El hormigón se produce en una variedad de composiciones, acabados y características de rendimiento para satisfacer una amplia gama de necesidades.
Los diseños modernos de mezclas de concreto pueden ser complejos. La elección de una mezcla de hormigón depende de las necesidades del proyecto tanto en términos de resistencia y apariencia como en relación con la legislación local y los códigos de construcción.
El diseño comienza determinando los requisitos del hormigón. Estos requisitos toman en consideración las condiciones climáticas a las que estará expuesto el concreto en servicio y la resistencia de diseño requerida. La resistencia a la compresión de un hormigón se determina tomando muestras de cilindros moldeados y curados de forma estándar.
Es necesario tener en cuenta muchos factores, desde el costo de los diversos aditivos y agregados hasta las compensaciones entre el "hundimiento" para una fácil mezcla y colocación y el rendimiento final.
Luego se diseña una mezcla utilizando cemento (Portland u otro material cementante), agregados gruesos y finos, agua y aditivos químicos. También se especificará el método de mezcla, así como las condiciones en que se podrá utilizar.
Esto permite al usuario del hormigón tener confianza en que la estructura funcionará correctamente.
Se han desarrollado varios tipos de hormigón para aplicaciones especializadas y se conocen con estos nombres.
Las mezclas de hormigón también se pueden diseñar utilizando programas de software. Dicho software brinda al usuario la oportunidad de seleccionar su método preferido de diseño de mezcla e ingresar los datos del material para llegar a diseños de mezcla adecuados.
El hormigón se ha utilizado desde la antigüedad. El hormigón romano normal, por ejemplo, se elaboraba a partir de ceniza volcánica ( puzolana ) y cal hidratada . El hormigón romano era superior a otras recetas de hormigón (por ejemplo, las que consistían únicamente en arena y cal) [1] utilizadas por otras culturas. Además de la ceniza volcánica para fabricar hormigón romano normal, también se puede utilizar polvo de ladrillo. Además del hormigón romano normal, los romanos también inventaron el hormigón hidráulico , que fabricaban a partir de ceniza volcánica y arcilla . [ cita necesaria ]
Algunos tipos de hormigón utilizados para fabricar esculturas y jardineras de jardín se han denominado piedra compuesta o piedra compuesta . No existe una fórmula única y precisa que diferencie la piedra compuesta de otros hormigones cementados con cal, lo cual no es sorprendente porque el término es anterior a la ciencia química moderna y está atestiguado a más tardar en la década de 1790. En el siglo XIX y posteriores, el término piedra artificial abarcaba varias piedras artificiales, incluidos numerosos hormigones cementados. [ cita necesaria ]
Concreto regular es el término de colocación para el concreto que se produce siguiendo las instrucciones de mezcla que comúnmente se publican en paquetes de cemento, generalmente usando arena u otro material común como agregado y, a menudo, mezclado en contenedores improvisados. Los ingredientes de cualquier mezcla particular dependen de la naturaleza de la aplicación. El hormigón normal normalmente puede soportar una presión de aproximadamente 10 MPa (1450 psi ) a 40 MPa (5800 psi), y los usos más ligeros, como el hormigón ciego, tienen una clasificación de MPa mucho más baja que el hormigón estructural. Hay muchos tipos de concreto premezclado disponibles que incluyen cemento en polvo mezclado con un agregado y solo necesitan agua. [ cita necesaria ]
Por lo general, se puede preparar un lote de concreto usando 1 parte de cemento Portland, 2 partes de arena seca, 3 partes de piedra seca y 1/2 parte de agua. Las piezas están en términos de peso, no de volumen. Por ejemplo, 1 pie cúbico (0,028 m 3 ) de concreto se haría usando 22 lb (10,0 kg) de cemento, 10 lb (4,5 kg) de agua, 41 lb (19 kg) de arena seca, 70 lb (32 kg) de agua. piedra seca (piedra de 1/2" a 3/4"). Esto produciría 1 pie cúbico (0,028 m 3 ) de hormigón y pesaría alrededor de 143 lb (65 kg). La arena debe ser arena de mortero o ladrillo (lavada y filtrada si es posible) y la piedra debe estar lavada si es posible. Los materiales orgánicos (hojas, ramitas, etc.) deben eliminarse de la arena y la piedra para garantizar la máxima resistencia. [ cita necesaria ]
El hormigón de alta resistencia tiene una resistencia a la compresión superior a 40 MPa (6000 psi). En el Reino Unido, BS EN 206-1 [2] define el hormigón de alta resistencia como el hormigón con una clase de resistencia a la compresión superior a C50/60. El hormigón de alta resistencia se fabrica reduciendo la relación agua-cemento (A/C) a 0,35 o menos. A menudo se añade humo de sílice para evitar la formación de cristales de hidróxido de calcio libres en la matriz del cemento, lo que podría reducir la resistencia de la unión cemento-agregado.
