: Resultados ensayo de MR (resistencia a la flexin)

muestras prueba piloto (MR diseo 4.1 MPa)

En la Figura 12se aprecian los datos tomados para llevar un control del comportamiento del ACC en la pruebapiloto. La expansin que se observ fue la esperada segnlas mediciones obtenidas en las pruebas delaboratorio realizadas anteriormente. Comparada con los resultados de las Figuras 5, 6 y 7, se observa que laconducta es equiparable a lo registrado en el laboratorio en cuanto a las adiciones de ACC al 9%. Para lacontraccin evaluada del concreto que se us en la prueba piloto, los datos de expansin que se deba presentarde acuerdo con la Figura 8 se encuentran dentro del rango aceptable segn la gua ACI 223 (2010) en cuanto aexpansiones mximas respecto a la contraccin registrada.

Figura 12: Variacin de longitud en el tiempo del concreto de la prueba piloto

A lo largo de todas las inspecciones visuales realizadas durante 28 das, luego de ser ejecutado el vaciado delconcreto, no se observaron fisuras en la losa de concreto (Figura 13), motivo por el cual se puede afirmar quela prueba realizada arroj resultados positivos, junto con los resultados obtenidos de los anlisis de laboratorio,en cuanto a variacin de la longitud de las muestras y la resistencia a la flexin MR, las cuales superaronampliamente el diseo propuesto.


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Figura 13: Inspeccin visual prueba piloto

Discusin

En Argentina en los pisos del Centro de Distribucin de los supermercados COTO ubicado en los alrededores deBuenos Aires, con un aditivo compensador de contraccin al 10% lograron los resultados deseados, peroobservaron que por las adiciones de sus cementos, mayores adiciones de ACC no tenan variacin, casocontrario a los cementos colombianos que a mayor proporcin de aditivo aumentaba considerablemente laexpansin. Ello conllevaa que dentro de la masa de concreto se generen esfuerzos y se pueden crear fisurasque afecten la resistencia y propiedades mecnicas de las losas del piso industrial. Igualmente, en Argentina nose observ incremento alguno en la resistencia final de la mezcla de concreto, en todas las dosificacionesevaluadas caso contrario en las mezclas que se evaluaron en este estudio, se observ un incremento en las

resistencias finales respecto al diseo planteado. Vale la pena resaltar que el aditivo utilizado en Argentina es abase de xido de Calcio y Sulfoaluminato de Calcio, mientras que el utilizado en Colombia es slo a base dexido de Calcio.

Basados en los datos obtenidos mediante esta investigacin y comparados con los resultados en Argentina, sepodra estar dando el primer paso para crear el concepto de pisos industriales libres de juntas para obtener deeste modo un mejor desempeo que los pisos tradicionales, que acarrean muchas ms variables como las

juntas inducidas, dovelas de trasferencias, sello de juntas, que de no tener un especial cuidado ymantenimiento, llevan a un desgaste prematuro de la estructura. En Colombia el mantenimiento es casi nulo,salvo en estructuras que por sus condiciones as lo demanden.

Se debe tener especial atencin en el curado sumergido durante al menos los primeros siete das, ya quealgunos procesos qumicos propios del aditivo demandan mayor tiempo y disponibilidad de agua para completarsu reaccin. Si esto no se cumple las propiedades mecnicas de la mezcla se pueden ver disminuidas.Adicionalmente se debe tener en cuenta que este aditivo busca compensar la contraccin por secado y por tantodebe controlarse la contraccin plstica a travs de curado con agua.

