Hormigón autocompactante

El hormigón autocompactante o hormigón autocompactante ( HAC ) ^{[ 1 ]} es una mezcla de hormigón que tiene una baja tensión de fluencia , alta deformabilidad , buena resistencia a la segregación (evita la separación de partículas en la mezcla) y viscosidad moderada (necesaria para asegurar una suspensión uniforme de partículas sólidas durante el transporte, la colocación (sin compactación externa) y posteriormente hasta que el hormigón fragüe).

En términos cotidianos, al verterse, el hormigón autocompactante (HAC) es una mezcla extremadamente fluida con las siguientes características prácticas distintivas: fluye con mucha facilidad dentro y alrededor del encofrado , puede fluir a través de obstrucciones y alrededor de esquinas ("capacidad de paso"), es casi autonivelante (aunque no lo es realmente), no requiere vibración ni compactación después del vertido y, una vez fraguado, sigue muy de cerca la forma y la textura superficial del molde (o encofrado). Como resultado, el vertido de HAC también requiere mucha menos mano de obra en comparación con las mezclas de hormigón estándar. Una vez vertido, el HAC suele ser similar al hormigón estándar en cuanto a su tiempo de fraguado y curado (adquisición de resistencia) y resistencia. El HAC no utiliza una alta proporción de agua para volverse fluido; de hecho, el HAC puede contener menos agua que los hormigones estándar. En cambio, el HAC obtiene sus propiedades fluidas de una proporción inusualmente alta de agregado fino, como arena (normalmente 50%), combinado con superplastificantes ( aditivos que aseguran que las partículas se dispersen y no se sedimenten en la mezcla fluida) y aditivos que mejoran la viscosidad (AVE).

Normalmente, el hormigón es un material denso y viscoso al mezclarse, y cuando se utiliza en la construcción, requiere el uso de vibración u otras técnicas (conocidas como compactación) para eliminar las burbujas de aire ( cavitación ) y los poros tipo panal , especialmente en las superficies, donde el aire ha quedado atrapado durante el vertido. Este tipo de aire (a diferencia del hormigón celular ) no es deseable y debilita el hormigón si no se elimina. Sin embargo, su eliminación mediante vibración es laboriosa y requiere tiempo, y una vibración inadecuada o insuficiente puede provocar problemas no detectados posteriormente. Además, algunas formas complejas no se pueden vibrar fácilmente. El hormigón autocompactante está diseñado para evitar este problema y no requiere compactación, lo que reduce la mano de obra, el tiempo y una posible fuente de problemas técnicos y de control de calidad.

El hormigón autocompactante (HAC) fue conceptualizado en 1986 por el profesor Okamura en la Universidad de Tokio, Japón, en un momento en que la mano de obra cualificada era escasa, lo que generaba dificultades en las industrias relacionadas con el hormigón. La primera generación de HAC utilizada en Norteamérica se caracterizaba por el uso de un contenido relativamente alto de aglutinante, así como por altas dosis de aditivos químicos , generalmente superplastificantes para mejorar la fluidez y la estabilidad. Este hormigón de alto rendimiento se utilizaba principalmente en reparaciones y para el vertido de hormigón en zonas restringidas. Por lo tanto, la primera generación de HAC se caracterizó y especificó para aplicaciones especializadas.

El SCC se puede utilizar para el vertido de secciones fuertemente reforzadas , en lugares donde no hay acceso a vibradores para la compactación y en formas complejas de encofrados que de otro modo serían imposibles de vertido, proporcionando una superficie muy superior a la del hormigón convencional. El coste relativamente alto del material utilizado en este tipo de hormigón sigue limitando su uso generalizado en diversos segmentos de la industria de la construcción , incluida la construcción comercial; sin embargo, la economía de la productividad se impone al lograr beneficios de rendimiento favorables y resulta económico en la industria del prefabricado. La incorporación de polvo, incluidos materiales cementicios suplementarios y rellenos, puede aumentar el volumen de la pasta, mejorando así la deformabilidad, y también puede aumentar la cohesión de la pasta y la estabilidad del hormigón. La reducción del contenido de cemento y el aumento de la densidad de empaquetamiento de materiales más finos que 80  μm, como cenizas volantes , etc., pueden reducir la relación agua-cemento y la demanda de reductor de agua de alto rango (HRWR). La reducción del agua libre puede reducir la concentración de aditivo mejorador de viscosidad (VEA) necesaria para garantizar una estabilidad adecuada durante el vertido y posteriormente hasta el inicio del endurecimiento. Se ha demostrado que un contenido total de agregado fino ("finos", generalmente arena) de aproximadamente el 50% del agregado total es apropiado en una mezcla de hormigón autocompactante (HAC).

Existen numerosos estudios sobre los distintos tipos de hormigón autocompactante (HAC) que analizan sus propiedades en estado fresco, resistencia, durabilidad y propiedades microestructurales. Entre los tipos de hormigón autocompactante se incluyen el HAC de bajo contenido de finos (HAC-BF) y el HAC semifluido (HAC-SF), entre otros. El HAC puede producirse utilizando diversos residuos industriales como materiales de sustitución del cemento. Puede emplearse en la construcción de pavimentos <2-6>.

Referencia: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.130036

• El hormigón autocompactante (HAC) se mide mediante la prueba de mesa de flujo (prueba de asentamiento) en lugar de la prueba de asentamiento del hormigón convencional , ya que es demasiado fluido para mantener su forma al retirar el cono. Una mezcla típica de HAC tendrá un asentamiento de entre 500 y 700 mm.
• La vibración debilita, no fortalece, el hormigón autocompactante (HAC). Dado que la vibración no es necesaria para compactar la mezcla, lo único que consigue es separarla y segregarla.

• Ensayo de asentamiento del hormigón
• Prueba de mesa de flujo

2. Hormigón autocompactante de bajo contenido de finos con ceniza de cáscara de arroz para pavimentación de carreteras: Un enfoque ecológico y sostenible https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.130036

3. Kannur, B., Chore, HS. Utilización de ceniza de bagazo de caña de azúcar como material sustituto del cemento para pavimentos de hormigón: una visión general. Innov. Infrastruct. Solut. 6, 184 (2021). https://doi.org/10.1007/s41062-021-00539-4

4. Estudio de resistencia y durabilidad del hormigón autocompactante de bajo contenido de finos como material de pavimentación utilizando cenizas volantes y cenizas de bagazo. Bhupati Kannur y H. S. Chore. https://doi.org/10.1080/19648189.2022.2140207

5. Bhupati Kannur, Hemant Sharad Chore. Hormigón semifluido autocompactante a partir de residuos industriales para la construcción de pavimentos rígidos en India: una visión general. https://doi.org/10.1016/j.jtte.2023.01.001

6.B Kannur, HS Chore. Evaluación de hormigón autocompactante semifluido con ceniza de bagazo de caña de azúcar para su aplicación en pavimentos rígidos. Journal of Materials in Civil Engineering 35 (10), 04023358, 2023. https://doi.org/10.1061/JMCEE7.MTENG-16355

• Dosificación de hormigón autocompactante: el método UCL : documento que resume las mezclas comunes, los usos, la selección de aditivos, las propiedades y ofrece información exhaustiva sobre los hormigones autocompactantes.
• Trabajar con SCC no tiene por qué ser una lotería : la experiencia de los fabricantes de hormigón prefabricado se basa en el SCC y en qué hacer y qué no hacer.