La trabajabilidad del concreto se refiere a la facilidad o efectividad con la que los constructores pueden manipular, colocar y compactar el concreto durante el proceso de construcción. La calidad de trabajabilidad abarca propiedades tales como consistencia, fluidez, capacidad de compactación y la capacidad del concreto para resistir la segregación. Lograr una buena trabajabilidad es fundamental para garantizar una adecuada mezcla, transporte y colocación que ayude a asegurar la construcción de elementos de hormigón sanos.
Trabajabilidad del hormigón
La Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM) define el significado de trabajabilidad en el concreto como “la propiedad que determina el esfuerzo requerido para manipular una cantidad de concreto recién mezclado con una mínima pérdida de homogeneidad”. La trabajabilidad del hormigón se puede clasificar en niveles de cinco grados.
Trabajabilidad muy baja: este nivel, también llamado concreto duro, se refiere al concreto que tiene niveles muy bajos de fluidez y deformabilidad. Es rígido y difícil de manejar, lo que requiere una gran cantidad de energía para su manipulación y colocación. Los constructores utilizan concreto de muy baja trabajabilidad en aplicaciones especializadas donde se requiere un movimiento mínimo o retención del encofrado. Baja trabajabilidad: el concreto de baja trabajabilidad tiene un flujo y una deformabilidad limitados, pero aún puede manejarse con las técnicas adecuadas. Los constructores utilizan este tipo de hormigón en aplicaciones con refuerzo moderado donde la facilidad de compactación es importante. Trabajabilidad media: el hormigón medio tiene niveles moderados de fluidez y deformabilidad. Los constructores pueden manipularlo y compactarlo fácilmente utilizando métodos convencionales. Este hormigón tiene una amplia aplicabilidad. Alta trabajabilidad: el hormigón con alta trabajabilidad tiene altos niveles de fluidez y deformación. Es fluido, autonivelante y compactante. Este tipo de concreto es ideal para áreas de refuerzo congestionadas y en aplicaciones que requieren un buen flujo como el concreto bombeado. Muy alta trabajabilidad: este tipo de concreto tiene una fluidez y deformabilidad excepcionales. Muestra una excelente autocompactación y fluye hacia formas intrincadas y áreas congestionadas sin necesidad de compactación externa. Este concreto es excelente en aplicaciones con geometrías complejas o donde la compactación externa no es posible.
Características principales de trabajabilidad
Si bien la trabajabilidad del concreto tiene muchas características, las características principales de la trabajabilidad del concreto son la consistencia y la cohesión.
Consistencia
La consistencia característica de la trabajabilidad del concreto describe la fluidez o movilidad del concreto fresco. La consistencia indica la facilidad con la que los constructores pueden manipular, transportar, colocar y compactar el concreto durante sus proyectos. La consistencia puede variar desde seca y rígida hasta muy fluida. Cada tipo de trabajabilidad del concreto, incluido el seco, normal y fluido, es útil en tipos específicos de aplicaciones.
Cohesión
La cohesividad en el hormigón se refiere a la capacidad de la mezcla para mantenerse unida y homogeneidad. Representa el grado de interacción y unión entre la pasta de cemento (cemento y agua) y los áridos, asegurando que los componentes queden distribuidos uniformemente en toda la mezcla. Mantener una cohesión adecuada es vital en el hormigón, ya que afecta la durabilidad uniforme y la calidad general de las estructuras endurecidas. Garantiza que el hormigón permanezca estable y tenga una resistencia homogénea sin huecos ni zonas débiles en el hormigón.
Factores que afectan la trabajabilidad del concreto
Muchos factores influyen en la trabajabilidad del hormigón tanto durante la producción como durante el proceso de hidratación.
Contenido de agua
La cantidad de agua que contiene el hormigón es el factor más importante que afecta la trabajabilidad del hormigón. Cuando se agrega agua a la mezcla de concreto, se absorbe en la superficie del cemento y los agregados de la mezcla. Esto llena los espacios, lubrica las partículas y les ayuda a moverse más fácilmente. Las partículas más finas de la sustancia del hormigón requieren más agua para moverse con facilidad. Muy poca agua crea una mezcla seca, pero demasiada agua dará como resultado una mezcla que sangra o no se cohesiona.
Contenido de cemento
La cantidad y el tipo de cemento en la mezcla de hormigón son factores importantes en la trabajabilidad. Un bajo contenido de cemento tiende a crear una baja trabajabilidad, mientras que un alto contenido de cemento mejora la trabajabilidad. El tipo de cemento también afecta la trabajabilidad, ya que tipos como el cemento de endurecimiento rápido provocarán una mayor hidratación y una trabajabilidad reducida.
