Hormigón ligero estructural

El hormigón ligero estructural está hecho con un agregado liviano producido en hornos rotatorios, estos resuelven problemas de peso y durabilidad en edificios.

Este tipo de mezcla tiene resistencias comparables al de peso normal, pero actual es de un 25% a un 35% más ligero. Sigue leyendo para que obtengas más información del mismo.

¿Qué es el hormigón ligero?

Es un tipo de material que facilitará mucho tu trabajo. Este mortero se compone principalmente de componentes que lo hacen más delgado.

Es menos pesado que el mortero ordinario y, por lo tanto, mucho más práctico de usar. Se reemplazan los materiales pesados que se encuentran en el mortero convencional, como los áridos. En su lugar es posible agregar perlas de poliestireno, por ejemplo.

El hormigón está en continua innovación y el hormigón ligero es una aportación novedosa a la construcción en la clasificación de hormigones especiales.

Estructuralmente hablando, se define como hormigón ligero a aquel cuya resistencia a compresión no es menor a 15 o 20 N/mm2 a 28 días. Su resistencia máxima depende del diseño de la mezcla y el tipo de árido ligero utilizado. Su densidad no deberá exceder los 1.800 kg/m3. 

Este hormigón es, por tanto, un hormigón de estructura cerrada que en su mezcla contiene cierta proporción de árido ligero (artificiales o naturales), cuya densidad medida en condición seca, con peso constante inferior a los 2000kg/m3, superior a 1200kg/m3 y con una resistencia mínima de 15MPa. La resistencia máxima estructural del hormigón ligero se limita a 50Mpa.

Es decir, consideramos un hormigón ligero cuando su densidad es de 2,0 kg/dm3 o inferior. Este tipo de hormigón se aplica cuando se requiere aligerar el peso de una estructura. Además, su baja conductividad térmica lo hace ideal como aislante.

Este es un hormigón muy interesante, a continuación, te explicaremos cómo logramos obtener sus propiedades.

Características del hormigón ligero estructural

El amasijo liviano estructural ofrece flexibilidad de diseño y ahorros de costos sustanciales, al proporcionar menos carga muerta, respuesta estructural sísmica mejorada, vanos más largos. Además de las mejores clasificaciones de incendio, secciones más delgadas, menor altura del piso, miembros estructurales de menor tamaño, menos acero de refuerzo y menores costos de cimentación.

Los elementos prefabricados de hormigón ligero estructural han reducido los costos de transporte y colocación. Con excelente rendimiento de durabilidad hecho con pizarra expandida.}Características

Entre sus características más frecuentes se valoran su densidad, resistencia, consistencia y tamaño máximo.

• Se trata de un hormigón muy permeable, lo que lo hace ideal para pavimentar superficies que requieran esta característica.
• Se consigue una reducción del peso propio en las estructuras.
• Se reducen las cargas muertas sobre la estructura.
• Ideal como hormigón aislante.
• Es un hormigón resistente al fuego.

Un buen curado interno

La estructura celular del agregado ligero estructural proporciona un curado interno a través del arrastre de agua, lo que es especialmente beneficioso para el concreto de alto rendimiento (HPC). El curado interno mejora la zona de contacto, lo que mitiga las microfisuras.

La mezcla se hace con un adherido bastante grueso y, a veces, una parte o los agregados delicados completos pueden ser livianos en el lugar de los agregados normales.

