CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESCONCRETO DE ALTA DENSIDAD

16 de Junio de 2015

CONCRETO PARA BLINDAJE BIOLGICO.

CONCRETO DE ALTA DENSIDAD.

TECNOLOGA DEL CONCRETOM.I. SABINO MARQUEZ MONTERO

Alumno: Ing. Erick Eduardo Fernndez Rodrguez

Correo electrnico: erickfernandezuv@gmail.comTel.: 01 (228) 819-38-05Cel.: 228 753 39 96UNIVERSIDAD VERACRUZANAMAESTRA EN VAS TERRESTRES

NDICECONCRETO DE ALTA DENSIDAD

Ing. Erick E. Fernndez Rodrguez i

NDICE

1.Introduccin1

2.Importancia1

2.1. Proteccin en salas radiolgicas2

2.2.Proteccin en reactores nucleares2

3.Concreto de alta densidad4

4.Dosificacin del concreto de alta densidad6

4.1.Caractersticas de los materiales7

4.1.1.Agua7

4.1.2.Agregados7

4.1.3.Cemento11

4.1.4.Aditivos12

5.Equipamiento, fabricacin y puesta en obra13

5.1.Equipamiento13

5.2.Puesta en obra14

6.Control de calidad y otras especificaciones16

7.Conclusiones y recomendaciones17

1. INTRODUCCINEl concreto de alta densidad, tambin llamado Concreto Pesado, es el concreto que se produce usando agregados de densidades elevadas y se emplea para blindajes contra radiaciones (rayos x, rayos gamma, etc.). El concepto es claro, se disean concretos de alta densidad para conseguir pesos unitarios superiores a los ordinarios. De esta manera el concreto alcanza pesos especficos de entre 2880 a 4880 kg/cm3 y hasta 6400 kg/cm3. Esto se consigue usando agregados pesados incluyendo minerales de hierro tales como la magnetita y limonita, rocas de cantera tales como barita, virutas de acero y minerales de hierro, o materiales sintticos como los ferro-fosforosos.Su aplicacin en la industria de la construccin es relativamente reciente, y coincide con el desarrollo de la energa nuclear (aos 60 del siglo XX). Para este tipo de obras representa un ahorro econmico respecto a los concretos ordinarios, ya que para la misma proteccin se necesitan espesores mayores. 2. IMPORTANCIAComo se menciono anteriormente, se emplea para solucionar el problema del peligro biolgico que representan las radiaciones, ya que estas pueden atravesar los tejidos humanos, perdiendo parte de su energa en el proceso. Estas prdidas de energa son de magnitud suficiente para ionizar tomos de las clulas, modificando el delicado balance qumico de las mismas y causando la muerte de la clula. Si la radiacin mata el nmero adecuado de clulas el organismo muere, por lo tanto, es necesario atenuar las radiaciones lo suficientemente como para que no puedan causar dao permanente a las personas expuestas a ellas.La unidad de radiacin gamma es el roentgen (r). Se considera que una dosis total de 700 r es letal para los seres humanos y una dosis de 200 r, podran enfermar a por lo menos la mitad de las personas que lo reciben.Se considera que el efecto de los neutrones es ms nocivo que el de las radicaciones gamma.Los estndares de tolerancia sealan que para que no ocurran resultados dainos durante un tiempo indefinido de exposicin, la dosis mxima permisible debe ser de 300 m-roentgen por semana 0 6.25 m-roentgen por hora.El concreto de alta densidad es comnmente utilizado para escudos biolgicos en plantas de energa nuclear, unidades mdicas, en investigacin atmica y en instalaciones de pruebas. INTRODUCCINCONCRETO DE ALTA DENSIDAD