Las bajas relaciones W/C y el uso de humo de sílice hacen que las mezclas de concreto sean significativamente menos trabajables, lo que es particularmente probable que sea un problema en aplicaciones de concreto de alta resistencia donde es probable que se utilicen densas jaulas de varillas de refuerzo. Para compensar la reducida trabajabilidad, comúnmente se agregan superplastificantes a las mezclas de alta resistencia. El agregado debe seleccionarse cuidadosamente para mezclas de alta resistencia, ya que los agregados más débiles pueden no ser lo suficientemente fuertes para resistir las cargas impuestas sobre el concreto y causar fallas en el inicio del agregado en lugar de en la matriz o en un vacío, como ocurre normalmente en mezclas de alta resistencia. concreto.
En algunas aplicaciones de hormigón de alta resistencia, el criterio de diseño es el módulo de elasticidad en lugar de la resistencia última a la compresión.
El hormigón impreso es un hormigón arquitectónico que tiene un acabado superficial superior. Después de colocar un piso de concreto, se impregnan endurecedores para pisos (que pueden pigmentarse) en la superficie y se estampa un molde que puede tener textura para replicar una piedra/ladrillo o incluso madera para darle un acabado superficial texturizado atractivo. Después de un endurecimiento suficiente, la superficie se limpia y generalmente se sella para brindar protección. La resistencia al desgaste del hormigón estampado es generalmente excelente y, por lo tanto, se encuentra en aplicaciones como estacionamientos, aceras, pasarelas, etc. [ cita necesaria ]
El hormigón de alto rendimiento (HPC) es un término relativamente nuevo para el hormigón que cumple con un conjunto de estándares superiores a los de las aplicaciones más comunes, pero no se limita a la resistencia. Si bien todo el hormigón de alta resistencia también es de alto rendimiento, no todo el hormigón de alto rendimiento es de alta resistencia. Algunos ejemplos de dichos estándares utilizados actualmente en relación con HPC son:
HPC es concreto que desarrolla una resistencia superior a 50 megapascales (7300 psi) a los 28, 56 o 90 días. Estas resistencias generalmente requieren agregados de roca dura bien graduados, una proporción bastante alta de cemento más cenizas volantes, aditivos reductores de agua y humo de sílice, con un contenido de agua relativamente bajo. Puede ser necesario un mezclado prolongado para dispersar adecuadamente el humo de sílice, que generalmente se suministra en formato granular. Las mezclas ricas pueden provocar un alto calor de hidratación en colocaciones espesas, que puede moderarse utilizando una mayor proporción de cenizas volantes, hasta un 30% del contenido de cemento. También se puede utilizar polvo de piedra caliza para aumentar la fluidez. [3] : Capítulo 4.3.2.1
El hormigón de rendimiento ultraalto es un nuevo tipo de hormigón que están desarrollando organismos interesados en la protección de infraestructuras. El UHPC se caracteriza por ser un material compuesto de cemento reforzado con fibras de acero con resistencias a la compresión superiores a 150 MPa, hasta y posiblemente superando los 250 MPa. [5] [6] [7] El UHPC también se caracteriza por la composición de sus materiales constituyentes: típicamente arena de grano fino, sílice pirógena , pequeñas fibras de acero y mezclas especiales de cemento Portland de alta resistencia. Tenga en cuenta que no hay un agregado grande. Los tipos actuales en producción (Ductal, Taktl, etc.) se diferencian del hormigón normal en la compresión por su endurecimiento por deformación, seguido de una rotura repentina y frágil. Múltiples agencias gubernamentales y universidades de todo el mundo están llevando a cabo investigaciones en curso sobre la falla del UHPC a través de fallas por tracción y corte.
