LA EVOLUCIÓN DEL HORMIGÓN

Revista Cemento Año 6, Nº 24

En tiempos recientes, la tecnología del hormigón ha experimentado enormes avances. La máxima resistencia del hormigón que se puede alcanzar hoy en obra es alrededor del triple de la típica de años atrás. Bajo condiciones especiales se pueden lograr resistencias aún más altas. Hoy están disponibles hormigones con resistencias muy bajas controladas., hormigones de excelente ductilidad reforzados con fibras., hormigones "inteligentes", autocompactantes y autocurantes, con resistencia al fuego mejorada., etc. Este trabajo revisa estos desarrollos y discute sus posibles aplicaciones. Introducción Durante un período muy largo la resistencia del hormigón ha sido considerada como el factor determinante para su calificación; se suponía que todas las otras propiedades estaban relacionadas con ella. Ahora, sin embargo, se formulan en forma creciente criterios de desempeño, independientemente de la resistencia. Se acepta ahora que se pueden obtener ciertas propiedades predefinidas adaptando la composición de la mezcla; ha comenzado la era de los hormigones " a medida". La búsqueda de composiciones alternativas de hormigón está justificada por muchas razones. Los hormigones de alta resistencia permiten una reducción del peso de la estructura y al mismo tiempo mejoran su durabilidad. La velocidad de erección es más rápida debido al mayor desarrollo de resistencia del hormigón. Una propiedad adicional de un hormigón de alta resistencia bien compuesto es su mejorada fluidez. Esto da lugar a la pregunta de si el hormigón muy fluido, autocompactante, puede producirse también en las clases de menores resistencias. El hormigón reforzado con fibras ha sido considerado durante largo tiempo como un material "promisorio", pero en años recientes parece que se ha logrado un progreso real. Se usan una variedad de fibras para lograr diversos objetivos en situaciones estructurales diferentes. La búsqueda de composiciones alternativas de hormigón puede tener también una base completamente diferente; en muchos países se imponen ahora restricciones sobre la extracción de grava y arena para el hormigón. Hay entonces mucho interés en el uso de materiales reciclados. Los tipos tradicionales de armaduras de acero son también un tema de discusión. Hoy, no solamente se requiere hormigón con una cierta capacidad portante y un nivel suficiente de seguridad, sino que se imponen además altas demandas a su vida útil. Dado que desde este punto de vista la corrosión del acero es un factor dominante, no es sorprendente que haya un interés creciente en nuevos tipos de armaduras que son menos sensibles a las condiciones ambientales.

En este trabajo se da una visión sistemática de los desarrollos en el campo de materiales mejorados y sus aplicaciones. La Figura 1 muestra el desarrollo de la máxima resistencia del hormigón desde 1960, como lo predijo John Breen en una Conferencia del IABSE a mediados de los '80. Se notó un incremento marcado, especialmente en las últimas décadas. Verdaderamente, ha ocurrido un desarrollo revolucionario durante este tiempo. El agregado de pequeñas cantidades de humo de sílice, en combinación con nuevos tipos de superplastificantes, resultó en un aumento considerable en la resistencia del hormigón en combinación con una buena trabajabilidad. Durante los últimos 10 años se efectuaron numerosas investigaciones sobre hormigones de alta resis-tencia, resultando en una extensión de los códigos, que hoy permiten diseños en hormigón con clases de resistencia de hasta B115 (σσσσ’ bk= 110 MPa). Desde entonces, se han construido diversas estructuras de hormigón de alta resistencia.

La Figura 2 es una fotografía de la construcción del Puente Stichtse, no muy lejos de Amsterdam. La luz principal de este puente es de 160 m. La resistencia cúbica característica fue B85, la que fue elegida conservadoramente, dado que ésta era la primera aplicación en gran escala del hormigón de alta resistencia en los Países Bajos. La resistencia cúbica media del hormigón en el momento de la construcción fue de alrededor de 100 MPa y aumentó a un valor promedio de 145 MPa, un año después de terminado el puente. Se compararon tres alternativas de diseño para el puente previo a su construcción; un puente de hormigón B45 liviano, uno de hormigón B65 normal y uno de hormigón B85 de alta resistencia. La figura 3 muestra las dimensiones requeridas de la sección transversal del puente, cerca de un apoyo, para cada una de las clases de hormigón.