Proporciones de mezcla agregada
La cantidad de agregado en comparación con los otros ingredientes del concreto, como el cemento y el agua, afecta la trabajabilidad. En general, cuanto más agregado haya en relación con los demás ingredientes de la mezcla, menos trabajable será la mezcla.
Cualidades agregadas
Los agregados están disponibles en diferentes calidades y éstas impactan la trabajabilidad. Los agregados de diferentes tamaños y formas requieren diferentes niveles de hidratación para lograr trabajabilidad. Un tamaño de agregado más pequeño requiere más agua para su trabajabilidad que un tamaño más grande. Además, los agregados con forma esférica en lugar de angular requieren menos cemento para su trabajabilidad.
Adición de aditivos y material cementoso
Los fabricantes de concreto agregan ciertos aditivos químicos o materiales cementosos adicionales al concreto para mejorar cualidades particulares. Algunos de estos incluyen agentes inclusores de aire, aditivos reductores de agua y productos químicos retardadores de fraguado. En general, estos productos químicos mejoran la trabajabilidad del hormigón. Materiales cementosos adicionales como el humo de sílice y las cenizas volantes mejoran la reactividad del hormigón y su trabajabilidad.
Temperatura y tiempo
El hormigón recién mezclado rápidamente comienza a endurecerse debido a la evaporación del contenido de agua. Los expertos se refieren a esta propiedad como pérdida de asentamiento, ya que el hormigón se vuelve menos trabajable con el tiempo. Esto varía según la riqueza de la mezcla, el tipo de cemento, la temperatura del concreto y la trabajabilidad inicial.
La temperatura exterior es otro factor importante que afecta la trabajabilidad del hormigón. Las temperaturas exteriores cálidas o los climas ventosos provocan una evaporación más rápida del agua, lo que disminuye la trabajabilidad más rápidamente que en climas templados.
Pruebas para medir la trabajabilidad
Los fabricantes miden la trabajabilidad de diferentes tipos de concreto para describir sus características, pero los constructores también pueden realizar pruebas en el sitio para ayudar a determinar cómo el tiempo y las condiciones ambientales presentes pueden afectar la trabajabilidad del concreto.
Prueba de asentamiento: esta prueba consiste en colocar concreto recién mezclado en un cono, compactarlo y retirar el cono. Los probadores miden la diferencia entre la altura del cono y la altura del asentamiento del concreto, lo que indica el grado de trabajabilidad y fluidez de la mezcla de concreto. Prueba subjetiva: esta prueba implica evaluar el concreto en el sitio e involucra la experiencia y conocimientos de un constructor o ingeniero. Como su nombre indica, esta prueba es subjetiva, por lo que resulta difícil si las personas no están de acuerdo con la valoración. Prueba de flujo: esta prueba mide la capacidad del concreto para fluir bajo vibración y su tendencia a segregarse. Prueba del factor de compactación: esta prueba implicó dejar caer concreto de una tolva a otra y luego medir el nivel de compactación.
Mejorando la trabajabilidad
Se pueden implementar varios pasos en la fabricación de concreto o en el sitio para mejorar la trabajabilidad del concreto.
Proporción de agua
Ajustar el contenido de agua en las mezclas de cemento es una forma sencilla de mejorar la trabajabilidad del hormigón. Sin embargo, el ajuste del agua debe emplearse con prudencia, ya que demasiada agua puede afectar negativamente la resistencia y durabilidad del hormigón.
Calificación agregada
Una clasificación óptima de los agregados puede mejorar la trabajabilidad del concreto porque una mezcla de tamaños de agregados puede llenar los huecos y mejorar el empaquetamiento de los agregados. Esto disminuye la necesidad de pasta de cemento adicional para la unión y mejora la fluidez.
Ingredientes
La adición de aditivos químicos o minerales mejorará la trabajabilidad del hormigón. Los plastificantes mejoran la trabajabilidad al igual que los aditivos minerales como las cenizas volantes y el humo de sílice.
Mezclar proporciones y diseño.
La mezcla adecuada de agregados, cemento y agua es la condición más importante para garantizar que el concreto sea trabajable. Esto significa elegir una mezcla de concreto en la que confíe, así como la experiencia y los conocimientos del constructor.
Tiempo de mezcla y técnicas
Un tiempo de mezcla suficiente y una técnica adecuada son vitales para garantizar una trabajabilidad óptima. Unas instalaciones de mezclado adecuadas garantizarán una buena lubricación de todos los elementos de la mezcla de hormigón.
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