Figura 1. Hormigón bombeable. https://web1.icpa.org.ar/wp-content/uploads/2021/05/webinar_2021-02_ICPA-HORMIGONES_BOMBEABLES_2021-06-08.pdf
El control de calidad del hormigón bombeable no difiere respecto a otros tipos de hormigón, sin embargo, en este caso resulta básico mantener un alto nivel de control para garantizar su uniformidad.
Lograr las propiedades requeridas por el hormigón bombeado como material estructural es el resultado de un proceso que comienza con la fabricación del material en planta y finaliza con la salida del material de la tubería en el punto de colocación y posterior compactación y curado. Los factores más importantes para que el hormigón sea bombeable son la composición granulométrica, el contenido de finos, el agua y la consistencia.
El proceso se puede centrar en dos etapas principales, correspondientes al transporte del hormigón desde la fábrica hasta la bomba y desde la bomba hasta el punto de vertido. Estas dos fases deben considerarse juntas, ya que el incumplimiento de los requisitos mínimos de la primera fase puede hacer que la segunda fase sea inviable. Por tanto, cuando proceda, deberían tomarse muestras tanto en el punto de descarga del camión como en el punto de colocación final del hormigón, para comprobar si ha habido cambios en el asentamiento, el contenido de aire, humedad o densidad del hormigón.
Por otro lado, la segunda fase relacionada con el bombeo propiamente dicho del material significa que, en cada caso, el material está relacionado con las características del equipo utilizado (presión de la bomba, disposición de las tuberías, diámetro, cantidad y posicionamiento de los codos). Todo esto significa que el control de calidad debe tener en cuenta los materiales y equipos utilizados, haciendo hincapié en el control de procesos.
Cuando se tomen muestras al final de la línea de colocación, se debe tener mucho cuidado para asegurar que la muestra es representativa del hormigón que entra en la colocación. El cambio de la velocidad de colocación y/o la configuración de la pluma puede dar lugar a resultados erróneos. No debe permitirse que el hormigón caiga libremente en el recipiente del medidor. La manipulación de la muestra no debe provocar cambios en las propiedades del hormigón. La modificación de la velocidad de vertido, de la configuración de la pluma o de ambas puede dar lugar a resultados de ensayo variables o engañosos. No debe permitirse que el hormigón caiga libremente en el recipiente de la máquina de ensayo. Los cilindros deben almacenarse lejos de fuentes de vibración. La manipulación de la muestra no debe provocar cambios en las propiedades del hormigón. El equipo de hormigonado y el inspector de calidad deben estar siempre atentos a cualquier segregación del hormigón que sale de la tubería para eliminar o minimizar una posible segregación.
Con este enfoque se puede garantizar la adecuada colocación del hormigón mediante un bombeo con rendimiento óptimo, independientemente de los aspectos considerados en el Código Estructural, relacionados con el control de la resistencia del hormigón y su durabilidad, que es el principio de control del proceso.
Por ello, se recomienda establecer un rango de consistencias adecuadas en la planta, a la entrada y a la salida de la bomba. En este sentido, cabe señalar que, en última instancia, la consistencia a la salida de la bomba está relacionada con la energía y el sistema de compactación adoptado para el hormigón en cada caso.
Al mismo tiempo, el alcance del control debe ampliarse al equipo de bombeo, incluidas sus condiciones óptimas de funcionamiento y el suministro de repuestos necesarios en caso de avería.
AA. VV. (2002). Hormigones de ejecución especial (seis tipos). Colegio de Ingenieros de Caminos, Madrid, 114 pp.
ACI COMMITTEE 304. Placing Concrete by Pumping Methods (ACI 304.2R-17). 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.
Figura 1. Homogeneidad del hormigón. https://ingeniero-de-caminos.com/hormigon-homogeneidad/
Un hormigón se considera homogéneo cuando su composición es uniforme en todos sus puntos. Esto implica que el principio, la parte media y el final de la amasada mantienen la misma calidad. De esta manera, las amasadas sucesivas pueden considerarse idénticas. La homogeneidad se consigue a través de un buen amasado, de un transporte cuidadoso y de una colocación adecuada.
Un hormigón homogéneo implica que debe ser uniformemente heterogéneo, es decir, que sus componentes deben estar perfectamente mezclados y en la proporción prevista en la dosificación de la mezcla en cualquier parte de su masa. Las mezclas bien diseñadas y adecuadamente amasadas proporcionan una manejabilidad uniforme y óptima, independientemente de la ubicación de la muestra tomada en la mezcla, lo que permite obtener hormigones con resultados consistentes y poco dispersos.
Para garantizar la homogeneidad, es crucial mantener una proporción adecuada entre agua y cemento, así como asegurar una mezcla completa de los componentes para lograr la consistencia deseada. Tal y como indica el Código Estructural en su Artículo 51.3.3, los componentes se amasarán de forma que se consiga su mezcla íntima y homogénea, debiendo resultar el árido bien recubierto de pasta de cemento. La mejor forma de conseguirlo es introduciendo los componentes en una hormigonera o máquina amasadora, que se encarga de mezclarlos, lista para su aplicación en la obra.
Figura 2. https://ich.cl/unidad/05-uso-del-hormigon-en-obra/
La calidad uniforme de los componentes y la precisión de los dosificadores son aspectos críticos para lograr esta homogeneidad en el hormigón. Si los componentes iniciales son uniformes y los dosificadores proporcionan las cantidades precisas, entonces la variabilidad en los hormigones la determina la calidad del proceso de mezclado. Es esencial elegir adecuadamente el equipo de mezclado, pues este garantiza la homogeneidad de los productos finales. El Código Estructural, en su artículo 51.3.2.1, indica que la dosificación de cemento, de los áridos, y en su caso, de las adiciones, se realizará en peso. Además, se deberá vigilar el mantenimiento de la dosificación para garantizar una adecuada homogeneidad entre amasadas.
