Hormigón premezclado

Hormigón que se fabrica en una planta mezcladora, de acuerdo con un diseño de mezcla de ingeniería establecido

Mezclador de tránsito de 1,6 m3

Pequeña planta dosificadora para pequeñas entregas locales

El interior de una mezcladora volumétrica. Utiliza un simple tornillo de Arquímedes para mezclar (en el sentido de las agujas del reloj) y elevar el hormigón hasta el conducto de descarga.

El hormigón premezclado ( HMP ) es hormigón que se fabrica en una planta mezcladora , según cada requisito específico de trabajo, y luego se entrega en el lugar de trabajo "listo para usar". ^[1]

Existen dos tipos, el primero es el camión de barril o mezclador en tránsito . Este tipo de camión entrega el hormigón en estado plástico al sitio. ^[2] El segundo es el mezclador de hormigón volumétrico . Este entrega la mezcla preparada en estado seco y luego mezcla el hormigón en el sitio. Sin embargo, otras fuentes dividen el material en tres tipos: hormigón de mezcla en tránsito, de mezcla central o de mezcla retráctil. ^{[3] [4]}

El hormigón premezclado se refiere al hormigón que se fabrica específicamente para los proyectos de construcción de los clientes y se suministra al cliente en el sitio como un solo producto. Es una mezcla de cemento Portland u otros cementos, agua y agregados: arena, grava o piedra triturada. ^[5] Todos los agregados deben ser de un material de tipo lavado con cantidades limitadas de finos o tierra y arcilla. A menudo se agrega un aditivo para mejorar la trabajabilidad del hormigón y/o aumentar el tiempo de fraguado del hormigón (usando retardadores) para tener en cuenta el tiempo requerido para que la mezcladora de tránsito llegue al sitio. El tamaño del mercado global es discutido dependiendo de la fuente. Se estimó en 650 mil millones de dólares en 2019. ^[6] Sin embargo, se estimó en poco menos de 500 mil millones de dólares en 2018. ^[7]

Historia

Existe cierta controversia sobre cuándo se realizó la primera entrega de concreto premezclado y cuándo se construyó la primera fábrica. Algunas fuentes sugieren que fue en 1913 en Baltimore . En 1929, había más de 100 plantas en funcionamiento en los Estados Unidos . ^[8] La industria no se expandió significativamente hasta la década de 1960 y ha seguido creciendo desde entonces.

Diseño

Las plantas dosificadoras combinan una cantidad precisa de grava, arena, agua y cemento por peso (según una fórmula de diseño de mezcla para el grado de hormigón recomendado por el ingeniero estructural o el arquitecto), lo que permite desarrollar e implementar mezclas de hormigón especiales en los sitios de construcción.

El hormigón premezclado se utiliza a menudo en lugar de otros materiales debido a su coste y a su amplia gama de usos en la construcción, en particular en proyectos de gran envergadura como edificios de gran altura y puentes. ^[9] Tiene una larga vida útil en comparación con otros productos de uso similar, como las carreteras. Tiene una vida útil media de 30 años en zonas de mucho tráfico, en comparación con los 10 a 12 años de vida útil del hormigón asfáltico en el mismo tráfico.

El hormigón premezclado se utiliza en proyectos de construcción en los que la obra no está dispuesta o no puede mezclar el hormigón en el lugar. El uso de hormigón premezclado significa que el producto se entrega terminado, a pedido, en la cantidad específica requerida y con el diseño de mezcla específico requerido. Para un proyecto pequeño o mediano, el costo y el tiempo de alquiler de equipos de mezcla, la mano de obra, además de la compra y el almacenamiento de los ingredientes del hormigón, sumado a las preocupaciones ambientales (el polvo de cemento es un peligro para la salud transmitido por el aire) ^[10] pueden simplemente no valer la pena en comparación con el costo del hormigón premezclado, donde el cliente paga por lo que usa y permite que otros hagan el trabajo hasta ese momento. Para un proyecto grande, la subcontratación de la producción de hormigón a proveedores de hormigón premezclado significa delegar el control de calidad y las pruebas, la logística de materiales y las cuestiones de la cadena de suministro y el diseño de la mezcla a especialistas que ya están establecidos para esas tareas, a cambio de tener que contratar a otro proveedor externo que necesita obtener ganancias y perder el control y la inmediatez de la mezcla en el lugar. ^[11]

