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Morteros expansivos y de inyección

Morteros expansivos

Los morteros expansivos son mezclas preparadas de cemento, arena y aditivos, a los cuales en campo se les agrega agua. En esto, son similares a todos los morteros INTACO, pero lo que los hace diferentes de otros morteros es su consistencia fluida, su alta resistencia y su expansión. Y gracias a estas características es que les podemos dar usos muy particulares.

La contracción de la mezclas y su relación con la cantidad de agua

Cuando se prepara una mezcla cementicia, ya sea un mortero o un concreto, siempre se agrega agua. El agua es necesaria para la hidratación del cemento y para formar la pasta, que es la encargada de unir todos los materiales. Pero el agua también es la causante de la contracción de las mezclas, ya que una buena parte del agua que se agrega no participa en la hidratación del cemento, que es una reacción química. Toda el agua que “sobra” de esa reacción química se evapora luego, y eso causa una disminución del volumen.

A esto es a lo que se llama contracción.

Ese “exceso” de agua, en realidad es necesario hasta cierto punto. Si solo se agregara la cantidad justa para hidratar el cemento, esa mezcla sería completamente inmanejable. No se podría colocar ni darle forma al mortero o concreto, a menos de que se le adicionara un aditivo superplastificante. Se le debe agregar más agua para que la mezcla sea trabajable, pero no tanta como para que se torne fluida. Cuanta más agua se le agregue, mayor será la contracción al secarse y menor será su resistencia.

La relación agua/cemento (a/c) es el peso del agua dividido por el peso del cemento que se le agregó a la mezcla. En esta figura, se ve que cuanta mayor es la relación a/c, mayor es la contracción, ya que hay más agua que se evapora.
La expansión

Como ya vimos, lo normal es que las mezclas cementicias contraigan, unas más, unas menos. ¿Cómo entonces puede una mezcla expandir? La respuesta es una: aditivos.

Los aditivos expansores son sustancias que reaccionan con el agua que se usa para preparar el mortero y que producen una formación de cristales. Dependiendo del tipo de aditivo usado en la mezcla, estos cristales puede ser ettringitas o de hidróxido de calcio. Bajo condiciones de confinamiento, la deformación que causa la expansión conforme el mortero va aumentando su resistencia, introduce esfuerzos de compresión dentro de la estructura del mortero, y esto es lo que causa que no se dé la contracción que sin el aditivo se hubiera dado. 

Ahora bien, la expansión es iniciada por los aditivos expansores, pero el grado de expansión y la velocidad con la que expande la mezcla son afectados por otros componentes de la formulación. Por ejemplo, la presencia de silica fume, que se usa para reducir la permeabilidad y el sangrado, reducen la formación de ettringitas. Los superplastificantes, usados para que la mezcla sea más fluida, también suelen reducir el grado de expansión. Es por esto que distintos morteros expansivos pueden tener diferentes grados de expansión.

Imagen ampliada de ettringitas
Consistencia fluida

Los morteros expansivos tienen la particularidad de tener una consistencia más fluida que los demás morteros. De hecho, en inglés tienen otro nombre que con frecuencia se usa al hablar en español: grouts.

Existen morteros de reparación que también tienen aditivos para contrarrestar su contracción y que también tienen alta resistencia, como es el caso de Maxipatch de INTACO. La diferencia con los morteros expansivos es su consistencia. Veamos la diferencia en la siguiente imagen:

Al elegir un mortero expansivo o grout, uno de los factores que se toma en consideración es justamente su consistencia, ya que puede ser plástica, semi-plástica o fluida.

Alta resistencia

Otra importante característica de los morteros expansivos es su altísima resistencia a la compresión, que normalmente oscila entre 40 MPa y 70 MPa a los 28 días. Para ubicar mejor este valor, consideremos que el concreto estándar alcanza una resistencia a la compresión de 20,6 MPa en ese mismo tiempo.

Usos de los morteros expansivos

Gracias a las características particulares que hemos mencionado, a los morteros expansivos o grouts se les dan estos usos principales:

Morteros expansivos INTACO

Morteros de inyección

Los morteros de inyección son morteros expansivos que son aun más fluidos. Se pueden usar de manera similar a los demás morteros expansivos, pero su uso principal es en la industria del concreto postensado. Primero, aprendamos acerca de este tipo de concreto.

Concreto postensado y pretensado

Para comprender estos tipos de concreto, primero hay que entender cómo se comporta un elemento horizontal, como por ejemplo una viga.

Ahora sí estamos listos para entender un elemento pre o postensado.

Los elementos pre y postensados son generalmente muy grandes, enormes. Se fabrican en plantas especializadas, en donde se pueden general las tensiones requeridas.

El concreto post o pretensado se puede observar en obras civiles de gran tamaño. Estas imágenes muestran elementos de concreto postensado que fueron colocados en 2021 en uno de los pasos a desnivel de Circunvalación Norte, en San José.
Diferencia entre post y pretensado

En el concreto pretensado, se colocan los torones de acero, solos, y se tensan. Veamos de qué se tratan estos torones.

Estando así en tensión, se funde el concreto alrededor de ellos, en la forma requerida. Una vez que el concreto ha alcanzado suficiente resistencia, los torones se sueltan. Eso causa que las zonas en donde hay más acero el concreto quede en compresión. Cuando ese elemento se coloca en su sitio en el edificio o en la construcción, la parte de abajo no estará en tensión como normalmente sucede en vigas, sino que la compresión que trae de la fábrica compensa y entonces ya no estará en tensión.

Esto ayuda a que el concreto no se agriete y así estará más protegido de los factores externos, como la humedad.

En el lado izquierdo de esta imagen, se ve una viga construida normalmente. Al estar apoyada en sus extremos, se pandea y la parte inferior se fisura, con lo cual queda propensa a agrietamientos. Del lado derecho, se ilustra una viga pre o postensada. Al estar apoyada en sus extremos, la compresión del concreto que la tensión del acero había causado en la parte inferior queda compensada por la tensión causada por el peso de la viga misma. El resultado es una viga plana.

En el concreto postensado, el elemento constructivo se funde sin ningún tipo de acero, pero sí con unos orificios que lo atraviesan a todo lo largo, de lado a lado. Esos orificios son cilíndricos, es decir de sección circular. A través de esos orificios, se pasan luego los torones. Esos torones se tensan y, estando en tensión, se funde dentro del orificio un mortero muy fluido de alta resistencia. Cuando ese mortero ha alcanzado suficiente resistencia, se suelta la tensión.

En esencia, sucede lo mismo que con el concreto pretensado: el elemento queda en compresión y al ponerlo en funcionamiento en la construcción esa compresión queda anulada por la tensión natural en la parte de debajo de un elemento apoyado en los entremos. INTACO ha sido un importante proveedor de este tipo de mortero, al ofrecer al mercado precisamente Maxigrout.

Mortero de inyección INTACO

Mortero expansivo superfluido para inyección

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5 comentarios

    1. Nos alegra que este artículo sea de utilidad. Justamente esa es la idea, aclarar las diferencias entre los morteros expansivos y aprender cuándo se usa cada uno.

  1. Trabajo para el sector minero.

    Deseo saber que tipo de cemento expansivo disponen para romper roca dura.

    Cel.: 0959237008

    Precios y forma de pago.

    Saludos atentos

    1. El mortero expansivo de INTACO no está diseñado para romper roca. Ese es otro tipo de material. Nuestro mortero está diseñado solamente para construcción.

  2. Que excelente y clara explicación de los Morteros expansivos y de inyección, gracias por brindarnos estos conocimientos para enriquecer nuestras ofertas con los clientes.

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