Hormigón de alto rendimiento con un desarrollo de resistencia rápido que carece de materiales añadidos con actividad hidráulica latente.

Una mezcla sólida sin sustancialmente actividad hidráulica oculta,

lo que significa que dicha adición de materiales de actividad hidráulica latente, si están presentes en modo alguno, generalmente es menor de un 5 % en peso y con respecto al cemento, consistiendo esta mezcla sólida en cemento y áridos de caliza, caracterizada por cantidades de cemento de un 15-22 % en peso de la mezcla sólida y por el hecho de que su distribución granulométrica viene representada por una curva que sustancialmente corresponde a los valores mostrados en la siguiente tabla: Diámetro (mm) % de Paso (límite inferior) % de Paso (límite superior)**Tabla**

incluyendo opcionalmente la mezcla sólida aditivos adicionales de tipo acrílico así como fibras poliméricas.

Hormigïn de alto rendimiento con un desarrollo de resistencia rïpido que carece de materiales aïadidos con actividad hidrïulica latente. 5

Campo de la invenciïn [0001] La presente invenciïn se refiere a la preparaciïn de hormigïn de alto rendimiento que se puede obtener sin cantidades significativas de materiales aïadidos con actividad hidrïulica latente, en particular sïlice pirïgena.

Tïcnica anterior

Antes de describir con detalle la presente invenciïn serïa apropiado definir el significado de algunos tïrminos y referirse al estado de la tïcnica reunida por medio de la lectura tïcnica y la bibliografïa de patentes en la materia.

Actualmente, la expresiïn "alto rendimiento" se refiere a un intervalo bastante grande de caracterïsticas que se pueden usar de las mezclas de cemento y en particular a los rendimientos reolïgico y mecïnico.

Con respecto al rendimiento reolïgico, generalmente se requiere que un hormigïn de alto rendimiento tenga un comportamiento tixotrïpico o, preferentemente, auto-compactante.

Con respecto al rendimiento mecïnico, la expresiïn "alto rendimiento" se refiere a resistencia frente a un intervalo grande de tensiïn mecïnica. De acuerdo con las recomendaciones de Italian Ministr y of Public Works los hormigones se pueden clasificar como hormigïn de alto rendimiento (HPC) si se caracteriza por medio de una 25 proporciïn de agua/cemento < 0, 45 y una resistencia cïbica caracterïstica a los 28 dïas de entre 25 MPa y 75 MPa,

o como hormigïn de alta resistencia (AR) si se caracteriza por medio de una proporciïn de agua/cemento < 0, 35 y una resistencia cïbica caracterïstica de entre 75 MPa y 115 MPa. En la presente invenciïn, la expresiïn "alto rendimiento" incluye hormigïn HPC y hormigïn AR.

Como se sabe bien, con el fin de obtener hormigïn de alto rendimiento, es necesario adoptar una proporciïn reducida de agua/aglutinante (por aglutinante los inventores entienden cemento Portland y cualquier otro material apropiado) y una dosificaciïn de aglutinante generalmente mïs elevada que la que se requiere para un hormigïn con resistencia normal.

Las actuales normas europeas para hormigïn (EN 206-1) permiten la adiciïn al hormigïn de materiales finamente subdivididos con el fin de obtener o mejorar algunas propiedades. La norma EN 206-1 tiene en cuenta dos tipos de adiciones:

- Las adiciones que son casi inertes (tipo I) , entre las cuales es posible mencionar caliza;

- Las adiciones con actividad puzolïnica o actividad hidrïulica latente (tipo II) son las cenizas volantes conforme a la norma EN 450 y sïlice pirïgena conforme a la norma EN 13263.

Se sabe bien que el hormigïn de alto rendimiento se puede producir partiendo de una gran variedad de sistemas de cemento tales como:

-cemento Portland puro;

-cemento Portland y cenizas volantes;

-cemento Portland y sïlice pirïgena;

-cemento Portland, escorias y sïlice pirïgena;

De acuerdo con los datos que se encuentran en la bibliografïa, casi todos los hormigones de alto rendimiento contienen sïlice pirïgena.

Existen numerosos estudios sobre los efectos de la sïlice pirïgena sobre las reacciones de hidrataciïn de los 55 sistemas de cemento. Se sabe bien que la acciïn de la sïlice pirïgena se manifiesta por sï misma como adiciïn puzolïnica y como carga. La acciïn de la sïlice pirïgena como material de relleno granular entre las partïculas de cemento se explica por medio de sus dimensiones extremadamente reducidas (entre 30 y 100 veces mïs pequeïa que la del cemento Portland) .

