Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
CAPITULO 3 3. COLOCACIÓN Y EJECUCIÓN DEL HORMIGÓN EN OBRA 3.1 CONSIDERACIONES PREVIAS. REUNIÓN. Antes de comenzar un trabajo, especialmente en el caso de grandes proyectos, debe llevarse a cabo una reunión previa a la construcción relacionada con el hormigón (algunas veces denominada reunión de obra) para definir y ubicar las responsabilidades de todo el equipo de construcción. Es imperativo que todos los miembros del equipo se reúnan para establecer las responsabilidades del proveedor de hormigón, el comitente, el arquitecto, el ingeniero estructural, el contratista general, los subcontratistas, los laboratorios de ensayos y los inspectores. Esta reunión debe efectuarse mucho antes del proyecto con vistas a asegurar que haya tiempo suficiente para que todas las partes tengan absolutamente claras sus responsabilidades. Cada proyecto de construcción reúne a diferentes empresas, personal y procedimientos, que pueden o no haber trabajado juntos con anterioridad. Dos trabajos nunca son iguales aun cuando se trabaja con las mismas empresas, pues los cambios en el personal pueden modificarla percepción de las responsabilidades individuales. Las conferencias previas a la construcción son necesarias para solucionar los detalles de cómo debe ser ejecutado un trabajo, identificar los contactos autorizados para varios aspectos y qué es lo que debe hacerse si alguna cosa no sale como estaba planificada. De hecho, en muchos casos, los proyectos se han comenzado sin un claro entendimiento de las responsabilidades asignadas, lo que da como resultado la realización de trabajos extras, pérdidas de tiempo y mayores costos. En algunos casos, una sencilla conferencia previa a la construcción puede prevenir algunos, si no todos, los problemas que sirven para documentar la cadena de responsabilidades, que puede ser referenciada cuando sea necesario. La agenda de la reunión previa a la construcción deberá contener lo siguiente para asegurar que todos los detalles son abarcados antes de formalizarla entrega del hormigón: • Propósito: Definir las responsabilidades individuales del equipo deconstrucción con hormigón. • Tema: Agenda previa a la construcción, diseños de mezclas de hormigón, de la colocación, inspección y ensayos. • Nombre del proyecto y ubicación: Establecer el nombre del proyecto y su microlocalización. • Personal a asistir: El gerente del proyecto por parte del contratista, el representante del propietario, el subcontratista o proveedor del hormigón, el arquitecto, el ingeniero, el supervisor de los ensayos de laboratorio, el responsable del control de calidad del productor de hormigón, el inspector y el jefe de la obra, siempre quesea aplicable, así como cualquier otra persona que se considere necesaria. • Acta de la reunión: Asignarle a alguien la actividad de elaborar el acta y establecer una lista de distribución de tareas. • Diseño de la mezcla de hormigón y especificaciones: ¿Los diseños delas mezclas tienen que ser aprobados? ¿Cuál es el proceso de aprobación? ¿Hay requerimientos especiales para el desempeño del hormigón? ¿Se usarán aditivos con costo adicional? ¿Quién los autoriza? • Solicitud del hormigón y programación de las entregas: Asegurar que existe en el lugar un programa de entrega de hormigón. Establecer el tiempo de anterioridad necesario para hacerla solicitud, especialmente en el caso de grandes volúmenes o para hormigones Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 1 de 43 especiales, y establecer el enlace de comunicaciones para las cancelaciones de última hora. Establecer quien tiene la autoridad para hacer y cancelar los pedidos, las áreas para el estacionamiento y ubicación de lavado de los motohormigoneros y la bomba, así como el vaciado del hormigón sobrante. • Inspecciones de trabajo: ¿Quiénes el responsable de inspeccionar y aprobar los encofrados y el acero de refuerzo antes de la colocación del hormigón? ¿Quién es el responsable para aprobar la adecuación de la preparación de la sub-base para el caso de las losas de hormigón sobre el terreno? ¿Quién es el responsable para la colocación y la compactación del hormigón? ¿Quién asegura que sean empleados los métodos correctos para el acabado de la superficie y el curado? ¿Qué método será utilizado y por cuánto tiempo será el curado del hormigón? ¿Cuál es la resistencia mínima requerida del hormigón para desencofrar? ¿Habrá algún tipo de reporte formal para desencofrar? ¿Habrá algún tipo de ensayo en el sitio? ¿Quién es el responsable de autorizar el desencofrado? ¿Dónde serán almacenadas las probetas de ensayo que se curan en el campo y para qué propósito serán ensayadas? • Muestreo y ensayos: ¿Qué procedimiento se seguirá para la aceptación de las muestras? ¿Cuál será la frecuencia de muestreo y ensayo del hormigón? ¿Qué ensayos serán efectuados? ¿Quién dirigirá los ensayos? ¿Cuántas probetas se harán, cómo serán curadas y a qué edad serán ensayadas? ¿Qué procedimiento se seguirá en el caso de no conformidad con la especificación? • Responsabilidades de la aceptación y rechazo del hormigón fresco: ¿Quién tiene la autoridad para añadirle agua al hormigón en la obra? ¿Quién tiene la autoridad para rechazar la entrega del hormigón? ¿Por qué razones puede el hormigón ser rechazado? ¿Cuáles son las tolerancias para el asentamiento, el contenido de aire, el peso unitario y la temperatura? Establecer los procedimientos de reensayo del hormigón antes de su rechazo. • Manipulación de las probetas: ¿Cómo serán almacenadas las probetas en la obra? ¿Quién deberá asegurar el ambiente inicial de curado de las probetas y cómo controlará que se mantengan la temperatura y la humedad requeridas? ¿Cómo serán transportadas las probetas los fines de semana y los días no laborables y quién garantizará el acceso hasta el lugar de trabajo? ¿Qué procedimiento de curado será empleado en el lugar donde se realizarán los ensayos? Verificar que las probetas sean manipuladas, transportadas y curadas de acuerdo con los requerimientos de las normas IRAM u otras aplicables. • Distribución del informe de laboratorio y criterio de aceptación: Definir el intervalo de tiempo para la distribución del informe de laboratorio y quiénes recibirán copias de los informes de ensayos. ¿Qué contendrán los informes y cuál será el criterio de aceptación de la resistencia? • Ensayo del hormigón in situ: La reunión deberá establecer qué situaciones requerirán de ensayos adicionales. ¿Cómo y por quién serán evaluados los resultados de los ensayos? ¿Quién asumirá los gastos de las evaluaciones adicionales? Los puntos enunciados anteriormente son ejemplos de algunos de los aspectos que deberán ser discutidos en la conferencia previa a la construcción. También da la oportunidad a que todas las partes involucradas revisen cuidadosamente la especificación y, los documentos contractuales y, si es necesario, hagan cambios y mejoras. También aporta una compresión de las responsabilidades, que deberán ser documentadas para referencias futuras. 3.1.1 Resumen de puntos sugeridos para la reunión previa a la construcción. • Información del proyecto y avance programado de obra • Participantes en el proyecto • Secuencia de construcción y procesos Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 2 de 43 • Construcción y aceptación de la base y sub-base• Accesos a la obra • Energía , iluminación , agua • Encofrado y desencofrado • La colocación del hormigón, equipos y procedimientos • Aditivos y adiciones • Compactación del hormigón • Acabados de las superficies • Juntas • Curado y sellado • Protección del hormigón • Precaución para clima frío y cálido • Materiales para el hormigón y mezclas • Requisitos especificados para el hormigón • Ajustes en obras • Materiales especiales • Solicitud y programación delas entregas • Control de calidad • Informes de laboratorio • Acciones correctivas de almacenaje, transportación y ensayo de las probetas • Aceptación/rechazo del hormigón fresco y endurecido • Evaluación in situ de la resistencia del hormigón • Resolución de disputas y asignaciones de costos • Administración ambiental en la obra • Seguridad en la obra 3.2 COMPOSICIÓN DEL HORMIGÓN Para fabricar el hormigón se deberá tener en cuenta lo siguiente: Estudios previos a) Materiales componentes: con suficiente anticipación a su uso se encaran los ensayos necesarios de los mismos. Estos deben repetirse cuando: - llegan nuevas partidas a la obra - cambian las fuentes de abastecimiento - se observan anomalías en los resultados de ensayo de los materiales o del hormigón. b) Hormigón: - dosificación por un método racional. - confección de pastones de prueba - verificación de la formula tipo - preparación de pastones de prueba en escala de obra (formula de obra) Puede prescindirse de los estudios y ensayos previos si se emplea hormigón elaborado (y el Productor dispone de los mismos) o si el Constructor dispone de los antecedentes de estudios realizados en las mismas condiciones (equipo, materiales, composición, etc.). Contenido unitario de cemento Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 3 de 43 En general, la cantidad de cemento debe ser la necesaria para obtener mezclas compactas de resistencia, trabajabilidad y durabilidad adecuada. A continuación se indican valores recomendados de contenidos de cemento para hormigones normales. Para hormigones de características y propiedades especiales se dan indicaciones en 6.5. 