Hormigón autocompactante (HAC): composición, ensayos de fluidez y aplicaciones

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Resumen

El documento describe el hormigón autocompactante (HAC), un material que se compacta por su propio peso sin vibración externa. Explica sus propiedades, los materiales necesarios y los principales ensayos de fluidez, viscosidad y resistencia al bloqueo. También recoge criterios de dosificación, principios de diseño y las ventajas constructivas y de seguridad de su uso en obra.

Puntos clave

  • El HAC se compacta con su propio peso gracias a una dosificación específica y a superplastificantes, sin vibración externa.
  • El tamaño máximo del árido es de 25 mm, aunque se recomienda entre 12 y 20 mm para mejorar la fluidez.
  • El superplastificante es obligatorio; el aditivo modulador de viscosidad es opcional.
  • No puede ensayarse con el cono de Abrams; se usan ensayos como el de escurrimiento, el embudo en V, la caja en L y el anillo J.
  • Designación: AC-E (autocompactabilidad por escurrimiento), AC-V (viscosidad) y AC-RB (resistencia al bloqueo).
  • Rangos típicos de dosificación: finos entre 450 y 600 kg/m³, cemento entre 250 y 500 kg/m³ y volumen de pasta superior a 350 l/m³.

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Hormigón Autocompactante (HAC): Definición y Propiedades Esenciales

El Hormigón Autocompactante (HAC) es aquel que, gracias a una dosificación específica y al empleo de determinados aditivos superplastificantes, se compacta con su propio peso sin necesidad de ningún método de vibración externa. Este material se caracteriza por:

  • Ausencia de Segregación: Mantiene la homogeneidad de sus componentes.
  • Mejora de la Durabilidad: Contribuye a estructuras más resistentes.
  • Fluidez Elevada: Permite rellenar encofrados complejos.
  • Cohesión y Viscosidad: Presenta una cohesión y viscosidad moderadas, esenciales para evitar la segregación.

Composición y Materiales Requeridos

La producción del HAC requiere la selección cuidadosa de sus componentes:

  • Cementos: Se emplean cementos adecuados en función de las adiciones que contengan, o el CEM I.
  • Áridos: El tamaño máximo del árido es de 25 mm, aunque es altamente recomendable utilizar un tamaño entre 12 y 20 mm para optimizar la fluidez.
  • Aditivos Obligatorios: Es obligatorio el uso de aditivos superplastificantes.
  • Aditivos Opcionales: En ocasiones, se emplea un aditivo que modula la viscosidad.
  • Adiciones Estéticas y Estructurales: Se pueden emplear pigmentos (igual que en hormigones normales) y fibras poliméricas o metálicas, aunque estas últimas pueden reducir ligeramente la fluidez del hormigón.

Métodos de Ensayo y Control de Calidad

Debido a su alta fluidez, el HAC no puede ser ensayado con el tradicional cono de Abrams. Por ello, se emplean ensayos específicos para medir sus propiedades de autocompactabilidad, viscosidad y resistencia al bloqueo:

Tipos de Ensayos Específicos

  • Ensayo de Escurrimiento (Flujo Libre).
  • Ensayo de Escurrimiento en Embudo en V.
  • Ensayo de la Caja en L.
  • Ensayo de Resistencia a la Segregación.
  • Ensayo de Escurrimiento con Anillo J.
  • Ensayo de Resistencia al Bloqueo.

Detalle de los Ensayos Principales

Ensayo de Flujo Libre (Escurrimiento)

Consiste en llenar un cono, levantarlo y medir el tiempo que tarda el hormigón en extenderse y alcanzar un diámetro de 50 cm, así como el tiempo que tarda en alcanzar un diámetro estable. La mezcla no se compacta en ningún momento. Dependiendo de estos valores, se pueden obtener 3 consistencias distintas con diferentes aplicaciones.

