Hormigón de un rendimiento muy elevado, autonivelante, su procedimiento de preparación y su utilización.

LA INVENCION SE REFIERE A UN HORMIGON RENDIMIENTO MUY ELEVADO,

AUTONIVELADOR, QUE PRESENTA UNA RESISTENCIA ALA COMPRESION DESPUES DE 28 DIAS DE AL MENOS 150 MPA, UN MODULO DE ELASTICIDAD DESPUES DE 28 DIAS DE AL MENOS 60 GPA, Y UNA RESISTENCIA A LA COMPRESION DESPUES DE 40 HORAS DE AL MENOS 100 MPS, SIENDO DADOS ESTOS VALORES PARA UN HORMIGON CONSERVADO Y MANTENIDO A 20°C Y QUE COMPRENDE: - UN CEMENTO DE UNA GRANULOMETRIA CORRESPONDIENTE A UN DIAMETRO ARMONICO MEDIO O IGUAL A 7 MI M; - UNA MEZCLA DE ARENAS DE BAUXITAS CALCINADAS DE DIFERENTES GRANULOMETRIAS, TENIENDO LA ARENA MAS FINA UNA GRANULOMETRIA MEDIA INFERIOR A 1MM Y LA ARENA MAS BASTA UNA GRANULOMETRIA MEDIA INFERIOR A 10MM; - HUMO DE SILICE DEL QUE UN 40% DE LAS PARTICULAS TIENEN UNA DIMENSION INFERIOR A 1 MI M, SIENDO EL DIAMETRO ARMONICO MEDIO CERCANO A 0,2 MI M: - UN AGENTE ANTIESPUMA; - UN SUPERPLASTIFICANTE REDUCTOR DE AGUA, - OPCIONALMENTE FIBRAS; Y AGUA, PRESENTANDO LOS CEMENTOS, LAS ARENAS Y EL HUMO DE SILICE UNA DISTRIBUCION GRANULOMETRICA TAL QUE SE DAN AL MENOS TRES CLASES GRANULOMETRICAS DIFERENTES

Hormigón de un rendimiento muy elevado, autonivelante, su procedimiento de preparación y su utilización.

La presente invención tiene como objeto un hormigón de un rendimiento muy elevado, autonivelante. En la presente invención se comprende por hormigón de un rendimiento muy elevado un hormigón que presenta una resistencia característica a la compresión a los 28 días superior a 150 MPa, un módulo de elasticidad a los 28 días superior a 60 GPa y una resistencia a una edad temprana superior a 100 MPa a las 40 horas, los valores anteriores se indican para un hormigón conservado y mantenido a 20°C. Tiene también como objeto el procedimiento de preparación así como los usos de este hormigón.

En la presente invención se comprende por hormigón un cuerpo de matriz de cemento que de acuerdo con las obras a llevar a cabo puede incluir fibras, y es obtenido por endurecimiento de una composición de cemento mezclada con agua.

Ya se conocen unos hormigones de alto rendimiento, sin embargo su uso sin armadura pasiva está limitado.

Unas composiciones específicas para fabricar un hormigón de fibras metálicas dúctil con una resistencia ultra elevada que permita la construcción de elementos pre-tensados o no, que no constan de ninguna armadura están inscritas en la patente FR 2 708 263. Sin embargo, este hormigón necesita la inclusión de cuarzo triturado y/o una cura térmica para alcanzar los rendimientos requeridos.

Los inventores han tenido el mérito de encontrar un hormigón autonivelación, en el cual se pueden añadir fibras, que presenta una resistencia excelente a la compresión, un excelente módulo de elasticidad, una excelente resistencia a una edad joven sin necesitar ninguna adición ni ninguna cura térmica, lo que presenta una ventaja económica y una gran facilidad de puesta en práctica.

