INTRODUCCIÓN. EVOLUCIÓN del HORMIGÓN TRADICIONAL al de ALTAS PRESTACIONES HORMIGONES DE ALTA PRESTACIONES

Transcripción

1 INTRODUCCIÓN EVOLUCIÓN del HORMIGÓN TRADICIONAL al de ALTAS PRESTACIONES HORMIGONES DE ALTA PRESTACIONES

2 AGRADECIMIENTO Mapei Argentina agradece a Loma Negra C.I.A.S.A. su autorización para presentar documentación elaborada por el Centro Técnico Loma Negra y Hormigones Lomax.

3 LIDERAZGO MUNDIAL COMO VALOR COMPETITIVO Fundada en Milán en 1937, Mapei es hoy el líder mundial en la producción de adhesivos y productos químicos para la construcción. Actualmente el Grupo está formado por 67 fábricas en los 5 continentes operando en 32 países diferentes, cada uno de los cuales está dotado de un laboratorio de control de calidad.

4 MAPEI ARGENTINA DIVISION DE ADITIVOS PARA HORMIGON ESCOBAR PROV. DE BUENOS AIRES

5 Instalaciones Propias. Equipos de laboratorio. Superficie destinada a laboratorio de ensayo en morteros y hormigones. Laboratorio de hormigon 78m 2 Laboratorio de morteros. 50 m 2 Sector ensayo de hormigon fresco Vista interior. Sector de acopio de agregados Cuarto de pileta de curado

6 Instalaciones Propias. Equipos de laboratorio. Horno de secado (0 C/120 C). Termo-balanza Dispersora para fabricacion de aditivos. Mezcladora automatica de morteros. Prensa dos canales CM250KN (Flexion/Compresion) Vicat manual y automatico.

7 Instalaciones Propias. Equipos de laboratorio. Moldes para morteros de 4x4x16. Flow table. Mesa compactadora. Hormigonera de volteo de 100l con variador de velocidad Penetrometro proctor para medicion de tiempo de fragüe Juego para ensayo de Abrams

8 Instalaciones Propias. Equipos de laboratorio. Equipo de medicion de aire. Prensa controls CM 2000KN. Pileta de curado con temperatura controlada Juego de tamices serie Abrams Ensayos fisicos de agregados Probetas cilindricas de 10x20

9 HORMIGÓN: DEFINICIÓN Es un material heterogéneo constituido esencialmente por un medio ligante (pasta de cemento portland) en el que se encuentran embebidas partículas sólidas de diferentes tamaños (agregados finos y gruesos)

10 HORMIGON PROPORCIONES MAT. CEMENTICIO AGUA / HIELO+ADITIVOS 20 PASTA AIRE MORTERO 50 AGREGADOS FINOS 50 HORMIGÓN AGREGADOS GRUESOS

11 HORMIGON PARAMETRIZACION RELACIÓN A/MC RESISTENCIA ADICIONES ADITIVOS DURABILIDAD PARAMETROS QUE DEFINEN UN HORMIGÓN DIMENSIONES DE LA ESTRUCTURA TRABAJABILIDAD FLUIDEZ TAMAÑO AGREGADO TIPO DE COLOCACIÓN

12 HORMIGON CONSISTENCIA TRABAJABILIDAD MEDICIÓN INDIRECTA ES LA ENERGÍA QUE HAY QUE UTILIZAR PARA COLOCAR EL HORMIGÓN EN LA ESTRUCTURA A MÁXIMA COMPACIDAD O COMPACTACIÓN ESTA ENERGÍA ES MUY DIFICIL DE MEDIR FLUIDEZ COHESIÓN TENDENCIA A SEGREGACIÓN CUANTITATIVA ASENTAMIENTO CUALITATIVA VISUAL

13 HORMIGON IMPORTANCIA DEL AGUA Al mismo tiempo, la cantidad de agua en la mezcla afecta: Asentamiento del hormigón: más agua hormigón mas fluido Peligro de Segregación Separación de materiales componentes Exudación El agua excedente, no retenida, sube a la superficie Debilidad de la pasta de cemento endurecida: más agua más débil Desde la elaboración del hormigón se busca reducir, para cada dosificación en particular, el contenido de agua de la mezcla al máximo posible, esto significa: MENOR CANTIDAD DE AGUA MAYOR RESISTENCIA Y DURABILIDAD

14 Resistencia a la Compresión [MPa] HORMIGON IMPORTANCIA DEL AGUA 90 Resistencia a compresión vs. Relación A/C (1) (2) (3) 50 (1) (2) 20 (3) ,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 Relación A/C (en peso)

