Hormigón premezclado

El hormigón premezclado ( HPM ) es un hormigón que se fabrica en una planta de dosificación , de acuerdo con los requisitos específicos de cada trabajo, y luego se entrega en la obra "listo para usar". ^{[ 1 ]}

Existen dos tipos: el primero es el camión cisterna o mezcladora en tránsito . Este tipo de camión entrega el hormigón en estado plástico a la obra. ^{[ 2 ]} El segundo es la mezcladora volumétrica de hormigón . Esta entrega la mezcla preparada en estado seco y luego mezcla el hormigón en la obra. Sin embargo, otras fuentes dividen el material en tres tipos: hormigón Transit Mix, Central Mix o Shrink Mix. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

El hormigón premezclado se refiere al hormigón fabricado específicamente para los proyectos de construcción de los clientes y suministrado en obra como un producto único. Es una mezcla de cemento Portland u otros cementos, agua y áridos: arena, grava o piedra triturada. ^{[ 5 ]} Todos los áridos deben ser de tipo lavado, con cantidades limitadas de finos, tierra o arcilla. A menudo se añade un aditivo para mejorar la trabajabilidad del hormigón y/o aumentar su tiempo de fraguado (mediante retardadores), teniendo en cuenta el tiempo necesario para que la hormigonera llegue a la obra. El tamaño del mercado global es objeto de debate según la fuente. Se estimó en 650 mil millones de dólares en 2019. ^{[ 6 ]} Sin embargo, se estimó en poco menos de 500 mil millones de dólares en 2018. ^{[ 7 ]}

Existe cierta controversia sobre cuándo se realizó la primera entrega de hormigón premezclado y cuándo se construyó la primera fábrica. Algunas fuentes sugieren que fue ya en 1913 en Baltimore . Para 1929, había más de 100 plantas operando en Estados Unidos . ^{[ 8 ]} La industria no se expandió significativamente hasta la década de 1960 y ha seguido creciendo desde entonces.

Las plantas de dosificación combinan una cantidad precisa de grava, arena, agua y cemento en peso (según la formulación de la mezcla para el tipo de hormigón recomendado por el ingeniero estructural o el arquitecto), lo que permite desarrollar e implementar mezclas de hormigón especiales en las obras de construcción.

El hormigón premezclado se utiliza con frecuencia en lugar de otros materiales debido a su bajo costo y amplia gama de usos en la construcción, especialmente en grandes proyectos como edificios de gran altura y puentes. ^{[ 9 ]} Tiene una vida útil prolongada en comparación con otros productos de uso similar, como las carreteras. Su vida útil promedio es de 30 años en zonas de alto tráfico, en comparación con los 10 a 12 años del hormigón asfáltico con el mismo nivel de tráfico.

El hormigón premezclado se utiliza en proyectos de construcción donde la obra no está dispuesta o no puede mezclar el hormigón in situ. El uso de hormigón premezclado implica que el producto se entrega terminado, bajo demanda, en la cantidad específica requerida y con el diseño de mezcla específico requerido. Para un proyecto pequeño o mediano, el costo y el tiempo de alquilar equipos de mezcla, mano de obra, además de la compra y el almacenamiento de los ingredientes del hormigón, sumados a las preocupaciones ambientales (el polvo de cemento es un riesgo para la salud en el aire) ^{[ 10 ],} pueden simplemente no ser rentables en comparación con el costo del hormigón premezclado, donde el cliente paga por lo que usa y permite que otros realicen el trabajo hasta ese punto. Para un proyecto grande, subcontratar la producción de hormigón a proveedores de hormigón premezclado implica delegar el control de calidad y las pruebas, la logística de materiales y los problemas de la cadena de suministro, así como el diseño de la mezcla, a especialistas que ya están establecidos para esas tareas, lo que implica la necesidad de introducir otro proveedor externo contratado que necesita obtener ganancias, y perder el control y la inmediatez de la mezcla in situ.

