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AIRE ATRAPADO EN EL CONCRETO

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JOHN ALEXANDER TRUJILLO GONZALEZ

on 16 September 2014

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AIRE ATRAPADO EN EL CONCRETO
ALCANCE
En la producción de concreto interviene gran cantidad de factores que influyen en su calidad, siendo uno de ellos el aire que queda atrapado dentro de la mezcla o el que es incluido intencionalmente para cambiarle o mejorarle algunas de sus propiedades.
Los materiales incorporadores de aire pueden estar compuestos de: sales y resinas de madera, detergentes sintéticos, sales de lignina sulfona, sales de ácidos del petroleo, grasas y aceites de origen animal y vegetal y sus ácidos grasos y algunas sales organicas de hidrocarburos sulfonados.
Las burbujas se producen por disminución de la tensión superficial del agua mediante un agente que promueve su formación y permite su estabilidad durante el proceso de fabricación, fraguado y endurecimiento del concreto.
El aire incluido intencionalmente en el concreto fresco se denomina aire incorporado; se considera que es uno de los grandes avances en la tecnología del concreto , y hoy por hoy se recomienda para casi todos los concretos, especialmente para mejorar algunas características como la manejabilidad y la durabilidad. Consiste en esferoides introducidos al utilizar un cemento con inclusor de aire(tipo IA,IIA ó IIIA) o por aditivos inclusores de aire durante el mezclado.
El tamaño promedio de estas burbujas usualmente va de 0,05mm a 1,27mm y se distribuyen uniformemente a través de la pasta.
GENERALIDADES
El volumen de aire atrapado es introducido durante las operaciones de dosificación y mezcla del concreto y es variable en cantidad, tamaño y forma de las burbujas; si el tamaño de las burbujas ocupa un volumen relativamente grande y permanecen dentro de la masa del concreto, se obtiene una disminución importante en la resistencia potencial de a mezcla, de allí la necesidad de una buena compactación del concreto para extraer la mayor cantidad posible de aire atrapado.
PROPIEDADES DEL CONCRETO CON AIRE INCLUIDO
La inclusion de una cantidad apropiadad de aire en el concreto produce efectos deseables a sus caracteristicas. En estado fresco mejora la trabaabilidad y disminuye el riesgo de segregacion;en estado endurecido mejora notablemente la durabilidad en especial contraresta la accion de congelamnto y deshielo;ademas, reduce la permeabilidad; aumenta la resistencia a la accion de los sulfatos y sustancias quimicas, permite la reduccion del agua del mezclado para un determinado grado de trabajabilidad y de la cantidad de arena de la mezcla.
TRABAJABILIDAD
La trabajabilidad de la mezcla en estado plástico se mejora con la inclusión de aire porque estas incrementan el volumen de mortero proporcionando así una mayor fluidez del concreto. Además , por la flexibilidad de las burbujas se constituyen en esferas que facilitan el movimiento de unas partículas respecto de las otras. La inclusión de aire se hace mas efectiva en mezcla pobres o aquella con partículas de agregado de forma angular o con agregados con una gradación pobre en la arena pues el aire incluido actua de manera efectiva como un agregado muy fino.
RESISTENCIA
El aire incluido hace posible una reducción en el contenido de arena de la mezcla en una cantidad de contenido aproximadamente igual al volumen de aire incluido; en consecuencia, se obtiene un concreto con mas espacios vacíos y por tanto su resistencia disminuye. De otra parte, por cada 1% de aire incluido se permite la reducción de cerca del 3% de agua del mezclado para una determinada consistencia, de ahí que al hacer el diseño de la mezcla, para mantener el asentamiento constante, se obtenga una compensación parcial de resistencia; por lo tanto dicha perdida es muy poca y raras veces alcanza el 15%.
