Por: Javier Molinari, PE Ecológica Carmelo

 El uso de ceniza volante (mejor conocido como “fly ash”) en el concreto, añade beneficios que mejoran su desempeño durante el tiempo de servicio del mismo. Una de las ventajas más importantes que posee una mezcla de concreto con ceniza volante es la baja permeabilidad. Tanto es así que su uso en Puerto Rico para cumplir con las especificaciones locales de la Autoridad de Carreteras y Transportación (ACT) ha sido indispensable. El muy conocido parámetro de resistencia a la penetración del ión cloruro, comúnmente llamado “permeabilidad”, especificado en la provisión especial número 934 de la ACT, es clave para garantizar la durabilidad de los puentes, carreteras y demás estructuras de nuestro país. La permeabilidad del concreto según el ASTM C 1202 se mide con una máquina que registra la corriente eléctrica inducida a través de una muestra de concreto, y el valor es expresado con la unidad de carga eléctrica “culombio”. Este estándar de prueba considera cualquier valor sobre los 4,000 culombios como una alta permeabilidad a los iones de cloruro. De igual forma establece que cualquier valor bajo los 2,000 culombios es considerado como baja permeabilidad. Dependiendo del contenido de ceniza volante en el concreto los valores de permeabilidad pueden llegar tan bajo como 250 culombios. AUMENTANDO LA DURABILIDAD DEL CONCRETO EN PUERTO RICO Contrario a lo que se ha practicado por mucho tiempo, una baja relación agua/cemento en la mezcla de concreto no necesariamente es la mejor medida para aumentar la durabilidad del mismo. Factores como, una baja permeabilidad, la fácil consolidación del concreto y excelente resistencia a los ataques de sales son más importantes que una baja relación de agua cemento. Ejemplo de esto son resultados de concretos con ceniza volante y relación agua/cemento igual a 0.48 donde la prueba de permeabilidad en los mismos ha sido 746 culombios versus concretos con ceniza y relación agua/cemento igual a 0.33 donde la permeabilidad ha resultado en un valor de 1,153 culombios. En concretos convencionales, sin ceniza volante, los valores de permeabilidad sobrepasan los 4,000 culombios aún con relación de agua/cemento igual a 0.30. De la misma manera el parámetro de resistencia en compresión (f’c) no guarda relación con la permeabilidad del concreto. Tomemos como ejemplo el mismo concreto del caso anterior con valor de permeabilidad de 1,153 culombios, la resistencia en compresión resultó en 7,628 lbs/in2 versus el concreto con 746 culombios donde la resistencia en compresión resultó en 3,400 lbs/in2. Actualmente en Puerto Rico se están sirviendo concretos de muy baja permeabilidad y alta resistencia que cumplen con los parámetros de la provisión especial 934 de la ACT. En proyectos como el tramo de la carretera PR-10 de Utuado a Adjuntas se han registrado resultados tan bajos como 380 culombios, algo que en el pasado parecía imposible de lograr. En el muelle 3 de San Juan, los concretos han reflejado resultados de permeabilidad de 510 culombios. En un proyecto reciente donde se instaló una planta para manufactura de mortero industrializado, el concreto utilizado para las 770 yardas cúbicas de zapata resultó con permeabilidad promedio de 470 culombios. Son muchos más los proyectos donde el dueño ha decidido construir tomando en cuenta no solo la resistencia mecánica del concreto sino la durabilidad del mismo En términos de resistencia a sales de sulfato, se ha demostrado que el concreto con ceniza volante tiene una gran ventaja sobre el concreto convencional sin ceniza. La ceniza volante que provee esta resistencia a las sales de sulfato es la ceniza clase F, la misma ceniza que la compañía Ecológica Carmelo importa a Puerto Rico. Para medir el efecto de las sales de sulfato en el concreto, se procede a medir el cambio de volumen que ocurre en vigas pequeñas manufacturadas con el mortero del concreto a someterse a prueba según lo establece el estándar ASTM C1012. Las vigas son sumergidas en una solución de sulfato de sodio para luego medir su longitud semanalmente durante un año o en el intervalo de tiempo especificado. Cambios positivos en la longitud de las vigas reflejan la expansión que ocurre en el mortero debido a la sal de sulfato reaccionando con compuestos en la pasta de cemento, resultando en productos de volumen mayor al inicial. Para concretos sin ceniza volante se ha medido un 2.0% de expansión en las vigas de mortero al cabo de un año de haberse sometido a sulfatos. Evidencia de esta alta expansión lo son las grietas visibles junto con deformaciones que han surgido en tales vigas. En cambio el mismo concreto con 25% de ceniza reemplazando un mismo porcentaje de cemento, la expansión ha resultado en 0.05%, o sea 40 veces menor para un mismo periodo de tiempo. Como resultado de las pruebas anteriores podemos llegar a la conclusión que debido a la alta expansión ocasionada por las sales de sulfato, el concreto convencional sin ceniza es muy susceptible a quebrantarse mediante grietas y desprendimientos. Por otro lado, un concreto bien proporcionado utilizando ceniza volante, es muy resistente al ataque agresivo de estas sales resultando en un concreto mucho más duradero. Si aspiramos a continuar mejorando el desempeño del concreto en Puerto Rico, es preciso que entendamos los factores que afectan su tiempo de servicio. Debe considerarse toda buena práctica de construcción en concreto, desde la selección de los componentes y sus proporciones, hasta el bombeo, colocación, terminación y curado del mismo. De ésta forma podemos garantizar un concreto que cumpla con lo requerido para el propósito que fue diseñado, y a la vez resulte en un menor costo de mantenimiento, reparaciones y hasta demolición y reconstrucción con el pasar de los años.