Concreto FlexibleConcreto flexible y más ligero (ECC) Se trata de un material de aspecto externo muy parecido al concreto convencional, aunque con 500 veces más resistencia a roturas por sobrecarga. Por otra parte, su peso es un 40% más ligero. Estas propiedades están conseguidas mediante la inclusión en la mezcla de un 2% de fibras especiales. Para su elaboración se utilizan también los componentes habituales del concreto, excepto áridos gruesos, tratados o producidos de forma sintética para contribuir a la flexibilidad del compuesto. Tanto el material como los compuestos especiales han sido diseñados por la Universidad de Michigan y reciben el nombre de ECC’s (Engineered Cement Composites). Por el momento estos materiales serán más caros que el concreto tradicional, aunque su larga duración hace que su coste disminuya si se tiene en cuenta el gasto a largo plazo debido a la mayor duración de las estructuras construidas con dicho material. En condiciones normales el concreto ECC se comporta como el concreto convencional, pero cuando es sometido a grandes tensiones, la red de fibras integradas en el compuesto se estira y se desliza ligeramente con respecto al componente rígido, evitando así la fragilidad y rotura total del elemento. Por el momento el material ha sido usado en algunos proyectos en Japón, Corea, Suiza y Australia, aunque su producción e introducción en el mercado está siendo lenta, debido a que aún se deben experimentar algunos aspectos del material a largo plazo, aunque las pruebas a corto plazo indican resultados muy satisfactorios. Un ejemplo de estructura construida usando este material es el puente Mihara Bridge, en Hokkaido, Japón. Este puente es un 40% más ligero que si hubiese sido construido con hormigón convencional, y se estima una vida de servicio de 100 años. NNOVADOR CONCRETO FLEXIBLE ULTRARESISTENTE PRAGMACERO | Arquitectura, Cemento, Civil, Concreto, Construcción, Flexible, Hábitat, Ingeniería, Innovación, mezcla, muro, Sin categoría | Sin comentarios Científicos de la Universidad de Michigan Ann Arbor han desarrollado un nuevo tipo de concreto reforzado con fibras sintéticas “maleable y flexible” que tiene la apariencia del concreto convencional pero es 500 veces más resistente al agrietamiento y 40% más ligero en su peso. El secreto es su composición, la cual incorpora arena silica de sólo 100 micrones en diámetro y pequeñas fibras de poli vinil-alcohol con una capa de recubrimiento. Cuando se sobrecarga, las fibras lubricadas sólo se desplazan en vez de fracturarse. El resultado es un concreto que se dobla pero no se rompe. Ideal para estructuras en altas regiones sísmicas, La Ingeniería de Compuestos de Cemento (ECC) ha sido aplicada en varios proyectos de puentes, así como en dos rascacielos en la ciudad de Tokio: Roppongi Pacific Tower y Nabeaure Yokohama Tower. La única desventaja del material es su precio. El concreto flexible es tres veces más caro que el concreto convencional, pero sus creadores afirman que el costo se absorbe por menos cuotas de mantenimiento y una más larga vida del material. Debido a que es hasta 500 veces más flexible, sus creadores piensan que pudiera influenciar la selección de diseño en rascacielos. “Requiere menos acero de refuerzo, la cual permite a los arquitectos crear formas más libres, es mucho más fácil de utilizar y cuesta menos que la construcción convencional de concreto-acero, ya que requiere menos acero de refuerzo”. El concreto dúctil, ó maleable esta hecho principalmente de los mismos ingredientes que el concreto regular excepto sus agregados, comentó Li. Tiene la apariencia del concreto normal, pero sobre carga excesiva. El laboratorio de investigación ACE-MRL de la Universidad de Michigan Ann Arbor desarrolla compuestos avanzados de cementos basado en principios de diseño micro mecánico, y siguiendo al proyecto PDDA. Durante la década pasada, la Ingeniería de Compuestos de Cemento (ECC) con ultra-alta ductilidad ha sido desarrollada. Física y mecánicamente, los compuestos ECC se comportan como el concreto convencional. Bajo tensión, sin embargo, el compuesto ECC se comporta más como un metal dúctil. Mientras se requieren estudios adicionales concisos, estudios comparativos por la Escuela de Recursos