Hoy en día la tecnología del concreto ha dejado de ser una ciencia joven, la gran cantidad de trabajos de investigación durante este periodo respalda esta afirmación, actualmente los concretos no son fabricados solo con agregados, agua y cemento, existen adiciones minerales y aditivos químicos, que ya han pasado a formar parte de una mezcla de concreto convencional. Los concretos de alto desempeño concreto translucidos son quizás la mejor representación de la evolución de la tecnología del concreto, sus características optimizadas simplemente hacen de estos concretos se los más adecuados para gran cantidad de aplicaciones.
En el medio hispano existe la falsa afirmación que un concreto de alto desempeño es solo aquel que posee la característica de alta resistencia y mejorada durabilidad, sin embargo la definición de concretos de alto desempeño es mucho más amplia y alcanza a gran variedad de concretos, pudiendo ser un concreto de alto desempeño aquel concreto optimizado en su costo y trabajabilidad, que cumple los requerimientos de resistencia y durabilidad; en el presente trabajo se realiza el estudio de los denominados concretos de alto desempeño.
Durante la pasada década a decir de destacados investigadores, la tecnología del concreto alcanzo su punto más alto de desarrollo, esto debido principalmente a dos puntos principales:
· El desarrollo de tecnologías especiales, las cuales no hubieran sido posibles de lograr sin el desarrollo alcanzado por la industria química de aditivos.
· El desarrollo de modelos con aproximaciones coherentes, racionales y científicamente fundadas para caracterizar las propiedades del concreto. Esto conjuntamente con el desarrollo de programas que permiten implementar esto modelos y hacer su uso muy sencillo.
Esperamos que el siguiente trabajo fortalezca el conocimiento que se tiene sobre el concreto translucido.
Que cambie nuestra forma de ver como al concreto tradicional opaco en uno translucido. En mundo cambiante que vinimos, en donde no hay barredas, en donde el hombre hace realidad sus anhelos y los concrete.
Mejorando el medio en donde vivimos, haciendo edificio ecológico o edificios verdes
También amplié los conocimientos sobre los diversos tipos de materiales utilizado en la industria de la construcción
Así mismo nos orienta sobre los adecuados usos y aplicación que se deben de dar, para tener no solo comodidad sino también seguridad.
Conoceremos diferentes técnicas modernas y elaboración del concreto translúcido.
2. OBJETIVOS
Dar a conocer este nuevo producto para así por usar o ejemplar, según los requerimiento dé cada obra.
Crear ambientes con mayor iluminación, en ambientes cerrados.
También Reducción en el uso de luz artificial, lo que permitiría una disminución en las emisiones de gases de efecto invernadero.
Comparación del concreto translucido con el concreto tradicional.
Y la comparación de dos productos que existen en el mercado unos de ellos es translucido y el otro se asemeja a la translucidez.
3. CONCEPTOS BÁSICOS
3.1.0 ¿QUÉ ES CONCRETO?
El concreto puede ser definido como una mezcla de dos componentes agregados y pasta. La pasta compuesta de cemento Pórtland y agua, une a los agregados (arena y grava o piedra triturada), para formar así, una masa semejante a la de una roca pues la pasta endurece debido a la reacción química entre el cemento y el agua.
El concreto es el material de construcción más utilizado en todo el mundo por su versatilidad y maleabilidad (viviendas, edificios, puentes, bóvedas, carreteras, etc.)
Componentes del concreto, son los siguientes:
3.1.1 AGREGADOS: Llamados también áridos, son un conjunto de partículas de origen natural o artificial; que pueden ser tratados o elaborados y cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados por la Norma Técnica Peruana 400.011.
Los agregados pueden constituir hasta las tres cuartas partes en volumen, de una mezcla típica de concreto; razón por la cual haremos un análisis minucioso y detenido de los agregados utilizados en la zona.
Los agregados finos y gruesos deberán ser manejados como materiales independientes.
Los agregados seleccionados deberán ser procesados, transportados manipulados, almacenados y dosificados.
3.1.1.1 AGREGADO GRUESO
La grava o agregado grueso es uno de los principales componentes del concreto, por este motivo su calidad es sumamente importante para garantizar buenos resultados en la preparación de estructuras de concreto.
El agregado grueso estará formado por roca o grava triturada obtenida de las fuentes previamente seleccionadas y analizadas en laboratorio, para certificar su calidad. El tamaño mínimo será de 4.8mm. El agregado grueso debe ser duro, resistente, limpio y sin recubrimiento de materiales extraños o de polvo, los cuales, en caso de presentarse, deberán ser eliminados mediante un procedimiento adecuado, como por ejemplo el lavado.
La forma de las partículas más pequeñas del agregado grueso de roca o grava triturada deberá ser generalmente cúbica y deberá estar razonablemente libre de partículas delgadas, planas o alargadas en todos los tamaños.
[] 3.1.1.2 AGREGADO FINO
Se define como agregado fino al proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas, que pasa el tamiz 9.51 mm. (3/8”) y queda retenido en el tamiz 74 um (Nº200). El agregado fino deberá cumplir con los siguientes requerimientos:
- El agregado fino puede consistir de arena natural o manufacturada, o una combinación de ambas. Sus partículas serán limpias, de perfil preferentemente angular, duro, compactas y resistentes.
- El agregado fino deberá estar libre de cantidades perjudiciales de polvo, terrones, partículas escamosas o blandas, esquistos, pizarras, álcalis, materia orgánica, sales, u otras sustancias dañinas.
3.1.2 PROPIEDADES
3.1.2.1 TRABAJABILIDAD: La facilidad de colocar, consolidar y acabar al concreto recién mezclado se denomina trabajabilidad.
El concreto debe ser trabajable pero no se debe segregar excesivamente. El sangrado es la migración del agua hacia la superficie superior del concreto recién mezclado provocada por el asentamiento de los materiales como arena y piedra dentro de la masa. El asentamiento es consecuencia del efecto combinado del la vibración y de la gravedad.