Clasificación

Es importante que los distintos tipos de hormigón tengan una clasificación según su método de producción:

• Mediante el uso de áridos ligeros porosos de gravedad específica aparente baja
• Introduciendo grandes huecos dentro de la masa de mortero
• Omitiendo el agregado fino de la mezcla para que haya un gran número de huecos intersticiales

Ventajas del hormigón ligero estructural

La carga muerta reducida del amasijo húmedo permite verter un tramo más largo sin apuntalar. Esto ahorra tiempo de trabajo y de círculo para cada piso . A continuación, algunas ventajas del mortero:

• Reducción de la carga muerta, tasas de construcciones más rápidas y menores costos de transporte y manipulación. El ocho del edificio en términos de las cargas transmitidas por los cimientos es un factor importante en el diseño, particularmente para el caso de edificios altos
• El uso de amasijo a veces ha hecho posible continuar con el diseño que de otro modo se habría ligero abandonado debido al peso excesivo
• En las estructuras de marco, se pueden lograr ahorros considerables en el costo utilizando este mortero para los pisos de construcción, tabiques y revestimientos externos
• En la mayoría de los materiales de construcción, como los ladrillos de arcilla, la carga de transporte está limitada no por el volumen sino por el peso. Con contenedores de diseño adecuado, se pueden transportar volúmenes mayores de mezcla ligera de manera económica.
• Una característica menos obvia pero sin embargo importante del hormigón celular, es su conductividad térmica relativamente baja, una propiedad que mejora con la disminución de la densidad en los últimos años.
• Con el aumento del costo y la escasez de fuentes de energía, se ha prestado más atención a la necesidad de reducir el combustible. Consumo manteniendo, e incluso mejorando, las condiciones de confort de los edificios.

Ventajas

• Sencillez en la resolución de detalles.
• Al utilizar aditivos aireantes se mejora la trabajabilidad y durabilidad del hormigón.
• Su puesta en obra es económica y ofrece un mayor rendimiento, gracias a la rapidez de su colocación.
• Su coeficiente de transmisión térmica es inferior al hormigón tradicional.
• Con este tipo de hormigón se consigue minimizar secciones al reducir el peso propio.
• En espesores cuyo recubrimiento es ligeramente superior al hormigón convencional garantiza una mejora en la protección de las armaduras.

El punto se ilustra por el hecho de que una pared sólida de argamasa celular de 125 mm de espesor proporcionará un aislamiento térmico aproximadamente cuatro veces mayor, que el de una pared de ladrillos de arcilla de 230 mm.

Usos del hormigón ligero estructural

El hormigón ligero estructural se ha utilizado de varias formas: para construir puentes nuevos o reparar o ensanchar puentes viejos, para añadir pisos adicionales a edificios existentes, así como para reducir la cantidad de mezcla y acero de refuerzo necesarios en edificios nuevos. Además para:

• Soleras y engrosamientos para usos generales especialmente cuando se trata de solas o engrosamiento y peso para pisos de techos y otros elementos estructurales
• Soleras y muros en los que la madera debe fijarse mediante clavos
• Fundición de acero estructural para protegerlo del fuego y la corrosión o como revestimiento para fines arquitectónicos
• Aislamiento térmico en cubiertas
• Tuberías de agua aislantes
• Construcción de tabiques y muros de paneles en estructuras de marco
• Fijación de ladrillos para recibir clavos de carpintería, principalmente en construcciones de tipo doméstico
• Aislamiento general de muros
• Superficie revocada para muros exteriores de casas pequeñas
• También se utiliza para amasijo armado

Aplicaciones del hormigón ligero

Su aplicación puede ejecutarse mediante cubilote o con vertido. Todo dependerá de los requerimientos de la obra y el acceso a los puntos de vertido.

Sus aplicaciones están basadas en cuatro características principales:

• Reducción del peso propio en aquellas estructuras en las que se necesite disminuir el peso propio, ya sea por su gran esbeltez, luz o por tratarse de una estructura complicada que tenga un alto peso propio.
• hormigones aislantes.
• hormigones resistentes al fuego.
• En construcciones civiles para aligerar el peso, ya que un menor peso supone un ahorro importante, por ejemplo: estructuras flotantes, losas de puentes, piezas prefabricadas.
• Se usa mucho en fachadas, cubiertas, muros, acabados interiores, etc.
• Se aplica en la rehabilitación de edificios antiguos.
• En recrecidos de losas y suelos.
• Rellenos de zanjas.

