El hormigón celular esterilizado en autoclave ( AAC ) es un material de construcción de hormigón celular, prefabricado, ligero , ecológico, [1] adecuado para producir bloques similares al hormigón . Está compuesto por arena de cuarzo , yeso calcinado , cal , cemento portland , agua y polvo de aluminio . [2] [3] Los productos AAC se curan bajo calor y presión en un autoclave . Desarrollado a mediados de la década de 1920, el AAC proporciona aislamiento y resistencia al fuego y al moho . Las formas incluyen bloques, paneles de pared, paneles de piso y techo, paneles de revestimiento (fachada) y dinteles. [4] [5] También es un aislante. [2] [6]
Los productos AAC se pueden utilizar en casi todas las construcciones, como edificios industriales, casas residenciales, edificios de apartamentos y casas adosadas. El hormigón ligero se utiliza, por ejemplo, para paredes exteriores e interiores, cortafuegos, paredes de cuartos húmedos, paneles aislantes térmicos abiertos por difusión, suelos intermedios, pisos superiores, escaleras, cruces de aberturas, vigas y pilares. La construcción exterior requiere algún tipo de acabado aplicado, como un estuco modificado con polímeros o un compuesto de yeso para proteger contra los elementos, o cubrirse con materiales de revestimiento como piedra natural o manufacturada, ladrillo enchapado , metal o revestimiento de vinilo . [2] Además de su instalación rápida y sencilla, los materiales AAC se pueden fresar, lijar o cortar a medida en el sitio utilizando una sierra manual y herramientas eléctricas estándar con cortadores de acero al carbono . [2] [7] [8]
El hormigón celular esterilizado en autoclave también se conoce con otros nombres, incluido hormigón celular esterilizado en autoclave (ACC), hormigón esterilizado en autoclave , hormigón celular , hormigón poroso , Aircrete , Thermalite , Hebel , Aercon , [9] Starken , Gasbeton , Airbeton , Durox , Siporex (silicio). expansión de poros), Suporex , H+H e Ytong . [10] [11]
La CAA fue perfeccionada a mediados de la década de 1920 por el arquitecto e inventor sueco Dr. Johan Axel Eriksson (1888-1961), [12] [13] en colaboración con el profesor Henrik Kreüger en el Real Instituto de Tecnología . [12] [13] El proceso fue patentado en 1924. En 1929, la producción comenzó en Suecia en la ciudad de Yxhult. "Yxhults Ånghärdade Gasbetong" se convirtió más tarde en la primera marca registrada de materiales de construcción en el mundo: Ytong. Otra marca, "Siporex", se estableció en Suecia en 1939 y actualmente posee licencias y posee plantas en 35 ubicaciones en todo el mundo. La segunda gran marca internacional de hormigón celular, Hebel, se remonta al fundador y técnico de la empresa, Josef Hebel, de Memmingen . En 1943 se inauguró la primera planta de Hebel en Alemania.
Originalmente, el hormigón celular tratado en autoclave Ytong en Suecia se producía con esquisto de alumbre , cuyo contenido de carbono combustible era beneficioso para el proceso de producción. Desafortunadamente, los depósitos de pizarra utilizados por Ytong en Suecia también contienen un nivel muy bajo de uranio natural , lo que hace que el material emita gas radón radiactivo en el edificio. En 1972, la Autoridad Sueca de Seguridad Radiológica señaló la inadecuación de los materiales de construcción que emiten radón, y en 1975 se suspendió el uso de pizarra de alumbre en la producción de Ytong. Mediante el uso de nuevas formulaciones que contienen únicamente arena de cuarzo, yeso calcinado, cal (mineral ), cemento, agua y polvo de aluminio, Ytong produjo un nuevo tipo de hormigón celular que ya no contiene pizarra de alumbre y, por lo tanto, eliminó el problema de la exposición al radón de esta materia prima. La producción de este hormigón celular blanco esterilizado en autoclave es actualmente de última generación y todos los productores del mundo utilizan formulaciones similares.