El hormigón premezclado se compra y se vende por volumen, generalmente expresado en metros cúbicos (yardas cúbicas en los EE. UU.). La dosificación y mezcla se realiza en condiciones controladas. En el Reino Unido, el hormigón premezclado se especifica de manera informal, por peso o volumen de los componentes (1-2-4 o 1-3-6 son mezclas comunes) o utilizando los estándares de especificación formal de la norma europea EN 206+ A1 , que se complementa en el Reino Unido con BS 8500. Esto permite al cliente especificar lo que el hormigón tiene que ser capaz de soportar en términos de condiciones del suelo, exposición y resistencia, y permite al fabricante de hormigón diseñar una mezcla que cumpla con ese requisito utilizando los materiales disponibles localmente para una planta de dosificación. Esto se verifica mediante pruebas de laboratorio, como la realización de pruebas de cubo para verificar la resistencia a la compresión, ^[12] pruebas de flexión, ^[13] y se complementa con pruebas de campo, como pruebas de asentamiento realizadas en el sitio para verificar la plasticidad de la mezcla.

El rendimiento de una mezcla de hormigón se puede modificar mediante el uso de aditivos. Los aditivos se pueden utilizar para reducir los requisitos de agua, incorporar aire a una mezcla, mejorar la durabilidad de la superficie o incluso superplastificar el hormigón para que sea autonivelante, como el hormigón autocompactante ^[14]. El uso de aditivos requiere precisión en la dosificación y el diseño de la mezcla, lo que es más difícil sin el equipo de dosificación/medición y el respaldo de laboratorio de una planta de dosificación, lo que significa que no se utilizan fácilmente fuera del hormigón premezclado.

El hormigón tiene una vida útil limitada entre la dosificación/mezcla y el curado. Esto significa que el hormigón premezclado debe colocarse entre 30 y 45 minutos después del proceso de dosificación para mantener el asentamiento y las especificaciones de diseño de la mezcla en los EE. UU. ^[15], aunque en el Reino Unido, los factores ambientales y materiales, además de la mezcla en tránsito, permiten que transcurran hasta dos horas. ^[16] Los aditivos modernos y los reductores de agua pueden modificar ese lapso de tiempo hasta cierto punto. ^[17]

El hormigón premezclado se puede transportar y colocar en la obra mediante diversos métodos. El más común y sencillo es el conducto instalado en la parte trasera de los camiones hormigonera (como en la imagen), que es adecuado para colocar el hormigón cerca de lugares por los que puede entrar un camión en reversa. Se pueden utilizar camiones volquete, tolvas grúa, cintas transportadoras montadas en camiones y, en casos extremos , carretillas, para colocar el hormigón desde camiones donde el acceso no es directo. Algunas mezclas de hormigón son adecuadas para bombearlas con una bomba de hormigón .

En 2011, había 2.223 empresas que empleaban a 72.925 trabajadores y que producían hormigón premezclado en Estados Unidos. ^[18]