La gravedad y las fuerzas de rozamiento obstaculizan el movimiento de los materiales durante la fase inicial del amasado. Se producen rozamientos superficiales entre la masa y las paredes, rozamientos internos debido a la rugosidad de los áridos, y rozamientos complejos causados por la variabilidad de la viscosidad en diferentes partes de la mezcla. Por tanto, para obtener un hormigón homogéneo, es esencial no solo reducir la influencia de estas fuerzas, sino también romper las fuerzas de unión que mantienen los granos unidos por el agua de la mezcla. Esto requiere un aporte significativo de energía, distribuida de manera óptima por los componentes de mezclado. En este sentido, los fabricantes investigan qué tipo de perfiles son los más adecuados para las paletas, su número y disposición en el equipo de amasado. Para lograr mezclas de calidad, es fundamental que los medios mecánicos empleados sean lo suficientemente potentes para permitir el desplazamiento de los componentes entre sí, sin favorecer a ciertos elementos según su tamaño o densidad.
El Código Estructural, en su Artículo 51.4.1 relativo al transporte del hormigón, indica que no deberán presentar desperfectos o desgastes en las paletas o en su superficie interior que puedan afectar a la homogeneidad del hormigón. Asimismo, el transporte podrá realizarse en amasadoras móviles, a la velocidad de agitación, o en equipos con o sin agitadores, siempre que tales equipos tengan superficies lisas y redondeadas y sean capaces de mantener la homogeneidad del hormigón durante el transporte y la descarga.
En la prefabricación de piezas de hormigón, se debe desmoldar lo antes posible, por lo que es importante contar con equipos de mezclado que garanticen una perfecta cohesión y una plasticidad constante en los hormigones producidos.
En ciertos tipos de equipos, como las hormigoneras, la densidad desempeña un papel fundamental, pues los componentes del hormigón son elevados y luego caen de nuevo en la mezcla. En el caso de las amasadoras, un exceso de energía contribuye a mejorar las propiedades de la mezcla.
La dislocación de la mezcla del hormigón, que es un error que afecta la homogeneidad, puede ocurrir incluso cuando la mezcla inicial es adecuada. Durante el transporte, vertido o fraguado, los elementos del hormigón tienden a separarse y decantarse según su densidad y tamaño.
La segregación del hormigón supone que sus componentes se separan, lo que provoca una superficie mal acabada con grietas o fisuras, o un exceso de mortero que afecta su resistencia y durabilidad. Por otro lado, si la mezcla es demasiado líquida, los áridos gruesos tienden a caer al fondo del molde o encofrado, mientras que el mortero queda en la superficie, lo que implica una pérdida de homogeneidad por decantación. La probabilidad de que ocurran estos fenómenos aumenta con el contenido de agua, el tamaño máximo del árido, las vibraciones o sacudidas durante el transporte, y la colocación en obra en caída libre. Es importante señalar que un hormigón poco manejable tiende a segregar, lo que provoca resistencias mecánicas inferiores a las previstas y superficies poco estéticas cuando se retira el encofrado.
La exudación del hormigón es otro tipo de segregación en el cual el agua tiende a ascender hacia la superficie de la mezcla debido a la incapacidad de los áridos para retenerla durante la compactación. Esta agua forma una capa delgada, débil y porosa en la superficie del hormigón, careciendo de resistencia y durabilidad.
La homogeneidad del hormigón se ve comprometida cuando queda afectada la cohesión entre sus componentes. Esto puede ocurrir debido a una relación inadecuada entre los ingredientes, como en el caso de un hormigón demasiado seco o con demasiada agua. Un hormigón seco con poca agua y componentes finos tiende a separar los áridos más gruesos, mientras que un exceso de agua aumenta el riesgo de segregación, con el mortero separándose de los áridos. Por tanto, hay que cuidar la proporción de materiales y la humedad durante el mezclado para evitar la segregación y garantizar la homogeneidad.
La pérdida de homogeneidad en el hormigón está estrechamente ligada a su cohesividad: cuanto menor sea esta última, mayor será la pérdida de homogeneidad. Esto se refleja en la relación inadecuada entre arena y grava, el tamaño máximo del árido, el contenido de agua, entre otros factores. Un hormigón debe ser manejable sin mostrar signos de segregación, lo que implica una adecuada cohesión.
Las mezclas más propensas a la segregación son aquellas que son poco manejables o ásperas, extremadamente fluidas o secas, o aquellas que contienen una gran cantidad de arena. Además, incluso un hormigón muy manejable puede experimentar segregación si ha sido sometido a un tratamiento inadecuado o a operaciones mal ejecutadas.
Os dejo algún vídeo explicativo al respecto.
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.
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.
MONTERO, E. (2006). Puesta en obra del hormigón. Exigencias básicas. Consejo General de la Arquitectura Técnica de España, Madrid, 750 pp.
Figura 1. Hormigón de limpieza. https://www.paviconj-es.es/noticias/hormigon-de-limpieza/
El hormigón de limpieza (HL) tiene como fin evitar la desecación del hormigón estructural durante su vertido, así como una posible contaminación de este durante las primeras horas de su hormigonado. El Anejo 10 del Código Estructural detalla el alcance, los materiales y las especificaciones para este tipo de hormigón. Para esta aplicación, se debe usar el hormigón HL-150/C/TM, es decir, tal y como se indica en la identificación, donde la cantidad mínima de cemento por metro cúbico es de 150 kg, como se especifica en su identificación. Se sugiere que el tamaño máximo del árido sea inferior a 30 mm para mejorar la manejabilidad durante su aplicación. Estos hormigones tienen una baja proporción de cemento, por lo que se aconseja la inclusión de aditivos reductores de agua para minimizar la porosidad en su estado endurecido.