Fig.1. Desarrollo de resistencias hacia el fin de este siglo, según la predicción de Breen en 1987

Se encontró que el diseño usando el hormigón B85 de alta resistencia era el más económico. Se reconocieron varias ventajas, tales como:

• Ahorros en los materiales. En comparación con el hormigón B45, el uso de hormigón B85 requiere alrededor de 30% menos de hormigón. Dado que el contenido de cemento para el hormigón B85 es más alto que para el hormigón B45, el ahorro se aplica predominantemente al volumen de agregados.

• Construcción más rápida. El menor espesor de las vigas (320 mm para el B85 en lugar de 500 mm para el B45) y de la losa inferior resultaron en una reducción considerable en el peso del puente por metro. Hasta 1995 la longitud de los segmentos en un puente cantilever libre era de 3,50 m. El peso de un segmento en hormigón tradicional es aproximadamente igual a al de un segmento de hormigón de alta resistencia de 5 m. En virtud del alargamiento de la longitud del segmento, el tiempo de construcción se acortó en unos

3 meses. • Menor volumen de acero pretensado. Debido a la reducción en el peso de la

viga cajón y la reducción en la sección transversal, se requiere menos pretensado. De manera de reducir el ancho del alma de 500 mm a 320 mm, los cables pretensados se colocaron solamente en la losa superior y la inferior. Debido al rápido endurecimiento del hormigón, se pudieron reducir las áreas de los anclajes. En la práctica sucedió que después de 15 h, el hormigón de detrás de los anclajes de postesado ya había logrado una resistencia cúbica promedio de 50 MPa. Dado que los cables de postesado se colocaron solamente en las alas, su configuración es muy simple. Esto conduce a una reducción en las pérdidas fricciónales de pretensado de alrededor del 8%. Dado que los cables no cruzan la armadura del corte, se pudo simplificar la disposición de la armadura en el alma. En virtud de la ausencia de cables de postesado en las almas, la operación de llenado también se simplificó. Además, debido a la menor deformación por creep y contracción, las pérdidas de pretensado asociadas son menores (4%). La reducción total en la cantidad de acero pretensado requerida, comparada con el hormigón B65, fue de 26%.

• Durabilidad mejorada. La durabilidad del hormigón aumenta con su resistencia. Una inversión en hormigón de alta resistencia es entonces

Fig.2 Puente Stichtse en construcción, ilustrando el uso de hormigón de alta resistencia

económica a largo plazo, debido a los costos reducidos de mantenimiento para el puente. Hormigones con resistencias cúbicas de hasta 120 MPa están ahora en uso, pero este valor no el más alto obtenible. Los así llamados hormigones de polvo reactivo (HPR) representan una nueva generación de hormigones con resistencias cúbicas a la compresión entre 200 MPa y 800 MPa, resistencias a la tracción entre 25 MPa y 150 MPa, energías de fractura de alrededor de 30000 J/m2 y densidades de 2500 kg/m3 - 3000 kg/m3. Las medidas más importantes que se requieren para alcanzar estos valores son:

• mejorar la homogeneidad del hormigón reduciendo el tamaño máximo de las partículas.

• crear una densidad de relleno óptima mediante el uso de materiales finos y muy finos.

• reducir la cantidad de agua en el hormigón (las partículas de cemento no hidratadas trabajarán como fillers, aumentando la densidad del relleno)

• agregar fibras de acero cortas para la ductilidad. • aplicar el endurecimiento bajo presión y altas temperaturas, de manera

de lograr resistencias muy altas.

Como una comparación, la Figura 4 muestra las curvas granulométricas totales para hormigón de polvo reactivo y hormigón normal (líneas A, B y C). Para hormigón de polvo reactivo las curvas granulométricas son discontinuas. Esto se basa en consideraciones teóricas de que la máxima densidad de relleno se obtiene por fracciones de partículas diferentes en diámetro, en un factor de 7 (Figura 5).

