Nos acaban de publicar en línea en la revista Structural and Multidisciplinary Optimization (revista indexada en JCR en el primer cuartil) un trabajo de investigación en el que utilizamos las redes neuronales artificiales junto para el diseño multiobjetivo de puentes postesados de carreteras. Os paso a continuación el resumen y el enlace al artículo por si os resulta de interés. El enlace del artículo es el siguiente: http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00158-017-1653-0
Referencia:
García-Segura, T.; Yepes, V.; Frangopol, D.M. (2017). Multi-objective design of post-tensioned concrete road bridges using artificial neural networks. Structural and Multidisciplinary Optimization, doi:10.1007/s00158-017-1653-0
Abstract:
In order to minimize the total expected cost, bridges have to be designed for safety and durability. This paper considers the cost, the safety, and the corrosion initiation time to design post-tensioned concrete box-girder road bridges. The deck is modeled by finite elements based on problem variables such as the cross-section geometry, the concrete grade, and the reinforcing and post-tensioning steel. An integrated multi-objective harmony search with artificial neural networks (ANNs) is proposed to reduce the high computing time required for the finite-element analysis and the increment in conflicting objectives. ANNs are trained through the results of previous bridge performance evaluations. Then, ANNs are used to evaluate the constraints and provide a direction towards the Pareto front. Finally, exact methods actualize and improve the Pareto set. The results show that the harmony search parameters should be progressively changed in a diversification-intensification strategy. This methodology provides trade-off solutions that are the cheapest ones for the safety and durability levels considered. Therefore, it is possible to choose an alternative that can be easily adjusted to each need.
La pérdida de carga en un circuito de transporte de hormigón (igual a la presión necesaria a la salida de la bomba) depende de una combinación de factores como son las propiedades del hormigón, el desnivel a salvar, la longitud del circuito, el caudal necesario, los diámetros de tubería y el material en que están construidas. Se trata de obtener una solución óptima de forma que un menor diámetro equivale a un menor coste y menos desperdicio de mezcla durante la limpieza, pero hace necesaria una presión de bombeo superior, que puede llegar a ser inaceptable.
El hormigón fresco se comporta esencialmente como un fluido de Bingham y, por tanto, su flujo en tubería sigue la ley de Buckingham. Sin embargo, se acepta normalmente que existe una relación lineal entre la pérdida de carga y el caudal, en vez de la relación cuadrática que establece la ecuación empírica de Darcy-Weisbach. Esta simplificación en el cálculo la asume el ACI (ACI 304.2r-96) y algunos fabricantes de bombas de hormigón (Putzmeister) al utilizar una fórmula empírica que indica que la relación presión-caudal (p–q) durante el bombeo es lineal, siendo el coeficiente de la ecuación que las vincula igual a una constante que depende de la geometría del circuito (cuantificada por su longitud L y diámetro D) y de las propiedades de la mezcla, expresadas en función de su asentamiento medido mediante el cono de Abrams a través del parámetro b.
Con las siguientes unidades: q (m3/h), L (m), D (m) y b (10·exp(-6)·bar·h/m), entonces p (bar). Además, b se puede obtener de la tabla siguiente en función del cono de Abrams:
Esta fórmula se ha utilizado ampliamente en la generación de ábacos o programas de cálculo de pérdidas de carga. Sin embargo, Putzmeister solo tabula el coeficiente b para valores de asentamiento menores de 12 cm, es decir, para hormigones relativamente consistentes, lo que deja fuera de su campo de aplicación a los hormigones fluidos. Si observamos, la pérdida de carga no depende de la presión existente en la tubería, hipótesis que algunos autores han comprobado. Esta aproximación empírica es útil desde el punto de vista práctico, pero no es satisfactoria desde un punto de vista teórico. Si bien proporciona buenos resultados en mezclas tradicionales, no resulta tan adecuada para los nuevos hormigones más fluidos como los autocompactantes o los de alta resistencia (Rodríguez López, 2015).
Para calcular la potencia de la bomba deberemos considerar la presión originada por la pérdida de carga más la presión necesaria para subir el hormigón en altura. Dicha presión total se multiplicará por el caudal y se dividirá por el rendimiento η de la bomba para obtener la potencia N necesaria. La fórmula a emplear sería la siguiente:La presión en la conducción y la potencia de bombeo necesaria para transportar un determinado caudal de hormigón, puede calcularse por medio de ábacos como el de la figura en el que estos parámetros se relacionan con las características de la tubería y del hormigón de la siguiente forma: La escala vertical y horizontal del ábaco representa respectivamente en el caudal (m3/h) y la presión (bar) (en bombeo con altura de elevación, la presión total añadiendo a la presión indicada en el ábaco la presión en altura de la columna de hormigón). Además, en cada cuadrante figura el diámetro de la tubería, la longitud equivalente (longitud real + longitud añadida por pérdidas), la consistencia del hormigón y la potencia necesaria de la bomba. El resultado es aproximado y para un hormigón de buena dosificación. En este tipo de nomogramas se obtiene la potencia necesaria de la bomba, suponiendo un rendimiento de η=0,7. Este rendimiento puede caer a η=0,6 al sobrepasar los 50 bar.