Tipos de hormigón ligero

Existen tres tipos de mortero liviano que a continuación se desglosan:

1. Hormigón agregado liviano

A principios de la década de 1950, se aceptó el uso de bloques de amasijo ligero para la interior de las paredes huecas que soportan cargas . Poco tiempo después, el desarrollo y la producción de nuevos tipos de áridos ligeros artificiales, hicieron posible la introducción de hormigones alta resistencia, aptos para obras estructurales.

A continuación varios tipos de agregados ligeros adecuados para hormigón armado estructural:

• Piedra pómez: se utiliza para losas de techo de mortero armado, principalmente para techos industriales
• Escoria aclarada: fue el primer agregado ligero adecuado para mezcla que se produjo en gran cantidad en el Reino Unido
• Arcillas y lutitas expandidas: capaces de lograr una resistencia suficientemente alta para el cemento pretensado en relación agua-cemento
• Sinterizado pulverizado: agregado de cenizas de combustible, se utiliza en España para una variedad de propósitos estructurales

2. Hormigón aireado

El mortero celular tiene la menor densidad, conductividad térmica y resistencia. Como la madera, se puede aserrar, atornillar y clavar, pero no son combustibles. Para trabajos in situ, los métodos habituales de aireación son mezclando espuma estabilizada o batiendo aire con la ayuda de un agente incorporador de aire.

Los productos prefabricados se preparan normalmente mediante la adición de aproximadamente 0,2 por ciento de polvo de aluminio a la mezcla, que reacciona con sustancias alcalinas en el aglutinante formando burbujas de hidrógeno.

3. Hormigón sin finos

El hormigón sin finos se utiliza principalmente para cargas, paredes internas y externas coladas in situ, paredes no portantes y rellenos debajo del piso (CP III: 1970, BSI).

Esta descripción se aplica al concreto que contiene solo un agregado grueso de un tamaño de 10 mm a 20 mm (ya sea un agregado denso o un agregado liviano como PFA sinterizado). La densidad es aproximadamente dos tercios o tres cuartos de la del amasijo denso hecho con los mismos agregados.

El amasijo casi siempre se cuela in situ, principalmente como muros de carga y no portantes, incluso en muros de relleno, en estructuras enmarcadas, pero a veces como relleno debajo de pisos sólidos y para soleras de techo.

¿Cómo se hace el hormigón ligero estructural?

Hay diferentes formas de obtener mortero ligero:

• Se puede fabricar utilizando ingredientes para obtener un material final ligero. En lugar de aditivos para el hormigón agregados del tipo grava que se encuentran habitualmente en los cementos convencionales, se introducen agregados ligeros como perlas de poliestireno o perlas de vermiculita expandida
• También podemos diseñar argamasa jugando con la composición. Para ello, basta con crear huecos de aire en el mortero, lo que nos da un tipo de mezcla, cavernoso
• También es posible añadir adyuvantes como incorporadores de aire. Estos últimos, agregados a la composición, permiten obtener un mortero más ligero creando huecos de aire

• ¿Cómo se hace el hormigón ligero?

• Este tipo de hormigón está formado por áridos de pequeña densidad. Obtenemos un hormigón ligero cuando alteramos las propiedades de este.
• Es decir, no solo reducimos su peso, sino que, dependiendo de su función, debemos cumplir con ciertos criterios.

• Hay tres maneras de conseguir un hormigón ligero

• En el hormigón tradicional eliminamos elementos finos, como la arena.

• Con este método conseguimos hormigones de baja densidad con áridos tradicionales ligeros, pero hacemos sustituimos por aire el espacio que ocupa la arena. Entonces quedaría un hormigón de tipo poroso con una gran cantidad de huecos.

• Haciendo uso de áridos ligeros, de baja densidad.

