Concretos Ligeros

Concretos Ligeros Definición y características sonla base de este artículo dedicado a este importante producto que ya tiene más de 50 años de ser utilizado.

El concreto ligero tiene características propias; por un medio espumoso adicionado a la mezcla se ha hecho más ligero que el concreto convencional de cemento, arena y grava, que por tanto tiempo ha sido el material empleado en las construcciones. Esto, sin embargo, es más bien una descripción cualitativa en vez de una definición. Asimismo, se ha sugerido definirlo como un concreto hecho con base en agregados de peso ligero, lo cual se presta a dudas ya que en todos lados se conoce por agregado de peso ligero aquel que produce un peso ligero. En todo caso, existen algunos concretos lig eros que ni siquiera contienen agregados. En vista de la dificultad para definirlo, el concreto ligero fue conocido durante muchos años como un concreto cuya densidad superficialmente seca no es mayor a 1,800kg/m3. Por otra parte, con la aplicación en miembros estructurales de concreto reforzado con agregados de peso ligero, la densidad límite tuvo que ser revisada, ya que algunas muestras de concreto hechas para este propósito a menudo daban concretos de densidad (superficialmente secos) de 1,840 kg/m 3, o mayores. Esto, sin embargo, es aún concreto ligero dado que resulta todavía bastante más ligero que el concreto común, que usualmente pesa entre los 2,400 y 2,500kg/m3. El concreto ligero se ha utilizado por más d e 50 años. Su resistencia es proporcion al a su peso, y su resistencia al desgaste por la acc ión atmosférica es casi como la del concreto ordinario. Con re specto al concreto de arena y la grava tiene ciertas ventajas y desventajas. Sus ventajas están en los ahorros en acero estructural y en los tamaños disminuidos de la cimentación debido a c argas disminuidas y una resistencia y un aislamiento mejores contra el fuego, el calor y sonido. Sus desventajas incluyen un mayor costo (30 a 50 por  ciento); la necesidad de más cuidado en la colocación; la mayor porosidad y su mayor contracción por secado. Los concretos ligeros son concretos de densidades menores a las de los concretos normales hechos con agregados comunes. La disminución de la densidad de estos concretos se produce por una presencia de vacíos en el agregado, en el mortero o entre las partículas de agregado grueso. Esta presencia de vacíos ocasiona la disminución de la resistencia del concreto, por lo que muchas veces la resistencia no es la condición predominante para los concretos, y en otr os casos se compensa. En construcciones de concreto, el peso propio de la estructura representa una proporción importante en la carga total de la estructura por lo que

reducir la densidad del mismo resulta beneficioso. Así se reduce la c arga muerta, con la consiguiente reducción del tamaño de los distintos elementos estructurales, llegando a los cimientos y al suelo co n menores cargas. Básicamente el uso de concretos ligeros depende de l as consideraciones económicas. Para analizar el concreto ligero o celular se estudian previamente sus propiedades y características, en relación a las de aquellos concretos tradicionales. La característica más evidente es su densidad, la cual es considerablemente menor  que la del concreto normal y con frecuencia solo implica una fracción de la misma. Las ventajas de tener materiales con baja densidad son numerosas. Por ejemplo, reducción de las cargas muertas, mayor rapidez de construcción, así como menores costos de transportes y acarreos. El peso que gravita s obre la cimentación de un edificio es un factor importante en el diseño del mismo especialmente hoy en día en que la tendencia es hacia la construcción de edificios cada vez más altos. Los agregados producidos por aplicación de calor para expandir la pizarra, arcilla, esquisto, la pizarra diatomácea, perlita, obsidiana y vermiculita tienen una densidad de 650 a 900 k g/m3 para el caso del proceso mediante aglutinado y de 300 a 650 kg/m 3 cuando se hacen en el horno giratorio. Los c oncretos que se obtienen tienen densidades entre 1,400 a 1,800 kg/m 3. Tienen la ventaja de que se obtienen resistencias más elevadas que con cualquier  otro agregado ligero.

La arcilla expandida

La arcilla expandida clinkerizada es un agregado inerte y ligero producido industrialmente que reemplaza con ventajas tecnológicas a los agregados naturales en la elaboración d e concretos estructurales y aislantes para la industria de la construcción. Se elabora con la más moderna tecnología. Su proceso productivo utiliza arcillas naturales seleccionadas y adecuadamente tratadas, que alcanzan en el horno rotativo un estado piroplástico a temperaturas superiores a 1120°C. Obtiene un agregado ligero inerte, formado por pellets que se caracterizan por una estructura interna celular encerrada por una corteza ceramizada sumamente dura y resistente. No contiene sustancias químicamente activas orgánicas o inorgánicas no existiendo riesgos de reacción álcali-agregado ni otro tipo de reacción indeseable con los otros agregados, cemento o aditivos empleados en la elaboración de concretos. Su ph es 7. La estructura celular interna del pellet encapsulada en una cubierta cerámica clinkerizada es que brinda a e ste material sus características de material ligero, resistencia mecánica y aislamiento térmico, confiriendo a los concretos una excelente relación entre peso propio y capacidad estructural. Sustituye en forma directa al canto rodado, piedra triturada y las arenas para producir concretos estructurales ligeros de igual resistencia a la compresión y con un 30% menos de peso que los obtenidos con agregados tradicionales. Pizarra y arcilla expandidas