Ejemplo: 40 m3/h de hormigón con un cono de Abrams de 60 mm deben bombearse a través de una tubería de 125 mm de diámetro a una distancia horizontal de 220 m y vertical de 73 m. Con el uso del nomograma de la Figura es fácil deducir la presión del hormigón y el rendimiento.
Fuente: Bombas de hormigón estacionarias, Putzmeister
Para elegir bien el equipo, deberemos considerar algunas cosas:
Hay que elegir el caudal de hormigón a bombear. Se parte del volumen de hormigón que se debe colocar y del tiempo que disponemos. Además, hay que suponer que la bomba tiene tiempos muertos, por lo que es habitual suponer un rendimiento de 45 minutos por cada hora.
Para un caudal determinado, el diámetro de la tubería debe ser un compromiso entre los menores rozamientos, menor velocidad y mayor presión de los diámetros grandes, frente a la facilidad de montaje y de operaciones de bombeo de los diámetros menores.
Hay que calcular las pérdidas en la tubería que se añaden a la longitud real para calcular la longitud equivalente. Los codos de 30º, 60º y 90º equivalen a 1, 2 y 3 m de tubería. Si la manguera es flexible, la longitud hay que multiplicarla por 2. El conducto en vertical hay que multiplicarlo por 1,1.
No hay que olvidarse de sumar la presión necesaria para el bombeo en altura. En el caso de un peso específico del hormigón de 25 kN/m³, supone añadir 1 bar por cada 4 m de altura.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València.
RODRÍGUEZ-LÓPEZ, A.J. (2015). Determinación automática de la eficiencia volumétrica y otros parámetros de operación de bombas alternativas de hormigón mediante análisis de los pulsos de presión en su salida. Tesis doctoral. Universidad Politécnica de Madrid.
Se denominan centrales hormigoneras tipo torre o plantas verticales a aquellas en que el almacenamiento de los áridos está en la parte más alta de la misma planta y todo el proceso, tanto de dosificación como de amasado y descarga del hormigón, se realiza por gravedad. Los áridos se encuentran almacenados en tolvas elevadas, formando una torre. Los áridos suben a estas tolvas mediante una cinta transportadora o skip de la capacidad de un camión, aunque también son habituales los elevadores de cangilones. Requieren menos espacio que las anteriores y no existe contaminación de los distintos grupos de áridos.
En el centro de la torre y en su punto más alto, un resbaladero giratorio reparte los diversos tamaños de áridos en silos celulares dispuestos en forma estrellada. En el piso inmediato inferior están los elementos dosificadores. La extracción del material de los silos es por gravedad en gravas y arenas, pero para arenas húmedas precisa de ayuda, bien vibratoria, bien de tornillo sin-fin. La dosificación es por peso, con báscula independiente para cada silo, básculas que suelen ser de funcionamiento eléctrico. Las básculas descargan en la tolva receptora, con capacidad para una o varias amasadas, donde se incorpora el cemento procedente de silo y pesado por báscula independiente. De la tolva receptora pasan correlativamente las diversas dosificaciones a las hormigoneras situadas en el piso inferior. El vaciado de las hormigoneras se efectúa en silo que alimentará el adecuado sistema de transporte. Las plantas actuales suelen contar también con sistemas de calefacción y refrigeración integrados en el proceso de elaboración del hormigón para garantizar las condiciones de temperatura exigibles al hormigón.
Alimentación de áridos con cinta transportadora o con elevadores de cangilones. www.schwing.es
La dosificación del agua es automática, mediante contador de impulsos dotado de electroválvulas diferentes para los primeros y últimos litros de la dosificación, la cual se regula de acuerdo con los datos suministrados por el corrector según la humedad de los áridos. No faltan tampoco los dispositivos para la incorporación de aditivos. El proceso se dirige desde el pupitre de mando, pudiéndose automatizar todo el proceso.
La capacidad normal de estas plantas varía entre 50 y 150 m³/hora, aunque con instalaciones de doble torre se pueden alcanzar los 260 m³/h sin problema. Los gastos de montaje y desmontaje de este tipo de plantas suelen ser elevados, por lo que solo son aplicables en instalaciones estacionarias o de larga duración con gran producción.
