Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón
HOR VOLUMEN 2
OTOÑO
AL DI A
AÑ01992
CONTENIDO 1 Pavimentación con Adoquines de Hormigón
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Consumo de cemento crece un 5,7 % durante 1991
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3 Novedades Tecnológicas 3
4 Nuevas Publicaciones
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5 Techos de Ferrocemento 4 ••.,;.,;.,.;:•,
Noticias
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7 Eventos...
PAVIMENTACIÓN CON ADOQUINES DE HORMIGÓN Áreas de aplicación
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EDITOR RESPONSABLE
Sergio Lorenzini C. EDITOR: Pablo ValenzuelaM. COLABORADORES PERMANENTES:
Renato Vargas S.,Carlos Correa M., Augusto Holmberg F.
Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón Miembro de FICEM (Federación Interamericana del Cemento) Pío X 2455 Providencia Santiago, Chile Teletax:(56-2) 2326777 Permiso de circulación según resolución exenta Ns 752 del 8 de octubre de 1986.
En muchos países, la utilización de adoquines de hormigón se ha transformado en una alternativa común de pavimentación, no sólo en plazas y paseos peatonales, sino también en vías urbanas, estacionamientos, zonas industriales, puertos, aeropuertos, etc. En cada uno de estos lugares, las características especiales que posee este tipo de pavimentos ha permitido obtener soluciones que se adaptan perfectamente a las necesidades mecánicas y estéticas de cada proyecto. Así, en zonas peatonales, plazas, paseos o aceras, la utilización de adoquines de colores o texturados y la posibilidad de disponerlos en casi cualquier aparejo, permiten una gran flexibilidad en el diseño del pavimento. No sólo como estructura resistente sino, fundamentalmente, como una parte importante del paisaje urbano que como tal debe armonizar con su entorno. La capacidad estructural de este tipo de pavimentos, junto a la facilidad de construcción y la capacidad que presentan para levantar y recolocar la carpeta de adoquines cuando se requiere realizar trabajos bajo el nivel del pavimento, unido a la gran durabilidad que presenta esta solución, justifican con creces su utilización en vías urbanas con tráfico vehicular. Si a lo anterior se agrega la posibilidad de incluir demarcaciones para áreas de uso especial utilizando adoquines de distintos colores y formas, vemos porque su empleo en otras latitudes se ha difundido en forma importante en este sector. Generalmente, los pavimentos en sitios industriales están sometidos a cargas extremadamente altas y a la acción agresiva de combustibles y aceites, situaciones a las que los pavimentos de adoquines existentes han demostrado que se adaptan perfectamente. Otra situación que (Continúa en la página 6)
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CONSUMO DE CEMENTO CRECE UN 5,7% DURANTE 1991 El consumo de cemento en una región, más que cualquier otro material de construcción, está íntimamente ligado a la calidad de vida de la población que habita dicha zona. Este es un postulado muy lógico que se deduce, en parte, analizando las cifras de consumo de cemento en los diversos países del mundo. Es así como países altamente desarrollados, presentan elevados niveles de consumo; no así en los países en vías de desarrollo.
CONSUMO DE CEMENTO EN CHILE 1960 -1991
2.500.000
300
CAPACIDAD INSTALADA
La capacidad instalada de producción anual de cemento, alcanza hoy un valor nominal de 3.240.000 toneladas. Esta capacidad ha venido creciendo en el tiempo en la medida que el consumo de cemento aumenta. Es así como en 1970 se disponía de una capacidad instalada de 1.340,000 toneladas con tres fábricas de cemento. En la década de los '80 ya se había incorporado 1 fábrica más, y sumaban una capacidad instalada de 1.770.000 toneladas.
500.000 Consumo Per Capita en Latinoamérica 1960
El fuerte crecimiento de todos los sectores a principio de la década pasada, I levó a las fábricas Cemento Melón y Cemento Polpaico a realizar importantes inversiones de expansión, llegando a duplicar sus respectivas capacidades de producción en 1983. Desde esa fecha hasta hoy, las fábricas cementeras chilenas han estado permanentemente efectuando inversiones con el fin de modernizar las plantas, mejorar la calidad del cemento y aumentar la eficiencia. La última gran inversión (1991) la realizó la fábricaCementos Bío-Bío, la cual adquirió un nuevo horno rotatorio para la producción de clinker, el cual le permitió pasar de una capacidad instalada de 240.000 toneladas a 400.000 toneladas anuales.Hoy, la Industria Cementera produce a un 70% de su capacidad, aproximadamente. CONSUMO DE CEMENTO EN CHILE
Es medido como los Despachos al Mercado Nacional por parte de las fábricas cementeras más las Importaciones de cemento. Durante el año 1991 el consumo aumentó en un 5,7% respecto al período anterior, alcanzando una cifra récord de 2.166.000 toneladas, con un consumo anual por habitante de 162 kg. Si bien el crecimiento es alentador, recién se están igualando las cifras de consumo per cápita de 1981 (167kg/ hab) y las cifras que por mucho tiempo, el país mantuvo a mediados de la década del '60. Además el consumo per cápita en Chile aún está por debajo del consumo unitario de cemento a nivel Latinoamericano y mundial. Según los últimos antecedentes recopilados por el Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón, la tendencia de crecimiento en el consumo de cemento se mantendrá a lo menos durante el presente año.pudiendo alcanzar un valor de 9%.