15 ADITIVOS USOS Mejora las propiedades del hormigón, abarcando el estado fresco y endurecido. ESTADO FRESCO TRABAJABILIDAD TIEMPOS DE FRAGUADO ESTADO ENDURECIDO PROPIEDADES MECÁNICAS Y ELÁSTICAS AUMENTA LA DURABILIDAD CAMBIOS VOLUMÉTRICOS ECONÓMICA MEJORA LOS COSTOS

16 ADITIVOS VARIABLES QUE AFECTAN EL EFECTO DEL ADITIVO COMPOSICIÓN DEL CEMENTO CARACTERÍSTICAS FISICAS DEL AGREGADO IMPUREZAS DE AGREGADO PROPORCIONES DE LA MEZCLA PRESENCIA DE OTROS ADITIVOS TIPO Y TIEMPO DE MEZCLADO MOMENTO DE LA COLOCACIÓN TEMPERATURA DEL HORMIGÓN CONDICIONES DE CURADO

17 ADITIVOS RECOMENDACIONES ESTABLECER PROCEDIMIENTOS DE COLOCACIÓN QUE ASEGUREN SU MAYOR EFICIENCIA. CUANDO SE USA MAS DE UN ADITIVO ESTABLECER ORDEN DE CARGA REDOSIS DE ADITIVOS CUALES CUANDO COMO DOSIS MÁXIMAS SOBREDOSIS~ EFECTOS PERJUDICIALES EFECTOS SECUNDARIOS SOBRE OTRAS PROPIEDADES DEL HORMIGÓN

18 ADITIVOS ADITIVOS QUIMICOS DEFINIDOS EN IRAM IRAM 1663 Incorporador de Aire Fluidificante Retardadores de fraguado Aceleradores de fraguado Fluidificante e Incorporador de Aire Fluidificante y Retardadores de fraguado Fluidificante y Aceleradores de fraguado Acelerante de Resistencia Inicial Fluidificante y Acelerante de Resistencia Inicial Reductores de Agua de Alto Rango (Superfluidificantes) Superfluidificantes y Retardadores de fraguado

19 ADITIVOS Fluidificantes : Función Resistencia Mecánica > A Trabajabilidad = B Resistencia Mecánica > A Trabajabilidad = B +Cemento +WRA -Agua Resistencia Mecánica = A Trabajabilidad = B +WRA -Agua -Cemento Resistencia Mecánica = A Trabajabilidad = B OPTIMIZACIÓN ECONÓMICA +Cemento +Agua +WRA Resistencia Mecánica = A Trabajabilidad > B Resistencia Mecánica = A Trabajabilidad > B Rango de reducción fluidificante normal : usualmente 5 a 10 %

20 ADITIVOS Superfluidificantes (HWRA) Rango de reducción: usualmente 15 a 30%

21 HORMIGON ADITIVOS Los policarboxilatos son cadenas de polímeros acrílicos cuyas moléculas tienen una compleja forma tridimensional lo cual, sumado a su composición química generan una acción dispersante de triple efecto: eléctrica, por absorción y por repulsión estérica.

22 ADITIVOS Superfluidificantes (HWRA) PERDIDA DE TRABAJABILIDAD REDOSIS DOSIS MÁXIMA RETRASO O INHIBICIÓN DE FRAGUADO Rango de reducción: 15 al 30 %

23 consistencia Dynamon SW ADITIVOS INNOVADORES Dynamon SW es un nuevo concepto de mezcla basado en un polímero acrílico modificado que se puede utilizar solo o combinado con superplastificante convencional para mejorar la retención de la trabajabilidad. 01. Retención de trabajabilidad El aumento de la dosis de Dynamon SW en el asentamiento del hormigón mejora progresivamente sin afectar a la consistencia inicial Performance 02. Reducción de Agua Dynamon SX tiene un ligero efecto de reducción de agua, pero esta no es su principal carácterística tiempo

24 ADITIVOS INNOVADORES Dynamon XTend W Dynamon Xtend W es una nueva serie de aditivos para hormigón basado en un nuevo polímero estudiado para ofrecer una extensión de las horas de trabajabilidad. Dynamon XTend puede estar en punto muerto (N) o retardado versión (R) Dynamon XTend W 500 Dynamon XTend W 500 es un aditivo de alta calidad para hormigón. Ha sido estudiado para obtener hormigón con baja relación agua/cemento y con la retención de trabajabilidad en climas cálidos y alta temperatura.

25 EVOLUCIÓN del HORMIGÓN TRADICIONAL AL DE ALTAS PRESTACIONES Contexto Mercado Hormigón Elaborado 1990`s Buenos Aires Hormigón Promedio H-17 (17 MPa de resistencia especificada). Hormigón Máxima Resistencia H-30 (30 MPa de resistencia especificada). No se comercializaban productos especiales. Cemento normal, sin adiciones minerales de ningún tipo.

