construcción – Página 2 – El blog de Víctor Yepes

Alisadoras rotativas o fratasadoras

Figura 1. Fratasadora mecánica. https://blog.intermaquinas.online/fratasadoras-de-hormigon/

Una fratasadora de hormigón es una máquina que se utiliza para conseguir una superficie lisa, densa y nivelada en un pavimento de hormigón. El fratasado mecánico, a diferencia del manual, ofrece resultados altamente efectivos en soleras que demandan una superficie final de alta calidad. Al girar la estrella con las paletas, se realiza el fratasado del hormigón casi fraguado, expulsa el agua y el aire hacia la superficie, logrando una compactación que sella los poros y cierra la superficie. El resultado es una superficie densa, dura, resistente al desgaste y con una reducción de polvo. Con un acabado tan pulido como el terrazo, estas superficies son ideales para usos industriales. Además, no requieren una capa intermedia para la aplicación de pavimentos plásticos, linóleo o parqué en edificaciones. Este proceso también reduce los costes de mano de obra, ya que una máquina puede fratasar hasta 450 m² de solera en una sola jornada de trabajo.

Una alisadora rotativa o fratasadora está compuesta por un motor que se ubica en el centro de gravedad de las palas o hélices para proporcionar así más estabilidad y equilibrio. Cuentan con un embrague accionado desde el manillar por el operador. Este embrague, conocido como «de hombre muerto», permite detener instantáneamente las paletas sin apagar el motor. Además, la máquina incluye una reductora y un brazo o manillar para su manejo. La fratasadora cuenta con una estructura de tres o cuatro brazos, denominada «estrella», donde se montan las paletas de fratasado. Estas paletas están rodeadas por un anillo de protección fijo, construido en tubo de acero, que permite trabajar cerca de las paredes y previene accidentes. Estas máquinas cuentan con un control de inclinación de las paletas, preferiblemente ubicado en la empuñadura. Se utilizan dos tipos de paletas: unas anchas para la preparación, que eliminan las irregularidades, y otras más estrechas para el acabado o pulido. En algunos casos, en lugar de las paletas de preparación, se emplea un disco de allanar seguido de las paletas de acabado. El diámetro exterior de las paletas varía entre 90 y 112 cm, y su velocidad de giro oscila entre 0,8 y 2,7 Hz.

El alisado se realiza cuando el hormigón está lo suficientemente firme como para que el paso de una persona no deje huellas perceptibles, o mediante la «regla de la mano»: si al presionar la palma de la mano sobre el hormigón este no se adhiere, la superficie está lista para el fratasado. Si se ha utilizado un tratamiento de vacío, el fratasado se realiza de inmediato; de lo contrario, es necesario esperar de 3 a 4 horas después del paso de la regla vibrante.

Primero, se utiliza la máquina con las paletas anchas o de preparación en posición completamente horizontal, lo que permite expulsar el agua y el aire hacia la superficie y sellar los poros. Una vez finalizada esta fase, se deja que la superficie se endurezca nuevamente, y luego se pasa la máquina con las paletas estrechas o de acabado, ajustando su inclinación hasta lograr la superficie plana deseada.

El operario controla la máquina presionando la barra de mando para moverla hacia la derecha, la izquierda, hacia delante o hacia atrás. Si se realiza un refratasado, aproximadamente de 15 a 30 minutos después de terminar, se mejora aún más la resistencia al desgaste. Para aumentar la eficiencia, especialmente en grandes superficies como carreteras o pistas, se ha desarrollado una fratasadora con tres rotores que permite al operario trabajar sentado y alcanzar un rendimiento superior a los 1200 m² por hora con un solo mando. En edificación, este método puede eliminar la necesidad de una capa superior de igualación de mortero cuando se aplican parqués o moquetas.

Figura 2. Fratasadora para grandes superficies. https://www.becosan.com/es/fratasadora-de-hormigon/

Según su sistema de guiado, se pueden distinguir dos tipos de fratasadoras:

Fratasadora de hormigón doble: Esta fratasadora, operada por un trabajador sentado, está diseñada para cubrir superficies extensas, como las de naves industriales. Equipada con dos juegos de aspas, uno a cada lado, facilita un fratasado más rápido en proyectos de gran tamaño. Dentro de esta categoría, se pueden distinguir dos tipos:
- Fratasadoras con aspas solapadas: En estas máquinas, las aspas no se cruzan, sino que se solapan ligeramente, ofreciendo una cobertura eficiente.
- Fratasadoras con aspas cruzadas: En este modelo, las aspas se cruzan durante el funcionamiento, proporcionando una cobertura más uniforme.

Figura 3. Fratasadora doble. https://www.becosan.com/es/fratasadora-de-hormigon/

Fratasadora de hormigón guiada simple: Cuenta con un brazo o mango ajustable que permite al operario adaptar la máquina a la posición más cómoda. Esta fratasadora es ideal para trabajar en áreas pequeñas o cerca de obstáculos como pilares, puertas, paredes, columnas o muros, debido a su ligereza y maniobrabilidad, características que facilitan el acceso a espacios difíciles para las fratasadoras con conductor sentado. Dentro de las fratasadoras guiadas simples, se pueden distinguir dos tipos diferentes.
- Fratasadoras «Mosquito»: Estas fratasadoras tienen un diámetro de trabajo de entre 60 y 70 cm.
- Fratasadoras «helicóptero»: Estas fratasadoras cuentan con un diámetro de trabajo que oscila entre 90 cm y 120 cm.

Figura 4. Fratasadora «mosquito» de hormigón. https://www.becosan.com/es/fratasadora-de-hormigon/

Figura 5. Fratasadora de hormigón «helicóptero». https://www.becosan.com/es/fratasadora-de-hormigon/

Además del tamaño de la superficie a tratar, es fundamental tener en cuenta los siguientes aspectos al elegir una fratasadora de hormigón:

Diámetro de las palas: La selección del diámetro de las palas depende del trabajo que se va a realizar. Para superficies pequeñas, un diámetro de pala entre 60 y 65 cm suele ser el más adecuado. En superficies grandes, el diámetro óptimo de las palas debe situarse entre los 90 y 95 cm, e incluso puede alcanzar los 120 o 125 cm.
Tipo de motor: Se prefieren las fratasadoras eléctricas cuando no es posible utilizar motores de combustión debido a requisitos específicos del entorno o del trabajo. Las de gasolina son más comunes debido a su mayor potencia y a la ventaja de no requerir cables, lo que facilita la tarea. También existen fratasadoras de gas y, en algunos casos, modelos automáticos.
Peso: Es un factor clave, especialmente en el caso de las fratasadoras simples. En primer lugar, el peso influye en el traslado de la máquina hasta el lugar de trabajo. Aunque se supone que las fratasadoras dobles son más complicadas de mover, existen diferencias de peso entre distintos modelos. En segundo lugar, el peso afecta a la maniobrabilidad de la máquina. Una fratasadora pesada es más difícil de mover durante el trabajo, lo que puede producir un fratasado menos eficiente. En cambio, una máquina ligera permitirá un manejo más ágil y facilitará la realización del trabajo de manera más rápida y eficaz.
Potencia: Una mayor potencia permite realizar trabajos de manera más eficiente y rápida. Por el contrario, si la potencia es insuficiente, la calidad del fratasado se verá comprometida.

El uso de una fratasadora conlleva varios riesgos, entre los cuales se incluyen:

Ruido y vibraciones generados por la máquina.
Dolores físicos o sobreesfuerzos debidos a la postura del operador.
Impactos o golpes involuntarios con partes de la maquinaria.
Medidas preventivas al utilizar una fratasadora de hormigón

Para mitigar estos riesgos, es esencial adoptar medidas preventivas, principalmente a través del uso adecuado de equipos de protección individual:

Cascos: Para protegerse del ruido excesivo.
Calzado con suelas antideslizantes: Para garantizar una buena estabilidad y prevenir resbalones.
Gafas de protección: Para proteger los ojos de partículas proyectadas.
Guantes: Para prevenir lesiones por contacto con objetos proyectados por las hélices.