250 Kg/m³ Estructuras de Hº simple con agregados gruesos de tamaño nominal hasta 53. 270 Kg/m³ Estructuras corrientes de Hº Aº no expuestas a la acción de la humedad, intemperie, ni de un medio agresivo. 350 Kg/m³ Superestructuras de puentes y otras estructuras no protegidas contra la acción de la intemperie ni de la humedad. Depósitos para agua, cisternas, conductos, etc. 500 Kg/m³ Contenido máximo de cemento, salvo en casos debidamente justificados y estructuras prefabricadas. Proporciones empíricas Las proporciones empíricas no son recomendables ni económicas. H8 – Hormigones de limpieza y nivelación • Clasificación: Hormigón tipo H8, • Resistencia característica mínima: σ ‘ bk = 80 kg/cm2. – • Contenido mínimo de cemento: 220 kg/m3. • Razón agua – cemento máxima: 0,50 • Asentamiento: 5-7cm. (Tolera. ± 2 cm) • Tamaño del agregado grueso: 32 mm H13 – Hormigones para elementos estructurales • Clasificación: Hormigón tipo H13, • Resistencia característica mínima: σ ‘ bk = 130 kg/cm2. • Cemento Portland CP30 • Contenido mínimo de cemento: 260 kg/m³. • Razón agua – cemento máxima: 0,5. • Asentamiento: 10 cm (Tolerancia ± 2 cm). • Tamaño máximo del agregado grueso: será de de 32 mm. H17 – Hormigones para elementos estructurales • Clasificación: Hormigón tipo H17, • Resistencia característica mínima: σ ‘ bk = 170 kg/cm2. • Cemento Portland CP30 • Contenido mínimo de cemento: 300 kg/cm³. • Razón agua – cemento máxima: 0,5. • Asentamiento: 10 cm (Tolerancia ± 2 cm). • Tamaño máximo del agregado grueso: será de de 32 mm. H21 – Hormigones para elementos estructurales • Clasificación: Hormigón tipo H 21, • Resistencia característica mínima: σ ‘ bk:= 210 kg/cm2. • Cemento Portland CP40 • Contenido mínimo de cemento: 340 kg/cm³. • Razón agua – cemento máxima: 0.45 • Asentamiento: 5 cm (Tolerancia ± 1 cm). • Tamaño máximo del agregado grueso: 32 mm Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 4 de 43 H25 – Hormigones para pavimentos • Clasificación: Hormigón tipo H25, • Resistencia característica mínima: σ ‘ bk: 250 Kg/cm2. • Cemento Portland CP40 • Contenido mínimo de cemento: 380 kg/cm³. • Razón agua – cemento máxima: 0.45 • Asentamiento: 7 cm (Tolerancia ± 1 cm). • Tamaño máximo del agregado grueso: 32 mm. H30 – Hormigones para pavimentos • Clasificación: Hormigón tipo H30, • Resistencia característica mínima: σ ‘ bk: 300 Kg/cm2. • Cemento Portland CP40 • Contenido mínimo de cemento: 420 kg/cm³. • Razón agua – cemento máxima: 0.45 • Asentamiento: 5 cm (Tolerancia ± 1 cm). • Tamaño máximo del agregado grueso: 32 mm. Tamaño máximo del agregado El hormigón se deberá poder colocar sin dificultades dentro de los encofrados sin que queden espacios vacíos. Debe estar asegurada la máxima compacidad del hormigón y el recubrimiento completo de las armaduras. Consecuentemente, el tamaño máximo debe ser menor que ¾ de la mínima separación horizontal o vertical libre entre barras o grupos de barras paralelas en contacto directo o del mínimo recubrimiento libre de las armaduras. Además debe ser menor que 1/5 de la menor dimensión estructural. En la práctica resulta satisfactorio un tamaño máximo de 19mm para los casos de más difícil colocación y 26.5 mm de fácil colocación. Preparación del hormigón Se recomienda la medición de todos los materiales componentes del hormigón en peso. Si esto no fuese factible, debe medirse indefectiblemente el cemento en peso y los otros componentes por volumen. Se llama la atención sobre el hecho de que la medición de los agregados, especialmente de los finos, realizados en volumen aparente de material suelto puede conducir a variaciones importantes debido a su contenido de humedad. Mezclado Orden de introducción al tambor 1° cemento y el agregado fino 2° parte del agua de mezclado 3° el grueso 4° el resto del agua de mezclado En hormigoneras pequeñas resulta mejor intercambiar el orden del 1° y 3° paso. Si es necesario corregir la consistencia, de poco monto (< 5 cm) se debe efectuar simultáneamente la corrección de la cantidad de cemento y del agua para mantener el factor agua- cemento constante. Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 5 de 43 Duración del mezclado: mínimo 1 1/2 minutos (1 minuto, si los resultados justifican este valor) contados a partir del momento en que hayan ingresado todos los materiales sólidos. Máximo intervalo de tiempo entre mezclado y colocación: 1/2 hora contada desde el momento en que el agua se puso en contacto con el cemento. 3.3 VENTAJAS DEL HORMIGÓN ELABORADO EN PLANTA CONTRA HORMIGÓN IN SITU La necesidad de obtener elevadas resistencias y reducir los tiempos de hormigonado determina que cada vez sea menos frecuente pensar en la disyuntiva de solicitarlo a una empresa elaboradora o hacerlo in situ. La elección entre el hormigón elaborado en planta y el hormigonadoin situ se hará seguramente basándose en las circunstancias particulares de la obra en cuestión, los aspectos técnicos y los costos beneficios asociados con cada uno de ellos. Atendiendo a que generalmente ciertos elementos estructurales de una obra, como vigas, columnas, y losas cerámicas, etc., que ocupan volúmenes pequeños, es común que muchas veces y a solicitud del Director de Obra se requiera fabricar hormigón in situ. Pero cuando se necesite un hormigón homogéneo de calidad controlada y que cuente con el respaldo de la asistencia técnica del proveedor especializado, sin duda deberá recurrir al hormigón elaborado. La ventaja más sobresaliente en el empleo de hormigón elaborado es la garantía de su producción en cuanto a las propiedades mecánicas del material, avalado no solamente por un riguroso control mediante continuas pruebas realizadas sobre el producto final sino que además se realizan diferentes controles de los materiales componentes, a través de un tratamiento estadístico de los mismos, y la capacitación permanente del personal involucrado en esas tareas. La importancia del control de los materiales componentes Todo proveedor de hormigón elaborado, antes de decidir el uso de una fuente de agregados pétreos, necesita determinar sus diversas características físicas, como: peso específico, absorción, humedad y composición granulométrica. Luego de ser aceptados, se debe continuar con ensayos periódicos para volver a evaluar que esas mismas características perduren al renovar los acopios y así asegurar la homogeneidad del hormigón durante todo el proceso de elaboración. Su almacenamiento se ha de realizar con métodos adecuados paraqué no se modifiquen las propiedades indicadas. Los controles periódicos sobre la humedad de los diferentes agregados que intervendrán en la preparación del hormigón son muy importantes para considerar la posible modificación de la relación agua-cemento que interviene en forma directa sobre la resistencia del hormigón. El cemento también se controla mediante ensayos normalizados referentes a la finura, resistencia a la compresión, tiempos de fraguado, etc., y con menor asiduidad se realizan análisis químicos dado que, en la actualidad, se trata de un material debidamente controlado por la industria del cemento y que es respaldado por un protocolo de calidad. En el caso de que se decida emplear aditivos químicos, se realizan ensayos en los laboratorios de planta, lo que permite efectuar la mejor elección y dosificación delos mismos de acuerdo con la mezcla de cemento y agregados que se vaya a emplear. El agua, como elemento componente del hormigón, no ofrece generalmente mayores inconvenientes, a pesar de lo cual en forma periódica se realizan análisis químicos para corroborar la calidad de la misma para la preparación del hormigón. Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 6 de 43 La elaboración del hormigón en función de su vida útil El hormigón es un material que presenta la particularidad de que puede ser realizado en cualquier lugar y de cualquier manera, pero se debe tener bien en claro que de la forma de ejecución, del control delos materiales componentes, de su colocación y curado depende la calidad futura de la estructura de hormigón en toda su vida útil. Es importante señalar que el hormigón es uno de los pocos materiales o productos que no son almacenables; por lo tanto, no se lo puede producir y mantener para comprobar su calidad antes de ser utilizado en la obra (con excepción de los elementos prefabricados). Esto requiere un cuidado extremo en la selección de las materias primas antes de su utilización y en los criterios de elaboración. Dosificación por volumen Si se mezclan con pala o con una hormigonera simple los contenidos de una bolsa de cemento, varias canastas con agregados como arena y piedras, y algunos baldes con agua, se obtiene hormigón. A este material preparado en obra solamente se le puede exigir una resistencia acorde a estructuras de menor importancia con resistencias a la compresión bajas. Pero si hablamos de estructuras complejas y con requerimientos especiales debemos de alguna manera apuntar a un eficiente control de la calidad, resistencia y durabilidad. Muchas veces se ha supuesto que un determinado consumo de cemento por metro cúbico de hormigón asegure una resistencia a la rotura por compresión especificada en el proyecto. Pero esto, generalmente, trae aparejado un elevado contenido de cemento en desmedro de la seguridad que proporciona un buen estudio y control de la formula más adecuada para ese hormigón que permite, seguramente, optimizar su costo. Dosificación por peso La dosificación del hormigón elaborado se realiza siempre por peso en las plantas elaboradoras. El operador de la planta recibe del laboratorista las dosificaciones finales con las que debe trabajar, cuyos contenidos se encuentran dentro de los límites establecidos por las normasen vigencia, determinando la humedad de los materiales y garantizando de esta manera una proporción adecuada de agregado grueso y fino, lo que redundará en un hormigón más homogéneo, cohesivo en el estado plástico y más durable en el estado endurecido. Las balanzas a reloj y las celdas de carga que se emplean como sistema de pesaje de las plantas dosificadoras se revisan y calibran periódicamente, quedando siempre una constancia de dicho procedimiento. Las cantidades utilizadas en cada entrega quedan registradas en el parte de carga emitido por el sistema de automatización, con el objetivo de revisar que realmente se emplearon en las cargas las cantidades indicadas en las dosificaciones y llevar adelante a fin de la jornada el control de stock de los acopios. Uno de los aspectos más destacables en la producción de hormigón elaborado es el elemento humano. Las empresas hormigoneras están muy conscientes y ponen especial atención en la capacitación y experiencia del personal encargado de manejar la planta, teniendo éste por lo general muchos años de experiencia en el medio. Es así que el encargado conoce a simple vista la trabajabilidad y cohesión del hormigón que está produciendo, y junto con el laboratorista de la planta realizan los ajustes adecuados, si son necesarios, para no alterar el contenido de cemento y producir un hormigón de calidad. El control de calidad sobre el producto terminado se realiza de manera rigurosa mediante muestreos en la planta hormigonera o en la obra misma, determinando primero el asentamiento, la Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 7 de 43 trabajabilidad, la cohesión y la confección continua de probetas para determinar la resistencia a la compresión del hormigón. Con los resultados obtenidos de estas determinaciones se realiza un registro estadístico para verificar la uniformidad y el cumplimiento delas normas en vigencia de hormigón elaborado (Norma IRAM 1666). Factores importantes a tener en cuenta para comparar y evaluar a) La ubicación de la obra, su accesibilidad y relación con el entorno urbano circundante. b) Las clases de hormigón y el propósito de las estructuras. c) Requerimientos técnicos. d) Calidad. e) Cantidad total a ser producida. f) Tipo y tamaño de cada elemento estructural. g) Disponibilidad de hormigón elaborado en el ámbito local. h) Programa. i) Tipo de contrato,diseño y construcción, características del cliente o constructor. En una etapa siguiente, se debe tomar una decisión entre los dos métodos, después de una evaluación cuidadosa de las opciones comerciales y técnicas, junto con un programa de tareas práctico y eficiente. Si se considera la opción del hormigón elaborado, se debe realizar un análisis de costos. Dependiendo del contrato en marcha, se deberá tener en cuenta si se requiere el hormigón, por ejemplo, fuera de los horarios normales de trabajo, lo que obligará a incluir costos adicionales, junto con las cargas por tiempos de espera y de carga. Para el caso del hormigonado insitu, la preparación es más onerosa y se vuelve más compleja. Comparada con la opción del hormigón elaborado, una cantidad similar de material necesita todavía ser transportada por carretera. Sin embargo, el número de viajes se puede reducir sustancialmente si el material adecuado que verifica las normas respectivas se puede disponer localmente. Los transportes de agregados pueden ser despachados fuera de las horas pico, evitando el tráfico y, con ello, las demoras. Problemas que se pueden presentar en la preparación del hormigón en obra a) Reducción de la durabilidad. b) Agrietamientos. c) Variaciones de la resistencia a la compresión o flexión. d) Segregación de los materiales componentes. e) Falta de continuidad en el elemento estructural. f) Importantes contracciones. g) Aumento en la permeabilidad. h) Aumento en la exudación. i) Riesgo en la estabilidad de la estructura. Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 8 de 43 j) Reducción de la capacidad de adherencia con la armadura. k) Reducción o variación del módulo de elasticidad. Ventajas de la industria del hormigón elaborado a) Considerables avances en la tecnología y el equipamiento. b) Adecuado control de calidad sobre el hormigón provisto. c) Provisión de materiales componentes con pesadas controladas y precisas. d) Posibilidad de suministro las24 horas. e) No se requiere espacio de almacenamiento para los agregados y el cemento en la obra. f) Eliminación de desperdicios o fugas de materiales. g) Menor control administrativo por el volumen y dispersión de compras de agregados y cemento. h) Mayor limpieza en la obra, evitando multas por invadir frecuentemente la vía pública con los materiales. i) Asesoramiento técnico especializado sobre cualquier aspecto relacionado con el uso o característica del hormigón. j) La máxima experiencia trasladada al producto y puesta al alcance del usuario. k) Conocimiento real del costo del hormigón. l) Mayores velocidades de colada y por consecuencia un avance en la terminación de la obra. m) Reducción de coladas suspendidas, ya que el productor normalmente cuenta con más de una planta hormigonera. n) Disponibilidad de bombas de hormigón para hormigones en altura. Servicios de la industria del hormigón elaborado Se debe pensar que el hormigón elaborado es más que un producto; es un paquete completo de servicios y proporciona un conjunto importante de beneficios al usuario, sea contratista, director técnico o propietario de la obra. Como son tantas las variables que aparecen involucradas en el producto hormigón, hay muchos condicionantes para producir un hormigón de calidad, por lo que debe considerar sea la producción de hormigón elaborado como un servicio complejo y de carácter dinámico que tiene que ser realizado por especialistas. El hormigón elaborado es un material a entregarse en un sitio determinado que debe llegar con la frecuencia estipulada a su destino y con la calidad adecuada, que es producto del resultado de la logística propia del proveedor. Regresando al inicio de este artículo, si la intención es comparar el hormigón elaborado con el realizado in situ es importante destacar que no sería del todo adecuado hacerlo sólo desde la suma de costos de los materiales componentes, pues existen muchos otros elementos a considerar, que al ser tenidos en cuenta dan como único resultado que el hormigón realizado in situ es en definitiva mucho más oneroso que el hormigón elaborado. El servicio de la industria del hormigón elaborado establecido formalmente no sólo otorga la facilidad de tener volúmenes importantes en un determinado momento sino que además, detrás Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 9 de 43 de cada entrega, hay detalles complementarios al servicio que son motivo de una preparación cúmulo de experiencias importantes. 