5/11/2018 HormigonCelular-slidepdf.com http://slidepdf.com/reader/full/hormigon-celular-55a0c95a40888 1/74 Universidad de la Américas Facultad de Ciencias de la ingeniería Escuela de Construcción INFORME DE INVESTIGACION EL HORMIGÓN CELULAR Patricio Arce Carol Aldana Karen Mendoza Williams Polanco Profesor: Sara Ojeda Programa: Tecnología del Hormigón Viña del Mar, Chile Abril 2011
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Agentes generadores de gas. ..................................................................................... 10 PROCESO DE PRODUCCIÓN ....................................................................................... 12
Curado con vapor a alta presión. ............................................................................... 18 Retracción del hormigón. ......................................................................................... 19
CARACTERÍSTICAS DEL HORMIGÓN CELULAR .................................................... 20 PRECISIÓN. ................................................................................................................ 20
RAPIDEZ DE CONSTRUCCIÓN. .............................................................................. 21 TRABAJABILIDAD. ................................ .................................................................. 22 LIGEREZA DEL HORMIGÓN CELULAR. ................................................................ 22 RESISTENCIA AL FUEGO. ........................................................................................ 23 NOCIONES BÁSICAS DE AISLACION. .................................................................. 26 PROPIEDADES DEL HORMIGÓN CELULAR COMO AISLANTE TÉRMICO. ...... 28 AISLANTE ACÚSTICO. ............................................................................................. 29 DURABILIDAD. ......................................................................................................... 30 PROPIEDADES MECÁNICAS. .................................................................................. 31 PERMEABILIDAD Y ABSORCIÓN. .......................................................................... 32
Porosidad de un hormigón celular. ............................................................................ 32
Relación entre la porosidad y permeabilidad. ............................................................ 35 Factores en la permeabilidad y la absorción. ............................................................. 35
TIPOS Y APLICACIONES DEL HORMIGÓN CELULAR............................................. 36 SITUACIÓN GENERAL DEL HORMIGÓN CELULAR EN CHILE. ......................... 36 TIPOLOGÍA ................................................................................................................ 37 ELEMENTOS QUE CONFORMAN EL SISTEMA CONSTRUCTIVOS. ................... 40 PROCESO CONSTRUCTIVO DEL HORMIGÓN CELULAR ................................... 47
CONSTRUCCIÓN DE MUROS ESTRUCTURALES ............................................. 48 ALBAÑILERIA ARMADA CON BLOQUES ......................................................... 52 ALBAÑILERIA CONFINADA CON BLOQUES .................................................... 58 CONSTRUCCION DE TABIQUES ......................................................................... 61 TERMINACIONES MUROS Y O TABIQUES ........................................................ 66
El Hormigón celular fue inventado en 1924 y patentado por J.A. Eriksson, un arquitecto
sueco quien buscaba un material para la construcción que presentara las característicaspositivas de la madera (aislamiento, solidez y trabajabilidad) y dejara de lado sus
desventajas (combustible, fragilidad y necesidad de mantenimiento).
Este tipo de hormigón se consigue mediante la adición de productos químicos que
reaccionan a los componentes del hormigón generando burbujas de gas. Estas se forman
añadiendo polvo de zinc o aluminio al cemento y midiendo el agua; aproximadamente
una parte de metal en polvo y mil partes de cemento mezcladas en seco y añadiendo
agua para formar una pasta. Después de un tiempo mínimo, el hidróxido de calcio puestoen libertad durante el fraguado del cemento, en cámaras de vapor presurizadas,
reacciona con estos metales poniendo en libertad el gas hidrógeno; a la vez que se
forman los aluminatos o zincatos de cal correspondientes. El citado desprendimiento de
hidrógeno hace que la masa aumente de volumen antes del fraguado del cemento. El
cemento entonces se endurece, formando un material que consiste en una multitud de
burbujas cerradas rodeadas por el cemento endurecido. Las variaciones de polvo metálico
varían entre 0.1 y 0.25% del peso del cemento, no debiendo pasar de este máximo, pues
se tendría un desprendimiento excesivo de gases con proyecciones del material ydestrucción de la estructura celular. La arena disminuye como es natural estos efectos, sin
adición de arena, puede llegarse a una expansión del 125%.
El material resulta de una densidad muy inferior a la del hormigón convencional y como
esta cualidad es función del número de células formadas a igualdad de volumen del
material producido. Se comprende que regulando convenientemente las proporciones de
aglomerante y del elemento generador de las células, se puede lograr en el producto
resultante distintos valores de densidades, pueden prepararse hormigones desde 100
kilogramos de peso por m³ a 2200 por m³.
Las células del hormigón celular más ligero tienen una dimensión media de ¼ a 1
milímetro y las del hormigón más pesado de 0.1 a 1 milímetro, estas son bastantes más
pequeñas que de los otros tipos de hormigón ligero. El volumen de aire encerrado dentro
de la masa de hormigón define la densidad del mismo y como consecuencia su
resistencia. Con el hormigón celular se puede conseguir un completo rango de
densidades.”Algunas veces interesa que el hormigón celular sea resistente al mismo
tiempo que aislante, en este caso la densidad oscila entre los 1000 y 1600 Kg. / m.³, cifras
que bastan para obtener hormigones con una resistencia de trabajo a la compresiónbastante aceptables. Cuando se trata solamente de conseguir aislamiento se recurre a
hormigones de densidad inferiores, habiéndose alcanzado valores de 300 Kg. / m.³.por lo
tanto, los hormigones celulares abarcan densidades desde 300 hasta 1600 Kg. / m.³
Dado el nombre que éste posee podría clasificarse dentro de los hormigones especiales,
no obstante, por la composición que éste tiene se puede definir como un mortero celular
dado los componentes que lo constituyen. Como se sabe un hormigón está compuesto
por cemento, agregados gruesos, agregados finos y agua, para el caso de este materialsu composición fundamental, es a partir de materiales calcáreos y silicios que han sido
cuidadosamente divididos. Normalmente los materiales calcáreos se componen de cal y
cemento, mientras el componente silicio está formado por arena pulverizada de forma
natural y/o productos secundarios industriales como escoria y cenizas volantes. El
fraguado y endurecimiento de este material es muy parecido al del hormigón
convencional.