3.1.2.2 RESISTENCIA: La resistencia a la compresión se puede definir como la máxima resistencia medida de un espécimen de concreto o de mortero a carga axial. Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado (Kg/cm2) a una edad de 28 días se le designe con el símbolo f’c.
La resistencia del concreto a la compresión es una propiedad física fundamental, y es frecuentemente empleada el los cálculos para diseño de puente, de edificios y otras estructuras. El concreto de uso generalizado tiene una resistencia a la compresión entre 210 y 350 kg/cm2.
La resistencia a la flexión del concreto se utiliza generalmente al diseñar pavimentos y otras losas sobre el terreno. La resistencia a la compresión se puede utilizar como índice de la resistencia a la flexión, una ves que entre ellas se ha establecido la relación empírica para los materiales y el tamaño del elemento en cuestión. La resistencia a la flexión, es también llamada modulo de ruptura.
El valor de la resistencia a la tensión del concreto es aproximadamente de 8% a 12% de su resistencia a compresión y a menudo se estima como 1.33 a 1.99 veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión.
La resistencia a la torsión para el concreto esta relacionada con el modulo de ruptura y con las dimensiones del elemento de concreto.
La resistencia al cortante del concreto puede variar desde el 35% al 80% de la resistencia a compresión. La correlación existe entre la resistencia a la compresión y resistencia a flexión, tensión, torsión, y cortante, de acuerdo a los componentes del concreto y al medio ambiente en que se encuentre.
El modulo de elasticidad, denotando por medio del símbolo E, se puedes definir como la relación del esfuerzo normal la deformación correspondiente para esfuerzos de tensión o de compresión por debajo del límite de proporcionalidad de un material. Para concretos de peso normal, E fluctúa entre 140,600 y 422,000 kg/cm cuadrado.
Los principales factores que afectan a la resistencia son la relación Agua-Cemento y la edad, o el grado a que haya progresado la hidratación. Estos factores también afectan a la resistencia a flexión y a tensión, así como a la adherencia del concreto con el acero.
3.1.2.3 CONSISTENCIA: Está definida por el grado de humedecimiento de la mezcla, depende principalmente de la cantidad de agua usada.
3.1.2.4 SEGREGACIÓN (Cangrejera): Es una propiedad del concreto fresco, que implica la descomposición de este en sus partes constituyentes o lo que es lo mismo, la separación del Agregado Grueso del Mortero.
Es un fenómeno perjudicial para el concreto, produciendo en el elemento llenado, bolsones de piedra, capas arenosas, cangrejeras, etc.
La segregación es una función de la consistencia de la mezcla, siendo el riesgo mayor cuanto más húmeda es esta y menor cuando más seca lo es.
En el proceso de diseño de mezclas, es necesario tener siempre presente el riesgo de segregación, pudiéndose disminuir este, mediante el aumento de finos (cemento o Agregado fino) de la consistencia de la mezcla.
Generalmente procesos inadecuados de manipulación y colocación son las causas del fenómeno de segregación en las mezclas. La segregación ocurre cuando parte del concreto se mueve más rápido que el concreto adyacente, por ejemplo, el traqueteo de las carretillas con ruedas metálicas tiende a producir que el agregado grueso se precipite al fondo mientras que la lechada asciende a la superficie.
Cuando se suelta el concreto de alturas mayores de 1/2 metro el efecto es similar.
También se produce segregación cuando se permite que el concreto corra por canaletas, sobre todo si estas presentan cambios de dirección.
El excesivo vibrado (meter y sacar) de la mezcla produce segregación.
3.1.2.5 EXUDACIÓN (Estado Plástico): Se define como el ascenso de una parte del agua de la mezcla hacia la superficie como consecuencia de la sedimentación de los sólidos. Este fenómeno se presenta
momentos después de que el concreto ha sido colocado en el encofrado.
La exudación puede ser producto de una mala dosificación de la mezcla, de un exceso de agua en la misma, de la utilización de aditivos, y de la temperatura, en la medida en que a mayor temperatura mayor es la velocidad de exudación.
La exudación es perjudicial para el concreto, pues como consecuencia de este fenómeno la superficie de contacto durante la colocación de una capa sobre otra puede disminuir su resistencia debido al incremento de la relación agua cemento en esta zona.
3.1.2.6 DURABILIDAD: El concreto debe ser capaz de resistir la intemperie, acción de productos químicos y desgaste, a los cuales estará sometido en el servicio. Gran parte de los daños por intemperie sufrido por el concreto pueden atribuirse a los ciclos de congelación y descongelación.
3.2.0 ¿QUÉ ES TRANSLUCIDEZ?
Un material presenta transparencia cuando deja pasar fácilmente la luz. La transparencia es una propiedad óptica de la materia. Se dice, en cambio, que un material es traslúcido cuando deja pasar la luz de manera que las formas se hacen irreconocibles, y que es opaco cuando no deja pasar apreciablemente la luz.
Generalmente, se dice que un material es transparente cuando es transparente a la luz visible. Para aplicaciones técnicas, se estudia la transparencia u opacidad a la radiación infrarroja, a la luz ultravioleta, a los rayos X, a los rayos gamma u otros tipos de radiación.
Según la mecánica cuántica, un material será transparente a cierta de longitud de onda cuando en su esquema de niveles de energía no haya ninguna diferencia de energía que corresponda con esa longitud de onda. Así, el aire y el vidrio son transparentes, porque en sus esquemas de niveles de energía (o bandas de energía, respectivamente) no cabe ninguna diferencia de energía del orden de la luz visible. Sin embargo, sí que pueden absorber, por ejemplo, parte de la radiación infrarroja (las moléculas de agua y de dióxido de carbono absorben en el infrarrojo) o del ultravioleta (el vidrio bloquea parte del espectro ultravioleta).
4.0 EVOLUCIÓN DEL CONCRETO
La historia del cemento es la historia misma del hombre en la búsqueda de un espacio para vivir con la mayor comodidad, seguridad y protección posible. Desde que el ser humano supero la época de las cavernas, a aplicado sus mayores esfuerzos a delimitar su espacio vital, satisfaciendo primero sus necesidades de vivienda y después levantando construcciones con requerimientos específicos.
