El Aeropuerto Brisbane West Wellcamp, ubicado en Queensland, Australia, es el primer aeropuerto público “verde” construido hasta la fecha, y marca un hito muy importante en la ingeniería por emplear un tipo de concreto novedoso, con geopolímeros, además de ser, a la fecha, uno de los proyectos más grandes en emplearlo. Utilizar este material presenta ventajas importantes, en comparación con un concreto convencional: alta resistencia a la tracción y a la flexión, baja contracción y buena trabajabilidad.
Se escogió utilizar el concreto con geopolímeros para el pavimento de cuatro áreas diferentes del aeropuerto: Pistas de giro, calles de rodaje, zonas de parqueo de aeronaves y un hangar.
La pavimentación de un hangar privado en un lugar cercano al aeropuerto sirvió como área de prueba para lograr el mejor diseño de mezcla con geopolímeros, así como para establecer el método de colocación más adecuado.
El tramo de prueba consistió en la realización de 10 vaciados independientes en losas de 5 m de ancho por 50 m de largo, colocados utilizando una máquina pavimentadora de encofrado deslizante.
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| Esquema de localización del concreto con geopolímeros (azul) en el Aeropuerto Brisbane West Wellcamp. |
Durante los 6 meses previos a la construcción del pavimento, el contratista desarrolló diversas mezclas de concreto con geopolímeros para lograr las especificaciones del proyecto:
- 4,8 MPa de resistencia promedio a la flexión a 28 días.
- 450 micras de deformación máxima debido a con- tracción por secado, a los 28 días.
Una vez completada la fase de prueba, la mezcla y el método de colocación fueron aprobados por los diseñadores. La construcción de las pistas de giro y calles de rodaje tomaron cerca de 4 meses, dándose al servicio el 17 de noviembre de 2014.
¿En qué consiste el concreto con geopolímeros?
El concreto con geopolímeros presenta un buen desempeño e incrementos de durabilidad, gracias a la química diferente del aglutinante. La alta resistencia a la tracción por flexión, así como la baja contracción por secado lo convierten en un material importante para la construcción de pavimentos.
El concreto con geopolímeros empleado para la construcción de pavimentos en el Aeropuerto Brisbane West Wellcamp incluyó:
- Material cementante a base de alimino-silicatos y ceniza volante.
- Relación agua/material cementante de 0,41
- Tamaño máximo de agregado de 40 mm.
- Activador químico.
- Aditivo reductor de agua.
Los ensayos de resistencia a la flexión se realizaron de acuerdo con las normas vigentes en el país, tomando muestras de 4 diferentes puntos. Los resultados de resistencia la flexión de las 502 viguetas de concreto arrojaron resistencias promedio de 5,8 MPa, con una desviación estándar de 0,6.
Por lo tanto, es importante realizar un adecuado control de calidad durante la producción u colocación del concreto con geopolímeros.
Producción
El concreto con geopolímeros se diseña y produce de manera similar al concreto convencional. En este caso, se empleó una planta móvil en el sitio del proyecto, incluyendo bombas y tanques que mezclan y dosifican con precisión los activadores químicos por mezcla húmeda, de manera automatizada.
Para lograr el suministro continuo de concreto a la máquina pavimentadora, se requirió una capacidad instalada de la planta de 120 m3/h. Utilizar una planta premezcladora evitó el uso de camiones mezcladores para tiempos cortos de tránsito, por lo que se emplearon únicamente volquetas, lo cual permitió una tasa de descarga mucho mayor en la cara de la pavimentadora.
Colocación
La construcción de pavimentos para aeropuertos en Australia generalmente se realiza colocando y compactando el concreto dentro de las formaletas de acero, mediante métodos de vibración interna y reglas vibratorias. Por lo general no se han utilizado máquinas de formaleta deslizante en pavimentos aeroportuarios, debido a las preocupaciones de una incompleta compactación de las losas de pavimento con mayores espesores.
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| Sección transversal de los pavimentos de concreto de alta resistencia. |
Sin embargo, las pruebas realizadas en el hangar, demostraron que podía alcanzarse un alto nivel de compactación con la máquina pavimentadora de encofrado deslizante. Por esto, se escogieron formaletas de acero para asegurar que los 43,5 cm de espesor de la losa fueran completamente compactados sin pérdida de planicidad en la superficie.
Además, el uso de este equipo incrementó la tasa de colocación si se compara con otros métodos, logrando así una reducción en los tiempos de ejecución de la obra.
Curado
El concreto con geopolímeros requirió especial atención al proceso de curado y control de evaporación de agua en la superficie expuesta de la losa. Se presentaron tasas de sangrado muy bajas, y no se requirieron mayores intervenciones para mantener la humedad de la superficie.
Durante la construcción de los tramos de prueba en el hangar se desarrolló una innovadora técnica de control de la evaporación y curado, que se ajustaba al método de colocación empleado. Se empleó un compuesto curador alcalino, que redujo la tasa de evaporación de agua, manteniendo la alcalinidad de la superficie de concreto con geopolímeros en estado fresco, el cual puede fisurarse con el uso de métodos de curado convencionales.
El curado consistía en la aplicación de una resina de hidrocarburo a base de agua, seguido de la colocación de un geotextil para limitar cualquier choque térmico provocado por la diferencia de temperaturas diurnas y nocturnas.
Juntas
El diseño de las juntas para este tipo de pavimento siguió las reglas de los pavimentos de concreto convencional. En la dirección de la pavimentación, se dispusieron juntas cada 5 m, con juntas de aislamiento cada 70 m, El corte se realizó tan pronto fue posible, generalmente en un lapso de tiempo comprendido entre 1 y 5 horas después de vertido el concreto, dependiendo de la temperatura ambiente.
La baja contracción por secado del concreto con geopolímeros comparada con el concreto convencional, permitía disponer las juntas a mayor distancia. Sin embargo, a fin de minimizar el riesgo de fisuración de las losas con este material innovador, esto no se tuvo en cuenta.
Las pruebas del concreto con geopolímeros a 56 días indicaron una contracción de 350 micras, con base en la normativa local. Así, para futuras aplicaciones, podría aumentarse la distancia entre juntas, teniendo en cuenta la mayor resistencia a flexión y menor contracción.
Conclusión
Con la construcción de este pavimento, el Brisbane West Wellcamp Airport se convierte en uno de los primeros aeropuertos modernos que aplica mayor innovación y sostenibilidad en concreto.
Desde ahora se puede decir que el concreto con geopolímeros es un material que debe ser considerado por los contratistas para la construcción de este tipo de estructuras, gracias a características tan importantes como alta resistencia a la tracción, flexión, baja contracción y buena trabajabilidad.
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REFERENCIAS
www.cies.unsw.edu.au/news/a-major-milestone-in-the-use-of- geopolymer-concrete-brisbane-west-wellcamp-airport
www.queenslandcountrylife.com.au/story/4130398/a-concre- te-innovation/
fkg.com.au/projects/wellcamp-airport-terminal
http://www.tsbe.com.au/news/item_attachment/27/wellcamp- airport
www.wagner.com.au/media/36761/BWWA-EFC-Pave- ments_2015.pdf
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