Os dejo un vídeo sobre una central de hormigón.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València.
Figura 1. Planta Liebherr Compactmix 0.5 con almacenamiento estrella
Se denominan plantas de hormigonado de tipo radial debido a la disposición de los acopios de áridos. Los áridos se almacenan sobre el suelo, en compartimentos radiales, sobre un muro de áridos en estrella que conforman sectores circulares completando un semicírculo. El paso de los áridos desde el acopio a la báscula de dosificación se realiza a través de las aberturas practicadas en un bastidor metálico donde confluyen los distintos tabiques divisores. El movimiento de los áridos se efectúa mediante pala, mediante dragalina situada sobre el escudo de áridos o mediante radiorascante o radio-rascadores que ataca el montón de áridos, por un lado.
Figura 2. Esquema en alzado de planta de tipo radialFigura 3. Esquema en planta de tipo radial
En el vídeo siguiente podemos ver una planta de hormigonado de tipo radial que utiliza radios rascantes.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València.
La relación agua/cemento incide fuertemente en la resistencia a compresión simple del hormigón. Por tanto, cualquier error en la determinación de la cantidad de agua que interviene en el amasado va a modificar la calidad final del hormigón fabricado. Es importante tener en cuenta que la humedad aportada por los áridos se añade al peso del árido y se debe restar al peso del agua añadida a la mezcla.
Los áridos empleados en la fabricación del hormigón presentan microporos capaces de almacenar agua debido a la capilaridad. Únicamente cuando los áridos se secan en horno están sin humedad; sin embargo, aun estando los áridos superficialmente secos, pueden tener sus poros saturados. Esa diferencia en peso entre el estado “saturado superficialmente seco” de los áridos y el estado de “seco al horno” se denomina absorción. La arena varía mucho en su contenido de humedad. Un metro cúbico de arena puede llegar a retener más de 200 kg de agua, lo que quiere decir que su grado higrométrico puede llegar hasta un 20%, de lo que se deduce que si se quiere obtener hormigones homogéneos es muy importante tener en cuenta en las dosificaciones la corrección de humedad. No se tienen en cuenta la humedad de los áridos, por ser esta pequeña (máx. 3%).
Medición de la humedad de la arena
Para aplicar las dosificaciones de las granulometrías teóricas en el pupitre de control de la central, se necesita conocer allí el grado higrométrico de la arena. Con este objetivo se coloca unas sondas (ver Figura) en las tolvas de la arena y se recoge su lectura en un cuadrante colocado en el pupitre de control.
Figura. Sonda para medir la humedad
El fundamento es el siguiente: La resistencia de la arena al paso de la corriente eléctrica varía según la humedad de la misma. El aparato receptor es un miliamperímetro tarado en % de 1 a 12, que indica el valor de la corriente que pasa atravesando el material a examinar, desde un electrodo colocado en la sonda hasta un cable unido a la masa de la tolva.
El aparato tiene unos dispositivos para tararse, determinando la humedad de la arena por cualquier método de laboratorio.
Higrómetro acoplado directamente a la mezcladora
Existe otro procedimiento para controlar la totalidad de la humedad de los áridos, justo en el momento de la mezcla con el agua y el cemento dentro de la mezcladora. El dispositivo en cuestión no se puede aplicar a la hormigonera y solamente a mezcladoras, por otra parte, en la mayoría de las centrales con mezcla, la máquina que se usa para este fin, es una turbo-mezcladora.
El dispositivo mide la totalidad siguiente de agua: “agua añadida + agua de la arena + agua de las gravas” y no realiza corrección de peso de la arena, aunque si mantiene la cantidad de agua requerida.
Se introduce una sonda (electrodo) en la cuba de la mezcladora, que mide la conductividad eléctrica de la mezcla y el aparato hace funcionar una válvula electromagnética que corta el paso del agua en cuanto se alcanza la cantidad de agua requerida. El modo de medición del agua, tal como se ha indicado anteriormente, se puede efectuar volumétricamente (contador) o ponderalmente (báscula).
Otra forma habitual de medir la humedad de los áridos es utilizar un medidor tipo Speedy. Se trata de un instrumento portátil y sencillo consistente en un tanque presurizado, una balanza y una maleta de transporte. La cantidad de gas, que está producido cuando el agua y calcio de carburo están mezclados y reaccionan y es directamente proporcional a la cantidad de agua presente en la muestra y los resultados del porcentaje de humedad están tomados de un manómetro de presión.
Medidor de humedad (Tipo Speedy). http://www.utest.com.tr/es/25725/Medidor-de-Humedad-Tipo-Speedy
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València.