3.4 COMO PEDIR HORMIGÓN ELABORADO Al pedir Hormigón Elaborado está contratándose un servicio que lleva implícito un producto, por lo que el pedido tiene que ser muy preciso, estableciéndose todas las pautas como corresponde a cualquier contrato. Es muy importante asegurar, antes de emitir una orden de compra, que la cantidad y velocidad de despacho pueda ser verificada por el proveedor y que el hormigón pueda ser manipulado correctamente por el comprador. Las órdenes deben ser siempre claras y el criterio para notificar cancelaciones o cambios se debe acordar de antemano con el proveedor. Es recomendable enviar tanto los pedidos como las modificaciones o cancelaciones por fax (o correo electrónico). La descarga de un motohormigonero debe cumplirse dentro del tiempo establecido, debiéndose anotar claramente ese dato en el remito correspondiente al viaje del mencionado camión. Cabe destacar que muchos de los conceptos vertidos en este capítulo se encuentran generalmente mencionados en los remitos de entrega del hormigón bajo destacados títulos que invitan a la lectura del tipo “condiciones de venta y entrega de productos" o "muy importante"(en algunos casos al dorso de los mismos). El usuario debe suministrar datos básicos de su obra al productor, los cuales se enumeran a continuación: a) Tipo de estructura; total de hormigón en m3 que llevará toda la obra; tiempo estimado de ejecución. b) Resistencia característica a compresión del hormigón en MPa o en kg/cm2. c) Tipo y cantidad mínima de cemento por metro cúbico de hormigón que pueda ser necesario por exigencias de durabilidad u otros que no sean la condición de resistencia a compresión (como relación agua/cemento). d) Tipo y tamaño máximo de los agregados. e) Consistencia de la mezcla fresca en centímetros en el momento de la descarga, medida en el tronco de Cono de Abrams. f) Aditivos químicos a incorporar al hormigón. g) Contenido de aire intencionalmente incorporado en porciento en las mezclas que lo especifiquen. h) Características especiales que requiere ese hormigón (p. ej.: Hormigón a la vista, resistente al desgaste, resistente al ataque por sulfatos, etc.). i) Si será hormigón bombeado o el transporte interno se hará por medios tradicionales. j) Capacidad de recepción del hormigón en la obra, en lo posible en m3/hora, y toda otra información pertinente que surja del cambio de ideas entre el usuario y productor. En caso de ser necesario, el productor completa el conocimiento sobre la obra, enviando un inspectora la misma con el objeto de verificar la ubicación, accesos y posibilidades de maniobra para los motohormigoneros; posible lugar de descarga o de colocación de la bomba de hormigón; pasajes o rampas que puedan representar un riesgo al desplazamiento de personas o vehículos. En lo querespecta a las obra en sí, verificar en Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 10 de 43 la partes con armaduras colocadas la relación entre la separación de las barras con el tamaño máximo del agregado solicitado; estado general delos trabajos; capacidad de recepción del hormigón; equipos de compactación, etc. Las tareas citadas en este párrafo también deben ser realizadas por el encargado de la obra (el usuario). Cuando el pedido se hace para una obra ya iniciada, donde se ha hormigonado con anterioridad, y están establecidos todos los datos que figuran más arriba, lo que se hace es seguir una rutina que puede incluir los puntos siguientes: a) Quién hace el pedido y paraqué sector de la obra. b) Día y hora en que se desea el primer motohormigonero en obra, y con qué frecuencia las siguientes. c) Cantidad de m3 de hormigón necesarios. d) Tipo y tamaño máximo de los agregados. e) Resistencia característica a compresión a 28 días en MPa o en kg/cm2. f) Asentamiento medido en el tronco de Cono de Abrams, en centímetros. g) Qué aditivo debe llevar el hormigón. h) Qué va a hormigonarse y qué medio de transporte interno va a utilizarse. i) Cualquier otra información complementaria que pueda ser útil. Ejemplo de pedido Un ejemplo de este tipo de pedido, que generalmente se hace por teléfono, puede ser el siguiente: "Habla el capataz Ortíz, de la obra Hormigonar S.A., en Las Heras2420. Necesito para el martes10, a las 7:30 horas, 50 m3de hormigón H21 (resistencia característica21MPa), con canto rodado tamaño máximo 25 mm, con asentamiento de 15 cm. Vamos a hormigonar la losa sobre el2º piso con guinche y carros, a razón de un camión cada 45 minutos. A las 12:30 horas paramos media hora para comer. Y recuerde, el 3er camión lo necesito con superfluidificante porque tengo una zona con mucha armadura. Un ejemplo de cómo NO DEBEPEDIRSE EL HORMIGON, puede ser el siguiente: "Necesitamos el hormigón enseguida, para la obra frente a la Plaza Vicente López, igual que el miércoles pasado". Se pueden señalar diversos cuestionamientos a este tipo de solicitud. Debe pedirse el hormigón con tiempo, pues quien lo pide no es el único usuario. Esto permite al productor programar con anticipación las entregas, disponiendo adecuadamente de los materiales y equipos. Además de aclarar perfectamente las condiciones a cumplir por el hormigón a enviar. Esto originará el servicio que el usuario requiere y el productor está en condiciones de ofrecer. Todo pedido tardío o con datos incompletos origina errores, consultas, pérdidas de tiempo y confusiones. Tareas en obra para recibir el hormigón Aparte de hacer correctamente el pedido en tiempo y forma, deben realizarse en la obra algunas tareas para facilitar la operación de los camiones, tales como las siguientes: • Preparar los accesos y recorridos para los motohormigoneros dentro dela obra para que puedan entrar, maniobrar, descargar y salir sin impedimentos y en el menor tiempo posible. Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 11 de 43 Y que esos accesos y recorridos no se deterioren con el paso delos primeros camiones y haya que detener el hormigonado por un vehículo atascado. • El guinche o elemento de descarga del hormigón debe ser colocado tanto en planta como en altura, para que la descarga sea fluida y sin demora excesiva. • Debe haber colaboración de la obra, con los conductores de los motohormigoneros y viceversa. Y eso se consigue pensando durante cinco minutos y no discutiendo durante cinco horas. • Se debe tener todo dispuesto antes de que llegue el primer camión y no esperar a que éste llegue y recién empezar con los preparativos para recibir el material. No ejecutar períodos de descanso o comidas mientras está descargándose un camión, y en caso de tomarse un lapso largo a tales efectos hacérselo saber a la planta de elaboración para que disminuya o suspenda provisoriamente el ritmo delos despachos. Provisión del hormigón Por bueno que sea el hormigón no ocultará los defectos que puedan derivarse de una mala ejecución del hormigonado. Por ejemplo: • Encofrados sucios o muy secos. • Agregado de agua en exceso. • Demoras en la descarga. • Deficiente colocación, compactación o terminación. Estos defectos harán aparecer enseguida defectos en el hormigón, y a los 28 días se observarán fallas de resistencia. • El hormigón se despacha normalmente en motohormigoneros con 7 a 10 m3 de hormigón fresco y al final un corte para completar la cantidad, pero nunca menor que medio metro cúbico. • Es importante calcular bien la cantidad necesaria a hormigonar y tener siempre en cuenta que por pérdidas en los encofrados y otras, durante el colado, sobre-espesores de losas, etc., generalmente habrá necesidad de una cantidad ligeramente mayor a la que se mide matemáticamente, en especial en estructuras que tienen como encofrado el terreno natural, tales como bases de fundación, vigas en medianeras, pilotes, etc. • No hacer esperar innecesariamente a los motohormigoneros variando las frecuencias establecidas con el proveedor. De lo contrario, el vehículo siguiente destinado a esta obra será dirigido hacia otra. • Una de las recomendaciones más importantes: no incitar jamás al conductor del motohormigonero a agregar agua a la mezcla. Colaboración El productor de Hormigón Elaborado y sus empleados están obligados a atender la obra del mejor modo posible. Deben ser considerados como colaboradores y no como rivales. En casos de deficiencias de cualquier tipo o dudas, hay que comunicarse de inmediato con la planta de despacho para informar y pedir las aclaraciones correspondientes. Una última reflexión: las máquinas, equipos y vehículos a veces pueden sufrir averías; es importante tenerlo en cuenta. Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 12 de 43 3.5 LA JERGA EN LA OBRA Hoy más que nunca el ser humano de principios del nuevo siglo necesita del lenguaje para comunicarse con los pares con los que interactúa en su actividad cotidiana, más aún si tenemos en cuenta que desde la adopción de la telefonía celular en la industria de la construcción muchas de las directivas se emiten por teléfono. El lenguaje es la máxima invención del hombre para comunicarse, pero en nuestro caso no perseguimos su eficacia para que una persona sea más comunicativa o carismática, como un político, un vendedor o un orador. Es la herramienta indispensable para transmitir en las obras de construcción nuestras ideas, explicar métodos de trabajo, aclarar inquietudes técnicas, coordinar acciones fijar previamente normas de aceptación o rechazo entre dos personajes clave: el productor y el usuario de hormigón elaborado. Comunicarse en la obra Si bien el lenguaje de obra generalmente es poco riguroso en cuanto a formas, no por eso deberá ser menos serio y coherente en cuanto a contenidos. Este artículo pretende describir algunas situaciones cotidianas donde se involucra la comunicación con los personajes en torno a la obra,con enfoque informativo sin entrar en profundidades técnicas y terminología académica. Para “enriquecer” algunos aspectos técnicos aparecerán algunas anécdotas de pareja, tales como capataz-operador de