El hormigón premezclado se compra y vende por volumen, generalmente expresado en metros cúbicos (yardas cúbicas en EE. UU.). La dosificación y mezcla se realizan bajo condiciones controladas. En el Reino Unido, el hormigón premezclado se especifica de forma informal, por peso o volumen de sus componentes (siendo comunes las mezclas 1-2-4 o 1-3-6), o bien utilizando las normas de especificación formales de la norma europea EN  206+  A1 , complementada en el Reino Unido por la norma BS  8500. Esto permite al cliente especificar las condiciones del terreno, la exposición y la resistencia que debe soportar el hormigón, y al fabricante diseñar una mezcla que cumpla con dicho requisito utilizando los materiales disponibles localmente para la planta de dosificación. Esto se verifica mediante ensayos de laboratorio, como ensayos de cubos para comprobar la resistencia a la compresión, ^{[ 11 ]} ensayos de flexión, ^{[ 12 ]} y se complementa con ensayos de campo, como ensayos de asentamiento realizados in situ para comprobar la plasticidad de la mezcla.

El rendimiento de una mezcla de hormigón puede modificarse mediante el uso de aditivos. Los aditivos pueden utilizarse para reducir los requerimientos de agua, incorporar aire a la mezcla, mejorar la durabilidad de la superficie o incluso superplastificar el hormigón para que se autonivele, como en el caso del hormigón autocompactante . ^{[ 13 ]} El uso de aditivos requiere precisión en la dosificación y el diseño de la mezcla, lo cual es más difícil sin el equipo de dosificación/medición y el respaldo de laboratorio de una planta de dosificación, lo que significa que no son fáciles de usar fuera del hormigón premezclado.

El hormigón tiene una vida útil limitada entre la dosificación/mezcla y el curado. Esto significa que el hormigón premezclado debe colocarse entre 30 y 45 minutos después de la dosificación para mantener el asentamiento y las especificaciones de diseño de la mezcla en EE. UU., ^{[ 14 ]} aunque en el Reino Unido, los factores ambientales y de los materiales, además de la mezcla durante el transporte, permiten que transcurran hasta dos horas. ^{[ 15 ]} Los aditivos y reductores de agua modernos pueden modificar ese intervalo de tiempo en cierta medida. ^{[ 16 ]}

El hormigón premezclado se puede transportar y colocar en obra mediante diversos métodos. El más común y sencillo es la tolva instalada en la parte trasera de los camiones hormigonera (como se muestra en la imagen), que resulta adecuada para colocar hormigón cerca de lugares donde el camión puede maniobrar marcha atrás. Se pueden utilizar camiones volquete, tolvas con grúa, cintas transportadoras montadas en camiones y, en casos extremos , carretillas, para colocar hormigón desde camiones cuando el acceso no es directo. Algunas mezclas de hormigón son aptas para bombear con una bomba de hormigón .

En 2011, había 2.223 empresas que empleaban a 72.925 trabajadores que producían hormigón premezclado en Estados Unidos. ^{[ 17 ]}