Templos, palacios, museos son el resultado del esfuerzo que constituye las bases para el progreso de la humanidad.
El pueblo egipcio ya utilizaba un mortero – mezcla de arena con materia cementoza – para unir bloques y lozas de piedra al elegir sus asombrosas construcciones.
Los constructores griegos y romanos descubrieron que ciertos depósitos volcánicos, mezclados con caliza y arena producían un mortero de gran fuerza, capaz de resistir la acción del agua, dulce o salada.
Un material volcánico muy apropiado para estar aplicaciones lo encontraron los romanos en un lugar llamado Pozzuoli con el que aun actualmente lo conocemos como pozoluona.
Investigaciones y descubrimientos a lo largo de miles de años, nos conducen a principios del año pasado, cuando en Inglaterra fue patentada una mezcla de caliza dura, molida y calcinada con arcilla, al agregársele agua, producía una pasta que de nuevo se calcinaba se molía y batía hasta producir un polvo fino que es el antecedente directo de nuestro tiempo.
El nombre del cemento Pórtland le fue dado por la similitud que esta tenia con la piedra de la isla de Pórtland del canal ingles.
La aparición de este cemento y de su producto resultante el concreto a sido un factor determinante para que el mundo adquiere una fisonomía diferente.
Edificios, calles, avenidas, carreteras, presas y canales, fabricas, talleres y casas, dentro del mas alto rango de tamaño y variedades nos dan un mundo nuevo de comodidad, de protección y belleza donde realizar nuestros mas ansiados anhelos, un mundo nuevo para trabajar, para crecer, para progresar, para vivir.
1824: - James Parker, Joseph Aspdin patentan al Cemento Portland, materia que obtuvieron de la calcinación de alta temperatura de una Caliza Arcillosa.
1845: - Isaac Johnson obtiene el prototipo del cemento moderno quemado, alta temperatura, una mezcla de caliza y arcilla hasta la formación del "clinker".
1868: - Se realiza el primer embarque de cemento Portland de Inglaterra a los Estados Unidos.
1871: - La compañía Coplay Cement produce el primer cemento Portland en lo Estados Unidos.
1904: -La American Standard For Testing Materials (ASTM), publica por primera ves sus estandares de calidad para el cemento Portland.
1906: - En C.D. Hidalgo Nuevo Leon se instala la primera fabrica para la producción de cemento en Mexico, con una capacidad de 20,000 toneladas por año.
1992: - CEMEX se considera como el cuarto productor de cemento a nivel MUNDIAL con una producción de 30.3 millones de toneladas por año.
5.0 ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la actualidad el concreto usado en la industria de la construcción, está integrado de manera general, por al menos cemento, agua y agregados (finos o gruesos). Como es del todo conocido, el concreto tradicional, es de color gris, cuya gran densidad impide que la luz pase a través de él, razón por la cual, tampoco es posible distinguir cuerpos, colores y formas a través de él.
Como es de imaginarse, un concreto con la característica de ser translucido permitirá una mejor interacción entre la construcción y de su entorno, creando así ambientes mejor iluminados de manera natural, al tiempo de reducir significativamente los gastos de colocación y mantenimiento del concreto.
Con Ia finalidad de suprimir éstos y otros inconvenientes, se pensó en el desarrollo de un concreto translúcido, que se pretende proteger por medio de Ia presente solicitud, pues se trata de una formulación de concreto que al tiempo de permitir el paso de Ia luz a través de él, trabaja mecánicamente de manera más eficientemente que un concreto tradicional.
6.0 CONCRETO TRANSLÚCIDO
El concreto translucido es la combinación de materiales convencionales, como es el cemento, agrados y agua, mas las fibras de vidrio.
Fue creado con el propósito de brindar mejor apariencia frente a la luz, sin descuidar propiedades fundamentales como la resistencia a la compresión.
6.1.0 TRANSLÚCIDO VS TRADICIONAL
Si bien, la diferencia de precio entre el hormigón translúcido en comparación con el convencional, es contrastante, el primero tiene enormes ventajas como su alta resistencia y sus facultades estéticas. Estas virtudes han hecho que tenga gran aceptación tanto en arquitectura como en construcción.
Otra de las ventajas que ofrece el uso de este concreto, además de lo estético, es que permite un ahorro notable de luz eléctrica al facilitar el paso de 70% de la luz natural.
El concreto translúcido se venderá en todo el mundo en los próximos dos años. También señaló que minimiza los costos de mantenimiento ya que tiene una vida útil, en condiciones normales de 50 años aproximadamente.
Una de las desventajas es que por su alto grado de transparencia, las estructuras internas de la construcción quedan a la vista, lo que al cabo de un tiempo podría resultar antiestético. Pero se busca la forma de que con un buen acabado, los hierros de las columnas y otros materiales, puedan ser agradables para la vista. Hemos hecho varias pruebas y es posible; incluso se ve natural, muy orgánico.
Desde el momento de su creación y comercialización, el cemento translúcido ha estado en un constante proceso de mejoramiento tanto en su acabado, precio, estabilidad y translucidez. Los concretos tradicionales tienen una resistencia que va de los 250 a los 900 kg/cm2; en cambio el concreto traslucido, por ejemplo, puede alcanzar una resistencia de hasta 4500 kg/cm2 y el gris de 2500 kg/cm2.
7.0 DEFINICIÓN
7.1.0 CONCRETO TRANSLÚCIDO MANUAL
Este revolucionario concreto tiene la capacidad de ser colado bajo el agua y ser 30 por ciento más liviano que el concreto hasta ahora conocido. Es un concreto más estético que el convencional, permite el ahorro de materiales de acabado, como yeso, pintura y posee la misma utilidad.
Además, en este nuevo concreto pueden introducirse objetos, luminarias e imágenes, ya que tiene la virtud de ser translúcido hasta los dos metros de grosor, sin distorsión evidente. Este producto representa un avance en la construcción de plataformas marinas, presas, escolleras y taludes en zonas costeras, ya que sus componentes no se deterioran bajo el agua.
