Estudio comparativo de propiedades entre adoquines cerámicos y adoquines de hormigón

Adoquines Cerámicos Estudio comparativo

Hoy nuestra entrada en el blog es de carácter técnico y os contamos los procesos de investigación que hemos llevado a cabo sobre adoquines construidos con diferentes materiales. Adoquines cerámicos y adoquines de hormigón.

Se ha realizado un estudio comparativo sobre las propiedades de los adoquines cerámicos en comparación con los adoquines de hormigón. Para ello, se han seleccionado dos muestras de productos, una  muestra de adoquines de hormigón color rojo de 60mm de espesor y otra muestra de adoquín Rojo Bilbao de 50mm de espesor.

Los ensayos a los que se les ha sometido son aquellos que se pueden realizar con los medios internos de los que se dispone en el laboratorio de Gres Acueducto. Así mismo, y dado que las normas de ensayo no son iguales en ambos productos, se ha optado por realizar las comprobaciones conforme a la UNE-EN1344:2002, referida a adoquines cerámicos.

También se han realizado pruebas fuera de las normas de ensayo para evaluar otros comportamientos.

CUADRO COMPARATIVO

En el siguiente cuadro se evalúan las diferencias entre un adoquín cerámico y un adoquín de hormigón.

  Adoquín Cerámico Adoquín de Hormigón
Material Arcilla cocida por encima de los 1100ºC Hechos de mezcla de hormigón.
El adoquín cerámico de 50mm es igual al de hormigón de 60mm Un adoquín cerámico de 50mm tiene unos parámetros no sólo comparables sino que superan a los del adoquín de hormigón de 80 mm 60 mm. Los adoquines de hormigón están hechos con una mezcla de hormigón con una resistencia por encima de 50 Mpa (con un grueso de 60mm)
Resistencia a compresión 200 Mpa. 4 veces más resistente que el adoquín de hormigón debido a las estructuras moleculares que se forman durante la cocción que garantizan una alta resistencia del material 50 Mpa (60 mm). Se trata de un hormigón común vertido a moldes que se endurece durante 28 días.
Color Color perdurable y resistente al desgaste, con color uniforme en toda la masa. La amplia gama de colores se obtiene utilizando diferentes tipos de arcillas las cuales desarrollan el color de manera natural mediante la cocción sin la utilización de aditivos ni colorantes. Garantía de larga duración del color No perdurable ni resistente al desgaste. Sólo es color gris es natural, los otros colores de obtienen mediante la adición de colorantes artificiales o la aplicación de una capa coloreada en la superficie
Aplicaciones Su forma simple e intemporal abre una amplia gama de posibilidades de diseño. Se puede utilizar el mismo adoquín para hacer bordes, escaleras, muros bajos y otros detalles de arquitectura Pese a su variedad de formas, estas no permiten muchas posibilidades de diferentes diseños porque sólo tienen una cara útil. Para los bordes, se necesitan otros adicionales, como bordillos de hormigón
Número de caras 5 posibles caras en una misma pieza (2 caras en tabla, 2 caras en tizón y una cara en soga) Sólo una cara utilizable
Resistencia a derrape La más alta resistencia al derrape (U3) bajo todas las condiciones (superficie seca o mojada) porque su superficie no llega nunca a pulirse por el desgaste Es satisfactoria a menos que el material agregado de hormigón, que es fácilmente pulible, quede expuesto durante su uso normal. Con el tiempo, los adoquines de hormigón se pulen por lo que su resistencia a derrape disminuye.
Resistencia a abrasión La clase más alta (A3). La cantidad promedia de material desgastado durante la prueba realizada conforme a la norma europea EN 1344 no debe exceder 450 mm3 (un ladrillo clinker con dimensiones de 200 x 100 mm pierde solamente 0,025 mm en la prueba, 40 veces menos de lo permitido por la norma Clase 1: La cantidad promedia de material desgastado durante la prueba realizada conforme a la norma europea EN 1338 no debe exceder 18000 o 5000 mm3 (un adoquín de hormigón con dimensiones 200 x 100 mm pierde hasta 0,9 mm en la prueba, esto es 40 veces más que el adoquín cerámico)
Resistencia a ácidos Durabilidad: la resistencia a ácidos débiles, tales como zumo de limón o vinagre, es una de las características de la cerámica porque las arcillas utilizadas para producir adoquines cambian su estructura después de la cocción a una fase no reactiva. Por ello desarrolla resistencia a ácidos, detergentes y otros productos caústicos Baja durabilidad. La acción de ácidos y disoluciones ácidas produce la corrosión del hormigón. Por ejemplo, el efecto de una disolución de ácido sulfúrico (lluvia ácida) sobre el hormigón, causa la transformación del cemento en sulfato de calcio hidratado, que puede ser muy fácilmente arrastrado por el agua y causa que el producto sea menos resistente.

···

COMPROBACIONES DE LABORATORIO

 

DIMENSIONES Y TOLERANCIAS

Sobre una muestra de 6 unidades de cada uno de los modelos según lo recogido en la UNE-EN 1344:2002 se han obtenido los siguientes resultados:

Adoquín Cerámico.

Tolerancia Rango
Nominal Max Muestra Max Muestra 1 2 3 4 5 6
Long. 200 ±6 1 8 1 199,8 199,7 199 199,1 199,6 199,4
Ancho 100 ±4 0 6 1 100,0 99,8 99,7 99,0 99,4 99,3
Espesor 50 ±3 1 4 1 49,7 49,1 49,6 49,4 49,1 49,0

Adoquín Hormigón.