El hormigón microarmado de ultra alto rendimiento es la próxima generación de UHPC. Además de la alta resistencia a la compresión, durabilidad y resistencia a la abrasión del UHPC, el UHPC microrreforzado se caracteriza por su extrema ductilidad, absorción de energía y resistencia a productos químicos, agua y temperatura. [8] La malla continua de microacero tridimensional, multicapa, supera al UHPC en durabilidad, ductilidad y resistencia. El rendimiento de las fibras discontinuas y dispersas en UHPC es relativamente impredecible. El UHPC microrreforzado se utiliza en construcciones resistentes a explosiones, balísticas y terremotos, superposiciones estructurales y arquitectónicas y fachadas complejas.
Ducon fue uno de los primeros desarrolladores de UHPC microrreforzado, [9] [10] que se ha utilizado en la construcción del nuevo World Trade Center en Nueva York. [11] [12] [13]
Los áridos cerámicos con una densidad inferior a la del agua se utilizan para hormigón estructural de baja densidad. Estos agregados pueden incluir arcillas expandidas y lutitas, preferiblemente con una absorción de agua inferior al 10%. Para el hormigón estructural sólo se utilizan áridos gruesos de baja densidad, siendo los áridos finos arena natural. Sin embargo, se utilizan porcentajes más bajos para hormigones de densidad moderada. [3] : Capítulo 4, 3, 2, 2
El concreto puede desarrollar altas resistencias a la compresión y a la tracción, mientras que la contracción y la fluencia siguen siendo aceptables, pero generalmente será menos rígido que las mezclas convencionales. La ventaja más evidente es la baja densidad, pero estos hormigones también tienen una baja permeabilidad al agua y un mayor aislamiento térmico. La resistencia a la abrasión por el hielo es similar a la del hormigón normal. Las desventajas son que la absorción de agua por los agregados puede ser relativamente alta y la consolidación vibratoria puede hacer que el agregado de baja densidad flote. Esto se puede evitar minimizando la vibración y utilizando mezclas de fluidos. La baja densidad tiene ventajas para las estructuras flotantes. [3] : Capítulo 4, 3, 2, 2
Se descubrió que los defectos del hormigón en Japón se debían principalmente a la alta relación agua-cemento para aumentar la trabajabilidad. La mala compactación se debió principalmente a la necesidad de una construcción rápida en las décadas de 1960 y 1970. Hajime Okamura imaginó la necesidad de un hormigón que fuera altamente trabajable y que no dependiera de la fuerza mecánica para su compactación. Durante la década de 1980, Okamura y su Ph.D. El estudiante Kazamasa Ozawa de la Universidad de Tokio desarrolló el hormigón autocompactante (SCC), que era cohesivo, pero fluido y tomaba la forma del encofrado sin necesidad de compactación mecánica. El SCC se conoce como hormigón autocompactante en los Estados Unidos.
SCC se caracteriza por lo siguiente:
SCC puede ahorrar hasta un 50 % en costos de mano de obra debido a un vertido un 80 % más rápido y un menor desgaste del encofrado .
En 2005, los hormigones autocompactantes representaron entre el 10% y el 15% de las ventas de hormigón en algunos países europeos. En la industria del hormigón prefabricado de EE. UU., el SCC representa más del 75 % de la producción de hormigón. 38 departamentos de transporte de EE.UU. aceptan el uso de SCC para proyectos de carreteras y puentes.
Esta tecnología emergente es posible gracias al uso de plastificantes de policarboxilatos en lugar de polímeros más antiguos a base de naftaleno y modificadores de viscosidad para abordar la segregación de agregados.
Se está investigando el hormigón al vacío, elaborado mediante el uso de vapor para producir un vacío dentro de un camión mezclador de hormigón para liberar burbujas de aire dentro del hormigón. La idea es que el vapor desplace el aire normalmente sobre el hormigón. Cuando el vapor se condensa en agua, creará una baja presión sobre el concreto que extraerá aire del concreto. Esto hará que el concreto sea más fuerte debido a que habrá menos aire en la mezcla. Un inconveniente es que la mezcla debe realizarse en un recipiente hermético.
La resistencia final del hormigón aumenta aproximadamente un 25%. El hormigón al vacío se endurece muy rápidamente, por lo que los encofrados se pueden retirar dentro de los 30 minutos posteriores al vaciado, incluso en columnas de 20 pies de altura. Esto tiene un valor económico considerable, especialmente en una fábrica de elementos prefabricados, ya que los encofrados se pueden reutilizar a intervalos frecuentes. La fuerza de adherencia del hormigón al vacío es aproximadamente un 20% mayor. La superficie del concreto al vacío está completamente libre de picaduras y la parte superior de 1/16 de pulgada es altamente resistente a la abrasión. Estas características son de especial importancia en la construcción de estructuras de hormigón que van a estar en contacto con agua que fluye a alta velocidad. Se adhiere bien al hormigón viejo y, por lo tanto, puede utilizarse para repavimentar losas de carreteras y otros trabajos de reparación.