Puesto que el hormigón celular no considera agregados gruesos, en algunaspublicaciones se puede encontrar con el nombre de morteros celulares. No obstante se le
sigue llamando hormigón celular, pues posee una resistencia a la compresión, bastante
considerable, ya que los primeros investigadores lo llamaron de esta manera, a principios
de los años 40.
A medida que se fueron conociendo las características de este producto, fue siendo
aceptado como una nueva alternativa constructiva en la mayoría de los países europeos.
De allí que diversas empresas comenzarán a producir el hormigón celular con variadascaracterísticas técnicas y múltiples presentaciones, ya sea, en forma de bloques simples,
bloques armados, paneles de muros, losas, hormigón colocado directamente en obra, etc.
De acuerdo a la expansión constructiva que fue desarrollándose en Europa y
Norteamérica se destacan las empresas Young, Siporex, Hebel, Cellcon, Xella, Etc.;
Posteriormente se expandió este producto por el mundo y nacieron empresas en América
como es el caso de Contec, Concrecel, Betoncel, etc.
La instalación de cada una de las empresas fue promoviendo cada vez más este
producto, como una solución viable a los problemas habituales, tales como el elemento
térmico y acústico. Sin embargo así como el material presenta buenas posibilidades parala construcción se deben tomar en cuenta las limitaciones que tienen el hormigón celular.
Estas limitaciones pueden representar una desventaja en comparación a otros materiales
Principalmente como se ha dicho con anterioridad, el hormigón celular está constituido por
cemento, agua, áridos finos que en algunos casos pueden ser eliminados, además de unaditivo expansor, que es el que generara la principal característica de este material.
CEMENTO.
Los cementos pertenecen a la clase de materiales denominados aglomerados hidráulicos.
Esta denominación comprende aquellos aglomerados que se endurecen una vez
mezclados con el agua y al mismo tiempo resisten a ella.
Existen diferentes tipos de cemento, entre los cuales se puede mencionar los cementosaluminosos, cementos refractarios, cementos metalúrgicos, etc. El cemento utilizado en la
fabricación del hormigón celular es el cemento Pórtland Puzolánico, el cual se diferencia
del cemento Pórtland normal, en que permite obtener una mejor resistencia química y
durabilidad.
El cemento está formado, básicamente, por el producto resultante de la coacción de la
mezcla de calizas y arcillas; de estos materiales mezclados en proporciones adecuadas y
sometidos a un proceso de fusión en horno rotatorio se obtiene el clinquer, el cual es
sometido a molienda hasta convertirlo en polvo finísimo, al cual se le adiciona un materialregulador de fraguado, que, generalmente es yeso deshidratado, que generara el
producto final.
El contenido de cemento en los hormigones celulares, depende, fundamentalmente, de la
resistencia que se solicita, pero de todas formas se puede afirmar que generalmente son
bastante elevadas. La relación agua-cemento, en algunos casos, es del orden de 0.66
pudiéndose reducir si el curado se realiza en cámaras de autoclave.
Como se ha descrito anteriormente el conglomerante usado es el cemento Pórtlandnormal o Puzolánico, pero también puede usarse en algunos casos cales, de gran pureza
Figura 02 Tabla Relación entre aditivo y duración de la expansión.
Fuente: Xella
En la reacción química se debe siempre tomar en cuenta la calidad de los componentes,
así como los elementos resultantes. Es por eso, que en el caso del polvo de aluminio eltipo de cemento puede ser importante, ya que la presencia de una mayor o menor
cantidad de cal hidratada influye cuantitativamente en la formación de gas.
Se debe tener precaución en el agente que se utilice para formar gas, ya que como se
trata de una reacción química, al no utilizar las cantidades adecuadas en la dosificación,
puede producir reacciones que están exageradas; el polvo de aluminio necesita de un
sistema combinado que otorgue la máxima seguridad en el control de las expansiones, se
suelen utilizar con el aluminio, otro tipo de agentes.
Agente humectante: el cual ayuda al mojado de las partículas de cemento y
polvo metálico.
Saponificador: ayuda para estabilizar las celdas bajando la tensión superficial
del agua.
Álcalis solubles: para activar la reacción química y producir hidrógeno en
cantidades suficientes aún en condiciones desfavorables.
Todos estos agentes forman un sistema combinado y balanceado que produce unaformación eficiente de gas.
El proceso de producción del hormigón celular se basa en los mismos procedimientos que
el hormigón convencional, posee las mismas etapas como dosificación, mezcladas y
curadas dependiendo de las condiciones adecuadas que se tengan. En todos estosprocesos se pueden obtener hormigones celulares de gran calidad. En la actualidad
existen empresas que fabrican este producto dependiendo del tipo de hormigón que se
quiera obtener, como puede ser el hormigón en bloques para el cual se difiere el proceso
de producción en el curado, con respecto al hormigón que se utiliza para los rellenos. De
esta manera cada empresa fabrica el hormigón celular según el uso que se le dé y según
esto, puede diferenciarse, el proceso de producción en otro aspectos, pero siempre
siguiendo una regla general de fabricación.
El proceso de producción se inicia con la dosificación que debe tener el hormigón celular.
Posteriormente se lleva al mezclado cada uno de los materiales que fueron dosificados
anteriormente y finalmente se debe curar el material. En esta etapa puede variar el
procedimiento ya que puede ser curado en cámaras de vapor en el caso de elementos
prefabricados, o al aire libre en caso de que así se requiera.
DOSIFICACIÓN . La dosificación tiene por finalidad encontrar las proporciones que hay que mezclar de los
diferentes componentes del hormigón celular , para conseguir mezclas que posean
determinadas características , consistencias , compacidad , ya que la pasta del mortero
celular debe cumplir con una consistencia fluida pero viscosa , a fin de que el gas no
encuentre resistencia ni tampoco pueda escapar fácilmente a la atmósfera .
Las dosificaciones se hacen en base a la dosis de cemento que se agreguen, la
resistencia a la compresión está ligada a la cantidad de cemento que se añada a la
mezcla y también al tipo de aditivo que se use en la preparación del hormigón celular.
En este caso la relación agua/cemento es alrededor de 0.66 y esto se debe a que el
aditivo en este caso se mezcla con el cemento
Ensayos que fueron efectuados por Cemento Melón determinaron las cantidades de
aditivo que se pueden agregar de acuerdo a la resistencia que se quisieron obtener.
