Durabilidad del hormigón
P: En los últimos años, la calidad y durabilidad del hormigón ha llamado la atención del público en la prensa. Estructuras de estacionamiento que se derrumban, puentes que se derrumban, "agujeros de mandril" en la primavera que eclosionan como efímeras. ¿Acaso nuestro hormigón no es tan bueno como pensamos?
Un: Soy muy sensible a este tipo de impresiones sobre las acusaciones de mala calidad del hormigón o la sugerencia de que el mal hormigón fue la causa de un colapso o de un trágico fallo de una estructura debido a algún fallo catastrófico. Su impresión no es única en el público en general. La prensa informa sobre estas catástrofes y la impresión inicial para el lector es que el fracaso se debió a un mal hormigón.
No conozco la razón de cada catástrofe, pero en mi mente, no se trata solo de una cuestión de mal hormigón. Nuestra sociedad es muy afortunada de contar con hormigón utilizado en la construcción de nuestras infraestructuras. Fabricamos cosas muy útiles a partir de hormigón y diseños individuales que aprovechan la forma y la capacidad de fundición del hormigón. El hormigón es la "piedra líquida" que la humanidad ha estado buscando a lo largo de la historia. El hormigón permite a la mente humana diseñar una forma y dar forma a la forma con materiales de construcción comunes y luego verter el hormigón en la forma y dar forma a una realidad estructural. Ejemplo: una columna para sostener un puente. En el pasado, los canteros cortaban piedra de una cantera y apilaban las piedras para hacer la columna. El sistema de encofrado y colado de hormigón es mucho más económico y eficiente en tiempo y dinero. El encofrado de la columna se construye con materiales de construcción comunes y el encofrado se rellena con hormigón fresco. Se retira el material de encofrado y se coloca una columna estructural de hormigón lista para soportar el puente.
En los últimos 75 años se han producido cambios en la composición del hormigón. Esto puede ser lo que la prensa omite en el sensacionalismo del informe sobre la catástrofe. Algunos de los cambios, en mi opinión, han sido para bien. El concreto ahora incluye aditivos minerales y aditivos químicos. Muchos de estos aditivos reducen la cantidad de agua requerida para producir un concreto utilizable.
Mi investigación me lleva al menos 100 años atrás y, en general, el hormigón se producía siguiendo una fórmula sencilla. Sospecho que fue un volumen medido más que medido por peso. La fórmula que descubrí fue 8 partes de piedra o grava, 4 partes de arena y dos partes de cemento. El volumen no medido era el agua. Sospecho que los comerciantes estaban agregando el agua al "sabor". El contenido de agua en el hormigón se utilizaba como un volumen ajustable y se aumentaba para que la mezcla fuera más trabajable o plástica y se reducía para que la mezcla fuera más rígida o menos plástica. Generalmente, menos agua en el concreto produce un concreto más fuerte.
Tras el final de la Primera Guerra Mundial, el cemento comenzó a estar ligado al contenido de agua. El término relación agua-cemento cobró importancia. Uno de los actos de equilibrio que debe realizar un usuario o productor de concreto es introducir suficiente cemento para producir una pasta con los agregados finos arenosos para cubrir toda la colección de roca y arena en la mezcla de concreto. El proceso de equilibrar el contenido de cemento con el contenido de agua junto con la cantidad de agregado que se cubrirá con pasta se denomina diseño de mezcla.
El proceso de diseño de la mezcla implica la selección del tamaño correcto de roca y arena con el fin de llenar un vacío de manera económica y, al mismo tiempo, ser útil para el contratista como concreto. Nada de este cuidadoso diseño de mezcla se menciona en los informes de prensa.
Continuando con la historia del hormigón, los aditivos líquidos y minerales aparecieron en la escena del hormigón en la década de 1930. Estos artículos generalmente se llaman lignina de lejía y un producto en polvo llamado ceniza volante. Estos dos productos, cuando se agregan al concreto en combinación o por separado, reducen la cantidad de agua que normalmente se usa en el concreto para hacerlo trabajable. Recuerde, menos agua generalmente aumenta la resistencia a la compresión del concreto.