7.1.1 DESCUBRIDORES
Los estudiantes de ingeniería civil Joel Sosa Gutiérrez de 26 años y Sergio Omar Galván Cáceres de 25 años, de procedencia mexicana, crearon en el 2005 el concreto translúcido.
7.1.2 PROCESO DE FABRICACIÓN
Según el folleto comercial del producto, su fabricación es igual a la del concreto común. Para ello se emplea cemento blanco, agregados finos, agregados gruesos, fibras de vidrio, agua y algunos aditivos extras.
7.1.3 QUE ES ADITIVO ILLUN
El aditivo “ilum” es único en el mundo, ya que le confiere al concreto 15 veces más resistencia 4,500Kg./cm2 con nula absorción de agua, permite el paso de la luz es traslúcido, tiene un peso volumétrico 30 por ciento inferior al comercial y puede ser colado bajo el agua.
7.2.0 LITRACON
LiTraCon es un concreto tradicional con un arreglo tridimensional de fibras ópticas y/o fibras de vidrio, para formarlo se utilizan miles de fibras ópticas con diámetros que van de dos micrones a dos milímetros, las cuales se ordenan en capas o celdas; en cambio el concreto translúcido desarrollado por los mexicanos es, desde su origen, una pasta translúcida
Además el LiTraCon tiene una desventaja, la pieza más grande lograda mide 30 por 60 centímetros, mientras el concreto translúcido de Sosa y Galván puede aplicarse en grandes volúmenes.
7.2.1 DESCUBRIDORES
El arquitecto Aron Losonczi ha desarrollado un nuevo tipo de material traslúcido que crea bellos juegos de luces y formas.
7.2.2 PROCESO DE FABRICACIÓN
Litracon es una combinación de fibras ópticas que puede ser producido en bloques y paneles prefabricados. La mezcla de fibras crea una especie de cristal fino dentro de los bloques que permite transferir la luz a través del muro, creando los efectos muy interesantes con la luz. Además el LiTraCon tiene una desventaja, la pieza más grande lograda mide 30 por 60 centímetros.
Una pared realizada con LitraCon tiene la solidez y resistencia del hormigón tradicional y además, gracias a las fibras de cristal que se le han incorporado, tiene la posibilidad de permitir visualizar las siluetas del espacio exterior. Miles de fibras ópticas forman una matriz, y corren entre si en forma paralela, entre las dos superficies principales de cada bloque. Las fibras se integran en el hormigón como añadido y la superficie obtenida sigue recordando al concreto homogéneo. El material es translúcido porque las fibras de vidrio llevan la luz en forma de pequeños puntos a partir de una cara iluminado a la cara del bloque opuesto. Debido a los millares de fibras ópticas paralelas, la imagen del lado más claro de la pared aparece en el lado más oscuro sin ningún cambio. En teoría, una pared construida con esta nueva tecnología podría tener hasta 20 metros de espesor sin reducir la capacidad característica de las fibras ópticas de trasmitir la luz.
8.0 COMPOSICIÓN QUÍMICA
La presente invención se refiere al campo de los aditivos para concreto, los cuales permiten lograr un concreto con uso estructural y arquitectónico con sorprendentes propiedades ópticas. El aditivo objeto de Ia presente invención comprende Ia incorporación de concreto como aglutinante, una matriz o aglutinante polimérico, preferentemente dos matrices poliméricas, una resina epóxica y Ia otra poli carbonatada, acompañadas cada una de su respectivo catalizador.
8.1.0 DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención objeto de Ia presente, se refiere a Ia formulación de un novedoso tipo de concreto translúcido, que al tiempo de permitir el paso de Ia luz a través de él, mecánicamente trabajará de manera más eficiente que los concretos tradicionales.
Los detalles característicos de este novedoso concreto se muestran claramente en Ia siguiente descripción y siguiendo los mismos signos de referencia para indicarlo.
La matriz utilizada en Ia formulación de este concreto fue del tipo aglutinante, para darle Ia rigidez necesaria y puede ser cualquier matriz o aglutinante polimérico, preferentemente dos matrices pueden ser utilizadas; una epóxica y Ia otra poli carbonatada, acompañadas cada una de su respectivo catalizador, para que al reaccionar químicamente, se forme el concreto al endurecerse.
En Ia formulación también se utiliza cemento tipo Portland, preferentemente blanco, para Ia formulación del concreto de Ia invención.
Los agregados utilizados en Ia fabricación y formulación fueron fibras de vidrio, sílice, sílice sol coloidal y fibras ópticas. Opcionalmente pueden utilizarse elementos pétreos como agregados, por ejemplo gravas, arenas, etc.
La matriz o aglutinante epoxídico utilizado para Ia formulación de este concreto, es el éter diglicidílico del bisfenol A (DGEBA), que es deshidratado a vacío a 80° C durante 8 horas antes de su empleo. El equivalente epoxídico de Ia resina fue determinado por método potenciométrico.
El endurecedor utilizado es Ia dietilentriamina (DETA), que debe ser deshidratada sobre tamices moleculares antes de su empleo.
Se escogió un policarbonato totalmente distinto del policarbonato de bisfenol A, que se logra producir a partir de un monómero que gracias a que tiene dos grupos arílicos en los extremos y que éstos a su vez contienen enlaces dobles carbono - carbono pueden polimerizar por una polimerización vinílica por radicales libres. De esta forma, todas las cadenas se unirán unas con otras para formar un material entrecruzado.
Se utilizaron fibras de vidrio sin ningún tipo de ensimaje, Mat. de hilos cortados, fibras molidas desprovistas de ensimaje de longitudes mayores a los 0.02 mm., con Ia función de mejorar las resistencias a Ia compresión, flexión, tensión y torsión del concreto.
Las fibras ópticas utilizadas en Ia formulación de este concreto, básicamente son un fino hilo de vidrio ó plástico que guía Ia luz. El sistema de comunicación nace de Ia unión entre una fuente de luz Io suficientemente pura para no alterarse. Los tipos de fibras utilizadas son fibras monomodo y vírgenes, es decir, en su estado puro y sin recubrimientos cuya finalidad es Ia de hacer que transcurra más fácilmente Ia luz a través del concreto y a su vez utilizados como conductores eléctricos.