El artículo 71 de la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 trata sobre la elaboración y puesta en obra del hormigón. Leyendo su articulado tienes las respuestas a estas preguntas típicas que me hacen los alumnos:
¿Qué diferencia existe entre la homogeneidad y la uniformidad del hormigón? ¿Cómo se evalúa normalmente la uniformidad?
La homogeneidad del hormigón consiste en el mantenimiento de características similares dentro de una misma amasada. En cambio la uniformidad consiste en el mantenimiento de características similares entre distintas amasadas.
La uniformidad se analiza evaluando, mediante el coeficiente de variación, la dispersión que existe entre características análogas de distintas amasadas. Para ello, normalmente, se utilizan los valores de la resistencia a compresión a 28 días.
¿Qué se entiende por “hormigón preparado”?
Se entiende, en el marco de la Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08, que el hormigón preparado es aquel que se fabrica en una central que no pertenece a las instalaciones propias de la obra y que está inscrita en el Registro Industrial según el Título 4º de la Ley 21/1992, de 16 de julio, de Industria y el Real Decreto 697/1995, de 28 de abril, estando dicha inscripción a disposición del peticionario y de las Administraciones competentes.
¿En qué consiste la segregación de los áridos?
La segregación de los áridos consiste en la separación de sus partículas de forma que no presenten una distribución uniforme. De forma análoga, se entiende que la segregación del hormigón es la separación de sus componentes una vez amasado provocando que la mezcla de hormigón fresco presente una distribución de sus partículas no uniforme.
Imagen de planta de hormigón
¿Qué se debe hacer cuando cambiamos de aditivo y utilizamos el mismo dosificador?
En el caso de que no tengamos un dosificador diferente para cada aditivo, antes de hacer el cambio de aditivo, deberá limpiarse el sistema dosificador, excepto en el caso en que los diferentes aditivos sean compatibles entre sí, de acuerdo con la documentación aportada por el Suministrador del aditivo.
¿Cómo se comprueba la homogeneidad del hormigón?
La homogeneidad se analiza evaluando la dispersión que existe entre características de diversas muestras tomadas de la misma amasada, lo que permite comprobar la idoneidad del proceso de dosificación, amasado y transporte. Deben comprobarse siempre el índice de consistencia y la resistencia a compresión a 7 días, y, al menos, dos de las siguientes: densidad del hormigón, contenido de aire, contenido de árido grueso y módulo granulométrico del árido.
¿Qué datos técnicos deben estar visibles en una placa referidos a una amasadora móvil?
Volumen total del tambor, su capacidad máxima en términos de volumen de hormigón amasado, y las velocidades máxima y mínima de rotación.
¿Por qué se recomienda que se almacenen los áridos bajo techado?
Se recomienda almacenar los áridos bajo techado, en recintos convenientemente protegidos y aislados, con el fin de evitar el empleo de áridos excesivamente calientes durante el verano o saturados de humedad en invierno o en época de lluvia.
¿Cuál es la cantidad mínima de cemento que se puede utilizar en la fabricación dedicada a hormigón armado? ¿En qué caso se puede utilizar dicho mínimo?
El contenido mínimo de cemento para el hormigón armado es de 250 kg/m3, siempre y cuando la clase de exposición sea I y no se supere una relación agua/cemento de 0,65. Para otras clases de exposición este mínimo puede subir hasta 350 kg/m3, en el caso de clases de exposición IIIc, Qb y Qc.
¿Cuál es la cantidad máxima de cemento que podemos utilizar en la fabricación de 1 m3 de hormigón? ¿Por qué se limita?
La cantidad máxima de cemento por metro cúbico de hormigón será de 500 kg. En casos excepcionales, previa justificación experimental y autorización expresa de la Dirección de Obra, se podrá superar dicho límite. Aún en los casos excepcionales, no es aconsejable una dosificación de cemento superior a los 500 kg/m3. El peligro de emplear mezclas muy ricas en cemento, reside en los fuertes valores que, en tales casos, pueden alcanzar la retracción y el calor de fraguado en las primeras edades.
¿Cómo influye la cantidad de cemento a utilizar en función del tamaño de los áridos?
Con carácter general, la cantidad mínima de cemento por metro cúbico de hormigón depende, en particular, del tamaño de los áridos, debiendo ser más elevada a medida que disminuye dicho tamaño, y más reducida a medida que aumenta el tamaño de éstos.
¿Cuántas fracciones granulométricas de áridos, al menos, se deben utilizar en la fabricación del hormigón?
El árido deberá componerse de al menos dos fracciones granulométricas, para tamaños máximos iguales o inferiores a 20 mm, y de tres fracciones granulométricas para tamaños máximos mayores.
