Evitar la fisuración: hormigón compensador de retracción con Mapecrete System

Evitar la fisuración: hormigón compensador de retracción con Mapecrete System

(Artículo publicado en la Revista Obras Urbanas número 63)
José Antonio Rodríguez; Director Técnico de la División de Aditivos de Mapei Spain.
Artículo publicado originariamente en la revista Realidad Mapei número 20.

El hormigón con cemento Portland es, hoy en día, un material de construcción de uso habitual por su versatilidad y coste. Una propiedad inherente al hormigón es la retracción, debido a la disminución de volumen que experimenta por diferentes causas. En función de los factores que la provoquen, tenemos varios tipos de retracción (plástica, endógena, térmica, por carbonatación o por secado), siendo esta última la que normalmente presenta una mayor magnitud.

La retracción por secado se genera por la evaporación del agua libre contenida en los poros del hormigón endurecido, lo que provoca una contracción volumétrica del mismo. Si tenemos restricción del movimiento en el elemento hormigonado, podría producirse fisuración cuando los esfuerzos de tracción generados por esta contracción superan a la resistencia a tracción del hormigón, generalmente baja.

Una solución para evitar la fisuración

Los hormigones expansivos están compuestos de los materiales habituales en un hormigón (cemento, agua, arena, árido grueso, aditivos y, en su caso, adiciones), más un cemento o aditivo expansivo de carácter hidráulico que generan un incremento controlado de volumen tras el fraguado durante las primeras etapas del proceso de endurecimiento. Atendiendo al grado de expansión inducida, los hormigones expansivos se pueden dividir en hormigón de retracción compensada y en hormigón pretensado químicamente.

Si se restringe la expansión del hormigón expansivo mediante un armado apropiado y/o condiciones de contorno del elemento (apoyos, uniones, etc.), se generan esfuerzos de compresión en el hormigón y de tracción en el armado. El nivel de las tensiones de compresión desarrolladas en el hormigón compensador de la retracción variará entre 0,2 y 0,7 MPa, mientras que en los hormigones pretensados químicamente, al ser de mayor cuantía, estas tensiones deben ser tenidas en cuenta en el diseño y cálculo de los elementos.

MAPECRETE SYSTEM es una estudiada combinación de:

  • Un agente expansivo de expansión controlada, de la gama EXPANCRETE, que genera tensiones de tracción en el armado y compresión en el hormigón. Esta precompresión inducida por el agente expansivo impide que las solicitaciones de tracción inducidas en el conglomerado por efecto de la retracción higromérica superen la resistencia a tracción del material evitando su fisuración.
  • Un aditivo reductor de la retracción –que actúa además como agente de curado interno–, de la gama MAPECURE SRA, que favorece la expansión aún en ausencia de curado húmedo. Estos productos rebajan la tensión superficial del agua en el interior de los poros del hormigón, disminuyendo la presión capilar, garantizando una mejor estabilidad dimensional del elemento y también una drástica disminución de las fisuras causadas por este fenómeno. Para ello, el tamaño de los poros debe estar comprendido entre 2’5 y 50 nanómetros, ya que, para tamaños inferiores de poro, no se forman meniscos y, para tamaños superiores, la tensión es despreciable.
  • Aditivos superplastificantes de la gama DYNAMON, que permiten reducir la relación agua/cemento sin perjudicar la trabajabilidad del hormigón en estado fresco. En el caso de pavimentos, se denominan DYNAMON FLOOR y están diseñados para ayudar a evitar delaminaciones y otras patologías asociadas a los aditivos en este tipo de hormigones.
  • En su caso, fibras poliméricas y/o de acero, con objeto de mejorar el comportamiento ante la retracción plástica o dotar al hormigón de una ductilidad que, de por sí, no tiene.

La proporción de cada producto en el MAPECRETE SYSTEM debe determinarse, entre otros parámetros, en función de los tipos de cemento disponibles, las características de los materiales con los que se va a confeccionar el hormigón, el diseño del elemento y la climatología prevista durante la fase de hormigonado, a fin de lograr la máxima efectividad del sistema, una retracción final acorde a lo deseado y una correcta estabilidad dimensional del elemento hormigonado.