1965
1970
1975
1980
1985
1990
CONSUMO APARENTE DE CEMENTO EN CHILE Consumo Consumo Año Connsumo Consumo Año aparente per cápita aparente per cápita (Ton) (Kg/hab) (Ton) (Kg/hab)
^^^^•••••••••••^^^••^^^^^••••i^^^H •^^^••••••^^•^^•^^^^^^^^^••^••••••••••H
1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975
844.220 897.860 1.157.010 1.188.805 1.262.895 1.196.110 1.355.970 1.215.665 1.238.365 1.365.780 1.311.465 1.404.500 1.383.000 1.378.000 1.432.827 982.801
111 116 146 146 152 141 156 137 137 148 140 147 143 140 143 96
1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991
911.540 1.004.020 1.119.315 1.317.895 1.527.836 1.888.600 1.183.986 1.277.077 1.414.864 1.433.736 1.448.700 1.602647 1.857.255 2.007.743 2.049.100 2.165.679
(1)Consumo aparente = Despacho al mercado Nacional + Importaciones. Fuente: Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón
88 95 104 121 138 167 103 109 119 118 118 128 146 155 155 162
NOVEDADES TECNOLÓGICAS
RECUBRIMIENTO DE SUPERFICIES DE HORMIGÓN MEDIANTE CAPAS DELGADAS Es frecuente que las superficies terminales de hormigón deban ser recubiertas mediante capas delgadas, de pocos centímetros de espesor, de mortero u hormigón por razones de protección o de reparación. Entre las superficies que reciben este tipo de tratamientos se cuentan los pavimentos y las obras de arquitectura. Aún cuando ya tienen un cierto tiempo de uso, actualmente la tecnología cuenta con una gama de productos muy apropiados para su empleo con las finalidades señaladas, queson losdenominados látex. Los látex constituyen variedades de los denominados polímeros orgánicos, son compuestos que mediante procesos físico-químicos denominados de polimerización, generan, a partir de moléculas simples, moléculas gigantes, lo cual hace cambiar las propiedades originales de estos productos. De los látex actualmente conocidos, los más apropiados para el uso en
referencia son de dos tipos: las emulsiones y los epóxicos. Los primeros son introducidos como aditivos en el hormigón y producen sobre él algunos efectos favorables, aumentando su trabajabilidad, elasticidad, resistencia a flexión, adherencia, impermeabilidad y durabilidad. No afectan, en cambio, la resistencia a compresión del hormigón ni su forma de evolución con el tiempo. Por estas características, estos productos son más apropiados cuando el recubrimiento va a entrar en servicio en los plazos normalmente especificados. Su empleo es aconsejable también cuando el espesor del recubrimiento a colocar no es inferior a cinco centímetros, es decir su campo de acción está principalmente en las reparaciones de cierto volumen. Los látex epóxicos, en cambio, son introducidos como aglomerantes en el hormigón y tienen como propiedad fundamental la de producir resistencias elevadas
en pocas horas, aumentando, además, la adherencia, elasticidad y durabilidad en relación al hormigón convencional. Este tipo de látex debe ser empleado en pequeños espesores, por lo que resulta muy apropiado para el recubrimiento la reparación superficial de pavimentos que necesitan ser entregados rápidamente al tránsito. El empleo de estos materiales requiere del empleo de una adecuada tecnología, tanto para su selección como para su uso en obra, motivo por el cual si se contempla su uso es conveniente informarse previamente en profundidad. Debe, además, considerarse que introducen un costo adicional significativo al hormigón de manera que este aspecto debe también ser considerado al efectuar la evaluación de las distintas alternativas de solución contempladas en un caso determinado. Colaboración Sr. Hernán Zabaleta INGENDESA
NUEVAS PUBLICACIONES EN BIBLIOTECA ACI Manual of Concrete Practice.
American Concrete Institute, 1992.
Bridge Maintenance - Trainning.
U.S. Dep. of Transportation, Federal Highway Administration, Vol. II, 303 págs.
EP - 80, Introducción para el proyecto y la Ejecución de Obras de Hormigón Pretensado.
Comisión Permanente del Hormigón, España, 386 págs., 1980.
IV Conferencia Internacional sobre Pavimentos de Adoquines.
PAVE New Zealand '92, Proceedings, Vol I y I 716págs.,1992.