¿Cuáles son las fuentes de donde procede el agua de amasado y que deben tenerse en cuenta para calcular el total de agua empleado en una amasada?
El agua de amasado está constituida, fundamentalmente, por la directamente añadida a la amasada, la procedente de la humedad de los áridos y, en su caso, la aportada por aditivos líquidos.
¿Qué diferencia existe en el amasado de un hormigón de alta resistencia respecto a uno convencional?
Se recomienda el empleo de amasadoras fijas en la central de hormigón, así como incrementar, como mínimo, en un 50% el tiempo de amasado respecto al empleado en hormigones convencionales con los medios usuales.
¿Cuánto tiempo puede pasar entre la adición de agua de amasado al cemento y a los áridos y la colocación del hormigón? ¿Qué factores pueden hacer cambiar esta prescripción?
El tiempo transcurrido entre la adición de agua del amasado al cemento y a los áridos y la colocación del hormigón, no debe ser mayor de hora y media, salvo que se utilicen aditivos retardadores de fraguado. Dicho tiempo límite podrá disminuirse, en su caso, cuando el Fabricante del hormigón considere necesario establecer en su hoja de suministro un plazo inferior para su puesta en obra. En tiempo caluroso, o bajo condiciones que contribuyan a un rápido fraguado del hormigón, el tiempo límite deberá ser inferior, a menos que se adopten medidas especiales que, sin perjudicar la calidad del hormigón, aumenten el tiempo de fraguado.
¿Cuánto podemos llenar el tambor de una amasadora móvil durante el transporte?
Cuando el hormigón se amasa completamente en central y se transporta en amasadoras móviles, el volumen de hormigón transportado no deberá exceder del 80% del volumen total del tambor. Cuando el hormigón se amasa o se termina de amasar, en amasadora móvil, el volumen no excederá de los dos tercios del volumen total del tambor.
¿Se puede adicionar agua u otras sustancias una vez se ha fabricado la masa fresca? ¿Qué podemos hacer si el asentamiento es menor que el especificado?
Queda expresamente prohibida la adición al hormigón de cualquiera cantidad de agua u otras sustancias que puedan alterar la composición original de la masa fresca. No obstante, si el asentamiento es menor que el especificado, el suministrador podrá adicionar aditivo plastificante o superplastificante para aumentarlo hasta alcanzar dicha consistencia, sin que ésta rebase las tolerancias indicadas por la Instrucción EHE-08 y siempre que se haga conforme a un procedimiento escrito y específico que previamente haya sido aprobado por el Fabricante del hormigón. Para ello, el elemento de transporte o, en su caso, la central de obra, deberá estar equipado con el correspondiente sistema dosificador de aditivo y reamasar el hormigón hasta dispersar totalmente el aditivo añadido. El tiempo de reamasado será de al menos 1 min/m3, sin ser en ningún caso inferior a 5 minutos.
¿Por qué no es recomendable el vertido del hormigón en grandes montones y su posterior distribución por medio de vibradores?
El vertido en grandes montones y su posterior distribución por medio de vibradores no es, en absoluto, recomendable, ya que produce una notable segregación en la masa del hormigón.
¿Qué ocurre si se vierte el hormigón desde una altura superior a 2 m?
Si se realiza un vertido del hormigón en caída libre, con una altura superior a 2 m, se 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.
¿Cuándo se puede decir que un hormigón está bien compactado?
El proceso de compactación deberá prolongarse hasta que refluya la pasta a la superficie y deje de salir aire. De este modo se eliminan los huecos y se obtiene un perfecto cerrado de la masa, sin que llegue a producirse segregación.
¿Cuál es el espesor de la tongada de hormigón a compactar, en situaciones normales?
El espesor de las capas o tangadas en que se extienda el hormigón estará en función del método y eficacia del procedimiento de compactación empleado. Como regla general, este espesor estará comprendido entre 30 y 60 cm.
¿Qué puede ocurrir si hemos realizado una compactación del hormigón excesiva?
Una excesiva compactación del hormigón en obra puede conducir a defectos como la formación de una capa superficial débil que no se reflejen suficientemente en el valor de la resistencia a compresión.
¿Qué tipo de compactación se utilizará para un hormigón de consistencia fluida?
A título informativo, la EHE-08 recomienda un picado con barra cuando la consistencia es fluida.
¿Cuál es el límite inferior de temperatura de la masa de hormigón en el momento de verterla en el molde o encofrado?
La EHE-08 indica que la temperatura de la masa de hormigón, en el momento de verterla en el molde o encofrado, no será inferior a 5ºC.
¿Qué efectos tiene el tiempo frío sobre el hormigón en fase de endurecimiento?
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.