Un hormigón de este tipo presenta una resistencia característica a la compresión a los 28 días de al menos 150 MPa, un módulo de elasticidad a los 28 días de al menos 60 GPa y una resistencia a la compresión a las 40 horas de al menos 100 MPa, estos valores se dan para un hormigón conservado y mantenido a 20°C y consta de:

el cemento, la arenas y el humo de sílice presentan una repartición granulométrica tal que se tienen al menos tres clases y como mucho cinco clases de granulometría diferentes, la relación entre la media armónica de los diámetros de una clase granulométrica y de la clase inmediatamente superior es de aproximadamente 10.

Este hormigón presenta además una resistencia muy grande a la abrasión. De hecho, cuando está exento de fibras, presenta una resistencia a la tracción directa superior a 10 MPa.

El cemento puesto en práctica presenta un contenido elevado de silicatos bi- y tricálcicos C2S y C3S, (cemento HTS) de preferencia superior a un 75%. Puede ser elegido entre los cementos de tipo Portland CEM 1, que tienen de preferencia unas características complementarias tales como Toma de Mar - PM o aún mejor Toma de Mar y Resistente a los Sulfatos - PM-ES o sus mezclas. Por motivos de fluidificación, se prefiere utilizar un cemento que presente igualmente un débil contenido de C3A, de preferencia inferior a un 5%.

En la presente invención, por el término mezcla de arenas de bauxitas calcinadas se comprende no solo una mezcla de arenas de bauxitas calcinadas de diferentes granulometrías sino también una mezcla que consta de arena de bauxita calcinada con otro tipo de arena o con unos granulados que presentan una resistencia y durezas muy grandes tales como, notablemente unos granulados de corindón, de esmeril o de unos residuos de metalurgia tales como carburo de silicio.

En la presente invención se utiliza de preferencia una mezcla de dos o tres arenas de bauxita calcinada de diferentes granulometrías. De acuerdo con un modo de realización particular de la invención esta mezcla de arenas está constituida por:

La arena de menor granulometría se puede sustituir en su totalidad o parcialmente por:

El humo de sílice puesto en práctica en el hormigón de acuerdo con la invención puede ser densificado o no, es decir que presenta una densidad comprendida entre 200 y 600 kg/m³. Este humo de sílice debe constar, una vez dispersado en el hormigón al menos un 40% de partículas de dimensión inferior a una micra, la dimensión de las partículas restantes es inferior a 20 μm.

La bauxita utilizada puede ser calcinada, de modo indiferente en unos hornos rotatorios o en unos hornos verticales. A continuación es desmenuzada y triturada para obtener la granulometría deseada. La granulometría máxima se determina por la resistencia propia de los granulados en relación con los rendimientos en compresión esperados para el hormigón.

De modo que se evite la inclusión de burbujas de aire que disminuirían la resistencia del hormigón, se utiliza un agente anti-espumante utilizado clásicamente para las perforaciones petrolíferas es decir en unas aplicaciones que necesitan una regulación muy precisa de la densidad de la materia colada. Estos agentes anti-espumantes se llaman mezclas de aditivos anti-espumantes y desaireadores. Estos agentes se presentan en forma seca o en forma líquida. A título de ejemplo de tales agentes, se pueden citar notablemente las mezclas de alcohol dodecilico y polipropileno glicol, los dibutilftalatos, los dibutilfosfatos, los polímeros de silicona tales como polidimetilsiloxano, y los silicatos modificados.

De acuerdo con un modo de realización en particular de la invención, se utiliza como agente anti-espumante un silicato tratado con un glicol polimerizado comercializado por la Sociedad Troy Chemical Corporation bajo la marca Troykyd R D126.

Como superplastificante reductor de agua, no se pueden utilizar todos los productos en el mercado en la actualidad, sin embargo se puede usar un superplastificante reductor de agua de tipo éter policarboxílico modificado, en particular el GLENIUM R 51 comercializado por la Sociedad MBT France. Este producto puede estar en forma líquida o en forma de polvo. A título complementario, para reducir el contenido global de alcalinos (si la naturaleza de los granulados o aún la cantidad de humo de sílice es superior a un 10% de la masa del cemento) la neutralización de los fluidificantes se podrá elegir en una base cálcica en lugar de sódica.