Ing. Erick E. Fernndez Rodrguez 1 La gran ventaja del concreto de alta densidad como escudo biolgico ante otros materiales para el mismo funcionamiento es su economa. Cuando el espacio es limitado, la reduccin en el espesor del escudo se logra utilizando el concreto pesado. Su aplicacin en la industria de la construccin no es masiva.2.1. PROTECCIN EN SALAS RADIOLGICASEl hormign de alta densidad usualmente utilizado es el hormign bartico, es un hormign en el que se utiliza rido bartico, alcanzando un peso especifico de 3,200 a 3,300 kg/m3. Sustituye al plomo en la proteccin de techos y paredes a las radiaciones X y Gamma, con el consiguiente ahorro econmico, pudiendo colocarse en obra en forma de muros encofrados o por un proceso de gunitado (Lorda y Roig, 2007).2.2. PROTECCIN EN REACTORES NUCLEARESPara aminorar en lo posible la dosis de radiacin es necesario el empleo de ciertos materiales de proteccin. Generalmente el blindaje se divide en cuatro clases segn los tipos de radiacin: Blindaje para radiacin beta (), para gamma (), para neutrones y para radiaciones de los reactores. La funcin de esta ltima clase de blindaje, que es la que interesa en este estudio, es la de atenuar los neutrones y la radiacin gamma () que se produce en la fisin).Adems la energa de la radiacin gamma () y los neutrones que penetran en el blindaje se convierte, casi por completo en calor, originndose gradientes trmicos que en determinados materiales pueden producir rupturas. Para evitarlo, si el blindaje biolgico no es capaz de reducir las tensiones trmicas, se recurre, por lo general a un blindaje trmico metlico que se interpone entre el ncleo y el blindaje biolgico.Principales caractersticas que requiere un material de blindaje:a) Que sea buen moderador de neutronesb) Que sea buen absorbente de neutronesc) Que tenga una gran densidad, para poder atenuar la radiacin gammaEs difcil que una sustancia cumpla los tres requisitos por lo que en general, los blindajes son materiales compuestos, de formas que cada uno de los componentes aporte algunas de las caractersticas requeridas.Para seleccionar el material se toma en cuenta lo siguiente:d) Que no produzca reacciones secundariase) Que tenga buena conductividad trmica, para que pueda eliminar fcilmente el calor producido en la radiacin.f) Que posea una buena consistencia mecnicag) Que pueda fabricarse con facilidad y que tenga un costo bajoLos constituyentes de un blindaje son:1. Amalgamas2. Cementos y hormigones con aditivos especiales3. Materiales cermicos y cerametlicos4. Compuestos orgnicos, sales fundidas, metales, aleaciones y sinterizados.

Figura 2.1. Poder penetrante de los distintos tipos de radiacin. (foronuclear.org.) Como material de blindaje se ha utilizado el boro en la preparacin de hormigones borados aadiendo como aditivo en el agua de fabricacin de hormign normal o pesado. El grafito impregnado con boro se ha utilizado con blindaje en reactores rpidos, los cuales poseen una conductividad trmica, y seccin eficaz adecuada.El concreto es el material para blindaje en reactores ms comn. El concreto ordinario, hecho con los agregados usuales, y el concreto pesados utilizando agregados minerales de alta densidad como las baritas o magnetitas.La energa de la radiacin absorbida por el concreto se convierte en calor y da lugar a incrementos importantes de la temperatura en el concreto. Estos incrementos pueden llegar a ser de hasta 100C o ms, con lo que la temperatura del hormign en las paredes de un reactor puede llegar a alcanzar varios centenares de grados a menos que se tomen medidas de refrigeracin para eliminar el exceso de calor acumulado.IMPORTANCIACONCRETO DE ALTA DENSIDADPor estos motivos, es importante que los ridos tengan estabilidad trmica, y sean buenos atenuadores. De ah el uso de ridos pesados, ya que su elevada

Ing. Erick E. Fernndez Rodrguez 3 densidad hacen que sean ms estables y que los gradientes de temperatura no sean tan elevados. Se necesita de ridos densos para atenuar los neutrones rpidos (que son los ms energticos), ya que los neutrones lentos se atenan con el contenido de hidrgeno del concreto. No obstante, se tiene que vigilar que estos contenidos sean como mnimo del 0.45% en peso del concreto.