26 A PARTIR DE LOS AÑOS 2000`S LOS NUEVOS ADITIVOS PERMITEN ELABORAR HORMIGONES DE ALTA PERFORMANCE Hormigones de Alta Resistencia H47-H60-H80. Hormigones Autocompactantes (HAC-SCC). Hormigones de Rápida Habilitación al Transito (Fast Track). Hormigones de Retracción Compensada. Hormigones Autocompactantes de Alta Resistencia H60 y H80 Hormigón Poroso Hormigones con fibras

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29 HORMIGÓN DE ALTA PERFORMANCE: DEFINICIÓN ACI Es un hormigón que reúne una combinación especial de requerimientos de desempeño y uniformidad que no siempre puede ser logrados usando materiales tradicionales, mezclado normal, criterios de colocación normales y practicas de curado ordinarias. Un hormigón de alto desempeño es un hormigón en el cual ciertas características son desarrolladas para una aplicación y medioambiente particular.

30 Hormigones de Alta Resistencia Trabajabilidad adecuada Aspecto más difícil de lograr Exudación casi nula Ausencia de segregación Alta resistencia Alto módulo de elasticidad Menor contracción por secado Reducida permeabilidad al agua a presión Elevada resistividad eléctrica Baja carbonatación superficial Menor permeabilidad al ion cloruro Reducido riesgo de corrosión de armaduras

31 VENTAJAS ALTA RESISTENCIA REDUCCIÓN DE MIEMBROS ESTRUCTURALES USO EN COLUMNAS Y TABIQUES AUMENTO DEL ESPACIO RENTABLE REDUCCIÓN EN EL VOLÚMEN DE HORMIGÓN NECESARIO REDUCCIÓN EN EL PESO DE LA ESTRUCTURA REDUCCIÓN EN EL ÁREA Y COSTO DE ENCOFRADOS MENOR CANTIDAD DE ARMADURAS MAYORES INGRESOS MENOR TIEMPO DE HORMIGONADO AHORRO EN FUNDACIONES MENOR TIEMPO DE CONSTRUCCIÓN MENOR TIEMPO DE CONSTRUCCIÓN Y AHORRO EN MANO DE OBRA Y ACERO

32 VENTAJAS MENOR TIEMPO DE APUNTALAMIENTO AHORRO EN APUNTALAMIENTOS Y EN TIEMPO DE CONSTRUCCIÓN ALTA RESISTENCIA INICIAL MENOR TIEMPO DE DESENCOFRADO RÁPIDA HABILITACIÓN DE LA ESTRUCTURA MENOR TIEMPO DE CONSTRUCCIÓN ALTA MÓDULO DE ELASTICIDAD MAYOR RIGIDEZ EN TABIQUES

33 PARÁMETROS DE DISEÑO Hormigón Clase H-60 y H-80 Asentamiento en el cono de Abrams de cm Extendido en la mesa de Graf de 50 ± 3 cm Aptitud para ser colocado mediante bomba Resistencia a compresión especificada 28 días de 60/80 MPa

34 X2 (CM) Parámetros de diseño - Mesa de Graf 10 veces 10 veces 15 veces X = (X1+X2)/2 X1 (CM)

35 Parámetros de diseño - Mesa de Graf Extendido de proyecto: 50 +/- 3 cm

36 Parámetros de diseño - Asentamiento H-60 Asentamiento de proyecto: cm

37 RASCACIELOS ARGENTINOS

38 HORMIGÓN DE ALTA RESISTENCIA IMPACTO ECOLÓGICO Y FUNCIONAL Misma carga - P P f c= 75 MPa kg/m 3 C = 450 A.G. = 1050 A.F. = 675 Aditivo hiperfluidificante f c= 25 MPa kg/m 3 C = 300 A.G. = 1050 A.F. = 800 Aditivo Fluidificante A 3A Se utiliza 3 veces menos agregado y 2 veces menos cemento

39 Aplicación en obras en Argentina Aspecto del hormigón en obra

40 Intersección losa (H30) y columna (H60)

41 VISTAS DE LA OBRA Curado Hormigón H60

42 VISTAS DE LA OBRA Hormigonado Losa H60 Jardín Invierno

43 TORRES EL FARO Buenos Aires. Estudio Dujovne Hirsh y Asoc. Altura: 160 m Resistencia a compresión : 47 Mpa Años

44 EDIFICIO REPSOL-YPF (PTO MADERO) Columnas: H60 convencional Losas: H47 Autocompactante

45 HORMIGÓN AUTOCOMPACTANTE 45

46 EVOLUCIÓN Se alcanza con éxito su desarrollo en laboratorio por primera vez en 1988 en la Universidad de Tokio, con el grupo de trabajo encabezado por el Profesor Okamura. A mediados de los 90 se expande su desarrollo a países europeos, especialmente Suecia y Francia. A fines de los 90 se inician estudios y aplicación en los Estados Unidos. En el 2000 se inician estudios en Argentina con aplicación en obras por primera vez en el 2001.

