


El hormigón se produce con una gran variedad de composiciones, acabados y características de rendimiento para satisfacer una amplia gama de necesidades.
Diseño mixto
Las mezclas de hormigón modernas pueden ser complejas. La elección de la mezcla depende de las necesidades del proyecto, tanto en términos de resistencia y apariencia como en relación con la legislación local y los códigos de construcción.
El diseño comienza determinando los requisitos del hormigón. Estos requisitos consideran las condiciones climáticas a las que estará expuesto durante su uso y la resistencia de diseño requerida. La resistencia a la compresión del hormigón se determina mediante muestras cilíndricas moldeadas y curadas según estándares.
Es necesario tener en cuenta muchos factores, desde el coste de los distintos aditivos y áridos, hasta el equilibrio entre la fluidez necesaria para facilitar la mezcla y la colocación, y el rendimiento final.
A continuación, se diseña una mezcla utilizando cemento (Portland u otro material cementante), áridos gruesos y finos, agua y aditivos químicos. También se especificará el método de mezclado, así como las condiciones en las que se puede utilizar.
Esto permite que el usuario del hormigón tenga la seguridad de que la estructura funcionará correctamente.
Se han desarrollado diversos tipos de hormigón para aplicaciones especializadas, y se les conoce con estos nombres.
Las mezclas de hormigón también pueden diseñarse mediante programas informáticos. Dicho software permite al usuario seleccionar su método preferido de diseño de mezcla e introducir los datos de los materiales para obtener diseños de mezcla adecuados.
Composición de hormigón histórico
El hormigón se ha utilizado desde la antigüedad. El hormigón romano común, por ejemplo, se fabricaba con ceniza volcánica ( puzolana ) y cal hidratada . El hormigón romano era superior a otras recetas de hormigón (por ejemplo, las que consistían únicamente en arena y cal) [ 1 ] utilizadas por otras culturas. Además de ceniza volcánica para la fabricación del hormigón romano común, también se puede utilizar polvo de ladrillo. Además del hormigón romano común, los romanos también inventaron el hormigón hidráulico , que fabricaban con ceniza volcánica y arcilla . [ 2 ]
Algunos tipos de hormigón utilizados para fabricar esculturas y macetas de jardín se denominan piedra compuesta o piedra de composición . No existe una fórmula precisa que diferencie la piedra de composición de otros hormigones cementados con cal, lo cual no sorprende, ya que el término es anterior a la química moderna, pues se documenta al menos desde la década de 1790. En el siglo XIX y posteriores, el término piedra artificial ha abarcado diversas piedras artificiales, incluidos numerosos hormigones cementados.
Hormigón moderno
El hormigón convencional es el término común para el hormigón producido siguiendo las instrucciones de mezcla que suelen publicarse en los paquetes de cemento, utilizando generalmente arena u otro material común como árido, y a menudo mezclado en recipientes improvisados. Los ingredientes de cada mezcla dependen de la aplicación. El hormigón convencional suele soportar una presión de entre 10 MPa (1450 psi ) y 40 MPa (5800 psi), mientras que los usos menos exigentes, como el hormigón de nivelación , tienen una resistencia a la presión mucho menor que el hormigón estructural. Existen muchos tipos de hormigón premezclado, que incluyen cemento en polvo mezclado con un árido, y que solo requieren agua.
Normalmente, una mezcla de hormigón se prepara con 1 parte de cemento Portland, 2 partes de arena seca, 3 partes de piedra seca y 1/2 parte de agua. Las proporciones se expresan en peso, no en volumen. Por ejemplo, para preparar 0,028 m³ de hormigón se necesitarían 10 kg de cemento, 4,5 kg de agua, 19 kg de arena seca y 32 kg de piedra seca (de 1/2" a 3/4"). Esto daría como resultado 0,028 m³ de hormigón , con un peso aproximado de 65 kg . La arena debe ser arena para mortero o ladrillo (lavada y filtrada si es posible) y la piedra debe lavarse si es posible. Se deben eliminar los materiales orgánicos (hojas, ramitas, etc.) de la arena y la piedra para garantizar la máxima resistencia.
Hormigón de alta resistencia
El hormigón de alta resistencia tiene una resistencia a la compresión superior a 40 MPa (6000 psi). En el Reino Unido, la norma BS EN 206-1 [ 3 ] define el hormigón de alta resistencia como aquel con una clase de resistencia a la compresión superior a C50/60. El hormigón de alta resistencia se obtiene reduciendo la relación agua/cemento (A/C) a 0,35 o menos. A menudo se añade humo de sílice para evitar la formación de cristales libres de hidróxido de calcio en la matriz de cemento, lo que podría reducir la resistencia de la unión cemento-agregado.
