¿Qué es el concreto de alta resistencia?
El preparado y la mezcla de ingredientes son procesos esenciales
para mejorar las características del concreto, como su resistencia.
El concreto de alta resistencia es un tipo de concreto especial, según las Normas Técnicas Complementarias del Reglamento de Construcciones de la Ciudad de México (2), cuya resistencia a la compresión es igual o mayor que 400 kg/cm2 o 40 megapascales (MPa).
Se denominan concretos especiales a todos aquellos que presentan desempeños distintos al de los concretos convencionales, debido a modificaciones en sus componentes, cuyo objetivo es lograr características distintas. Otro ejemplo de este tipo es el concreto lanzado.
El valor de la resistencia mínima cambia ligeramente según cada norma u organización que lo defina. Por ejemplo, el Instituto Americano del Concreto (ACI, por sus siglas en inglés) lo considera a partir de los 420 kg/cm2 (3).
Según sus características específicas, el concreto de alta resistencia puede considerarse también un concreto de alto desempeño. En caso de serlo, la alta resistencia no sería la única propiedad mejorada, sino también su durabilidad (1).
El concreto de alta resistencia ha modificado la manera de construir edificios altos. A la izquierda se aprecia el Lake Point Tower, en Chicago, donde se usó por primera vez este material.
El concreto de alta resistencia se utilizó por primera vez en 1968 en las columnas inferiores del edificio Lake Point Tower en Chicago, Estados Unidos. La resistencia que se alcanzó fue de 520 kg/cm2 (3).
Desde entonces, los institutos y centros de investigación que se enfocan en el concreto han observado el comportamiento real de este material en relación con la proporción, la calidad y el añadido de sus componentes para incrementar su resistencia sin menoscabar su seguridad.
El empleo del concreto de alta resistencia está regulado por normas estrictas que se adecuan según los criterios de cada urbe. Por ejemplo, en la Ciudad de México, al ser zona sísmica y por el tipo de suelo, se exigen ciertos lineamientos, por lo que la resistencia máxima permitida es de 700 kg/cm2 (2).
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Beneficios de este material de construcción
La producción de concreto de alta resistencia requiere enfoques específicos en los procedimientos de diseño y elaboración de las mezclas para obtener beneficios. Las técnicas esenciales son la alta velocidad de mezclado y revibrado, así como la inclusión de aditivos.
Para obtener resultados óptimos con el concreto de alta resistencia
la clave está en su preparación y los aditivos utilizados.
La alta resistencia del material es, por supuesto, su ventaja más importante. Esto se traduce en la posibilidad de reducir las dimensiones de los elementos estructurales, especialmente las columnas, para edificaciones de baja, mediana y gran altura (3).
Mediante análisis dinámicos se ha podido observar que, en elementos estructurales construidos con este tipo de concreto, se produce un desplazamiento lateral menor, con lo que se logra mayor resistencia a la rigidez lateral y al acortamiento axial del edificio (3).
Respecto a las estructuras auxiliares, el concreto de alta resistencia también ayuda a reducir el uso de diversos tamaños de cimbras, ya que se puede utilizar este concreto en niveles inferiores y posteriores. Esta distribución mantiene iguales las dimensiones de los elementos en el edificio (3).
Esto ofrece la posibilidad de tener menos secciones en la construcción y por lo tanto, contribuye a que la estructura pese menos. Además, su matriz poco densa y porosa dota al concreto de una menor permeabilidad de líquidos y gases, en contraste con los concretos convencionales (4).
Aplicaciones del concreto de alta resistencia
Si bien el concreto de alta resistencia puede utilizarse en diversos tipos de construcciones con distintas alturas, se utiliza sobre todo en estructuras altas o que están sujetas a esfuerzos de gran magnitud.
Este material también se usa en toda estructura que necesite generar una alta resistencia en 28 días o de la cual se quieran reducir las secciones de la construcción (4).
Además de edificios de gran altura, el concreto de alta resistencia también es útil en otras superestructuras, por ejemplo, las de algunos puentes.
Otra de sus aplicaciones son las superestructuras de puentes de amplia luz y aquellas en las que existe la necesidad de aumentar la durabilidad (4).
Asimismo, se utiliza el concreto de alta resistencia cuando se requieren relaciones bajas de agua y cemento, como en tanques de almacenamiento, estructuras de muelles o que tienen contacto con aguas residuales (4).
Las instalaciones petroleras, de gas, hidroeléctricas y otras infraestructuras de gran peso también son ejemplos de aplicación del concreto de alta resistencia, por el módulo de elasticidad más alto que el de los concretos convencionales (5).
Recomendaciones de uso
A pesar de que, en la actualidad, no hay aún una metodología específica y regulada internacionalmente para la preparación de concretos de alta resistencia, sí pueden identificarse algunas medidas necesarias para obtenerlo.
Las investigaciones sobre concreto han podido determinar que la importancia para elaborar este tipo de concreto descansa sobre todo en dos factores: el mezclado y la calidad de los materiales, que idealmente deben tener la forma y condiciones que cuando se emplean en obra (5).
Algunas recomendaciones para lograr un buen concreto de alta resistencia son (4):
1. El curado de las muestras debe comenzar antes de que transcurran 30 minutos del desmolde. Estas permanecerán sumergidas por completo en agua hasta la edad de falla.
2. Las muestras del concreto deberán someterse a una evaluación de la resistencia para lograr el mínimo requerido, según la norma del lugar en que se realice.
3. El concreto que haya comenzado el proceso de fraguado no deberá vibrarse, mezclarse ni utilizarse en caso de demora de la obra.
4. El bombeo vertical puede realizarse hasta 25 metros de altura. Para alturas mayores, es necesario un aditivo que mejore el bombeo.
5. Es importante tomar en cuenta que los concretos de alta resistencia son menos resistentes al fuego que otros concretos. Por eso se recomienda usar microfibras si se cree que habrá exposición constante.
6. El tiempo de manejabilidad del concreto de alta resistencia es menor que el de los concretos convencionales. Por ello, el equipo y el personal especializado deben estar listos para la colocación en todo momento.
Estas recomendaciones son generales y, por supuesto, no suponen una guía exacta sobre el preparado de concreto de alta resistencia. Para ello es preciso acudir a los expertos con el objetivo de lograr un buen resultado.
Para otros proyectos, será más útil reforzar el concreto convencional. Si quieres saber más, puedes leer: “Resistencia del concreto con fibras: guía con todo lo que debes saber”.
En resumen, el concreto de alta resistencia es una opción ideal para construcciones que soportarán esfuerzos significativos. Su elevada resistencia a la compresión también tiene un efecto en el mejor desempeño de la permeabilidad y una durabilidad extendida en comparación con otros concretos.
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