Fig. 3. Diseños alternativos para la sección transversal del Puente Stichtse, utilizando hormigón B45 liviano, hormigón B65 normal y hormigón B85 de alta resistencia (dimensiones en m)

Para hormigón de polvo reactivo, las dimensiones de las partículas de agregado son cercanas a las de cemento. Esto demuestra que las partículas de cemento no hidratadas se ubican en el esqueleto de las partículas y contribuyen a la resistencia del material. La relación agua/cemento del HPR es muy baja, del orden de 0,15. La trabajabilidad se obtiene mediante una mayor cantidad de superplastificantes.

Fig.4. Curvas granulométricas para el HPR comparadas con las del hormigón normal

Fig. 5. Máximo teórico de relleno de partículas

El HPR tiene propiedades que lo colocan, para su uso, entre el hormigón tradicional y el acero. Es ligeramente más caro que el hormigón tradicional pero mucho más barato que el acero. Permite el diseño de estructuras muy delgadas, con gran libertad arquitectónica. La Figura 6 muestra una comparación entre las secciones transversales de vigas de HPR, acero y hormigón pretensado y armado.

La Figura 7 es una representación esquemática del uso más impactante del HPR a la fecha, el puente peatonal y bicisenda en Sherbrook, Canadá; un reticulado pretensado hecho de hormigón B200.

Se debe esperar que la búsqueda de resistencias más altas del hormigón continuará siendo un desafío para los científicos de materiales durante los años venideros. Sin embargo, han ocurrido también desarrollos interesantes en el extremo inferior del intervalo de resistencias. Un ejemplo es el trabajo del Comité 229 del ACI sobre materiales de baja resistencia controlada. Esta comisión desarrolló recomendaciones y aplicaciones para la dosificación, el transporte y la colocación de materiales de baja resistencia controlada (materiales que tienen una resistencia a la compresión de 8 MPa o menos). Las posibles aplicaciones para tales materiales son rellenos estructurales para soportes de fundaciones,

Fig. 6 Secciones transversales de vigas diseñadas en HPR, acero, hormigón pretensado y hormigón armado

Fig. 7. Puente del HPR, para peatones y bicicletas, en Sherbrook, Canadá

recubrimiento de cañerías enterradas, rellenos aislantes, bases de pavimentos y rellenos de huecos. Los hormigones de baja resistencia pueden ser de gran uso práctico para la construcción subterránea. Debido a la posibilidad de ajustar las propiedades tales como densidad, trabajabilidad, resistencia a la compresión, módulo de Young, etc., el hormigón de baja resistencia se puede adaptar a los requisitos específicos. Una explicación interesante en Holanda es el bloque de cierre (sellado) del Túnel Heinenoord, que es el primer túnel horadado en ese país (Fig. 8).

Cuando se taladra en condiciones de suelo blando, como en Holanda, es necesario mantener una cierta sobre-presión (método de la barrera líquida o de balance de presión) con el objeto de evitar las fugas de agua y suelo hacia dentro del túnel. Tales fugas pueden provocar el colapso del suelo en el punto de corte. De manera de evitar la fuga, se decidió construir un cuerpo de mortero de baja resistencia, el así llamado bloque de cierre, en el frente del pozo. El cuerpo de mortero de baja resistencia se coló bajo agua, en un pozo de construcción excavado especialmente. En un número de pruebas se diseñó un mortero de baja resistencia que cumpliera con una serie de requisitos, con respecto a la trabajabilidad, la estabilidad, la fluidez, la densidad, la resistencia a la compresión y el módulo de Young y debía tener una baja sensibilidad a la fisuración por contracción (necesaria para evitar las fugas).

Fig. 8 Aplicaciones de mortero de baja resistencia: bloque de cierre del Túnel Heinenoord en Holanda

La composición del mortero de baja resistencia fue: Cemento 150 kg/m3 Arena 1080 kg/m3 Agua 570 kg/m3 Superplastificante 6 kg/m3 Bentonita 35 kg/m3