Las bajas relaciones agua/cemento y el uso de humo de sílice reducen significativamente la trabajabilidad de las mezclas de concreto, lo cual puede ser un problema en aplicaciones de concreto de alta resistencia donde se suelen utilizar armaduras densas. Para compensar esta menor trabajabilidad, se suelen añadir superplastificantes a las mezclas de alta resistencia. Es fundamental seleccionar cuidadosamente los agregados para mezclas de alta resistencia, ya que los agregados más débiles podrían no ser lo suficientemente resistentes para soportar las cargas impuestas al concreto y provocar fallas que comiencen en el agregado en lugar de en la matriz o en un vacío, como suele ocurrir en el concreto convencional.
En algunas aplicaciones de hormigón de alta resistencia, el criterio de diseño es el módulo de elasticidad en lugar de la resistencia máxima a la compresión.
Hormigón estampado
El hormigón estampado es un tipo de hormigón arquitectónico con un acabado superficial superior. Tras la colocación del suelo, se impregna la superficie con endurecedores (que pueden ser pigmentados) y se estampa un molde texturizado que imita piedra, ladrillo o incluso madera, logrando así un atractivo acabado texturizado. Una vez endurecido, la superficie se limpia y, por lo general, se sella para protegerla. El hormigón estampado presenta una excelente resistencia al desgaste, por lo que se utiliza en aplicaciones como aparcamientos, pavimentos, pasarelas, etc.
Hormigón de alto rendimiento
El hormigón de alto rendimiento (HPC, por sus siglas en inglés) es un término relativamente nuevo para referirse al hormigón que cumple con un conjunto de estándares superiores a los de las aplicaciones más comunes, pero que no se limitan a la resistencia. Si bien todo hormigón de alta resistencia es también de alto rendimiento, no todo hormigón de alto rendimiento es de alta resistencia. Algunos ejemplos de dichos estándares que se utilizan actualmente en relación con el HPC son:
- Facilidad de colocación: el HPC se puede consolidar adecuadamente por gravedad (autocompactante) y rellena los huecos entre las barras sin vibración. [ 4 ] : Cap. 4.3.2
- Compactación sin segregación
- fuerza en edad temprana
- Propiedades mecánicas a largo plazo
- Permeabilidad
- Densidad
- Calor de hidratación
- Tenacidad
- Estabilidad de volumen
- Larga vida útil en entornos severos
- Dependiendo de su implementación, ambiental [ 5 ]
El HPC es un hormigón que desarrolla una resistencia superior a 50 megapascales (7300 psi) a los 28, 56 o 90 días. Estas resistencias generalmente requieren agregados de roca dura bien graduados, una proporción bastante alta de cemento más ceniza volante, aditivos reductores de agua y humo de sílice, con un contenido de agua relativamente bajo. Puede ser necesario un mezclado prolongado para dispersar adecuadamente el humo de sílice, que generalmente se suministra en formato granular. Las mezclas ricas pueden causar un alto calor de hidratación en colocaciones gruesas, lo que puede mitigarse utilizando una mayor proporción de ceniza volante, hasta un 30 % del contenido de cemento. También se puede utilizar polvo de caliza para aumentar la fluidez. [ 4 ] : Cap. 4.3.2.1
Hormigón de ultra alto rendimiento
El hormigón de ultra alto rendimiento ( UHPC) es un nuevo tipo de hormigón que están desarrollando organismos encargados de la protección de infraestructuras. El UHPC se caracteriza por ser un material compuesto de cemento reforzado con fibras de acero con resistencias a la compresión superiores a 150 MPa, llegando incluso a superar los 250 MPa. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] El UHPC también se caracteriza por su composición: típicamente arena de grano fino, sílice pirógena , pequeñas fibras de acero y mezclas especiales de cemento Portland de alta resistencia. Cabe destacar que no contiene áridos de gran tamaño. Los tipos que se producen actualmente (Ductal, Taktl, etc.) se diferencian del hormigón normal en compresión por su endurecimiento por deformación, seguido de una rotura frágil repentina. Diversos organismos gubernamentales y universidades de todo el mundo están llevando a cabo investigaciones sobre la rotura del UHPC por tracción y cizallamiento.