Como aditivos se usan pigmentos; agentes antiestáticos para eliminar Ia electricidad estática; agentes de puente para favorecer Ia unión a Ia matriz, dar resistencia y protección contra el envejecimiento; agentes lubricantes para dar protección superficial y agentes fumógenos colantes para dar integridad, rigidez, protección e impregnación, sales metálicas, agentes tixotrópicos (hojuelas de materiales inorgánicos, microesferas de vidrio, carbonates de calcio, dióxido de silicio, etc.), agentes retardadores de llama (elementos que contienen cloro, bromo, fosforo, etc. ), y agentes de protección UV (estabilizadores).
Sílica sol, también conocido como hidrosol de sílice, es una solución coloidal de alta hidratación molecular de partículas de sílice dispersas en agua. Es inodoro, insípido y no tóxico. Su fórmula química molecular es mSiO2 nH2 O. Su función es servir como desecante, agente de vínculo, adhesivo y dispersante.
La sílice entre un 0.5 y un 10 % del peso de Ia resina, deberá de utilizarse para que una vez fraguado, Ia sílice utilizada proporcione una mayor resistencia y dureza al concreto.
El procesado será bajo flujo en una sola dirección, esto, para hacer que las esferas se transformen en bastones, para que así trabajen como fibras en un material compuesto reforzado, haciéndolo así más fuerte en Ia dirección de los bastones.
Las características mecánicas como Ia resistencia a Ia compresión de un concreto translúcido con matriz epoxi (bisfenol - A) es de hasta 220 MPa. Además de que deja pasar Ia luz sin distorsión alguna.
Las características mecánicas como Ia resistencia a Ia compresión de un concreto translúcido con matriz poli carbonatada es de hasta 202 MPa, además de que deja pasar Ia luz sin distorsión alguna. Es de apreciarse Ia buena dispersión de los agregados, aditivos y sobre todo, de Ia matriz. La dirección de las capas es paralela a Ia dirección del vaciado. Tiene un secado laminar en el mismo sentido en que es colado. Presenta una buena cristalización en las partes más altas, y decrece un poco al acercarse al extremo inferior.
8.1.0 CEMENTO BLANCO
El cemento blanco es una variedad de cemento que se fabrica a partir de materias primas cuidadosamente seleccionadas de modo que prácticamente no contengan hierro u otros materiales que le den color. Sus ingredientes básicos son la piedra caliza, base de todos los cementos, el caolín (una arcilla blanca que contiene mucha alúmina) y yeso.
El cemento Portland blanco se usa en obras de arquitectura que requieren mucha brillantez, o para realizar acabados artísticos de gran lucimiento; también sirven para vaciar esculturas que requieren de una buena dosis de blancura. Aunque algunos piensan que los cementos blancos son más frágiles que los grises, en realidad tienen las mismas capacidades mecánicas y una elevada resistencia a la compresión.
Nuestro cemento blanco ofrece gran rendimiento en la producción de mosaicos, terrazas, balaustrados, lavaderos, tiroles, pegazulejos, y junteadores. En fachadas y recubrimiento de muros, ahorras gastos de repintado.
Este producto puede pigmentarse con facilidad; para obtener el color deseado se puede mezclar con los materiales de construcción convencionales, siempre y cuando estén libres de impurezas.
| ||
Tiempo | Mínimo | Máximo |
3 días | 204 kg/cm2 | -- |
28 días | 306 kg/cm2 | 510kg/cm2 |
DESCRIPCIÓN
Elaborado con materia prima Peruana de excelente calidad (arcilla, caliza, yeso, clinker), Posee una resistencia a la
Compresión superior a las requeridas por la Norma Técnica, además de cumplir con las norma IRAM 1618 (Índice de
Blancura superior al 75%).
APLICACIÓN
- Por sus características, y color, es usado en estructuras ornamentales y arquitectónicas.
- Fácil de pigmentar
- Resistencia mayor a la de los cementos grises.
- Excelente acabo.
- Usado para estucados, esculturas, elementos pre - fabricados, escarchados, granitos, mármol, terrazos, asentado de
Blocks de vidrio, enchapes, morteros, concretos, adhesivos, y en otras aplicaciones.
- Compatible con aditivos para concretos (CHEMA)
- Usado en todo tipo de obras tanto interiores como exteriores, por su alta resistencia mecánica a la compresión tiene los
Mismos usos estructurales que el cemento gris.
VENTAJAS
- Mayor resistencia que los cementos grises
- Mejor acabado
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
- Fraguado inicial: 70 min.
- Fraguado final: 3 horas.
- Resistencia 7 días: 250 a 320 kg/cm2 ASTM C-150-99 y NTP 339009
- Resistencia final: 450 a 500 kg/cm2 (28 días) ASTM C-150-99 y NTP 339009
- Porcentaje de Blancura: Superior al 90 %
RENDIMIENTO:
Considerando una junta de 0.8 a 1.0 cms el siguiente: ro
- 1 Kg. de cemento blanco por cada tres blocks de vidrio de 19x19cms.
- 1 kg. de cemento por cada dos blocks de vidrio de 24x24cms.
8.2.0 FLUORITA
Etimología: Su nombre deriva de la palabra latina "fluere" que significa "fluir" y hace referencia a su bajo punto de fusión y su uso como fundente en la fusión de los metales.
Definición: En estado natural la fluorita es incolora y transparente, aunque en la mayoría de casos presenta diversas coloraciones que se pueden deber a impurezas orgánicas o minerales, los colores más habituales son el lila, violeta, azul, verde, rosa, anaranjado y amarillos.
Algunas variedades desarrollan fluorescencia al ser expuestas a la luz ultravioleta; en consecuencia, pueden sufrir emisión luminosa originada al fluir la energía por el material emisor, de modo que al cesar el flujo cesa inmediatamente la emisión.