Tolerancia Rango
Nominal Max Muestra Max Muestra 1 2 3 4 5 6
Long. 200 ±6 1 8 1 199,0 199,6 198,5 199,1 198,7 199,4
Ancho 100 ±4 1 6 1 98,9 99,3 98,3 99,4 98,3 99,2
Espesor 60 ±3 0 5 1 60,4 60,2 59,3 60,6 59,6 59,4

En cuanto a las dimensiones ambos modelos cumplen ampliamente los parámetros establecidos.

 

MASA

Sobre la muestra anterior se han determinado la masa de cada uno de ellos y calculado las densidades superficiales de ambos pavimentos.

Media Kgrs/m2 1 2 3 4 5 6
Cerámico 2107 106 2083 2111 2098 2106 2130 2111
Hormigón 2753 140 2763 2769 2710 2805 2718 2751

La densidad de carga superficial es un 32% superior en el pavimento de adoquín de hormigón en comparación con el cerámico. Dato a tener en cuenta para su colocación sobre forjados.

 

ABSORCION DE AGUA

Este  parámetro se ha estudiado al ser el valor mediante el cual se considera que un adoquín de hormigón es heladizo o no.

Valores Medios 1 2 3 4 5 6
Cerámico Masa Saturada 2168 2148 2177 2163 2163 2187 2169
Absorción 2,9% 3,1% 3,1% 3,1% 2,7% 2,7% 2,7%
Hormigón Masa Saturada 2821 2841 2847 2765 2875 2785 2815
Absorción 2,5% 2,8% 2,8% 2,0% 2,5% 2,5% 2,3%

 

CARGA DE ROTURA A FLEXION

En este punto se analiza la rotura a flexión de los adoquines tal y como se recoge en la norma UNE-EN 1344:2002

1 2 3 4 5 6
Cerámico Carga de Rotura (N/mm) Individuales 119 107 111 113 115 110
Medio 112
Mínimo 107
Resistencia a Flexotracción (N/mm2) Individuales 12 11 11 12 12 11
Medio 12
Hormigón Carga de Rotura (N/mm) Individuales 141 111 114 107 108 131
Medio 119
Mínimo 107
Resistencia a Flexotracción (N/mm2) Individuales 10 8 8 7 8 9
Medio 8

Aunque la carga de rotura sea similar al considerar el espesor del elemento nos resulta que la resistencia a flexotracción del adoquín cerámico es un 50% superior a la del adoquín de hormigón.

 

CARGA DE ROTURA  A COMPRESION

Los adoquines se han sometido a una prueba de compresión para determinar la capacidad portante.

ADOQUIN CERÁMICO 1 2 3 4 5 6
Longitud (mm) 198,80 199,20 199,00 199,30 198,50 199,10
Anchura (mm) 98,00 98,40 98,30 98,20 98,10 98,20
Espesor (mm) 49,00 48,60 48,90 49,00 48,70 48,40
Sección (mm2) 19482,40 19601,28 19561,70 19571,26 19472,85 19551,62
Carga de Rotura (KN) 2000 2000 2000 2000 2000 2000
Resistencia (MPa) 102,66 102,03 102,24 102,19 102,71 102,29
Resistencia Normalizada (MPa) 76,99 76,53 76,68 76,64 77,03 76,72
Resistencia Media Normalizada (MPa) 76,77
Resistencia Característica (MPa) 76,43

 

ADOQUIN DE HORMIGON 1 2 3 4 5 6
Longitud (mm) 198,60 198,40 199,20 198,20 199,10 198,40
Anchura (mm) 97,80 98,70 99,20 98,40 98,70 98,60
Espesor (mm) 58,90 60,00 60,20 59,70 60,00 59,90
Sección (mm2) 19423,08 19582,08 19760,64 19502,88 19651,17 19562,24
Carga de Rotura (KN) 1075 1081 1168 1107 951 1845
Resistencia (MPa) 55,35 55,20 59,11 56,76 48,39 94,31
Resistencia Normalizada (MPa) 44,83 45,27 48,47 46,54 39,68 77,34
Resistencia Media Normalizada (MPa) 50,36
Resistencia Característica (MPa) 28,15

En este ensayo en los adoquines cerámicos se ha llegado al límite de carga que es capaz de realizar la prensa disponible (2000KN), sin que se produzca la rotura, por lo que el valor determinado no corresponde con la rotura del adoquín. Sin embargo, en los adoquines de hormigón si se produjo la rotura con unas cargas cercanas a la mitad de la capacidad de la prensa.

 

COMPORTAMIENTO FRENTE A LOS ACIDOS

Se han sometido diversas muestras a la acción de diversos ácidos para evaluar el comportamiento.

Liquido de limpieza de fachadas (Ácido Clorhídrico)

En primer lugar se sometió a una muestra de adoquín de hormigón a la acción de un acido muy empleado en el sector de la construcción.

El resultado, tal y como se puede apreciar en la fotografía, es una degradación total de la superficie tratada, en la que incluso es posible desagregar parcialmente los componentes con un simple frotado con el dedo.

ESTADO INICIAL       /       ESTADO FINAL

El adoquín cerámico no se ve alterado por el tratamiento.

ESTADO INICIAL       /       ESTADO FINAL

Ácidos débiles (Acido Cítrico)

Se ha evaluado la acción de ácidos suaves y concretamente la acción de una acido contenido en un elemento cotidiano como puede ser los limones.

El estado inicial de la muestra:

Desarrollo del ensayo:

Resultado Final:

Tal y como se aprecia en las fotografías, la simple acción de un limón sobre la superficie del adoquín de hormigón daña el aspecto del mismo. Las fotografías del resultado corresponden con los adoquines una vez lavados con agua.