Tecnología:
L. a producción comercial del
mortero celular se inició en Suecia en la década de 1930.
Sin embargo, su difusión a nivel mundial ocurrió sobre todo a partir de la década de los cincuenta. En la actualidad se utiliza ampliamente en zonas de climas severos, tanto árticas como ecuatoriales, buena indicación de su adaptabilidad a un amplio límite de condiciones y de que compite exitosamente con los materiales tradicionales en esos medios, por sus ventajas no solo técnicas sino económicas.
En Colombia el mortero celular no había sido producido a escala comercial por dificultades técnicas derivadas de las características de los cementos disponibles en el país. En varias ocasiones se intentó sin éxito adaptar las tecnologías extranjeras a las materias primas locales, hasta que hace algún tiempo, después de realizar diferentes estudios, Concrelisa S.A., logró desarrollar formulaciones y procesos que le permiten elaborar productos de concreto celular con características similares a los elaborados en otros países.
Para obtener el mortero celular se pueden utilizar agentes espumantes o agentes gaseosos con buenos resultados en ambos casos. Concrelisa logró las dos tecnologías de manera casi paralela mediante la colaboración de Colciencias cuyos aportes permitieron terminar el montaje de la planta para producir concretos de tipo gaseoso y a la vez desarrollar la tecnología de la espuma. El proyec-
to abarcó inversión en maquinaria y desarrollo de los productos a nivel de laboratorio para poder aplicar los conocimientos teóricos a una escala industrial. De los dos desarrollos, el que mejores perspectivas ofrece en la actualidad es el de la espuma, debido ~ su versatilidad para las diferentes densidades y la utilización de materias primas 100% nacionales.
La obtención de la espuma representa una innovación tecnológica puesto que con ella se logró un producto inexistente en el mercado nacional sin necesidad de pagar regalías y cuya única posible competencia sería la importación de espuma extranjera. Adicionalmente, se impulsó con éxito la tecnología a nivel de maquinaria para la fabricación industrial de concretos con base en espuma, lo que ofrece la viabilidad de montajes futuros de plantas semejantes en cualquier lugar del país, a costos accesibles para la pequeña y mediana industria.
Desarrollo de la espuma:
Inicialmente se buscaron agentes formadores de espuma de fabricación nacional como lignitas sulfonadas, jabones metálicos, oleatos de ácidos grasos no saturados y sulfonatos metálicos de alquilaril. De todos resultaron de menor precio las lignitas y los sulfonatos, que además no interfieren en el fraguado del cemento. Como poseen una débil tensión superficial se le agrega un tensoactivo carboxílico y una mezcla de resinas solubles en agua que plastifican en medio básico, garantizando con esto la formulación
EL MORTERO CELULAR
Felipe Ardila* Juan Iregui* Enrique Ospina*
de una espuma de celdas estables al incluirle aire. Des11ués de ajustar la proporcionalidad de los componentes con base en ensayos de laboratorio, se escogieron las fórmulas de mejores resultados y se probaron en cochadas industriales hasta llegar a la fórmula estandar. Por cada litro de concentrado este agente, Concrespuma, produce 700 litros de espuma. Concrespuma tiene aspecto blanco lechoso, densidad de O. 98 gr/ ce; solubilidad en agua infinita, pH mínimo 7.2 y se puede almacenar en empaques herméticos hasta dos años.
Descripción del proceso:
El agua y el cemento son mezclados en cantidades exactas en caso de morteros y además con arena en caso de concretos. Cuando la mezcla es homogénea, se le agrega espuma hasta obtener la densidad deseada.
Para producir la espuma, se hace succionar la máquina del tanque de mezcla diluida al 2 1/2 % y simultáneamente se le hace entrar aire entre 15 y 22 p.s.i.g. La espuma generada se agrega a la mezcla en marcha y en forma contínua, controlando el tiempo de generación para lograr la densidad deseada. Después de suspender la espuma, en 15 a 30 segundos la cochada está lista para bombearse o ser transportada a las formaletas que se van a llenar.
El concreto producido es autonivelable y no debe ser vibrado porque se romperían las burbujas, lo que aumenta la densidad de las capas inferiores, quedando menos densas y resistentes las superiores.