Ventajas del hormigón premezclado

• Los materiales se combinan en una planta de dosificación y el proceso de hidratación comienza en el momento en que el agua se encuentra con el cemento , por lo que el tiempo de viaje desde la planta hasta el sitio y el tiempo antes de que se coloque el concreto en el sitio son críticos en distancias más largas. ^[19] Algunos sitios están demasiado distantes. El uso de aditivos, retardadores y cenizas volantes pulverizadas similares al cemento o escoria de alto horno granulada molida (GGBFS) se puede utilizar para ralentizar el proceso de hidratación, lo que permite un mayor tiempo de tránsito y espera. ^{[20] [21]}
• El hormigón se puede moldear y verter, pero para los encofrados de gran tamaño se necesita un suministro constante. Si se interrumpe el suministro y no se puede verter todo el hormigón de una sola vez, puede aparecer una junta fría en el encofrado terminado. ^[22]
• La mayor ventaja es que el hormigón se produce en condiciones controladas. Por lo tanto, se obtiene hormigón de calidad, ya que una planta de mezcla de hormigón premezclado utiliza equipos sofisticados y métodos consistentes. Existe un control estricto sobre las pruebas de materiales, los parámetros del proceso y el seguimiento continuo de las prácticas clave durante el proceso de fabricación. El control deficiente de los materiales de entrada, los métodos de dosificación y mezcla en el caso del hormigón premezclado se soluciona con un método de producción de hormigón premezclado.
• La velocidad en las prácticas de construcción que se siguen en las plantas de hormigón premezclado se acompaña continuamente de operaciones mecanizadas. El rendimiento obtenido de una planta de hormigón premezclado en obra que utiliza una mezcladora 8/12 es de 4 a 5 cubos métricos por hora, lo que equivale a 30-60 cubos métricos por hora en una planta de hormigón premezclado.
• Una mejor manipulación y unas prácticas de mezclado adecuadas ayudarán a reducir el consumo de cemento entre un 10 y un 12 %. El uso de aditivos y otros materiales cementantes ayudará a reducir la cantidad de cemento necesaria para obtener el grado de hormigón deseado.
• Un menor consumo de cemento se traduce indirectamente en una menor contaminación ambiental.
• La fabricación de hormigón premezclado depende menos de la mano de obra humana, por lo que se reducen las posibilidades de error humano. Esto también reducirá la dependencia de mano de obra intensiva.
• Agrietamiento y contracción. El hormigón se encoge a medida que se cura. Puede encogerse 1 ⁄ 16 pulgadas (1,6 mm) en un área de 10 pies de largo (3,05 metros). Esto provoca tensión interna en el hormigón y los ingenieros y los encargados de la colocación del hormigón deben tenerlo en cuenta, y puede requerir el uso de refuerzo de acero o elementos de hormigón pretensado cuando esto sea crítico.
• Los caminos de acceso y el acceso al sitio deben poder soportar el peso del camión de concreto premezclado más la carga, que puede ser de hasta 32 toneladas para un camión de 9 m3 de ocho ruedas ^. (El hormigón verde pesa aproximadamente 2,328 kilogramos por metro cúbico (3,924 lb/cu yd). ^[23] Este problema se puede superar utilizando los llamados camiones de "minimezcla" que utilizan mezcladores más pequeños con una capacidad de 4 m3 ^capaces de llegar a sitios con mayores restricciones de peso. Se utilizan mezcladores aún más pequeños para permitir que un camión de 7,5 toneladas contenga aproximadamente 1,25 m3 ^, para llegar a áreas restringidas del centro de la ciudad con prohibiciones para camiones más grandes.

Hormigón dosificado

Como alternativa al sistema de planta de dosificación centralizada se encuentra la mezcladora móvil volumétrica. A menudo se la denomina hormigón in situ, hormigón mezclado en el sitio o hormigón mezclado móvil. Se trata de una versión miniaturizada móvil de la gran planta de dosificación estacionaria. Se utilizan para proporcionar hormigón premezclado utilizando un proceso de dosificación continuo o un sistema de hormigón dosificado. La mezcladora móvil volumétrica es un camión que contiene arena, roca, cemento, agua, fibra y algunas mezclas de aditivos y color según cómo esté equipada la planta de dosificación. Estos camiones mezclan o dosifican el hormigón premezclado en el lugar de trabajo. Este tipo de camión puede mezclar tanta o tan poca cantidad de hormigón como sea necesario. La mezcla in situ elimina la hidratación durante el viaje que puede hacer que el hormigón mezclado en tránsito se vuelva inutilizable. Estos camiones son tan precisos como el sistema de planta de dosificación centralizada, ya que los camiones se escalan y prueban utilizando el mismo método de prueba estándar estadounidense (ASTM) ^[24] como todos los demás fabricantes de hormigón premezclado. Se trata de un enfoque híbrido entre las plantas de dosificación centralizadas y la mezcla in situ tradicional . ^[25] Cada tipo de sistema tiene ventajas y desventajas, dependiendo de la ubicación, el tamaño de la obra y el diseño de la mezcla establecido por el ingeniero.