Shotcrete (también conocido por el nombre comercial Gunite ) utiliza aire comprimido para disparar concreto sobre (o dentro) de un marco o estructura. La mayor ventaja del proceso es que el hormigón proyectado se puede aplicar por encima o en superficies verticales sin encofrado. A menudo se utiliza para reparaciones o colocación de concreto en puentes, presas, piscinas y en otras aplicaciones donde el encofrado es costoso o el manejo e instalación de materiales es difícil. El hormigón proyectado se utiliza con frecuencia contra superficies verticales de suelo o roca, ya que elimina la necesidad de encofrado . A veces se utiliza como soporte de rocas, especialmente en túneles . El hormigón proyectado también se utiliza para aplicaciones donde la filtración es un problema para limitar la cantidad de agua que ingresa a un sitio de construcción debido a un nivel freático alto u otras fuentes subterráneas. Este tipo de hormigón se utiliza a menudo como solución rápida para la intemperie en tipos de suelos sueltos en zonas de construcción.
Existen dos métodos de aplicación del hormigón proyectado.
Para ambos métodos se pueden utilizar aditivos como aceleradores y refuerzo de fibra. [14]
En la cal , el hormigón de cal o el hormigón romano se sustituye el cemento por cal . [15] A mediados del siglo XIX, el Dr. John E. Park desarrolló una fórmula exitosa . [16] La cal se ha utilizado desde la época romana, ya sea como hormigones de cimentación en masa o como hormigones ligeros utilizando una variedad de agregados combinados con una amplia gama de puzolanas (materiales cocidos) que ayudan a lograr una mayor resistencia y velocidad de fraguado. El hormigón de cal se utilizó para construir arquitectura monumental durante y después de la revolución del hormigón romana , así como para una amplia variedad de aplicaciones como suelos, bóvedas o cúpulas. Durante la última década, ha habido un interés renovado en volver a utilizar la cal para estas aplicaciones.
Beneficios ambientales
Beneficios de la salud
El hormigón permeable , utilizado en pavimentos permeables , contiene una red de agujeros o huecos para permitir que el aire o el agua se mueva a través del hormigón.
Esto permite que el agua drene naturalmente a través de él y puede eliminar la infraestructura normal de drenaje de aguas superficiales y permitir la reposición de aguas subterráneas cuando el concreto convencional no lo hace.
Se forma dejando fuera parte o la totalidad del árido fino (finos). El agregado grande restante se une luego con una cantidad relativamente pequeña de cemento Portland . Cuando fragua, normalmente entre el 15 % y el 25 % del volumen del concreto están vacíos, lo que permite que el agua drene a aproximadamente 5 gal/pie 2 /min (70 L/m 2 /min) a través del concreto.
El hormigón permeable se instala vertiéndolo en encofrados, luego alisándolo para nivelar (no alisar) la superficie y luego empacarlo o apisonarlo en su lugar. Debido al bajo contenido de agua y la permeabilidad al aire , entre 5 y 15 minutos después del apisonamiento, el concreto debe cubrirse con un poliplástico de 6 mil, o se secará prematuramente y no se hidratará ni curará adecuadamente.
El hormigón permeable puede reducir significativamente el ruido al permitir que escape el aire comprimido entre los neumáticos del vehículo y la carretera. Actualmente, este producto no se puede utilizar en las principales carreteras estatales de EE. UU. debido a las altas clasificaciones de psi requeridas por la mayoría de los estados. Hasta ahora, el hormigón permeable se ha probado hasta 4500 psi.
El hormigón celular producido mediante la adición de un agente inclusor de aire al hormigón (o un agregado ligero como agregado de arcilla expandida o gránulos de corcho y vermiculita ) a veces se denomina hormigón celular , hormigón celular ligero, hormigón de densidad variable, hormigón celular y hormigón ligero o hormigón ultraligero , [17] [18] que no debe confundirse con el hormigón celular esterilizado en autoclave , que se fabrica fuera del sitio utilizando un método completamente diferente.