Como contrapunto a las ventajas de usar dicho material adicional, se debe apuntar que parece que la adiciïn de sïlice pirïgena, en algunos casos, provoca un aumento de la contracciïn en la fase plïstica y puede proporcionar un fenïmeno apreciable de micro-fisuras/SP 186-39 pïgina 671 (E&FN SPON - Modern Concrete Technology 5-4 pïgina 191 Ed. 1998) y (S. Rols y col. "Influence of Ultra Fine Particle Type on Properties of Ver y - High strength Concrete ACI SP 186 pïgina 671-685 - Proceedings of Second CANMET/ACI International Conference, RS, Brasil,

1999) . Tambiïn existen indicaciones de una disminuciïn de resistencia inesperada con el tiempo que puede generar un deterioro del material. Finalmente, se debe apuntar que el uso de sïlice pirïgena es particularmente costoso.

Con respecto a la carga de caliza, se ha considerado inerte durante mucho tiempo. Aunque no se puede considerar como un material de adiciïn puzolïnico, muchos estudios han mostrado que tiene una reactividad significativa a medio y largo plazo. S. Sprung, E. Siebel "..." Zement Kalk Gibs 1991, N.1, pïgina 1-11 establece la hipïtesis de que, ademïs de su papel principal como carga de matriz, la carga de caliza podrïa generar una determinada reacciïn quïmica con aluminatos para dar lugar a la formaciïn de aluminatos de calcio. Ramachandran y col. (Ramachandran y col. en "Durability of Buildings Materials", 4 1986) han observado que la adiciïn de CaCO3 a C3S (silicato de tricalcio) acelera la hidrataciïn. Ademïs, han descubierto que la hidrataciïn de cemento se acelera por medio del efecto de carga de la caliza. En la mezcla de cemento, CaCO3 producirïa un aluminato de calcio que se incorporarïa a las fases C3S y C3A (tricalcio aluminoso) durante la hidrataciïn. S.P. JIANG y col. ("Effect of fillers (Fine particles) on the Kinetics of Cement Hydration 3rd Beijing International Symposium on Cement and Concrete, 1993, 3) han mostrado ademïs que la formaciïn de aluminato de calcio es beneficiosa ya que aumenta la resistencia y acelera el proceso de hidrataciïn. De acuerdo con Jiang y col., (S.P. Jiang y col. 9ï International Congress of Chem. Nueva Delhi, 1992) la carga de caliza actïa sobre los parïmetros cinïticos de hidrataciïn del cemento. De acuerdo con dichos autores, la aceleraciïn de la hidrataciïn se puede atribuir, en lugar de lo que se ha descrito anteriormente, a un efecto de multiplicaciïn de los contactos entre partïculas y a la naturaleza de dichos contactos sobre la superficie de la carga de caliza.

Con respecto al elevado rendimiento, desde el punto de vista reolïgico, se sabe bien que el hormigïn autocompactante estï ganando importancia.

El hormigïn auto-compactante (SCC) es un hormigïn especial capaz de fluir, por la ïnica razïn de su propio peso, en los encofrados y de fluir alrededor de los obstïculos, tal como las varillas de refuerzo, sin detenerse y dar lugar a la separaciïn de sus constituyentes. Se pueden conservar sus caracterïsticas reolïgicas hasta que comienza el proceso de fraguado y endurecimiento.

De acuerdo con AFGC (Association Francaise of Genie Civil) el hormigïn auto-compactante debe cumplir los siguientes requisitos cuando se encuentra fresco:

a) Los valores de expansiïn de los Flujos de Asentamiento (cono de asentamiento) generalmente deben encontrarse en un campo entre 60 y 75 cm (sin segregaciïn visible al final del ensayo - es decir sin que exista aureola de lavado de cal alrededor del perïmetro externo y sin concentraciïn en el centro) ; b) la proporciïn de relleno del equipamiento denominado L-Box debe ser mayor de un 80 %; c) el hormigïn no debe mostrar segregaciïn y debe presentar un sangrado limitado. Se ha presentado una solicitud de patente (MI2001A002480) con respecto al hormigïn que tiene una resistencia mecïnica de 28 dïas mïs elevada o igual que 110 MPa, que comprende cemento conforme a la norma Europea 197-1, ïridos de caliza y aditivos, caracterizado por el hecho de que cualesquiera adiciones con actividad hidrïulica latente son menores de un 5 % con respecto al peso del cemento.

Los hormigones de acuerdo con la solicitud de patente italiana MI2001A002480 se caracterizaban por las siguientes caracterïsticas:

1) ausencia de cantidades significativas de adiciones de tipo II (por ejemplo sïlice pirïgena) 2) resistencia mecïnica de 28 dïas mayor de 110 MPa y/o un desarrollo de resistencia de compresiïn mecïnica para garantizar los valores que se muestran en la siguiente tabla TABLA I: requisitos de rendimiento en tïrminos de desarrollo de resistencia mecïnica

Expira [dïas] 1 2 28

Rc [MPa] ≥ 50 ≥ 80 ≥ 110

3) cantidad de cemento entre un 25 % y un 50 % en peso con respecto al peso total de la mezcla sïlida. 4) ïridos de caliza que tienen un D. Max entre 1 y 12 mm.