DISMINUCION EN EL RIESGO DE SEGREGACION Y EXUDACION
La egregacion de una mezcla ocurre cuando las particulas gruesas se separan de las mas finas, o cuando se tienen mezclas muy humedas y se separa la pasta de los agregados. De la misma manera, la exudacion ocurre cuando parte del agua de mezclado tiende a elevarse a la superficie del concreto recien colocado. Cualquiera de los dos casos se presenta por una falta de cohesion bien sea por mezclas muy secas o porque son muy humedas o tambien porque los constituyentes solidos no pueden retener toda el agua cuando se asientan.
El aire incluido intencinalmente desarrolla tensiones hidrostaticas que aumentan la cohesividad de la mezcla haciendo que se disminuya el riesgo de segreacion; por otra parte, la presencia de burbujas de aire parece conservar en suspension la particulas solidas , de modo que la sedimentacion se reduce y no se expulsa agua.
RESISTENCIA AL CONGELAMIENTO Y DESHIELO
La estructura interna de un concreto normal presenta una cierta porosidad con canales capilares que permiten la entrada de agua. Por la accion de bajas temperaturas, puede ocurrir el fenomeno de congelamiento del agua, el cual se efectua en forma rapida y va acompañado de un aumento de volumen (aprox. 9%). El incremento de volumen hace que el agua ocupe un espacio adicional, pero al no tenerlo se da origen a esfuerzos de tension internos generando asi una rotura inicialmente pequeña y superficial. Los sucesivos ciclos de congelamiento y deshielo, estos canales se llenaran de agua que al congelarse ocupara cada vez un mayor volumen, produciendo un efecto acumulativo que ira destruyendo cada vez mas el concreto.
El daño que le puede causar al concreto este fenomeno se evita con la incorporacion de burbujas de aire puesto que estas interceptan los canales capilares, asilandolos unos de otros, haciendo que el concreto sea menos permeable y por consiguiente, impidiendo la entrada del agua; y porque las burbujas crean depositos de aire de forma esferica que actuan como aliviadores de presion puesto que al producirse la congelacion del agua encuentran en ellas el espacio requerido para su expansion sin generar esfuerzos internos, ya que no llegan a llenarse totalmente.
AGREGADO GRUESO Y CEMENTO
EL TAMAÑO MAXIMO DEL AGREGADO GRUESO Y EL CONTENIDO DE CEMENTO DE UNA MEZCLA TIENE UN EFECTO PRONUNCIADO EN EL CONTENIDO DEL AIRE INCLUIDO COMO EN EL CONCRETO SIN AIRE INCLUIDO.
PARA UNA MISMA CANTIDAD DE AGENTE INCORPORADOR , UN CEMENTO CUYO CONTENIDO DE ALKALI SEA ALTO, INCORPORARA MAYOR CANTIDAD DE AIRE QUE UN CEMENTO DE CONTENIDO MENOR. POR ESTA RAZON PARA ASEGURAR LA CANTIDAD CORRECTA DE ADITIVO INCORPORADOR DE AIRE , ES MUY IMPORTANTE CONTROLAR LAS CARACTERISTICAS DEL CEMENTO EN LA DOSIFICADORA CUANDO ESTE PROCEDE DE VARIAS FUENTES DE SUMINISTRO.
AGREGADO FINO
Para una cantidad dada de cemento incorporador o aditivo, el incremento en la cantidad de agregado fino consigue que se quede atrapada una mayor cantidad de aire durante el proceso de mezcla.
se ha demostrado que las particulas de agregado que mas incorporan aire en la mezcla son auellas que pasan el tamiz 595(N° 30) y las que quedan retenidas en el tamiz 0.1149 (N° 100)
ASENTAMIENTO Y VIBRACION
TEMPERATURA DEL CONCRETO
MEZCLADO
TERMINADO PREMATURO
ADITIVOS Y AGENTES COLORANTES
ADITIVO INCORPORADOR DE AIRE
MEDIDA DEL CONTENIDO DEL AIRE
RECOMENDACIONES DEL CONTENIDO DE AIRE
DEPENDE:
-El tipo de estructura
-las condiciones climaticas
-si la estructura estara expuesta a ciclos de congelamiento y deshielo
-estara expuesta a la accion de agentes descongelantes
-la resistencia especificada del concreto
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