Hablar de concreto en la actualidad quizás pueda parecer innecesario, dado que todos conocemos los componentes de un concreto, sus principales características en estado fresco y endurecido, además de cómo fabricarlo y hacer su control de calidad; sin embargo, es importante profundizar en ciertos conceptos que permitirán entender cómo se puede fabricar concretos más durables, económicos y que generen menor impacto al medio ambiente.

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El concreto sigue elaborándose hoy con las mismas materias primas básicas (cemento, agregados y agua); sin embargo nuevos componentes como las adiciones, aditivos químicos y fibras son cada vez más usados permitiendo el desarrollo de nuevos tipos de mezclas que presentan características mejoradas al concreto tradicional; al igual que la fabricación de un material más durable, económico y buscando contribuir a las exigencias actuales de sostenibilidad.

Propiedades del Concreto

Las principales propiedades evaluadas al concreto son la manejabilidad en estado fresco y la evolución de resistencias en estado endurecido. Estas son propiedades que se evalúan sin falta en toda producción de concreto con el fin de controlar la calidad de las estructuras fabricadas con este material; sin embargo en ocasiones no profundizamos en las variables que gobiernan cada una de estas propiedades y así poder tener más argumentos para la toma de decisiones.

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Manejabilidad

Normalmente se malinterpreta la manejabilidad o trabajabilidad del concreto al confundirla con la consistencia o fluidez de la mezcla, la cual solo se refiere al grado de humedad de la misma y la define como seca (dura) o fluida (blanda). Dentro de ciertos límites las mezclas fluidas son más manejables que las mezclas secas; no obstante, dos concretos que tengan la misma consistencia pueden no ser igualmente manejables. Esto sugiere entonces que la manejabilidad del concreto es un concepto más global dentro del cual se encuentra la fluidez; sin embargo, no es la única variable que se debe estudiar y analizar para definir la trabajabilidad de un concreto.

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Fluidez

La fluidez de una mezcla de concreto para determinados materiales está gobernada única y exclusivamente por la pasta o material aglomerante, de acuerdo a las siguientes variables:

  • Contenido de pasta en el metro cúbico de concreto.
  • Viscosidad de la pasta usada en la fabricación del concreto.

El volumen de pasta en el concreto rige la fluidez de este, de tal forma que para tener mezclas de distintos asentamientos manteniendo las demás características en resistencias mecánicas, solo basta con aumentar o reducir el volumen de pasta en el respectivo diseño de mezclas.

Por otro lado es claro que cuando se utilizan pastas menos viscosas el resultado es un concreto de mayor asentamiento para iguales contenidos de pasta.

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Resistencias Mecánicas

La ley de Duff Abrams que data del año 1918 y que fue producto de un extenso trabajo experimental, establece que para determinados materiales e iguales condiciones de ensayo, la resistencia mecánica del concreto depende principalmente de la relación Agua/Cemento que se use para la fabricación del mismo.

Como sabemos que la resistencia del concreto se da por el proceso de hidratación del cemento, lo que hace que se genere una matriz dura que se adhiere a los agregados, generalmente asociamos que la resistencia del concreto se aumenta únicamente incrementando el contenido de cemento; pero si analizamos la ley de Abrams, podemos entender que lo que se logra al aumentar la cantidad de cemento es reducir la relación A/C, lo cual también se puede alcanzar vía reducción de la cantidad de agua usada en la fabricación de la mezcla.

Concretos durables, económicos y sostenibles

El continuo desarrollo en la tecnología de aditivos químicos para concreto nos permite en la actualidad cambiar los conceptos de diseño de mezclas y así poder tener mezclas de concreto más fáciles de manipular, más durables, a un menor costo y con criterios de sostenibilidad.

Nuevos conceptos de diseño de mezclas han surgido los cuales buscan determinar el mínimo contenido de pasta que permita llenar los espacios entre los agregados de tal forma que garantice la lubricación y adherencia entre ellos. Estas nuevas metodologías aprueban la optimización de los diseños de mezclas a través de la utilización de mínimas cuantías de pasta.

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Durabilidad

La reducción del volumen de pasta manteniendo las mismas características de relación A/C, permite que existan menos accesos a través de la matriz del concreto por los cuales se transportan los agentes agresores desde el medio ambiente hacia el interior del concreto reforzado; con lo cual se puede obtener un material con mejor desempeño desde el punto de vista de durabilidad.

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Economía

Los agregados han sido utilizados como llenantes que mejoran el comportamiento del concreto, pero que principalmente permiten disminuir notoriamente los costos del material; por lo cual la posibilidad de disminuir el volumen de pasta y reemplazarlo con agregados permite hacer reducciones importantes en el valor del material.

Como se mencionó anteriormente el volumen de pasta en el diseño de mezcla busca dar la manejabilidad adecuada a la mezcla; es por eso que en la actualidad el uso de los aditivos superplastificantes de última generación se hace más relevante al permitir mantener la misma manejabilidad requerida para la mezclas con cuantías mucho menores de pasta y manteniendo similares características de desarrollo de resistencias mecánicas.

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Sostenibilidad

La preocupación mundial por el impacto climático asociado a los procesos productivos de desarrollo de la humanidad han llevado a que las diferentes industrias tomen medidas para disminuir la huella de carbono. La industria de la construcción no es ajena a esta problemática y es por esto que en la actualidad debemos diseñar los concretos teniendo en cuenta dichas consideraciones ambientales.

La producción de cemento es una de las industrias de mayores emisiones de dióxido de carbono (CO2), por lo cual lograr una mayor eficiencia del material cementante es una necesidad para contribuir en la reducción del impacto al medio ambiente que genera la construcción.

NOTA: Los resultados mostrados en las tablas están basados en ensayos de laboratorio realizados con materiales particulares. Se recomienda realizar evaluaciones con los materiales y bajo las condiciones propias de cada obra para construir los resultados aplicables a cada proyecto.