Normas de uso y mantenimiento

Mantenimiento y limpieza: realice siempre las tareas de mantenimiento o limpieza con la maquinaria apagada.
Reparaciones: Si la máquina requiere reparación, contacte con personal autorizado y cualificado.
Preparación antes de uso: antes de encender la máquina, asegúrese de limpiar cualquier mancha o derrame de aceite o combustible.
Seguridad durante el funcionamiento: no toque las partes del motor mientras esté en funcionamiento.
Cables eléctricos: mantenga los cables eléctricos alejados de la zona de trabajo.
Uso responsable: nunca deje la máquina encendida sin supervisión.
Repostaje de combustible: reposte el combustible únicamente con el motor frío y apagado.
Almacenamiento: guarde la maquinaria en áreas alejadas de las zonas de paso y asegúrese de que esté cubierta.
Cumplimiento normativo: verifique que las fratasadoras cuenten con el marcado CE y cumplan con el Real Decreto 1215/1997.

Os dejo algunos vídeos:

Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València.

MONTERO, E. (2006). Puesta en obra del hormigón. Exigencias básicas. Consejo General de la Arquitectura Técnica de España, Madrid, 750 pp.

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Hormigón proyectado por vía seca

Durante muchos años, se utilizó la técnica de proyección en seco con acelerantes en polvo o líquidos, que ofrecía varias ventajas, pero también generaba una considerable cantidad de polvo. En los últimos años, se ha adoptado el método semihúmedo, en el cual se añade agua a unos 5 m antes de la boquilla de proyección. Este enfoque permite humedecer la mezcla de manera adecuada, lo que reduce el polvo y mejora la homogeneidad del mortero u hormigón proyectado.

Para la fabricación de hormigón proyectado por vía seca, se requiere una instalación que suministre aire y agua a presión, además del equipo de proyección. Estos equipos permiten mezclar en seco los áridos y el cemento, así como añadir agua para el fraguado en la boquilla de salida a través de un anillo perforado.

En el proceso de mezcla seca, se añade el agua necesaria en la boquilla de aplicación, y el material seco de cemento (cenizas, escorias, humo de sílice, etc.) y los áridos se entregan a través de la pistola. El proceso de mezcla húmeda emplea hormigón preparado, con exclusión de los aceleradores necesarios. Los ingredientes se suministran con camiones hormigoneras de hormigón, listos, como se hace con el hormigón normal. La dosificación de cemento oscila entre 300 y 375 kg/m³, con relaciones agua/cemento de alrededor de 0,40 y 0,56, con la limitación del tamaño máximo de árido, que generalmente es inferior a los 10 mm, en función del tamaño de la manguera y la boquilla empleadas.

Figura 2. Esquema gunitado vía seca. https://www.concretonline.com/images/pdf/hormigon/articulos/sika05.pdf

Durante la mezcla en seco, es fundamental controlar que la temperatura del cemento no sea elevada y que no contenga humedad, ya que esto podría provocar fraguados prematuros. Se recomienda utilizar cementos de fraguado rápido, con poca o ninguna adición. Los áridos deben estar limpios y tener una humedad adecuada, generalmente entre el 2 % y el 6 %. En algunos casos, será necesario humedecer los áridos previamente, pero es importante no excederse, ya que un exceso de humedad podría obstruir la boquilla durante la proyección. El tamaño máximo del árido dependerá del equipo de proyección utilizado, especialmente de las mangueras y la boquilla, y generalmente no debe superar los 12 mm, aunque en grandes espesores puede llegar hasta los 20 mm.

Figura 3. Esquema de gunitado por vía semihúmeda. https://www.concretonline.com/images/pdf/hormigon/articulos/sika05.pdf

En el método de proyección en seco, el operario comienza introduciendo solo aire comprimido en la manguera de distribución y, gradualmente, va añadiendo la mezcla en seco a la boquilla. Es fundamental que el operario mantenga un equilibrio adecuado entre el flujo de aire y el material para asegurar una aportación constante e ininterrumpida. Además, se debe regular la cantidad de agua en la boquilla para lograr la humedad adecuada. Al detener la operación, es necesario cortar tanto la alimentación de material como el suministro de agua.

En la técnica de proyección en seco, la habilidad del operario es crucial para asegurar un suministro constante y uniforme de material. Si no se mantiene un equilibrio adecuado entre la cantidad de aire y de agua, pueden producirse interrupciones en la proyección, atascos, variaciones en la velocidad de salida de la boquilla o un exceso de material rebotado. Estas interrupciones pueden provocar una falta o un exceso de agua en la mezcla, lo que requiere un ajuste rápido del suministro de agua por parte del operario. La mala calidad del hormigón resultante de estos problemas puede incluso obligar a retirar el material del paramento.

En el método de proyección en seco, se añade agua en la boquilla para conferir un leve brillo a la superficie final. El operario debe ajustar la cantidad de agua de inmediato según sea necesario. Un exceso de agua puede causar descuelgues y pérdidas de material, especialmente en trabajos en altura, donde se proyecta una gran cantidad de material en un área específica de una sola vez. Por otro lado, una cantidad insuficiente de agua da como resultado una superficie seca, oscura y sin brillo, lo que aumenta el rechazo del material, favorece la formación de bolsas de arena y eleva el riesgo de puntos débiles y estratificación del hormigón. Para un control efectivo del agua, la presión en la boquilla debe estar entre 100 y 200 kPa en comparación con la presión del aire. En el método de proyección en seco, las variaciones en el contenido de agua pueden afectar a la uniformidad de la resistencia del hormigón.

En la proyección por vía seca, la velocidad de aplicación depende de varios factores: el volumen y la presión del suministro de aire, el diámetro y la longitud de la manguera, el tipo de boquilla y las características de los áridos utilizados. Estas variables proporcionan una mayor flexibilidad y versatilidad en las operaciones. Como resultado, el operario puede ajustar con mayor precisión el flujo, la velocidad y el contenido de agua de la mezcla proyectada.

Os dejo algunos vídeos explicativos.

Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

BUSTILLO, M. (2008). Hormigones y morteros. Fueyo Editores, Madrid, 721 pp.

CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.

TIKTIN, J. (1998). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Hormigón proyectado por vía húmeda

El hormigón proyectado por vía húmeda (en inglés, wet spraying) es un tipo de hormigón de granulometría fina que se bombea y se mezcla con aire comprimido. Este aire comprimido impulsa el hormigón a una velocidad de salida aproximada de 12 m/s, lo que facilita su proyección. Las modernas máquinas de proyección de hormigón y los últimos avances en tecnología de aditivos han permitido alcanzar altos rendimientos en la proyección de hormigón por vía húmeda. Estos avances garantizan una formación mínima de polvo, reducen significativamente el rebote y no afectan a las resistencias a compresión requeridas. Sin embargo, en volúmenes pequeños de proyección, el método en vía húmeda puede incrementar el coste de la obra debido al precio de los equipos.

Existen dos sistemas de proyección por vía húmeda: el de flujo diluido (rotor) y el de flujo denso (pistón). En la actualidad, se prefiere el sistema de flujo denso. El sistema de flujo diluido es adecuado para rendimientos de entre 5 y 20 m³/h, mientras que el sistema de flujo denso es más apropiado para rendimientos de 5 a 25 m³/h. En el sistema de flujo denso, la mezcla de hormigón se transporta hidráulicamente mediante bombas de pistones, que utilizan movimientos rápidos de la válvula de salida o un movimiento compensado electrónicamente de los pistones para evitar discontinuidades en el chorro de salida del hormigón durante la proyección.

En la vía húmeda, si el hormigón se suministra desde la planta, es esencial utilizarlo en un plazo de menos de 45 minutos. Si no es posible cumplir con este plazo, se deben emplear retardadores compatibles con los acelerantes utilizados en la boquilla.