¿Bajo qué condiciones se suspenderá el hormigonado en tiempo caluroso?
Si la temperatura ambiente es superior a 40ºC o hay un viento excesivo, salvo que, previa autorización expresa de la Dirección Facultativa, se adopten medidas especiales.
Si se está hormigonando una gran masa, ¿qué temperatura como máximo deberá tener la masa de hormigón fresco?
Se debe asegurar que la temperatura en el momento del vertido sea inferior a 15ºC en el caso de grandes masas de hormigón.
¿Dónde se deben disponer las juntas de hormigonado?
Las juntas de hormigonado, que deberán, en general, estar previstas en el proyecto, se situarán en dirección lo más normal posible a la delas tensiones de compresión, y allí donde su efecto sea menos perjudicial, alejándolas, con dicho fin, de las zonas en las que la armadura esté sometida a fuertes tracciones. Se les dará la forma apropiada que asegure una unión lo más íntima posible entre el antiguo y el nuevo hormigón. Cuando haya necesidad de disponer juntas de hormigonado no previstas en el proyecto se dispondrán en los lugares que apruebe la Dirección Facultativa, y preferentemente sobre los puntales de la cimbra.
¿Qué debe hacerse al reanudar el hormigonado sobre una junta de hormigonado previa?
Antes de reanudar el hormigonado, se retirará la capa superficial de mortero, dejando los áridos al descubierto y se limpiará la junta de toda suciedad o árido que haya quedado suelto. En el caso de que el hormigón antiguo esté seco, es necesario humedecer antes de proceder al vertido del hormigón fresco. En cualquier caso, el procedimiento de limpieza utilizado no deberá producir alteraciones apreciables en la adherencia entre la pasta y el árido grueso. Expresamente se prohíbe el empleo de productos corrosivos en la limpieza de juntas.
Imagine que existe contacto entre dos hormigones con resistencias características muy distintas, como es el caso de edificios con pilares de hormigón de alta resistencia y formados de hormigón convencional. ¿Qué medidas deberemos adoptar?
En tal caso, se puede adoptar una de las siguientes medidas:
Disponer, en la zona de forjado ocupada por el pilar, hormigón de la resistencia característica de éste. Esta superficie debería extenderse 600 mm más allá de la cara del pilar. Es importante disponer en primer lugar el hormigón de alta resistencia, para prevenir posibles caídas de hormigón convencional en la posición del pilar. Es responsabilidad del proyectista definir en planos las zonas donde el hormigón de alta resistencia y el hormigón convencional van situaos.
Ejecutar todo el forjado con hormigón convencional. En tal caso, el hormigón del pilar en el canto del forjado tiene una resistencia menor que en el resto del pilar pero mayor que la del forjado por estar confinado por éste. Conviene estudiar específicamente la resistencia de esta zona.
¿Cuáles son los principales métodos de curado del hormigón?
Los principales método para el curado del hormigón son los siguientes: protección con láminas de plástico, protección con materiales humedecidos (sacos de arpillera, arena, paja, etc.), riego con agua, aplicación de productos de curado que formen membranas de protección.
PROBLEMA: Determinar la duración mínima, en días, del curado de un hormigón con una clase de exposición normal, con una temperatura media durante el curado de 10ºC, no expuesta ni al sol ni al viento, con una humedad relativa del 85%, con una clase del cemento 42,5 R CEM II y una relación a/c = 0,55.
Para una estimación de la duración mínima de curado D, en días, se puede aplicar la siguiente expresión de la EHE-08:
D=K·L·D0 +D1
K es el coeficiente de ponderación ambiental. Según la Tabla 71.6.d, K=1,00.
L es el coeficiente de ponderación térmica. Según la Tabla 71.6.e, L=1,30.
D0 es el parámetro básico de curado. Según la Tabla 71.6.a y la Tabla 71.6.b, D0=3.
D1 es un parámetro función del tipo de cemento. Según la Tabla 71.6.c, D1=1.
Con los datos anteriores, D=1,00·1,30·3+1 = 4,9. Adoptamos 5 días como duración mínima de curado.
La dosificación es el conjunto de operaciones que permiten cargar los constituyentes del hormigón en la mezcladora siguiendo un orden preestablecido y garantizando que se respeten las proporciones fijadas por las fórmulas correspondientes a cada mezcla.
El artículo 71.2.3 de la Instrucción de Hormigón Estructural, EHE-08, proporciona las características que deben de cumplir las instalaciones de dosificación.
En la realidad, la cantidad de materiales que se utilizan realmente en una amasada varían con respecto a los valores nominales de las fórmulas. Las normas UNE-EN206-1:2008 y la EHE-08 definen las tolerancias que se deben respetar en la dosificación. En la Tabla 1 se recogen dichas tolerancias.