Arena de duna 1400 Kg./m³Polvo de aluminio 0,5 ;1 ;2 ;4 ; 6; 8% Peso del cemento
Dispersante del aluminio 0,05 % peso del cemento
Figura 05. Dosificación característica
Fuente: Xella S.A.
En esta dosificación se puede ver que el polvo de aluminio varía según la resistencia que
se requiera, pero no así las demás cantidades de los componentes.
En los hormigones gaseosos de cal se emplea cal viva. Las cantidades que se utilizan por
metro cúbico de hormigón varían entre 60 y 260 Kg., las cuales proporcionan resistencias
bastantes elevadas. El promedio de cal usada es de 250 kg. Con densidades 700 Kg/m3.
De lo anterior se desprende que con contenidos de cal de 170 kg/m3, se pueden lograr
resistencias apropiadas para muros soportantes, hechos con bloques pre fabricados .No
obstante para esto es preciso la fineza del agregado sea similar a la del cemento, a pesar
de que el contenido de cal aumenta.
AMASADO .
En toda elaboración de un hormigón es importante destacar la etapa del amasado, dado
que un buen o mal amasado puede ser un factor determinante en la constitución del
hormigón.
Como se sabe un mal amasado, puede influir en la mezcla incompleta entre los elementospétreos, cemento y agua, lo cual influye en que un hormigón no alcance sus propiedades
físicas y mecánicas para lo que se utiliza. Por otro lado, un exceso de amasado influye en
la segregación de los componentes pétreos del hormigón, no alcanzando tampoco sus
De acuerdo a lo anterior, podríamos indicar que el proceso de amasado del hormigón
celular es similar al del hormigón convencional, no obstante, por tratarse de un hormigón
especial requiere de algunas condiciones que se deben realizar para que el hormigón
celular cumpla con ciertas características físicas como la porosidad y otros.
El proceso de adición de los componentes y posterior mezclado, va a depender de losaditivos que utilicemos en la confección del mismo, por un lado, será necesario mezclar
los componentes de una sola vez y efectuar el amasado, mientras que por otro será
necesario preparar ciertos componentes en recipientes aparte, para luego mezclarlos
según sea conveniente.
Antes de hacer una descripción del proceso de amasado, es importante destacar los
componentes que constituyen a esta variedad de hormigón. Principalmente esta variedad
de hormigón está compuesto por cemento Pórtland, arena silicia, cal, polvo de aluminio ode zinc y agua. El proceso de fabricación se conforma por la mezcla, amasado y curado
de los componentes antes mencionados. Para esta variedad de hormigón se tiene los
componentes previamente dosificados, de acuerdo a la densidad o resistencia para lo
cual ha sido solicitado.
En el amasado de estos hormigones se debe utilizar una hormigonera de eje vertical,
cuyas paletas giren con una velocidad de rotación de 30 a 80 rpm., dado que con este tipo
de maquinas se logra una gran uniformidad en la mezcla.
Como en este caso el agente gaseoso es polvo de aluminio, conviene mezclar primero losáridos con el agua y luego añadir la mezcla del cemento con el aluminio, agregándose en
último lugar el polvo metálico, acelerando la reacción. En ocasiones, en vez de arena se
emplea cal y grasa mezclada con arena silicia muy fina.
Una vez que se ha obtenido la masa fluida homogénea, se vierte en moldes en los que se
produce la reacción entre el cemento y el aluminio, con desprendimiento de hidrógeno
que queda atrapado en la masa y se produce un aumento notable de volumen, debido a la
generación de gases. La masa fragua y endurece por hidratación de la cal, y ya que ha
endurecido lo suficiente, se corta en piezas de las formas y dimensiones requeridas.
Como se dijo anteriormente, es importante considerar un buen amasado y un buen
curado, pues de la duración de éstos y de la forma como se haga va a influir
directamente en la densidad y las resistencias mecánicas que entrega el hormigón celular.
Para el hormigón celular a base de aditivo Iporita, el procedimiento de fabricación y
amasado está constituido en primer lugar por la mezcla del aditivo Iporita con el agua de
amasado, luego se le agregan la arena silícea y finalmente el cemento. Cuando la mezcla
se efectúa en hormigoneras forzadas esta sucesión de operaciones no es necesaria, pero
conveniente el estabilizador que ese emplea; la cantidad de Iporita utilizada es de 1% enpeso del aglomerante, el tiempo de mezclado más conveniente es de 1 a 1 ½ minutos
después de colocado el estabilizador.
La relación agua/cemento de este hormigón es variable y depende sólo del fabricante,
según sean sus necesidades conforme a ensayos realizados agua/cemento ha variado de
0,32 a 1,42.
Como se mostró anteriormente según el tipo de aditivo utilizado, es el proceso de
mezclado y amasado adoptado; es importante también hacer notar que el uso de un tipo
de aditivo u otro, va a depende de la forma de fabricación adoptada por la empresa, deacuerdo a la tecnología de que disponga.
CURADO.
Otro aspecto importante en la etapa de fabricación del hormigón celular lo constituye la
etapa de curado, dependiendo de la utilización que se quiera dar al producto, de las
condiciones que se tengan ya sea por factores climáticos o de otra índole, se recurrirá a
soluciones adecuadas de tal forma de obtener un producto lo más óptimo en cuanto acalidad física y mecánica.
Respecto a la fabricación del hormigón celular este puede ser entregado como un material
fresco, el cual es aplicado directamente sobre losas debidamente acondicionadas para tal
caso. El proceso consiste en que sea vierta el producto por medio de bombeo, luego estas
losas llevan un proceso de curado similar al del hormigón convencional, no obstante, se
recomienda el uso de algún tipo de membrana para evitar los efectos de retracción y
pérdidas de las resistencias mecánicas
Por otro lado, existe la posibilidad de fabricar hormigón celular prefabricados, ya sea enforma de bloques, placas para cubiertas, losas para construcción de tabiques, piezas para
dinteles, vigas, etc., para este tipo de elementos el mejor curado es el que se realiza en
Luego que se ha efectuado el proceso de mezclado y amasado de los componentes, el
producto resultante es vaciado sobre moldes de grandes dimensiones, donde tiene lugar
la formación de numerosas burbujas de aire, dando lugar a la expansión.