60 ensayos durante 2016

MAPECRETE SYSTEM es fruto de un profundo trabajo de investigación de Mapei durante muchos años, tanto a nivel micro como macroestructural, y su gran ventaja es que sus resultados son cuantificables. En España, concretamente, nos hemos especializado en el diseño y aplicación de hormigones de retracción compensada con MAPECRETE SYSTEM para pavimentos de hormigón, tanto soleras como forjados, con más de un millón de metros cuadrados ejecutados como referencia. Como es evidente, debemos contar con todos los colaboradores implicados (ingenierías, proyectistas, empresas especializadas de pavimentos y plantas de hormigón) para el éxito final del sistema.

En 2016 hemos realizado cerca de 60 ensayos de expansión de diferentes hormigones, entre los que destacamos dos trabajos en especial: la construcción de un edificio para una importante empresa del sector de la alimentación y los pavimentos de una tienda especializada en la venta de muebles al por mayor.

El primero de los trabajos tiene la particularidad de que el control de expansión del hormigón se ha realizado en prismas restringidos uniaxialmente, siguiendo la norma italiana UNI 8148 (adaptación de la norma ASTM C878), pero realizando las probetas y las medidas en condiciones reales de obra (con las variaciones de temperatura y humedad propias asociadas). Es evidente que estas condiciones no normalizadas de medida incluyen otro tipo de retracciones, como la térmica, y están afectadas por la variación en el grado de humedad ambiental, pero se han realizado de esta manera para intentar aumentar el conocimiento del comportamiento real del hormigón en obra.

A día de hoy, después de 15 series de tres probetas de expansión y teniendo en cuenta todo lo anterior, las medidas a la edad de 28 días nos indican que tenemos la mayoría del hormigón en expansión, y las que están en retracción apenas llegan a las 100 micras por metro. En la obra no se ha observado ninguna fisura en los diferentes elementos hormigonados (forjados macizos, fundamentalmente).

En el segundo trabajo se diseñó y ejecutó un hormigón para transformar una capa de compresión de una estructura prefabricada, compuesta de vigas y losas alveolares pretensadas en pavimento industrial para soportar las cargas propias de su actividad, principalmente sobrecargas estáticas de materiales, estanterías y dinámicas de su maquinaria de manutención, que al mismo tiempo fuese un pavimento con prestaciones estéticas a nivel de color, brillo y acabado para acoger a los clientes de una conocida tienda de venta de muebles al por mayor. En este caso, los requerimientos de retracción del hormigón fueron menos exigentes en la zona de aparcamiento, mientras que en la zona de tienda se estableció un límite de 150 micras por metro a la edad de 90 días. Por razones económicas, solo empleamos MAPECRETE SYSTEM en los forjados de tienda, mientras que los de aparcamiento llevaron un buen hormigón sin más especificación que un buen superplastificante de pavimentos de la gama DYNAMON FLOOR. En ambos casos, el hormigón fue fibrorreforzado con la fibra polimérica estructural MAPEFIBRE ST50, en una cuantía de 4 kg/m3.

La confección de probetas se realizó en obra, aunque las medidas se tomaron en condiciones normalizadas de laboratorio dada la cercanía. En este estudio se contemplan 29 ensayos de tres probetas para los hormigones con MAPECRETE SYSTEM, y siete ensayos de tres probetas para hormigones de pavimento estándar, también analizadas según UNI 8148. De los primeros ensayos, destacar que en un par de ocasiones se dejaron las probetas con un curado similar al realizado en obra (14 días con plástico), para contrastar con el procedimiento normalizado (tres días en plástico), mejorando notablemente los resultados. En el cuadro siguiente se pueden observar los resultados.

Siendo unos resultados satisfactorios y conforme a lo especificado, lo que realmente debe destacarse es que están en consonancia con el comportamiento real del hormigón en obra, lo que sin duda es una demostración de las bondades de MAPECRETE SYSTEM para la confección de hormigones de retracción compensada y alta estabilidad dimensional.

Deja un Comentario

Comparte con tus amigos










Enviar