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PANELES DE FACHADA CONFECCIONADOSCON HORMIGONES DE ALTAS PRESTACIONES

El HAC es un hormigón de muy alta fluidez que puede ser colocado enobra por su propio peso, es decir, sin vibración. Debe mantener su ho-mogeneidad de componentes y puede mejorar su resistencia, imper-meabilidad y aspecto superficial.La lejanía e insularidad canaria nos induce a utilizar nuestros materiales. Lanaturaleza volcánica de nuestro subsuelo ofrece un árido basáltico que de-bemos extraer por medios artificiales. Esta práctica deriva en un resultadocon áridos de machaqueo que muestran unas singularidades extremasprincipalmente debido a su forma y absorción de agua.La dificultad para aplicar el hormigón autocompactante en Canarias es-tá servida; hemos estudiado las características que debe tener el HAC,hemos analizado nuestros áridos y estamos consiguiendo un hormigónautocompacto.

The isolation due to the remoteness and the insularity of the Canary Islandsforce us to use our own arids in the making of concrete, because it would notbe economically viable to bring it here from more than two thousandkilometers away. The volcanic nature of our subsoil offers a basaltic arid thatwe must extract by artificial means. This practice results in artificially crushedarids that offer some extreme singularities due to it’s shape and waterabsortion properties.The gravel used in the making of concrete in the Canary Islands presents athorny shape, plenty of sharpen edges and angles. Besides, the 0-5 sizesands have that same mineral condition. These sands, due to the irregularshape and size derived from its artificial origin, present a high anduncontrolled water absortion. These features work against the developmentof today’s dosification tendencies.

PRESENTACIÓN

El Hormigón Autocompactantees un material de altas presta-ciones que se caracteriza por

su elevada fluidez en estado fresco.Su aplicación en Canarias presenta di-ficultades debido a la naturaleza denuestros áridos.

INTRODUCCIÓN

El uso de hormigón autocompac-tante (HAC), también llamado auto-compactable y autocompacto, ha cre-cido con rapidez. Inicialmente, centrosde estudio del hormigón en varios pa-íses, principalmente Japón, Suecia,EEUU y Alemania investigaron inten-

samente su aplicación y las posibilida-des en su implementación. Posterior-mente se ha continuado analizandolas primeras experiencias incluyendosus resultados y posibilidades de me-jora. En la actualidad, se trata de unatecnología que aún se encuentra enevolución y los nuevos avances quizárecomienden una modificación o am-pliación de los requisitos y exigenciasdel HAC. En definitiva, se continúa ex-plorando sus especificidades para unaincorporación adecuada al mercadode la industria del hormigón.

El HAC se ha descrito como “eldesarrollo más revolucionario de lasúltimas décadas en el campo de laconstrucción con hormigón”.

Prof. Dr. José ManuelPérez Luzardo

Ricardo J. SantanaRodríguez

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Las primeras investigaciones delHAC se realizan en Japón a final de ladécada de los ochenta. Se pretendíaencontrar hormigones que no depen-dieran de la habilidad de la mano deobra para el vertido y la vibración, prin-cipalmente en los elementos con grancantidad de armado. De esta manerase aseguraba la durabilidad en las es-tructuras de hormigón armado. El éxi-to fue posible gracias a los aditivos su-perfluidificantes para hormigón. Enconcreto, el equipo del profesor Oka-mura, de la Universidad de Tokio, dio aconocer el hormigón autocompactantea final de la década de los ochenta.

Más tarde, en Europa, inicialmenteen Suecia y Alemania, se adoptó elHAC con entusiasmo; tanto en el sec-tor del hormigón prefabricado comodel hormigón preparado; lo mismo enla construcción que en la obra civil.

Las aplicaciones prácticas tienensiempre que venir acompañadas deuna importante investigación de lascaracterísticas físicas y mecánicas delHAC. Se ha de controlar el hormigónen estado fresco y en estado endure-cido. Esto debe de ser así debido aque se trata de un material muy espe-cífico y su comportamiento no es fácilde predecir.

ANTECEDENTES

El empleo del hormigón en la cons-trucción es muy antiguo, pues ya enlas ciudades de Troya y Mecenas seempleó un hormigón de piedras aglo-meradas con arcilla y los romanos asu vez lo utilizaron más habitualmenteen termas, acueductos, etc. Desde laaparición del cemento Pórtland, en laprimera mitad del siglo XIX, el hormi-gón gana en importancia y sus propie-dades de aumentar la resistencia conel tiempo y adaptarse a las formas queconvengan al proyectista, han hechode él en un breve plazo, ya en el sigloXX, uno de los elementos de mayorutilidad en el campo de la construc-ción. Este éxito se debe principalmen-te a que se asocia con el acero paraconstituir el hormigón armado y, pos-

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teriormente, con aceros especialesconstituye el hormigón pretensado.