Lo habitual en obra es extender sobre la superficie del fondo de excavación una capa de hormigón de regularización. Según el Código Estructural, los hormigones de nivelación o de limpieza de excavaciones no se consideran de naturaleza estructural y, por tanto, no están sujetos a los requisitos de resistencia mínima establecidos para otros tipos de hormigón, ya sea en masa, armado o pretensado. Sin embargo, cuando las piezas estructurales están en contacto directo con el terreno y no se ha aplicado una capa de limpieza, el recubrimiento mínimo requerido es de 70 mm, según lo establecido en el Artículo 44.2.1.1.
La finalidad de esta solera es proporcionar una base plana y horizontal para la zapata, y en suelos permeables, evitar que la lechada de hormigón estructural penetre en el terreno, dejando los áridos de la parte inferior sin recubrimiento, lo que resultaría en un hormigón poroso que facilita la entrada de agua. Se recomienda un espesor mínimo de 10 cm para la solera de hormigón pobre, y su superficie debe ser nivelada de manera que el canto del cimiento se ajuste adecuadamente en cada punto, con una discrepancia de menos de 20 mm respecto al valor teórico indicado en los planos.
Figura 2. Hormigón de limpieza. https://www.lesterrassesresidencial.es/proceso/hormigon-de-limpieza/
Dado su reducido espesor y su función como hormigón de sacrificio, es necesario aplicar un proceso de curado para minimizar la desecación que pueda sufrir al entrar en contacto directo con el terreno. La altura máxima del hormigón de limpieza será la misma que la prevista en el proyecto para la base de las zapatas o vigas riostras.
En resumen, el hormigón de limpieza ofrece varias ventajas:
Previene que el hormigón estructural que se vierte posteriormente para el arriostrado entre en contacto con el suelo.
Aunque no tiene una función estructural en la obra, mejora la calidad y la durabilidad del hormigón estructural.
Contribuye a conformar el volumen geométrico requerido para un propósito específico.
Se puede elaborar in situ, eliminando la necesidad de fabricarlo en planta.
Proporciona un nivelado excelente, lo que facilita los trabajos posteriores de levantamiento de muros de carga u otros elementos de construcción.
Evita la contaminación de las armaduras, proporcionando protección.
Previene que el hormigón estructural se deshidrate durante el vertido.
Os dejo a continuación el Anejo 10 del Código Estructural donde se define el alcance y las especificaciones que deben tener los hormigones de limpieza.
Aquí tenéis varios vídeos al respecto. Espero que os sean de interés.
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.
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.
MONTERO, E. (2006). Puesta en obra del hormigón. Exigencias básicas. Consejo General de la Arquitectura Técnica de España, Madrid, 750 pp.
Figura 1. Ataque por sulfatos del hormigón. https://anfapa.com/articulos-tecnicos-morteros-de-reparacion-de-hormigon/1164/causas-quimicas-del-deterioro-del-hormigon
Los sulfatos son compuestos químicos que están presentes en una gran variedad de concentraciones en el suelo, aguas subterráneas, aguas superficiales y aguas de mar. Entre los sulfatos de origen natural se encuentran algunos suelos orgánicos, suelos con turbas y algunos suelos arcillosos. Otra fuente natural de sulfatos es el agua de mar, los sulfatos de origen biológico, industrial o minero.
La mayoría de los suelos contienen sulfatos, que pueden presentarse en formas tales como calcio, magnesio, sodio, amonio y potasio, ya sea en el suelo mismo o en las aguas subterráneas. Es habitual que las cimentaciones de las estructuras se sitúen en este tipo de suelos, dándose la posibilidad de que los sulfatos presentes ataquen el hormigón. El deterioro del hormigón debido al ataque de sulfatos se distingue por una reacción química en la que el ion sulfato, actuando como agente corrosivo, interactúa con componentes como aluminato, iones de sulfato, calcio y grupos oxhidrilo del cemento Portland endurecido, así como de otros cementos que contienen clínker Portland, generando principalmente etringita y, en menor medida, yeso, así como una descalcificación. Este fenómeno se denomina “formación diferida de etringita” o etringita “secundaria”. Estas reacciones expansivas también pueden ocasionar fisuras, desprendimientos y pérdida de resistencia en el hormigón, dado que ocurren después de que el hormigón ha alcanzado su estado endurecido y se ha vuelto un cuerpo rígido.
El ataque de los sulfatos derivados de sales es un fenómeno reconocido desde hace décadas. Ya en 1887, Candlot observó el deterioro de los morteros utilizados en la construcción de las fortificaciones de París, particularmente en áreas donde estuvieron en contacto con agua que contenía sulfatos (selenitosas). Esta reacción química genera expansión en la pasta y crea una presión capaz de romperla y, finalmente, desintegrar el hormigón. Es conocido el hecho de combinarse el sulfato cálcico con la alúmina del cemento para formar la sal de Candlot (etringita), sulfo-aluminato cálcico, lo que provoca un notable aumento de volumen.
La naturaleza y alcance de los daños en el hormigón variarán según la concentración de sulfatos, el tipo de cationes presentes en la solución de sulfato (ya sea sodio o magnesio), el pH de la solución y, por supuesto, la microestructura de la pasta de cemento endurecida. Algunos tipos de cemento son más susceptibles al sulfato de magnesio que al sulfato de sodio. El mecanismo principal involucra el reemplazo del calcio en el silicato de calcio hidratado, que forma parte de la matriz de cemento, lo que resulta en la pérdida de las propiedades de unión de la matriz.
Por lo general, los sulfatos en estado sólido no generan un daño significativo al hormigón; sin embargo, cuando se encuentran en forma líquida, pueden penetrar los vacíos de la estructura y reaccionar con los productos de cemento hidratado. Entre los sulfatos, el de calcio tiende a causar menores daños debido a su baja solubilidad, mientras que el sulfato de magnesio representa un riesgo mayor.