Hormigón microreforzado de ultra alto rendimiento
El hormigón de ultra alto rendimiento microreforzado es la próxima generación de UHPC. Además de la alta resistencia a la compresión, durabilidad y resistencia a la abrasión del UHPC, el UHPC microreforzado se caracteriza por una ductilidad extrema, absorción de energía y resistencia a productos químicos, agua y temperatura. [ 9 ] La malla de microacero tridimensional, continua y multicapa supera al UHPC en durabilidad, ductilidad y resistencia. El comportamiento de las fibras discontinuas y dispersas en el UHPC es relativamente impredecible. El UHPC microreforzado se utiliza en construcciones resistentes a explosiones, balísticas y terremotos, revestimientos estructurales y arquitectónicos, y fachadas complejas.
Ducon fue uno de los primeros desarrolladores de UHPC microreforzado, [ 10 ] que se ha utilizado en la construcción del nuevo World Trade Center en Nueva York. [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
Hormigón estructural de baja densidad
Para el hormigón estructural de baja densidad se utilizan áridos cerámicos con una densidad inferior a la del agua. Estos áridos pueden incluir arcillas expandidas y pizarras, preferiblemente con una absorción de agua inferior al 10 %. Para el hormigón estructural solo se utilizan áridos gruesos de baja densidad, con arena natural como árido fino. Sin embargo, se utilizan porcentajes menores para hormigones de densidad moderada. [ 4 ] : Cap. 4, 3, 2, 2
El hormigón puede desarrollar altas resistencias a la compresión y a la tracción, mientras que la retracción y la fluencia se mantienen aceptables, pero generalmente será menos rígido que las mezclas convencionales. La ventaja más obvia es la baja densidad, pero estos hormigones también tienen baja permeabilidad al agua y mayor aislamiento térmico. La resistencia a la abrasión por hielo es similar a la del hormigón normal. Las desventajas son que la absorción de agua por los agregados puede ser relativamente alta, y la consolidación por vibración puede provocar que el agregado de baja densidad flote. Esto se puede evitar minimizando la vibración y utilizando mezclas fluidas. La baja densidad tiene ventajas para estructuras flotantes. [ 4 ] : Cap. 4, 3, 2, 2
Hormigón autocompactante
Se descubrió que los defectos en el hormigón en Japón se debían principalmente a una alta relación agua-cemento para aumentar la trabajabilidad. La compactación deficiente se produjo sobre todo por la necesidad de acelerar la construcción en las décadas de 1960 y 1970. Hajime Okamura vislumbró la necesidad de un hormigón altamente trabajable que no dependiera de la fuerza mecánica para su compactación. Durante la década de 1980, Okamura y su estudiante de doctorado Kazamasa Ozawa, de la Universidad de Tokio, desarrollaron el hormigón autocompactante (HAC), que era cohesivo pero fluido y adoptaba la forma del encofrado sin necesidad de compactación mecánica. El HAC se conoce como hormigón autocompactante en Estados Unidos.
El carcinoma de células escamosas se caracteriza por lo siguiente:
- fluidez extrema medida por el flujo , típicamente entre 650 y 750 mm en una mesa de flujo, en lugar del asentamiento (altura).
- No es necesario utilizar vibradores para compactar el hormigón.
- colocación más fácil
- sin sangrado o segregación agregada
- Mayor presión en la cabeza del líquido, lo que puede ser perjudicial para la seguridad y la mano de obra.
El hormigón autocompactante (HAC) puede ahorrar hasta un 50 % en costes laborales gracias a un vertido un 80 % más rápido y a un menor desgaste del encofrado .
En 2005, los hormigones autocompactantes representaron entre el 10 % y el 15 % de las ventas de hormigón en algunos países europeos. En la industria del hormigón prefabricado en Estados Unidos, el hormigón autocompactante (HAC) representa más del 75 % de la producción de hormigón. Treinta y ocho departamentos de transporte en Estados Unidos aceptan el uso de HAC para proyectos de carreteras y puentes.
Esta tecnología emergente es posible gracias al uso de plastificantes de policarboxilatos en lugar de los polímeros más antiguos a base de naftaleno, y modificadores de viscosidad para abordar la segregación de agregados.
Hormigón al vacío
Se está investigando el hormigón al vacío, que se elabora utilizando vapor para crear un vacío dentro de un camión hormigonera y así liberar las burbujas de aire. La idea es que el vapor desplace el aire que normalmente se encuentra sobre el hormigón. Cuando el vapor se condensa en agua, crea una baja presión sobre el hormigón que extrae el aire. Esto hace que el hormigón sea más resistente debido a la menor cantidad de aire en la mezcla. Una desventaja es que la mezcla debe realizarse en un recipiente hermético.