Naturales y el Centro de Ambiente para Sistemas Sustentables, en colaboración con el grupo de Li, muestran que más de 60 años de servicio en la cubierta de un puente, el compuesto ECC es 37% menos costoso, consume 40% menos energía, y produce 33% menos dióxido de carbono (una importante causa del calentamiento global) que el concreto convencional. El estudio destaca que las conclusiones están basadas en la hipótesis de que el compuesto ECC dura dos veces más que el concreto convencional, una hipótesis razonable dada la información conocida, pero debe ser confirmada a través de un estudio más amplio. Reducción de Riesgos en Terremotos En un lapso de dos años, una serie de terremotos de moderados a fuerte intensidad afectaron a centros urbanos incluyendo a aquellos en Colombia, India, México, Turquía, Grecia, Taiwán, San Salvador y los Estados Unidos (Seattle y Washington), causando severos daños a las edificaciones. Mientras las mejoras en el diseño pueden mejorar el desempeño de las estructuras, la característica quebradiza intrínseca del concreto contribuye a las fallas comunes del colapso estructural. El material ECC, con capacidades flexibles de 3-6% (300 a 600 veces las del concreto) ofrece el potencial de resolver muchos de los problemas. La investigación innovadora, combinando materiales de microestructura, y el diseño estructural compuesto, son necesarios para traducir los materiales ECC a tecnologías estructurales para contribuir a la mitigación de los peligros causados por terremotos. Los esfuerzos actuales de investigación del laboratorio ACE-MRL se enfocan en el desarrollo de un sistema de estructura autoadaptable y dispositivos con una alta absorción de energía basada en la tecnología ECC Ingenieros de la Universidad de Michigan, en los Estados Unidos, han creado un nuevo tipo de hormigón que se repara sólo cuando aparecen grietas. Según sus creadores, no es necesaria ninguna intervención humana, basta con que el agua y el dióxido de carbono hagan su trabajo. Así, unos cuantos días lloviendo serían suficientes para reparar un puente construido con este nuevo hormigón, dicen los ingenieros. La auto reparación es posible porque el material está diseñado para doblarse y romperse en líneas irregulares, como ocurre cuando se rompe un pelo, en lugar de romperse causando grandes espacios, que es cómo suele romper el hormigón. "Es como si tenemos un pequeño corte en la mano, el cuerpo es capaz de curarse a sí mismo. Pero si lo que tenemos es una gran herida, el cuerpo necesita ayuda y es posible que necesite puntos de sutura. Hemos creado un material que es capaz de repararse a sí mismo. Incuso si se sobrecarga, las grietas son pequeñas”, dice Víctor Li, Profesor de Ingeniería Civil y de Ciencias de los Materiales en Ingeniería, en un comunicado. Las conclusiones de este trabajo se recogen en un artículo titulado “Autogenous healing of Engineered cementitous composites under wet-dry cycles”. Li dará una conferencia en Conferencia Internacional sobre Materiales de reparación autógena en Chicago en junio de 2009. En el laboratorio de Li, hay muestras del material autoreparado que ha sido capaz de recuperar su resistencia original al haberse. "Para nuestra sorpresa hemos descubierto que, cuando se le carga nuevamente después de haberse autoreparado, se comporta como nuevo, con prácticamente la misma rigidez y fuerza", afirma Li. Como el metal Más flexible que el hormigón tradicional, el material ahora presentado se comporta más como metal o como vidrio. El hormigón tradicional se considera casi cerámica: quebradizo y rígido, puede sufrir daños catastróficos en un terremoto o por uso excesivo. Pero el nuevo hormigón se dobla sin romperse. Está protegido con ciertas fibras recubiertas que lo mantienen unido. De hecho, permanece intacto con seguridad cuando se deforma hasta un 5 por ciento más de su tamaño inicial. Ni siquiera un gran terremoto ejerce esa presión. La anchura media del hormigón de auto reparación es inferior a 60 micrómetros. Eso es aproximadamente la mitad del grosor de un cabello humano. Su fórmula asegura que cuando esté expuesto en la superficie de la grietas puede reaccionar con el agua y el dióxido de carbono del aire y formar una fina “cicatriz” blanca de