Los últimos avances que se hanproducido en la industria del hormigón(elaborado y prefabricado) desde elpunto de vista de diseño, resistencia,durabilidad, colocación, etc… han es-tado íntimamente ligados a investiga-ciones de nuevas familias de aditivosque han sido desarrollados por la in-dustria de la química aplicada a laconstrucción.

A lo largo del tiempo, según hanido apareciendo nuevas familias deaditivos, se han utilizado hormigonescon resistencias más elevadas, valo-rando fundamentalmente la relaciónagua/cemento y poniendo menos tra-bas a la consistencia. Las diferentesformas incluyen:

• Hormigón seco: Se fabrica en épo-cas en las cuales el aditivo no se utili-za con asiduidad; con este tipo de hor-migón se pretende conseguir una rela-ción agua/cemento razonable para noperjudicar demasiado las resistenciasmecánicas. El principal problema es lacolocación en obra. • Hormigón plástico: Se preparamás habitualmente a partir de la apari-ción de los aditivos plastificantes; estetipo de aditivos añadidos al hormigónen dosificaciones del 0.3% respectode la masa del cemento permiten re-ducciones de agua del 8% al10%.• Hormigón blando: Se comienza afabricar con la aparición de los plastifi-cantes de segunda generación, conmás poder de reducción de agua. És-tos permiten dosificaciones desde el0.6 al 0.8% respecto de la masa delcemento, incluso mayores, lo que su-pone reducciones de agua del 15% osuperiores.• Hormigón fluido: Este tipo de hor-migón en la mayoría de los casos erarechazado por los controles de obradebido a que un exceso de agua po-dría dar lugar a una disminución de lasresistencias. La aparición de los su-perfluidificantes disminuyó el proble-ma de los hormigones fluidos y en mu-chos casos de los hormigones líqui-

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dos. Este tipo de aditivos permite dosi-ficaciones del 1% al 1,5% respecto dela masa del cemento, que resulta enreducciones de agua superiores al20%. Con la aparición de estos aditi-vos se elimina la idea de que este tipode hormigones no se debe utilizar. Enla actualidad se usa con frecuenciadonde se requiere este tipo de consis-tencia por la presencia de gran canti-dad de armaduras.• Hormigón Autocompactante(H.A.C.): Este hormigón se comien-za a preparar con la aparición de losnuevos polímeros como superfluidi-ficantes de tercera generación, quese pueden considerar como aditivoshiperfluidificantes. Estos aditivoscon dosificaciones del 1 al 3% res-pecto de la masa del cemento o aveces más según las necesidades,permiten reducciones de agua su-periores al 30%.

Se ha ido evolucionando siemprecon familias de aditivos que aumen-tan la trabajabilidad del hormigón in-cluso bajando en casos excepciona-les las relaciones agua-cemento a0.30. Por lo tanto, con este tipo dehormigón no solamente se mejoranlas resistencias a corto plazo, sinotambién a largo plazo. Además, se fa-vorece una buena colocación, lo queresulta en una mayor durabilidad. Esnecesario aclarar que estos datos serefieren a casos generales, enten-diendo que las particularidades cana-rias nos llevan a unos resultados cla-ramente diferenciados.

DEFINICIÓN DEL HAC

Existen muchas definiciones sobreeste material, pero la más difundida

expresa que se trata de un hormigónde muy alta fluidez que puede ser co-locado por su propio peso y es capazde rellenar todos los rincones del en-cofrado sin vibración y lograr una bue-na consolidación sin que se produz-can ni exudación, ni segregación, ni in-dicios de bloqueo.

Por definición, y según Okamura,un hormigón autocompactante esaquel “que sin presentar segrega-ción, separación o sangrado es ca-paz de fluir en el interior del encofra-do rellenando de forma natural el vo-lumen del mismo, y pasar entre lasbarras de armadura sin otro medio decompactación durante su puesta enobra que la consolidación debida a supropio peso”. Atendiendo a esta defi-nición, las características fundamen-tales que deben definir un hormigónautocompactante son las que semuestran a continuación:

• Elevada fluidez: El hormigón auto-compactante se caracteriza por unaelevada fluidez hasta el punto de quelos métodos tradicionales de ensayo,como por ejemplo el cono de Abrams,resultan obsoletos.• Elevada resistencia a la segrega-ción: La elevada fluidez no debe im-plicar nunca segregación o exhuda-ción. La masa debe mantener la ho-mogeneidad tanto de forma intrínsecacomo al someterse a la puesta enobra.• Adecuada viscosidad plástica: elHAC debe fluir por la acción de su pro-pio peso. Esto requiere unas caracte-rísticas de formulación para que elhormigón no se bloquee en su paso através de las armaduras, con un per-fecto relleno.• Deformabilidad en estado fresco:para obtener unos buenos acabados yun perfecto recubrimiento de las arma-duras, el hormigón autocompactanteen estado fresco debe caracterizarsepor su adaptación total a la forma delencofrado.