El período de la década de 1930 siguió contribuyendo a la concreción. La durabilidad de la superficie del concreto mejoró con una mezcla de aditivos líquidos en concreto fresco que provocó la formación de burbujas de aire microscópicas en la pasta de cemento. Esto permitió que la superficie de concreto resistiera la destrucción causada por el ataque de congelación y descongelación. El ataque de congelamiento-descongelamiento es uno de los agentes destructivos que causan los orificios.
El hormigón utilizado en puentes, edificios, canales y presas se analiza, diseña y prueba cuidadosamente. El hormigón no es un hormigón "malo", sino que suele ser un hormigón "bueno". Las catástrofes generalmente ocurren cuando el concreto se carga más allá de su resistencia de diseño, o se deja deteriorar debido a la falta de mantenimiento. Estas causas son actos del hombre, no la realización de obras concretas.
La industria produce un buen hormigón, y si los profesionales participan en el diseño y la colocación del hormigón, el proyecto debería ser un éxito. Ha habido descuidos y acciones descuidadas en la colocación del concreto, pero son raros y en el caso de un proyecto debidamente inspeccionado, estos problemas serían descubiertos y reparados.
El concreto ha mejorado con el tiempo y tengo confianza en el concreto para construir el futuro.
Siempre diseñe el concreto para hacer el trabajo, siempre cure el concreto para obtener su máximo potencial de resistencia y siempre mantenga el concreto para protegerlo en el futuro. LATICRETE® tiene el conocimiento y los productos para mantener el rendimiento de su concreto ahora y en el futuro.
Ampliación de calles de hormigón
P: Me interesaba conocer las posibles causas de la expansión de las calles de hormigón, además del calor en sí. Hemos experimentado numerosos problemas de juntas demasiado expansivas, lo que hace que las secciones individuales de concreto se obliguen entre sí a empujarse hacia arriba y agrietarse. Me preguntaba si había oído hablar de alguna razón o estudio que ayudara en este fenómeno que involucrara algún químico en el concreto o algo similar a esto. Cualquier información sobre concreto expansivo o explosiones / explosiones de calles sería excelente.
Un: No tengo estudios formalizados sobre las explosiones de pavimentos de concreto para compartir con ustedes, pruebe la Administración Federal de Carreteras en Washington D.C. Pero, tengo la intención de compartir con ustedes las experiencias que tengo.
La construcción de hormigón de losa sobre suelo con juntas adecuadas en dirección transversal, generalmente funciona muy bien incluso en condiciones de calor. El pavimento que colinda con los puentes es un asunto aparte y no se abordará aquí.
Tienes razón, hay situaciones que provocan explosiones. He visto las siguientes causas:
Las juntas de contracción están repletas de materia incompresible, arena, tierra, eflorescencia cálcica, etc. Esto ocurre cuando el relleno de juntas está ausente o no está en buen estado. La losa o panel de concreto se apoya directamente sobre el panel contiguo. El diseño original no lo permitía. El diseño original permitía que se desarrollara un espacio libre entre los paneles debido a la contracción durante el fraguado. Se detalló que la junta de contracción se rellenara con sellador bituminoso y que permaneciera libre para moverse horizontalmente.
La libertad de movimiento horizontal se ve negada por el relleno de material incompresible de la junta. El espacio libre para juntas diseñado por el personal de los propietarios ya no está disponible y los dos o más paneles calentados por la intemperie comienzan a empujarse entre sí. Cuanto más calor o más larga sea la ola de calor, mayor será la expansión de los paneles planos.
Todo lo anterior está ocurriendo y entonces podemos convertirnos en un sitio específico, una intersección es muy vulnerable, debido a las múltiples direcciones de las fuerzas expansivas. Una losa que desciende por una colina y se atasca contra otro conjunto de paneles que van en la dirección de 90 grados desde la pendiente cuesta abajo hará que se acumule mucha energía en la interfaz entre el panel de pendiente y el panel de intersección plana.
Por último, las clavijas y otros elementos incrustados causan tensiones puntuales que contribuyen a la acumulación de energía en un lugar en particular. Se supone que las clavijas permiten la libertad de movimiento en dirección horizontal y, por supuesto, evitan la dislocación vertical en un detalle particular de la junta. Las clavijas deben estar a nivel muerto para realizar esta función, y un extremo direccional de todas las clavijas debe estar unido en un panel y el lado opuesto debe aislarse para permitir la libertad de movimiento horizontal. En el mundo real, las clavijas no se instalan niveladas, las clavijas se alteran en el proceso de pavimentación y, lamentablemente, las clavijas no están aisladas en un extremo y, de hecho, transfieren la energía de expansión a través de los paneles contiguos.