• Estos áridos ligeros deben tener resistencia mecánica y su granulometría debe ser continua. Es decir, teniendo en cuenta el alto coeficiente de absorción que tienen los áridos, los áridos empleados en este tipo de hormigón pueden ser naturales o artificiales. Tamaño de sus áridos entre 10 a 20 mm.
•  
• Áridos naturales no elaborados: travertinos, lapilli, puzolanas, escorias, diatomitas, tobas volcánicas, conchas machacadas, Piedra pómez.
• Áridos naturales elaborados: vidrio expandido, vermiculita, esquisto expandido, esquistos sinterizados, arcilla sinterizada; diatomita expandida, arcilla expandida, perlita expandida, pizarra expandida, obsidiana expandida.
• Lo áridos naturales no se utilizan mucho, debido a su calidad variable. Sin embargo, los áridos artificiales nos permiten alcanzar densidades de entre 1,2 y 1,8 kg/dm3; y resistencia de hasta 20 y 80 N/dm3.
• Obtenemos mejores resistencias cuando utilizamos una relación agua/cemento de unos 0,40 y 0,45. Entre los áridos artificiales, industriales no elaborados: cenizas volantes, escoria de alto horno. Entre los industriales elaborados: espuma de escoria, escoria expandida, cenizas expandidas, cenizas sinterizadas.
• Por otro lado, para conseguir un hormigón ligero necesitamos aplicar una energía superior de compactación a la que aplicamos en hormigones tradicionales. La compactación de este hormigón es algo que debe hacerse con sumo cuidado, sobre todo, en la reducción de la distancia entre puntos de inmersión del vibrador, ya que es diferente a la que se adopta en hormigones normales.
• Asimismo, recuerde que algunos áridos ligeros tienden a flotar, lo que hace que deban tomarse mayores precauciones, como emplear vibradores de superficie o rodillos que Incorporen los áridos en el interior de la mezcla.
• Otra solución sería emplear un hormigón ligero autocompactante, pero este está limitado por los valores mínimos de densidad que se obtienen, así como su característica escurridiza. En fin, debemos evitar el vibrado excesivo para minimizar la segregación y la subida de áridos a la superficie.

• Añadiendo a su masa burbujas de gas, lo que llamamos hormigón celular

• Hay dos clases de hormigón celular: los espumados y los gaseados. Los hormigones espumados se parecen un poco al hormigón gaseado, pero difieren en los huecos producidos a través de una sustancia espumosa.
• Esta produce burbujas de aire dentro de la masa de hormigón. Los hormigones gaseados se obtienen al formar el mortero con agua, cemento, arena y un producto especial que produzca burbujas de gas en su interior.
•  
• Es decir, el producto especial reacciona con el cemento, deprendiéndose el gas que se incorpora a la masa formando pequeñas burbujas estables y uniformes.

Durabilidad del hormigón ligero

La durabilidad se define como la capacidad de un material para resistir el efecto de su entorno. En un material de construcción como ataque químico, estrés físico y asalto mecánico.

El ataque químico es como agregado de agua subterránea, particularmente sulfato, aire contaminado y derrame de líquidos reactivos. No se recomienda su uso por debajo de la capa húmeda. Un aspecto químico de la durabilidad es el coeficiente de absorción y la estabilidad del propio material, particularmente en presencia de humedad.

Tensiones físicas

Son principalmente la acción de las heladas y las tensiones por contracción y temperatura . El estrés puede deberse a la retracción por secado del amasijo oa movimientos térmicos diferenciales entre materiales diferentes u otros fenómenos de naturaleza similar.

La contracción por secado causa el agrietamiento si no se toman las precauciones adecuadas.

El daño mecánico puede resultar de la abrasión o el impacto de una carga excesiva de los elementos de flexión. Los grados más ligeros del mortero son relativamente blandos, por lo que están sujetos a cierta abrasión si no estuvieran protegidos por otras razones mediante revoco.