Todas estas características bási-cas deben mantener un equilibrio en-tre ellas, a pesar de que algunas como

Hormigón Autocompactante fluyendo.

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fluidez y cohesión (resistencia a la se-gregación) presenten cierto antagonis-mo. Podemos decir que una adecua-da formulación del HAC implica quetodas las propiedades citadas se man-tengan en un equilibrio estable y ópti-mo durante todo el tiempo que impli-que el transporte y su colocación enobra.

PROPIEDADES DEL HAC

En un principio, el hormigón au-tocompactante se diseñó para com-pensar una creciente escasez depersonal especializado, lo que impli-caba un mayor coste. Con el tiempoha demostrado ser beneficioso de-bido a varios factores como facilidaden la colocación en el encofrado,obtener altas resistencias a corto ylargo plazo, baja relación agua/ce-mento, alta impermeabilidad y dura-bilidad. Éstas son las propiedadesque mejoran la ejecución de hormi-gones a nivel general:

• una construcción más rápida,puesto que el hormigón fluido llegacon mucha más rapidez a todos losrincones del hueco a hormigonar.• ahorro en la mano de obra, en re-lación a los cuatro o seis trabajadoresnecesarios para la colocación de unhormigón seco. Con este nuevo hor-migón y un buen encofrado estanco, lopodría colocar una sola persona.• un mejor acabado superficial, yaque con la composición de esta mez-cla rica en finos, el contacto con el en-cofrado estará correctamente colma-tado, lo que evitará las superficies ás-peras, coqueras y otras marcas oca-sionadas por la vibración. • mayor facilidad de colocación, alconseguir rellenar el hueco vertiendoel hormigón desde una esquina.

• mejora de la durabilidad del mate-rial, puesto que los componentes fi-nos evitan la abundancia de porosidady huecos, lo que redunda en la estan-queidad e impermeabilización.• mayor libertad y posibilidades enel diseño por la deformabilidad delfluido.• secciones de hormigón más redu-cidas, permitidas por la capacidad depaso del hormigón en huecos más es-trechos donde cabe la armadura, ade-más de por mejores resistencias delhormigón a corto y a largo plazo. • reducción de los niveles de ruidodebido a la ausencia de vibraciones.• un entorno de trabajo más se-guro, por la facilidad de colocación,frente a la necesidad de un mayornúmero de trabajadores y más tiem-po para la colocación y vibrado deotros hormigones.• trabajo más saludable, por evitar lavibración en los brazos de los trabaja-dores que ocasiona enfermedad pordesgaste.• Reducción en el desgaste de losmoldes y encofrados, que previa-mente eran expuestos a demasiadapresión por el vibrado.• Ahorro en equipos y maquinarias,como vibradores y alargadores de ver-tido innecesarios.

REALIZACIONES CON HAC

RealizacionesLos campos generales en los que

se está empleando el hormigón auto-compactante son:

• Elementos Prefabricados de diseñoindustrial para mobiliario urbano.• Hormigonado en estructuras fuerte-mente armadas o de difícil acceso pa-ra la puesta en obra del hormigón.• Prefabricación en general, permitien-

Tortas de HAC con cono de Abrams.

HAC vertido en prefabricados.

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RTÍCULOSARTÍCULOSARTÍCULOSARTÍCULOSARTÍCULOSARTÍCULOSARTÍCULOSA

do la fabricación de elementos de pe-queño espesor y elevada densidad dearmadura, así como piezas de formascomplejas (curvas, superficies inclina-das, superficies con huecos o recor-tes, etc.).• Elementos voluminosos de hormi-gón, por la reducción de plazos de es-ta técnica.• Rehabilitación de viviendas anti-guas, a fin de eliminar posibles proble-mas originados por el efecto del vibra-do en estructuras antiguas.• Hormigones con altas prestacionesen calidad de acabado.• Revestimiento de túneles de carrete-ra y ferrocarril, con mejores acabadossuperficiales, resistencias mecánicasy reducidos plazos de ejecución.• Estaciones de tratamiento de aguas,por razones de productividad, imper-meabilización y durabilidad de los hor-migones.• Aplicaciones horizontales (forjados,soleras y losas de cimentación) por lafacilidad y rapidez de colocación y laeliminación de la necesidad de unacompactación mecánica. Se precisamenos mano de obra y se reducen laslabores de acabado.• Aplicaciones verticales (muros, pila-res) por la reducción del tiempo de co-locación, mayor regularidad y calidadde las superficies en contacto con losencofrados con ausencia de coque-ras, nidos de grava y eflorescenciasderivadas de la vibración.• En general, todo tipo de hormigona-dos en entornos sensibles al ruido(hospitales, centros de enseñanza, re-sidencias de tercera edad…)