mixer, contratista-programador y director de obra-laboratorista, entre otras, ya que el lenguaje es muy importante pero no lo es todo. El agregado de agua en obra Este aspecto siempre ha generado conflictos entre productores y usuarios. La pregunta natural que se desprende es: ¿cuándo es agregado de agua en obra? Se entiende normalmente por eso a toda aquella suma en forma “adicional” al diseño de la mezcla a solicitud del encargado de obra y no por materializarse su agregado después que el motohormigonero arribó al lugar de la descarga. En otras palabras, cuando se altera la máxima relación agua/cemento de diseño del hormigón o cuando se le agrega agua para mantener el asentamiento en descargas que superen el tiempo máximo otorgado por el proveedor, y no literalmente por ser agregada en el espacio físico de la obra. Después de todo, puede ajustarse el material en obra con una parte de agua que es retenida durante el mezclado inicial llegando a obra con un asentamiento menor. Es interesante aclarar que a menudo por decisión del proveedor, contemplando situaciones propias del transporte hasta el punto de descarga y para evitar derrames en pendientes o rampas, se llega a obra con un asentamiento menor al solicitado. De la misma manera es cada vez más común que a pedido de la obra para el llenado de distintos elementos estructurales se requiere llegar a la misma con un asentamiento menor, pues a un mismo hormigón se le darán distintas consistencias para lograr la trabajabilidad deseada para el moldeo del hormigón. Por ejemplo, base-tabique y escalera-losa con asentamientos 5-15 y 10-15 respectivamente se solicitarán al proveedor como asentamiento 15 agua 5 para el primer caso y 15 agua 10 para el segundo. Esta mezcla fue diseñada para que el segundo asentamiento obtenido a base del agregado de una cantidad fija de agua en función del hormigón que queda en el trompo obtenga la resistencia especificada, pero si esta cantidad es superada la resistencia disminuye. Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 13 de 43 La trabajabilidad Es importante señalar que la trabajabilidad del hormigón es una propiedad de definición algo compleja, pues abarca propiedades de la mezcla fresca que califican la facilidad de colocación y la resistencia a la segregación como la consistencia y la cohesión respectivamente, medidas con técnicas de laboratorio, y además es una propiedad relativa al tipo de elemento y condiciones de llenado en obra, dado que una determinada mezcla puede ser trabajable para ciertas condiciones y no para otras. Por caso, no es trabajable un hormigón de asentamiento 5 para llenar un tabique fuertemente armado, ni uno con asentamiento 15 para moldear una base tronco piramidal. Pero para complicar más las cosas si la trabajabilidad del hormigón fresco debe permitir recibirlo, transportarlo, colocarlo en los encofrados, compactarlo y terminarlo correctamente con los medios disponibles sin segregación, se tiende a asociar libremente para la mayoría de los casos que a una gran trabajabilidad le corresponde entonces una alta fluidez. El juego de los litros Comienza el camión de 8m³ a descargar y al ver el material el encargado de obra ataca amablemente: “ablándelo un poco que está muy seco”. El operador contraataca: ¿“cuánta agua le pongo”? El encargado responde categóricamente: “póngale cuatro litros”. El operador, tentado e irónico, repregunta: ¿no será mucho? Luego de pensar unos segundos, el encargado le responde con la misma seriedad: “tiene razón, mejor póngale tres litros”. Acertando con el “ablandamiento”: poco, mucho y bastante Está descargando un camión y el encargado le dice al chofer: “está muy duro, ablándelo un poco”. El operador del mixer le agrega más agua de lo aparentemente solicitado y al verlo el encargado le protesta:“ahora está muy blando, endurézcalo de vuelta”. Debemos tener en claro que el agregado adicional de agua al diseño de la mezcla afectará las propiedades del hormigón reduciendo la resistencia y aumentando el riesgo de fisuración. Por lo tanto, si el responsable de obra solicita agua adicional al diseño original de la mezcla asume la responsabilidad por la calidad resultante del hormigón. Es conveniente entonces determinar el agregado de agua no por adjetivos como duro o blando y tampoco en inciertas dosis de poco, mucho o bastante sino a través de la determinación del asentamiento, que es la medida de la consistencia; propiedad asociada a la “facilidad” con la que el hormigón fresco puede fluir. Determinando el asentamiento El ensayo de asentamiento del tronco de cono es el ensayo de consistencia más utilizado: no mide la trabajabilidad del hormigón fresco, pero define bien los rangos de consistencia y es un “arma” muy útil en obra. A continuación, conoanécdotas: Cono multifunción El profesional responsable del control de calidad pide categóricamente: “necesito urgente la densidad de su hormigón; yo le ayudo con el cono de Abrams”. Y el laboratorista veterano contesta con cintura: “le acepto la ayuda para medir el asentamiento”. Cono presidencial Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 14 de 43 La telefonía celular deja escuchar muchas cosas cuando su parlante está en “on”. Además de reservar un pedido de hormigón, se pueden solicitar otras rarezas tales como “que el camión venga con un cono de Lincoln” Cono milagroso Pregunta el operador al encargado:“traigo siete metros de H21-15agua 5. ¿En qué asentamiento se lo preparo?”. Sin dudar le responde: “mire que vamos a medir el asentamiento con el cono. Los cinco primeros metros en 15 y los dos últimos en asentamiento 5”. Los equipos a medida No podían faltar mixers y bombas con características especiales: Barril sin fondo. Preguntan de obra: “¿ya salió mi camión?”. “Si señor, 8 m³ a las 7:55”, responden desde planta. Duda y repregunta de obra: “no sé si me va a alcanzar con 8, ¿no le entra un metro cúbico más en el fondo si vuelve a la planta?”. Debe existir alguna analogía misteriosa con: “corriéndose para atrás que en el fondo hay lugar” o “en el fondo todos somos buenos”. Es indispensable no superar la capacidad nominal del trompo porque se ocasionan derrames y se descargan hormigones mal mezclados o con asentamiento inferior a lo pedido. Club de motohormigoneros especiales Se han intentado programar los siguientes viajes de hormigón: “necesito un mini mixer que pase por un dintel de 2,4 metros” o “para llenarla platea manden camiones con 5 canaletas”. 3.6 TRANSPORTE Y MANEJO DEL HORMIGÓN La planificación anticipada puede ayudar en la elección del método más apropiado de manejo para una aplicación. Considere las siguientes situaciones que, si suceden durante el manejo y la colocación, pueden afectar seriamente la calidad de la obra: Retrasos. El objetivo de la planificación de cualquier programa de trabajo es producir el trabajo con la mayor rapidez, con la menor cantidad de mano de obra y con el equipo adecuado. Las máquinas para transporte y manejo de hormigón están mejorando continuadamente. La mayor productividad se logrará si se planea el trabajopara que se aprovechen al máximo, el personal y los equipos y si estos se seleccionan para que se reduzcan los retrasos durante la colocación del hormigón. Endurecimiento Prematuro y Secado. El hormigón empieza a endurecerse en el momento que se mezclan los materiales cementantes y el agua, pero el grado de endurecimiento que ocurre en los primeros 30 minutos no representa un problema. El hormigón que se mantiene en agitación generalmente se lo puede colocar y compactar en un periodo de 1½ hora después del mezclado, a no ser que la temperatura elevada del hormigón o el contenido alto de cemento aceleren excesivamente la hidratación. La planificación debe eliminar o minimizar las variables que permitirían el endurecimiento del hormigón en un grado tal que no se logre la compactación completa y que torne el acabado difícil. Menos tiempo está disponible durante las condiciones que apresuran el proceso de endurecimiento, tales como clima caluroso y seco, uso de aceleradores y hormigón caliente. Segregación. La segregación es la tendencia del agregado grueso de separarse del mortero. Esto resulta en que parte de la mezcla tiene poca cantidad de agregado grueso y el resto tiene cantidad excesiva. La parte que tiene poca cantidad de agregado grueso tiende a retraerse y a fisurarse Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 15 de 43 más, presentando poca resistencia a la abrasión. La parte con cantidad excesiva de agregado puede ser muy áspera, dificultando la consolidación y acabado completos, siendo una causa frecuente de aparecimiento de agujeros. Métodos y Equipos de Transporte y Manejo del Hormigón La Tabla 4 resume los métodos y los equipos más comunes para el transporte del hormigón hasta el punto donde se lo debe colocar. En los últimos 75 años, ha habido pocos cambios significativos en los principios de transporte del hormigón. Lo que ha cambiado es la tecnología que ha llevado al desarrollo