Segregación en hormigones ligeros

Resumen

El hormigón de áridos ligeros (HAL) es un material esencialmente compuesto por una mezcla de cemento Portland, agua y áridos ligeros, como arcilla expandida, perlita, vermiculita, entre otros. Esta mezcla se utiliza en la construcción para diversos fines, tanto estructurales como de relleno, como losas y paneles prefabricados, elementos estructurales de diferentes geometrías, recrecidos, formación de pendientes, entre otros. El uso del HAL se remonta a civilizaciones antiguas, como la romana, que ya utilizaba una mezcla de cal, puzolanas naturales y rocas volcánicas para fabricar los primeros hormigones. Entre las principales ventajas del HAL se encuentran la reducción del peso proprio de la estructura, la mayor eficiencia térmica y acústica, la facilidad de transporte y manipulación, y gracias a su baja densidad, la consiguiente reducción del consumo de material y de los costes de construcción. Sobre todo, a causa de la gran diferencia de densidades entre los materiales utilizados en la producción de HAL, este tipo de hormigón está sujeto a una patología conocida como segregación. La segregación se produce cuando los áridos más ligeros se separan de la matriz de mortero y se desplazan a las partes más altas del hormigón, mientras que los áridos más pesados se desplazan a las partes más bajas. Este fenómeno puede perjudicar la calidad y la durabilidad del hormigón ligero, reduciendo su resistencia y provocando fallos estructurales, y por lo tanto es esencial estudiar los factores que influyen en su aparición y buscar soluciones para minimizarlo durante la producción, el transporte y la colocación del hormigón. Entre los objetivos de esta investigación se encuentran la cuantificación de la segregación en el HAL, la evaluación de su impacto en las propiedades mecánicas y la durabilidad de estos hormigones y la propuesta de medidas para reducir la aparición y la intensidad del fenómeno. Para lograr estos objetivos, este estudio se basa en tres cuestiones principales: cómo cuantificar el fenómeno de la segregación; cuál es su impacto en las propiedades mecánicas y en la durabilidad de estos hormigones; y cómo establecer medidas para reducir su aparición e intensidad. A lo largo de los años, se han realizado varios estudios experimentales para intentar establecer métodos para cuantificar la segregación, pero aún no existe un método universalmente aceptado para su determinación. En la actualidad, existen algunas técnicas basadas en la medición de la densidad; el análisis de imágenes y la medición de la velocidad de los impulsos ultrasónicos (UPV) que se están desarrollando para cuantificar la segregación de forma más precisa y no destructiva. La aplicación de estas técnicas puede ayudar a establecer un índice de segregación fiable para el hormigón ligero, permitiendo evaluar con precisión el impacto de la segregación en el rendimiento del material. En este sentido, esta investigación realiza un análisis de varios métodos de cuantificación de la segregación existentes; profundiza en el análisis de viabilidad de aplicar técnicas no destructivas para estimar la patología; presenta un nuevo método basado en el análisis de imágenes capaz de proporcionar como resultado un índice de segregación y, por último, evalúa el impacto de la segregación en la resistencia mecánica, en la eficiencia estructural y en la durabilidad de HAL. Por otra parte, la investigación presenta diferentes resultados relacionados con los parámetros de dosificación del hormigón y el uso de diferentes materiales cementantes suplementarios que pueden afectar en la segregación del material.