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 utilizan en la construcción, como edificios industriales, casas residenciales, edificios de apartamentos y casas adosadas. Sus aplicaciones incluyen paredes exteriores e interiores, cortafuegos, paredes de cuartos húmedos, paneles de aislamiento térmico abiertos por difusión, pisos intermedios, pisos superiores, escaleras, cruces de aberturas, vigas y pilares. Los usos exteriores requieren un acabado aplicado para proteger contra la intemperie, como un compuesto de yeso o estuco modificado con polímeros , o una cubierta de materiales de revestimiento como piedra natural o manufacturada, ladrillo enchapado , metal o revestimiento de vinilo . [2] 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 creada por primera vez a mediados de la década de 1920 por el arquitecto e inventor sueco Dr. Johan Axel Eriksson (1888-1961), [12] [13] junto 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 [ cita necesaria ] : Ytong. Otra marca, "Siporex", se estableció en Suecia en 1939 y actualmente posee licencias y posee plantas en 35 ubicaciones en todo el mundo. [ cita necesaria ] Josef Hebel de Memmingen estableció otra marca de hormigón celular, Hebel, que abrió su primera planta en Alemania en 1943. [ cita necesaria ]
Ytong AAC se produjo originalmente en Suecia utilizando esquisto de alumbre , que contenía carbono combustible beneficioso para el proceso de producción. Sin embargo, se descubrió que estos depósitos contenían uranio natural , que con el tiempo se descompone en radón , que luego se acumula en las estructuras donde se utilizó el AAC. Este problema fue abordado en 1972 por la Autoridad Sueca de Seguridad Radiológica, y en 1975, Ytong abandonó el esquisto de alumbre en favor de una formulación hecha de arena de cuarzo, yeso calcinado, cal (mineral), cemento, agua y polvo de aluminio que actualmente utiliza la mayoría de marcas mayores. [ cita necesaria ]
En 1978, Siporex Suecia abrió la fábrica Siporex en Arabia Saudita , estableciendo la Compañía de Construcción Liviana - Siporex - LCC SIPOREX, apuntando a los mercados de Medio Oriente, África y Japón. Esta fábrica todavía estaba en uso en 2018. [ cita necesaria ]
Hoy en día, la producción de CAA está muy extendida y se concentra en Europa y Asia, con algunas instalaciones ubicadas en América. Egipto tiene la única planta de fabricación en África. Aunque el mercado europeo de CAA ha experimentado una reducción en su crecimiento, Asia está experimentando una rápida expansión de la industria, impulsada por una creciente necesidad de espacios residenciales y comerciales. Actualmente, China tiene el mercado de Aircrete más grande del mundo, con varios cientos de plantas de fabricación. La producción y el consumo de CAA más importantes se producen en China, Asia central, India y Oriente Medio, lo que refleja el crecimiento dinámico y la demanda en estas regiones. [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). [ cita necesaria ]
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. Del mismo modo, se requiere menos material para el enlucido, porque el AAC se puede moldear con precisión antes de la instalación. 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 que utilizan 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, 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 ". [16] Al final del proceso de formación de espuma, el hidrógeno escapa a la atmósfera y es reemplazado por aire, dejando un producto tan liviano como el 20% del peso del concreto convencional. [ cita necesaria ]
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 esterilización en autoclave, el material se almacena y se envía a las obras de construcción para su uso. 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 la primera fábrica de materiales CAA, la LCC Siporex (Lightweight Construction Company), en el estado de Arabia Saudita en el Golfo Pérsico , 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] Esto a menudo se debe a la alta susceptibilidad del RAAC a la infiltración de agua debido a su naturaleza porosa, lo que provoca corrosión de los refuerzos internos de maneras que son difíciles de detectar. Esto genera una mayor tensión de tracción en la unión entre el refuerzo y el hormigón, lo que reduce la vida útil del material. Se requieren análisis de riesgos detallados estructura por estructura para identificar áreas que necesitan mantenimiento y reducir la posibilidad de fallas catastróficas. [27]
La preocupación de los ingenieros profesionales sobre el rendimiento estructural del RAAC se planteó públicamente por primera vez en el Reino Unido en 1995 tras inspecciones de unidades agrietadas en los tejados de las escuelas británicas, [28] y posteriormente se reforzó en 2022 cuando la Agencia de Propiedad del Gobierno declaró que el material era de por vida. expiró, [29] y en 2023 cuando, tras el cierre parcial o total de 174 escuelas en riesgo de colapso del techo, [30] [31] se descubrió que otros edificios tenían problemas con su construcción RAAC, [32] [33] [34] y solo se descubrió que algunos de estos estaban hechos de RAAC durante la crisis. [35] [36] [37] Durante la crisis de 2023, se observó que era probable que RAAC en otros países presentara problemas similares a los encontrados en el Reino Unido. [18]
Se ordenó el cierre permanente del sitio original del Centro de Ciencias de Ontario en Toronto, Canadá, un importante museo con una construcción de techo similar, el 21 de junio de 2024 debido a los paneles del techo severamente deteriorados que datan de su apertura en 1969. Si bien se propusieron opciones de reparación, el centro El propietario, el gobierno provincial de Ontario , había anunciado previamente planes para reubicar el centro y, por lo tanto, solicitó que se cerrara la instalación inmediatamente en lugar de pagar las reparaciones. Se entiende que aproximadamente otros 400 edificios públicos en Ontario contienen el material y están bajo revisión, pero no se anticiparon otros cierres en el momento del cierre del Centro de Ciencias. [38]
La alta eficiencia de recursos del hormigón celular esterilizado en autoclave contribuye a un menor impacto medioambiental que el hormigón convencional, 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. [39] 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 ). [40] 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. [41] [42]
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 paredes huecas , es la norma).
La LGA recomienda a sus miembros que comprueben urgentemente si los edificios de sus zonas tienen tejados, suelos, revestimientos o paredes de hormigón celular armado tratado en autoclave (RAAC).
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