Cuando se trata de hormigones aireados o gaseosos el hidróxido de calcio puesto en
libertad durante el fraguado del cemento, reacciona con los componentes metálicos de losaditivos, poniendo en libertad al hidrógeno el cual hace que la masa aumente de volumen
asegurando la formación de poros.
Después de una permanencia adecuada en los moldes para la consolidación de la
mezcla, se lleva a un proceso de pre-curado para luego dimensionar con una cortadora de
hilos de acuerdo a lo que se desea obtener.
Posteriormente se llevan las piezas a una cámara estanca con vapor a una presión de 10
Kg./cm2 en condiciones de humedad y temperatura adecuada para el proceso de curado,
en este autoclave, las piezas sufren un curado bajo el vapor de agua a presión,confiándoles las propiedades inherentes para su aplicación en obra, es decir, resistencia,
estabilidad de volumen etc.
Figura 06.Proceso de Producción.
Se debe destacar la variación de la densidad entre el hormigón fresco y el ya fraguado
Figura 07. Variación de densidades entre hormigón fresco y fraguado. Fuente Cemento Melón.
Otra situación importante es el efecto de la retracción, la utilización de autoclaves como
sistemas para el curado hacen que ésta se vea disminuida con respecto a los hormigones
convencionales.
Curado con vapor a alta presión.
Este sistema de curado es totalmente diferente del curado que se realiza al hormigón
expuesto a condiciones climáticas, y es el mejor método de curado para los elementos
prefabricados de hormigón celular.
El tratamiento se realiza en autoclaves, en ellos, por efecto del calor y del vapor a alta
presión, se produce una reacción entre la cal liberada en la hidratación del cementoPórtland y un material fino de naturaleza silícea que se añade al cemento y que puede
ser: harina de sílice, cenizas volantes, etc.
En los hormigones celulares este sistema da ventajas como.
Altas resistencias iníciales.
Alta durabilidad. Se mejora la resistencia del hormigón frente a los sulfatos y
otros agresivos químicos, así como a los ciclos hielo-deshielo, se reducen las
florescencias, etc.
Muy buena estabilidad de volumen al reducir muy considerablemente la
retracción, así como poca sensibilidad frente a cambios de humedad, con
El tratamiento es tanto más efectivo cuando mayor es la cantidad de sílice que se adiciona
al cemento, generalmente, se construyen del 30 al 70% de cemento por polvo sílice,
debiendo esta adición ser mayor cuanto más ricos en Ca (OH)2; así se logrará que la
relación cal/sílice sea próxima a la unidad, y se consigan mayores resistencias.
La temperatura del tratamiento llega a ser del orden de 175º C y su duración oscila entre 8
y 48 horas, dependiendo de las resistencias finales a alcanzar. Estas altas temperaturas
no sólo intervienen en la reacción de la sílice y la cal sino también en la hidratación del
propio cemento. Altas temperaturas reducen la retracción del hormigón celular de un 15 a
un 30% comparado a un hormigón curado en cámara húmeda.
En cuanto la forma de realizar el tratamiento, deben tomarse precauciones en la velocidad
de calentamiento al igual que se hace en los tratamientos con vapor a presiónatmosférica. Un ciclo típico puede ser: conservación inicial durante 6 a 8 horas, es decir,
el tiempo suficiente para manejar la pieza y llevarla a autoclave, elevación de temperatura
hasta la máxima temperatura de 175º C a 190º C en un tiempo de 3 a 5 horas,
mantenimiento de esta temperatura máxima durante de 5 a 8 horas y bajada de la presión
a la atmósfera en un tiempo de 15 a 60 minutos. Un descenso rápido acelera el secado y
reduce la retracción.
Una observación importante que tiene que se debe hacer a este método de curado, es
que solo se aplica a cementos Pórtland y nunca a los aluminosos ni siderúrgicos, con losque se obtienen resultados totalmente desfavorables.
Estos curados presentan el inconveniente de que se requieren cámaras herméticas muy
resistentes y de elevado precio, especialmente cuando se trata de elementos de grandes
dimensiones, pues hay que tener presente que para conseguir vapor a 200º C se precisan
presiones de 16 atmósferas que pueden reducirse a 4,9 para temperaturas máximas de
150ºC, de allí que para temperaturas altas de trabajo se requieran cámaras de paredes
muy resistentes y de elevado costo.
Retracción del hormigón .
La retracción se puede definir como los cambios de volumen que puede presentar un
elemento provocado por los cambios de humedad que se presentan.
Junto con lo mencionado anteriormente, surgen también características relacionadas con
la disposición que se la da en obra; una de ella es la precisión de colocación de estos
elementos en el armado de albañilería, relacionado al proceso de producción en el caso
de piezas prefabricadas, lo que garantiza la exactitud en las dimensiones, en las piezas
prefabricadas con que se trabaja.
La propiedad de precisión, permite logar una gran calidad en la construcción lo que
permite muros perfectamente lisos y plomados, resultado muy importante desde el punto
de vista de ahorro de materiales, tiempo de ejecución de las terminaciones.
Adicionalmente, con la precisión de las piezas se logra un contacto perfecto entre éstas,
lográndose un mejor comportamiento estructural, en algunos productos se tienen
tolerancias de más menos 1.5 mm, por la misma razón la pérdida que podría darse es
mínima lo que conlleva a una estética perfecta.
Otro aspecto importante de destacar en lo que refiere al hormigón celular, es capacidad
de auto nivelación, lo cual sumado a la alta fluidez de la mezcla permite una adaptación
en forma uniforme sobre la superficie que se desea trabajar.
RAPIDEZ DE CONSTRUCCIÓN.
Al referirse a la rapidez de construcción del hormigón celular, se debe hacer la distinción
que el producto se presenta como bloques prefabricados como también en fresco, paraambos casos es aplicable la propiedad a la cual hacemos alusión.
Por un lado el sistema constructivo sobre la base de piezas prefabricadas, permite una
rapidez de trabajo que disminuye notablemente el tiempo de montaje. Al ser un material
liviano permite al obrero trabajar con absoluta comodidad y ligereza, minimizando los
tiempos muertos que se puedan producir al trabajar con otro material
Dada la baja densidad, bajo peso y alta resistencia comparada con el ladrillo tradicional,permite construir estructuras de una altura bastante mayor respecto a la albañilería
tradicional. La utilización de una baja cantidad de adhesivo permite tener una estructura
con un mínimo tendel entre bloque y sumado a la facilidad de montaje dan como resultado
menores tiempos de construcción, una mejoría en la eficiencia y la productividad.