Luego de haber realizado pruebas experimentales y comparando los resultados con los expuestos por Collepardiet al. (2008), quienes afirman que es posible realizar losas de grandes dimensiones usando un aditivocompensador de contraccin ACC ms otros aditivos super-plastificantes, sin realizar curado sumergido. Estetipo de procedimientos tendra un gran incremento en el precio del piso industrial ya que por el momento losaditivos son importados, lo que los hace costosos y comparado con otros mtodos usados en la construccin depisos industriales no sera viable. Sin embargo, se realiz una mezcla de concreto con ACC sin curado (nodescritos en este artculo), seensayaron dos vigas a flexin, y los resultados fueron prdida de resistenciacomparados con los que estuvieron sumergidos por un periodo de 7 das. La disminucin de MR es del orden de0.9 a 1 MPa respecto a los curados durante un tiempo de 7 das. Esta prueba demostr adems de que luego deser vaciado no se puede dejar el concreto sin curado, ya que ste es muy importante para que las reacciones

qumicas en la mezcla de concreto terminen de generarse para obtener los resultados deseados.

Conclusiones

Se comprob que la mezcla planteada inicialmente para desarrollar un concreto con un MR de 4.2 MPa tena unmdulo de rotura superior al establecido en el diseo, por lo cual se plante la reduccin en el contenido de


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cemento de la mezcla de 400 a 380 kg/m3. Ello representa entre algunas ventajas, tener menor contenido decemento en la mezcla, motivo por el cual la contraccin disminuye e implica menores costos en la elaboracinde la mezcla.

De acuerdo con los resultados obtenidos en los ensayos, la dosis ptima de Aditivo Compensador de ContraccinACC es del 9%, transcurridos 56 das de mediciones, a partir de la elaboracin de las mezclas, la variacin enel volumen de la masa es cercana a cero, esto es, una variacin mnima en el tamao de la pieza de concretominimizando los problemas de la contraccin por secado.

Al realizar los ensayos de tiempos de fraguado usando ACC, se observ un aumento en dos horas en el fraguado

inicial comparado con una mezcla de referencia sin ACC. Esta verificacin es muy importante para establecer deforma adecuada los tiempos de desencofre de los especmenes que verifican los cambios de longitud y paratener todas las precauciones del caso durante la produccin industrial de CCC.

El ACC probado en los diferentes ensayos genera un aumento en la resistencia de la mezcla de concreto entreun 15% y un 20% aproximadamente, comparado con las mezclas realizadas sin ACC. Esta mejora en eldesempeo de resistencia corresponde a reacciones qumicas presentes en el proceso de hidratacin quegeneran un efecto adherente dentro de la mezcla de concreto. Sin embargo, no debe tomarse este incrementoen la resistencia como un elemento para sustituir la cantidad de cemento del diseooriginal de mezcla porrecomendaciones del fabricante, dado que las reacciones del aditivo estn relacionadas con la cuanta decemento presente en la mezcla. Si se modifica la cantidad de cemento en el diseo de mezcla, se debernhacer nuevamente pruebas que sugieran la dosificacin ptima del ACC tipo G con el nuevo diseo.

Los cementos estudiados son conocidos por contener adiciones de residuos de otros procesos industriales. A

pesar de las diferencias mineralgicas entre los cementos probados, de los ensayos llevados a cabo se concluyeque este aditivo es completamente compatible con los cementos evaluados, lo cual permite recomendarlo comouna nueva herramienta para los constructores de pisos industriales que utilicen estos cementos.

Se dise exitosamente una mezcla de concreto de contraccin compensada para un piso industrial con un MRde 4.2 MPa, comprobado mediante los ensayos de laboratorio realizados, que cumple con todos los estndaresde diseo del ACI 360 (2010) y ACI 223 (2010).

Finalmente, al realizar la prueba piloto se observ que la mezcla de concreto a nivel industrial debemonitorearse en cuanto a trabajabilidad y tiempos de fraguado para garantizar continuidad durante el vaciadode concreto.

Recomendaciones

Se debe consultar la Gua ACI 223 (2010) para las consideraciones de curado sumergido durante al menos 7das y para todas las consideraciones constructivas a tenerse en cuenta para la aplicacin de este tipo detecnologa de losas y concretos con contraccin compensada. Se propone un estudio en cuanto a durabilidad delconcreto evaluando los componentes activos del ACC y los efectos que puedan llegar a causar a largo plazo enel concreto.

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Fecha de entrega: 5 de diciembre 2012 Fecha de aceptacin: 5 de abril 2013.

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