En la obra de 1977 A Pattern Language : Towns, Buildings and Construction , el arquitecto Christopher Alexander escribió en el patrón 209 sobre Good Materials :
La densidad variable normalmente se describe en kg por m 3 , mientras que el hormigón normal es 2400 kg/m 3 . La densidad variable puede ser tan baja como 300 kg/m 3 , [17] aunque a esta densidad no tendría ninguna integridad estructural y funcionaría únicamente como relleno o aislamiento. La densidad variable reduce la resistencia [17] para aumentar el aislamiento térmico [17] y acústico al sustituir el hormigón denso y pesado por aire o un material ligero como arcilla, gránulos de corcho y vermiculita. Hay muchos productos de la competencia que utilizan un agente espumante similar a la crema de afeitar para mezclar burbujas de aire con el concreto. Todos logran el mismo resultado: desplazar el hormigón con aire.
Las aplicaciones del hormigón celular incluyen:
Los gránulos de desperdicio de corcho se obtienen durante la producción de tapones de botellas a partir de la corteza tratada del alcornoque . [20] Estos gránulos tienen una densidad de aproximadamente 300 kg/m 3 , menor que la mayoría de los agregados livianos utilizados para fabricar concreto liviano. Los gránulos de corcho no influyen significativamente en la hidratación del cemento, pero el polvo de corcho sí. [21] Los compuestos de cemento de corcho tienen varias ventajas sobre el hormigón estándar, como conductividades térmicas más bajas, densidades más bajas y buenas características de absorción de energía. Estos compuestos pueden tener una densidad de 400 a 1500 kg/m 3 , una resistencia a la compresión de 1 a 26 MPa y una resistencia a la flexión de 0,5 a 4,0 MPa. [ cita necesaria ]
El hormigón compactado con rodillo , a veces llamado rollcrete , es un hormigón rígido con bajo contenido de cemento que se coloca utilizando técnicas tomadas de los trabajos de movimiento de tierras y pavimentación. El hormigón se coloca sobre la superficie a cubrir y se compacta en el lugar utilizando rodillos grandes y pesados que normalmente se utilizan en movimientos de tierras. La mezcla de concreto alcanza una alta densidad y cura con el tiempo formando un bloque monolítico fuerte. [22] El hormigón compactado con rodillo se utiliza normalmente para pavimentos de hormigón, pero también se ha utilizado para construir presas de hormigón, ya que el bajo contenido de cemento provoca que se genere menos calor durante el curado que el típico vertido de hormigón masivo colocado convencionalmente. [ cita necesaria ]
El uso de vidrio reciclado como agregado en el concreto se ha vuelto popular en los tiempos modernos, con investigaciones a gran escala que se están llevando a cabo en la Universidad de Columbia en Nueva York. Esto mejora enormemente el atractivo estético del hormigón. Los resultados de investigaciones recientes han demostrado que el hormigón elaborado con agregados de vidrio reciclado ha mostrado una mejor resistencia a largo plazo y un mejor aislamiento térmico debido a las mejores propiedades térmicas de los agregados de vidrio. [23]
Estrictamente hablando, el asfalto también es una forma de hormigón, y los materiales bituminosos reemplazan al cemento como aglutinante. [ cita necesaria ]
Este tipo de hormigón es capaz de desarrollar una alta resistencia a las pocas horas de ser fabricado. Esta característica tiene ventajas como la de retirar el encofrado de forma temprana y avanzar muy rápidamente en el proceso de construcción, reparando los pavimentos que quedan en pleno funcionamiento en apenas unas horas. La resistencia máxima y la durabilidad pueden variar respecto a las del hormigón estándar, dependiendo de los detalles de composición.
Si bien el " hormigón asfáltico cauchutado " es común, el hormigón de cemento Portland cauchutado ("PCC cauchutado") todavía se está sometiendo a pruebas experimentales, en 2009. [24] [25] [26] [27]
El nanohormigón contiene partículas de cemento Portland que no superan los 100 μm. [28] Es un producto de la mezcla de alta energía (HEM) de cemento, arena y agua. [ cita necesaria ]
El hormigón polímero es un hormigón que utiliza polímeros para unir el agregado. El hormigón polímero puede ganar mucha resistencia en poco tiempo. Por ejemplo, una mezcla de polímeros puede alcanzar 5000 psi en sólo cuatro horas. El hormigón polímero suele ser más caro que el hormigón convencional. [ cita necesaria ]
El cemento geopolímero es una alternativa al cemento Portland común y se utiliza para producir concreto geopolímero agregando agregados regulares a una lechada de cemento geopolímero. Está hecho de compuestos poliméricos de aluminosilicato inorgánico (Al-Si) que pueden utilizar desechos industriales reciclados (por ejemplo, cenizas volantes , escoria de alto horno ) como insumos de fabricación, lo que resulta en hasta un 80% menos de emisiones de dióxido de carbono. Se dice que se logra una mayor resistencia química y térmica, y mejores propiedades mecánicas para el hormigón geopolímero tanto en condiciones atmosféricas como extremas.