En 1978, el equipo sueco de Siporex Suecia abrió la fábrica de Siporex en el Reino de Arabia Saudita – la "Empresa de construcción ligera – Siporex – LCC SIPOREX” – que ha cubierto la mayor parte de la demanda de Oriente Medio, África y Japón. La fábrica LCC Siporex funciona desde hace más de 40 años. Hoy en día, muchas empresas producen hormigón celular, especialmente en Europa y Asia. Hay algo de producción en América y en África hay una planta en Egipto. La producción de CAA en Europa se ha ralentizado considerablemente, pero la industria está creciendo rápidamente en Asia debido a la fuerte demanda de viviendas y espacios comerciales. China es ahora el mercado de Aircrete más grande del mundo, con varios cientos de fábricas. China, Asia Central, India y Oriente Medio son los mayores en términos de fabricación y consumo de CAA. [14]
Al igual que otros materiales de mampostería, el producto Aircrete se vende bajo muchas marcas diferentes. Ytong y Hebel son marcas de la empresa internacional Xella, con sede en Duisburg. Otras marcas de mayor renombre internacional en Europa son H+H Celcon (Dinamarca) y Solbet (Polonia).
AAC es un material a base de hormigón que se utiliza tanto para la construcción exterior como interior. Una de sus ventajas es la instalación rápida y sencilla porque el material se puede fresar , lijar o cortar a medida in situ utilizando una sierra manual y herramientas eléctricas estándar con cortadores de acero al carbono. [2]
La CAA es muy adecuada para edificios de gran altura y aquellos con grandes variaciones de temperatura. Debido a su menor densidad, los edificios de gran altura construidos con AAC requieren menos acero y hormigón para los miembros estructurales. El mortero necesario para la colocación de bloques de AAC se reduce debido al menor número de juntas. De manera similar, se requiere menos material para el renderizado debido a la precisión dimensional del AAC. La mayor eficiencia térmica del AAC lo hace adecuado para su uso en áreas con temperaturas extremas, ya que elimina la necesidad de materiales separados para la construcción y el aislamiento, lo que acelera la construcción y ahorra costos. [ ¿ investigacion original? ]
Aunque se puede utilizar mortero de cemento normal, la mayoría de los edificios construidos con materiales AAC utilizan mortero de capa delgada con espesores de alrededor de 3,2 milímetros ( 1 ⁄ 8 pulgadas), según los códigos de construcción nacionales. Los materiales de AAC pueden recubrirse con un compuesto de estuco o yeso para protegerlos de los elementos, o cubrirse con materiales de revestimiento como ladrillo o vinilo. [ ¿ investigacion original? ]
A diferencia de la mayoría de las otras aplicaciones de concreto , el AAC se produce sin usar agregados más grandes que arena. Como aglutinante se utilizan arena de cuarzo (SiO 2 ), yeso calcinado, cal (mineral) y/o cemento y agua. El polvo de aluminio se utiliza en una proporción del 0,05 % al 0,08 % en volumen (dependiendo de la densidad preespecificada). En algunos países, como India y China, se utilizan como agregado las cenizas volantes generadas en centrales eléctricas alimentadas con carbón y que tienen entre un 50% y un 65% de contenido de sílice. [ cita necesaria ]
Cuando el AAC se mezcla y se moldea, se producen varias reacciones químicas que le dan al AAC su peso ligero (20% del peso del hormigón) y sus propiedades térmicas. El polvo de aluminio reacciona con hidróxido de calcio y agua para formar hidrógeno . El gas hidrógeno forma espuma y duplica el volumen de la mezcla cruda, creando burbujas de gas de hasta 3 milímetros ( 1 ⁄ 8 pulgadas) de diámetro; se ha descrito que tiene burbujas en su interior como "una barra Aero de chocolate ". [dieciséis] . Al final del proceso de formación de espuma, el hidrógeno escapa a la atmósfera y es sustituido por aire.