Otras aplicaciones• Hormigonado bajo agua. Uno delos desarrollos iniciales del hormigónautocompactante fue para utilizarlo enconstrucciones bajo el agua, una téc-nica muy cara cuando se utiliza el hor-

migón convencional. Existe un merca-do sumamente especializado, aunquepequeño para esta aplicación, peropuede ser exclusivo de este tipo dehormigón.• Reparaciones o construccionesen áreas con acceso restringido olimitado. Debido a su fluidez, alta es-tabilidad y bajo riesgo de obturación,es más fácil colocar el hormigón auto-compactante. El HAC sería una solu-ción cuando es necesario hacer repa-raciones de elementos estructuralesen áreas restringidas o cuando el nú-mero de operarios y los medios de ac-ceso se encuentran limitados.• Colocación en obra. El HAC permi-te una colocación en obra más indus-trializada, el trabajo de compactaciónmanual puede ser eliminado y al mis-mo tiempo se puede alcanzar una me-jor calidad, que eliminaría las incómo-das reparaciones. Cerca del 40% delos costos totales de la construcciónse encuentran en la mano de obra,permitiendo importantes reduccionesen este aspecto.• Aplicaciones en prefabricados. Enel campo del hormigón prefabricado,los productos de hormigón tienden aser más grandes y complejos, necesi-tando mayor técnica para la compac-tación del hormigón. El HAC ofrece laposibilidad de reducir los costos detransporte y colocación. Se puedeahorrar en mantenimiento, mano deobra y se puede eliminar el ruido de lavibración (hormigón silencioso).

COMPOSICIÓN DE LA MEZCLA

General Las dosificaciones de los distintos

componentes que entran a formarparte de un H.A.C. deben ser cuida-dosamente estudiadas para poder re-alizar un hormigón de elevada con-

Experiencias en Laboratorio.

Paneles prefabricados.

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sistencia y una cohesividad que atra-viese un denso armado sin bloqueodel árido grueso y que sea compati-ble con la ausencia de segregación.Se puede partir de unos “Criterios deconstrucción” por la demanda espe-cial que existe para cada proyecto,pero como norma se debe de partirde las solicitaciones generales de re-lación agua-cemento, resistencia a lacompresión, separación entre arma-duras, impermeabilidad, etc. que sonlos requerimientos comunes en todoslos proyectos.

La siguiente fase en el diseño esaveriguar el “volumen mínimo depasta” de la mezcla para rellenar to-dos los huecos entre las diferentesgranulometrías de los agregados(arenas y áridos); teniendo en cuentaque dos volúmenes iguales tienenuna superficie especifica diferente enfunción de las proporciones de áridosgruesos, intermedios y arenas debidoa que el árido grueso es el que pre-senta menor superficie específicaque el intermedio o que las arenaspara un mismo volumen.

Los criterios de bloqueo se basanen calcular la relación entre el áridogrueso, el árido total y el espacio entrearmaduras que define un punto de in-flexión por encima del cual la posibili-dad de bloqueo se incrementa.

Diseño inicial de la mezclaAl diseñar la mezcla es preciso te-

ner en cuenta las proporciones relati-vas de los componentes clave encuanto al volumen y no a la masa. Losmárgenes indicativos generales de lasproporciones y cantidades para alcan-zar la autocompactación pueden ser:- Relación agua / finos en volumen de0,80 a 1,10- Contenido total de finos de 400 a 600por metro cúbico

- El contenido de árido grueso sueleser del 28 al 35 % por volumen de lamezcla- La relación agua/cemento se selec-ciona sobre la base de los requisitosde EN 206.

En general, se aconseja una tácti-ca conservadora de diseño para ga-rantizar que el hormigón pueda man-tener sus propiedades especificadasen fresco a pesar de las variacionesen la calidad de las materias primas.También deben esperarse y permitirsealgunas variaciones en el contenidode humedad de los áridos en la fasede diseño de la mezcla. Normalmente,los aditivos que modifican la viscosi-dad constituyen una útil herramientapara compensar las fluctuaciones de-bidas a cualquier variación en la gra-nulometría de la arena y el contenidode humedad de los áridos.