Hormigones similares no sólo se utilizaron en la Antigua Roma (ver Hormigón romano ), sino también en la antigua Unión Soviética en las décadas de 1950 y 1960. Los edificios en Ucrania siguen en pie después de 45 años. [ cita necesaria ]
Las aplicaciones de alta temperatura, tales como hornos de mampostería y similares, generalmente requieren el uso de un cemento refractario ; Los hormigones a base de cemento Portland pueden dañarse o destruirse por las temperaturas elevadas, pero los hormigones refractarios son más capaces de soportar tales condiciones. Los materiales pueden incluir cementos de aluminato de calcio , arcilla refractaria , ganister y minerales con alto contenido de aluminio. [ cita necesaria ]
La investigación en curso sobre mezclas y componentes alternativos ha identificado mezclas potenciales que prometen propiedades y características radicalmente diferentes.
Investigadores de la Universidad de Michigan han desarrollado Engineered Cement Composites (ECC), un hormigón flexible reforzado con fibras. El compuesto contiene muchos de los ingredientes utilizados en el hormigón normal, pero en lugar de agregado grueso incluye fibras a microescala. [29] La mezcla tiene una propagación de grietas mucho menor y no sufre el agrietamiento habitual y la posterior pérdida de resistencia a altos niveles de tensión de tracción. Los investigadores han podido llevar mezclas más allá del 3 por ciento de tensión, más allá del punto más típico del 0,1% en el que se produce la falla. Además, la composición del material favorece la autocuración . Cuando se producen grietas, el cemento extra seco del hormigón queda expuesto. Reacciona con agua y dióxido de carbono para formar carbonato de calcio y reparar la grieta. [30] [31]
Los investigadores han intentado secuestrar CO 2 en el hormigón mediante el desarrollo de materiales avanzados. Un enfoque consiste en utilizar silicato de magnesio ( talco ) como alternativa al calcio. Esto reduce la temperatura requerida para el proceso de producción y disminuye la liberación de dióxido de carbono durante la cocción. Durante la fase de endurecimiento, se secuestra carbono adicional. [32] [33] [34] [35] [36]
Un enfoque relacionado es la carbonatación mineral (MC). Produce agregados de carbonato estables a partir de materiales que contienen calcio o magnesio y CO 2 . Los agregados estables se pueden utilizar para el hormigón o para producir bloques de construcción neutros en carbono, como ladrillos u hormigón prefabricado. [32] [37] [38] [36] CarbonCure Technologies utiliza CO 2 residual de las refinerías de petróleo para fabricar sus ladrillos y mezclas de cemento húmedo, compensando hasta el 5 % de su huella de carbono. [32] [36] Solidia Technologies quema sus ladrillos y prefabricados de hormigón a temperaturas más bajas y los cura con gas CO 2 , afirmando que reduce sus emisiones de carbono en un 30%. [32] [36]
Otro método de carbonatación mineral a base de calcio se ha inspirado en el biomimetismo de las estructuras de calcio naturales. Ginger Krieg Dosier de bioMASON ha desarrollado un método para producir ladrillos sin encender hornos ni liberar una cantidad significativa de carbono. Los ladrillos se cultivan en moldes durante cuatro días mediante un proceso de precipitación de calcita inducida microbiológicamente . La bacteria Sporosarcina pasteurii forma calcita a partir de agua, calcio y urea , incorporando CO 2 de la urea y liberando amoníaco como fertilizante. [32] [39]
Un equipo de investigación encontró una manera de utilizar una forma de microalgas llamadas cocolitóforos para producir en masa carbonato de calcio mediante la fotosíntesis a un ritmo más rápido que los corales. Pueden sobrevivir en agua cálida, fría, salada y dulce. La técnica tiene el potencial de absorber más CO 2 del que emite. Entre 1 y 2 millones de acres de estanques abiertos podrían suministrar suficientes microalgas para satisfacer el consumo de cemento en Estados Unidos. El equipo afirma que el material se puede sustituir inmediatamente en los procesos de producción existentes. [40]