La resistencia final del hormigón aumenta aproximadamente un 25 %. El hormigón al vacío se endurece muy rápidamente, de modo que los encofrados pueden retirarse a los 30 minutos del vertido, incluso en columnas de 6 metros de altura. Esto supone un considerable valor económico, sobre todo en una fábrica de prefabricados, ya que los encofrados pueden reutilizarse con frecuencia. La adherencia del hormigón al vacío es aproximadamente un 20 % mayor. La superficie del hormigón al vacío está completamente libre de poros y la capa superior de 1,5 mm es altamente resistente a la abrasión. Estas características son de especial importancia en la construcción de estructuras de hormigón que estarán en contacto con agua corriente a alta velocidad. Se adhiere bien al hormigón antiguo y, por lo tanto, puede utilizarse para el revestimiento de losas de carreteras y otros trabajos de reparación.
Hormigón proyectado
El hormigón proyectado (también conocido como gunita ) utiliza aire comprimido para proyectar hormigón sobre (o dentro de) una estructura. La principal ventaja de este proceso es que se puede aplicar en techos o superficies verticales sin necesidad de encofrado. Se utiliza frecuentemente para reparaciones o colocación de hormigón en puentes, presas, piscinas y otras aplicaciones donde el encofrado es costoso o la manipulación e instalación del material es difícil. El hormigón proyectado se utiliza a menudo contra superficies verticales de suelo o roca, ya que elimina la necesidad de encofrado . En ocasiones, se utiliza para el soporte de rocas, especialmente en la construcción de túneles . También se utiliza en aplicaciones donde la filtración es un problema para limitar la cantidad de agua que ingresa a una obra debido a un nivel freático alto u otras fuentes subterráneas. Este tipo de hormigón se utiliza a menudo como una solución rápida para la erosión en suelos sueltos en zonas de construcción.
Existen dos métodos de aplicación para el hormigón proyectado.
- Mezcla en seco : la mezcla seca de cemento y áridos se introduce en la máquina y se transporta mediante aire comprimido a través de las mangueras. El agua necesaria para la hidratación se añade en la boquilla.
- Mezcla húmeda : las mezclas se preparan con toda el agua necesaria para la hidratación. Las mezclas se bombean a través de las mangueras. En la boquilla se añade aire comprimido para la pulverización.
Para ambos métodos se pueden utilizar aditivos como aceleradores y refuerzo de fibra. [ 14 ]
hormigón de cal
En el hormigón de cal , hormigón de cal u hormigón romano, el cemento se reemplaza por cal . [ 15 ] Una fórmula exitosa fue desarrollada a mediados del siglo XIX por el Dr. John E. Park . [ 16 ] La cal se ha utilizado desde la época romana, ya sea como hormigones de cimentación masiva o como hormigones ligeros, utilizando una variedad de agregados combinados con una amplia gama de puzolanas (materiales cocidos) que ayudan a lograr mayor resistencia y velocidad de fraguado. El hormigón de cal se utilizó para construir arquitectura monumental durante y después de la revolución del hormigón romano , así como para una amplia variedad de aplicaciones como pisos, bóvedas o cúpulas. En la última década, ha habido un renovado interés en usar la cal para estas aplicaciones nuevamente.
Beneficios ambientales
- La cal se cuece a una temperatura inferior a la del cemento, lo que supone un ahorro energético inmediato del 20 % (si bien los hornos, etc., están mejorando, por lo que las cifras varían). Un mortero de cal estándar contiene entre un 60 % y un 70 % de la energía incorporada en un mortero de cemento. Además, se considera más respetuoso con el medio ambiente debido a su capacidad, mediante la carbonatación, de reabsorber su propio peso en dióxido de carbono (compensando así el emitido durante la combustión).
- Los morteros de cal permiten reutilizar y reciclar otros componentes de construcción, como la piedra, la madera y los ladrillos, ya que se pueden limpiar fácilmente de mortero y cal.
- La cal permite utilizar otros productos naturales y sostenibles como la madera (incluidas la fibra de madera, los tableros de lana de madera), el cáñamo, la paja, etc., gracias a su capacidad para controlar la humedad (si se utilizara cemento, estos edificios se descompondrían).
Beneficios para la salud
- El revoco de cal es higroscópico (literalmente significa "busca agua"), lo que significa que extrae la humedad del ambiente interior al exterior. Esto ayuda a regular la humedad, creando un ambiente de vida más confortable, además de ayudar a controlar la condensación y el crecimiento de moho, que se ha demostrado que están relacionados con alergias y asma.
- Los revoques y las pinturas a la cal no son tóxicos, por lo que no contribuyen a la contaminación del aire interior, a diferencia de algunas pinturas modernas.