Es muy importante la posibilidad de contar con un elemento que entregue rapidez en su
colocación, pues permite ir avanzando en otras faenas anexas a la construcción.
La colocación de hormigón celular en estado fresco, permite realizar una faena de rápida
ejecución, dado que al ser una mezcla fluida puede ser incorporada por un sistema debombeo directo sobre el lugar elegido, especialmente en sobrelosas, losas colaborantes
etc.
TRABAJABILIDAD.
La trabajabilidad del hormigón celular tiene relación con las bondades que presenta este
material a las diferentes solicitaciones de trabajos. Estas bondades se pueden reflejar en
el hormigón fabricado al pie de la obra, como también en el hormigón celular en bloques.
En el caso del hormigón celular que se fabrica en bloques, por las propiedades que éste
presenta puede ser cortado fácilmente por herramientas manuales y eléctricas, en las
dimensiones que se requiera para cualquier tipo de trabajo; además se puede perforar
cuando sea necesario la colocación de tensores; el material también se puede ranurar y
lijar según sean las necesidades. Como se trata de bloques de hormigón celular, el
montaje de éstos es muy sencillo y puede representar una ventaja, pues permite poder
construir muros de albañilería de similares características que los muros de ladrillo de
arcilla, que son los más usados en la actualidad en cualquier edificación. Como en
algunos casos se necesita realizar las instalaciones de gas, calefacción y electricidad,tuberías etc. Y dado lo complicado que es penetrar en muros, los bloques tienen la
característica que pueden ser aserrados y de esta forma colocar las instalaciones sin
ningún problema.
LIGEREZA DEL HORMIGÓN CELULAR.
El hormigón celular es un material que pertenece a los hormigones ligeros y como se
mencionó anteriormente, estaba compuesto por miles de celdas independientes, dentro
de las cuales existe una gran cantidad de aire que hacen al hormigón más liviano. Por las
razones que se mencionan anteriormente, se desprende que los materiales del hormigón
celular, tiene una gran homogeneidad y son ligeros, pudiendo variar su densidad entre
300 y 1800 Kg/m3, según las aplicaciones que quiera darse el producto.
En un metro cúbico de material, se contiene de 500 a 850 litros de aire para las
densidades superiores a 400 Kg./m3, se mezclan inertes ligeros como pueden ser
menudos de coke, escorias granuladas, etc. Con lo cual, si bien aumenta la densidad,
mejora la resistencia del producto.
EL hormigón celular puede llegar a ser hasta 4 veces más liviano que el hormigón
convencional, esto depende mucho de los materiales que sean usados en la fabricación
de cada uno de los hormigones. La ligereza del hormigón celular trae consigo que se
reduzcan los pesos de la estructura de la edificación, lo que tiene como consecuencia que
se pueden reducir las fundaciones. También al ser más liviano el material puede ser de
fácil manipulación por los trabajadores y pueden reducir los costos de transporte del
material.
La reducción de las dimensiones de las paredes, en cuanto al ancho, es considerable.Como datos prácticos, se indica que en una construcción base de elementos de hormigón
celular que no supere los 25 centímetros de espesor, comparándola con una construcción
de hormigón o de ladrillos de arcilla, que exige espesores de 35 centímetros, se gana un
6% de superficie por los tabiques y muros interiores, datos que aunque relativos, pueden
servir de orientación para solucionar problemas similares. Debido a su bajo peso, se
pueden fabricar con hormigón celular ladrillos y bloques de grandes dimensiones, sobre
todo, cuando además se trata de piezas huecas, con lo que se facilita el manejo de las
mismas y se logra un gran rendimiento en la colocación y por ende, mayor rapidez en laconstrucción. Además, esta clase de bloques huecos, necesita muy poco mortero de
pega, pues las juntas quedan muy reducidas para un metro cuadrado de muro exterior se
calcula 100 litros de mortero para rejuntar, en caso de emplear piedras corrientes; por otro
lado, usando bloques de hormigón celular bastan solo 30 litros de mortero.
RESISTENCIA AL FUEGO .
La resistencia al fuego es una característica que se debe resaltar, pues no todos los
materiales de construcción resisten a la acción de este agente. Se han realizado muchas
pruebas que miden la capacidad que tiene el hormigón celular de resistir el fuego, las
El hormigón celular está formado por materiales inorgánicos e inertes, es por completo
insensible a la acción de las humedades por consiguiente no se desarrollan musgos ni
hongos. Por estos motivos es incombustible y resiste a las altas temperaturas, incluso al
soplete directo.
La deshidratación del cemento puede comenzar a los 450°, por esta razón no debeutilizarse a temperaturas mayores que 420°. Existen productos celulares refractarios, a
partir de cementos especiales que pueden resistir hasta 800°
Según ensayos realizados en España por laboratorios especializados, una pared de 19
centímetros de espesor sometida a una temperatura superior a 1000° durante varias
horas, la cara opuesta, no llegó a rebasar los 65°, sin embargo, no debe considerarse
material refractario, pues su punto de fusión está entre 1200° y 1300°.
La empresa Xella, que fabrica productos de hormigón celular realizo ensayos según
normas ASTM dentro de los cuales se debe destacar.
1. Un primer ensayo de exposición al fuego por un cierto tiempo y luego se realizo la
prueba de chorro de agua, a un muro fabricado con bloques de hormigón celular, de
espesor de 20 centímetros; carga lineal de 7450 Kg. /m. Temperatura ambiente de
referencia en cara no expuesta de 17° C: La prueba fue realizada conforme a la
norma ASTM 119 88, efectuada por el Southwest Research Institute en San Antonio
Texas.
2. Un segundo ensayo de exposición al fuego y prueba de chorro de agua, a otro murode espesor 10 centímetros, con una temperatura ambiente de referencia en cara no
expuesta de 17 ° C. La prueba fue realizada conforme a la norma ASTM 119 88,
efectuada por el Southwest Research Institute en San Antonio Texas.
Figura 10 Exposición al fuego de muro construido con bloques de hormigón celular, espesor 10
centímetros.