Mezcla preparada para tránsito versus mezcla preparada volumétrica

• Una planta mezcladora de hormigón centralizada puede dar servicio a una amplia zona. Los camiones mezcladores in situ pueden dar servicio a una zona aún mayor, incluidas zonas muy remotas a las que los camiones estándar no pueden llegar.
• Las plantas mezcladoras están ubicadas en áreas destinadas a uso industrial, mientras que los camiones de reparto pueden prestar servicio a distritos residenciales o centros urbanos . Los camiones mezcladores in situ tienen las mismas capacidades.
• Los camiones volumétricos suelen tener una menor demanda de agua durante el proceso de dosificación. Esto producirá un hormigón que puede ser significativamente más resistente a la compresión en comparación con la planta de dosificación centralizada para el mismo diseño de mezcla utilizando el método de prueba ASTM C109.
• Los sistemas de dosificación centralizada están limitados por el tamaño de la flota. Puede llevar más de 10 minutos dosificar y cargar un camión de 9 a 12 yardas cúbicas (6,9 a 9,2 metros cúbicos) según el tamaño y el tipo de planta. No pueden cambiar los diseños de mezcla en medio de un proceso de dosificación individual, pero pueden ofrecer rápidamente una mayor variedad de mezclas en general, ya que un patio central tiene más capacidad de almacenamiento para diferentes tipos de cemento, agregados y aditivos de la que un solo camión puede almacenar en el sitio.
• Las mezcladoras volumétricas pueden cambiar sin problemas todos los aspectos del diseño de la mezcla mientras siguen produciendo hormigón, siempre que las materias primas se encuentren en el lugar. Pueden mezclar hormigón de calidad de forma continua durante un tiempo indefinido mientras se cargan continuamente con materiales nuevos. Pueden producir 1 yarda de hormigón en tan solo 40 segundos, según el diseño de la mezcla y el tamaño de la planta de hormigón equipada.
• La dosificación centralizada, que utiliza el mismo suministro de materiales durante un largo período (una planta fija probablemente tendrá un conjunto fijo de proveedores en su localidad), las mismas básculas que se pueden calibrar mediante básculas puente, el mismo equipo de medición para aditivos, humedad, etc. y, a menudo, el mismo operador de dosificación, puede tener tolerancias más estrictas para las mezclas, utilizar un laboratorio centralizado para diseñar y verificar docenas de mezclas según diferentes especificaciones en múltiples trabajos para esa planta y, por lo tanto, puede producir un resultado muy predecible y consistente para proyectos importantes. Cada planta tendrá un libro de recetas de dosificación (o un programa de dosificación automatizado equivalente) para dosificar y cargar cualquier cantidad de cualquier diseño de mezcla según demanda.
• La dosificación centralizada puede escalarse rápidamente con menos movimiento que las mezcladoras in situ, utilizando camiones de áridos, cisternas de cemento y material molido para alcanzar hasta 240 metros cúbicos por hora ^[26] desde una sola planta. Esto permite verter de manera uniforme y a gran escala en todo el sitio rápidamente, ya que la logística de suministro de cemento, agua y áridos se fija en un único punto con mayor capacidad de almacenamiento y, por lo tanto, es más fácil de escalar y más tolerante a las interrupciones breves del suministro.
• En el caso de cargas pequeñas (pedidos de menos de 10 yardas), los camiones mezcladores de tránsito suelen regresar a su planta de procesamiento por lotes después de cada entrega. Los camiones volumétricos pueden ir directamente de un trabajo a otro hasta que se vacía un camión, lo que reduce el tráfico y el consumo de combustible.