La resistencia a la compresión del mortero de baja resistencia era de alrededor de 3,5 MPa. y el módulo de Young era menor de 500 MPa. La experiencia con el método de bloque cerrado durante este proyecto fue muy buena. El método pareció ser más confiable que los métodos tradicionales de estabilización de suelos. Más aún, los costos de este método fueron solamente un 50% de los métodos convencionales. El mortero de baja resistencia parecería tener entonces un futuro promisorio en la ingeniería de suelos blandos. Mejorando la ductilidad La importancia de la ductilidad del hormigón está ganando un reconocimiento creciente. La ductilidad de un material contribuye a la aptitud de una estructura para soportar deformaciones impuestas y los efectos de cargas normales y anormales sin daño inaceptable. La ductilidad es de suma importancia en aquellos casos donde puede omitirse la armadura tradicional. Se puede generar suficiente ductilidad mediante, por ejemplo, el uso de fibras de acero. Recientemente, se ha notado un interés creciente en el hormigón reforzado con fibras. Una aplicación espectacular es el uso de hormigón reforzado con fibras de acero para una losa de fundación de 20000 m2 en el nuevo centro de Berlín. La losa está sometida, por la presión de agua, a una fuerza total ascendente de 3000 MN, que se transmite al suelo por los pilotes de tracción, que son cargados con 1500 kN cada uno (Figura 9). El espesor de la losa es de solamente 1,20 m y tiene una planta irregular. Se tuvo que suponer que los aproximadamente 2000 pilotes no podrían todos soportar el mismo desplazamiento ascendente, de manera que hubo que tener en cuenta un efecto de flexión adicional en la losa. Los cálculos demostraron que las tensiones de tracción por flexión en la losa podrían exceder bien la resistencia a la flexión del hormigón. Por eso se reforzó la losa (24000 m3 de hormigón) con 40 kg/m3 de fibras de acero con extremos en gancho, de 50 mm de largo y 0,6 mm de espesor. Otra nueva aplicación interesante es el uso de fibras de acero en los segmentos premoldeados de revestimiento del Túnel Heinenoord ya mencionado (Figura 10). Como una alternativa a la armadura tradicional (100 kg/m3) se estudió el uso de fibras de acero. Las fibras de acero aumentan la ductilidad del hormigón, lo que puede ser una gran ventaja dado que los segmentos pueden estar sujetos a todo tipo de cargas durante el transporte y el montaje, las que no pueden estar todas

Fig. 9. Mecanismo de soporte de una losa de hormigón reforzado con fibra de acero, bajo agua

Fig. 10. Un segmento del Túnel Heinenoord

definidas con precisión (muchos efectos de resquebrajamiento). Dado que la resistencia del hormigón tiene que estar entre 20 MPa y 25 MPa después de 20 h, por razones de velocidad de producción (desmolde), después de 28 días se obtuvo una resistencia de 65 MPa -75 MPa. En el momento del montaje de los elementos la resistencia era aún mayor. Si se emplearan fibras tradicionales en un hormigón con tal alta resistencia, ocurrirían problemas debido a la mayor adherencia entre las fibras y el hormigón, que conduciría a la fractura de las fibras antes que a su deslizamiento. Por eso, se usó un tipo especial de fibras de acero, con un alto contenido de carbono. Esta fibra tiene una resistencia de 2000 MPa en lugar de los 1200 MPa del tipo de fibras clásicas. La Figura 11 muestra las curvas carga - flecha para vigas hechas con tres tipos diferente de fibra, ensayadas en la Universidad Técnica de Delft. La curva inferior representa el comportamiento de un hormigón de resistencia normal con fibras de resistencia normal. La curva intermedia muestra la respuesta de una viga de hormigón de alta resistencia reforzado con 80 kg/m3 de fibras de resistencia normal: se observó un tipo de comportamiento post-pico de ablandamiento mecánico, que no es muy favorable. La curva superior muestra el comporta-miento de una viga de hormigón de alta resistencia (fcc = 90 MPa) reforzada con 60 kg/m3 de fibras de alta resistencia. El comportamiento se vuelve muy favorable: después de la fisuración la carga puede seguir aumentando y se obtiene un comportamiento muy dúctil.

En base a esta investigación se decidió construir, como una prueba, 20 m del Túnel Heinenoord en segmentos reforzados solamente con fibras de alta resistencia. La experiencia con este tipo de refuerzo fue buena.

