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PERÍODO ROMANO

El primer uso conocido de hormigón ligero ocurrió hace más de 2000 años. Hay varias estructuras ligeras de hormigón ligero en la región mediterránea, pero las tres estructuras más notables se construyeron durante el Imperio Romano temprano e incluyen el Puerto de Cosa, el Domo del Panteón y el Coliseo.

El Puerto de Cosa, construido alrededor del 273 a. C., utilizaba concreto ligero hecho de materiales volcánicos naturales. Estos primeros constructores aprendieron que los agregados expandidos eran más adecuados para las instalaciones marinas que la arena y la grava de playa disponibles localmente. Fueron 40 km al noreste para extraer agregados volcánicos en el complejo Volcine para usar en el puerto de Cosa. Fragmentos rotos de jarrones de arcilla calcinada también se utilizaron en los muelles… el primer uso de agregado liviano manufacturado. Este puerto se encuentra en la costa oeste de Italia y consiste en una serie de cuatro muelles (~ 4 m cúbicos) que se extienden hacia el mar. Durante dos milenios han resistido las fuerzas de la naturaleza con solo abrasión superficial. Solo se volvieron obsoletos debido a la sedimentación del puerto.

El Panteón, construido en 120 y 126 d.C., incorpora concreto de densidad decreciente de abajo hacia arriba del domo. Los ingenieros romanos tenían suficiente confianza en el hormigón liviano para construir una cúpula cuyo diámetro de 43.3 m no fue excedido por más de mil novecientos años. La estructura está en excelentes condiciones y todavía se utiliza con fines espirituales.

El Coliseo, construido entre los años 75 y 80 d. C., es un gigantesco anfiteatro con capacidad para 50.000 espectadores. Los cimientos son fundaciones de concreto ligero usando lava volcánica triturada. Las paredes se hicieron usando agregado poroso de ladrillo triturado. Las bóvedas y espacios entre las paredes se construyeron utilizando piedra porosa toba cortada. Después de la caída del Imperio Romano, el uso de concreto liviano se limitó hasta el siglo XX, cuando se expandió el agregado liviano de pizarra, arcilla y pizarra para uso comercial (ESCSI 1971).

BARCOS

Si bien se entiende claramente que los términos alta resistencia y alto rendimiento no son sinónimos, podemos considerar el primer uso moderno de concreto de alto rendimiento cuando la American Emergency Fleet Corporation construyó barcos de hormigón ligero (1917-1920) en los que se obtuvieron resistencias a la compresión de 5000 psi (35 MPa) con un peso unitario de 1760 kg / m3 o menos, usando un horno rotatorio que producía pizarra expandida y agregado de arcilla. Las resistencias comerciales de concreto de peso normal de ese tiempo fueron de aproximadamente 2500 psi (17 MPa).

PLATAFORMAS PETROLERAS

En las estructuras de concreto flotantes costa afuera relacionadas con la energía, se logran grandes eficiencias cuando se utiliza un material de menor densidad. Una reducción del 25% de la masa en el aire dará como resultado una reducción del 50% cuando se sumerja. Debido a esto, la industria del petróleo y el gas reconoció que el concreto liviano se puede usar con gran ventaja en sus estructuras flotantes, así como en las estructuras construidas en un dique de grava y luego flotadas al sitio de producción.

PUENTES

Varios cientos de puentes han incorporado hormigón liviano en cubiertas, vigas o muelles. Los ingenieros de transporte generalmente especifican mayores resistencias de concreto principalmente para asegurar fracciones de mortero de alta calidad (alta resistencia a la compresión combinada con alto contenido de aire) que minimizarán el mantenimiento. Miles de puentes en los Estados Unidos son funcionalmente obsoletos con una capacidad de carga inaceptablemente baja o un número insuficiente de carriles de tráfico. El concreto estructural liviano ha jugado un rol importante en llevar estas estructuras hasta el cumplimiento moderno de una manera ambientalmente responsable.

EDIFICIOS

Muchos miles de edificios residenciales, comerciales e industriales, que van desde edificios de una planta a niveles múltiples, se han construido en todo el mundo utilizando mampostería de hormigón liviano y/o concreto liviano estructural.

El primer gran proyecto de construcción que empleó concreto ligero estructural en los Estados Unidos fue en 1928 y 1929, con una adición a la oficina de Southwestern Bell Telephone Company en Kansas City. El edificio se construyó originalmente como una estructura de 14 pisos, y la compañía descubrió que los cimientos y el apuntalamiento soportarían otras ocho plantas, teniendo en cuenta la carga muerta adicional del concreto de peso normal convencional. Tras el análisis, los diseñadores determinaron que mediante el uso de hormigón de pizarra liviana expandida en lugar de concreto convencional, se podrían agregar 14 pisos con seguridad en lugar de ocho, duplicando la altura del edificio a un total de 28 pisos. El concreto se mezcló in situ (esto fue antes del uso de plantas de concreto premezclado) con el equipo de mezclado relativamente crudo de la época. Naturalmente, hubo algunos problemas técnicos, principalmente en la producción de una mezcla uniforme y viable y la colocación del hormigón en forma de columnas y vigas, pero estos se superaron mediante la aplicación de conocimientos técnicos desarrollados en la Universidad de Kansas.

Cuando se completó, la adición del edificio mostró una reducción total de carga muerta de más de nueve millones de libras mediante la incorporación de agregado de esquisto expandido liviano: seis millones de libras mediante el uso de hormigón estructural liviano y tres millones de libras mediante el uso de ladrillos livianos en las paredes en lugar de unidades de arcilla estructural. La resistencia a la compresión del hormigón liviano fue de 3.500 psi a los 28 días, una fuerza de concreto alta casi sin precedentes en el momento. El edificio se ha mantenido durante más de 80 años como una demostración de la practicidad y la economía del hormigón ligero estructural.

El primer edificio estructural de hormigón ligero fue el Chase Park Plaza en St. Louis. Construido en 1929, este edificio de 28 pisos utilizaba hormigón estructural liviano tanto en sistemas de armazón como de piso, así como para protección contra el fuego.

Otra aplicación temprana “sostenible” que todavía se utiliza hoy en día se desarrolló en 1923; mampostería de hormigón ligero con un mayor valor de aislamiento, contracción normal y una resistencia a la compresión uniforme igual a la mampostería de hormigón de peso normal.

RESISTENTE AL FUEGO

El hormigón ligero es más resistente al fuego que el hormigón ordinario debido a su menor conductividad térmica, menor coeficiente de expansión térmica y la estabilidad térmica inherente de un agregado ya calentado a más de 2000º F, como se informa en ACI 216; método estándar para determinar la resistencia al fuego de los ensambles de construcción de concreto y mampostería, cuando el espesor de losa se determina por resistencia al fuego y no por criterios estructurales (viguetas, losas de gofres, por ejemplo) el rendimiento superior del concreto liviano reducirá el grosor de las losas y reducirá significativamente los volúmenes de concreto.

Fuente: https://www.escsi.org/sustainability-without-compromise/durability/