3. CONCRETO DE ALTA DENSIDADEl hormign de alta densidad se define convencionalmente como aquellos hormigones con densidades superiores a 3,000 kg/m3. En su confeccin se emplean minerales pesados o desechos metlicos, alcanzndose pesos especficos entre 4,000 y 4800 kg/m3. Tambin se mezclan ridos pesados con ridos normales bajando los costos y la densidad pero aumentando la tendencia a la segregacin.LA resistencia de estos hormigones son algo superiores a las de hormigones tradicionales de igual razn agua/cemento. El mayor peso tambin es una exigencia adicional a la mezcladora y la cimbra, y aumenta las dificultades en el transporte, colocacin y compactacin (Grupo Polpaico, 2005).El hormign, tanto tradicional como pesado, es un material muy adecuado para las instalaciones de proteccin debido a sus buenas propiedades de absorcin, frenado de neutrones rpidos, carcter formceo y relativo bajo costo en comparacin con otros materiales de proteccin (UCN, 2008).Las propiedades del hormign de gran peso, sea este en estado fresco o endurecido, se pueden adecuar para satisfacer las condiciones de la obra y los requisitos por medio de una seleccin apropiada de los materiales y de las proporciones de la mezcla. A excepcin de la densidad, las propiedades fsicas del hormign de gran peso son similares a las del hormign normal.La resistencia es funcin de la relacin agua/cemento; por lo tanto, para cualquier conjunto de materiales en particular, se pueden lograr resistencias comparables a las hormigones de peso normal. Es importante destacar que la resistencia de los hormigones pesados queda condicionada por la naturaleza de los ridos, no estando en relacin estricta con su mayor densidad. Existe sin embargo, consenso entre los investigadores de la especialidad que, a igualdad de razn agua/cemento dan resistencias algo superiores a las obtenidas por los hormigones convencionales (UCN, 2008).Las caractersticas de este hormign deben permitir: La masa del hormign fresco debe de ser trabajable. El hormign endurecido debe poseer la resistencia y durabilidad deseada. El costo del producto resultante debe ser el mnimo compatible con calidad deseada.Los requisitos para obtener el hormign adecuado son: Usar materiales de calidad. Proporcionar y dosificar adecuadamente dichos materiales. Mezclar, transportar y colocar adecuadamente el concreto (para evitar segregacin y lograr una buena compactacin) Mantener las condiciones de curado adecuadas (para que la hidratacin del cemento sea lo ms completa posible).Los hormigones de alta densidad generalmente suelen usarse cuando el volumen del elemento en construccin es limitado. De esta forma con un hormign ms denso, conseguimos reducir los espesores necesarios. Necesitamos que este hormign adems de la densidad desarrolle tambin propiedades importantes como: Alta resistencia mecnica (a compresin, impacto, abrasin, traccin, etc.) En caso de ser necesario, como por ejemplos en muros de proteccin biolgica: Afectacin a grandes variaciones de temperatura Capacidad de retencin de agua Conductividad trmica Calor especifico Coeficiente de expansin linealCONCRETO DE ALTA DENSIDADCONCRETO DE ALTA DENSIDADOtro aspecto a tener en cuenta es la pureza y consistencia. Las propiedades y composiciones de los diferentes componentes del hormign deben ser lo ms homogneas posibles. Por ejemplo, la mayora de las menas de hierro y bario tienen una gran cantidad de polvo, slice y otras impurezas que disminuyen la densidad y otras propiedades importantes del hormign de alta densidad, por lo que su utilizacin requiere un lavado previo y optimizacin para su utilizacin. Tambin es importante considerar que el machaqueo de muchas de las menas citadas anteriormente produce una gran cantidad de fragmentos escamosos, alongados y generalmente frgiles. Estos fragmentos, no son deseables en la fabricacin de un hormign denso de buenas prestaciones. Por lo tanto, y a

Ing. Erick E. Fernndez Rodrguez 5 medida de lo posible, se deben elegir materiales cuyo machaqueo permita una buena clasificacin de las granulometras y no produzca cantidades excesivas de polvo (lvarez, Manel, 2007).4. DOSIFICACIN DEL CONCRETO DE ALTA DENSIDADPara concretos de alta densidad se requieren de cantidades de cemento comprendidas entre 280 y 580 kg/m3 y una relacin agua/cemento (a/c) alrededor de 0.5. En la tabla 4.1 se muestran las proporciones usuales para el concreto de alta densidad.Normalmente las curvas granulomtricas se adaptan a las Normas ASTM. A pesar de estas premisas iniciales, es muy usual hacer cambios en obra. Al tener grandes variaciones en los ridos que use utilizan, muchas veces es necesario compensar los contenidos de agua y por lo tanto la variacin de la relacin a/c.Algunos esqueletos granulares comunes son: Mezcla continua de barita: 40% de finos + 60% gruesos Mezcla continua magnetita: 20% polvo magnetita + 20% rido fino + 60% ridos grueso de magnetita. Mezcla discontinua de magnetita: 30% polvo magnetita + 5% rido fino + 65% rido grueso magnetita. DOSIFICACIN DEL CONCRETO CONCRETO DE ALTA DENSIDADTabla 4.1. Proporciones para el concreto de alta densidad (American Concrete Institut)