Todos los agregados expandidos de la pizarra y de la arcilla son hechos calentando los materiales preparados al punto de fusión donde llegan a ser blandos y se expanden debido a que los gases encerrados se expanden.  A excepción de un producto hecho de la pizarra, la materia prima se procesa al tamaño deseado antes de que se caliente. En algunos casos las partículas están cubiertas con u n material de un punto más alto de fusión para prevenir la aglomeración durante la calcinación. Concreto estructural

Los concretos estructurales ligeros elaborados con arcilla expandida, cemento y arena, que p ermiten lograr  dosificaciones de igual resistencia a la compresión que las obteni das con piedra triturada o canto rodado con considerable reducción en el peso propio lo que se traduce eventualmente en menores costos de mantenimiento de plantas y equipos de transporte. Es práctica reconocida el empleo de concreto es tructural de arcilla expandida para la construcción de elementos antifuego. Por su parte, estudios realizados en numerosas instituciones han determinado que estos concretos son más eficientes a este respecto que los de peso normal para una misma resistencia a la acción del fuego.

Aislamiento Acústico

La estructura celular de la arcilla expandida permite que las losas y cerramientos ejecutados con este material amortigüen las vibraciones propagadas por el medio ambiente y por vía de impacto, al degradar su energía. En cuanto a la evaluación del efecto acústico con la utilización de arcilla expandida, cabe decir que se cumplen los valores generales que establece al respecto la bibliografía sobre el tema, que lo relaciona con la densidad del material empleado. En cuanto a los ruidos por golpes, e s más efectivo (muestra mayor aislamiento acústico que la correspondiente a su peso es pecífico) para los ruidos aéreos. Pisos y rellenos térmicamente aislantes

Están constituidos por arcilla expandida granulometría 0-3 mm, cemento y agua, sin la incorporación de arena. La estructura interna abierta de este contrapiso le confiere alta capacidad de aislamiento térmico, no degradable en el tiempo. La conductividad térmica está relacionada con la densidad. Es por lo tanto altamente recomendable para entrepisos y capas de nivelación y con pendiente en terrazas y azoteas expuestas.  Además permiten el tránsito peatonal a las 24 horas de colocado. Propiedades de los concretos con agregado ligero

Permiten que los rangos de densidades oscilen entre 300 a 1,850 kg/m3. Los rangos correspondientes de resistencia van entre 0.3 a 40 Mpa, e inc luso mayores. Las resistencias más elevadas se obtienen con contenidos elevados de cemento (500 kg/m 3, puede necesitarse hasta 70% más que con agregados normales). Todos los agregados ligeros producen concretos totalmente diferentes entre sí por lo que se requiere un cuidadoso control. Las propiedades del concreto además s e ven afectadas por la granulometría del agregado, el contenido de cemento y la relación agua/cemento. Los agregados ligeros tienen mayor y más rápida absorción de agua. Las mezclas son más ásperas, lo cual se puede disminuir con la inclusión de aire, reduciendo el requerimiento de agua. Generalmente los contenidos de aire totales por volumen son de 4 a 8% para tamaño máximo de agregado de 20 mm, y de 5 a 9% para tamaño máximo de 10 mm. La trabajabilidad disminuye si se usan tanto agregados finos de peso ligero como agregados gruesos de peso ligero por lo que se recomienda usar agregados finos de peso normal y agregados gruesos de peso ligero (Concreto semiligero). Generalmente estos concretos requieren de un 12 a un14% menos de agua de mezclado para lograr una misma trabajabilidad que uno ligero. Puede sustituirse solo parte del agregado fino por agregados finos de peso normal, pero siempre en volúmenes iguales. Para la misma resistencia el módulo elástico de un concreto ligero es menor que el de uno normal, (alrededor de un 24 a 50%) por lo tanto las deformaciones son mayores. Pros y contras

Es buen aislante térmico por su contenido de aire. Es durable. No es altamente resistente a la abrasión. Es más caro. El mezclado, manejo y colado requiere más precauciones. Es apto, en general, para pretensados, cascarones y edificios de gran altura. Resulta ideal para la construcción de: elementos secundarios en edificios o viviendas, que requieren de ser ligeros a fin de reducir las cargas muertas; para colar elementos de relleno que no soporten cargas estructurales; para la construcción de vivienda con características de aislamiento térmico. Los elementos para los cuales es más apropiado utilizar el concreto ligero incluyen, entre otros: losas y muros para casas habitación, cines, auditorios, teatros, muros divisorios. Capas de nivelación de losas y pisos. Rellenos para nivelar y como aislante.