Hormigón permeable
El hormigón permeable , utilizado en pavimentos permeables , contiene una red de agujeros o huecos que permiten el paso del aire o del agua a través del hormigón.
Esto permite que el agua drene de forma natural a través de él, y puede tanto eliminar la infraestructura normal de drenaje de aguas superficiales como permitir la recarga de aguas subterráneas cuando el hormigón convencional no lo hace.
Se forma omitiendo parte o la totalidad del agregado fino (finos). El agregado grueso restante se une mediante una cantidad relativamente pequeña de cemento Portland . Una vez fraguado, normalmente entre el 15 % y el 35 % del volumen del hormigón son huecos, lo que permite que el agua drene a una velocidad de 2 a 18 gal/ft²/min (81 a 730 L/m²/min) a través del hormigón. [ 17 ]
Instalación
El hormigón permeable se instala vertiéndolo en moldes, alisándolo (sin alisarlo) la superficie y, finalmente, compactándolo. Debido a su bajo contenido de agua y permeabilidad al aire , entre 5 y 15 minutos después de la compactación, el hormigón debe cubrirse con una lámina de polietileno de 6 milésimas de pulgada; de lo contrario, se secará prematuramente y no se hidratará ni curará correctamente.
Características
El hormigón permeable puede reducir significativamente el ruido, ya que permite que el aire que se comprime entre los neumáticos de los vehículos y la calzada escape. Actualmente, este producto no puede utilizarse en las principales autopistas estatales de EE. UU. debido a la alta presión (en psi) que exigen la mayoría de los estados. Hasta la fecha, se ha probado el hormigón permeable con una presión de hasta 4500 psi.
Hormigón celular
El hormigón celular producido mediante la adición de un agente incorporador de aire al hormigón (o un agregado ligero como el agregado de arcilla expandida o los gránulos de corcho y la vermiculita ) a veces se denomina hormigón celular , hormigón celular ligero, hormigón de densidad variable, hormigón espumado y hormigón ligero o ultraligero , [ 18 ] [ 19 ] que no debe confundirse con el hormigón celular autoclavado , que se fabrica fuera de la obra utilizando un método completamente diferente.
En la obra de 1977 A Pattern Language: Towns, Buildings and Construction , el arquitecto Christopher Alexander escribió en el patrón 209 sobre "Buenos materiales":
El hormigón convencional es demasiado denso. Es pesado y difícil de trabajar. Una vez fraguado, no se puede cortar ni clavar. Además, su superficie es fea, fría y dura al tacto, a menos que se cubra con acabados costosos que no sean parte integral de la estructura. Sin embargo, el hormigón, en alguna de sus formas, es un material fascinante. Es fluido, resistente y relativamente barato. Está disponible en casi todo el mundo. Un profesor de ciencias de la ingeniería de la Universidad de California, P. Kumar Mehta, incluso ha encontrado recientemente una manera de convertir cáscaras de arroz desechadas en cemento Portland. [...] ¿Existe alguna forma de combinar todas estas buenas cualidades del hormigón y, además, tener un material ligero, fácil de trabajar y con un acabado agradable? Sí, existe. Es posible utilizar una amplia gama de hormigones ultraligeros que tienen una densidad y una resistencia a la compresión muy similares a las de la madera. Son fáciles de trabajar, se pueden clavar con clavos comunes, cortar con una sierra, taladrar con herramientas para trabajar la madera y reparar fácilmente.[...] Creemos que el hormigón ultraligero es uno de los materiales a granel más fundamentales del futuro.
La densidad variable se describe normalmente en kg por m³ , donde el hormigón regular es de 2400 kg/m³ . La densidad variable puede ser tan baja como 300 kg/m³ , [ 18 ] aunque a esta densidad no tendría ninguna integridad estructural y funcionaría solo como relleno o aislamiento. La densidad variable reduce la resistencia [ 18 ] para aumentar el aislamiento térmico [ 18 ] y acústico al reemplazar el hormigón denso y pesado con aire o un material ligero como arcilla, gránulos de corcho y vermiculita. Hay muchos productos de la competencia que utilizan un agente espumante que se asemeja a la crema de afeitar para mezclar burbujas de aire con el hormigón. Todos logran el mismo resultado: desplazar el hormigón con aire.
