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El hormigón celular , también conocido como hormigón celular ligero (LCC) y hormigón celular de baja densidad (LDCC), y por otros nombres, se define como una lechada a base de cemento , con un mínimo de 20% (por volumen) de espuma arrastrada en el mortero plástico . [1] Como en la mayoría de los casos no se utilizan agregados gruesos para la producción de hormigón celular, el término correcto sería mortero en lugar de hormigón; también se puede llamar "cemento espumado". La densidad del hormigón celular suele variar de 400 kg/m 3 a 1600 kg/m 3 . La densidad normalmente se controla sustituyendo todo o parte del agregado fino por la espuma.
También se le llama hormigón espumado, hormigón celular, hormigón celular ligero, hormigón celular de densidad reducida o hormigón celular.
La historia del hormigón celular se remonta a principios de la década de 1920 y la producción de hormigón celular curado en autoclave , que se utilizaba principalmente como aislamiento . [2] Un estudio detallado sobre la composición, las propiedades físicas y la producción de hormigón celular se llevó a cabo por primera vez en la década de 1950 y 1960. [3] [4] [5] Después de esta investigación, se desarrollaron nuevos aditivos a fines de la década de 1970 y principios de la de 1980, lo que llevó al uso comercial del hormigón celular en proyectos de construcción. Inicialmente, se utilizó en los Países Bajos para rellenar huecos y estabilizar el suelo. Investigaciones posteriores realizadas en los Países Bajos ayudaron a lograr un uso más generalizado del hormigón celular como material de construcción . [6] Más recientemente, el hormigón celular se fabrica con un generador de espuma continuo. La espuma se produce agitando un agente espumante con aire comprimido para hacer "aircrete" o "foamcrete". Este material es ignífugo, a prueba de insectos e impermeable. Ofrece un importante aislamiento térmico y acústico y se puede cortar, tallar, perforar y moldear con herramientas para trabajar la madera. Este material de construcción se puede utilizar para hacer cimientos, subsuelos, bloques de construcción, paredes, cúpulas o incluso arcos que se pueden reforzar con una tela de construcción. [7]
El hormigón celular consiste típicamente en una lechada de cemento o cenizas volantes y arena y agua, aunque algunos proveedores recomiendan cemento puro y agua con el agente espumante para mezclas muy ligeras. [8] Esta lechada se mezcla además con una espuma aireada sintética en una planta mezcladora de hormigón . [9] La espuma se crea utilizando un agente espumante , mezclado con agua y aire de un generador. El agente espumante debe ser capaz de producir burbujas de aire con un alto nivel de estabilidad, resistente a los procesos físicos y químicos de mezcla, colocación y endurecimiento.
La mezcla de hormigón celular se puede verter o bombear en moldes o directamente en elementos estructurales. La espuma permite que la lechada fluya libremente debido al comportamiento tixotrópico de las burbujas de espuma, lo que permite verterla fácilmente en la forma o molde elegido. [9] El material viscoso requiere hasta 24 horas para solidificarse (o tan solo dos horas si se cura con vapor a temperaturas de hasta 70 °C para acelerar el proceso. [10] [11] ), dependiendo de variables como la temperatura ambiente y la humedad. Una vez solidificado, el producto formado puede liberarse de su molde. Una nueva aplicación en la fabricación de hormigón celular es cortar grandes tortas de hormigón en bloques de diferentes tamaños mediante una máquina de corte que utiliza alambres de acero especiales. La acción de corte tiene lugar antes de que el hormigón se haya curado por completo.
El hormigón celular es un material de construcción versátil con un método de producción simple y relativamente económico en comparación con el hormigón celular tratado en autoclave. [1] Los compuestos de hormigón celular que utilizan cenizas volantes en la mezcla de lechada son aún más económicos y tienen un menor impacto ambiental. El hormigón celular se produce en una variedad de densidades, desde 200 kg/m3 hasta 1.600 kg/m3 , según la aplicación. [1] Los productos de densidad más liviana se pueden cortar en diferentes tamaños. Si bien el producto se considera una forma de hormigón (con burbujas de aire que reemplazan al agregado), sus altas cualidades de aislamiento térmico y acústico lo convierten en una aplicación muy diferente al hormigón convencional.
El hormigón celular se puede producir con densidades secas de 400 a 1600 kg/m3 ( 25 lb/ft3 a 100 lb/ft3 ) , con resistencias a los 7 días de aproximadamente 1 a 10 N/mm2 ( 145 a 1450 psi) respectivamente. El hormigón celular es resistente al fuego y sus propiedades de aislamiento térmico y acústico lo hacen ideal para una amplia gama de propósitos, desde el aislamiento de pisos y techos hasta el relleno de huecos. También es particularmente útil para la rehabilitación de zanjas. [9]
Algunas de las aplicaciones del hormigón celular son:
Hasta mediados de los años 90, el hormigón celular se consideraba débil y no duradero, con características de contracción elevadas. [1] Esto se debe a que las burbujas de espuma inestables dieron como resultado que el hormigón celular tuviera propiedades inadecuadas para producir hormigón de densidad muy baja (menos de 300 kg/m3 de densidad seca), así como para aplicaciones estructurales de carga. Por lo tanto, es importante garantizar que el aire atrapado en el hormigón celular esté contenido en burbujas estables, muy pequeñas y uniformes que permanezcan intactas y aisladas, y que no aumenten así la permeabilidad de la pasta de cemento entre los huecos.
El desarrollo de agentes espumantes basados en enzimas sintéticas; aditivos que mejoran la estabilidad de la espuma; y equipos especializados de generación, mezcla y bombeo de espuma han mejorado la estabilidad de la espuma y, por lo tanto, el hormigón celular, haciendo posible la fabricación de hormigón celular con una densidad tan ligera como 75 kg/m3 , una densidad que es solo el 7,5% de agua. [13] La enzima consiste en proteínas altamente activas de origen biotecnológico que no se basan en la hidrólisis de proteínas. [14] En los últimos años, el hormigón celular se ha utilizado ampliamente en carreteras, edificios comerciales, edificios de rehabilitación de desastres, escuelas, apartamentos y desarrollos de viviendas en países como Alemania, EE. UU., Brasil, Singapur, India, Malasia, Kuwait, Nigeria, Bangladesh, Botsuana, México, Indonesia, Libia, Arabia Saudita, Argelia, Irak, Egipto y Vietnam.
Se ha investigado el hormigón espumado para su uso como trampa de balas en campos de entrenamiento de armas de fuego militares de alta intensidad de EE. UU. [15] Este trabajo dio como resultado el producto SACON utilizado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU., que cuando se desgasta, se puede enviar directamente a instalaciones de reciclaje de metales sin necesidad de separar las balas atrapadas, ya que el carbonato de calcio en el hormigón actúa como fundente . [16]
La capacidad de absorción de energía del hormigón celular se calculó a partir de pruebas de caída y se encontró que varía de 4 a 15 MJ/m3 dependiendo de su densidad. La absorción óptima se estima a partir de una mezcla de densidad moderada de 1000 kg/m3 con relaciones agua/cemento (a/c) de 0,6 a 0,7. [17]