Ing. Erick E. Fernndez Rodrguez 6

4.1. CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES4.1.1. AGUAEl agua utilizada en el mezclado de concretos de alta densidad debe seguir las recomendaciones de la ACI 301. Como regla general, el agua de mezclado debe ser potable. No debe contener impurezas que puedan afectar la calidad del concreto. No debe tener ningn tipo de sabor o contener limo u otras materias orgnicas en suspensin. Aguas muy duras pueden contener elevadas concentraciones de sulfatos y pozos de agua de regiones ridas pueden contener sales disueltas dainas. Si es cuestionable, el agua el agua puede ser qumicamente analizada.4.1.2. AGREGADOSEl concreto de alta densidad se consigue con el uso de agregados pesados incluyendo minerales de hierro tales como la magnetita y la limonita, rocas de cantera tales como la barita, virutas de acero y minerales de hierro o materiales sintticos tales como los ferro-fosforosos. Parece lgico pensar que los ridos de alta densidad son ms caros y requieren tratamientos especiales en lo que se refiere a la dosificacin en el concreto y su puesta en obra. Los ridos de alta densidad tienden a segregarse en el seno de la pasta de cemento, por lo que se necesita un tamao de grano ms fino que el usual. A pesar de esto, las granulometras de los ridos pueden ser las convencionales. La arena no tiene porqu ser especial, siempre que sea admisible por el peso unitario. Debe ser limpia, filosa, bien graduada y libre de limo, arcilla o materiales orgnicos. La gravedad especfica o mdulo de fineza puede ser especificada para mezclas especiales tales como concreto de agregado grueso reducido. En la tabla 4.2 se enlistan los agregados ms usuales para la produccin de concreto de alta densidad con sus respectivas densidades.Se debe evitar la incorporacin de aire, a causa de la disminucin de la densidad y por consiguiente no puede ser usada para mejorar la trabajabilidad del hormign. Por este motivo, muchas veces la solucin es usar arenas ms finas y elevados contenidos de cemento para obtener un hormign cohesivo y con una buena trabajabilidad. Densidad y composicin: La densidad y la composicin de los agregados deben cumplirlos requerimientos de la ASTM C637 y la ASTM C638. Si se usan como rido grueso agregados metlicos, tenemos que verificar que el 100% del peso quede retenido en el tamiz de 9,5mm y que estn libres de pedazos finos, planos o alargados de metal. En la tabla 4.3 se enlistan las densidades del concreto de alta densidad de acuerdo al agregado mineral utilizado.Envo y almacenaje: Los agregados se debern transportar y almacenar de una manera que asegure una pequea o nula prdida de finos as como una proteccin frente a la contaminacin por otros materiales .A continuacin se muestran los principales tipos de ridos usados en la fabricacin de hormign pesado. En la tabla se hace distincin entre ridos naturales y sintticos (ordenados de mayor a menor densidad).Tabla 4.2. Agregados para la produccin de concreto de alta densidad

Tabla 4.3. Densidad del concreto de acuerdo al agregado mineral utilizado.TIPO DE AGREGADOAgua Fija % en pesoPeso especifico del agregadoDensidad del concretoKg/m3

LIMONITA8 -93.4 - 4.02883 3364

BARITA04.0 - 4.63364 3684

ILMENITA04.3 - 4.83524 -3844

MAGNETITA04.2 - 5.23364 4165

FERRROFOSFORO05.8 - 6.84085 5286

PERDIGONES Y PEPITAS DE ACER006.2 - 7.24645 6087

Breve explicacin de los agregados ms destacados y utilizados:Los minerales ferrosos, ilmenita, hematina y magnetita, de densidades comprendidas entre 4.1 y 4.8 pueden producir hormigones con densidades comprendidas entre 3.2 y 4.8.Los minerales ferrosos son utilizados de forma usual y pueden ser procesados con facilidad en ridos gruesos y finos. En la figura 4.1 podemos apreciar una imagen del mineral de ilmenita.

Figura 4.1 Mineral de ilmenita (www.wikipedia.org)La hematina que podemos apreciar en la Figura 4.2, se encuentra en abundancia pero con muy poca riqueza, por lo que el peso especfico aparente es relativamente bajo. Se ha encontrado ilmenita en Huelva, pero es en una mina que an slo se explota a nivel de investigacin.

Figura 4.2 Hematita roja (www.wikipedia.org)Un problema que surge para el suministro de la magnetita es la granulometra y la forma de los granos. La magnetita adecuada para rido grueso, en cuanto a tamao, se produce casi exclusivamente por machaqueo, por lo que se obtienen ridos ngulos s que le dan aspecto spero al hormign y difcilmente trabajable. Por estos motivos los concretos elaborados con este agregado es difcilmente bombeable.La barita es una roca de cantera compuesta de un 90 a 95% de Sulfato de bario con un peso especfico de entre 4.1 y 4.3. Se puede procesar con cierta facilidad para transformarla en rido fino y grueso, y normalmente se obtiene un hormign de densidad 3.7. En la figura 4.3 podemos apreciar una imagen del mineral de barita.

