Un hormigón de alto rendimiento (BHP) (o hormigón de alto rendimiento) es un hormigón caracterizado por una muy alta resistencia a la compresión, ya que es superior a 50 MPa a los 28 días, y propiedades excepcionales en estado fresco (especialmente en términos de viscosidad), a corto o largo plazo.
El hormigón de alto rendimiento apareció a finales de la década de 1980.
Leyes resistencia ligante concreta a la composición se exponen al final del XIX ° siglo con, en particular, el ingeniero francés Féret, pero no se utiliza inmediatamente. Hasta finales de la década de 1940 , la formulación del hormigón era muy sencilla: 800 litros de grava , 400 litros de arena , 4 a 8 sacos de cemento y mucha agua, esta receta no siempre debe corresponder exactamente a un metro cúbico, pero sí se asentaría y endurecería. Con factores de seguridad del orden de tres en estructuras simples, los riesgos eran mínimos.
En la década de 1940, sabemos que para obtener hormigón hay que minimizar el porcentaje de huecos. M. Duriez precisa así que es aconsejable llegar a un entramado cuya superficie específica sea mínima dando un hormigón que, puesto en su lugar con la dosificación prescrita de cemento y el mínimo de agua necesaria para el mojado de todos los granos. Incluido el cemento, forma un todo homogéneo sin vacío.
En la década de 1980 , descubrimos una forma de reducir estos vacíos con la adición de micropartículas y aditivos como plastificantes, dando lugar así a hormigones de alto rendimiento.
Para mejorar el rendimiento de un hormigón, es aconsejable reducir su porosidad actuando sobre el esqueleto granular (tamaño de grano) mediante la adición de partículas ultrafinas como "humo de sílice", la adición de un superplastificante / aditivo alto . Reductor de agua y reduciendo la relación agua / cemento.
El uso de "superplastificantes / reductor alto de agua" permite reducir el agua en el hormigón a una consistencia igual, resultando en la eliminación de un gran volumen no movilizado por el agua necesaria para la hidratación del cemento . La relación agua / cemento es por tanto de 0,30 a 0,40, mientras que normalmente es de 0,45 a 0,60 para el hormigón ordinario.
La composición de un hormigón de alto rendimiento es generalmente la siguiente: 750 a 950 kg / m 3 de gravilla, 700 kg / m 3 de arena, 350 a 500 kg / m 3 de cemento de clase 52,5 N o R y un "humo de sílice "Tipo de adición. La adición de un "superplastificante / reductor elevado de agua" a un nivel del 1 al 2% del peso del cemento permite reducir el volumen de agua necesario a un valor de 140 a 160 litros / m 3 .
El uso de partículas ultrafinas de menos de una micra de ancho ayuda a reducir aún más la porosidad, pero se usa principalmente para concreto de muy alto desempeño (BTHP).
Las partículas ultrafinas utilizadas son en su mayoría humos de sílice, que contienen más del 90% de óxido de silicio, un subproducto de la industria del ferrosilicio.
Estos humos de sílice tienen una doble acción. Además de reducir los vacíos, también juegan un papel catalizador con la cal viva, ligada a su carácter puzolánico.
Este tipo de hormigón combina las ventajas del hormigón de muy alto rendimiento y el hormigón reforzado con fibra . En comparación con los hormigones normales, contienen más cemento, una relación agua / cemento más baja, agregados y fibras de gran distribución de tamaño de partículas.
Debido a la presencia de superplastificantes, el hormigón de alto rendimiento es muy fácil de maniobrar. Los valores de pandeo se miden en el cono o en la mesa de impacto para una clase S4 o F5 (fluido) en la mayoría de los casos. La fluidez de dicho hormigón permite una fácil implementación, en particular con un buen relleno del encofrado y un recubrimiento completo de las armaduras, incluso en áreas donde la armadura es muy densa. Esta facilidad de ejecución también permite reducir los tiempos de ejecución y permite un hormigonado complejo en condiciones de difícil acceso, como el bombeo a gran altura (caso de los pilares del viaducto de Millau ).