Se alcanzaron estas caracterïsticas por medio del uso de la curva granulomïtrica de la mezcla sïlida que es bastante diferente de las conocidas previamente en la tïcnica.

Aunque presentan ventajas considerables, se ha demostrado que los hormigones obtenidos... [Seguir leyendo]

1. Una mezcla sïlida sin sustancialmente actividad hidrïulica oculta, lo que significa que dicha adiciïn de materiales de actividad hidrïulica latente, si estïn presentes en modo alguno, generalmente es menor de un 5 % en peso y con respecto al cemento, consistiendo esta mezcla sïlida en cemento y ïridos de caliza, caracterizada por cantidades de cemento de un 15-22 % en peso de la mezcla sïlida y por el hecho de que su distribuciïn granulomïtrica viene representada por una curva que sustancialmente corresponde a los valores mostrados en la siguiente tabla:

Diïmetro (mm) % de Paso (lïmite inferior) % de Paso (lïmite superior)

16, 00 100 100

12, 50 92 98

10, 00 82 94

8, 00 78 90

6, 30 72 80

4, 00 62 70

3, 15 58 65

2, 00 50 60

1, 00 42 50

0, 40 35 45

0, 20 32 40

0, 10 28 36

0, 01 12 20

0, 005 8 16

incluyendo opcionalmente la mezcla sïlida aditivos adicionales de tipo acrïlico asï como fibras polimïricas.

2. Una mezcla de acuerdo con la reivindicaciïn 1, que proporciona el siguiente desarrollo de resistencia mecïnica en el tiempo: tras 16 horas ≥ 50 MPa; tras 1 dïa ≥ 60 MPa; tras 2 dïas ≥ 70 MPa; y que comprende un cemento conforme a la norma Europe.

19. 1.

3. Una mezcla de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2 en la que el cemento es de tipo I CEM 52, 5 R.

4. Una mezcla de acuerdo con las reivindicaciones anteriores en la que el contenido de cemento estï entre un 19 %

y un 21 % en peso de la mezcla. 20

5. Una mezcla de acuerdo con las reivindicaciones anteriores en la que el ïrido de caliza estï formado por caliza machacada con un contenido de CaCO3 igual o mayor de un 95 % en peso del peso total del ïrido.

6. Una mezcla de acuerdo con las reivindicaciones anteriores en la que el ïrido de caliza tiene un D. Max (dimensiïn 25 mïxima) entre 12 y 20 mm.

7. Una mezcla de acuerdo con las reivindicaciones anteriores que ademïs incluye aditivos de tipo acrïlico.

8. Una mezcla de acuerdo con la reivindicaciïn 7, en la que los aditivos de tipo acrïlico estïn entre un 0, 4 % y un 1, 5 30 % en peso del cemento.

9. Una mezcla de acuerdo con la reivindicaciïn 8, en la que los aditivos de tipo acrïlico estïn entre un 0, 8 % y un 1, 3 % en peso del cemento.

10. Una mezcla de acuerdo con las reivindicaciones anteriores que ademïs incluye fibras polimïricas.

11. Una mezcla de acuerdo con la reivindicaciïn 10, en la que las fibras polimïricas son de tipo propileno.

12. Una mezcla de acuerdo con las reivindicaciones 10 y 11, en la que las fibras polimïricas estïn entre un 0, 2 y un 40 0, 5 % en peso.

13. Una mezcla de cemento para la preparaciïn de hormigïn AR o HPC que carece de adiciones con actividad hidrïulica latente, que comprende una mezcla sïlida de acuerdo con las reivindicaciones anteriores mezclada con agua, con una proporciïn de agua/cemento entre 0, 30 y 0, 34.

14. Una mezcla de cemento de acuerdo con la reivindicaciïn 13, en la que la proporciïn de agua/cemento estï entre 0, 31 y 0, 32.

15. Una mezcla de cemento de acuerdo con la reivindicaciïn 13, en la que el contenido de cemento es menor de 50 500 kg/m3.

16. Una mezcla de cemento de acuerdo con la reivindicaciïn 13, para la preparaciïn de hormigïn AR o HPC resistente al fuego.

17. Una mezcla de cemento de acuerdo con la reivindicaciïn 13, para la preparaciïn de hormigïn AR o HPC 5 impermeable.

18. Un hormigïn obtenido a partir de una mezcla de cemento de acuerdo con cualquier reivindicaciïn 13 a 17.

19. Un producto de cemento obtenido a partir de una mezcla de acuerdo con cualquier reivindicaciïn 13 a 17. 10

FIGURA 1 FIGURA 2