Fig. 11. Curvas carga – flecha para vigas de hormigón con diferentes tipos de fibras de acero

El grado último de ductilidad se logró con el hormigón de fibra infiltrado con lodo. Este material ha alcanzado la etapa en que puede ser usado en aplicaciones prácticas. La Figura 12 muestra cómo se produce una sobrecapa de SIFCON.

Primero se colocan las fibras: el espacio entre las fibras se llena entonces con un lodo. El contenido de fibras en tal aplicación es de aproximadamente 10%, alrededor de 10 veces más alto que en el hormigón normal reforzado con fibras. Con este material, se pueden hacer capas protectoras que son virtualmente no fisurables e impermeables. Debido a su alta ductilidad, las capas de SIFCON tienen casi la misma capacidad de deformación que las losas de acero. Con SIFCON se pueden obtener resistencias a la compresión de 90 MPa - 105 MPa y resistencias a tracción por flexión de 35 MPa - 45 MPa. El material no es solamente adecuado para aplicaciones en pequeña escala, tales como capas protectoras, sino también para aplicaciones en gran escala tales como pistas de aeropuertos, que están sujetas a cargas extremas cuando las aeronaves aterrizan o despegan. Las capas de SIFCON se pueden aplicar sobre losas de hormigón antiguas, sin juntas y en muy corto tiempo. Mejorando la trabajabilidad del hormigón La compactación mecánica del hormigón en la obra es una tarea necesaria pero impopular. Las desventajas son obvias, tales como el alto nivel de ruido y los problemas de circulación de la sangre para los trabajadores ("dedos blancos"). Además, la mala compactación conduce a una calidad pobre del hormigón endurecido. En Japón, se han desarrollado varios tipos de hormigones autocompactantes. Los hormigones autocompactantes no necesitan vibración mecánica y se compactan bajo su propio peso. A pesar de su elevada fluidez el hormigón tiene una resistencia alta a la segregación. La idea básica es que todas las partículas gruesas estén rodeadas por una delgada capa de pasta cementicia

Fig. 12. Producción de una sobrecarga de SIFCON

con un espesor mínimo que, por sí misma, tiene suficiente resistencia a la segregación. Las Figuras 13 y 14 muestran la composición básica del hormigón autocompactante.

Los criterios básicos para desarrollar un hormigón autocompactante son: • un volumen a granel de agregado grueso que es el 50% del volumen del

hormigón. • un contenido de agregado fino que es el 40% del volumen del mortero.

Fig. 13. Contenido ideal de agregado grueso para hormigón autocompactante

Fig. 14. Contenido ideal de agregado fino para hormigón autocompactante

• una relación agua/polvo entre 0,9 y 1,0, dependiendo de las propiedades del polvo.

• una cantidad de superplastificante y una relación agua polvo final determinada en un ensayo de fluidez para obtener la composición óptima para el material usado.

La Figura 15 muestra la demostración efectuado por la firma japonesa Kajima. Un encofrado en forma de U con armadura se llena con hormigón autocompactante desde un costado. El encofrado se hace de Perspex de manera que los espectadores puedan observar el flujo del hormigón. Aunque el llenado se efectuó desde un lado solamente y no se aplicó ninguna compactación mecánica, el nivel del hormigón en ambas patas de la probeta en forma de U era el mismo después que hubo sedimentado.

El hormigón es muy homogéneo y muy compacto a pesar de la ausencia de cualquier tratamiento mecánico. Está claro que tales hormigones tienen muchas ventajas, por ejemplo: • ningún ruido de vibración en la obra (hace posible el trabajo nocturno) • no crea ningún problema de salud a los trabajadores. • excelente homogeneidad y buena durabilidad. • buena compactación (incluso en el caso de armaduras densas). • es posible el llenado en circunstancias difíciles (por ejemplo en áreas)

inaccesibles) • libertad arquitectónica para realizar formas complicadas sin problemas.