Cuando se quitan las formas del material, éste es sólido pero aún suave. Luego se corta en bloques o paneles y se coloca en una cámara de autoclave durante 12 horas. Durante este proceso de endurecimiento por presión de vapor, cuando la temperatura alcanza los 190 °C (374 °F) y la presión alcanza de 800 a 1200 kPa (8,0 a 12,0 bar; 120 a 170 psi), la arena de cuarzo reacciona con hidróxido de calcio para formar hidrato de silicato de calcio. , lo que le da al AAC su alta resistencia y otras propiedades únicas. Debido a la temperatura relativamente baja utilizada, los bloques de AAC no se consideran ladrillos cocidos sino una unidad de mampostería de hormigón liviana . Después del proceso de autoclave, el material está listo para su uso inmediato en la obra. Dependiendo de su densidad , hasta el 80% del volumen de un bloque AAC es aire. La baja densidad del AAC también explica su baja resistencia a la compresión estructural. Puede soportar cargas de hasta 8000 kPa (1200 psi), aproximadamente el 50% de la resistencia a la compresión del hormigón normal. [ cita necesaria ]
En 1978 se inauguró en Arabia Saudita, estado del Golfo Pérsico , la primera fábrica de materiales CAA, la LCC Siporex (Lightweight Construction Company) , que abastecía a los países del Consejo de Cooperación del Golfo con bloques y paneles aireados. Desde 1980, ha habido un aumento mundial en el uso de materiales CAA. Se están construyendo nuevas plantas de producción en Australia, Bahréin , China, Europa del Este , India y Estados Unidos. Los desarrolladores utilizan cada vez más AAC en todo el mundo. [ cita necesaria ]
El hormigón celular reforzado esterilizado en autoclave (RAAC) es una versión reforzada del hormigón celular esterilizado en autoclave, comúnmente utilizado en la construcción de techos y paredes. Los primeros paneles estructurales reforzados para techos y suelos se fabricaron en Suecia, poco después de que en 1929 se inaugurara allí la primera planta de bloques de hormigón celular esterilizados en autoclave, pero las tecnologías belgas y alemanas se convirtieron en líderes del mercado de elementos RAAC después de la Segunda Guerra Mundial. En Europa, ganó popularidad a mediados de la década de 1950 como una alternativa más barata y liviana al hormigón armado convencional, con un uso generalizado documentado en varios países europeos, así como en Japón y antiguos territorios del Imperio Británico. [17] [18]
RAAC se utilizó en la construcción de techos, pisos y paredes debido a su peso más liviano y menor costo en comparación con el concreto tradicional [19] y tiene buenas propiedades de resistencia al fuego; no requiere enlucido para lograr una buena resistencia al fuego y el fuego no provoca desconchados . [20] RAAC se utilizó en la construcción en Europa, en edificios construidos después de mediados de la década de 1950. [21] [22] Los elementos RAAC también se han utilizado en Japón como unidades de muro debido a su buen comportamiento en condiciones sísmicas.
Se ha demostrado que RAAC tiene una integridad limitada de las barras de refuerzo estructural ( barras de refuerzo ) en paneles de techo RAAC de 40 a 50 años de antigüedad, lo que comenzó a observarse en la década de 1990. [22] [23] [24] [25] [26] El material puede fallar sin deterioro visible o advertencia. [22] [26] El material no es la causa principal, sino el mantenimiento inadecuado del techo, que permite la infiltración de agua, y las decisiones de los propietarios de los edificios en cuanto a reparar o reemplazar los techos existentes, lo cual es parte del análisis de costo-beneficio. [27]
En 1995 se planteó públicamente en el Reino Unido la preocupación de los ingenieros profesionales sobre el rendimiento estructural de los RAAC tras inspecciones de unidades agrietadas en los tejados de las escuelas británicas, [28] y se observó que era probable que los RAAC en otros países pudieran presentar problemas similares a los encontrado en el Reino Unido. [18]
La alta eficiencia de recursos del hormigón celular esterilizado en autoclave garantiza su bajo impacto medioambiental en todas las etapas de su ciclo de vida, desde el procesamiento de la materia prima hasta la eliminación de los residuos de hormigón celular. Debido a las continuas mejoras en la eficiencia, la producción de bloques de hormigón celular requiere relativamente poca materia prima por m 3 de producto y es cinco veces menor que la producción de otros materiales de construcción. [29] No hay pérdida de materias primas en el proceso de producción y todos los residuos de producción se devuelven al ciclo de producción. La producción de hormigón celular requiere menos energía que el resto de productos de mampostería, lo que reduce el uso de combustibles fósiles y las emisiones asociadas de dióxido de carbono (CO 2 ). [30] El proceso de curado también ahorra energía, ya que el curado con vapor se realiza a temperaturas relativamente bajas y el vapor caliente generado en los autoclaves se reutiliza para lotes posteriores. [31] [32]
El AAC se produce desde hace más de 70 años y tiene varias ventajas sobre otros materiales de construcción de cemento, una de las más importantes es su menor impacto ambiental.
El AAC se produce desde hace más de 70 años. Sin embargo, se encontraron algunas desventajas cuando se introdujo en el Reino Unido (donde la mampostería de doble hoja, también conocida como muros huecos , es la norma).
La LGA recomienda a sus miembros que comprueben urgentemente si algún edificio de su zona tiene tejados, suelos, revestimientos o paredes de hormigón celular armado tratado en autoclave (RAAC).
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