Ajuste de la dosificaciónLos ensayos de laboratorio sirven

para verificar las propiedades de lacomposición inicial de la mezcla. Si espreciso, en este momento deberánaplicarse los ajustes en dicha compo-sición. Una vez satisfechos todos losrequisitos, la mezcla debe contrastar-se a escala completa en la planta dehormigón o en la obra.

PRODUCCIÓN

GeneralLa producción del hormigón auto-

compactable debe ejecutarse en plan-tas donde el equipamiento, el funcio-namiento y los materiales se controlende manera adecuada. En consecuen-cia, la producción debe realizarse enplantas con sistemas de calidad quecumplan la ISO 9000 o norma similar.Se recomienda que la plantilla de pro-ducción que participe en la fabricaciónde HAC tenga una mínima experien-cia o reciba una formación.

Producción• Almacenamiento de los compo-nentes. Si es posible, los áridos de-ben estar cubiertos para minimizar lafluctuación en el contenido de hume-

Volumen mínimo de pasta.

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dad. También es necesario disponerde una buena capacidad de almace-namiento para los áridos y las adicio-nes. El almacenamiento de los aditi-vos para hormigón puede realizarsedel mismo modo que en el caso delhormigón normal. Se recomienda se-guir las recomendaciones de los pro-veedores.• Amasado. No hay un requisito res-pecto para ningún tipo específico deamasadora. Pueden utilizarse lasmezcladoras de acción forzada, lasmezcladoras de paletas, las amasado-ras de caída libre, incluyendo los ca-miones hormigonera. El período demezcla necesario debe determinarsemediante ensayos prácticos. En gene-ral, los períodos de mezcla deben sermás largos que en el caso de las mez-clas convencionales.El momento de la adición de aditivoses importante y es preciso acordar losprocedimientos con el proveedor des-pués de los ensayos en planta.

Control de producción• Áridos. Durante la producción delHAC, es preciso realizar ensayos so-bre el contenido de humedad y la gra-nulometría de los áridos con mayorfrecuencia de lo habitual, puesto queel HAC es más sensible a las variacio-nes que el hormigón normal.

• Proceso de mezcla. Al principio dela obra y en caso de carecer de expe-riencia previa con el diseño de mezclaconcreto, es posible que se requieranrecursos adicionales para supervisartodos los aspectos de la produccióninicial de HAC.Dado que la calidad del hormigón re-cién fabricada puede fluctuar al princi-pio de la producción, se recomiendaque los ensayos de trabajabilidad se-an realizados por el productor en cadacarga, hasta obtener resultados satis-

factorios y consistentes. Posterior-mente, cada lote entregado debecomprobarse visualmente antes detransportarlo a la obra y los ensayosrutinarios deben aplicarse con la fre-cuencia especificada en EN 206.

EJECUCIÓN

GeneralEl encofrado ha de encontrarse en

buenas condiciones pero no son ne-cesarias medidas especiales para pre-venir la pérdida de lechada. En el ca-so de encofrados con una altura supe-rior a los 3 metros, es necesario tomaren consideración la presión hidrostáti-ca completa.

Distancias de ejecuciónAunque es más fácil colocar el

HAC que el hormigón ordinario, seaconseja limitar la distancia de caídalibre vertical a 5 m y limitar la distanciapermisible de flujo horizontal desde elpunto de descarga a 10 m.

Juntas fríasAunque el HAC se adhiere bien

con el hormigón colocado previamen-te, la probabilidad de daños resultan-tes de una junta fría no puede mitigar-se mediante vibración, como sucedecon el hormigón normal.

Acabado superficialLas superficies de HAC han de ni-

velarse aproximadamente según lasdimensiones especificadas y luego de-be aplicarse el tratamiento de acabadoen el momento adecuado antes deque se endurezca el hormigón. Pue-den producirse dificultades durante elproceso convencional de endureci-miento final de la superficie en áreashorizontales que deben ser fratasadas.

EndurecimientoEl HAC tiende a endurecerse más

rápido que el hormigón convencionalporque hay muy poca o ninguna aguaen la superficie. Por consiguiente, elendurecimiento inicial debe iniciarseen cuanto sea posible después de lacolocación con objeto de minimizar elriesgo de fisuras por retracción.

Exactitud en control

Superficie especularde HAC.

Áridos machacados

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CONTROL DE CALIDAD

Control de producciónTodo HAC debe estar sujeto a un

control de producción bajo la respon-sabilidad del productor y dicho controldebe seguir los requisitos de EN 206.