Como resultado, los paneles calentados se empujan directamente unos sobre otros y rara vez en la interfaz de la junta y "explotan". A veces violentamente. El noticiero de las 6:00 p.m. hace un gran alboroto y todo el mundo dice ¡Guau! ¡Hormigón en mal estado! Lo sabemos, no es un mal hormigón, es un mal mantenimiento de las juntas o una mala instalación de clavijas, o tal vez un conjunto de agujeros de inspección en una intersección y los agujeros de inspección están dispuestos en una cuña, y la forma de cuña bloquea el movimiento natural de los paneles de hormigón, pero no es un mal hormigón.
Lo que no mencioné es la subrasante debajo del concreto. Hay ocasiones en las que la arcilla expansiva abulta o levanta una sección de concreto y se culpa al calor, pero en realidad es un problema relacionado con la subrasante.
Mezclas de concreto de alta resistencia
P: Tenemos una división de puentes en nuestra empresa de construcción. Necesitamos un producto que evite la rápida formación de costras y secado de las mezclas de hormigón de alta resistencia que utilizamos para colar los tableros del puente y los accesos al puente. ¿Qué tienes?
Un: Tenemos un producto de película monomolecular llamado E-CON.™ E-CON™ no es una cura. Es un líquido y el líquido se mezcla con agua limpia. La proporción de la mezcla es de una parte de E-CON™ por 9 partes de agua. Esta proporción de dilución permite a su equipo transportar una pequeña cantidad de producto al proyecto y diluirlo en un volumen mucho mayor para su uso en el sitio.
Su pregunta contenía muchos detalles sobre las cenizas volantes y el humo de sílice en las mezclas con las que trabaja su equipo en las cubiertas de los puentes. El humo de sílice es difícil de terminar y conduce al agrietamiento temprano de la superficie plástica. Un proceso para controlar el agrietamiento de esta superficie plástica es suspender boquillas de niebla de agua sobre la losa o la plataforma. Esto es muy difícil de hacer. La siguiente mejor opción es rociar E-CON™ sobre la superficie de concreto fresco. Su equipo puede terminar directamente sobre E-CON™ y el producto se puede volver a aplicar repetidamente a medida que la superficie necesita protección posterior contra el secado rápido y la formación de costras.
E-CON™ es único porque la fórmula está compuesta por moléculas amantes del agua que se adhieren a la superficie húmeda del hormigón y moléculas que odian el agua que son repelidas por la humedad de la superficie del hormigón. Esto hace que produzca un escudo protector sobre la superficie del hormigón fresco. Este escudo protector es eficaz durante aproximadamente una hora a la vez y debe volver a aplicarse para beneficiarse de su protección continua. El escudo E-CON™ se puede recubrir y rematar sin perturbar su protección. El producto tiene un color de marcador brillante para revelar las áreas tratadas con E-CON a los acabadores y, a medida que el color disminuye, se puede aplicar más.
Siempre cure el concreto una vez que se haya completado el acabado de la superficie, se debe usar E-CON™ antes del curado. Se puede usar en los accesos de concreto que su equipo instala antes de los puentes.
Puentes y Hormigón Suspendido
P: ¿Qué hay disponible para proteger los puentes y losas de concreto suspendidas de nuestros clientes? Habrá tráfico de automóviles y camiones y se aplicará sal durante el invierno.
Un: El producto para proteger su hormigón exterior es AQUAPEL™ y en casos severos AQUAPEL PLUS.™ AQUAPEL™ es un sellador reactivo a base de agua de nueva generación para hormigón y, en algunos casos, mampostería. La fórmula es transparente y no deja manchas.
Penetra en las superficies de hormigón y mampostería y se adhiere químicamente directamente al hormigón. No hay una membrana resbaladiza o una piel vulnerable para desgastarse.
El resultado del uso del producto es una superficie altamente resistente a la penetración de humedad y a las sales de deshielo dañinas. Nada protege mejor el hormigón que un diseño de mezcla de hormigón bueno y duradero combinado con AQUAPEL.™