Figura 2. Esquema de gunitado por vía húmeda. https://es.scribd.com/document/362308363/Shotcrete

En el método de proyección en húmedo, el hormigón o mortero premezclado, con un asentamiento en cono de entre 4 y 8 cm, se carga en una tolva remezcladora de la máquina de proyección. La mezcla se transfiere luego a la boquilla, donde se le añade aire a presión para aumentar la velocidad de salida y convertirla en un aerosol. El operario regula el flujo de aire, mientras que la mezcladora controla el contenido de agua y la consistencia de la mezcla. Los tiempos de respuesta a las variaciones en los sistemas de control son más largos en comparación con el método en seco, lo que significa que el ajuste de la proyección no es tan instantáneo.

El volumen de aire necesario es relativamente bajo, de alrededor de 10 m³/min, para lograr un rendimiento de aproximadamente 12 m³/h. La incorporación de aire se realiza mediante una boquilla conectada a tres mangueras: una para el hormigón bombeado, otra para el aire comprimido y una tercera para el acelerante.

En el método de proyección en húmedo, las interrupciones en el suministro no afectan al contenido de agua de la mezcla y la dependencia del operario respecto a la bomba es menor. Sin embargo, el operario debe supervisar la humedad de la mezcla en la bomba para garantizar un suministro uniforme.

En el método de proyección en húmedo, el operario no puede ajustar el contenido de agua de la mezcla directamente en la boquilla. El asentamiento en cono de la mezcla debe estar entre 38 y 75 mm: valores inferiores a 38 mm pueden incrementar el rebote, mientras que valores superiores a 75 mm pueden causar descuelgues y desprendimientos.

En la vía húmeda, el contenido de agua de la mezcla viene determinado por el tipo de aplicación y las exigencias de trabajabilidad de la bomba.

Os dejo algunos vídeos explicativos:

Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

BUSTILLO, M. (2008). Hormigones y morteros. Fueyo Editores, Madrid, 721 pp.

CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Fabricación y puesta en obra del hormigón autocompactante

Figura 1. Hormigón autocompactante. https://www.construex.com.bo/

En general, no se requieren equipos especiales para fabricar hormigón autocompactante; se pueden utilizar las amasadoras convencionales empleadas para el hormigón compactable por vibración. Sin embargo, es fundamental controlar continuamente el contenido de humedad de los áridos y ajustar el agua de amasado en función de los resultados de este control. Además, es necesario establecer un esquema de control casi continuo durante la elaboración de las primeras mezclas, ajustando los tiempos de amasado en función de los resultados. Cabe señalar que, por lo general, los tiempos de amasado para el hormigón autocompactante deben ser ligeramente mayores que para los hormigones convencionales.

Dado que el hormigón autocompactante no requiere compactación para su colocación y es capaz de fluir dentro del encofrado, llenando naturalmente su volumen y consolidándose bajo su propio peso, los rendimientos de colocación son mucho mayores que los del hormigón convencional. En elementos horizontales, como losas de piso, forjados, soleras o pavimentos, estos rendimientos son aún mayores, lo que permite reducir los tiempos de ejecución hasta en un 20 o 25 %, dependiendo de la naturaleza de la construcción. Esta reducción en los tiempos de ejecución va acompañada de una disminución del 50 % en la mano de obra necesaria para su colocación, lo cual compensa su mayor coste respecto a otros hormigones.

Otro factor a considerar es que se necesita menos equipo para colocar el hormigón autocompactante. Ya sea vertido directamente desde el camión mezclador o a través de un tubo flexible de goma cuando se utiliza un sistema de bombeo, no es necesario emplear equipos como palas y rastrillos para colocarlo ni llanas para acabarlo. Además, al eliminar la actividad de vibrado del material, se prescinde del uso de equipos de compactación necesarios para el hormigón convencional.

Figura 2. https://www.desarrolla.es/utilizacion-de-hormigon-autocompactante/

El momento en el que deben añadirse los aditivos, especialmente los superplastificantes, debe determinarse en consulta con el proveedor. Asimismo, una vez seleccionada la dosificación, cualquier problema con la consistencia de la masa debe resolverse preferiblemente ajustando la dosificación de los aditivos, particularmente la cantidad de superplastificante, siempre y cuando la relación agua/cemento permita realizar estas correcciones sin superar los límites establecidos en los ensayos de dosificación.

La fabricación del hormigón autocompactante es similar a la del hormigón convencional vibrado, pero requiere una mayor atención a la regularidad de la dosificación. Esto se debe a que el hormigón autocompactante es más exigente en términos de uniformidad de los materiales y precisión en la dosificación del agua. Debido a su mayor cohesión, es preferible amasar el hormigón autocompactante con dos tercios de la cantidad total de agua. Una vez que se haya logrado una buena homogeneización, se debe añadir el tercio restante de agua junto con los aditivos necesarios para completar el amasado.

Al suministrar el hormigón en la obra, puede ser conveniente volver a readitivar el material para asegurar que mantiene las condiciones de autocompactabilidad necesarias para su correcta colocación. La readitivación debe realizarse bajo la supervisión del fabricante del hormigón, quien determinará el tipo y la dosis exacta de aditivo necesarios, así como verificará que el tiempo de amasado en el camión después de la readitivación sea el adecuado.

Se recomienda el uso de la técnica de hormigonado con bomba para este tipo de hormigón. Para obtener mejores resultados, el hormigón debe bombearse desde la parte más baja del encofrado. Si se opta por el hormigonado por caída libre, la altura de vertido no debe superar los 5 m y la distancia horizontal de desplazamiento debe limitarse a un máximo de 10 m para evitar la segregación del material.

Los encofrados deben ser no absorbentes, y es fundamental prestar especial atención a su diseño, ya que el hormigón autocompactante ejerce presiones mayores durante su colocación. Dado que el hormigón autocompactante es un material muy fluido, los encofrados deben ser estancos. Esto evita que la lechada se filtre por las juntas y provoque la formación de «nidos de grava» una vez desencofrado el elemento.

El curado del hormigón autocompactante es similar al del hormigón convencional y se aplican los mismos procedimientos. Es importante comenzar el curado lo antes posible para evitar la pérdida de agua superficial por evaporación, lo que podría causar retracción plástica y asentamiento, especialmente en condiciones adversas como altas temperaturas, viento y baja humedad relativa. Estos factores son aún más críticos cuando se combinan. Además, dado que el hormigón autocompactante contiene más finos (cemento y aditivos) que el hormigón convencional, el curado adquiere mayor importancia.

Se pueden emplear los mismos procedimientos para el acabado de las superficies de hormigón autocompactante en términos de textura y color que los utilizados para el hormigón convencional.

En superficies sin tratamiento adicional, el hormigón autocompactante ofrece una mayor uniformidad y, por lo tanto, un mejor acabado en comparación con el hormigón convencional. Esto se debe a que, al evitar la vibración, se elimina el principal factor que provoca la falta de homogeneidad cromática en las caras visibles del hormigón. En el hormigón convencional, esta heterogeneidad se debe a la distribución aleatoria del agua en la mezcla, lo que genera diferentes procesos de hidratación con variadas proporciones de agua y cemento, que dan lugar a variaciones en el color del cemento hidratado. No obstante, hay que tener precaución con los niveles de acabado en las superficies libres, procediendo a su nivelación y acabado superficial con útiles especiales, dado que la aplicación de reglas metálicas resulta problemática en algunas ocasiones.

Os dejo, a continuación, algunos vídeos ilustrativos.

Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

BUSTILLO, M. (2008). Hormigones y morteros. Fueyo Editores, Madrid, 721 pp.

CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.

TIKTIN, J. (1994). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Fabricación, puesta en obra y consolidación de hormigones compactados con rodillo

Figura 1. Presa ejecutada con RCC. https://vietnamconstruction.vn/en/roller-compacted-concrete-properties-advantages-applications/

Los hormigones compactados con rodillo (HCR) (RCC, en sus siglas en inglés) son mezclas de cemento, áridos y agua en la cantidad justa para permitir la consolidación de la masa mediante rodillos compactadores.

Estos hormigones tienen una relación agua/cemento suficientemente baja para alcanzar altas resistencias, lo que les permite soportar las cargas de los equipos de consolidación. Sin embargo, esta relación no es tan baja como para impedir que la pasta se distribuya entre los áridos durante el proceso de amasado y compactación, logrando así su unión.