Aceptación de la obraEn el caso del HAC es particular-

mente importante que se estandariceel control de recepción. Se debe acor-dar un procedimiento para la acepta-ción y cumplimiento al principio de laobra. Debe efectuarse una comproba-ción visual del hormigón. El controla-dor ha de asegurarse que un personalcompetente y preparado realiza losensayos de aceptación en la obra, enun entorno adecuado; esto incluye unárea protegida de condiciones climato-lógicas, un equipamiento bien calibra-do y en buen estado y un suelo equili-brado y estable para realizar los ensa-yos pertinentes.

INVESTIGACIÓN Y APLICACIÓNEN CANARIAS

Investigación actual en CanariasComenzamos nuestro trabajo de

investigación en el Laboratorio deConstrucción Arquitectónica de la Es-cuela Técnica Superior de Arquitectu-ra de Las Palmas (Universidad de LasPalmas de Gran Canaria) a comien-zos del año 2003. Se selecciona unaprimera muestra material y se analizateniendo en cuenta las premisas aconseguir. El estudio comienza con elanálisis granulométrico y el control de

humedad. Este caso estudiado tratade áridos de machaqueo canarios, deorigen basáltico, con un tamaño 0/5 y5/10, además de arena del Sáhara detamaño 0/2.

Estos áridos basálticos tienen unaforma poliédrica. Además al romperquedan ángulos agudos y textura ru-gosa. En concreto, el coeficiente deforma que presenta oscila entre un0,2 y un 0,3. Este dato hay quecompararlo respecto al coeficientede 1,00 que representa una esfera yun 0,20, que es el mínimo que ad-mite la norma y que sería una piedralajeada muy plana y forma de aguja.Otro dato importante a tener en cuen-ta en Canarias es la presencia departículas finas en el árido grueso yen la arena. Estos finos o “filler” sonfrecuentes en los áridos de macha-queo. Si bien en los gruesos (4-10,10-20,…) la cantidad no es muy signi-ficativa (aunque también debe tener-se en cuenta), en las arenas de ma-chaqueo (0-2, 0-4) la cantidad de fi-nos que presentan es muy alta y va-riable. Este contenido en finos alterafrecuentemente la dosificación secán-dola o exhudando el agua que sobra.

Se han realizado estos análisis conlos tamices antiguos y nuevos con elfin de observar las posibles diferenciasencontradas en nuestros áridos y te-nerlas en cuenta para la ejecución dehormigones. Un dato a tener en cuen-ta es que al pasar un árido por unostamices y otros los momentos de re-tención son distintos y esto resulta en

FormaEsférica

Áridos naturales

Alargada/aplanada Poliédrica Alargada/plana

Angulosidad

Superficie

Necesidadde agua

Trabajabilidad

Compactación

Redondeada

Lisa

Angulosa

Aspera

Creciente

Decreciente

Características de los áridos.

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un módulo granulométrico diferente.Con la nueva serie de tamices el mó-dulo granulométrico resulta mayor quecon la antigua y aumenta entre el 15 y30%. Se observa humedad del 0,4%para la arena 0/5 y basáltica del 1%para la arena africana 0/2. La hume-dad en los áridos debe anotarse paraincluirla en la dosificación.

Hemos partido de una dosifica-ción de hormigón base para buscarlos requerimientos propuestos. Estasmezclas se han realizado con el ma-terial que se utiliza habitualmente,que es accesible y económico en Ca-narias. En general, hemos trabajadocon áridos basálticos canarios de ma-chaqueo (con humedad), arena delSáhara, cemento (tipo II 42,5), adicio-nes de filler, otras adiciones (pigmen-tos), agua de abasto y aditivo super-fluidificante. En las primeras pruebashemos realizado hormigones norma-les y de altas resistencias, con y sinaditivos. Es necesario comenzar poruna dosificación homogénea encuanto al tamaño de los áridos y pos-teriormente ir añadiendo la fluidez. Adestacar:

• hormigón normal resistente (sin adi-tivo) – Cono=6, Resist.7d=31 MPa,Resist.28d= 41 MPa.• hormigón fluido (con fluidificante) –Cono=17-20, Resist.7d>44 MPa, Re-sist.28d>53 MPa.

En un siguiente periodo, hemos idoincorporando la adición fina. El fillercolmatará los intersticios dejados en-tre los granos de diferentes tamaños yformas. Estos materiales escogidostienen muy poca humedad y una for-ma muy redondeada (con un coefi-ciente de forma entre 0,80 y ,0,95).

La adición de finos es muy nece-saria para conseguir el objetivo, aun-que aporta poca cantidad en relaciónal volumen total. El aditivo superfluidi-ficante es el último elemento que he-mos añadido para ajustar la mezcla.Se trata de un aditivo que proporcionaelevada fluidez al hormigón. Está ba-sado químicamente en copolímeros ygrupos éter de ácido acrílico con ca-denas laterales.