La mayoría de estos sulfatos interactúan con el hidróxido de calcio y los aluminatos de calcio hidratados presentes en el hormigón, lo que provoca cambios en el volumen de la pasta de cemento y, en consecuencia, el deterioro de la estructura de hormigón. Además, el sulfato de magnesio, junto con el hidróxido de calcio, puede reaccionar con el silicato de calcio hidratado, lo que lleva a la pulverización del hormigón en masa. En un hormigón poroso, estos ataques encuentran una fácil vía para su acción destructora.
Figura 2. Corrosión en ambiente marino. https://e-struc.com/2017/05/09/patologias-asociadas-la-prescripcion-del-hormigon/
Por otra parte, el hormigón también se ve atacado por los cloruros, que afecta principalmente a la corrosión de las armaduras. Los iones cloruro, ya sean provenientes del agua marina o de las sales utilizadas en el deshielo, tienen la capacidad de penetrar a través de los poros del hormigón, tanto cuando estos están completamente saturados como parcialmente. Esta penetración puede desencadenar diversos fenómenos. En la superficie del hormigón, los efectos del ataque por cloruros se manifiestan mediante una fisuración irregular, que resulta de la exposición de las armaduras y su consiguiente corrosión generalizada. Esto conduce a la desintegración gradual del hormigón. Es muy importante recordar que el ambiente marino se considera agresivo hasta una distancia de 5 km de la costa.
Los cementos resistentes a los sulfatos (SR) o al agua de mar (MR) son muy útiles para obras en contacto con terrenos yesíferos o aguas selenitosas y deben tener bajo contenido en aluminatos. Este tipo de cementos tienen limitado en su composición un contenido en aluminato tricálcico y del alumino-ferrito tetracálcico, según la norma UNE-EN 197-1. Esta limitación en aluminato tricálcico implica un bajo calor de hidratación, menor retracción y un desarrollo más lento de sus resistencias. A cambio, disminuye la trabajabilidad de las mezclas.
Según la vigente Instrucción de Recepción de Cementos (a fecha de hoy, la RC-16), se consideran cementos resistentes a los sulfatos, además de los definidos en el Anejo I relativos a la norma UNE-EN 197-1 (SR), aquellos con la característica adicional de resistencia a los sulfatos definidos en la norma UNE 80303-1 (SRC). Asimismo, se consideran cementos resistentes al agua de mar aquellos con la característica adicional de resistencia al agua de mar definidos en la norma UNE 80303-2.
Se usarán cementos resistentes a los sulfatos en obras de hormigón en masa o armado, siempre que su contenido, expresado en iones sulfato, cuyos contenidos sean igual o mayor que 600 mg/l en el caso de aguas, o 3.000 mg/kg en el caso de suelos. Según el Capítulo 7 del Código Estructural, estos límites se ven superados en el caso de las clases de exposición XA2 y XA3, correspondientes al ataque medio y fuerte en un medio agresivo (no sería, por tanto, necesario un cemento sulforresistente en la clase XA1). En el caso de que un elemento estructural de hormigón en masa, armado o pretensado se encuentre sometido al ataque de agua de mar, el cemento a emplear deberá tener la característica adicional de resistencia al agua de mar o, en su defecto, la característica adicional de resistente a sulfatos. Lo anterior no será de aplicación en el caso de que se trate de agua de mar o el contenido en cloruros sea superior a 5.000 mg/l (Art. 43.3.4.1 del Código Estructural).
En el caso de elementos de hormigón en masa en contacto con agua de mar, y por tanto sometidos a una clase de exposición XA2, y en el caso de elementos de hormigón armado o pretensado que vayan a estar sometidos a una clase de exposición XS2 o XS3, se utilizará un cemento con la característica adicional MR, SR o SRC, según la Instrucción para la recepción de cementos vigente (Art. 43.3.4.2 del Código Estructural).
El Código Estructural recoge en su Anejo 6 las recomendaciones para la selección del tipo de cemento a emplear en hormigones estructurales. Este anejo no hace más que aconsejar, con carácter general, las condiciones que debe cumplir el cemento para su empleo según la instrucción vigente para la recepción de cementos. Además, deberá elegirse el tipo de cemento considerando la aplicación del hormigón, las circunstancias del hormigonado y las condiciones de agresividad ambiental a las que va a estar sometido el elemento de hormigón.
La aplicación estructural, en el caso de las cimentaciones, el Código diferencia entre las ejecutadas con hormigón en masa y las realizadas con hormigón armado. En ambos casos, es necesario cumplir las prescripciones de la vigente Instrucción de Recepción de Cementos relativas al empleo de la característica adicional de resistencia sulfatos (SR o SRC) o al agua de mar (MR), cuando corresponda.
En el caso de cimentaciones de hormigón en masa, son muy adecuados los cementos comunes tipo CEM IV/B, siendo adecuados el resto de cementos comunes, excepto los CEM II/A-Q, CEM II/B-Q, CEM II/A-W, CEM II/B-W, CEM II/A-T, CEM II/B-T y CEM III/C. En todos los casos es recomendable la característica adicional de bajo calor de hidratación (LH).
Si se trata de cimentaciones de hormigón armado, son muy adecuados los cementos comunes tipo CEM I y CEM II/A, siendo adecuados el resto de cementos comunes a excepción de los CEM III/B, CEM III/C, CEM IV/B, CEM II/A-Q, CEM II/B-Q, CEM II/A-W, CEM II/B-W, CEM II/A-T y CEM II/B-T.