Tipos de agregado ligero

Los agregados ligeros son producidos expandiendo la arcilla, la pizarra, la pizarra diatomácea, la perlita, la obsidiana y la vermiculita con el uso de calor. Los agregados ligeros se venden bajo varios nombres comerciales. Características de los agregados ligeros

Las características de los agregados ligeros varían de forma importante. Por ejemplo, la resistencia del concreto hecha con pizarra y arcilla expandida es relativamente alta y se compara de manera favorable con la del concreto ordinario. La piedra pómez, la escoria, y algunas escorias expandidas producen un concreto de resistencia intermedia. La perlita, la vermiculita, producen un concreto de resistencia muy baja. Las características del aislamiento de los concretos ligeros son mejores que las de los concretos más pesados. El valor del aislamiento del material más pesado (concreto triturado de pizarra y de arcilla) es cerca de cuatro veces más que la del conc reto ordinario. Todos los agregados de peso ligero, a excepción de las pizarras y las arcillas y escoria expandidas, producen los c oncretos de alta contracción. La mayoría de los concretos ligeros tienen características que los hacen más manejables ya que se pueden clavar y aserrar.

Aplicaciones

El uso del concreto ligero ha hecho posible, en algunas ocasiones, llevar a cabo diseños que en otra forma hubieran tenido que abandonarse por razones de p eso. En estructuras reticulares, los marcos deben llevar las cargas de pisos y muros. En ellos se pueden lograr considerables ahorros en su costo si se utilizan losas de

entrepiso, muros divisorios y acabados exteriores a base de concreto ligero o celular. Desde el punto d e vista de la sustentabilidad, este material induce al ahorro de materiales y en consecuencia al ahorro de energía y materia prima en la producción de material de construcción. En ese orden de ideas también contribuye por sus cualidades de aislamiento térmico al ahorro de energía para el ac ondicionamiento de la temperatura al interior  de la vivienda o edificación. c

1. QUE ES EL CONCRETO LIGERO

Se denomina concreto ligero a todo aquel que tiene un peso volumétrico fresco menor de 1900 kg/m3. Por lo general estos concretos ofrecen un mejor aislamiento térmico que los concretos de peso normal o pesados. Las principales ventajas con el empleo de concretos ligeros inician desde la cimbra que está sometida a presiones menores que se registran con el concreto de peso normal, así como en la disminución de las dimensiones y por lo tanto el costo de las cimentaciones y de la estructura en general. 2. CLASIFICACION DE LOS CONCRETOS LIGEROS

Por su peso volumétrico y resistencia a compresión, los concretos ligeros se pueden clasificar  en 3 grupos: a) Concreto Ligero Estructural

Peso volumétrico seco de 1400 a 1850 kg/m3 Resistencia a compresión mayor o igual a 175 kg/cm2 b) Concreto Ligero de Resistencia Moderada

Peso volumétrico seco de 800 a 1400 kg/m3 Resistencia a compresión de 70 a 175 kg/cm2 c) Concreto Ligero Aislante

Peso volumétrico seco de 300 a 800 kg/m3 Resistencia a compresión menor de 70 kg/cm2

3. AGREGADOS PARA CONCRETO LIGERO

Los agregados utilizados en la elaboración de concreto ligero, se caracterizan por su alta porosidad y bajo peso específico, por su origen se clasifican en dos grupos: naturales y artificiales. Agregados Naturales

Por lo general estos agregados son de origen volcánico, y entre los más usados se tienen los siguientes: Pómez, tezontle, escorias, cenizas volcánicas y diatomita. Agregados Artificiales

Existe un gran número de nombres de marcas comerciales, pero la mejor clasificación se basa en la materia prima utilizada y el método de producción.

a. Agregados producidos por la aplicación de calor a fin de expander la arcilla, la pizarra, el esquisto y la pizarra diatomácea, la perlita, la obsidiana y la vermiculita. b. En este grupo se consideran los agregados que se obtienen mediante un proceso de enfriamiento, gracias al cual se logra una expansión de escorias de alto horno. c. En este grupo se consideran las cenizas industriales

http://www.imcyc.com/ct2009/jul09/tecnologia.htm http://www.bst-betostyrene.com/manual_11.html http://www.scielo.org.co/pdf/dyna/v74n153/a08v74n153.pdf  http://www.redtextilargentina.com.ar/index.php/fibras/f-diseno/fibras-vegetales http://www.ingenierias.uanl.mx/22/usodefibras.PDF http://cdigital.dgb.uanl.mx/te/1020150648/1020150648.PDF

MODULO DE RUPTURA DEL CONCRETO CON LA  ADICION DE FIBRAS DE IZOTE AL CONCRETO izote (del nahua «iczotl») m. Nombre dado a varias especies de árboles liliáceos del género

Yucca ,

especie de palmas con las ramas dispuestas en forma de abanico con unas flores blancas muy aromáticas que se comen en conserva; en España se cultivan como decorativos. izote. (Del nahua iczotl ). m. Árbol de América Central, de la

familia de las Liliáceas. Es una especie de palma, de unos cuatro metros de altura, con ramas en forma de abanico, hojas fuertes y ensiformes, punzantes y ásperas en los bordes, y flores blancas, muy olorosas, que suelen co merse en conserva. En España se cultiva en los jardines.