Las pruebas realizadas hasta aho-ra dan resultados positivos por la tra-bajabilidad conseguida, por el tiempode fluidez y por las altas resistencias acorto, medio y largo plazo. El dato deresistencia a 24 horas es muy impor-tante tanto para el caso de hormigo-nes in situ como para los prefabrica-dos. Éste podría ser el momento en elque las piezas realizadas se separandel encofrado o que cuelgan del puen-te-grúa para su continuación de fra-guado y terminación a los 7 y 28 días.

Posteriormente hemos traspasadonuestras experiencias a una fábrica in-dustrial con el fin de comprobar resul-tados prácticos. Se trata de repetir lasmismas amasadas, ratificar los mis-mos resultados, a la vez que se adap-tan las maneras de trabajar, este ca-mino es muy importante, porque latemperatura, el viento, humedad, la

Granulométricos de áridos canarios.

Trabajo en Laboratorio 1.

Trabajo en Laboratorio 2.

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amasadora, incluso el personal de la-boratorio es diferente y, por tanto, losresultados nunca salen igual. Siemprese debe trabajar previamente en el la-boratorio de la empresa antes de pa-sar a escala industrial. Esto se refieretanto para empresas de prefabricadoscomo de hormigones elaborados. ¡Noes posible preparar este tipo de hormi-gón de manera artesanal en obra! Sise ejecutara en alguna obra especial,por su magnitud o requerimiento, sedebe igualmente realizar experimenta-ción previa.

A partir del momento en que los re-sultados en laboratorio son correctos,ya se está preparado para realizar unaprimera experiencia en fábrica. Para larealización de hormigones autocom-pactantes son necesarias las expe-riencias paso a paso debido a que és-tos son hormigones de resolución muyexperimental. Los resultados se consi-guen por sucesivos trabajos, con lospropios materiales, personal de la em-presa y laboratorio específico, supervi-sado por un equipo de expertos. Eneste sentido, cabe decir que es nece-saria la adecuación de los actuales la-boratorios (si es que existen) en em-presas de la construcción en nuestrasislas para la realización de estos nue-vos hormigones. Si bien durante el si-glo XIX el éxito del hormigón residió ensu unión al armado (hierro o acero), enla actualidad la auténtica revolución deeste material se produce con la elec-ción de las propiedades requeridas yel diseño mediante aditivos. Para estefin, es necesario verificar siempre enlaboratorio, debido a la pérdida econó-mica que puede suponer el realizarpruebas en planta. La empresa deconstrucción debe arriesgar y dispo-ner de todo el material para hacer unaproducción a nivel industrial, con el finde no quedar estancada y cada vezmás lejos del mercado internacional.

En paralelo, hemos estado traba-jando también en nuestro laboratorio.Hemos realizado las primeras maque-tas de paneles de fachada con hormi-gón autocompacto. Hemos imitadounos encofrados perdidos y unas ar-

maduras que funcionan de manera si-milar a como funcionarán las reales.De igual manera, los resultados de re-sistencias, aspecto, permeabilidad,estética, y detalle constructivo estánsiendo los correctos. El proceso de lasamasadas es importante debido a quepuede variar los resultados y la mane-ra de trabajar y el desgaste de la ama-sadora. En nuestro caso, y como ideageneral podemos decir que:

1º- Se vierte 3/4 partes del agua y pos-teriormente el cemento, hidratándolocompletamente, para que no quede niun solo grumo y con el fin de que eladitivo haga todo su efecto sobre lamasa homogénea. 2º- A continuación los sólidos de ma-yor a menor (áridos, arenas y finos).3º- Bien revuelto, se termina de verterel agua, con amasado de un minuto.4º- Se ejecuta Cono-Abraham paraver el resultado y relacionarlo con elresultado final.5º- Por último, se vierte el aditivo y sedeja que actúe 5 o 6 minutos, depen-diendo de parámetros de dosificación.

La idea de crear paneles de facha-da pigmentados podría ser una técni-ca novedosa. Se trabaja con capasofreciendo lo mejor de cada una en elespesor más pequeño y se mezclanhormigones con distintas dosificacio-nes para el mismo panel. Para esteelemento, el hormigón autocompactosería fundamental porque conseguiríacapas sin vibración y, por tanto, sinmezclarse.

Aplicación en CanariasEn junio de 2003 comienza a ser

práctico y efectivo un proyecto que co-necta la Universidad con la Empresa.Esta relación enlaza una investigaciónque venía desarrollando el Departa-mento de Construcción Arquitectónicade la Universidad de Las Palmas deGran Canaria con la empresa deconstrucción en Canarias. Se preten-día desarrollar una serie de panelesprefabricados para fachadas, con de-terminadas características, para com-probar si se era capaz de introducirlosen el mercado de la construcción.