Los materiales constituyentes del hormigón se encuentran en estado sólido (cemento, áridos y adiciones) o líquido (agua y aditivos). Cada constituyente posee su línea de dosificación propia. La Tabla 2 resume las instalaciones de dosificación empleadas.
Las instalaciones de dosificación deben disponer silos con compartimentos adecuados y separados para cada una de las fracciones granulométricas necesarias de árido. Se garantizará en cada compartimento que la descarga sea eficaz, sin atascos y con una segregación mínima.
Los constituyentes sólidos como el cemento, los áridos y las adiciones se dosifican por peso; el agua se puede dosificar por peso o por volumen, al igual que los aditivos líquidos. Hoy día, el agua se dosifica normalmente por peso, debido a la mayor rapidez y precisión. Para mayor precisión, algunas plantas disponen de medidores de humedad y corrección del agua de amasado al incluir la que aportan los áridos.
Los aditivos líquidos se continúan dosificando por volumen, aunque muchas centrales vienen preparadas para dosificarlos también en peso. En los aditivos, como las cantidades son bajas, las básculas deben ser más pequeñas y por consiguiente son más sensibles a las vibraciones existentes en las centrales. Se debe de poder medir con claridad la cantidad de aditivo correspondiente a 50 kg de cemento. Se recomienda, para el caso de los aditivos, que se utilice un dosificador diferente para cada uno de ellos. En caso contrario, debería realizarse una limpieza del sistema dosificador, salvo que los diferentes aditivos fueran compatibles entre sí.
En el caso de una dosificación ponderal por peso, se emplean básculas para pesar los materiales, garantizando que en ningún caso se dosifiquen cantidades por debajo del 10% de la capacidad total de la escala de la báscula empleada.
Existen diversos tipos de básculas, aunque todas se componen de un receptáculo, un dispositivo de medida y un sistema de evacuación. Es muy importante que se encuentren perfectamente limpios todos los puntos de apoyo, las articulaciones y partes análogas de las básculas.
Imagen de planta de hormigón
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014).Fabricación, transporte y colocación del hormigón.Apuntes de la Universitat Politècnica de València.
By Farina Destil (Farinacasseforme) [Public domain], via Wikimedia Commons
El peso y la presión del hormigón fresco son los factores que condicionan el dimensionamiento de los encofrados, por encima de los efectos del peso propio, el viento, la nieve y las sobre carga de uso, entre otros. No obstante, el establecimiento de las solicitaciones del hormigón antes de su endurecimiento requiere un apartado para entender los factores básicos que permiten cuantificar, aunque sea de forma aproximada, estas acciones.
Al igual que ocurre con los áridos sin cohesión (arena, grava, etc.), al verterse el hormigón fresco sobre un plano vertical, éste adoptará una forma de cono de revolución con un ángulo de talud natural o ángulo de rozamiento interno. Si se trunca dicho cono con un encofrado, las paredes se ven sometidas a lo que se llamará presión granulostática.
Si se anula dicho ángulo de rozamiento interno mediante el proceso del vibrado del hormigón, éste se comporta paulatinamente como un fluido imperfecto, ejerciendo una presión distinta que se denominará presión hidrostática. Entre una capa ya vibrada, que ha recuperado su ángulo de rozamiento interno, y que ejerce una presión sobre las paredes de tipo granulostática, y la siguiente capa que está en proceso de vibración, -y por tanto con presión hidrostática- debe existir una zona de transición para que se mantenga la continuidad de las leyes de presiones.
Os dejo a continuación unos pequeños apuntes que permiten aclarar conceptos y proporcionan herramientas para el cálculo, utilizando distintos procedimientos, de la presión del hormigón fresco. Espero que os sea útil.
Un muro pantalla o pantalla de hormigón in situ es un tipo de cimentación profunda, o estructura de contención flexible, empleado habitualmente en ingeniería civil. Funciona como un muro de contención que se construye antes de efectuar el vaciado de tierras y que transmite los esfuerzos al terreno. En algunos posts anteriores ya hemos descrito este elemento constructivo.
En este artículo nos vamos a centrar en los aspectos de seguridad. Para ello os dejamos un vídeo descriptivo de la ejecución de muros pantalla en seguridad realizado por el Comité de Seguridad de AETESS para la Guía técnica audiovisual para la promoción de la Seguridad Laboral en el sector de las Cimentaciones Especiales (www.aetess.com), así como un enlace a la guía técnica de seguridad AETESS de muros pantalla (link). Espero que os sea el material de utilidad.