Esto garantizaría una consolidación efectiva, lo cual es crucial para lograr una densidad, resistencia (la resistencia a la compresión puede superar los 60 MPa), uniformidad y textura superficial satisfactorias. El hormigón seco compactado se construye sin juntas, encofrados, acabados, refuerzos de acero ni pasadores. Estas características hacen que el hormigón seco compactado sea sencillo, rápido y económico. Su economía se debe en gran medida a los métodos de construcción de alta velocidad y gran volumen.

Uno de los inconvenientes del HCR es su sensibilidad a las variaciones en la humedad durante el proceso de compactación. Un exceso o un defecto de agua, así como una densidad insuficiente, puede reducir considerablemente la resistencia mecánica y afectar negativamente a la uniformidad de la superficie. Por otro lado, una falta de humedad puede provocar riesgos de segregación en la superficie del hormigón. Sin embargo, el HCR presenta un cambio de volumen potencial debido a la pérdida de humedad o retracción por secado significativamente menor en comparación con el hormigón convencional, gracias a su menor contenido de agua en la mezcla.

El HCR surgió como una alternativa para la construcción de presas, con sus primeros antecedentes en la reparación de estructuras a finales de la década de 1970. Esta técnica respondió a los problemas de fisuración del hormigón tradicional causados por las elevadas temperaturas generadas durante la hidratación del cemento. Posteriormente, el método se perfeccionó para su aplicación en presas de gravedad, siendo la primera experiencia concreta la construcción de la presa de Willow Creek en 1982, en Oregón (Estados Unidos). Desde entonces, su uso se ha expandido rápidamente a nivel mundial. El HCR también se desarrolló como una solución económica para pavimentos, capaz de soportar grandes volúmenes de cargas pesadas y de resistir el daño provocado por ciclos de congelación y descongelación. El pavimento compactado con rodillo tiene la ventaja de que se puede abrir al tráfico al día siguiente y tiene un aspecto parecido al asfalto.

Lo que distingue a los HCR de los hormigones tradicionales es su mayor sequedad, lo que permite su colocación en obra con los equipos utilizados en la construcción de terraplenes y presas de materiales sueltos (Figura 2). A pesar de esta diferencia, una vez endurecidos, sus características son muy similares a las de los hormigones convencionales.

Figura 2. Colocación del hormigón HCR. https://hormigonaldia.ich.cl/novedades-tecnologicas/hormigon-compactado-con-rodillo-hcr-solucion-rapida-persistente-y-a-bajo-costo/

En los últimos tiempos, este tipo de hormigones ha despertado un creciente interés en obras en las que se realiza la colocación en capas delgadas, como en presas y pavimentos, en los que la superficie predomina sobre el espesor. Su estructura es similar a la de las gravas-cemento, aunque, debido a su mayor contenido de conglomerante y a las mayores resistencias que alcanzan, se asemejan más a los hormigones convencionales.

Las mezclas de estos hormigones deben tener una dosificación precisa de pasta, ya que un exceso puede causar un efecto «colchón», generando ondas en la capa que se está compactando frente al rodillo, especialmente si debajo ya hay capas compactadas. Por el contrario, una cantidad insuficiente de pasta provoca que los áridos se contacten entre sí y se trituren bajo la presión del rodillo.

Actualmente, se está avanzando en el desarrollo de plantas de dosificación y amasado específicamente diseñadas para la fabricación de hormigón seco compactado (HCR). Estas plantas utilizan tanto centrales clásicas discontinuas como sistemas de amasado continuo. La dosificación del HCR puede realizarse de varias maneras: mediante dosificación convencional por peso, dosificación continua por peso con cintas pesadoras o dosificación volumétrica continua, utilizando alimentadores de paletas o de banda estriada.

Si bien cada método de transporte tiene sus ventajas, cualquiera que sea el método utilizado, los equipos deben diseñarse para minimizar la segregación, que puede ser un problema, particularmente con mezclas menos trabajables con árido de tamaño máximo grande. Los camiones hormigonera son adecuados incluso para áridos de hasta 76 mm de tamaño máximo. Sin embargo, los camiones de cajón basculante no son recomendables para áridos mayores de 40 mm, ya que pueden surgir problemas de segregación.

En la construcción de presas, es esencial garantizar un suministro elevado de hormigón. Un rodillo vibrante de 4,5 m de ancho puede compactar hasta 260 m³ de hormigón en cuatro pasadas, a una velocidad de 3,75 km/h, con un espesor de 25 cm. Esto requiere el uso de centrales de gran capacidad y, en muchos casos, de amasado continuo para mantener el ritmo de trabajo.

Cuando las plantas de amasado están cerca de los lugares de colocación, se pueden utilizar cintas transportadoras, vagonetas, dúmperes, cubas y otros medios. En todo momento, el hormigón debe protegerse del viento y de la lluvia durante el transporte. Además, se recomienda limpiar los neumáticos de los dúmperes para evitar la entrada de terrones de arcilla y otros materiales contaminantes.

Entre la fabricación y la colocación del hormigón no debe transcurrir más de 45 minutos. Este tiempo puede variar en función del tipo de conglomerante utilizado y de la temperatura ambiente. La colocación de estos hormigones se realiza con los mismos equipos que en los movimientos de tierra, como buldóceres, camiones, motoniveladoras y palas mecánicas.

La compactación se lleva a cabo con rodillos autopropulsados, generalmente vibrantes. La selección de los rodillos debe basarse en su peso, maniobrabilidad, tamaño del cilindro y características de la vibración, como su amplitud y frecuencia. Los rodillos muy pesados, de 4 a 5 toneladas, no pueden acercarse a los encofrados ni a otros obstáculos; por lo tanto, los 25 cm más cercanos a estos se compactan con rodillos más ligeros.

El número de pasadas necesario para lograr una consolidación completa del hormigón varía en función de las características de la mezcla y el espesor de las capas que se van a compactar. El espesor habitual para la compactación es de 20 a 30 cm. Sin embargo, siempre es necesario realizar ensayos previos en tramos de prueba para determinar el número de pasadas necesario para alcanzar el peso específico deseado del hormigón.

La energía suministrada por los rodillos es tan alta que, incluso con mezclas secas bien dosificadas, puede aparecer humedad en la superficie de las capas después del paso de estos rodillos. Esta humedad tiende a evaporarse rápidamente antes de que comience el fraguado. El grado de compactación en obra se determina comparando el peso específico del hormigón colocado con el de la misma mezcla en el laboratorio. Los equipos portátiles para medir el peso específico son rápidos y muy adecuados para este tipo de trabajos.

La reducida humedad del hormigón compactado obliga a curarlo de forma eficaz. El curado de estos hormigones se realiza de la misma manera que con los hormigones tradicionales, manteniéndolos húmedos durante 7 días. Los productos filmógenos de curado no se utilizan en presas porque dificultarían la unión entre las capas de hormigón.

El revestimiento aguas arriba de las presas generalmente se realiza con hormigón convencional, utilizando encofrados o paneles prefabricados, con o sin membrana impermeabilizante. El revestimiento aguas abajo se lleva a cabo con paneles rigidizadores o con hormigón convencional colocado en encofrado, dejando un sobreancho que sirve como hormigón de sacrificio.

A continuación, os dejo algunos vídeos que espero que os resulten de interés.

También os dejo un documento sobre presas de hormigón compactado con rodillo.

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Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

BUSTILLO, M. (2008). Hormigones y morteros. Fueyo Editores, Madrid, 721 pp.

CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Primicia editorial: Nuevo Manual de Referencia sobre Estructuras Auxiliares en la Construcción

Estoy en proceso de revisión de las pruebas de imprenta del nuevo Manual de Referencia denominado: “Estructuras auxiliares de construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras”. Estará disponible en las librerías durante el mes de septiembre del 2024.