Fuente: Xella
En este caso la temperatura en la cara no expuesta del muro se mantuvo bajo de los
límites especificados en ASTM E119-88 para exposición de dos horas al fuego. El muro nopermitió el paso de flamas o gases en temperaturas suficiente para incendiar desperdicios
de algodón
Para la prueba de chorro de agua que se realiza al término de la exposición al fuego, el
muro paso exitosamente la prueba de chorro de agua. Tras la prueba, la erosión en la
superficie fue de 13 mm.
NOCIONES BÁSICAS DE AISLACION.
Durante mucho tiempo, los investigadores han realizado estudio con el propósito de
obtener una mejor instalación con la mayor economía.
Antiguamente, cuando no se preocupaban de la aislamiento, la necesidad de confort
había llevado a que se realizara la construcción de paredes exteriores muy gruesas, no
siendo necesaria desde el punto de vista de la resistencia mecánica, sólo podían
justificarse desde el punto de vista del aislamiento térmico. La evaluación moderna, con
su tendencia a reducir tanto como sea posible la cantidad de materiales ha logrado
establecer distintos métodos para alcanzar el mayor confort posible.
Por lo que se refiere al confort un aislamiento insuficiente puede hasta cierto punto, sercompensado por una calefacción más intensa, por lo tanto, las condiciones económicas
son las que determinarán, esencialmente, las bases para la elección del aislamiento
térmico. Un buen aislamiento además de ahorro en combustible, proporciona otras
ventajas tales como, una disminución de las condensaciones y una reducción en las
instalaciones de calefacción.
La temperatura interior en una construcción depende de la manera importante de la
cantidad de calor que transmiten los elementos muros y losas que los componen. Elgradiente de temperatura en un elemento de la construcción, es el que se obtiene
dividiendo la diferencia de temperatura entre la cara exterior y la cara interior entre el
espesor del elemento. La cantidad de calor que transmite el elemento e igual del
gradiente de temperatura y el llamado coeficiente térmico más bien llamado coeficiente de
conductibilidad térmica (K).
Este coeficiente representa la propiedad llamada conductividad térmica del material de
construcción, del que está compuesto el elemento. Entre menor sea el valor delcoeficiente térmico, menor será la cantidad de calor que transmite el elemento, y mayor
será su poder aislante térmico. Es posible, en general, calcular el valor K conociendo
exactamente la estructura de la pared, o por lo menos dar una estimación de valor con
precisión suficiente para cálculos en que intervengan valores globales. Estos valores, que
se emplean para determinar la potencia de las instalaciones de calefacción, se toman
siempre algo elevados. Los valores medias muchas veces son más bajos.
Para facilitar el cálculo del aislamiento térmico, es muy cómodo introducir el concepto deresistencia térmica especifica que, para el conjunto de la pared (del interior al exterior), es
la inversa del coeficiente de transmisión (R=1/K).
La resistividad térmica de un elemento, se define como el cociente del espesor del
elemento entre el coeficiente térmico del material. Para un elemento compuesto de varias
Figura 11 Comparación de transmisión térmica con otros materiales.
Fuente: Paya, Hormigón vibrado y hormigones especiales.
AISLANTE ACÚSTICO .
Para hablar de aislamiento acústico se debe en primer lugar dar referencias de que es elsonido. El sonido consiste en ondas, del tipo elásticas, que se pueden propagar a través
de los gases, líquidos o materiales sólidos. La gama de frecuencia máxima que puede ser
detectada por el oído humano está comprendida entre 62 y 16000 Hz, aunque esto puede
variar según la naturaleza de la persona.
En general se podría decir que los materiales de alto vacío como el hormigón celular, son
muy buenos aislantes térmicos y además acústicos, ya que son capaces de ser buenos
absorbentes de las ondas del sonido, esto significa que cuando se utiliza para laconstrucción de paredes, son altamente capaces de reducir el nivel de sonoridad dentro
de la habitación.
La intensidad de las ondas sonoras, son amortiguadas por el paso sucesivo, a través de
las paredes, de las células y de las capas de aire quieto y cerrado. Estas paredes son las
delgadas que puede decirse que tiene una cierta elasticidad que favorece todavía la
acción amortiguadora citada.
Además la composición y la impermeabilidad de las citadas paredes, oponen una
verdadera resistencia al paso de las ondas sonoras. Por ensayos realizados en unacabina insonora de hormigón celular, se ha demostrado que el amortiguamiento del
sonido, es decir, la relación entre la intensidad del sonido percibido en su interior y la
intensidad de emisión del mismo en el exterior, era de 1/300. Este amortiguamiento
corresponde a una insonoridad de 8 népers, siendo la unidad népers la insonoridad
correspondiente a la diferencia entre los logaritmos neperianos de las intensidades del
sonido registrado directamente y del sonido percibido a través de las paredes
correspondientes cuando dicha diferencia sea igual a la unidad. La citada insonoridad de
8 népers corresponde a la insonoridad prácticamente absoluta, jamás lograda con otrosmateriales de construcción.
Hasta el momento, la mayoría de las edificaciones actuales cuentan con sistemas para
proporcionar un buen aislamiento acústico, el hormigón celular puede resultar una gran
oportunidad de aprovechar las propiedades favorables que presenta contra la acción
acústica, los estudios que se han realizado han determinado que dada las características
que posee el hormigón celular, las miles de cavidades independientes que se encuentran
en el interior, presentan una buena absorción de los ruidos que provienen del exterior. Deesta manera se pueden minimizar las secciones de las paredes que se fabrican con el
hormigón celular, alcanzando la misma absorción de sonido con respecto a otras paredes
construidas de diferentes materiales y con mayores secciones.
DURABILIDAD.
Un aspecto importante a tratar en lo que se refiere a las propiedades de un hormigón
celular, es la durabilidad. Esta característica es de gran importancia y fundamental en todoproducto expuesto a diversas condiciones y situaciones del medio donde es solicitado el
producto.
Dada la composición, a partir de materiales como el cemento, agregados pétreos y otros,
garantiza en una primera instancia una buena disposición frente a agentes destructores
como es el caso de la humedad, los ciclos de congelación o de deshielo y ataques
químicos, lo que permite que contemos con un producto lo suficientemente versátil como
para requerir de él en construcciones externas y construcciones internas.
Otro aspecto importante, es inmune frente a la acción de insectos, oxidaciones, etc.
También posee excelentes comportamientos frente a la exposición a altas temperaturas,
por cuanto es un producto incombustible, no obstante, y como mencione en el capituloanterior no debe utilizarse a mas de 420º Celsius.