En este post me gustaría dar cierta información básica del Máster Oficial en Ingeniería del Hormigón que se imparte en el Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil de la Universitat Politècnica de València. Se trata de un máster verificado por ANECA que deriva de la docencia impartida en el Programa de Doctorado de dicho departamento. Es un máster de orientación tanto profesional como investigadora, con una fuerte presencia de alumnos procedentes de otros países, fundamentalmente del ámbito latinoamericano y europeo. Se trata del único máster especializado en hormigón impartido en lengua española a nivel internacional. Sus profesores pertenecen todos ellos al ICITECH, Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón, instituto de investigación con laboratorios e instalaciones propias para desarrollar las líneas de investigación asociadas.
Los estudios del Máster en Ingeniería del Hormigón proporcionan tanto un amplio conocimiento sobre el hormigón como material de construcción como las habilidades necesarias para el análisis y diseño de estructuras de hormigón. Estos estudios incluyen aspectos que van desde la naturaleza y propiedades químicas de los componentes que lo constituyen y las propiedades tecnológicas y de durabilidad, incluyendo la tecnología de diseño, producción y puesta en obra del hormigón, hasta los relacionados con el diseño, análisis, construcción, mantenimiento y reparación de estructuras. Todos ellos abordados teniendo en cuenta criterios de calidad, seguridad, sostenibilidad, cooperación al desarrollo y responsabilidad social corporativa.
Los alumnos pueden acceder a este máster desde perfiles diversos, por lo que se oferta un plan de estudios con una adecuada y amplia optatividad que les permita construir su currículo específico dentro del mundo del hormigón y afines. Estos estudios están orientados a la formación de investigadores, docentes y especialistas en algunos de los siguientes campos del hormigón:
1.- Propiedades físico-químicas y tecnológicas de los hormigones y sus materiales constituyentes convencionales y avanzados, su fabricación y sus aplicaciones.
2.- Propiedades físico-químicas y tecnológicas de los materiales para la reparación de construcciones de hormigón estructural y sus aplicaciones.
3.- Procedimientos constructivos, maquinaria y medios auxiliares para la construcción de estructuras de hormigón convencionales y singulares.
4.- Durabilidad de las construcciones de hormigón y medidas de protección.
5.- Aspectos medioambientales y ciclo de vida del hormigón.
6.- Evaluación y diagnóstico de construcciones de hormigón estructural, y los métodos, mecanismos y medios para su reparación y rehabilitación.
7.- Comportamiento mecánico-resistente de las construcciones de hormigón estructural, su modelización numérica y análisis experimental.
8.- Diseño, optimización y proyecto de construcciones de hormigón.
9.- Construcción industrializada y prefabricación
El Plan de Estudios está divido en un módulo básico, de 60 créditos, que se impartirá en el primer año académico, un segundo módulo complementario, de 15 créditos, que se impartirá en el primer cuatrimestre del segundo año académico y el Trabajo de Fin de Máster, de 15 créditos, lo cual suma los 90 créditos del máster. El módulo básico se divide en tres materias de carácter común y obligatorio para todos los alumnos, cada una de ellas de 20 créditos. En dicho módulo básico se encuadrarán las materias de “Materiales constitutivos y durabilidad del hormigón”, “Análisis de estructuras de hormigón” y “Concepción y diseño de estructuras de hormigón”. Este módulo se desarrollará durante el primer curso, tanto en los cuatrimestres primero y segundo. En cuanto al módulo complementario, éste se desarrollará íntegramente en el primer cuatrimestre del segundo año, constando de una materia denominada “Complementos de construcción y tecnología del hormigón”, de 15 créditos.
Con respecto al Trabajo de Fin de Máster, no se exige un período cerrado y obligatorio para su entrega y su defensa, si bien se estima una duración de 3-4 meses. El motivo de esta atemporalidad reside en facilitar al alumno incrementar el período en el que desarrolle esta actividad minimizando el solapamiento con la docencia del primer cuatrimestre del segundo año. Por otra parte, y teniendo en cuenta que una parte importante de los Trabajos de Fin de Máster estarán fundamentados en resultados experimentales de laboratorio, será necesario prever períodos de ensayos y medidas experimentales que deberán ser coordinados con las actividades investigadoras habituales.
A continuación tenéis un enlace embebido de la página oficial del máster donde podéis ver el Plan de Estudios e información adicional.
Nos acaban de publicar en línea en la revista Structural and Multidisciplinary Optimization (revista indexada en JCR en el primer cuartil) un trabajo de investigación en el que utilizamos las redes neuronales artificiales junto para el diseño multiobjetivo de puentes postesados de carreteras. Os paso a continuación el resumen y el enlace al artículo por si os resulta de interés. El enlace del artículo es el siguiente: http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00158-017-1653-0