Figura 4.3 Magnetita y Barita (www.wikipedia.org)El ferro-fosforoso tiene una alta densidad de entre 5.8 y 6.3, lo que le permite producir un hormign con densidades de alrededor de 4.0 a 5.6. Sin embargo, hay que tomar precauciones con su uso porque cuando se mezcla con cemento Portland genera un gas inflamable y posiblemente txico el cual puede desarrollar altas presiones si es confinado. Los pedazos y las virutas de hierro y acero tienen la densidad ms alta de todas, de entre 6.2 y 6.7. Esto permite realizar hormigones de densidades de alrededor de 4.80. Para obtener densidades mximas, las virutas y barritas de hierro se utilizan como rido grueso. En cambio, los ridos de acero a menudo no son deseables debido a su nula granulometra y a que presentan problemas de segregacin. Muchas veces con los ridos de acero es difcil conseguir unas correctas adherencias y resistencias a la compresin.4.1.3. CEMENTOLos concretos de alta densidad no deben llevar cementos especiales. Todos aquellos cementos que cumplan las consideraciones de la ASTM C150 o la ASTM C595 y consigan las propiedades fsicas requeridas, siendo utilizables para fabricar concretos convencionales, podrn ser usados para fabricar concretos de alta densidad. Si nos fijamos en las recomendaciones de la normativa americana ACI, tenemos que tener en cuenta que si los ridos tienen componentes que puedan reaccionar con los lcalis, deben utilizarse cementos con bajo contenido de estos componentes. Si la construccin requiere hormign en masa, ser preciso utilizar cementos de bajo calor de hidratacin.A menos que se controle la temperatura del hormign, no se recomienda utilizar cementos de tipo III ni aceleradores, ya que esto comportara tener un alto calor de hidratacin que conllevara a aumentar la fisuracin. Los componentes puzolnicos o mixtos cemento-puzolana tienden a reducir la densidad del hormign, por este motivo, no est recomendado su uso a no ser que la reduccin de la densidad no suponga que darse por debajo de los lmites especificados.Es aconsejable no utilizar aditivos, a no ser que el hormign se ponga en servicio bajo condiciones que supongan ciclos de hielo/deshielo. En principio los aditivos tienden a disminuir la densidad del hormign, no obstante, si la mezcla es lo suficientemente densa como para aceptar un 4% de aire incluido, la utilizacin de aditivos aportar notables mejoras en las condiciones de trabajabilidad y homogeneizacin de la mezcla.El cemento debe ser inspeccionado en busca de grumos causados por la humedad. Las bolsas de cemento deben ser examinadas en busca de rasgaduras, perforaciones u otros defectos. Si el cemento va a ser agregado por bolsas, el peso de las bolsas debe ser revisado por lotes y la variacin no debe ser mayor de un 3 %.4.1.4. ADITIVOSAunque la norma especifica claramente que nicamente no deben usarse aditivos en hormigones blandos y hormigones fluidos, no es recomendable utilizar aditivos que no sean plastificantes en hormigones de alta densidad a no ser que est justificada su utilizacin y se conozcan claramente las desventajas que pueden ocasionar. Los plastificantes s deben utilizarse, ya que facilitan la puesta en obra.Los aditivos ms comunes son los siguientes:a) Aceleradores de endurecimiento: Cumplen la funcin de acelerar el endurecimiento del hormign. Permite aumentar la resistencia del hormign a edades tempranas (primeros 28 das), logrando una disminucin de los tiempos de obra.b) Retardadores de fraguado: Funcionan retardando el inicio de fraguado, otorgando mayores tiempos para la colocacin del hormign. Muy utilizado en hormign premezclado donde ste es transportado largas distancias y transcurre un tiempo considerable desde su preparacin hasta su colocacin. Normalmente produce menores resistencias en edades tempranas.c) Incorporadores de aire: Ayudan a incorporar micro-partculas de aire al hormign. Comenz a utilizarse para hormigones sometidos a congelamiento y deshielo, ya que el aire incorporado absorbe la expansin del hielo, evitando as que ste rompa el hormign. Adems, la incorporacin de aire mejora la trabajabilidad del hormign en estado fresco y la durabilidad en estado endurecido. La incorporacin de aire disminuye la resistencia a la compresin del hormign. El aire incorporado por este mecanismo oscila entre un 2 y un 7% dependiendo de la dosis de aditivo y la cantidad de ridos finos. Tambin permite hormigones de menores densidades y con mejores propiedades para el aislamiento acstico y trmico.d) Plastificantes: Aumentan la trabajabilidad del hormign fresco, permitiendo una mayor docilidad de ste. Permite utilizar menos agua en la mezcla para alcanzar una misma fluidez, mejorando la relacin agua/cemento (A/C) y, por lo tanto, la resistencia del hormign. Con la utilizacin de plastificantes se alcanzan reducciones de hasta un 20% del agua requerida en la mezcla. Este aditivo se utiliza normalmente para: Mejorar la trabajabilidad del hormign fresco, mejorarla resistencia del hormign endurecido (por necesitar menos cantidad de agua) y disminuir la dosis de cemento en la mezcla de hormign.e) Sper-plastificantes: Bsicamente tienen los mismos efectos sobre el hormign que los plastificantes, pero en grados mayores. Con la aplicacin de sper-plastificantes se alcanzan reducciones de hasta un 60% del agua requerida en la mezcla del hormign. Son ampliamente usados principalmente en la elaboracin de hormigones de alta resistencia y autocompactables.Los aditivos ms usuales son los reductores de agua de alto efecto, a base de policarboxilatos.