Otra de las consideraciones que se deben tener respecto a la durabilidad del hormigón
celular, es su buen comportamiento a fenómenos como la capilaridad, la cual en este tipo
de material es casi nula.
Un factor como la durabilidad es importante en casos que se necesite construir obras de
alta calidad, en sus terminaciones y que se necesite que permanezcan en buenas
condiciones durante largo tiempo.
PROPIEDADES MECÁNICAS.
Todo producto de la construcción que es destinado a trabajar como un elemento
resistente a cargas, debe presentar alguna referencia respecto a la capacidad de
comportarse frente a un efecto de compresión, flexotración.
Como antes se había mencionado, las resistencias mecánicas de estos productos
dependen del tipo de material y a menudo también de la densidad correspondiente. Como
es natural, una menor densidad implica una menor resistencia; Las resistenciasmecánicas a compresión tomadas a los 28 días varían entre 5 a 130 Kg. por cm²,
dependiendo fundamentalmente de la composición que presente y los áridos empleados
en ella.
Los valores de resistencia mecánica hacen posible que el hormigón celular pueda usarse
en la construcción de paredes resistentes. No obstante debe tenerse en cuenta que al
estudiar los muros o paredes, la resistencia que presente el mortero y la esbeltez de
paramento, son importantes para determinar el espesor mínimo de una pared para que
sea resistente, no debiendo tener un espesor inferior a 15 cm. Por lo general la resistenciaa la compresión de este tipo de elementos, está en directa relación con la densidad del
elemento y por consiguiente, con la dosis de agentes aireantes o de espuma que se
hayan decidido utilizar, de ahí que las resistencias varíen de un producto a otro según la
También es importante considerar la forma de curar el hormigón, puesto que un curado al
aire libre respecto a un curado en cámara a vapor, va a influir directamente en la
resistencia final que va a presentar el hormigón, los elementos curados en cámara de
vapor presentan una mayor resistencia.
A modo de referencia se puede indicar que para densidades de 800 y 900 Kg. / m³ seobtienen densidades del orden de 30Kg/m², no obstante se puede llegar a resistencias
mayores con hormigones cuyas densidades del orden de los 100 a 1400 Kg/m³
Polvo de aluminio
%
Densidad Kg./m³ Resistencia Kg./cm² Expansión %
0.5 1480 25 2.8
1 1450 18 3.62 1420 15 5.7
4 1340 13 14.3
6 1300 11 20.0
8 1210 8 25.8
Figura 12 Resistencia del hormigón celular, variando la dosis de aditivo aireante.
PERMEABILIDAD Y ABSORCIÓN.
La permeabilidad y absorción en cualquier material de construcción requiere una especial
preocupación, como es sabido, en el caso de materiales altamente permeables que han
sido utilizados, muchos de ellos finalmente han presentado fallas.
Porosidad de un hormigón celular.
Por las definiciones que se han dado del hormigón celular, se puede definir que tiene
miles de células interiores, las cuales en algunos casos son células cerradas que no se
conectan entre sí, por medio de canículos interiores.
Para hablar de porosidad se debe definir lo que es porosidad. Una publicación del M.O.P.
se refiere a la porosidad: “La porosidad juega un papel importante en el hormigón pues
dependiendo del tipo de porosidad que éste tenga, se puede determinar la permeabilidad
que tendrá el hormigón una vez que se encuentre a las condiciones climáticas que se
encuentre según la zona. La porosidad del hormigón incluye una serie de poros y huecos,
que no provienen necesariamente en su totalidad del proceso de hidratación de la pasta
de cemento. Además de esta , hay otras causas que provocan la existencia de aire en elinterior del hormigón, tales como una mala compactación, una insuficiente pasta de
cemento para llenar los huecos entre partículas de árido y por supuesto la aireación
artificial mediante la inclusión de aditivos aireantes entre los productos “ (M.O.P. 1989.)
Existen distintos tipos de porosidad, que dependen de la forma y el tamaño, la bibliografía
sobre el tema intenta definir una clasificación de poros que está en función del radio de la
partícula de aire, pero esta clasificación se basa fundamentalmente en el tamaño y no
como se comporta este agente agresivo que en este caso puede ser el agua. Esto haceque se busque una nueva clasificación de la distinta porosidad que puede presentarse en
el interior de un cuerpo, para ello citamos una clasificación que aparece en el Ministerio
Dentro de las alternativas que ofrece el hormigón celular básicamente podemos definir
dos grandes ítems, por un lado el hormigón puesto en fresco en obra, sistema muy poco
difundido en nuestro país. Y por otra parte la instalación de elementos prefabricados de
hormigón celular, en donde esta modalidad de material es la más difundida y utilizada.
Para poder hablar del uso y aplicación de este producto en Chile, no es necesario ir
mucho más atrás en el tiempo, pues el desarrollo de este producto ha sido desde un
tiempo a esta parte incipiente, salvo la utilización del producto en situaciones muypuntuales.
Poco a poco y conforme a la reapertura de los mercados internacionales, comenzaron a
llegar a nuestro país tecnologías de última generación y otras, que si bien en otros países
están desde hace años, en nuestro país no se conocían por diversas circunstancias.
Pronto algunas oficinas de arquitectura comenzaron a desarrollar proyectos en los que
utilizaron el hormigón celular como un componente secundario del sistema constructivo.
Se comenzó por utilizar pequeñas aplicaciones en distintas etapas de la construcción,luego al comprobar las bondades del producto derivo al diseño integral de viviendas de 1
y 2 niveles, mezclando el uso de hormigón celular en bloques prefabricados y el uso de
cadenas, pilares y vigas de hormigón armado convencional.
La aplicación de los bloques de hormigón celular, es ejecutada en forma muy similar a la
albañilería de ladrillo tradicional, mezcla un poco lo que es albañilería reforzada y
albañilería armada. Se mezcla la forma de trabajar de la albañilería armada, en el cual se
van perforando los bloques y se van uniendo por un tensor y la albañilería reforzada, porotro lado, cuando se trabaja en la construcción de casas de dos niveles es necesario la
utilización de losas, las cuales para este caso de hormigón armado tradicional.
Estas láminas son elementos de anclaje para muros estructurales y tabiquería que sonindispensables para el buen comportamiento de estos muros. Estas son laminas de acero
de aproximadamente 1 mm. de espesor, las cuales son perforadas y tratadas para la
corrosión.