Este libro aborda de manera amplia las estructuras auxiliares utilizadas en la construcción, abarcando tanto el ámbito de la edificación como el de las obras de ingeniería civil. El libro trata de los aspectos relacionados con los apeos y apuntalamientos, las entibaciones, los andamios, los encofrados y las cimbras. La novedad de esta obra radica en el tratamiento constructivo de estas técnicas, donde las fotografías e ilustraciones añaden valor a las explicaciones realizadas en el texto. Además de incluir una amplia bibliografía, se aportan cuestiones de autoevaluación con respuestas para el aprendizaje de los conceptos más importantes, así como problemas resueltos. Es un libro de texto dirigido a estudiantes de ingeniería y arquitectura, con una fuerte orientación hacia la construcción. No obstante, también se estructura como un manual de consulta para los profesionales relacionados con el proyecto y la construcción de obras. Además, este libro complementa los aspectos constructivos de otro tipo de textos estructurales o geotécnicos, más orientados a la teoría y los problemas.

¿Qué es un Manual de Referencia en la Universitat Politècnica de València?

Colección de carácter multidisciplinar, orientada a la formación y al ejercicio profesional. Los contenidos han sido seleccionados por el comité editorial atendiendo a la oportunidad de la obra por su originalidad en el estudio y aplicación de una materia, el apoyo gráfico y práctico con ejercicios demostrativos que sustentan la teoría, la adecuación de su metodología y la revisión bibliográfica actualizada. Los títulos de la colección se clasifican en distintas series según el área de conocimiento y la mayoría de ellos están disponibles tanto en formato papel como electrónico.

Todos los títulos de la colección están evaluados por especialistas en la materia según el método doble ciego, tal como se recoge en la página web de la Editorial (http://www.upv.es/entidades/AEUPV/info/891747normalc.html), garantizando la transparencia en todo el proceso.

Para conocer más información sobre la colección, los títulos que la componen y cómo adquirirlos puede visitar la web, enlace a la página de la colección en www.lalibreria.upv.es

Referencia:

YEPES, V. (2024). Estructuras auxiliares en la construcción: Andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 408 pp. Ref. 477. ISBN: 978-84-1396-238-2

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

SOBRE EL AUTOR:

Víctor Yepes Piqueras. Catedrático de universidad del Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València. Número 1 de su promoción, ha desarrollado su vida profesional en empresas constructoras, en el sector público y en el ámbito universitario. Ha recibido el Premio a la Excelencia Docente por parte del Consejo Social de la UPV. Es investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) y profesor visitante en la Pontificia Universidad Católica de Chile. Ha sido director académico del Máster Universitario en Ingeniería del Hormigón (acreditado con el sello EUR-ACE). Imparte docencia en asignaturas de grado y posgrado relacionadas con procedimientos de construcción y gestión de obras, calidad e innovación, modelos predictivos y optimización en la ingeniería. Sus líneas de investigación actuales se centran en la optimización multiobjetivo, la sostenibilidad y el análisis de ciclo de vida de puentes y estructuras de hormigón.

Mantenimiento preventivo sostenible de estructuras de edificios de hormigón tipo MMC en un entorno adverso

Acaban de publicarnos en la revista Journal of Building Engineering, que está en el primer decil del JCR, un artículo sobre el mantenimiento preventivo y sostenible de los métodos modernos de construcción en entornos hostiles. Estos métodos, conocidos como “construcción inteligente“, son alternativas a la construcción tradicional. El gobierno del Reino Unido utilizó este término para describir una serie de innovaciones en la construcción de viviendas, la mayoría de las cuales se basan en tecnologías de construcción en fábrica. Este concepto abarca una amplia gama de tecnologías basadas en la fabricación modular, ya sea en el lugar de construcción o en otra ubicación, y está revolucionando la forma en que se construyen edificios de manera más rápida, rentable y eficiente. También se conoce comúnmente como construcción “off-site”. El trabajo se enmarca dentro del proyecto de investigación HYDELIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

La industria de la construcción desempeña un papel significativo en la presión medioambiental, atribuido principalmente a su importante consumo de recursos, impulsado sobre todo por el auge de la construcción residencial. Los Métodos Modernos de Construcción (MMC) presentan un paradigma innovador para diseñar y construir infraestructuras y edificios de forma más eficiente, utilizando materiales convencionales con técnicas no convencionales. El artículo pretende aplicar este enfoque a una estructura de edificación basada en MMC, minimizando el impacto de su ciclo de vida mediante la optimización del consumo de materiales de construcción, con especial atención a los efectos de la fase de mantenimiento desde un punto de vista preventivo. Este estudio se centra en la evaluación de la sostenibilidad de los forjados planos de hormigón armado que emplean un sistema de cuerpo estructural hueco, haciendo hincapié explícitamente en los factores de agresividad ambiental que contribuyen a la corrosión, como la carbonatación y los cloruros. La investigación explora diez opciones de diseño para un edificio residencial público frente al mar, examinando su impacto en la economía, el medio ambiente e incluso la sociedad en lo que respecta a los ciclos de mantenimiento necesarios a lo largo de la vida útil de la estructura, en función de la estrategia preventiva empleada para cada diseño. Para evaluar la sostenibilidad de estas opciones, los investigadores emplearon una combinación del método del mejor-peor (BWM) y la técnica VIKOR, teniendo en cuenta nueve criterios relacionados con la sostenibilidad. El estudio concluyó que el hormigón con un 5% de humo de sílice es la opción más rentable y respetuosa con el medio ambiente, y que la impregnación hidrófoba reduce el impacto social. Sin embargo, en comparación con las evaluaciones unidimensionales y bidimensionales, el estudio demuestra la importancia de considerar simultáneamente los impactos económicos, medioambientales y sociales del ciclo de vida de un diseño para lograr la sostenibilidad en el mantenimiento con una visión holística. Este enfoque condujo a una calificación de sostenibilidad un 86% más alta para un diseño que utilizaba cemento sulforresistente en la mezcla de hormigón que la opción de partida.

Aspectos destacables:

El estudio evalúa el impacto en el ciclo de vida de diez opciones de diseño mejoradas para un módulo hotelero de tres pisos en un entorno costero, con el objetivo de mejorar la durabilidad y reducir las necesidades de mantenimiento a lo largo de la vida útil de la estructura.
Los resultados óptimos se obtienen del intervalo de mantenimiento preventivo, lo que hace hincapié en la importancia de las estrategias de mantenimiento proactivo para mejorar la sostenibilidad y la longevidad de las estructuras de construcción de hormigón basadas en MMC.
El documento proporciona evaluaciones exhaustivas del ciclo de vida según las normas ISO 14040, que abordan las tres dimensiones simultáneamente, ofreciendo una visión holística del desempeño en materia de sostenibilidad en los proyectos de construcción.
Al centrarse en el mantenimiento preventivo, la investigación destaca el potencial de obtener beneficios ambientales y económicos a largo de un período de 50 años, ya que contribuyen a la sostenibilidad general de las estructuras de los edificios en entornos hostiles.
Al incorporar las opiniones de expertos a través del método de toma de decisiones multicriterio de BMW, el estudio proporciona un análisis completo de varios aspectos de la sostenibilidad en los proyectos de construcción, promoviendo prácticas de toma de decisiones sostenibles en la industria.
Los resultados subrayan la importancia de la toma de decisiones sostenibles en la construcción, en consonancia con los esfuerzos mundiales para reducir el impacto ambiental y promover prácticas ecológicas en la industria.
La investigación hace hincapié en la importancia de las estrategias de mantenimiento preventivo sostenibles para mejorar la longevidad y la sostenibilidad de las estructuras de construcción de hormigón basadas en el MMC, y destaca los beneficios de los enfoques de mantenimiento proactivo.