Las aplicaciones del hormigón celular incluyen:
- Aislamiento del techo
- Bloques y paneles para paredes
- Nivelación de suelos
- Relleno de huecos
- Subbases y mantenimiento de carreteras
- Estribos y reparaciones de puentes
- estabilización del terreno
Compuestos de corcho y cemento
Los gránulos de corcho de desecho se obtienen durante la producción de tapones de botellas a partir de la corteza tratada del alcornoque . [ 21 ] Estos gránulos tienen una densidad de aproximadamente 300 kg/m³ , menor que la de la mayoría de los agregados ligeros utilizados para hacer hormigón ligero. Los gránulos de corcho no influyen significativamente en la hidratación del cemento, pero el polvo de corcho sí puede. [ 22 ] Los compuestos de cemento de corcho tienen varias ventajas sobre el hormigón estándar, como conductividades térmicas más bajas, densidades más bajas y buenas características de absorción de energía. Estos compuestos pueden fabricarse con una densidad de 400 a 1500 kg/m³ , una resistencia a la compresión de 1 a 26 MPa y una resistencia a la flexión de 0,5 a 4,0 MPa.
Hormigón compactado con rodillo
El hormigón compactado con rodillo , a veces llamado hormigón enrollado , es un hormigón rígido con bajo contenido de cemento que se coloca utilizando técnicas tomadas de trabajos de movimiento de tierras y pavimentación. El hormigón se coloca sobre la superficie a cubrir y se compacta in situ con grandes rodillos pesados, típicos de los que se utilizan en trabajos de movimiento de tierras. La mezcla de hormigón alcanza una alta densidad y fragua con el tiempo formando un bloque monolítico resistente. [ 23 ] El hormigón compactado con rodillo se utiliza normalmente para pavimentos de hormigón, pero también se ha utilizado para construir presas de hormigón, ya que su bajo contenido de cemento genera menos calor durante el fraguado que el de los vertidos masivos de hormigón colocados convencionalmente.
Hormigón de vidrio
El uso de vidrio reciclado como árido en el hormigón se ha popularizado en la actualidad, y se están llevando a cabo investigaciones a gran escala en la Universidad de Columbia en Nueva York. Esto mejora notablemente el atractivo estético del hormigón. Investigaciones recientes han demostrado que el hormigón fabricado con áridos de vidrio reciclado presenta una mayor resistencia a largo plazo y un mejor aislamiento térmico debido a las mejores propiedades térmicas de dichos áridos. [ 24 ]
Hormigón asfáltico
En rigor, el asfalto también es una forma de hormigón, en la que los materiales bituminosos sustituyen al cemento como aglutinante.
Hormigón de alta resistencia
Este tipo de hormigón desarrolla una alta resistencia a las pocas horas de su fabricación. Esta característica ofrece ventajas como la retirada temprana del encofrado y el rápido avance en la construcción, así como la reparación de carreteras que quedan completamente operativas en tan solo unas horas. La resistencia y durabilidad finales pueden variar con respecto a las del hormigón estándar, dependiendo de su composición.
Hormigón cauchutado
Si bien el " hormigón asfáltico cauchutado " es común, el hormigón de cemento Portland cauchutado ("PCC cauchutado") todavía se encuentra en fase de pruebas experimentales, a fecha de 2009. [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]
Nanohormigón
El nanoconcreto contiene partículas de cemento Portland que no son mayores de 100 μm. [ 29 ] Es un producto de la mezcla de alta energía (HEM) de cemento, arena y agua.
Estudios recientes han explorado el uso de técnicas de visión artificial para detectar cambios estructurales en hormigón ligero modificado con nanopartículas. Estos enfoques permiten la evaluación no destructiva de la heterogeneidad microestructural y los procesos de degradación en materiales avanzados a base de cemento. [ 30 ]
Hormigón polimérico
El hormigón polimérico es un tipo de hormigón que utiliza polímeros para unir los agregados. Este tipo de hormigón puede alcanzar una gran resistencia en poco tiempo. Por ejemplo, una mezcla polimérica puede llegar a 5000 psi en tan solo cuatro horas. Generalmente, el hormigón polimérico es más caro que el hormigón convencional.
hormigón geopolimérico
El cemento geopolimérico es una alternativa al cemento Portland ordinario y se utiliza para producir hormigón geopolimérico mediante la adición de áridos convencionales a una lechada de cemento geopolimérico. Está compuesto por polímeros inorgánicos de aluminosilicato (Al-Si) que pueden utilizar residuos industriales reciclados (por ejemplo, cenizas volantes , escoria de alto horno ) como materia prima, lo que resulta en una reducción de hasta el 80 % en las emisiones de dióxido de carbono. Se afirma que el hormigón geopolimérico ofrece mayor resistencia química y térmica, así como mejores propiedades mecánicas, tanto en condiciones atmosféricas como extremas.
Hormigones similares no solo se utilizaron en la Antigua Roma (véase Hormigón romano ), sino también en la antigua Unión Soviética en las décadas de 1950 y 1960. Algunos edificios en Ucrania siguen en pie después de 45 años.