Poliuretano:
El poliuretano expandido viene en formatos de tarros spray con válvula dosificadora, este
se ocupa para rellenar las dilataciones, permitiendo un muy buen anclaje mecánico,
aislación tanto térmica como acústica y una membrana flexible que permite absorber lasdeformaciones de la estructura. Este producto puede ser contra fuego o estándar. El
rendimiento de un tarro de spray es aproximadamente entre 6 y 7 M. lineales de
aplicación según espesor del bloque y el tipo de poliuretano.
PREPARACIÓN DE ADHESIVO.
Verter 6 lt. de agua limpia por cada saco de 25 Kg. de adhesivo, luego agregar
progresivamente el contenido del saco y revolver con batidor ligado a un taladro de 600
rpm, La mezcla debe ser agitada hasta lograr que sea completamente homogénea; esta
no podrá ser revivida con agua cuando pierda su fluidez por el tiempo transcurrido, pero
puede ser agitada nuevamente para recuperar trabajabilidad. En épocas de altas
temperaturas, la mezcla preparada debe utilizarse en un plazo no mayor de 4 horas. Se
debe esperar 15 minutos antes de utilizar la mezcla.
El saco de 25 Kg. de adhesivo genera 20 litros de mezcla y su rendimiento aproximado
está dado por el espesor de cada bloque según se detalla en la siguiente tabla:
También se puede utilizar para la aplicación del adhesivo una llana dentada de dientes de8 mm., con la precaución de pasarla en forma perpendicular al bloque para asegurar el
endentado del adhesivo.
PROCESO CONSTRUCTIVO DEL HORMIGÓN CELULAR
La instalación de los bloques de hormigón celular es básicamente el mismo sistema
constructivo utilizado para la albañilería de ladrillos o de bloques de hormigón vibrado, sucaracterística más distintiva es la baja dosis de adhesivo utilizada entre hilada e hilada de
bloques, y la utilización de una espuma expansiva, la cual cumple el objetivo de actuar
como junta de dilatación entre los distintos elementos constructivos presentes en la
edificación.
Como ya mencionamos anteriormente el mejor uso que puede tener el hormigón celular
es en los elementos prefabricados, ya que al colocarlo directamente en obra en estado
fresco, presenta problemas de manipulación y de curado que influye notoriamente en las
condiciones óptimas del hormigón.Las consideraciones básicas que se deben tomar en cuenta antes de trabajar en un
sistema constructivo que involucre hormigón celular, deben ser estudiadas en la
modulación del proyecto, esto significa la planeación arquitectónica estructural y
constructiva de una edificación para que cumpla con toda una gama de características
funcionales y a la vez aprovechar al máximo las ventajas del sistema constructivo. La
modulación de un proyecto es básica para el uso efectivo de los elementos prefabricados
que componen el sistema constructivo del hormigón celular.
A continuación se dará una descripción del proceso de instalación de los bloques.
CONSTRUCCIÓN DE MUROS ESTRUCTURALES
Para construir muros estructurales con bloques de hormigón celular se deberán ocupar
los criterios de diseños vigentes para albañilerías confinadas y las características propias
del sistema constructivo de bloque de hormigón celular.
MODULACION Y ESPESORES.
Los bloques deben ser instalados como toda albañilería. Lo recomendable es que la trabaentre bloques sea ½ bloque, sin embargo esta puede ser menor hasta un mínimo de 15
cm. El espesor mínimo recomendado para muros estructurales es de 15 cm.
COLOCACION LA DE PRIMERA HILADA
Se recomienda seguir la secuencia de colocación según plano de cálculo en lo referente a
la disposición de los tensores verticales.
En general la secuencia debe seguir un solo sentido, a partir de las esquinas del
perímetro del recinto por construir, hasta completar la primera hilada.
Una vez finalizada se deberá revisar el nivel de la primera hilada con un nivel de burbuja o
Los revestimientos tipo cerámico o similar se pueden aplicar de forma directa sobre los
bloques, sin estuco o tratamiento previo. Se recomienda impermeabilizar las zonas que
serán expuestas al agua constante y directa (duchas, etc.)
PINTURA
Se puede pintar directamente sobre el muro, pero se recomienda una impermeabilización
previa, y un tipo de pintura que permita respirar a la albañilería de hormigón celular.
PAPEL MURAL
Una vez enlucidos los muros con yeso puede perfectamente recibir papel mural según las
recomendaciones de instalación del fabricante.
GENERALIDADES EN OBRA
Los Bloques de Hormigón Celular son transportados en camiones en pallets sellados.
Para acopiar el hormigón celular en obra se requiere un espacio en lo posible nivelado y
seco. Se recomienda mantener los bloques en los pallets originales y, si el terreno permite
montar un pallet sobre el otro, no deben apilarse más de 3 pallets uno sobre el otro. Serecomienda, en lo posible, no apilar sobre el hormigón celular otros materiales de
construcción que pudiesen dañar los bloques (enfierraduras, sacos, herramientas
pesadas, etc.). En caso de lluvia, al igual que todos los materiales de construcción, se
Finalizado el presente informe se puede apreciar, y podemos concluir, que hemos
cumplido con los objetivos planteados al principio de esta investigación. De forma clara yprecisa se ha entregado una clasificación del hormigón celular y se han descrito todas las
características técnicas apropiadas para su uso en construcción. Desarrollando esta
investigación hemos descrito los procesos que son necesarios para su fabricación,
instalación en obra.
Sin duda alguna todo el proceso de investigación y redacción ha sido una experiencia
satisfactoria, y más aun desde nuestra nueva perspectiva de profesionales-estudiantes,
porque al entrar en un proceso de investigación, a pesar de contar con los conocimientos
adecuados en temas de construcción, nos damos cuenta de lo pequeño que somos alencontrarnos con un mundo lleno de muchísima información, que nos orienta en el tema
de nuestra investigación, y también nos abre un mundo de posibilidades y acceso a
información de mucho valor, que tal vez no es apta para este informe, pero es apta para
integrarla a nuestro universo de conocimientos que se expande cada día.
Sin duda esta experiencia es un gran aporte, para incrementar nuestros conocimientos
sobre construcción y seguir creciendo, como profesionales y sobre todo como personas.