Ensayo de Embudo en V

Consiste en rellenar un molde con forma de embudo de una sola vez y sin compactarlo. Se retira la trampilla inferior y se mide el tiempo que tarda el hormigón en caer libremente.

Ensayo de Caja en L

Este ensayo está formado por un depósito vertical que conecta con un canal horizontal a través de una abertura en la cual se colocan barras de armadura. Consiste en llenar el depósito y dejar fluir el hormigón, midiendo el tiempo que tarda en alcanzar unas distancias de 200 y 400 mm.

Dosificación y Principios de Diseño

Designación

La designación del HAC es similar a la de los hormigones convencionales, pero se emplean las siglas AC para indicar la consistencia y las propiedades específicas:

  • AC-E: Autocompactabilidad correspondiente al escurrimiento.
  • AC-V: Viscosidad.
  • AC-RB: Resistencia al bloqueo.

Requisitos de Dosificación

Para la dosificación, se deben tener en cuenta las exigencias estructurales, operativas, de prestaciones y las exigencias ambientales. Los rangos típicos son:

  • Contenido de Finos: Entre 450 y 600 kg/m³.
  • Contenido de Cemento: Entre 250 y 500 kg/m³.
  • Volumen de Pasta: Superior a 350 l/m³.

Principios Fundamentales de Diseño

  1. Ajustar y equilibrar la fluidez y viscosidad de la pasta.
  2. Añadir superplastificantes o aditivos moduladores de la viscosidad si se requieren.
  3. Contener adiciones tipo I y II.
  4. Asegurar que el volumen de la pasta sea mayor que el volumen de huecos.
  5. Mantener una relación baja entre áridos gruesos y finos.

Aplicaciones y Ventajas Constructivas del HAC

El Hormigón Autocompactante ofrece múltiples beneficios operativos y de seguridad en obra:

Ventajas Operativas y de Seguridad

  • Reducción de la Dependencia: Disminuye la necesidad de formación y experiencia de los operarios para obtener compactaciones correctas.
  • Reducción de Ruido: Reduce significativamente el ruido generado por la compactación por vibración.
  • Seguridad Laboral: Reduce el tiempo de exposición de los trabajadores frente al ruido y las vibraciones.
  • Aceleración de Obra: Permite acortar el periodo de construcción.
  • Compactación Asegurada: Garantiza la compactación en zonas donde la vibración es complicada o inaccesible (encofrados densos).

Campos de Aplicación

El HAC es ideal para:

  • Obras donde no se pueda vibrar o solo se permita una compactación mínima.
  • Pisos y losas armadas.
  • Obras que necesiten una colocación rápida del hormigón.
  • Vigas y elementos pretensados.

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Preguntas frecuentes

¿Por qué no se puede ensayar el HAC con el cono de Abrams?

Debido a su alta fluidez, el HAC no puede ensayarse con el tradicional cono de Abrams. Por eso se emplean ensayos específicos para medir su autocompactabilidad, viscosidad y resistencia al bloqueo.

¿Qué tamaño de árido se recomienda para el HAC?

El tamaño máximo del árido es de 25 mm, pero se recomienda usar un tamaño entre 12 y 20 mm para optimizar la fluidez.

¿Qué ventajas operativas ofrece el hormigón autocompactante?

Reduce la dependencia de la experiencia de los operarios, disminuye el ruido de la compactación por vibración, mejora la seguridad laboral al reducir la exposición a ruido y vibraciones, y permite acortar el periodo de construcción.

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Test

1. ¿Cómo se compacta el hormigón autocompactante?
2. ¿Qué aditivo es obligatorio en la producción del HAC?
3. ¿Qué ensayo mide el tiempo que tarda el hormigón en caer libremente por un molde en forma de embudo?
4. ¿Qué significa la designación AC-V?
5. ¿Cuál es el rango típico de contenido de cemento en el HAC?
6. ¿Qué efecto pueden tener las fibras metálicas en el HAC?

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