EL FENÓMENO DE SEGREGACIÓN

Segregación es la tendencia del árido grueso separarse de la matriz de mortero, provocando un de los mayores problemas de los hormigones en estado fresco. Las consecuencias de la segregación son numerosas y pueden afectar tanto las características mecánicas como de durabilidad de las estructuras [42].

2.8.1. LA ENERGÍA DE COMPACTACIÓN APLICADA AL HORMIGÓN Y LA SEGREGACIÓN

Tattersall y Baker [43] comprobaron que cuando la vibración es aplicada al hormigón, ocurre una reducción significativa del límite de elasticidad y una reducción en la viscosidad del hormigón. Sin embargo, de Larrard et al. [44] verificaron que la viscosidad plástica no es afectada por la vibración,

y coincide con investigaciones anteriores [45-47] que verificaron que la viscosidad del hormigón es más importante que el limite elástico para segregación del hormigón durante su vibrado.

2.8.2. INFLUENCIA DE LA SEGREGACIÓN EN LA DURABILIDAD DEL HORMIGÓN

Según Panesar y Shindman [48], hormigones segregados son más susceptibles al riesgo de fisuración debido a la separación de los áridos del resto de la mezcla, lo que conlleva superficies ricas en pasta de cemento, zonas que comúnmente presentan mayores índices de contracción. Este efecto puede aumentar la vulnerabilidad de estructuras de hormigón armado al fenómeno de microfisuración, algo que está particularmente relacionado al comportamiento mecánico y a la durabilidad de la estructura durante su vida útil. La fisuración, debido a la segregación, puede reducir la resistencia al ingreso de humedad e iones, y, en el caso del hormigón estar expuesto a ciclos de hielo-deshielo, puede incluso propiciar el incremento de la permeabilidad y reducir las propiedades mecánicas, comprometiendo la integridad de la estructura.

2.8.3. INFLUENCIA DE LA SEGREGACIÓN EN LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN DE HORMIGONES LIGEROS

Una distribución de áridos homogénea y de orientación aleatoria entre sí puede mejorar las propiedades mecánicas, de durabilidad, estabilidad e impermeabilidad de los hormigones [49]. En la publicación del Eurolightcon [19] se destaca la importancia de la homogeneidad entre los componentes que constituyen el hormigón ligero. Newman [50] afirma que un buen vínculo entre la matriz de mortero y los áridos ligeros, y una similitud entre los módulos de la matriz y de los áridos, garantizan la eficiencia de la matriz utilizada. La ruptura de los hormigones ligeros no ocurre por el desplazamiento entre las dos fases, pero sí como el resultado del colapso de la estructura en el entorno del grano de árido ligero, que posé un valor limitado de resistencia. La línea de fractura atraviesa el grano de árido, como en hormigones de alta resistencia, y opuesto a lo que ocurre en hormigones convencionales, donde la ruptura ocurre por la fractura de la matriz de mortero y la separación entre las dos fases, resultando en una línea alrededor de los áridos.

2.8.4. INFLUENCIA DE LA DISTRIBUCIÓN, FORMA Y DEL TAMAÑO DE LOS ÁRIDOS EN LA SEGREGACIÓN

La distribución y el tamaño máximo de los áridos ligeros son determinados en su proceso de producción. Normalmente, el tamaño máximo de partícula es limitado por la resistencia mecánica requerida, ya que partículas grandes tienden a ser menos resistentes. La segregación tiende a

aumentar con el uso de partículas grandes debido a la diferencia de densidades entre los elementos del hormigón, ya que la relación superficie/volumen de las partículas disminuye con el aumento del tamaño de las partículas [19].

La relación entre el tamaño y forma de los áridos y la tendencia a la segregación fue estudiada en diferentes tipos de hormigón [45, 51-54], como hormigón convencional, hormigón ligero y hormigón autocompactante. Shen et al. [53] demostraron que la una reducción de 30% en el tamaño máximo del árido reduce considerablemente la segregación. Las menores tendencias a la segregación son observadas en las dosificaciones con áridos cuyos tamaños máximos son menores. La explicación se atribuye al aumento de las fuerzas de arrastro propiciadas por la matriz de mortero a los áridos pequeños, que poseen mayor superficie especifica (relación entre el área de la superficie y el volumen). Esmaeilkhanian et al. [54] compararon la segregación dinámica en hormigones utilizando áridos de machaqueo y áridos rolados con distribuciones granulométricas similares y no encontró diferencias significativas en la tendencia a la segregación de los dos hormigones. El resultado se explicó debido al facto de la relación superficie-volumen de los áridos no ser considerablemente diferente entre los dos tipos de áridos estudiados.

Las investigaciones recientes de Navarrete y Lopez [52] concluyen que la relación superficie- volumen de los áridos explican el fenómeno de segregación con más precisión que el tamaño máximo de los áridos, indicando que la forma de los áridos posé un papel importante en la segregación. Es decir, la segregación puede ser reducida tanto con la reducción del tamaño máximo de los áridos como con el aumento de irregularidad en la forma de los mismos.

Según Navarrete y Lopez [52], cuanto mayor la diferencia entre las densidades de los áridos y de la matriz de mortero, más significante será la relación superficie-volumen en la explicación del fenómeno de segregación. Esta información es relevante cuando se tratan de hormigones ligeros, una vez que la diferencia entre las densidades de sus materiales es considerable. Además, Navarrete y Lopez [52] afirman que la tendencia a la segregación de un hormigón está más relacionada al efecto combinado de la relación superficie-volumen de sus áridos y de la diferencia de densidades entre áridos y morteros, que al efecto de cada parámetro individualmente.

2.9. EL ESTUDIO Y LA CUANTIFICACIÓN DEL FENÓMENO DE SEGREGACIÓN