carbonato de calcio. El carbonato de calcio es un compuesto sólido que se encuentra de forma natural en las conchas marinas. En el laboratorio, el material requiere entre uno y cinco ciclos de humedecimiento y secado para estar reparado. Para probar que el hormigón había “curado” sus grietas, los investigadores utilizaron mediciones de frecuencia de resonancia para determinar la rigidez y la fuerza antes y después de la inducción de las grietas. Estas pruebas enviaron ondas sonoras a través del material para detectar cambios en su estructura. Grietas pequeñas En la actualidad, los constructores refuerzan las estructuras de hormigón con barras de acero para mantener las grietas tan pequeñas como sea posible. Pero lo cierto es que, pese a todo, no son lo suficientemente pequeñas como para evitar que el agua o el hielo penetren y dañen ese acero, debilitando la estructura. El hormigón de Li no necesita el refuerzo de acero para mantener las grietas pequeñas, por lo que la corrosión antes descrita ya no se produce. El profesor Li dice que esta sustancia puede hacer las infraestructuras mucho más seguras y duraderas. Invirtiendo el proceso de desgaste típico por procesos de autoreparación, el hormigón podría reducir su coste y el impacto que sobre el medio ambiente provoca la elaboración de nuevas estructuras de hormigón. "Nuestra esperanza es que cuando se realice la reconstrucción de nuestras carreteras y puentes, lo hagamos bien, para no tener que pasar por un proceso de reparación costoso o tener que reconstruirlo nuevamente en otros cinco a diez años", dice Li. "Además, la reconstrucción con hormigón flexible permitiría una relación más armoniosa entre nuestro medio ambiente y las construcciones gracias a la reducción de energía y la huella de carbono de estas infraestructuras dejan. Pisos para Hospitales, Antisépticos Sanitarios Debido al estricto control aséptico y altas normas higiénicas a las cuales se rigen los lugares relacionados a la salud, tales como clínicas, hospitales, quirófanos y demás espacios médicos en general, es necesario que éstos cuenten con instalaciones 100% aseptizadas, resistentes a temperaturas así cómo repelentes a sustancias químicas. Los pisos epóxidos asépticos no poseen grietas, ni uniones entre muros donde pueda acumularse suciedad o microorganismos; son totalmente lisos y repelentes a sustancias, lo cual hace que su limpieza sea fácil y óptima. También, estos recubrimientos dan un acabado extraordinario, pues poseen un brillo espectacular y existen en una gran variedad de colores que pueden ser combinados para crear formas y patrones decorativos. El concreto celular es un hormigón aligerado que adquiere características térmicas y acústicas muy importantes, equiparándose con sistemas constructivos de última generación y a bajo costo. Concreto celular Introducción El concreto es un material de construcción de gran uso en la actualidad, sin embargo debido a su gran densidad (alrededor de 2350 kg/m3 convencionalmente) su uso puede resultar en grandes inconvenientes prácticos al ser muy pesado, además de que se puede traducir a un elevado costo de obra. Es a partir de esto que surge la necesidad de buscar nuevos materiales que sean más prácticos, y ligeros y, por ende, menos costosos. Uno de los resultados de dicha búsqueda y que se ha empezado a difundir a principios del presente siglo es el concreto celular y ha pasado por varias adecuaciones hasta llegar a ser como lo es hoy en día. En esta actividad se tratara el tema en específico de concreto celular, el cual llega a tener una densidad de entre 200 y 1920 kg/m3, haciendo de ésta manera más práctico; se especificará de qué se trata éste material, de que está compuesto, como se realiza, cuáles son sus características, etc. todo esto con el fin de conocer mejor el concreto celular. Una vez explicado de qué se trata dicho material, nos enfocaremos en explicar en qué se utiliza, porque se utiliza, se enfatizará en explicar cuál es el objetivo primordial con el cual se inventó el Concreto celular. Concreto celular A principios de los años 60, debido al gran crecimiento en la industria de construcción se vió la necesidad de crear un nuevo material liviano y aislante térmico para su uso en losas y