Figura 3. Cemento sulforresistente CEM I 42,5 R-SR5
Atendiendo a la clase de exposición, los tipos de cementos recomendados para la clase XA (ataque químico al hormigón por sulfatos) son los mismos que los aconsejados para la clase XS (corrosión de las armaduras por cloruros de origen marino). En ambos casos, son muy adecuados los cementos CEM II/S, CEM II/V (preferentemente los CEM II/B-V), CEM II/P (preferentemente los CEM II/B-P), CEM II/A-D, CEM III, CEM IV (preferentemente los CEM IV/A) y CEM V/A. Se recuerda que en la clase de exposición XS, es necesario el empleo de cementos que cumplan las prescripciones relativas a la característica adicional de resistencia al agua de mar (MR).
Para el caso de las clases XA2 o XA3 (moderada o alta agresividad química), es necesario el empleo de cementos que cumplan las prescripciones relativas a la característica adicional de resistencia a los sulfatos (SR o SRC), tal y como establece el articulado del Código. En los casos en que el elemento esté en contacto con agua de mar será únicamente necesario que cumplan las prescripciones relativas a la característica adicional de resistencia al agua de mar (MR).
Una relación agua/cemento baja en la dosificación de un hormigón se ve menos afectada por los sulfatos que si es alta, pues provoca que el hormigón sea menos permeable. Además, un contenido de cemento elevado garantiza una mayor durabilidad del hormigón. Es por ello que la Tabla 43.2.1.a del Código indica una relación agua/cemento máxima de 0,50 para las clases XS1 (expuesto a aerosoles marinos, pero no en contacto con el agua del mar) y XS2 (permanentemente sumergido en agua de mar), que se reduce a 0,45 en XS3 (zonas de carrera de mareas o sapicaduras). El contenido mínimo de cemento (kg/m3) será de 300, 325 y 350 para XS1, XS2 y XS3, respectivamente. En el caso de ambiente XA1 (débil agresividad química) y XA2 (moderada agresividad química), la máxima relación agua/cemento es de 0,50, mientras que en XA3 (alta agresividad química), es de 0,45. El contenido mínimo de cemento (kg/m3) será de 325, 350 y 350 para XA1, XA2 y XA3, respectivamente.
La Tabla 43.2.1.b del Código indica la resistencia característica mínima alcanzable para un hormigón fabricado con un cemento de categoría resistente 32,5 R con los contenidos mínimos de cemento y máxima relación agua/cemento indicados en la Tabla 43.2.1.a del Código. Para hormigón en masa, la exposición XS no presenta mínimos, mientras que para hormigón armado, es de 30 N/mm² para XS1 y XS2, y de 35 N/mm² para XS3. En la exposición XA1 y XA2, la resistencia mínima es de 30 N/mm² tanto en hormigón armado o en masa, mientras que para XA3, es de 35 N/mm², en cualquier caso.
Además, una adecuada colocación del hormigón, con un control del vibrado y del curado, pueden mejorar su resistencia a los sulfatos, siempre y cuando se cumplan con las condiciones anteriormente mencionadas. Tampoco debe olvidarse que, en el caso del hormigón armado, deben guardarse unos recubrimientos mínimos que dependerán del tipo de cemento usado, de la vida útil de proyecto y de la clase de exposición, según se desprende del Capítulo 9 del Código Estructural, relativo a la durabilidad de las estructuras de hormigón.
Tabla. Requisitos de dosificación y de resistencia mínima esperada del hormigón para clases de exposición XS y XA, según el Código Estructural.
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.
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.
Figura 1. Encofrado de aluminio. Fuente: https://tectonica.archi/materials/encofrado-de-aluminio-para-viviendas-monoliticas-de-hormigon/
Los encofrados de aluminio comparten muchas similitudes con los de acero. Su principal ventaja respecto a estos últimos radica en su menor peso específico, lo que los hace más ligeros. Su uso ofrece una mayor velocidad en comparación con otros sistemas, gracias a su ligereza, facilidad de montaje y desmontaje, así como la posibilidad de transporte manual sin requerir el uso de grúas. Sin embargo, debido a que sus resistencias a la tracción, compresión y transporte son inferiores a las de los encofrados de acero, se requieren secciones mayores en los encofrados de aluminio. Es importante considerar que el aluminio posee un coste superior respecto al acero y tiene una propensión a deformarse con facilidad. Esta característica podría generar complicaciones en el caso de realizar modificaciones en el proyecto.
No obstante, el Código Estructural, en su artículo 48.3, no permite el uso de encofrados de aluminio, a menos que se proporcione a la dirección facultativa un certificado emitido por una entidad de control y firmado por una persona física. Este certificado deberá confirmar que los paneles utilizados han sido previamente sometidos a un tratamiento de protección superficial para prevenir la reacción con los álcalis presentes en el cemento.
Os dejo a continuación algunos vídeos sobre estos encofrados de aluminio. Espero que sean de vuestro interés.
Referencias:
AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.
PEURIFOY, R.L. (1967). Encofrados para estructuras de hormigón. McGraw-Hill y Ediciones Castillo, Madrid, 344 pp.
RICOUARD, M.J. (1980). Encofrados. Cálculo y aplicaciones en edificación y obras civiles. Editores Técnicos Asociados, S.A. Barcelona, 312 pp.
Figura 1. Encofrado vertical para muro. Imagen: V. Yepes
La correcta utilización del encofrado es fundamental para garantizar tolerancias aceptables en las estructuras de hormigón. Según el Anejo 14 del Código Estructural, el sistema de tolerancias que adopte el autor del proyecto debe quedar claramente establecido en el pliego de prescripciones técnicas particulares, bien por referencia a este anejo, bien completado o modificado según se estime oportuno. En dicho anejo se recogen las tolerancias dimensionales a las que deben ajustarse los elementos de hormigón.
Es esencial destacar que tanto el encofrado como las cimbras requieren un mantenimiento específico y criterios para evaluar cuándo debe repararse, limpiarse o retirarse.