Véase también

• Tipos de hormigón
• Hormigón armado

Referencias

Notas

1. "¿Cómo mezclar hormigón premezclado? | Shelly Company". The Shelly Company . 2014-01-17 . Consultado el 2021-12-03 .
2. "IBISWorld - Estudios de mercado, informes y estadísticas de la industria". www.ibisworld.com . Consultado el 3 de diciembre de 2021 .
3. "Mercado de hormigón premezclado: tendencias, análisis de la industria, participación". Allied Market Research . Consultado el 3 de diciembre de 2021 .
4. "¿Qué es el hormigón premezclado?". Niagara Concrete .
5. Principios y práctica de los materiales. Charles Newey, Graham Weaver, Open University. Departamento de Materiales. Milton Keynes, Inglaterra: Departamento de Materiales, Open University. 1990. p. 60. ISBN 0-408-02730-4.OCLC 19553645  .{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace )
6. "Tamaño del mercado de hormigón premezclado | Informe de análisis de la industria, 2027". www.grandviewresearch.com . Consultado el 3 de diciembre de 2021 .
7. "Mercado de hormigón premezclado: tendencias, análisis de la industria, participación". Allied Market Research . Consultado el 3 de diciembre de 2021 .
8. Arthur, Michael (julio de 2004). "El amanecer de la industria del hormigón premezclado" (PDF) .
9. "Puente de la Reina Isabel II". www.hanson.co.uk . Consultado el 8 de abril de 2019 .
10. "Cemento - Control de sustancias peligrosas - Gestión de riesgos para la salud ocupacional en la construcción". www.hse.gov.uk . Consultado el 8 de abril de 2019 .
11. "Hugos Concrete: proveedor de servicios de hormigón en el norte de Colorado". hugosconcrete.com . 2022-09-21 . Consultado el 2023-03-21 .
12. "¿Qué es la prueba del cubo de hormigón?". EasyMix Concrete UK Ltd. 17 de octubre de 2017. Consultado el 8 de abril de 2019 .
13. Materiales estructurales. George Weidmann, PR Lewis, Nick Reid, Open University. Departamento de Materiales. Milton Keynes, Reino Unido: Departamento de Materiales, Open University. 1990. pp. 361–366. ISBN 0-408-04658-9.OCLC 20693897  .{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace )
14. "Aditivos para hormigón | Aditivos para cemento | Fosroc | Fosroc" www.fosroc.com . Consultado el 8 de abril de 2019 .
15. ASTM C 94 y AASHTO M 157
16. "Límite de tiempo entre la colocación de capas de hormigón fresco". www.concrete.org.uk . Consultado el 8 de abril de 2019 .
17. Zabihi, Niloufar; Hulusi Ozkul, M. (2018). "Las nuevas propiedades de las nano sílices que incorporan pastas de cemento modificadas con polímeros". Construcción y materiales de construcción . 168 : 570–579. doi :10.1016/j.conbuildmat.2018.02.084.
18. "Fabricante de hormigón premezclado". akonaindia.com.
19. Materiales estructurales. George Weidmann, PR Lewis, Nick Reid, Open University. Departamento de Materiales. Milton Keynes, Reino Unido: Departamento de Materiales, Open University. 1990. p. 357. ISBN 0-408-04658-9.OCLC 20693897  .{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace )
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21. Zabihi, N., y Ozkul, MH (2018). Propiedades innovadoras de las pastas de cemento modificadas con polímeros que incorporan sílice nanocristalina. Construcción y materiales de construcción, 168, 570-579.
22. "Juntas frías". www.concrete.org.uk . Consultado el 8 de abril de 2019 .
23. "Densidad del hormigón: ¿cuánto pesa el hormigón?". everything-about-concrete.com . Consultado el 8 de abril de 2019 .
24. ASTM (método de prueba estándar estadounidense)
25. Casey, Jon M. "Parmer Metered Concrete ofrece precisión y calidad". Hard Hat News . Consultado el 24 de noviembre de 2014 .
26. "Major 3000 Concrete Dosifying from Steelfields" (Dosificación de hormigón de 3000 unidades principales de Steelfields). steelfields.com . Consultado el 8 de abril de 2019 .

Bibliografía

• Panarese, William C.; Kosmatka, Steven H.; Kerkhoff, Beatrix (2002). "10". Diseño y control de mezclas de hormigón . Skokie, Illinois: Portland Cement Association. ISBN 0-89312-217-3.

Enlaces externos

• Asociación Nacional de Hormigón Premezclado
• Asociación de Fabricantes de Hormigón Premezclado
• Organización Europea del Hormigón Premezclado
• Asociación de hormigón premezclado de Illinois
• Fabricante de plantas dosificadoras de hormigón - Tecnología europea