techos. En países como Austria y Alemania, comenzaron a buscar crear dicho producto con la adición de espumas, y esto se puede considerar como el inicio del concreto celular. Actualmente se ha ido perfeccionando dicho producto y ha llegado a ser utilizado a nivel mundial, este producto originalmente es un mortero, pero se le conoce también como concreto celular. El concreto celular está compuesto de arena, agua cemento, espuma y tiene una densidad de entre: 350 kg/m3 y 900 kg/m3. Este material se utiliza especialmente para rellenos fluidos, protecciones térmicas, y acústicas sobre terrazas y bloques prefabricados divisorios. Este material a su vez se divide en dos tipos: 1. Concreto celular aligerado: Se compone de arena, agua, cemento y espuma. Tiene una densidad entre 1100 kg/m3 y 1400 kg/m3. Este producto se utiliza especialmente para la construcción de: muros de carga, prefabricados en general, y colados en sitio con fines estructurales. 1. Concreto celular aligerado estructural: éste se compone de arena, agua, cemento y espuma. Cuenta con una densidad de entre 1400 kg/m3 y 1800 kg/m3. Este material se utiliza especialmente para todo tipo de estructuras de carga, edificios, bodegas y demás estructuras convencionales. El concreto celular se fabrica por medio de 2 tipos de métodos: 1. Químicamente: En este método se añaden agentes químicos con el fin de buscar reacciones formadoras de hidrógeno en la mezcla de mortero o concreto, este método se utiliza en plantas industrializadas de alta producción, y consiste en adicionar compuestos de aluminio; el cual reacciona con algunos componentes del cemento y forma hidrógeno el cual efervesce en la masa cementante. El uso de este método se limita a plantas de prefabricado. 1. Aire inyectado / Espuma perforada: Hay dos formas de inyectar el aire, la primera forma con aditivos especiales incorporados de aire, los cuales se adicionan a la mezcla. Su principal uso es para rellenos sin importar su resistencia. Y la segunda forma es mediante aire a presión “incorporado / encapsulado” con el uso de una máquina y un aditivo. Este sistema cuenta con una fuerte contracción por secado por lo cual su curado es de cuidado especial. Algunas de las ventajas al utilizar el concreto celular comparándose con el uso del concreto convencional son: 1. El concreto celular puede llegar a ser 4 veces más aislante del sonido que el concreto convencional. 2. El concreto celular también puede llegar a ser 6 veces más aislante térmico que el concreto normal. 3. El concreto celular tiene la misma edad de vejez que el concreto normal. Propiedades del concreto celular. 1. Absorción. 2. Resistencia al fuego. 3. Durabilidad. 4. Microclima 5. Montaje rápido. 6. Aislamiento acústico. 7. Compatibilidad ambiental. 8. Versatilidad. 9. Economía 10.Protección. Conclusiones Como se pudo ver en la actividad la creación del concreto celular han tenido buenos resultados ya que tiene muchos beneficios para la construcción de diferentes estructuras. Los inicios de este tipo de concreto se remontan a principios de los años 60, donde se vio la necesidad de crear un nuevo material, ya que en el área de industrias de la construcción iba en crecimiento. Entonces desde ahí se obtuvo un mortero celular, que también se le conoce como concreto celular. Comparado con el concreto normal, el concreto celular presenta varias ventajas, como el ser más liviano, también tiene resistencia a la transmisión de sonido, es económico, fácil de manejar y se crea con casi los mismos materiales con los que se crea el concreto normal. También vimos diferentes maneras de crear dicho concreto, las cuales ambas tienen definidas bien sus características creando el concreto celular con mayor eficacia y eficiencia. Una de las formas de crearlo es químicamente y la segunda forma es por medio de aire inyectado. Finalmente, este producto innovó la forma de construcción ya que revolucionó las características con las que contaba el concreto normal, obteniendo ventajas y beneficios el concreto celular, las cuales no tiene el concreto normal, siendo bien aceptado en la industria de la construcción. Referencias Bibliográficas. Cervantes A. (2008). Nuevas tecnologías en concretos - concreto celular concreto reforzado con