Podéis descargar el artículo gratuitamente al tratarse de una publicación en acceso abierto:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352710224017236

Abstract:

The construction industry plays a significant role in environmental strain, attributed mainly to its substantial resource consumption, primarily driven by the surge in residential construction. Modern Methods of Construction (MMC) presents an innovative paradigm for designing and constructing infrastructure and buildings more efficiently, using conventional materials with unconventional techniques. The article aims to apply this approach to an MMC-based building structure, minimizing its life cycle impact by optimizing the consumption of building materials, with particular attention to the effects of the maintenance phase from a preventive point of view. This study focuses on assessing the sustainability of reinforced concrete flat slabs, employing a hollow structural body system, explicitly emphasizing environmental aggressiveness factors contributing to corrosion, such as carbonation and chlorides. The research explores ten design options for a waterfront public residential building, examining their impact on the economy, the environment, and even society, regarding the maintenance cycles required over the structure’s lifetime, depending on the preventive strategy employed for each design. In assessing the sustainability of these options, researchers employed a combination of the best-worst method (BWM) and the VIKOR technique, considering nine criteria related to sustainability. The study found that 5% silica fume concrete is the most cost-effective and environmentally friendly option, with hydrophobic impregnation reducing social impacts. However, compared to one— and two-dimensional evaluations, the study demonstrates the importance of simultaneously considering a design’s life cycle’s economic, environmental, and social impacts to achieve sustainability in maintenance with a holistic view. This approach led to an 86% higher sustainability rating for a design using sulforesistant cement in the concrete mix than the baseline.

Keywords:

Modern Methods of Construction; Life Cycle Assessment; Sustainable design; Multi-criteria Decision-making; Preventive maintenance; Corrosion

Reference:

SÁNCHEZ-GARRIDO, A.J.; NAVARRO, I.J.; YEPES, V. (2024). Sustainable preventive maintenance of MMC-based concrete building structures in a harsh environment. Journal of Building Engineering,95:110155. DOI:10.1016/j.jobe.2024.110155

Como el artículo se encuentra en abierto, os lo podéis descargar aquí:

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Puesta en obra del hormigón en tiempo frío

Figura 1. Hormigonado en tiempo frío. https://www.cotecno.cl/precauciones-para-el-hormigonado-en-climas-frios/

El hormigón no adquiere la resistencia necesaria si el fraguado y el primer endurecimiento se producen a temperaturas muy bajas. Esto se debe principalmente a la acción expansiva del agua intersticial. En el mejor de los casos, se observa una disminución en la velocidad de hidratación de los componentes activos del cemento, como se explicó en un artículo anterior sobre los efectos del frío en el fraguado del hormigón.

En condiciones de frío, el hormigón debe colocarse en los encofrados y compactarse de manera rápida y sin interrupciones. Antes de verter el hormigón, se debe retirar toda la nieve, el hielo, la escarcha y el agua derretida del equipo, el encofrado y el terreno donde se coloque. Para ello, se pueden utilizar chorros de aire caliente. A menos que el área de trabajo esté cubierta, se debe limpiar inmediatamente antes de verter el hormigón.

La temperatura de las superficies que estén en contacto con el hormigón fresco (equipos de colocación, encofrados, terreno) no debe ser inferior a 3 °C ni superar la temperatura del hormigón en más de 5 °C. La superficie del terreno de cimentación puede descongelarse cubriéndola con material aislante durante unos días, pero en la mayoría de los casos es necesario aplicar calor externo con aire seco, ya que el vapor puede hacer que el agua se condense y posteriormente se congele. Se recomienda el uso de encofrados de madera. Los equipos de colocación y los encofrados metálicos pueden estar dotados de aislamiento térmico (más espesor en las esquinas) o pueden precalentarse.

La temperatura de las armaduras también debe ser ligeramente superior a 0 °C cuando se vierte el hormigón. Colocar el hormigón en zonas con alta concentración de armaduras a temperaturas muy bajas puede causar la congelación local del hormigón alrededor de las barras, lo que puede disminuir la adherencia si esta persiste después de la vibración. Si se calientan las armaduras, este proceso no debería afectar a las propiedades del acero.

Se recomienda evitar el uso de canaletas y cintas transportadoras, a menos que estén debidamente aisladas. Estos elementos tienden a perder una gran cantidad de calor y pueden formar hielo durante los intervalos de colocación.

En general, se suspenderá el hormigonado o se adoptarán medidas especiales si se prevé que la temperatura pueda descender por debajo de 0 °C en las próximas 48 horas. Dado que la temperatura del hormigón durante el fraguado depende del tipo de cemento y del espesor de las partes o piezas a hormigonar, estas medidas se implementarán si, a las nueve de la mañana (hora solar), se registran temperaturas inferiores a las siguientes, de acuerdo con los tipos de obras:

Para estructuras de hormigón con cemento Portland:

4 °C para estructuras ordinarias sin más condiciones.
1 °C para estructuras de gran masa o con protección aislante.

Para estructuras de hormigón con cemento siderúrgico o puzolánico:

9 °C para estructuras ordinarias sin más condiciones.
6 °C para estructuras de gran masa o con protección aislante.

No obstante, si se produce una helada justo después de verter el hormigón y antes de que fragüe, el problema es reversible. En este caso, el fraguado no ha comenzado porque el agua se ha congelado y, una vez que el hielo se derrita, el hormigón podrá fraguar normalmente, previa nueva vibración. Por ejemplo, tomando valores aproximados, a una temperatura de 5 °C, el tiempo de fraguado es de unas 14 horas, mientras que a 20 °C se reduce a 6 horas y a 40 °C a apenas 1,5 horas.

Es necesario asegurarse de que el hormigón no se coloque en los encofrados a un ritmo superior al que permite su correcta compactación y acabado final. En la puesta en obra del hormigón en forjados y elementos superficiales, es fundamental realizar la colocación en frentes reducidos.

Una alternativa para superar los problemas derivados del hormigonado en tiempo frío consiste en calentar el hormigón antes de su colocación o las armaduras o moldes que lo recibirán, así como en usar protecciones aislantes suficientes para evitar una pérdida excesiva de calor. También se pueden calentar los áridos, el agua o la mezcla en la hormigonera. Si se calienta el agua, algo que resulta especialmente útil, su temperatura no debe superar los 70 °C para evitar un fraguado rápido. Este calentamiento suele requerir un mayor tiempo de amasado para evitar la formación de grumos. Además, se recomienda utilizar bajas relaciones agua/cemento y cementos de alto calor de hidratación. Si el encofrado actúa como aislante, como en el caso de la madera, se puede retrasar el proceso de desencofrado para retener el calor durante el mayor tiempo posible.

El problema descrito se agrava si, además de las bajas temperaturas, se presentan fuertes vientos, lluvias, humedad, u otras condiciones climáticas adversas.

El Código Estructural establece las condiciones para hormigonar en tiempo frío en su artículo 52.3.1:

“La temperatura de la masa de hormigón, en el momento de verterla en el molde o encofrado, no será inferior a 5 °C.

Se prohíbe verter el hormigón sobre elementos (armaduras, moldes, etc.) cuya temperatura sea inferior a cero grados centígrados.

En general, se suspenderá el hormigonado siempre que se prevea que, dentro de las cuarenta y ocho horas siguientes, pueda descender la temperatura ambiente por debajo de los cero grados centígrados.

En los casos en que, por absoluta necesidad, se hormigone en tiempo de heladas, se adoptarán las medidas necesarias para garantizar que, durante el fraguado y primer endurecimiento de hormigón, no se producirán deterioros locales en los elementos correspondientes, ni mermas permanentes apreciables de las características resistentes del material. En el caso de que se produzca algún tipo de daño, deberán realizarse los ensayos de información necesarios para estimar la resistencia realmente alcanzada, adoptándose, en su caso, las medidas oportunas.

El empleo de aditivos aceleradores de fraguado o aceleradores de endurecimiento o, en general, de cualquier producto anticongelante específico para el hormigón, requerirá una autorización expresa, en cada caso, de la dirección facultativa. Nunca podrán utilizarse productos susceptibles de atacar a las armaduras, en especial los que contienen ión cloro”.

Los comentarios a este artículo dicen lo siguiente:

“Se entiende por tiempo frío el periodo durante el cual existe, durante más de tres días, las siguientes condiciones:

- - la temperatura media diaria del aire es inferior a 5 °C,
  - la temperatura del aire no supera los 10 °C durante más de la mitad del día.