Cemento refractario
Las aplicaciones de alta temperatura, como los hornos de mampostería y similares, generalmente requieren el uso de cemento refractario ; los hormigones a base de cemento Portland pueden dañarse o destruirse con temperaturas elevadas, pero los hormigones refractarios son más resistentes a estas condiciones. Los materiales pueden incluir cementos de aluminato de calcio , arcilla refractaria , ganister y minerales con alto contenido de aluminio.
Mezclas innovadoras
Las investigaciones en curso sobre mezclas y componentes alternativos han identificado posibles mezclas que prometen propiedades y características radicalmente diferentes.
Hormigón flexible y autorreparable
Investigadores de la Universidad de Michigan han desarrollado compuestos de cemento de ingeniería (ECC, por sus siglas en inglés), un hormigón flexible reforzado con fibras. El compuesto contiene muchos de los ingredientes utilizados en el hormigón convencional, pero en lugar de agregado grueso, incluye fibras a microescala. [ 31 ] La mezcla presenta una propagación de grietas mucho menor que no sufre el agrietamiento habitual ni la consiguiente pérdida de resistencia a altos niveles de tensión. Los investigadores han logrado someter las mezclas a deformaciones superiores al 3 %, más allá del punto típico del 0,1 % en el que se produce la falla. Además, la composición del material favorece la autorreparación . Cuando se producen grietas, se expone el exceso de cemento seco en el hormigón. Este reacciona con el agua y el dióxido de carbono para formar carbonato de calcio y reparar la grieta. [ 32 ] [ 33 ]
Hormigones con capacidad de secuestro de CO2
Los investigadores han intentado secuestrar CO₂ en el hormigón mediante el desarrollo de materiales avanzados. Un enfoque consiste en utilizar silicato de magnesio ( talco ) como alternativa al calcio. Esto reduce la temperatura necesaria para el proceso de producción y disminuye la liberación de dióxido de carbono durante la cocción. Durante la fase de endurecimiento, se secuestra carbono adicional. [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]
Un enfoque relacionado es la carbonatación mineral (CM). Produce agregados de carbonato estables a partir de materiales que contienen calcio o magnesio y CO₂ . Los agregados estables se pueden usar para hormigón o para producir bloques de construcción neutros en carbono, como ladrillos o hormigón prefabricado. [ 34 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 38 ] CarbonCure Technologies utiliza CO₂ residual de refinerías de petróleo para fabricar sus ladrillos y mezcla de cemento húmedo, compensando hasta un 5% de su huella de carbono. [ 34 ] [ 38 ] Solidia Technologies cuece sus ladrillos y hormigón prefabricado a temperaturas más bajas y los cura con gas CO₂ , afirmando reducir sus emisiones de carbono en un 30%. [ 34 ] [ 38 ]
Otro método de carbonatación mineral a base de calcio se ha inspirado en la biomimética de las estructuras de calcio que se encuentran en la naturaleza. Ginger Krieg Dosier, de bioMASON, ha desarrollado un método para producir ladrillos sin hornos de cocción ni liberación significativa de carbono. Los ladrillos se cultivan en moldes durante cuatro días mediante un proceso de precipitación de calcita inducida microbiológicamente . La bacteria Sporosarcina pasteurii forma calcita a partir de agua, calcio y urea , incorporando CO₂ de la urea y liberando amoníaco para fertilizante. [ 34 ] [ 41 ]
Un equipo de investigación descubrió una forma de utilizar un tipo de microalga llamada cocolitóforos para producir carbonato de calcio en masa mediante fotosíntesis a un ritmo más rápido que los corales. Pueden sobrevivir en aguas cálidas, frías, saladas y dulces. La técnica tiene el potencial de absorber más CO₂ del que emite. Entre 1 y 2 millones de acres de estanques abiertos podrían suministrar suficiente microalga para satisfacer el consumo de cemento de Estados Unidos. El equipo afirma que el material puede sustituirse inmediatamente en los procesos de producción existentes. [ 42 ]
Muros vegetales resistentes a la desecación

Otro enfoque implica el desarrollo de hormigón ligero biorreceptivo que puede utilizarse para crear muros verdes resistentes a la desecación. Investigadores de la Escuela de Arquitectura Bartlett están desarrollando materiales destinados a favorecer el crecimiento de plantas poiquilohídricas como algas , musgos y líquenes (organismos que carecen de mecanismos para evitar la desecación). Una vez establecidas, la combinación de nuevos materiales y plantas puede mejorar la gestión de aguas pluviales y absorber contaminantes. [ 43 ]
Comiendo smog
Se ha añadido dióxido de titanio a las mezclas de hormigón para reducir la contaminación atmosférica . La fotocatálisis que se produce con la luz del día entre el titanio de este hormigón y la contaminación atmosférica reduce la acumulación de bacterias y suciedad en la superficie. También puede utilizarse para descomponer el dióxido de nitrógeno generado por procesos industriales. [ 44 ]
Hormigón de yeso
El hormigón de yeso es un material de construcción utilizado como base para pisos [ 45 ] en construcciones de madera y hormigón para clasificaciones de resistencia al fuego , [ 45 ] reducción de sonido, [ 45 ] calefacción radiante , [ 46 ] y nivelación de pisos. Es una mezcla de yeso , cemento Portland y arena . [ 45 ] Una de sus ventajas es su naturaleza ligera. Pesa menos que el hormigón regular manteniendo una resistencia a la compresión y costos comparables. También es fácil de trabajar y nivelar, lo que permite una instalación más rápida y una mayor productividad. El uso de hormigón de yeso para pisos con calefacción radiante se popularizó en la década de 1980 con la introducción de la tubería de plástico PEX, que no es susceptible a la corrosión del hormigón.