5. EQUIPAMIENTO, FABRICACIN Y PUESTA EN OBRA5.1. EQUIPAMIENTOEl equipamiento utilizado para mezclar los hormigones convencionales es el que se va a utilizar para la fabricacin del hormign pesado. Se tendr que tomar un especial cuidado para no recargar los equipos.CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES CONCRETO DE ALTA DENSIDAD

Ing. Erick E. Fernndez Rodrguez 13 Algo importante que se tendr que tener en cuenta cuando se vaya a verter el hormign y poner en obra, es la disposicin de los travesaos y apuntalamientos necesarios para que los encofrados resistan los empujes del hormign fresco (que en este caso al estar hablando de un hormign de alta densidad sern > 2.4).5.2. PUESTA EN OBRASe han realizado estudios sobre las formas de colocacin de hormigones de alta densidad. Previamente se deben hacer cuidadosas consideraciones sobre los posibles mtodos. Es importante tener en cuenta factores como los agregados, la densidad, la resistencia, la composicin de las mezclas, la cantidad de hormign requerido, y equipo disponible, la complejidad de las formas, el tipo y nmero de los embebidos, condiciones de colocacin y experiencia de los ejecutores.1. Mtodo convencional:El hormign de alta densidad es muy propenso a sufrir segregaciones durante su puesta en obra. Estas segregaciones no slo afectan en una disminucin de la resistencia del hormign sino que provocan variaciones en la densidad que afectan de forma muy grave la forma de trabajar el hormign.Para hormigones de alta densidad este mtodo es utilizable cuando el hormign no contiene pedazos de acero como rido grueso. Coloquialmente podemos hablar de l como el vertido con cubilote. Los ridos, cemento y agua son mezclados juntos y despus colocados en las formas. Utilizando este mtodo de vertido tendremos que tener en cuenta que el hormign de alta densidad, al tener un peso especfico superior, para un mismo volumen, pesa ms. Por lo tanto se tendrn que tomar precauciones para no sobrecargar las gras, camiones gra o cualquier otro medio con el que se vaya a verter el cubilote de hormign. Se tendrn que tomar precauciones tambin para no sobrecargar las hormigoneras y evitar la segregacin de los agregados durante el amasado.Otro punto a tener en cuenta es el vibrado. Con este mtodo la vibracin durante la colocacin es beneficiosa pero debe ser usada con discrecin.2. BombeoEsta tcnica de vertido se puede utilizar cuando la curva granulomtrica est comprendida en un huso apto para el bombeo, y la forma de los ridos sea apropiada. En principio, el bombeo es un mtodo rechazable para la puesta en obra de hormigones de alta densidad. Por este motivo, en caso de querer utilizar este procedimiento, se recomienda efectuar pruebas de bombeo en las condiciones extremas para verificar la bombeabilidad de la mezcla antes de adoptar este sistema de colocacin. Realmente, la mxima densidad que puede obtenerse por este mtodo es bastante menor que la del hormign colocado por otros mtodos. En la prctica no suele utilizarse con frecuencia ya que lo normal es trabajar con hormigones secos para aumentar la densidad. No obstante, y a pesar de que los ridos gruesos suelen proceder de mineral machacado(con formas muy irregulares y angulosas que dificultan el bombeo), cada vez existen ms profesionales que aseguran que se puede bombear hormign de alta densidad en casi cualquier situacin.3. Colocacin con ridos pre-colocadosEste es el mtodo adecuado cuando parte de los ridos o bien su totalidad sean de acero o hierro. Usando esta tcnica consistente en colocar primero el rido grueso dentro del encofrado y posteriormente rellenar con mortero de cemento, arena y agua los huecos que dejan entre los ridos. Bajo ciertas condiciones hay varias ventajas de este mtodo sobre los convencionales: La segregacin del agregado grueso, especialmente con trozos de acero, puede ser minimizada. El hormign de densidad y composicin uniforme puede ser colocado ms fcilmente en formas confinadas y alrededor de los embebidos. Para materiales similares se obtiene con mayor facilidad una mayor densidad y homogeneidad. Pueden usarse combinaciones de varios materiales como rido grueso. El Prepack asegura que el rido pesado queda distribuido uniformemente en el escudo protector y que no existen grandes huecos de aire.Sin embargo, existen tambin varias desventajas de este mtodo: Son pocas las empresas que estn especializadas en este procedimiento de colocacin. La terminacin de la superficie superior en un rea grande de hormign es ms dificultosa y cara. Generalmente el hormign colocado por este mtodo es ms caro que el colocado por procedimientos convencionales.