Fig. 15. Demostración de llenado, desde un costado, de un encofrado en forma de U con hormigón autocompactante

• reducción de mano de obra, • construcción más rápida. Hormigones "inteligentes" A veces es posible cambiar propiedades desfavorables del hormigón alterando su composición. Esto se puede hacer de manera tal que el hormigón supere sus propias limitaciones - el así llamado hormigón "inteligente". Daremos dos ejemplos. El hormigón de alta resistencia puede hacerse usando un contenido de cemento alto y una relación agua/cemento baja, y por el agregado de puzolanas altamente reactivas tales como humo de sílice. Después del endurecimiento, el material es muy compacto. Sin embargo, durante la hidratación hay insuficiente agua para asegurar la hidratación completa, porque no hay suficiente agua del exterior que llegue al interior del elemento de hormigón. Por eso, los hormigones de alta resistencia exhiben una contracción autógena significativa en una etapa muy temprana de la hidratación. Otros efectos pueden ser la mayor porosidad y sensibilidad a la fisuración. Es posible introducir un cambio muy simple en la composición del hormigón que resuelva este problema (Figura 16). El reemplazo del 25% del volumen de los agregados por partículas de agregados livianos prehumedecidos crea un depósito de agua dentro del hormigón que suministra un curado húmedo continuo. El resultado de agregar las partículas de agregado pre-mojadas es un hormigón con mucha menos contracción autógena y menor microfisuración.

Fig. 16. Hormigón de alta resistencia con una mezcla de agregados

La alta densidad del hormigón de alta resistencia es también la causa de otro problema: una menor resistencia al fuego. A altas temperaturas, el agua libre y también el agua químicamente ligada en la pasta cementicia se transforma en vapor y no puede escapar debido a la estructura densa del material. Como resultado, el recubrimiento de hormigón se desprende, y la capacidad portante de las columnas es severamente reducida. En el recientemente construido Centro del Japón en Frankfurt, Alemania, se empleó un hormigón especial para resolver este problema, agregando 2 kg/m3 de fibras de polipropileno al hormigón. A altas temperaturas - como en un incendio - estas fibras se fundirán y dejarán canales a través de los cuales el vapor de agua puede escapar de las zonas de borde. Esto evita el desprendimiento de las áreas superficiales. La Figura 17 ilustra el principio de la liberación de la presión de vapor por la fusión de las fibras.

Hormigón como una solución para problemas ambientales El volumen de hormigón resultante de la demolición de estructuras viejas es considerable. En Holanda se generan 10 millones de toneladas de material de demolición por año. Esto es casi un tercio del volumen de hormigón que se usa en estructuras nuevas (36 millones de toneladas). Cerca de la mitad de este hormigón consiste de agregado grueso. Por eso tiene sentido desarrollar procedimientos adecuados de reciclado. Cuando se diseñen las estructuras en el futuro, será necesario responder a la pregunta siguiente: ¿en qué medida los materiales podrán ser reciclados en una forma técnicamente aceptable, con compatibilidad ecológica y económicamente?

Fig. 17. Alivio de la presión de vapor por fusión de las fibras de polipropileno

Recientemente, en Delft, Holanda, se concluyó un proyecto con 272 casas cuyas paredes se hicieron todas de hormigón con agregado reciclado. En la próxima etapa de desarrollo, se abordarán proyectos similares en los que los pisos también se harán de hormigón con materiales reciclados. Como aauí la contracción y el creep peden jugar un rol importante, se está progresando en la investigación de estos aspectos. Armaduras no metálicas En años recientes se han desarrollado varios tipos de armaduras no metálicas. Estos nuevos tipos de armaduras son comúnmente denominados plásticos reforzados con fibras (FRPs: fibre-reinforced plastics). Estos materiales contienen mayoritariamente fibras continuas de aramida, vidrio o carbono, embebidas en una resina, y se identifican como AFRP, GFRP y CFRP, respectivamente. La propiedad más atractiva de estos materiales es su mayor resistencia a la corrosión. Más aún, ellos exhiben normalmente una resistencia muy alta, una alta resistencia a la fatiga, una gran capacidad de deformación elástica, una elevada resistencia eléctrica y una muy baja conductividad magnética. Las desventajas son la baja deformación de rotura y el comportamiento frágil, el alto creep y relajación y el coeficiente de expansión térmica, que se aparta del del hormigón. Un nuevo desarrollo interesante es el uso de textiles como refuerzo. En este caso los materiales mencionados más arriba se fabrican en mallas muy finas que se pueden colocar cerca de la superficie de una estructura de hormigón. Los textiles se pueden usar, por ejemplo, para reducir los anchos de fisura. Otra posibilidad es usarlos en componentes muy delgados, tales como elementos de fachada. Están también sucediendo desarrollos interesantes en el refuerzo de las estructuras por refuerzos ligados externamente. Las tiras de acero son difíciles de manipular y sensibles a la corrosión. Como alternativa, se pueden emplear FRPs. Los CFRPs son más adecuados que los plásticos reforzados basados en vidrio o aramida debido a su mayor módulo de elasticidad. Se dispone actualmente de dos variantes: tiras de CFRP y hojas de CFRP. En virtud de la combinación de fibras con diferentes módulos de elasticidad (CFRP híbridos), en conexión con pretensado interno, se pueden producir materiales con casi cualquier módulo de elasticidad. La combinación óptima de fibras de carbono con diferentes módulos de elasticidad también mejora la relación costo/beneficio de los compuestos reforzados con fibra de carbono. En Holanda se está construyendo un nuevo puente en el cual un 25% de cables pretensados se está colocando externamente. Este puente, en Dintelhaven cerca de Rotterdam, tiene una luz principal de 185 m. Como un experimento se están empleando cuatro cables compuestos de fibras de carbono, con una longitud de aproximadamente 70 m, como elementos de pretensado externo. Los cables consisten de 91 alambres de fibra de carbono con un diámetro de 5,1 mm. El tipo de fibra usada es Toray T700 con una resistencia a la tracción de 4900 MPa, un