de una maquinaria mejor para elaborar el trabajo más eficientemente. La carretilla y el carretón, aún se utilizan, pero avanzaron y ahora se puede encontrar la versión motorizada. El balde o tolva arrastrado por una rueda de polea se ha transformado en un balde y una grúa y el vagón tirado por caballos se ha convertido en los camiones mezcladores. Hace años el hormigón se colaba en los edificios de hormigón armado a través de torres y canalones largos. Esta torre era contraventada y colocada en la parte central de la obra con una tolva en su parte superior, a la cual se llevaba el hormigón mediante un torno de elevación. Una serie de canalones suspendidos por la torre permitía que el hormigón fluyera por gravedad directamente al punto deseado. A medida que los edificios con estructura de hormigón se volvieron más altos, la necesidad de levantar la armadura de refuerzo, los encofrados y el hormigón a niveles más elevados condujo al desarrollo de las torre grúa. Eso es rápido y versátil pero, al planearse un trabajo, se debe tener en cuenta que posee sólo un gancho. La concepción de la cinta transportadora es vieja pero ha cambiado mucho a lo largo de los años. Recientemente, se empezaron a utilizar las cintas transportadoras montadas en camiones mezcladores. El proceso neumático de hormigón proyectado fue patentado en1911 y literalmente no ha cambiado. La primera bomba mecánica para hormigón fue desarrollada en los años 50. El avance de las bombas móviles con pluma de colocación hidráulica es probablemente la innovación individual más importante en los equipos de manejo de hormigón. Su empleo es económico tanto para grandes como pequeñas cantidades de hormigón, dependiendo de las condiciones de la obra. En proyectos de pequeños a medianos, se puede usar la combinación de camión mezclador, bomba y pluma para el transporte y la colocación del hormigón. Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 16 de 43 Tabla 1: Métodos y equipos para transporte y manejo del hormigón. Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 17 de 43 Preparación Antes de la Colocación (Colado) La preparación antes de la colocación (colado) del hormigón en pavimentos o losas sobre el terreno incluye compactación, formación de guarniciones y humedecimiento de la subrasante, levantamiento de los encofrados y colocación y ajuste de la armadura y de otros artículos insertados. El humedecimiento de la subrasante es importante, especialmente en un clima cálido y seco, para evitar que la subrasante absorba mucha agua del hormigón. Esto también aumenta la humedad del aire en el medio circundante, disminuyendo la evaporación de la superficie del hormigón. La resistencia o la capacidad de soporte de la subrasante deben ser adecuadas para resistir las cargas estructurales previstas. Los encofrados se deben colocar, limpiar, fijar y apuntalar arriostrar adecuada y precisamente y se los puede construir o forrar con materiales que ofrezcan la terminación el deseada del hormigón endurecido. Los encofrados de madera, a menos que se los aceite o trate con agentes desmoldantes, se deben humedecer antes de la colocación del hormigón, para que no absorban el agua de la mezcla y no se hinchen. Los encofrados se deben construir para que su remoción cause un daño mínimo al hormigón. En encofrados de madera, se debe evitar el uso de clavos muy grandes o de muchos clavos para facilitar su remoción y reducir el daño. En hormigón arquitectónico, el agente desmoldante no debe manchar el hormigón. La armadura debe estar limpia y libre de herrumbre suelta o costras de laminado cuando se coloca el hormigón. Al contrario de la subrasante, el acero de refuerzo puede estar más frío que 0 °C con consideraciones especiales. El mortero de colados previos, que salpica las barras de Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 18 de 43 refuerzo, no se necesita retirar del acero ni tampoco de otros artículos insertos, si la próxima capa se completará en pocas horas. Sin embargo, el mortero suelto y seco se debe remover de los artículos que se vayan a insertar en entregas de hormigón posteriores. Todo equipo utilizado para colocar el hormigón debe estar limpio y en buenas condiciones de uso. Además, equipos de reserva deben estar disponibles en caso que ocurra alguna falla. Colocación del Hormigón El hormigón se debe depositar en forma continua lo más cerca posible de su posición final sin segregación. En la construcción de losas, la colocación debe empezar a lo largo del perímetro en un extremo del trabajo, descargando cada amasada contra el hormigón colocado anteriormente. No se debe verter el hormigón en pilas separadas para luego nivelarlo y trabajarlo simultáneamente, ni tampoco se debe colocar el hormigón en pilasgrandes y moverlo horizontalmente para su posición final. Tales prácticas resultan en segregación, pues el mortero tiende a fluir adelante del material grueso. En general, se debe colocar el hormigón en muros, losas espesas o cimentaciones en capas horizontales de espesor uniforme y cada capa se debe consolidar totalmente antes de la colocación de la próxima capa. La velocidad de colocación debe ser suficientemente rápida para que el hormigón colocado previamente no haya fraguado cuando se coloque la capa siguiente sobre él. La colocación oportuna y la consolidación adecuada previenen juntas y planos de debilidad (juntas frías) que resultan de la colocación de hormigón fresco sobre el hormigón que se haya fraguado. Las capas deben tener un espesor de 150 mm a 500 mm en elementos reforzados y de 380 mm a 500 mm en hormigón masivo. El espesor dependerá del ancho de los encofrados y de la cantidad de armaduras. Para evitar segregación, no se debe mover el hormigón horizontalmente a largas distancias mientras se lo coloca en los encofrados o en las losas. En algunas obras, tales como muros de contención inclinados o las partes inferiores de las aberturas de las ventanas, se hace necesario mover el hormigón horizontalmente dentro de los encofrados, pero la distancia debe ser la menor posible. Algunas veces, se coloca el hormigón a través de aberturas, llamadas ventanas, en los lados de los encofrados altos y estrechos. Cuando un canalón descarga directamente a través de la abertura, sin el control del flujo del hormigón en su extremidad, hay peligro de segregación. Se debe usar una tolva colectora afuera de la abertura para permitir que el hormigón fluya suavemente a través de la abertura, disminuyendo la tendencia de segregación. En la colocación monolítica de vigas de gran peralte, muros o columnas, la colocación del hormigón se debe detener (normalmente cerca de una hora) para permitir el asentamiento de los elementos peraltados antes que el colado continúe en cualquier losa, viga o pórtico dentro de ellos, evitando el agrietamiento (fisuración) entre los elementos estructurales. El retraso debe ser suficientemente corto para permitir que la próxima capa del hormigón se entrelace con la capa anterior, a través de la vibración, previniendo la formación de juntas frías y agujeros. Las ménsulas Figura Nº 1: Consideraciones para el colado del Hº. Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 19 de 43 y capiteles de las columnas se deben considerar como parte del piso o de la losa de la cubierta y se los debe colocar integralmente con las losas. Colocación de Hormigón Bajo el Agua Si es posible, es preferible colocar el hormigón al aire y no bajo el agua. Cuando se los debe colocar bajo el agua, el trabajo se debe realizar bajo una supervisión experimentada. Los principios básicos para el hormigón convencional en locales secos se aplican, con sentido común, en la colocación bajo el agua. Se deben observar los siguientes puntos: • Se debe especificar un hormigón con asentamiento de 150 a 230 mm y la mezcla debe tener una relación agua/material cementante máxima de 0.45. Normalmente, el contenido de material cementante debe ser superior a 390 kg/m³. • Es importante que el hormigón fluya sin segregarse, por lo tanto, el objetivo de la dosificación es la obtención de una mezcla cohesiva con alta trabajabilidad. Los aditivos viscosantes se pueden utilizar para producir un hormigón con cohesión suficiente para que se lo coloque hasta profundidades limitadas de agua, aun sin tubo embudo. El uso de agregado redondeado, una gran cantidad de finos y aire incluido ayudan en la obtención de la consistencia deseada. • La corriente en el agua en la cual se coloca el hormigón no debe superar 3 m por minuto. Los métodos para colocación del hormigón bajo el agua incluyen: tubos embudos, hormigón bombeado, baldes, grout con agregado precolocado, bolsas de gravilla y campana submarina. El tubo embudo es una tubería blanda y recta suficientemente larga para alcanzar el punto más bajo que se vaya a llenar con el hormigón desde la plataforma sobre el agua. El diámetro de la tubería debe ser, por lo menos, 8 veces el diámetro máximo del agregado. Se fija una tolva en la parte superior