4. Otros mtodos de colocacin:EQUIPAMIENTO Y PUESTA EN OBRACONCRETO DE ALTA DENSIDAD5.

Ing. Erick E. Fernndez Rodrguez 15 Ocasionalmente tambin se puede colocar una capa de varios centmetros de mortero entre los encofrados y cubrirla luego con una capa de rido pesado, el cual se introduce mediante la ayuda del vibrado o el apisonado. Este mtodo requiere una ejecucin muy cuidadosa y controlada pero es ideal para hormigones de muy alta densidad, sobre todo los fabricados a base de ridos de acero ya que evita pasar todo el rido por la amasadora.6. CONTROL DE CALIDAD Y OTRAS ESPECIFICACIONESTodos los materiales utilizados para la fabricacin del hormign, as como el propio hormign pesado una vez fabricado, deben seguir unos controles de calidad previos y posteriores a la puesta en obra.La complejidad de las estructuras en las que se suele utilizar el hormign pesado hace difcil la obtencin de muestras una vez endurecido el concreto y por lo tanto suele impedir la verificacin del correcto funcionamiento.

Adems, no es aconsejable la toma de muestras en hormigones pesados fabricados con ridos metlicos. Al tomar un testigo se destruye la matriz formada por el rido metlico y la pasta de cemento, haciendo as que el hormign trabaje de una forma que no es la que se haba previsto.

El control de calidad del cemento se har siguiendo las normas ASTM C150 y ASTM C 595. Dependiendo de la obra se tendrn que hacer ensayos en la planta y ensayos en la recepcin del cemento ya en la obra.

La calidad de los ridos deber determinarse segn los mtodos de las ASTM C33 para ridos de peso normal y segn las normas ASTM C637 para los ridos pesados. Otras caractersticas que tendrn que estar fijadas en el diseo del hormign y que debern ser verificadas son las cantidades de agua y de cemento.

En lo que refiere a las adiciones se seguir lo que dicta la norma ASTM 494, aunque las recomendaciones para el control y admisin se deben buscar en la ACI 212.2R

El control sobre el hormign ya fabricado se har segn la ACI 318, aunque los ensayos para determinar propiedades como la uniformidad se realizarn segn la norma ASTMC94.CONTROL DE CALIDADCONCRETO DE ALTA DENSIDAD

Ing. Erick E. Fernndez Rodrguez 16 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES7.1. CONCLUCIONES

1. Con respecto a los agregados utilizados en el diseo del concreto de alta densidad podemos concluir que para ello se utilizan agregados de peso especfico comprendidos entre 3 y 7.5 gr/cm3. La barita o baritina es uno de los agregados minerales ms usuales cuyo peso especifico es de 3.87 gr/cm3, lo que significa que el peso especifico de la baritina es 51% superior al peso especifico del agregado convencional (peso especifico de la arena = 2.26 g/cm3.2. Se requiere utilizar un 17% ms de cemento para la fabricacin de concreto de alta densidad. Esto es debido al aumento de la superficie especifica de los agregados.3. La densidad o peso unitario compactado del concreto es la propiedad ms importante del concreto de alta densidad ya que de ello depender si el diseo de concreto de alta densidad puede servir como escudo contra la radiacin y a la vez atenuar la contaminacin de rayos X.4. Las especificaciones indican que para que un concreto sea considerado pesado el valor de la densidad debe estar en 2,700 4,500 kg/cm25. Con respecto a la fluidez del concreto de alta densidad en el estado fresco, se puede decir que esta disminuye en 5% con respecto al concreto convencional de misma relacin a/c. Por eso se debe tener muy en cuenta si el concreto de alta densidad se va a bombear para su colocacin.6. La exudacin del concreto de alta densidad disminuye en un 0.63% con respecto al concreto convencional para la relacin a/c=0.5 y aumenta conforme aumenta la relacin a/c.7. El tiempo de fraguado inicial y final del concreto de alta densidad des de 38 y 23 minutos mayor con respecto al concreto convencional de misma granulometra al utilizar aditivos retardantes de fraguado, proporcionando mayor tiempo de trabajabilidad.8. Para la relacin a/c = 0.50 la resistencia la compresin se incrementa un 29% con respecto a un concreto convencional.9. De lo anterior se concluye que el incremento de la resistencia a la compresin es debido a la mayor cantidad de cemento por metro cbico en el concreto de alta densidad y a la disminucin de poros y vacios en la mezcla.10. El valor de la resistencia a la flexin se incrementa en un 18% con respecto al concreto convencional de una misma granulometra. Esto se debe a la mayor presencia de cemento en los agregados produciendo mayor adherencia entre ellos.11. El valor del modulo de elasticidad se incrementa en 22% con respecto al concreto convencional de una misma granulometra. Esta es una caracterstica de mezclas de concreto ricas en contenido de cemento.