módulo de Young de 230000 MPa y una deformación última a la rotura de 2,1%. La Figura 18 muestra ambas secciones transversales de los cables usados en el puente, los de acero y los de fibra de carbono. Antes de usarlos, se ensayó la resistencia de los cables bajo carga sostenida. Los cables serán per-manentemente vigilados durante su vida útil.

Conclusiones

a) El desarrollo de nuevos tipos de hormigón y armaduras ha ampliado el panorama para nuevas aplicaciones.

b) Se espera que muy pronto el hormigón será calificado, no solamente en base a su resistencia, sino también en base a sus propiedades, que pueden variar ampliamente aún para la misma resistencia.

c) La aplicación de hormigones "hechos a medida" de las estructuras se está convirtiendo en una realidad.

Referencias 1. Bruggeling, A.S.G., "Lecture Notes on Reinforced Concrete Design", Delft

University of Technology, Delft,1970. 2. Richart,P.,"De la pondré dans le betón, minorange". Magazine Interne du

Groupe Bouygues, 1994, N° 50. 3. Bouygues, "Direction Scientific", 01/98. 4. Adaska, W.S., "Controlled low strength materials". Concr. Intern, Apr. 1997,

41-43. 5. Van Berkel, R.H.C., "Appliances of low strength mortars ". Proceedings of the

XIIIFIP Congress on Challenges for Concrete in the Next Millennium, Amsterdam, 1988, vol.l, pp.93-96

Fig. 18. Cables pretensazos de acero y carbono usados en el Puente Dintelhaven, en construcción cerca de Rotterdam

6. Falkner, H., Henke, V. and Hinke, U., "Stahlfaserbeton für tiefe Baugruben im Grundwasser, Bauingenieur, 1997, 72, 47-52.

7. Breitenbücher, R.and Worner, J.D., "Ein neuer Hochleistungsbeton", Betón, 1995, 45, N°12, 861-866.

8. Okamura, H., "Self-compacting high performance concrete". Ferguson Lecture at ACI Convention, New Orleans, 1996.

9. Weber, S.and Reinhardt, H.W., "A new generation of high performance concrete: concrete with autogeneous curing". In Advanced Cement-Based Materials, Elsevier, Amsterdam, 1997, 59-68.

10. Breitenbücher, R.,"High strength concrete C105 with increased fire-resistance due to polypropylene fibres". 4th Intern. Symp. on the Utilization of High Strength/High Performance Concrete, París, 1996, vol.2, 571-577.

11. Hordijk, D.,Bruggeling, A.S.G. and Kaptjin, N. "A concrete balanced cantilever box girder bridge in The Netherlands with carbón fibre prestressing cables", Proc. XIII FIP Congress on Challenges for Concrete in the Next Millennium. Amsterdam, 1998. voll. 29-33.