Para aumentar las características del hormigón de acuerdo con la invención, en ciertas obras, se incorporan unas fibras en el hormigón. Estas fibras se eligen notablemente entre las fibras de carbono,... [Seguir leyendo]

1. Hormigón de un rendimiento muy elevado, autonivelante, que presenta a los 28 días una resistencia característica a la compresión de al menos 150 MPa, un módulo de elasticidad a los 28 días de al menos 60 GPa, y una resistencia a la compresión a las 40 horas de al menos 100 MPa, estos valores se dan para un hormigón conservado y mantenido a 20°C, y que consta de:

los cementos, las arenas y el humo de sílice presentan una repartición granulométrica tal que se tienen al menos tres y como máximo cinco clases granulométricas diferentes, la relación entre el promedio armónico de los diámetros de una clase granulométrica y de la clase inmediatamente superior es de aproximadamente 10.

2. Hormigón de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el cemento se elige entre los cementos que presentan un contenido de silicatos bi y tricálcicos superior a un 75%.

3. Hormigón de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que el cemento se elige entre los cementos de tipo Portland CEM I, que tienen de preferencia unas características complementarias tales como Toma de Mar - PM o aún mejor Toma de Mar y Resistente a los Sulfatos - PM - ES o sus mezclas.

4. Hormigón de acuerdo con la reivindicación 1 o 3, caracterizado por el hecho de que la mezcla de arenas está constituida de:

la arena de una granulometría más pequeña puede ser sustituida parcialmente por:

5. Hormigón de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que el superplastificante reductor de agua es un producto a base de éter policarboxílico modificado.

6. Hormigón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 5, caracterizado por el hecho de que las fibras se eligen notablemente entre las fibras metálicas, de carbono, de Kevlar F, de polipropileno o sus mezclas.

7. Hormigón de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que las fibras son unas fibras metálicas, de preferencia de acero, de una longitud comprendida entre 5 y 30 mm, de preferencia entre 10 y 25 mm, y más preferencialmente aún entre 10 y 20 mm, y de un diámetro comprendido entre 0,1 y 1,0 mm, de preferencia entre 0,2 y 0,5 mm y más preferencialmente aún entre 0,2 y 0,3 mm.

8. Hormigón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 7, caracterizado por el hecho de que consta, en partes de peso, de:

9. Hormigón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 8, caracterizado por el hecho de que consta además de 0,5 a 3, de preferencia de 0,5 a 2 y más preferencialmente aún una parte de óxido de calcio o de sulfato de calcio en forma micronizada o pulverulenta.

10. Procedimiento de preparación de un hormigón con fibras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 9, caracterizado por el hecho de que se amasan todos los constituyentes del hormigón hasta la obtención de un hormigón con una fluidez deseada o que se mezcla en primer lugar los constituyentes granulares secos, tales como el cemento, las arenas, el humo de sílice, y eventualmente el superplastificante y el agente anti-espumante, luego se añade a esta mezcla el agua, y eventualmente el superplastificante y el agente anti-espumante si éstos están en una forma líquida, así como las fibras y que se amasan hasta la obtención de un hormigón que tiene la fluidez deseada.

11. Mezclado en seco de hormigón preparado para el empleo que permite obtener, después de la adición de agua y eventualmente de fibras así como del superplastificante reductor de agua y del agente anti-espumante si éstos están en forma líquida, un hormigón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 9.

12. Uso de un hormigón del modo definido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 9 o del modo preparado de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 10 para la realización de los elementos prefabricados tales como postes, viguillas, vigas, suelos, baldosas, obras de arte, piezas de contracción previa o de materiales compuestos, de clavados entre los elementos de la estructura, de elementos de circuito de saneado.