Para asegurar una ejecución adecuada, es necesario considerar el deterioro que el tiempo y el uso pueden provocar en las estructuras de los encofrados. La norma UNE 180201 proporciona tablas con valores admisibles para estas tolerancias y niveles de calidad.
Además, esta norma establece tres tipos fundamentales de acabado:
Clase E1 (Convencional): Se refiere al hormigón que no necesita una calidad estética, ya sea porque no es necesario o porque se le aplicará un tratamiento posterior.
Clase E2 (Para hormigón visto): Hace referencia al hormigón que requiere cierta estética y generalmente no lleva ningún recubrimiento o este es mínimo.
Clase E3 (Con control estricto de las deformaciones del encofrado): Se utiliza en estructuras singulares donde se exige un acabado superior, como en el caso de acabados con hormigón blanco.
Estas clases E1, E2 y E3 se corresponden con los grupos 5, 6 y 7, respectivamente, de la Norma DIN 18202.
La calidad de la superficie encofrante, es decir, el material que entra en contacto con el hormigón fresco, desempeña un papel crucial en este proceso. A continuación se describen los criterios de comprobación empleados en la evaluación del acabado del hormigón.
Al examinar la superficie encofrante, es esencial considerar los siguientes aspectos:
Defectos en la geometría superficial: Se deben tener en cuenta valores específicos en función de las calidades obtenidas, medidos con una regla de 3 metros para evaluar la desviación en el punto medio.
Presencia de huecos o protuberancias en la superficie: La determinación de la aceptabilidad del material para su reutilización o la necesidad de reparación dependerá de los valores obtenidos mediante mediciones.
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial: Se realiza un análisis exhaustivo de la superficie encofrante para verificar su compatibilidad con la clase de encofrado. En este punto, se examinan agujeros permitidos, distintos de los presentes en el sistema, considerando su tamaño. Además, se evalúan cortes, arañazos, muescas, fisuras, entre otros, aplicando sus respectivos criterios de aceptación. En el reverso y considerando el marco resistente, no se aceptan en ningún caso acumulaciones de hormigón en esquinas, bastidores y orificios destinados a elementos sustentables.
En el caso de superficies encofrantes de acero o aluminio, se requiere evaluar las abolladuras y determinar su profundidad máxima aceptable, a pesar de que este factor no esté contemplado en la norma UNE 180201. Es fundamental aplicar estos criterios de manera rigurosa para garantizar la calidad y conformidad del acabado del hormigón.
Criterios de comprobación
Calidad convencional
Calidad de hormigón visto
Calidad especial
Defectos en la geometría superficial
Desviación admisible medida con regla de 3 m
≤ 13 mm
≤ 5 mm
≤ 3 mm
Huecos o protuberancias en algún punto de la superficie
Profundidad o altura admisible del hueco o la protuberancia
≤ 8 mm
≤ 5 mm
≤ 2 mm
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial
Limpieza de superficie
Se admiten restos de hormigón y lechada
Sin presencia de restos de hormigón, se admite lechada
Ningún resto de hormigón y/o lechada
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial
Agujeros admisibles distintos de los propios del sistema
≤ 8 mm
≤ 4 mm
0 mm
Condiciones de homogeneidad en la textura superficial (*)
Cortes, arañazos, muescas y fisuras con profundidad (**) y apertura admisible
≤ 8 mm
≤ 5 mm
≤ 2 mm
Abolladuras con profundidad (**) admisible en superficies metálicas en encofrados verticales u horizontales
≤ 20 mm
≤ 5 mm
(*) Aplicable únicamente a superficies fenólicas en encofrados verticales u horizontales.
(**) A menos que influyan en la resistencia, rigidez o funcionalidad, según lo indicado en el manual de instrucciones del fabricante, el cual se seguirá para determinar las dimensiones permitidas en cuanto a apertura y profundidad.
Referencias:
AFECI (2021). Guía sobre encofrados y cimbras. 3ª edición, Asociación de fabricantes de encofrados y cimbras, 76 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441. Valencia, 50 pp.
Figura 1. Desencofrado parcial de un muro de hormigón armado. Imagen: V. Yepes (2023)
En un artículo anterior ya se habló del cimbrado, recimbrado, clareado y descimbrado de plantas consecutivas de un edificio. Allí se recogieron recomendaciones para estimar el plazo de descimbrado de una estructura de hormigón.
El plazo mínimo de descimbrado depende de la evolución de la resistencia, del módulo de deformación, de las condiciones de curado, de las características de la estructura y de la relación entre la carga muerta y la carga actuante en el momento del descimbrado. Esta operación comienza quitando los puntales de las zonas más deformables del forjado (extremo de los voladizos y centros de vano) para continuar hacia los apoyos. Esto se hace para no cargar más de lo previsto y que se deforme el forjado de forma brusca.
Los comentarios al artículo 53.2 del Código Estructural proponen determinar el plazo de descimbrado utilizando la siguiente expresión, basada en el concepto de madurez del hormigón (edad equivalente entre dos hormigones dependiente del tiempo y de la temperatura). Esta fórmula solo se aplica a elementos de hormigón armado fabricados con cementos Portland sin adiciones, suponiendo que el endurecimiento se haya realizado en condiciones ordinarias:
donde:
Q es la diferencia entre la carga que actúa en situación de proyecto y la carga que actúa en una determinada fase constructiva
G es la carga que actúa en una determinada fase de construcción (en el momento de descimbrar), incluido el peso propio y la carga transmitida procedente de forjados cimbrados sobre el elemento a estudiar
T es la temperatura media en °C de las máximas y mínimas diarias durante los j días
J es el número de días desde el hormigonado hasta el descimbrado
Esta fórmula ha estado presente en las ediciones de la norma española desde 1973. Ofrece un ajuste que, si bien prioriza la seguridad, proporciona valores adecuadamente precisos. Además, considera tanto la influencia de la temperatura como la relación entre las cargas. De hecho, representa una simplificación de un enfoque más amplio que se encuentra en la Instrucción HA 61.