de la tubería para recibir el hormigón. La extremidad inferior de la tubería se debe conservar enterrada en el hormigón fresco para mantener un sello debajo de la superficie superior y para obligar que el hormigón fluya, bajo presión, por debajo de esta superficie. La colocación debe ser continua sin afectar el hormigón previamente colado. La superficie superior se debe mantener lo más nivelada posible. Las bombas de hormigón móviles con radio variable facilitan la colocación del hormigón bajo el agua. Como la manguera flexible en la bomba de hormigón es similar al tubo embudo, se pueden aplicar las mismas técnicas. En el método de grout con agregado precolocado, los encofrados se llenan primeramente con agregado grueso y luego los vacíos entre los agregados se llenan con grout, produciéndose el hormigón. El grout con agregado precolocado tienen ventajas en la colocación de hormigón en agua en movimiento. El hormigón se puede colocar más rápida y económicamente que en los métodos convencionales de colocación. Sin embargo, este método es muy especializado y se lo debe realizar por personal calificado y experimentado. Consolidación del Hormigón La consolidación es el proceso de compactación del hormigón fresco, para moldearlo dentro de los encofrados y alrededor de los artículos insertos y de las armaduras y para eliminar la concentración de piedras, agujeros y aire atrapado. En el hormigón con aire incluido, la consolidación no debe remover cantidades significativas de aire intencionalmente incluido. La consolidación se realiza a través de métodos manuales o mecánicos. El método escogido depende de la consistencia de la mezcla y de las condiciones de colocación, tales como la complejidad de los encofrados y la cantidad y espaciamiento de las armaduras. Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 20 de 43 Normalmente, los métodos mecánicos que usan vibración interna o externa son los métodos preferidos de consolidación. Las mezclas trabajables y fluidas se pueden consolidar con varillado manual, es decir, insertando, repetidamente, en el hormigón una varilla u otra herramienta adecuada. La varilla debe ser suficientemente larga para alcanzar el fondo del encofrado o de la capa y suficientemente delgada para pasar fácilmente entre las armaduras y los encofrados. La consolidación mecánica adecuada posibilita la colocación de mezclas poco fluidas, con baja relación agua/material cementante y alto contenido de agregado grueso, características normalmente asociadas a hormigones de alta calidad, aún en elementos densamente reforzados. Entre los métodos mecánicos están la centrifugación, usada para consolidar hormigones con asentamiento entre moderado a alto que se emplean para fabricar tubos, postes y pilotes; las mesas de golpeo o de caídas, usadas para compactar hormigones muy rígidos de bajo asentamiento que se emplean en la producción de unidades prefabricadas de hormigón arquitectónico; y la vibración interna y externa. Vibración La vibración, interna o externa, es el método más utilizado para laconsolidación del hormigón. Cuando se vibra el hormigón, la fricción interna entre las partículas de agregado se destruye temporalmente y el hormigón se comporta como un líquido. El hormigón se fragua en los encofrados bajo la acción de la gravedad y los vacíos grandes de aire atrapado suben hacia la superficie más fácilmente. La fricción interna se reestablece cuando la vibración se interrumpe. Los vibradores, sea internos o externos, normalmente se caracterizan por sus frecuencias de vibración, expresadas como número de vibración por segundos (hertz) o vibraciones por minuto (vpm). También se designan por la amplitud de vibración, que es la desviación en milímetros desde un punto de descanso. La frecuencia de vibración se puede medir con el uso de un tacómetro de vibración. Cuando se usa vibración para consolidar el hormigón, se debe contar con un vibrador de reserva para usarlo en caso de falla mecánica. Vibración Interna Los vibradores internos o de inmersión se usan normalmente para consolidar el hormigón en muros, columnas, vigas y losas. Los vibradores de eje flexible consisten en una cabeza vibratoria conectada a un motor por medio de tal eje. Dentro de la cabeza, un peso desbalanceado conectado al eje gira a alta velocidad, haciendo que el peso gire en una órbita circular. El motor se puede impulsar por electricidad, combustible o aire. La cabeza vibratoria es normalmente cilíndrica con un diámetro que varía de 20 a 180 mm. Algunos vibradores tienen un motor eléctrico construido dentro de la cabeza, el cual normalmente tiene un diámetro de, por lo menos, 50 mm. Las dimensiones de la cabeza del vibrador, así como su frecuencia y amplitud conjuntamente con la trabajabilidad del hormigón, afectan el desempeño del vibrador. Los vibradores no se deben utilizar para mover el hormigón horizontalmente, pues pueden causar segregación. Siempre que sea posible, el vibrador se debe bajar verticalmente en el hormigón con espaciamientos regulares, bajo la acción de la gravedad. Debe penetrar hasta el fondo de la capa que se esté colocando y, por lo menos, hasta 150 mm dentro de cualquier capa colocada anteriormente. La altura de cada capa debe ser aproximadamente la longitud de la cabeza del vibrador o, generalmente, no superior a 500 mm en encofrados regulares. En losas delgadas, se debe insertar el vibrador inclinado u horizontalmente, a fin de que se mantenga la cabeza del vibrador completamente inmersa. Sin embargo, no se debe arrastrar el vibrador aleatoriamente en la losa. En losas sobre el terreno, el vibrador no debe entrar en Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 21 de 43 contacto con la subrasante. La distancia entre las inserciones debe ser cerca de 1 ½ veces el radio de acción, para que el área visiblemente afectada por el vibrador traslape en unos pocos centímetros el área adyacente, previamente vibrada. El vibrador se debe mantener estacionario hasta que se obtenga la consolidación adecuada y luego se lo debe retirar lentamente. El tiempo de inserción de 5 a 15 segundos normalmente provee una consolidación apropiada. El hormigón se debe mover para llenar los huecos dejados por la retirada del vibrador. Si los huecos no se llenan, la reinserción del vibrador en un punto cerca debe resolver el problema. La adecuación de la vibración se juzga por la experiencia y por los cambios en la apariencia de la superficie del hormigón. Los cambios que se deben observar son la inmersión de partículas grandes de agregado, la nivelación general de la superficie, la aparición de una película fina de mortero sobre la superficie y la interrupción de la subida de burbujas grandes de aire atrapado hacia la superficie. Permitir que el vibrador se quede inmerso en el concreto después que la pasta se haya acumulado sobre la cabeza es una mala práctica y puede resultar en falta de uniformidad. El período de tiempo que se debe dejar el vibrador en el hormigón dependerá de la trabajabilidad del hormigón, de la potencia del vibrador y de la naturaleza de la sección que se vaya a compactar. La revibración del hormigón previamente compactado se puede realizar en el hormigón fresco. La revibración se utiliza para mejorar la adherencia entre el hormigón y las barras de refuerzo, liberar el agua atrapada bajo las barras de acero horizontales y remover vacíos de aire atrapados. En general, si el hormigón se vuelve trabajable bajo la revibración, esta práctica no es perjudicial y puede ser benéfica. Vibración Externa. La vibración externa consiste en vibradores de encofrados, mesas vibratorias o vibradores de superficie, tales como las plantillas vibratorias, vibradores de placa, plantillas de rodillos vibratorios o llanas manuales vibratorias. Los vibradores de encofrados, diseñados para que se fijen con seguridad en la parte de fuera de el encofrado, son especialmente útiles: (1) para consolidar hormigón en miembros que son muy delgados o congestionados con refuerzo, (2) para suplementar la vibración interna y (3) para mezclas rígidas, cuando los vibradores internos no se pueden utilizar. Los vibradores de encofrados pueden ser tanto eléctricos como neumáticos. Se los debe espaciar para que se distribuya uniformemente la intensidad de vibración por todo el encofrado. El espaciamiento ideal se determina a través de experimentación. La duración de la vibración externa es considerablemente más larga que la vibración interna, normalmente entre 1 y 2 minutos. Los vibradores de encofrados no se deben aplicar a lo largo de la parte superior (distancia de aprox. 