fibra - concreto ligero estructural. Recuperado de http://administracionytecnologiaparaeldiseno.azc.uam.mx/publicaciones/me morias_cong2008/10.pdf BUINY, Bufete de ingeniería de Yucatán, S.A de C.V. Recuperado de http://www.buiny.com.mx/concreto-celular/que-es-concreto-celular.html Celdacret. (s. f.). Desarrollado por Celdacret. Recuperado de http://www.celdacret.com/antecedentes.htm El micro sílice es un aditivo que reacciona en un ambiente húmedo con el hidróxido de calcio resultado de la hidratación del cemento, esta reacción genera nuevos productos de silicato de calcio que proporcionan una mayor resistencia y durabilidad. Las partículas extremadamente finas del micro sílice ocupan fácilmente los espacios entre los granos de cemento creando también una estructura más impermeable. Estas son algunas de las razones por las cuales la micro sílice se emplea en la producción de lo que se conoce como concretos de alto desempeño, los cuales se caracterizan por ser de muy alta resistencia y de exhibir propiedades superiores a las de un concreto convencional. La cantidad de micro sílice a emplear en el concreto depende de los beneficios que se pretendan, generalmente se recomienda partir de dosis recomendadas por los fabricantes o distribuidores del aditivo. El concreto translúcido es un concreto polimérico diseñado bajo patente mexicana, que incluye amento, agregados y aditivos. Permite el paso de la luz y desarrolla características mecánicas superiores a las del concreto tradicional. Este producto permite levantar paredes casi transparentes, más resistentes y menos pesadas que el cemento tradicional La estructura de este concreto (hormigón) permite hasta un 70 % el paso de la luz, haciéndolo ideal para el ahorro de luz eléctrica y el uso de materiales de acabado como yeso y pintura logrando así una disminución en las emisiones de gases de efecto invernadero. Cualidades Las cualidades del concreto translúcido son poder introducir objetos, luminarias e imágenes ya que tiene la virtud de ser translúcido hasta los dos metros de grosor, sin distorsión evidente; alcanzar una resistencia de hasta 450 kg/cm2; al mezclarse se sustituye la grava y la arena por resinas y fibras ópticas; y ofrecer una consistencia impermeable junto con una mayor resistencia al fuego. El concreto traslúcido representa un avance en la construcción de plataformas marinas, presas, escolleras y taludes en zonas costeras, ya que bajo el agua sus componentes no se deterioran y es un 30 % más liviano que el concreto convencional. Su fabricación es igual a la del concreto común. Para ello se emplea cemento blanco, resinas, fibras ópticas, agua y el aditivo cuya fórmula es secreta, llamado “ilum”. Actualmente el cemento translúcido se comercializa en dos formas: prefabricado y el aditivo ilum Manejo La preparación de los concretos no requiere equipo especial, se realiza con la maquinaria convencional. El curado también es tradicional, igual al que se usa en obra, sin requerir de tratamientos térmicos o de laboratorio especiales. La diferencia de precio es apenas 15 o 20 % más costoso que el concreto comercial de alta resistencia, pero con enormes ventajas como su alta resistencia y sus facultades estéticas. Sobre su utilización en la construcción de casas ubicadas en zonas de huracanes o sismos sería igual que emplear el hormigón tradicional, porque no cambia su naturaleza: ambos son quebradizos y en general presentan cierta resistencia a los terremotos. En el caso de los huracanes, su resistencia es más alta. Invento mexicano El cemento traslúcido fue creado en 2005 por dos estudiantes mexicanos de ingeniería civil: Joel Sosa Gutiérrez (de 30 años) y Sergio Omar Galván Cáceres (de 31 años). El material tiene presencia comercial en México desde 2005 a través de la empresa Concretos Translúcidos (CT), que lo certificó y realizó varios ensayos a nivel nacional e internacional, demostrando su eficiencia en la construcción. En Europa comenzó a comercializarse a principios de julio de 2008, principalmente en Hungría, país donde se asociaron con el arquitecto Aarón Losonczi, creador del litracon. El alitranco es un concreto tradicional con un agregado adicional de fibras ópticas que permite ver reflejos de siluetas al otro lado.