Además, la fluorita ha dado nombre al fenómeno de la fluorescencia, aunque este mineral lo produzca débilmente, habiendo otros minerales que lo expresan de forma más espectacular.
La fluorita es un mineral que se puede encontrar fácilmente en la naturaleza, los principales países exportadores de fluorita son España, Rusia, Inglaterra, China, EE UU, México, Namibia, y Alemania. España es un importante productor de fluorita.
Propiedades Químicas: La fluorita es un mineral formado por la combinación de calcio y fluor (fluoruro de calcio) CaF2. Pertenece a la clase Haluros.
Contiene el 51.3% de calcio y el 48.7% de flúor. El calcio puede ser sustituido por ytrio y cesio. Las fluoritas violetas contienen cantidades apreciables de estroncio, mientras que las verdes samario. La luminiscencia violeta se considera causada por pequeñas cantidades de europio y las de luz amarillenta.
Se presenta en cristales de forma cúbica muy bien formados, frecuentemente con maclas de compenetración de cubos. Las demás formas son raras, aunque pueden obtenerse octaedros por exfoliación. También masivo, compacto o granular
En la estructura, los átomos de calcio se encuentran en un retículo cúbico de caras centradas, mientras que los de flúor ocupan los centros de los cubos formados con la mitad del lado de la celda unitaria. Así, cada átomo de calcio está rodeado por ocho de flúor, y cada flúor lo está por cuatro calcios. La celda fundamental contiene, por tanto, 4CaF2.
· Estructura Molecular de la Fluorita:
(Figura 1)
Propiedades Físicas:
Color : Muy variado, siendo los más comunes el verde, el amarillo, el anaranjado, azul, rosa y el violeta.
Sistema : Cúbico.
Fractura : Geométrica.
Raya : Blanca.
Brillo : Vítreo.
Dureza : 4 en la es de Mohs.
Densidad : 3.180 g/cm3
Óptica : Isótropo, con índice de refracción de 1.433.
Otras : Fluorescencia y fosforescencia de algunos ejemplares.
Usos: La fluorita se emplea en tecnología e industria, es usado como fluidificante y fundente, por lo que se añade al mineral de hierro en el proceso de fundición a horno abierto para fabricar acero. Es usado como fundente en la elaboración de vidrios especiales.
Se utiliza también como materia prima para la preparación del ácido fluorhídrico.
Por otra parte, algunas lentes de telescopios y espectroscopios están fabricadas con fluorita transparente, debido a que el mineral puro posee bajos índices de refracción y dispersión.
Usado además como piedra ornamental semipreciosa, en la antigüedad estuvieron de moda los jarrones y ornamentos hechos de este material.
Función en el Concreto Translúcido: La fluorita es usado como un aditivo debido a su dureza aumenta la capacidad de resistencia del concreto translucido, gracias a su color transparente ayuda a que el paso de la luz sea mas accesible, la fluorita puede resistir el ataque de las sales esto seria una contribución mas a la formación del concreto translúcido.
8.3.0 FIBRA DE VIDRIO
Etimología: Su nombre es traducido del ingles “Fiber Glass”
Definición: Haciendo un poco de historia, se desconoce cuándo, cómo, ni por quién fue descubierto el vidrio, se sabe con certeza que se trata de un elemento de origen antiquísimo. Distintos objetos hallados testimonian, que ya 3800 años antes de J. C. 105 egipcios sabían manipular el vidrio en estado semifluido.
Otros objetos presumiblemente realizados por los fenicios unos 2500 años antes de nuestra era, han sido también hallados en distintas regiones de Asia, India, la Mesopotámica, Asiría, etc.
Pero, es a partir de los años 1500 a 1200 antes de J C. los egipcios logran desarrollar los primeros métodos propios para manufacturar el vidrio en cierta escala; pudiéndose observar, en el Museo de Londres, algunos adornos confeccionados en Egipto con fibras de vidrio, hace aproximadamente 3500 años.
El soplado del vidrio es descubierto en Siria unos 250 años antes de J. C., y pronto el arte de trabajar y tallar el vidrio se extiende por todo el mundo conocido, empezando por Roma. La manufactura del vidrio adquiere verdadero esplendor a partir del siglo XII de nuestra era, por obra, especialmente, de los venecianos, quienes logran dar al producto movimientos aéreos de encajes, con un lujo de formas y coloridos extraordinariamente bellos.
Con todo, sólo en 1713 se tiene la primera referencia precisa sobre fibras de vidrio, cuando en el transcurso de una conferencia en la Academia de las Ciencias de París, se exhibe algunas muestras de un tejido de vidrio.
Aproximadamente un siglo y medio más tarde, en 1893 en la Exposición Combiana de Chicago, se exhibe un tosco vestido y otros artículos obtenidos con tejidos de vidrio, sin que ello logre despertar mayor interés debido al grosor, la fragilidad y a la escasa flexibilidad de las fibras, obtenidas por rudimentarios procedimientos.
En 1931, finalmente, empiezan a producirse en escala industrial las primeras partidas de fibras de vidrio de pequeño diámetro, aptas para ser tejidas, como resultado de las intensas investigaciones iniciadas algunos años antes en Norteamérica, en Italia, en Francia y otros en Alemania, Inglaterra, etc.
A poco de terminar la segunda guerra mundial, su fabricación se extendió a las principales naciones del mundo. Seguimos por definir que es vidrio, el vidrio es un material duro, frágil y transparente que ordinariamente se obtiene por fusión a unos 1250ºC de arena de sílice (SiO2), carbonato sódico (Na2CO3) y caliza (CaCO3). En su elaboración el vidrio se calienta gradualmente hasta una temperatura de reblandecimiento de alrededor de 700ºC para después enfriarlo con aire, agua o aceite. A esto se le llama vidrio templado, en esta situación el vidrio adquiere propiedades importantes, la resistencia a la flexión se multiplica.
La fibra de vidrio son pequeños filamentos de vidrio. Los hilos de vidrio se obtienen mediante el paso, en forma industrial, de vidrio liquido a través de una pieza resistente con pequeños orificios conocido como "espinerette" (Figura 2).