1 m del borde superior) del encofrado. La vibración de la parte superior de los encofrados, principalmente si el encofrado es delgado o no es suficientemente rígido, causa un movimiento hacia adentro y afuera que puede crear un hueco entre el hormigón y el encofrado. Los vibradores, como las mesas vibratorias, se usan en plantas de elementos prefabricados (premoldeados). Deben estar equipados con controles para que se pueda variar la frecuencia y la amplitud, de acuerdo con el tamaño del elemento a colocar y de la consistencia del hormigón. Las mezclas más rígidas requieren frecuencias más bajas (menor que 6000 vpm) y amplitudes mayores (mayor que 0.13 mm) que las mezclas más trabajables. El aumento de la frecuencia y la disminución de la amplitud, a medida que la vibración progresa, mejorarán la consolidación. Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 22 de 43 Las reglas (plantillas) vibratorias se usan para consolidar losas de hasta 250 mm de espesor, desde que estas losas no sean reforzadas o sólo tengan poco refuerzo (malla de alambre soldado). Se recomienda la vibración interna o la combinación de vibración interna y de superficie para losas reforzadas. Consecuencias de la Vibración Inadecuada. A continuación se presentan los peores defectos causados por la falta de vibración: (1) agujero, (2) cantidad excesiva de aire atrapado, (3) rayado de arena, (4) juntas frías, (5) líneas de colocación y (6) agrietamiento por sedimentación o asentamiento. El agujero resulta cuando el espacio entre las partículas de agregado grueso no se llena con el mortero. Sus causas pueden ser equipo defectuoso, procedimientos inadecuados de colocación, un hormigón que contenga mucho agregado grueso o congestionamiento de armaduras. La cantidadexcesiva de aire atrapado es similar al agujero, pero no tan severa. Los equipos vibratorios y los procedimientos de operación son sus causas principales, pero las otras causas de agujeros también se aplican. El rayado de arena ocurre cuando la exudación excesiva retira el mortero a lo largo del encofrado. Una mezcla áspera con trabajabilidad deficiente por falta de mortero o de agregado fino puede causar el rayado de arena. Además, la segregación causada por el golpeteo del refuerzo sin la vibración adecuada también puede contribuir para este tipo de defecto. Las juntas frías son discontinuidades resultantes del retraso en la colocación que permite que una capa se endurezca antes de la colocación de la capa adyacente. Esta discontinuidad puede reducir la integridad estructural del miembro de hormigón si las capas sucesivas no se unen adecuadamente. Se puede mantener el hormigón vivo a través de la revibración a cada 15 minutos o menos, dependiendo de las condiciones de la obra. Sin embargo, una vez que se aproxime el momento del inicio del fraguado, se debe interrumpir la vibración y la superficie se debe preparar apropiadamente para recibir el hormigón. Las líneas de colocación o las líneas de vertido son líneas oscuras entre la colocación de pastones adyacentes. Pueden ocurrir si, durante la vibración de la capa superior, el vibrador no penetra suficientemente en la capa inferior para que se entrelacen las capas. El agrietamiento (fisuración) por asentamiento puede ocurrir cerca del inicio del fraguado cuando el hormigón se asienta o sedimenta sobre el acero de refuerzo, en elementos relativamente profundos que no hayan sido adecuadamente vibrados. En la revibración, al penetrar el vibrador en el hormigón por su peso propio, por última vez, puede eliminar estas fisuras. Los defectos resultantes de la vibración excesiva son: (1) segregación, pues la vibración y la gravedad hacen que los agregados más pesados se sedimenten, mientras que los agregados más ligeros suban, (2) rayado de arena, (3) pérdida de aire incluido en el hormigón con aire incorporado, (4) flecha (deflexión) excesiva del encofrado o daño del encofrado y (5) falla del encofrado, causada por la presión excesiva resultante de la vibración del mismo local por mucho tiempo o por una velocidad más elevada de colocación del hormigón que la tasa de diseño. La falta de vibración es un problema más común que la vibración excesiva. Desencofrado Es ventajoso dejar los encofrados en su lugar el mayor tiempo posible para continuar el periodo de curado. Sin embargo, hay veces que es necesario la remoción de los encofrados lo más pronto posible. Por ejemplo, donde se especifica un acabado frotado, los encofrados se deben Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 23 de 43 remover temprano para permitir el primer frotado antes que el hormigón se vuelva muy duro. Además, el desencofrado rápido es necesario para la reutilización inmediata de los encofrados. En cualquier caso, no se los debe remover hasta que el hormigón sea suficientemente resistente para soportar los esfuerzos de las cargas muertas (peso propio) de la estructura y cualquier carga impuesta de la construcción. El hormigón debe tener dureza suficiente para que la superficie no se dañe de ninguna manera cuando se desencofre con razonable cuidado. En general, en hormigones con temperatura superior a 10 °C, los encofrados laterales con espesor razonable de secciones apuntaladas se pueden remover después de 24 horas de la colocación del hormigón. Los encofrados de las vigas y losas de piso y sus apuntalamientos se pueden remover entre 3 y 21 días, dependiendo del tamaño del elemento y del desarrollo de la resistencia del hormigón. En la mayoría de las condiciones, es mejor confiar en la resistencia del hormigón determinada a través de ensayos de especimenes curados en la obra en vez de elegir arbitrariamente una edad para la remoción de los encofrados. Para la remoción de los encofrados, el diseñador debe especificar los requisitos de resistencia mínima para varios elementos. La relación entre edad y resistencia se debe determinar a través de muestras representativas del hormigón usado en la estructura y curado en el campo, bajo las condiciones de obra. Sin embargo, no se debe olvidar que las resistencias se afectan por los materiales usados, temperatura y otras condiciones. Por lo tanto, el tiempo necesario para el desencofrado varía de obra en obra. 3.7 CURADO DEL HORMIGÓN El curado es la manutención de la temperatura y del contenido de humedad satisfactorios, por un periodo de tiempo que empieza inmediatamente después de la colocación y del acabado, para que se puedan desarrollar las propiedades deseadas en el hormigón. Siempre se debe enfatizar la necesidad de curado pues tiene una fuerte influencia sobre las propiedades del hormigón endurecido, o sea, el curado adecuado hace que el hormigón tenga mayor durabilidad, resistencia, impermeabilidad y estabilidad dimensional. Las losas expuestas son especialmente sensibles al curado, pues se puede reducir significantemente el desarrollo de la resistencia mecánica y la resistencia a la congelación-deshielo en su superficie, cuando el curado no es apropiado. Cuando el cemento portland se mezcla con el agua, empieza una reacción química, llamada de hidratación. El grado de hidratación (extensión hasta la cual la reacción se completó) tiene influencia sobre la resistencia y la durabilidad del hormigón. El hormigón recién mezclado normalmente contiene más agua que la requerida para la hidratación del cemento, sin embargo la pérdida excesiva de agua por evaporación puede disminuir o prevenir la hidratación adecuada. La superficie es particularmente susceptible a la hidratación insuficiente porque se seca primero. Si la temperatura es favorable, la hidratación es relativamente rápida en los primeros días después de la colocación del hormigón. Por lo tanto, es importante que se retenga agua en el hormigón durante este período, o sea, se debe evitar la evaporación o reducirla considerablemente. Con el curado adecuado, el hormigón se vuelve más impermeable y más resistente a esfuerzos, a abrasión y a congelación-deshielo. El desarrollo de las propiedades es muy rápido en los primeros días, pero después continúa más lentamente por un periodo de tiempo indefinido. La figura 14 muestra el desarrollo de la resistencia con relación a la edad, de hormigones sujetos a diferentes períodos y temperaturas de curado, respectivamente. El método de curado más eficiente depende de los materiales y métodos de construcción empleados y de la intención de uso del hormigón endurecido. En la mayoría de las obras, el curado normalmente envuelve la aplicación de compuestos de curado o la cobertura del hormigón fresco con hojas impermeables o yute (arpillera, estopa) húmeda. En algunos casos, tales como en el clima caluroso y en el clima frío, se necesitan cuidados especiales y el uso de otras precauciones. Capítulo 3: Colocación y ejecución del hormigón en obra_______________________________________________________________________________________________________________Edificios Industriales Año: 2016 Universidad Nacional de Jujuy _______________________________________________________________________________________________________________ 09/10/2016 24 de 43 Las mezclas de hormigón con alto contenido de cemento y baja relación agua/cemento (menor que 0.40) pueden necesitar de un curado especial. A medida que el cemento se hidrata, la humedad relativa interna disminuye, causando la auto-desecación de la pasta, si no se suministra agua externa.
Compartir