La arena utilizada se lava en río con granulometría no mayor de 8 milímetros y el agua que traiga debe descontarse de la del amasado.
Propiedades y ventajas:
Dentro de las características del concreto celular que favorecen su
* Funcionario de Concrelisa, Concretos Livianos de la Sabana Ltda. Calle 15 No. 34-75, Bogotá.
14 Colombia: Ciencia y Tecnología, Vol. 4, No. 2, febrero-abril de 1986
utilización como sustituto del concreto normal o de otros productos, se puede mencionar (ver tabla) su bajo peso, ya que el concreto ligero puede utilizarse, según la aplicación, en densidades desde O .5 hasta 1.4 ton/m 3 • Como sustituto del concreto normal, cuya densidad es de 2.4 ton/m 3
, el concreto ligero puede significar una reducción de hasta un 80% en el peso de un artículo. Esto conlleva las siguientes ventajas, cuya importancia depende obviamente de la aplicación:
• Facilidad de manejo: reemplazando materiales pesados por concreto celular, es posible fabricar artículos de mucho más fácil manejo o con dimensiones muy superiores a las que sería viable manipular si fueran elaborados con otros materiales.
• Economía en el transporte: en artículos cuyo costo de transporte está determinado por su peso, dicho costo se reduce en igual proporción a la reducción lograda en el peso del artículo al elaborarlo con concreto celular. Es de anotar que con las densidades más bajas del concreto celular se aproxima, mas no se excede, la relación volumen/ peso óptima para el transporte terrestre, 2 a 2.5 m 3 ton.
• Economía en cimentación y estructuras: en numerosas aplicaciones el bajo peso de los elemen -tos elaborados con concreto celular permite un considerable ahorro en cimentación y estructuras; en otras, el diseño deseado sencillamente no se puede lograr utilizando materiales más pesados. Al remodelar sobre una estructura existente, el concreto celular casi siempre constituye la mejor alternativa, por cuanto con él se evita tener que reforzarla.
Otra de las características del concreto celular es su bajo costo: dependiendo de su formulación, este puede ser menor en un 40 a un 60 % al del concreto normal de 3000 PSI, lo que permite el desarrollo de aplicaciones no viables, desde el
CARACTERISTICA DE WS MORTEROS CELULARES DE CONCRELISA
Proceso Expansión gaseosa Espuma Espuma
Densidad Kg/m 3 0.5
Relación agua/ cemento 0.32-0.35
Relación arena/ cemento o Litros de espuma/m 3 o Resistencia a la
Compresión kg/ cms 2 18-22
Módulo de elasticidad 19.000
Conductividad térmica
Kcal/mhºC 0.092
Absorción de humedad % 7
Aislamiento acústico dB 35
( 1) Sin mezcla de resinas (2) Con 2% del peso del cemento de resinas
punto de vista economtco con concreto normal. igualmente, unido a su bajo peso, permite la prefabricación industrial de productos que de otra manera sólo sería rentable fundir en sitio.
Además, este producto ofrece por una parte, aislamiento térmico y por otra se constituye en material aislante en la construcción. En el primer caso la conductividad térmica del concreto celular en sus densidades más bajas es diez veces menor que la del concreto normal. En el segundo caso proporciona un excelente aislamiento térmico, razón por la cual el concreto celular es un material muy utilizado en regiones de climas severos, tales como los países escandinavos. Por la misma ra-
0.6 1.4
0.28-0.32 0.28-0.32
o 2
1.460 577
17-21 61-91
(1) (2)
20.000 55000-68000
(1) (2)
0.112 0.350
6 4
42 55
zón, ofrece ventajas también en los climas tropicales.
En muchos países el concreto celular de baja densidad está siendo utilizado como material aislante en refrigeración y para aislamiento de tuberías, en reemplazo de materiales plásticos o aglomerados de fibra, más costosos.
Finalmente, el concreto celular ofrece propiedades similares a las de la madera. Es tan liviano como ella; puede ser aserrado , labrado, cepillado, atornillado y clavado. Aunque debe reforzarse para alcanzar la resistencia a la tensión de la madera, tiene sobre ésta dos enormes ventajas: es más económico y no es combustible. O
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