Otro enfoque implica el desarrollo de hormigón ligero bioreceptivo que pueda utilizarse para crear paredes vivas resistentes a la desecación. Investigadores de la Escuela de Arquitectura Bartlett están desarrollando materiales destinados a apoyar el crecimiento de plantas poiquilohidricas como algas , musgos y líquenes (organismos que no tienen ningún mecanismo para prevenir la desecación). Una vez establecida, la combinación de nuevos materiales y plantas puede potencialmente mejorar la gestión de las aguas pluviales y absorber contaminantes. [41]
Se ha añadido dióxido de titanio a las mezclas de hormigón para reducir el smog . Un fotocatalítico de luz natural entre el titanio de este hormigón y el smog reduce la acumulación de bacterias y suciedad en la superficie. También se puede utilizar para descomponer los dióxidos de nitrógeno creados por procesos industriales. [42]
El hormigón de yeso es un material de construcción que se utiliza como base para pisos [43] utilizado en construcciones con estructuras de madera y concreto para clasificación contra incendios , [43] reducción de sonido, [43] calefacción radiante , [44] y nivelación de pisos. Es una mezcla de yeso , cemento Portland y arena . [43] Una de sus ventajas es su naturaleza liviana. Pesa menos que el hormigón normal y mantiene una resistencia a la compresión y unos costes comparables. También es fácil trabajar con él y nivelarlo, lo que permite una instalación más rápida y una mayor productividad. El uso de concreto de yeso para pisos con calefacción radiante se hizo popular en la década de 1980 con la introducción de tubos de plástico PEX, que no son susceptibles a la corrosión del concreto.
El hormigón celular, también conocido como hormigón celular ligero o cemento espumado, es un material a base de cemento que incorpora burbujas de aire estables para crear un producto ligero y altamente aislante. A diferencia del hormigón con aire incorporado, que introduce pequeñas burbujas de aire a través de un aditivo durante el mezclado, el hormigón celular reemplaza los agregados gruesos con estas burbujas de aire, lo que resulta en una diferencia significativa en la densidad, con un hormigón celular que generalmente oscila entre 400 kg/m3 y 1600 kg/m3. , mientras que el hormigón con aire incorporado mantiene su densidad. El hormigón celular se produce mezclando cemento o cenizas volantes, arena, agua y una espuma aireada sintética, que proporciona estabilidad a las burbujas de aire, a diferencia del hormigón con aire incorporado que se produce incorporando aditivos especializados directamente en la mezcla de hormigón. El hormigón celular ofrece excelentes propiedades de aislamiento térmico y acústico, lo que lo hace adecuado para aplicaciones como aislamiento, relleno de huecos y restauración de zanjas. Su naturaleza liviana también hace que sea más fácil de manipular y transportar en comparación con el hormigón tradicional. El hormigón celular se puede moldear fácilmente en varias formas y tamaños, lo que permite aplicaciones versátiles. Sus propiedades lo hacen adecuado para aislamiento, relleno de huecos y otras aplicaciones de construcción donde se desea reducción de peso y aislamiento térmico.
El hormigón con aire incorporado es un tipo de hormigón que incorpora intencionadamente pequeñas burbujas de aire (de 10 a 500 micrómetros de diámetro) mediante la adición de un agente inclusor de aire durante el proceso de mezclado. Estas burbujas de aire mejoran la trabajabilidad del concreto durante la colocación y mejoran su durabilidad cuando se endurece, particularmente en regiones propensas a ciclos de congelación y descongelación . A diferencia del hormigón celular, que es liviano y se crea mediante la introducción de burbujas de aire estables utilizando un agente espumante, el concreto con aire incorporado mantiene su densidad (el aire consta de 6 a 12 % en volumen) al tiempo que mejora la durabilidad, la trabajabilidad y la resistencia a los ciclos de congelación y descongelación. . Los principales beneficios del hormigón con aire incluido incluyen una mejor trabajabilidad durante la colocación, una mayor resistencia al agrietamiento y al daño superficial, una mayor durabilidad contra el daño por incendio y una resistencia general. Además, los huecos de aire en el hormigón con aire incorporado actúan como amortiguación interna, absorbiendo energía durante el impacto y aumentando la resistencia a las fuerzas físicas, aumentando así su durabilidad general.
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