La hidratación de la pasta de cemento se retrasa con las bajas temperaturas. Además, la helada puede dañar de manera permanente al hormigón poco endurecido si el agua contenida en los poros se hiela y rompe el material. En consecuencia, deben adoptarse las medidas necesarias para asegurar que la velocidad de endurecimiento es la adecuada y que no se producen daños por helada.

Cuando existe riesgo de acción del hielo o de helada prolongada, el hormigón fresco debe protegerse mediante dispositivos de cobertura o aislamiento, o mediante cerramientos para el calentamiento del aire que rodee al elemento estructural recién hormigonado, en cuyo caso deberán adoptarse medidas para mantener la humedad adecuada”.

Os dejo un vídeo al respecto del hormigonado al tiempo frío.

También comparto un artículo que, espero, sea de vuestro interés.

Descargar (PDF, 685KB)

Referencias:

AA. VV. (2002). Hormigones de ejecución especial (seis tipos). Colegio de Ingenieros de Caminos, Madrid, 114 pp.

ACI COMMITTEE 306. Cold wheather concreting (ACI 306R-16). American Concrete Institute.

AENOR (2022). UNE 83151-1 IN Hormigonado en condiciones climáticas especiales. Parte 1: Hormigonado en tiempo frío. Madrid, 27 pp.

CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Recomendaciones para el vertido del hormigón

Figura 1. Vertido del hormigón. https://constructivo.com/noticia/siga-estos-pasos-para-llevar-a-cabo-un-correcto-proceso-de-vibrado-en-la-fundicion-de-concreto-1582900765

Una vez que el hormigón se encuentra en el lugar de colocación, se procede a su puesta en obra, la cual se realizará de acuerdo con el tipo de hormigón y las condiciones del espacio y los medios de colocación disponibles. El método más sencillo de colocación consiste en verter el hormigón directamente desde el dispositivo de transporte al encofrado, molde o lugar designado. En ocasiones, el acceso del transporte al punto de colocación puede ser difícil; en estos casos, el bombeo soluciona el problema y, además, proporciona un flujo continuo de hormigón que aumenta la eficiencia del trabajo.

Antes del vertido, es necesario prever la ubicación de las juntas de hormigonado. Asimismo, es fundamental verificar si los encofrados podrán resistir las presiones generadas por el hormigón fresco, considerando la consistencia del hormigón, el tipo de cemento utilizado, la altura del hormigonado, la temperatura ambiente, entre otros factores. La velocidad de colocación debe ser lo suficientemente alta para evitar la formación de juntas frías, pero no tan alta que cause una segregación excesiva o genere altas presiones sobre los encofrados. Las juntas frías se producen cuando una capa de hormigón se ha fraguado antes de que se vierta otra capa sobre ella, lo que da como resultado una unión débil entre ambas capas.

El vertido puede considerarse como la operación final del transporte del hormigón antes de su colocación definitiva. Al llegar a la obra, el punto de vertido puede encontrarse al mismo nivel del terreno o a mayor altura. En ambos casos, lo más conveniente es que la descarga se realice directamente desde el medio de transporte utilizado, como camiones hormigonera, camiones abiertos o autobombas. Sin embargo, en ocasiones es necesario verter el hormigón en recipientes auxiliares para luego acercarlo y dirigirlo mediante tolvas o canaletas hasta el molde o encofrado. En cualquier caso, como norma general, debe procurarse que el punto de descarga esté lo más cercano posible al de colocación, evitando operaciones innecesarias que puedan aumentar la segregación del hormigón fresco.

El ritmo de vertido debe ser uniforme y compatible con el equipo y los trabajadores presentes en el proceso de colocación y acabado. Cuando exista la posibilidad de una interrupción en el vertido del hormigón, se debe considerar el aprovisionamiento de un equipo de apoyo.

Para garantizar la calidad y uniformidad del hormigón durante el vertido, es fundamental evitar su segregación. Además, se debe tener cuidado para no desplazar las armaduras, las vainas del pretensado o el atado de los encofrados, para lo cual se deben adoptar las medidas oportunas. El hormigón se debe verter verticalmente, lo más cerca posible de su posición definitiva, sin obstáculos que tamicen el flujo y evitando desplazamientos laterales una vez colocado. Además, nunca se deberán verter masas que acusen el principio de fraguado, la segregación o la desecación.

A continuación, se ofrecen recomendaciones para las operaciones de vertido.

El material no debe verterse desde una gran altura (como máximo 2 m de caída libre). Se debe procurar que la dirección de caída sea vertical, evitando desplazamientos horizontales de la masa. Durante el vertido, el hormigón debe dirigirse para impedir que choque libremente contra el encofrado o las armaduras. Para lograr esto, se utilizarán canaletas que permitan encauzar el hormigón como si fuera un embudo. Por ello, la carga de cubas, carretillas y tolvas no debe hacerse directamente desde la amasadora.
El hormigón se debe colocar en capas horizontales de espesor inferior al que permita una buena compactación de la masa (generalmente entre 20 y 70 cm), facilitando así el «cosido» de las capas. Las distintas capas se consolidarán sucesivamente, uniendo cada capa a la anterior con el medio de compactación elegido (normalmente un vibrador) y sin que transcurra mucho tiempo entre ellas para evitar que la masa se seque o empiece a fraguar, a menos que esté prevista una junta de hormigonado. Por ello, el espesor de la capa debe ser algo inferior a la longitud del elemento vibrador, de manera que este atraviese todo el espesor de la capa y llegue a introducirse lo suficiente en la siguiente.
No se debe arrojar el hormigón con pala ni a gran distancia, ni distribuirlo con rastrillos o vibradores que provoquen su disgregación. No se debe hacer avanzar más de un metro de hormigón dentro de los encofrados.
En el hormigonado de superficies inclinadas, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:
- El hormigón fresco tiende a correr o deslizar hacia abajo, especialmente bajo el efecto del vibrado.
- Se produce segregación por la distinta velocidad de los áridos en la superficie inclinada.
- Es preferible hormigonar de abajo hacia arriba, colocando una superficie que contenga el hormigón y lo encauce a modo de embudo. Si se utiliza vibrado, su acción debe ser lo más breve posible.
- Para minimizar los efectos del vibrado, también es recomendable hormigonar de abajo hacia arriba, en secciones cuyo volumen y distancia de la parte compactada sean tales que el hormigón ocupe su lugar después de una breve acción de vibrado.
- Hay que ajustar la velocidad de vertido al espesor de las capas, a los períodos necesarios de vibración y a las juntas de hormigonado previstas.

A continuación, se recogen algunas figuras que permiten conocer algunas de las malas prácticas en la colocación incorrecta del hormigón.

Figura 2. Cargas y descargas en vertical y centradas

Figura 3. Las compuertas inclinadas de las tolvas son en realidad canaletas con un final sin control que origina segregación al llenar las carretillas

Figura 4. El empleo de una cacera elimina los riesgos de segregación al vaciar una hormigonera

Figura 5. Falta de control al final de la cinta. La pantalla simplemente cambia la dirección de la segregación

El hormigón no debe encontrar restricciones antes de colocarlo en el encofrado. Si se vierte la masa en la parte superior mediante una tubería flexible de caída o un tubo central, se evita la segregación y los encofrados y las armaduras se mantienen limpios hasta que el hormigón los cubre (Figura 6).

Figura 6. Hormigonado en parte superior con un tubo central.

Cuando se utiliza una lámina de plástico que se enrolla a medida que se vierte el hormigón, se logra un efecto similar (Figura 7). No se debe permitir que el faldón se sumerja más de 500 mm en el hormigón para facilitar su extracción.

Figura 7. Hormigonado en parte superior con láminas de plástico.

No se debe permitir que el hormigón choque y rebote contra el encofrado y las armaduras, pues origina la segregación y la formación de nidos de grava en el fondo (Figura 8).

Figura 8. Vertido incorrecto del hormigón

Como se puede comprobar en la Figura 9, en las losas es conveniente que el avance del frente de hormigonado abarque todo el espesor. En estas superficies horizontales, la colocación del hormigón debe realizarse contra la masa ya colocada. El vertido correcto se produce cuando el operario coloca el hormigón retrocediendo, aunque resulta algo incómodo. De esta forma, atraviesa solo una capa, amortigua la capa viscosa y se produce cierta compactación.