Si analizamos la fórmula a una temperatura de 20 °C y consideramos la carga total como la que actúa al descimbrar, obtendremos un valor de 28 días. Conforme aumenta la relación entre la carga que actuará posteriormente y la carga que actuará al descimbrar, la fórmula arroja edades de descimbrado cada vez menores, llegando incluso a valores asintóticos. En consecuencia, esta fórmula produce valores que, si bien pueden inclinarse hacia la seguridad, no generan grandes contradicciones. En la Figura 2 se representa el criterio del Código Estructural para los plazos de descimbrado.
Figura 2. Criterio del Código Estructural de descimbrado
Por ejemplo, supongamos que se quiere estimar el plazo de descimbrado de una estructura atendiendo al método sugerido en los comentarios del artículo 53.2 del Código Estructural. Para ello se considera que se ha empleado en la fabricación del hormigón un cemento Portland y el endurecimiento se ha realizado en condiciones ordinarias. Se supone que la carga que actúa en el momento de descimbrar (incluido el peso propio) es de 45 kN y que la carga total que actuará posteriormente es de 65 kN. Suponemos una temperatura media hasta el descimbrado de 18 °C. En este caso, Q = 65-45 = 20 kN; G = 45 kN. El plazo es j = 15,13 días. Por tanto, se podría descimbrar a los 16 días del hormigonado.
Ahora os presentamos un nomograma elaborado junto con el profesor Pedro Martínez-Pagán. Este recurso puede ser valioso para calcular rápidamente el tiempo de descimbrado en función de la temperatura y la relación Q/G. Por ejemplo, de un vistazo se puede determinar el tiempo necesario para el descimbrado en invierno, a 5 °C.
Referencias:
CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.
Figura 1. Encofrado fenólico. https://www.cosaor.com/alquiler-de-herramientas-para-encofrado/
El artículo 48.3 del Código Estructural es el que establece las características de los encofrados y moldes necesarios para la ejecución de estructuras de hormigón. Estos elementos deben ser resistentes para soportar las acciones durante el proceso constructivo de las estructuras de hormigón y mantener la rigidez para cumplir con las tolerancias del proyecto. Deben asegurar la estanqueidad de las juntas y evitar dañar el hormigón al retirarse.
Se recomienda seguir la norma UNE 180201 y garantizar la limpieza y alineación adecuadas. Además, en casos específicos, deben permitir el emplazamiento de las armaduras y evitar movimientos indeseados. La superficie en contacto con el hormigón debe mantener la geometría y textura previstas. Se pueden usar diferentes materiales, pero deben cumplir con los requisitos de no perjudicar las propiedades del hormigón. Es esencial asegurar la unión de elementos de seguridad complementarios a la estructura del encofrado.
A modo de resumen, las características generales que deben presentar los encofrados y moldes son los siguientes:
Estanqueidad suficiente de las juntas para evitar fugas de lechada que afecten el acabado y durabilidad del elemento.
Resistencia adecuada a las presiones del hormigón fresco y al método de compactación.
Alineación y verticalidad de los paneles, especialmente en pilares y forjados en estructuras de edificación.
Mantenimiento de la geometría sin abolladuras fuera de tolerancia.
Limpieza de residuos en el interior de los moldes.
Conservar características que permitan texturas específicas en el acabado del hormigón.
En casos de encofrados dobles o contra el terreno, garantizar la operatividad de las ventanas para el vertido del hormigón.
En elementos pretensados, permitir el correcto emplazamiento de las armaduras activas sin comprometer la estanqueidad.
Adoptar medidas para evitar movimientos indeseados en elementos de gran longitud.
Superficie encofrante que mantenga la geometría prevista y la textura especificada en el proyecto.
En encofrados susceptibles de movimiento, pueden exigirse pruebas previas para evaluar el comportamiento durante la ejecución.
Los encofrados pueden ser de diversos materiales que no afecten las propiedades del hormigón. En caso de madera, deben humedecerse previamente.
La unión de elementos complementarios para la seguridad, como barandillas, anclajes y cimbras, debe realizarse adecuadamente a la estructura resistente del encofrado.
En apretada síntesis, los encofrados y moldes deben ser seguros, resistentes y mantener la calidad del acabado del hormigón en el proceso de construcción.
Os recojo, a continuación, el artículo 48.3 del Código Estructural.
“Los encofrados y moldes deberán ser capaces de resistir las acciones a las que van a estar sometidos durante el proceso de construcción y tener la rigidez suficiente para asegurar que se van a satisfacer las tolerancias especificadas en el proyecto. Además, deberán poder retirarse sin causar sacudidas anormales ni daños en el hormigón.
Se realizarán, preferentemente, conforme a la norma UNE 180201.
Con carácter general, deberán presentar al menos las siguientes características:
estanqueidad suficiente de las juntas entre los paneles de encofrado o en los moldes, previendo que las posibles fugas de lechada por las mismas no comprometan el acabado previsto para el elemento ni su durabilidad;
resistencia adecuada a las presiones del hormigón fresco y a los efectos del método de compactación;
alineación y en su caso, verticalidad de los paneles de encofrado, prestando especial interés a la continuidad en la verticalidad de los pilares en su cruce con los forjados en el caso de estructuras de edificación;
mantenimiento de la geometría de los paneles de moldes y encofrados, con ausencia de abolladuras fuera de las tolerancias establecidas en el proyecto o, en su defecto, por este Código;
limpieza de la cara interior de los moldes, evitándose la existencia de cualquier tipo de residuo propio de las labores de montaje de las armaduras, tales como restos de alambre, recortes, casquillos, etc.;
mantenimiento, en su caso, de las características que permitan texturas específicas en el acabado del hormigón, como por ejemplo, bajorrelieves, impresiones, etc.
