Concreto estructural liviano

El concreto estructural liviano se define como el concreto que tendrá una resistencia a la compresión de 28 días de más de 2,500 psi (15 MPa) y una masa de unidad de secado al aire de menos de 115 lb / cu ft (1, 850 kg / cu m) pero normalmente más de 85 lb / cu ft (1,360 kg / cu m).

Propiedades de los agregados estructurales ligeros

Los agregados estructurales livianos, generalmente hechos de arcilla expandida, esquisto, pizarra o escoria de alto horno o de ceniza de mosca peletizada, normalmente se producen en dos tamaños: fino, con un tamaño máximo de 3/4 pulg. (9,5 mm) y grueso, con un máximo de 3/4 pulg. (19 mm). La densidad unitaria del agregado liviano es considerablemente menor que la del agregado de densidad normal y puede variar de 35 a 70 lb / cu ft (560 a 1.120 kg / cu m). La norma ASTM C330 limita el peso unitario seco y suelto (masa) de agregado liviano para concreto estructural a un máximo de 70 lb / cu ft (1,120 kg / cu m) para agregados finos; 55 lb / cu ft (880 kg / cu m) para agregados gruesos; y 65 lb / cu ft (1,040 kg / cum) para una combinación de agregados finos y gruesos.

A diferencia de los agregados de densidad normal, que generalmente absorben 1% a 2% de agua en peso (masa) de agregados secos, los agregados livianos pueden absorber de 5% a 20% de agua en peso (masa) de material seco, en base a 24 horas pruebas de absorción Esto puede sumar hasta 250 lb de agua por metro cúbico (150 kg de agua por metro cúbico) de concreto, si se alcanza la absorción total. Como resultado, para ayudar a controlar la uniformidad de las mezclas livianas, generalmente se usan agregados prehumedecidos pero no saturados. La humectación previa debe realizarse 24 horas antes de la mezcla para permitir que la humedad se distribuya uniformemente a través del agregado.

Contenido de agua

El concreto hecho de agregados de densidad normal con un tamaño máximo de 3/4 pulg. (20 mm) requerirá de 310 a 360 lb de agua por yarda cúbica (185 a 215 kg de agua por metro cúbico). Por otro lado, si se utilizan agregados livianos con el mismo tamaño máximo, los requerimientos de agua pueden variar de 290 a 500 lb / cu yd (170 a 300 kg / cu m) de concreto. Cuando los finos livianos se reemplazan por agregado fino de peso normal, la cantidad de agua requerida se reducirá, y el aire arrastrado en la mezcla generalmente significará una reducción en el agua del 2% al 3% por cada 1% de aire arrastrado.

Contenido de cemento

El contenido de cemento requerido para producir una resistencia dada variará ampliamente, dependiendo de las características de los agregados livianos.

Proporción de fusil a agregado grueso

Las mezclas de concreto liviano requieren un mayor porcentaje de finos que el concreto de densidad normal porque existen diferencias significativas entre la gravedad específica de las partículas livianas finas y gruesas y porque la mayoría de los agregados livianos son de superficie rugosa y de forma angular. Las mezclas viables de concreto liviano requieren del 40% al 60% de finos por volumen. Este porcentaje puede reducirse cuando los finos de densidad normal se sustituyen por el liviano. Por lo general, se requieren entre 28 y 32 pies cúbicos (1.04 y 1.20 pies cúbicos) de áridos combinados secos, sueltos y livianos para hacer 1 pie cúbico (1 m3) de concreto.

Aire atrapado

La mayoría de los hormigones livianos contienen 2% a 4% de aire atrapado, pero esto tiene poco efecto sobre la trabajabilidad y durabilidad, y es deseable agregar aire arrastrado a la mayoría de las mezclas livianas. Cuando el concreto está sujeto a ciclos de congelación y descongelación, el aire no debe ser inferior al 6 (± 1-1/2)% total cuando el tamaño máximo de agregado es de 3/4 pulg. (20 mm) y 7-1/2 (± 1-1/2)% cuando el tamaño máximo de agregado es de 3/4 pulg. ( 10 mm). Incluso cuando no se requiere resistencia a la congelación y descongelación, se recomienda un 4% a 8% de aire para trabajar.

Mezclas de prueba

Debido a la naturaleza especializada del diseño de mezclas de concreto estructural liviano, es mejor dejar el desarrollo de lotes de prueba a los productores que se ocupan de los matices de los agregados livianos y la interacción de la mezcla de manera continua.