Figura 9. Recomendación de vertido contra el hormigón

En la Figura 10 se puede observar que, en caso de detectarse segregación, es posible añadir el árido grueso al hormigón y mezclarlo con una pala. Es importante no añadir mortero ni hormigón al árido grueso.

Figura 10. Forma correcta de añadir árido grueso al hormigón

En artículos anteriores hemos explicado con cierto detalle la puesta en obra del hormigón para casos especiales como el hormigonado en tiempo caluroso, hormigonado en condiciones de viento, hormigonado de pilares y muros, hormigonado mediante bombeo, grandes vertidos de hormigón, hormigonado bajo el agua, o el hormigonado en tiempo frío, entre otros. Dejo los enlaces para los lectores interesados.

El Artículo 52.1 del Código Estructural establece las condiciones de vertido y colocación del hormigón.

“En ningún caso se tolerará la colocación en obra de masas que acusen un principio de fraguado.

En el vertido y colocación de las masas, incluso cuando estas operaciones se realicen de un modo continuo mediante conducciones apropiadas, se adoptarán las debidas precauciones para evitar la disgregación de la mezcla.

No se colocarán en obra capas o tongadas de hormigón cuyo espesor sea superior al que permita una compactación completa de la masa.

No se efectuará el hormigonado en tanto no se obtenga la conformidad de la dirección facultativa, una vez que se hayan revisado las armaduras ya colocadas en su posición definitiva.

El hormigonado de cada elemento se realizará de acuerdo con un plan previamente establecido en el que deberán tenerse en cuenta las deformaciones previsibles de encofrados y cimbras”.

Los comentarios de este artículo son los siguientes:

“El vertido en grandes montones y su posterior distribución por medio de vibradores noes, en absoluto, recomendable, ya que produce una notable segregación en la masa del hormigón.

Se tendrá especial cuidado en evitar el desplazamiento de armaduras, conductos de pretensado, anclajes y encofrados, así como el producir daños en la superficie de estos últimos, especialmente cuando se permita la caída libre del hormigón.

El vertido del hormigón en caída libre, si no se realiza desde pequeña altura (inferior a dos metros), produce inevitablemente la disgregación de la masa, y puede incluso dañar la superficie de los encofrados o desplazar éstos y las armaduras o conductos de pretensado, debiéndose adoptar las medidas oportunas para evitarlo.

El empleo de aditivos superplastificantes y el elevado contenido de finos en hormiones de alta resistencia, los hace muy fluidos, permitiendo unas tongadas de mayor espesor que en un hormigón convencional, si bien resultas necesaria una mayor energía de compactación”.

Os dejo una Guía de Aplicación de la puesta en obra del hormigón de consistencia fluida en edificación según el Código Estructural.

Descargar (PDF, 2.98MB)

Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.

FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.

TIKTIN, J. (1994). Procesamiento de áridos: instalaciones y puesta en obra de hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid, 360 pp. ISBN: 84-7493-205-X.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Hormigoneras con inversión de marcha y eje horizontal

Figura 1. Hormigonera de eje horizontal e inversión de marcha. https://www.linosella.com/es/producto/modelo-hopper-s-1500-22

Las hormigoneras de eje horizontal presentan ventajas significativas en comparación con las hormigoneras de tambor basculante. Su capacidad puede ser considerablemente mayor y el hormigón que producen suele ser de mejor calidad. Estas máquinas pueden ser fijas o móviles; las móviles se montan sobre un chasis de dos ejes con ruedas neumáticas.

Estas hormigoneras cuentan con una cuba de gran diámetro, de forma cilindro-cónica y con eje horizontal, que posee dos bocas opuestas. Una de las bocas es para la carga, que recibe el material cuando la cuba gira en un sentido, lo que facilita el amasado de la mezcla. La otra, para la descarga, a diferencia de las hormigoneras de tambor basculante, que solo tienen una boca.

En su interior, la cuba incluye una cámara central de trabajo equipada con de paletas helicoidales inclinadas y fijas que aseguran un buen mezclado. La salida del hormigón generalmente se realiza mediante una inversión rápida del giro de la máquina. Estas máquinas tienen una capacidad de hasta 5 m³, con una producción de 250 m³/h. El tiempo mínimo de amasado, en segundos, para una hormigonera de diámetro D, en metros, se calcula con la siguiente fórmula: t = 90 √D. La velocidad de giro de la cuba, en r. p. m., se determina aproximadamente mediante la fórmula N = 20 / √D.

Las hormigoneras de eje horizontal suelen tener una velocidad de descarga lenta, lo que, en ocasiones, puede provocar la segregación del hormigón. Este problema es especialmente frecuente cuando se utilizan áridos grandes, pues el mortero mezclado con los áridos de tamaño intermedio tiende a salir primero, dejando los áridos gruesos para el final. Este problema también puede presentarse en las hormigoneras de eje basculante.

La carga de los componentes de la mezcla se realiza generalmente de forma mecánica, utilizando un skip. Este dispositivo recibe los materiales y los sube por unas guías inclinadas hasta encajar en la tolva de descarga. A continuación, se abre una compuerta ubicada en el fondo de la cuba y los materiales se introducen en la hormigonera.

El tambor está montado sobre dos aros de rodadura que se apoyan en cuatro rodillos colocados en el bastidor que lo sustenta. El sentido de giro en un sentido u otro se logra mediante la acción de un piñón de ataque montado en un grupo motorreductor que actúa sobre una corona dentada alrededor de la cuba. Los sistemas de arrastre incluyen:

Un conjunto de corona atornillada al tambor y un piñón de ataque acoplado al motor.
Un sistema de fricción en el que unos rodillos con bandaje de goma arrastran el tambor, siendo estos rodillos impulsados por el motor. Estas ruedas están montadas sobre dos ejes y reciben el movimiento de un motorreductor a través de ruedas dentadas y cadenas.

El equipo de la hormigonera se completa con un armazón metálico montado sobre un eje, una tolva de fondo abatible para el llenado, enganchada al cable de un torno eléctrico, que se desplaza a lo largo de unos carriles inclinados (skip). Todos los movimientos se controlan de forma remota mediante pulsadores.

El amasado se produce mediante el giro del tambor, complementado por la acción de las paletas que impulsan el material hacia el centro de la cuba. Un inconveniente frecuente de estas hormigoneras, incluidas las de eje inclinado, es que durante la primera amasada, parte del mortero del hormigón queda adherido a las paredes. Esto hace que la primera mezcla sea de menor calidad que las siguientes y deba desecharse. Para evitar este problema, se debe realizar una pequeña amasada de mortero antes de iniciar la producción del hormigón. Parte de este mortero recubrirá las paredes de la hormigonera, eliminando el exceso y mejorando la calidad de las mezclas siguientes.

La descarga puede realizarse de varias formas, dependiendo del modelo:

Cambiando el sentido de giro del tambor. Al invertir el sentido de la marcha, la mezcla llega a los álabes del cono y se evacúa al exterior. Antes de invertir el sentido de giro del motor eléctrico, es necesario detenerlo. El cambio de polaridad permite la inversión. Cuando se utiliza un motor diésel, se requiere un inversor-reductor para cambiar el sentido de giro del tambor.
A través de una canaleta que se introduce por la boca de descarga dentro de la cuba o cambiando el ángulo de las paletas, aunque estos dos métodos están en desuso.

Os dejo un vídeo explicativo que espero os sea de interés.

Referencias:

ACI COMMITTEE 304. Guide for Measuring, Mixing, Transporting, and Placing Concrete. ACI 304R-00.

FERNÁNDEZ CÁNOVAS, M. (2004). Hormigón. 7ª edición, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Servicio de Publicaciones, Madrid, 663 pp.

CORMON, P. (1979). Fabricación del hormigón. Editores Técnicos Asociados, Barcelona, 232 pp.

GALABRU, P. (1964). Tratado de procedimientos generales de construcción. Obras de fábrica y metálicas. Editorial Reverté, Barcelona, 610 pp.

MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.

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