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El producto resultante definitivo se-rá capaz de mejorar las característicasdel panel de fachada de hormigón quese ofrece en la actualidad, principal-mente en rangos estéticos. El aisla-miento por lejanía e insularidad de lasIslas Canarias nos obliga a utilizarnuestros propios áridos en la ejecu-ción de hormigones, ya que no seríaviable económicamente traerlo desdemás de dos mil kilómetros de distan-cia. Además el gasto energético altransportar tal cantidad de material nocontribuye al necesario ahorro deenergías para colaborar en el mante-nimiento de nuestro planeta.

La naturaleza volcánica de nuestrosubsuelo ofrece un árido basáltico quedebemos extraer por medios artificia-les. Esta práctica deriva en un resulta-do con áridos de machaqueo que ofre-cen unas singularidades extremasprincipalmente debido a su forma yabsorción de agua. Las gravas queutilizamos para la fabricación de hor-migones en Canarias presentan unaforma escamosa de aristas recortadasy agudas. Además, las arenas de ta-maño 0-5 presentan la misma condi-ción mineral. Estas últimas debido asu forma de rotura presentan una irre-gularidad del tamaño y forma del gra-no que deriva en una alta y descontro-lada absorción de agua.

Estos rasgos juegan en contrapara el desarrollo de dosificacionescon tendencias actuales. En estoshormigones se busca la docilidad yotras características que favorezcansu trabajabilidad en estado fresco,sin que por ello hayan perdido suscaracterísticas en estado endureci-do. En concreto, conseguir la auto-compacidad (HAC) con estos gra-nos es tarea complicada. La prime-ra parte de nuestro proyecto consis-te en elaborar el primer hormigónautocompactante de Canarias. Eranuestra intención proporcionar da-tos significativos y necesarios comodosificación, orden de mezclado otiempos de vertido para el óptimodesarrollo de este HAC a nivel in-dustrial en la planta de prefabrica-

dos y planta de elaborados. Esteproceso nos ha llevado a lo largo deun año a probar todo tipo de mate-riales, adiciones o aditivos en el La-boratorio de Construcción Arquitec-tónica en la Escuela Técnica Supe-rior de Arquitectura de la Universi-dad de Las Palmas de Gran Cana-ria. El resultado ha sido el desarro-llo de una dosificación capaz deconseguir una autocompacidad enhormigones canarios.

Estas prácticas se han desarro-llado también de manera continua-da en un laboratorio de empresa,para posteriormente introducirlo enuna fábrica industrial de manera ex-perimental. Hemos realizado pane-les de dimensiones considerablescon hormigones autocompactos conexcelente resultado. El desarrollo deeste proyecto ha continuado realizan-do muestras de paneles por capas. Sepodría introducir en cada una de éstaslas características que nos interesecon el espesor que necesitemos. Paraeste trabajo se debe evitar la vibraciónya que mezclaría las diferentes capasy el resultado no sería correcto.

Hemos realizado unas maquetasprevias en el laboratorio para demos-trar lo que queríamos y luego hemospasado a Planta. En paralelo hemosrealizado una tabla de muestra en hor-migones pigmentados y autocompac-tos de aproximadamente unos setentacolores. De momento, el resultado delproyecto está siendo satisfactorio.Ahora están creadas las expectativaspara ver las primeras edificaciones fru-to de este proyecto.

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BIOGRAFÍA

RICARDO J. SANTANARODRÍGUEZ

Título de Arquitecto por laUniversidad de Las Palmas deGran Canaria en el año 1998;trabajando posteriormente co-mo profesional autónomo ads-crito al Colegio Profesional de

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Arquitectos y colaborando condiversos organismos oficiales yempresas. Obtiene el Diplomade Estudios Avanzados y esdoctorando por la misma uni-versidad. Ha participado activa-mente en diferentes ponenciasy cursos. En la actualidad esbecario de investigación de laUniversidad de Las Palmas deGran Canaria y pertenece alDepartamento de Construccio-nes Arquitectónicas.

Este trabajo de investigaciónestá dirigido por el PROFESORDOCTOR ARQUITECTO JOSÉMANUEL PÉREZ LUZARDOdel Departamento de Construc-ciones Arquitectónicas de laUniversidad de Las Palmas deGran Canaria.

Departamento de Construccio-nes Arquitectónicas (Esc. Téc.Sup. Arquitectura)Universidad de Las Palmas deGran Canariarjsr@coac-lpa.com

Patrocinador de esta investigación:

LOPESAN, S.A.