Cuando sea necesario el uso de encofrados dobles o encofrados contra el terreno natural, como por ejemplo, en tableros de puente de sección cajón, cubiertas laminares, etc. deberá garantizarse la operatividad de las ventanas por las que esté previsto efectuar las operaciones posteriores de vertido y compactación del hormigón.
En el caso de elementos pretensados, los encofrados y moldes deberán permitir el correcto emplazamiento y alojamiento de las armaduras activas, sin merma de la necesaria estanqueidad.
En elementos de gran longitud, se adoptarán medidas específicas para evitar movimientos indeseados durante la fase de puesta en obra del hormigón.
La superficie encofrante que estará en contacto directo con el hormigón, tanto en los encofrados como en los moldes, deberá ser capaz de mantener las características necesarias para que los elementos de hormigón estructural reproduzcan adecuadamente la geometría prevista para ellos en el proyecto, así como para dotar a las caras vistas de dichos elementos de la textura y la uniformidad especificada, en su caso, en dicho proyecto.
En los encofrados susceptibles de movimiento durante la ejecución, como por ejemplo, en encofrados trepantes o encofrados deslizantes, la dirección facultativa podrá exigir que el constructor realice una prueba en obra sobre un prototipo, previa a su empleo real en la estructura, que permita evaluar el comportamiento durante la fase de ejecución. Dicho prototipo, a juicio de la dirección facultativa, podrá formar parte de una unidad de obra.
Los encofrados y moldes podrán ser de cualquier material que no perjudique a las propiedades del hormigón. Cuando sean de madera, deberán humedecerse previamente para evitar que absorban el agua contenida en el hormigón. Por otra parte, las piezas de madera se dispondrán de manera que se permita su libre entumecimiento, sin peligro de que se originen esfuerzos o deformaciones anormales. No podrán emplearse encofrados de aluminio, salvo que pueda facilitarse a la dirección facultativa un certificado, elaborado por una entidad de control y firmado por persona física, de que los paneles empleados han sido sometidos con anterioridad a un tratamiento de protección superficial que evite la reacción con los álcalis del cemento.
En todos los casos se realizará correctamente la unión de los elementos complementarios para la seguridad (tales como: barandillas de protección, dispositivos de anclaje para redes de seguridad, dispositivos de anclaje preparados para los equipos de protección individual y, en general, cualquier otro elemento destinado a dotar de seguridad al sistema de encofrado, diseñado y fabricado por el fabricante del mismo) a la estructura resistente del encofrado o molde y, en su caso, de las cimbras y apuntalamientos”.
Referencias:
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2004). Temas de procedimientos de construcción. Cimbras, andamios y encofrados. Editorial de la Universidad Politécnica de Valencia. Ref. 2004.441.
PEURIFOY, R.L. (1967). Encofrados para estructuras de hormigón. McGraw-Hill y Ediciones Castillo, Madrid, 344 pp.
RICOUARD, M.J. (1980). Encofrados. Cálculo y aplicaciones en edificación y obras civiles. Editores Técnicos Asociados, S.A. Barcelona, 312 pp.
En una de las entradas de mi blog de las que hablaba del Programa de Puntos de Inspección del Código Estructural (PPIs), se decía que el Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana incluiría un enlace donde se puede acceder a unas tablas editables para la elaboración de los PPIs. Se trata de una tabla Excel editable donde aparecen las unidades de inspección y frecuencia de comprobación por lote de control de ejecución, tanto para el acero como para el hormigón. Ya los tenéis en el siguiente enlace:
La Evaluación Técnica Europea – ETE, (European Technical Assessment – ETA), es un documento que proporciona información de la evaluación de las prestaciones de un producto de construcción con arreglo a su correspondiente Documento de Evaluación Europeo. Anteriormente, recibía el nombre de Documento de Idoneidad Técnica Europeo – DITE. El Reglamento de productos de la construcción n.º 305/2011 (CPR) establece la posibilidad de un marcado CE voluntario, vía Evaluación Técnica Europea (ETA), para aquellos productos de construcción innovadores no cubiertos por ninguna norma armonizada o, que se desvíen significativamente de ellas. Hoy día, una mayoría de productos de construcción cuentan con una norma armonizada de producto con la que realizar el marcado CE necesario para exportar y comercializar en la Unión Europea y otros países.
Una vez que se ha emitido la ETE, el fabricante debe desarrollar el DoP (Declaración de Prestaciones) e iniciar el proceso de obtención del marcado CE con un organismo de certificación. La Evaluación Técnica Europea (ETE) recoge las prestaciones a declarar por el fabricante en el marcado CE del producto de construcción para el uso previsto, así como los detalles técnicos necesarios para la aplicación del Sistema de Evaluación y Verificación de la Constancia de las Prestaciones (EVCP).
A modo de ejemplo, el actual Código Estructural, en su artículo 67.1 dedicado al control del tesado de las armaduras activas, indica textualmente lo siguiente: “Se verificará que, siempre que sea posible, se hayan enfilado los cordones antes del hormigonado. Así mismo deberán respetarse las sobrelongitudes mínimas de los tendones establecidas en la Evaluación Técnica Europea (ETE), para cada tipo de anclaje, al objeto de permitir su agarre en el arrastre del cilindro de tesado“.
Miguel Mateos, responsable de la elaboración de Evaluaciones Técnicas Europeas en TECNALIA nos explica en este vídeo qué es una Evaluación Técnica Europea (ETE) y cuáles son los beneficios para la empresa que obtiene este certificado de producto.
Os dejo algún vídeo explicativo más del ETE. Por cierto, a ver si detectáis un error en el siguiente vídeo.