(Figura 2) Espinerette
Propiedades Químicas: En su composición se encuentran el sílice (arena o cuarzo tienen gran cantidad de este material, su fórmula química es SiO2, carbonato de sodio (Na2CO3) y cal (CaCO3).
Su temperatura de fundición es a los 1250 ºC
El vidrio, bajo la forma de láminas tipo ventana, envases, artículos de bazar, etc., no posee ninguna característica mecánica extraordinaria, sino más bien una fragilidad que constituye tal vez su rasgo más típico: sin embargo, estirado en hilos delgados sus propiedades cambian considerablemente. A medida que el diámetro de las fibras disminuye, el vidrio, antes rígido se vuelve flexible, y su resistencia muy escasa inicialmente aumenta con rapidez hasta sobrepasar a todas las demás fibras conocidas, siendo en esta forma que se usa como material de refuerzo.
Técnicamente, el vidrio puede definirse como un producto inorgánico de fusión, enfriado al estado sólido sin presentar cristalización; y desde el punto de vista físico, como un líquido sub-enfriado, ya que presenta la característica estructura amorfa de los líquidos.
Sus propiedades se hallan relacionadas con su composición y, por lo tanto, las variaciones cuantitativas v cuantitativas de sus componentes influyen directamente sobre su curva de viscosidad en caliente, sobre su temperatura de fusión, su coeficiente de dilatación, su resistencia superficial y profunda al ataque de la humedad, sobre su resistencia química en general, etc.
· Reacciones Básicas del Vidrio:
· Estructura Molecular del Vidrio:
(Figura 3)
Propiedades Físicas:
Color : Transparente.
Estado : Vítreo.
Dureza : 4 en la es de Mohs.
Densidad : 1,6 g/cm3
Otras :
- Mejora la resistencia a la compresión y al desgaste. Gran maleabilidad.
- Mejora la resistencia a la fricción en alta y baja temperatura. Altamente resistente a la tracción.
- Excelente estabilidad química, excepto fuertes álcalis y ácido fluorhídrico, es decir Inerte a muchas sustancias incluyendo los ácidos.
- Excelente aislante térmico, tiene mejor conductividad térmica y coeficiencia de fricción cuando es combinado con bisulfuro de molibdeno o con grafito. Soporta altas temperaturas.
- Tiene excelentes propiedades eléctricas.
- La resistencia a la tracción de las fibras de vidrio alcanza normalmente valores que superan los 350 Kg/mm2.
Usos: La fibra de vidrio es un material artificial que se encuentra en muchos productos industriales y de consumo. Comúnmente se usa en aislamiento y filtros para hornos en hogares y sitios de trabajo. También se usa como aislante en aparatos del hogar, automóviles y aviones, y en materiales para techos.
La fibra de vidrio es un tipo de fibra vítrea sintética. Las fibras vítreas sintéticas varían ampliamente en uso y en sus efectos potenciales sobre la salud. Esta hoja informativa se limita a la fibra de vidrio y a las lanas de vidrio/mineral (otros tipos de fibras vítreas sintéticas) porque tienen usos y efectos potenciales sobre la salud que son similares.
La fibra de vidrio también es empleada para la producción de fibra óptica, material ampliamente utilizado para el transporte de datos en las empresas de telecomunicaciones e internet.
Función en el Concreto Translúcido: Las fibras de vidrio utilizadas en la formación de este concreto, básicamente son un fino hilo de vidrio que guía la luz. Los tipos de fibras utilizadas son fibras monomodo y vigentes, es decir, en su estado puro y sin recubrimientos cuya finalidad es la de hacer que transcurra mas fácilmente la luz a través del concreto.
8.4.0 AGUA
Etimología: La palabra “agua” proviene del latín “aqua” ambos tienen el mismo significado.
Definición: Los antiguos filósofos consideraban el agua como un elemento básico que representaba a todas las sustancias líquidas. Los científicos no descartaron esta idea hasta la última mitad del siglo XVIII. En 1781 el químico británico Henry Cavendish sintetizó agua detonando una mezcla de hidrógeno y aire. Sin embargo, los resultados de este experimento no fueron interpretados claramente hasta dos años más tarde, cuando el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier propuso que el agua no era un elemento sino un compuesto de oxígeno e hidrógeno. En un documento científico presentado en 1804, el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista alemán Alexander von Humboldt demostraron conjuntamente que el agua consistía en dos volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno, tal como se expresa en la fórmula actual H2O.
El nombre agua se le aplica en estado liquido, su punto de congelación del agua es de 0° C y su punto de ebullición de 100° C. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4° C y se expande al congelarse.
Propiedades Químicas: El agua químicamente pura es la unión de dos moléculas de hidrogeno y una de oxigeno (H2O). Entre sus principales propiedades químicas tenemos:
- Reacciona con los óxidos ácidos.
- Reacciona con los óxidos básicos.
- Reacciona con los metales.
- Reacciona con los no metales.
- Se une en las sales formando hidratos.
El agua es, quizá el compuesto químico más importante en las actividades del hombre y también más versátil, ya que como reactivo químico funciona como ácido, álcali, ligando, agente oxidante y agente reductor.
(Figura 4)
Propiedades Físicas:
Estado físico : Sólida, liquida y gaseosa
Color : Incolora
Sabor : Insípida
Olor : Inodoro
Densidad : 1 g./c.c. a 4°C
Punto de congelación : 0°C
Punto de ebullición : 100°C
Presión critica : 217,5 atm.
Temperatura crítica : 374°C
Usos: El agua es fuente de vida, toda la vida depende del agua. El agua constituye un 70% de nuestro peso corporal.
En nuestro caso veremos el uso del agua en la fabricación de concreto; En relación con su empleo en el concreto, el agua tiene dos diferentes aplicaciones: como ingrediente en la elaboración de las mezclas (como agua para el mezclado) y como medio de curado de las estructuras recién construidas (como agua para el curado).