Hormigón celular
El hormigón celular ligero, también conocido como hormigón celular o cemento espumado, es un material a base de cemento que incorpora burbujas de aire estables para crear un producto ligero y altamente aislante. A diferencia del hormigón aireado, que introduce pequeñas burbujas de aire mediante un aditivo durante la mezcla, el hormigón celular reemplaza los agregados gruesos con estas burbujas, lo que resulta en una diferencia significativa de densidad. El hormigón celular suele tener una densidad que oscila entre 400 kg/m³ y 1600 kg/m³, mientras que el hormigón aireado mantiene su densidad. El hormigón celular se produce mezclando cemento o cenizas volantes, arena, agua y una espuma sintética aireada, que proporciona estabilidad a las burbujas de aire, a diferencia del hormigón aireado, que se produce incorporando aditivos especializados directamente en la mezcla de hormigón. El hormigón celular ofrece excelentes propiedades de aislamiento térmico y acústico, lo que lo hace adecuado para aplicaciones como aislamiento, relleno de huecos y rehabilitación de zanjas. Su ligereza también facilita su manipulación y transporte en comparación con el hormigón tradicional. El hormigón celular se puede moldear fácilmente en diversas formas y tamaños, lo que permite aplicaciones versátiles. Sus propiedades lo hacen idóneo para el aislamiento, el relleno de huecos y otras aplicaciones de construcción donde se desee reducir el peso y mejorar el aislamiento térmico.
Hormigón con aire incorporado
El hormigón aireado es un tipo de hormigón que incorpora intencionalmente pequeñas burbujas de aire (de 10 a 500 micrómetros de diámetro) mediante la adición de un agente incorporador de aire durante el proceso de mezclado. Estas burbujas de aire mejoran la trabajabilidad del hormigón durante la colocación y aumentan su durabilidad una vez endurecido, especialmente en regiones propensas a ciclos de congelación y descongelación . A diferencia del hormigón celular, que es ligero y se crea introduciendo burbujas de aire estables mediante un agente espumante, el hormigón aireado mantiene su densidad (el aire constituye entre un 6 y un 12 % en volumen) a la vez que mejora la durabilidad, la trabajabilidad y la resistencia a los ciclos de congelación y descongelación. Los principales beneficios del hormigón aireado incluyen una mejor trabajabilidad durante la colocación, mayor resistencia al agrietamiento y al daño superficial, mayor durabilidad frente al fuego y mayor resistencia general. Además, los huecos de aire en el hormigón aireado actúan como amortiguación interna, absorbiendo energía durante el impacto y aumentando la resistencia a las fuerzas físicas, lo que incrementa su durabilidad general.
Hormigón para hábitats marinos

El hormigón para hábitats marinos es el que se utiliza en los arrecifes artificiales . Este hormigón crea refugio y un hogar para la vida marina. También se le conoce como hormigón bioestimulante u hormigón ecológico.
Véase también
- Compuesto cementicio de ingeniería – Hormigón flexible
- Eurocódigos – Normas de diseño estructural de la Unión Europea
- Eurocódigo 2: Diseño de estructuras de hormigón
- Ferrocemento – Sistema de mortero o yeso reforzado
- Hormigón premezclado : Hormigón fabricado en una planta de dosificación, de acuerdo con un diseño de mezcla preestablecido.
- Hormigón armado – Hormigón con barras de refuerzo
Referencias
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- Concreto