• Los materiales se combinan en una planta de dosificación, y el proceso de hidratación comienza en el momento en que el agua entra en contacto con el cemento , por lo que el tiempo de transporte desde la planta hasta la obra, y el tiempo antes de que el hormigón se coloque en la obra, es crítico en distancias largas. ^{[ 18 ]} Algunas obras están demasiado lejos. El uso de aditivos, retardadores y cenizas volantes pulverizadas o escoria granulada de alto horno (GGBFS) similares al cemento puede ralentizar el proceso de hidratación, lo que permite un mayor tiempo de tránsito y espera. ^{[ 19 ] [ 20 ]}
• El hormigón es moldeable y vertible, pero se necesita un suministro constante para los encofrados grandes. Si se interrumpe el suministro y no se puede verter todo el hormigón de una vez, puede aparecer una junta fría en el encofrado terminado. ^{[ 21 ]}
• La principal ventaja es que el hormigón se produce en condiciones controladas. Por lo tanto, se obtiene hormigón de calidad, ya que una planta de hormigón premezclado utiliza equipos sofisticados y métodos consistentes. Se ejerce un control estricto sobre las pruebas de materiales, los parámetros del proceso y el monitoreo continuo de las prácticas clave durante la fabricación. El deficiente control sobre las materias primas, la dosificación y los métodos de mezcla que presenta el hormigón mezclado en obra se soluciona con el método de producción de hormigón premezclado.
• La rapidez en las prácticas de construcción que se siguen en una planta de hormigón premezclado se mantiene de forma continua mediante operaciones mecanizadas. La producción obtenida en una planta de hormigón de mezcla en obra con una mezcladora 8/12 es de 4 a 5 metros cúbicos por hora, mientras que en una planta de hormigón premezclado la producción es de 30 a 60 metros cúbicos por hora.
• Un mejor manejo y una correcta mezcla contribuirán a reducir el consumo de cemento entre un 10 y un 12 %. El uso de aditivos y otros materiales cementantes ayudará a disminuir la cantidad de cemento necesaria para obtener el grado de hormigón deseado.
• Un menor consumo de cemento conlleva indirectamente una menor contaminación ambiental.
• La fabricación de hormigón premezclado depende menos de la mano de obra, por lo que se reducen las posibilidades de error humano. Esto también disminuirá la dependencia de mano de obra intensiva.
• Agrietamiento y retracción. El hormigón se contrae durante el fraguado. Puede contraerse hasta 1/16 de pulgada (1,6 mm ) en una superficie de 10 pies (3,05 metros). Esto genera tensiones internas en el hormigón, las cuales deben ser tensadas por los ingenieros y los operarios encargados de su colocación. En casos críticos, puede ser necesario el uso de armaduras de acero o elementos de hormigón pretensado. 
• Las vías de acceso y el acceso al sitio deben poder soportar el peso del camión de hormigón premezclado más la carga, que puede ser de hasta 32 toneladas para un camión de ocho ruedas de 9 ^m³  . (El hormigón fresco es aproximadamente 2328 kilogramos por metro cúbico (3924 lb/yd³ ) ^{[ 22} ] Este problema se puede superar utilizando los llamados camiones de "minimezcla" que utilizan mezcladoras más pequeñas de 4 ^m³ de ^capacidad que pueden llegar a sitios con restricciones de peso. Incluso se utilizan mezcladoras más pequeñas para permitir que un camión de 7,5 toneladas transporte aproximadamente 1,25 ^m³ , para llegar a áreas urbanas restringidas donde están prohibidos los camiones más grandes.    

Como alternativa al sistema de planta de dosificación centralizada, se encuentra la mezcladora móvil volumétrica. A menudo se la denomina hormigón in situ, hormigón mezclado en obra o hormigón de mezcla móvil. Se trata de una versión móvil y miniaturizada de la gran planta de dosificación estacionaria. Se utilizan para proporcionar hormigón premezclado mediante un proceso de dosificación continua o un sistema de hormigón dosificado. La mezcladora móvil volumétrica es un camión que transporta arena, roca, cemento, agua, fibra y, dependiendo de cómo esté equipada la planta de dosificación, algunos aditivos y colorantes. Estos camiones mezclan o dosifican el hormigón premezclado en la obra. Este tipo de camión puede mezclar la cantidad de hormigón que se necesite. La mezcla in situ elimina la hidratación durante el transporte, que puede hacer que el hormigón mezclado en tránsito se vuelva inutilizable. Estos camiones son tan precisos como el sistema de planta de dosificación centralizada, ya que se calibran y prueban utilizando la misma norma ASTM (método de prueba estándar estadounidense) ^{[ 23 ]} que todos los demás fabricantes de hormigón premezclado. Este es un enfoque híbrido entre las plantas de dosificación centralizadas y la mezcla tradicional in situ . ^{[ 24 ]} Cada tipo de sistema tiene ventajas y desventajas, dependiendo de la ubicación, el tamaño del trabajo y el diseño de la mezcla establecido por el ingeniero.

• Tipos de hormigón
• Hormigón armado
• RMC Group plc, anteriormente Ready Mixed Concrete Limited

Notas

Bibliografía

• Panarese, William C.; Kosmatka, Steven H.; Kerkhoff, Beatrix (2002). "10". Diseño y control de mezclas de concreto . Skokie, Illinois: Portland Cement Association. ISBN 0-89312-217-3.

• Asociación Nacional de Hormigón Premezclado
• Asociación de Fabricantes de Hormigón Premezclado
• Organización Europea del Hormigón Premezclado
• Asociación de Hormigón Premezclado de Illinois
• Fabricante de plantas de dosificación de hormigón - Tecnología europea