La porosidad y permeabilidad de estos hormigones también mejoran la durabilidad. Lo mismo ocurre con la resistencia a los ataques químicos como los que puede sufrir el hormigón en un entorno marino o en un entorno agresivo (cemento clase PM-ES) y la resistencia a las heladas. La resistencia a los agentes agresivos (iones de cloro, sulfatos, agua de mar, ácidos, etc.), el bajo riesgo de corrosión de las armaduras, la alta resistencia al ciclo de congelación-descongelación y al desconchado así como la baja permeabilidad son propiedades que califican este hormigón como duradero.
Sin embargo, debido a su composición específica utilizando en particular materiales como el humo de sílice, es difícil predecir su vida útil. El programa europeo Lifecon ha permitido comparar diferentes estructuras construidas en entornos muy específicos y sus datos teóricos asociados, para desarrollar diferentes modelos de degradación. También se han redactado directrices sobre evaluación de la vida, clasificación EN 206, así como recomendaciones de la industria para aplicaciones de BHP.
Los hormigones se clasifican según su resistencia a la compresión a los 28 días. Los hormigones de alto rendimiento tienen alta resistencia.
| Clase | Resistencia a la compresión a los 28 días (MPa) |
|---|---|
| Hormigón ordinario | 16 hasta 40 |
| Hormigón de alto rendimiento | 45 hasta 60 |
| Hormigón de muy alto rendimiento | 65 hasta 100 |
| Hormigón de ultra alto rendimiento | > 150 (EIFFAGE con BSI puede alcanzar 195 MPA)
y BOUYGUES 250 Mpa |
La fluencia es mucho menor que la del hormigón convencional. El coeficiente de fluencia, igual a la relación entre la deformación retardada y la deformación instantánea, está entre 1 y 1,5 para BHP mientras que es 2 para hormigones ordinarios.
El hormigón de alto rendimiento se somete a los mismos tipos de ensayos que el hormigón ordinario en el contexto de su cumplimiento de la norma NF EN 206-1, por ejemplo:
- Consistencia medida en el cono de Abrams
- Fuerza compresiva
También hay varias pruebas adicionales para medir las propiedades del concreto de alto desempeño tanto en la etapa de desarrollo de la formulación como durante las inspecciones de conveniencia o in situ.
- Extendiéndose en la mesa vibrante
- Reómetro
- Método de lechada AFREM
- Método de mortero de hormigón equivalente (MBE)
Las altas resistencias a corto plazo de 24 a 3 días según CCTP permiten un decapado rápido y un pretensado rápido. Así, los BHP se utilizan para estructuras: pretensados, prefabricados, fundidos in situ ...
Estas altas propiedades a una edad temprana llevan a recomendar el uso de este BHP para estructuras sometidas a fuertes esfuerzos mecánicos (edificios de gran altura, puentes, embalses, centrales nucleares, etc.). La resistencia en ambientes agresivos lleva a recomendarlos para trabajos en ambientes marinos o agresivos. Finalmente, cuando es necesario bombear hormigón a gran altura, se recomienda BHP por su gran maniobrabilidad.
La torre EDF en La Défense tiene 165 metros de altura. El uso de un BHP tipo B80 para los pilares de fachada permitió limitar el diámetro de los pilares más cargados a 1,30 m .
Los postes de las torres Coeur Défense tienen un diámetro de 1,10 my fueron realizados con un BHP B80.
| Fecha de invención | Nombre comercial | Desarrollador | Estrés por compresión a los 28 días |
| 1990 | Ducorit | ITW WindGroup | 90MPa |
| 1998 | Ductal | Lafarge , Rhodia , Bouygues | 150 MPa |
| 1998 | BSI | Eiffage , Sika | 150 MPa |
| 2000 | CEMTECmultiescala | IFSTTAR (ex-LCPC) , EPFL | 60MPa |
| 2000 | BCV | Vicat , Vinci | 130MPa |
| 2004 | Diseño Effix | Cementos de Calcia | 130MPa |
| 2005 | M2C | Jungwirth, EPFL - ENAC - IS-BETON | 180MPa |
| 2005 | CARDIFRC | Karihaloo, Universidad de Cardiff | 185MPa |