El agua como componente del concreto convencional, suele representar aproximadamente entre 10 y 25% del volumen del concreto recién mezclado, dependiendo del tamaño máximo de agregado que se utilice y de la trabajabilidad que se requiera. Debido a esto es muy importante tomar en cuenta la calidad del agua, para lograr el que el comportamiento y las propiedades del concreto sean las requeridas, pues cualquier sustancia dañina que pueda contener, aún en proporciones reducidas, puede tener efectos negativos para el concreto. (*) Es común encontrar en el proceso de mezclado del concreto la utilización de agua potable, aunque no necesariamente el agua tiene que ser potable pero si debe ser adecuada, es decir limpia de impurezas se puede reconocer por el color, y sin sustancias como saborizantes, esta se puede detectar fácilmente al probarla.
Función en el Concreto Translúcido: Su uso es importante para la preparación de la mezcla del concreto translucido, para lo cual debe cumplir con los características nombradas anteriormente. (*)
9.0 PROCESO DE MEZCLADO
Al igual que el mezclado de un concreto tradicional, en el concreto translucido se cumple el mismo procedimiento. Para preparar concreto en poca cantidad, es mejor realizarlo de forma manual, es conveniente seguir el procedimiento que a continuación se explica:
Seleccionar un lugar donde se pueda realizar la mezcla sin riesgos de que se contamine con otros materiales como polvo,
tierra, humus, arcillas, tierra negra, etc. ya que esta define la resistencia del concreto.
Definir la cantidad de materiales a mezclar, no mezclar cantidades grandes, se debe seleccionar solo el material que se va a trabajar en 30 minutos, ya que en este tiempo la mezcla se mantendrá fresca.
Mezclar la fluorita con el cemento. Añadir agua y mezclar hasta obtener un concreto homogéneo.
Añadir las fibras de vidrio y mezclar hasta obtener una pasta homogénea. La proporción de concreto y fibra es; 96% concreto, 4% fibra óptica.
10.0 SISTEMA DE INSTALACIÓN
Como ya es sabido el sistema de la elaboración del concreto translúcido se realiza de manera industrial gracias a la empresa Litracon y/o de manera manual ya que sabemos que su proceso de elaboración es similar al del concreto tradicional.
Si se va a producir concreto translúcido de manera manual, se debe realizar con encofrados según el diseño que se requiera.
Para el caso del Litracon, sabemos que el concreto translúcido que la empresa proporciona es a través de bloques de 30x60cm. En este caso cabe resaltar el sistema de instalación de bloques de vidrio ya que son parecidos; es común ver divisiones de ambientes con bloques de vidrio, en algunos casos tienen como altura hasta 4m y de longitud hasta 5m.
Lograr una estructura así es gracias a las hileras de mortero armado, que son los que soportan los esfuerzos del viento que caen sobre el mismo. La unión de los paneles divisorios se efectúa mediante juntas verticales de dilatación.
Cada panel actúa en forma independiente con respecto a los esfuerzos que se producen en cualquier otro elemento de la obra.
10.1Juntas de Dilatación
Debe colocarse en todas las juntas verticales de unión entre paneles, observando que la longitud en sentido horizontal no supere los 5,00 m para ningún panel.
11.0 USOS Y APLICACIONES
Este concreto gracias a sus propiedades físicas y químicas, encaja perfectamente en ambientes donde se requiere gran cantidad de luz.
Al ser por el momento un concreto no normado como concreto estructural pese a su alta resistencia a la compresión y otras propiedades físicas su uso es exclusivo como elemento arquitectónico, o como divisor de ambientes donde se requiera mayor cantidad de luz.
12.0 VENTAJAS Y DESVENTAJAS
12.1 VENTAJAS
El concreto translúcido tiene muchas propiedades físicas y químicas ventajosas a comparación del concreto tradicional, en el siguiente nombraremos algunas:
- 10 veces más resistente
- 100% impermeable
- Se pueden comprar solo los agregados y así hacerlo en obra.
- Son más ligeros.
- Permite el paso de 70% de la luz.
- Ahorro de energía.
- Mayor confort
- Ahorra el tartajeo o acabado.
- Variedad de diseños arquitectónicos.
- Resiste el ataque de las sales.
- Soporta altas temperaturas.
12.2 DESVENTAJAS
Como todo elemento constructivo, cuenta con desventajas, esto no disminuye las características antes mencionadas, las desventajas son:
- 15% a 20 % más costoso
- Al ser un concreto resistente su destrucción es muy difícil, esto aumenta los costos para su demolición.
- Aun no se encuentra normado como concreto estructural, quiere decir que no puede recibir cargas su uso es exclusivo de manera arquitectónica, a pesar de sus ventajas físicas y químicas.
- Al ser un concreto nuevo tiene poca difusión en cuanto su preparación y colocación en obra, por tanto la mano de obra se hace más costosa.
13.0 - CUADRO COMPARATIVO
14.- CONCLUSIONES
Con esta investigación realizada esperamos haber contribuido el conocimiento acerca del concreto translúcido, ya que este es un producto nuevo.
Hemos logrado realizar una recopilación de datos desde la creación del concreto sus usos y su evolución constante para la industria de la construcción.
El concreto translúcido cuyos creadores son estudiantes de ingeniera civil de México, se encuentran aun patentando su descubrimiento.
El concreto es la mezcla con la que se construyen las estructuras de casi todos los edificios del mundo.
Este concreto translúcido promete ser una revolución gracias a sus propiedades físicas y químicas, este concreto es un 30% mas ligero que el tradicional, permite el paso de hasta el 70% de la luz y permite las grandes condiciones de dureza, fraguado y resistencia a sismos.
Para su elaboración el concreto translucido requiere el mismo proceso que el concreto tradicional.
Gracias a este concreto translucido tendremos muros y techos que permitan el paso de la luz, de esta manera entraremos a un nuevo modo de construcción y arquitectura.
15.0 GALERÍA DE IMÁGENES
(Figura 5)
(Figura 6)
(Figura 7)
(Figura 8)
(Figura 9)
(Figura 10)
(Figura 11)
(Figura 12)
Autor:
Sobrado Maucaylle, Yohana
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