47 HAC - DEFINICIÓN Es un hormigón que tiene la habilidad en estado fresco de deformarse por peso propio, llenando todos los sectores del encofrado sin necesidad de compactación interna ni externa. La mezcla debe ser capaz de sortear obstáculos sin que exista segregación de sus materiales componentes. Elevada fluidez Moderada Viscosidad Nula tendencia a la segregación Muy baja exudación (agua libre) Buena aptitud para fluir entre las barras de armadura Características Excelente deformabilidad Buena Estabilidad Reducido riesgo de bloqueo Ventajas Disminuyen los tiempos de ejecución Disminuyen defectos constructivos Disminuye costo de la mano de obra Mejoran las condiciones laborales

48 MATERIALES COMPONENTES CEMENTO Sin limitaciones. IRAM 50000/01 AGREGADO FINO AGREGADO GRUESO ADITIVOS QUÍMICOS ADICIONES MINERALES Bien Graduados. Pueden admitirse contenidos de polvo mayores. Bien Graduados. TMA ideal: 16 mm. En Argentina 12,5 y 20 mm. Superfluidicantes Base Policarboxilato Aditivos modificadores de la viscosidad Incorporadores de aire Escoria de Alto Horno, Filler Calcareo, Microsílice, Cenizas Volantes. TODAS.

49 DISEÑO DE MEZCLAS Composición Comparativa en Volumen Hormigón CONVENCIONAL Agua Cemento -Adiciones Hormigón AUTOCOMPACTANTE Agregado Fino Agregado Grueso Aire

50 CÓMO MIDO SU TRABAJABILIDAD? ASENTAMIENTO EN EL CONO DE ABRAMS = Medida universal de la Trabajabilidad 25 veces 25 veces 25 veces X (C M) Mayor fluidez PREMOLDEADOS ESTRUCTURALES AUTOCOMPACTANTES PAVIMENTOS H-60 y H-80

51 Normativa vigente 3

52 HORMIGÓN AUTOCOMPACTANTE Extendido medido con el mismo Cono de Abrams (65 ± 5 cm)

53 ENSAYO DE EXTENDIDO EN OBRA

54 ESTADO FRESCO - HAC Visual Stability Index (de 0 a 3) VSI = 0 VSI = 3

55 ESTADO FRESCO Ensayo J-RING Ensayo Sedimentación

56 Estado Fresco Ensayo J-RING ASTM C1621

57 Estado Fresco Ensayo Columna Segregación Norma ASTM 1610 S < 5% - Excelente S > 5% y < 10% - Aceptable S > 10% y < 15% - Regular S > 15% - Inaceptable

58 ESTADO FRESCO Moldeo de Probetas Hormigón Convencional Hormigón Autocompactante COMPACTACIÓN CON VARILLA 25 GOLPES POR CADA CAPA SIN COMPACTACIÓN

59 Experiencia LOCAL Dificultades con Hormigón CONVENCIONAL

60 Experiencia LOCAL Comparación con un hormigón convencional fluido Hormigón Convencional (HC): 8 operarios en 7 horas. Hormigón Autocompactante (HAC): 2 operarios en 4.5 horas. Los operarios restantes siguieron con al armado de la siguiente etapa. Costo HAC > Costo al HC (Variable en función de casto de mat. componentes)

61 Experiencia LOCAL - Bóveda de un Banco

62 Experiencia LOCAL : Bóveda de un Banco

63 Experiencia LOCAL - Bóveda de un Banco

64 Proceso Constructivo A B C D

65 Experiencia LOCAL- Pilotes. Prueba industrial HAC clase H-30

66 Experiencia LOCAL- Columnas, Tabiques y Losas Mejoras en la terminación superficial. Hormigón Clase H47. Diferencias de costo muy acotadas respecto del H47 Convencional.

67 Experiencia Local Estructura Terminada (Organo de Viento)

68 Experiencia Local - Losas H47 Edificio REPSOL YPF Aspecto General

69 APLICACIONES EN OBRA Ensayo ASTM C1611 HAC H47 Autocompactante Llenado Columna

70 Detalle Viga Postesada H60

71 APLICACIONES EN OBRA 71

72 APLICACIONES EN OBRA 72

73 Muchas Gracias!!!!!