7.2. RECOMENDACIONES

1. Complementar los estudios con informacin de otros pases acerca de experiencias con concretos de alta densidad en lo referente apruebas en obra; esto es, comprobar a travs de construcciones de salas de rayos X si el diseo de concreto pesado logra atenuar la contaminacin de rayos X.2. En cuanto a las agregados utilizados en la fabricacin de concreto de alta densidad se recomienda lo siguiente:a. Tener conocimiento de las caractersticas fsicas de los agregados como por ejemplo granulometra, humedad, procedencia de cantera, etc.b. La densidad y composicin de los agregados deben cumplir con los requisitos de la ASTM 637 y la ASTM 638.c. Los agregados se deben transportar y almacenar de una manera que asegure su proteccin frente a la contaminacin de otros materiales.3. El agua utilizada en el amasado del concreto de alta densidad debe seguir las recomendaciones del ACI 301. Como regla general el agua de mezclado debe ser potable. No debe tener impurezas que puedan afectar la calidad del concreto. No deben tener ningn tipo de sabor, contener limo u otras materias orgnicas en suspensin. Si es cuestionable el agua puede ser qumicamente analizada.4. En cuanto al proceso de mezclado de materiales de concreto pesado, se recomienda hacer un mezclado previo del agregado fino y el cemento. Esto es para evitar la segregacin del agregado mineral.5. Para temperaturas normales el tiempo total desde el inicio del mezclado hasta su colocacin y moldeo no debe exceder de 2 h ya que de lo contrario se produce el fraguado.6. No se permitir bajo ningn concepto la adicin de agua a la mezcla de concreto para compensar la prdida de asentamiento, ya que esto traera como consecuencia la disminucin de su resistencia.7. En cuanto al cemento, los concretos de alta densidad no deben llevar cemento especial. Se recomienda usar todos aquellos cementos que cumplan las consideraciones del ASTM C 150 o la ASTM c 595 y consigan las propiedades fsicas requeridas, siendo utilizables para fabricar concretos convencionales, se podrn utilizar para fabricar concretos de alta densidad.8. No se recomienda utilizar aditivos aceleradores de fraguado ya que esto traera como consecuencia un alto calor de hidratacin que conllevara a aumentar la fisuracin en el concreto pesado.9. Se recomienda utilizar los aditivos plastificantes, ya que estos facilitan la puesta en obra del concreto de alta densidad.10. El vibrado durante la colocacin es beneficiosa pero debe ser usada con discrecin.11. Hay que ser estrictos en el control de calidad del concreto de alta densidad ya que es ms susceptible a variaciones que el concreto convencional.12. Se recomienda tomar precauciones para no sobrecargar maquinas de mezclado o camiones de transporte de concreto evitando as la segregacin de los agregados.

BIBLIOGRAFA:

Artculos (IMCyC):

1. Concretos densos para la proteccin contra las radiaciones Gama. El uso del zircn como agregado, 2001.2. El concreto como blindaje biolgico en reactores nucleares, 2002.3. El concreto como blindaje de fuentes radioactivas, 2005.

Pginas web: (Fecha de consulta 10/06/2015)

4. http://concretos.galeon.com/c4.html

5. http://www.cemex.com/ES/SalaDePrensa/Historia/Historia20120928.aspx

6. http://www.revistacyt.com.mx/index.php/contenido/especial/157-concreto-pesado-para-la-salud

7. http://civilgeeks.com/2011/09/25/el-concreto-pesado-y-sus-aplicaciones-reactor-del-centro-nuclear-de-huarangal-peru/

8. http://www.inin.gob.mx/mini_sitios/tercer_plano.cfm?cve_area=RN&codigo_opc=400009012

9. http://www.inin.gob.mx/mini_sitios/tercer_plano.cfm?cve_area=RN&codigo_opc=400009017

10. http://www.elfinanciero.com.mx/monterrey/preven-auge-de-barita-en-nuevo-leon.html

Ing. Erick E. Fernndez Rodrguez 18