NUESTRA BIBLIOTECA ES DE CONSULTA PUBLICA
Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón
En la edificación moderna existen numerosos sistemas racionalizados para solucionar diversos aspectos propios de la construcción; como lo son, entre otros, los sistemas prefabricados de hormigón armado. Estos sistemas incluyen la prefabricación de varios elementos estructurales como las vigas, columnas, cerchas, losas, e incluso fundaciones. Existen también algunos elementos prefabricados de uso común para techar viviendas de bajo costo, como lo son las planchas de asbesto-cemento. Pero en obras de mayor envergadura, como gimnasios, salas de exposición, fábricas, galpones, etc., son menores las alternativas de solución en base a hormigón. Este artículo pretende dar a conocer algunos aspectos de latécnica de prefabricados livianos en base a Ferrocemento como unaalternativa con buenas aplicaciones en otros países.
TECHOS DE FE
EL FERROCEMENTO
Básicamente, es un material compuesto por mortero de cemento y diversas mallas de alambre fino o barras de pequeño diámetro, que se unen para formar elementos de delgado espesor (12 a 40 milímetros). Desde su invención (1848) se ha utilizado, entre otras aplicaciones, para fabricar o prefabricar sistemas racionalizados de techumbre. La historia destaca el aporte del arquitecto-ingeniero italiano, Pier Luigi Merwi (1891 a 1979), quien se apoderó del Ferrocemento para dar forma a sus ideas monumentales. Así lo demuestra, por ejemplo, la cubierta para el Salón Central del Palacio de Exposiciones en Turín. Esta techumbre cubre un claro de 91 metros con un largo de 110 metros, conformando una estructura semi-cilíndrica. Fue cubierto por un sistema mixto de nervaduras en hormigón armado construidos in-s¡tu, y elementos prefabricados de ferrocemento con un espesor de 38 milímetros. En aquella época, el sistema demostró ser altamente conveniente debido a que se redujo el peso propio de la techumbre, así como también se redujo el tiempo de construcción. Posteriormente, Nervi construyó muchas otras estructuras similares como la cubierta para el Palacio de los Deportes de Roma (1960). Esta es una cúpula esférica de 60 metros de diámetro estructurada en base a nervios de hormigón armado y elementos prefabricados de ferrocemento.
Estructuras de Ferrocemento de Nervi: (1891 a 1979).
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Palacio de Deportes de Roma, Italia (Techumbre prefabricada en base a Ferrocemento, 1960) La utilización del ferrocemento para techumbres se extendió en los países asiáticos durante el presente siglo. En la ex-Unión Soviética los estudios más intensivos se iniciaron apartir de 1957, siendo laprimera aplicación en laconstrucción civil realizada en 1958. Esta corresponde a la cubierta de un mercado en la ciudad de San Petersburgo (exLeningrado). A partir de ese año, cerca de 10 millones de metros
RROCEMENTO
cubrieron cerca de 15.100 metros cuadrados con vigas huecas de sección hexagonal formada por ferrocemento de 35 milímetros de espesor. Las vigas de techo en Florlanópolls tienen una luz libre entre apoyos de 23 metros con un techo en voladizo de 12 metros. En la longitud de la viga se dispusieron diafragmas rígidos para resistir el esfuerzo de corte, también hechos en ferrocemento. Otras características Interesantes de diseño son las siguientes:
mortero:
Resistencia especificada a la compresión = 25MPa(250Kgf/cm 2 ) Mortero proyectado contra moldaje por vía húmeda.
armaduras:
- Difusa = 3 mallas electrosoldadas 0 3mm c/5cm, - Discreta = 0 6mm y 0 8mm.
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cuadrados han sido cubiertos por elementos fabricados en base a ferrocemento. En Sud América, deslaca Brasil en la construcción de sistemas de techumbres en base a Ferrocemento. Durante la década pasada la obra más grandiosa, en términos de superficie edificada, fue la cubierta para el Terminal de Buses en la ciudad de Florlanópolls (1980). Allí se
Otras realizaciones interesantes en Brasil son, entre otras: la cubierta para la Asamblea Legislativa de Minas Gerals, Bello Horizonte (1960), con un sistema prefabricado de sección V que cubre una luz de 12 metros; la cubierta de las instalaciones del Departamento de Arquitectura y Planeamiento de la Universidad de Sao Paulo (1968) con vigas de 12 metros de sección V; y la cubierta para la fábrica de Lacticinios en la ciudad de San Carlos (1975) con un vano de 12 metros y 6 metros en voladizo cubriendo una superficie de 1.500 m . Todas estas techumbres fueron hechas con elementos prefabricados de ferrocemento de espesor delgado, lo cual conllevó a ahorros significativos en cuanto a costos, dado el bajo peso propio de la estructura y, por otra parte se lograron menores tiempos de ejecución como una consecuencia casi natural del sistema de prefabrlcación. Las obras descritas corresponden sólo a algunas realizaciones puntuales del ferrocemento en techumbres. En el mundo existen millones de metros cuadrados cubiertos en países tan diversos como Tailandia, China, Cuba, México además de los mencionados anteriormente. En Chile existen algunas aplicaciones del ferrocemento para techumbres, pero aún el Ferrocemento prefabricado no ha sido empleado en toda su potencialidad constructiva.
Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón PAVIMENTACIÓN CON ADOQUINES... (Continuación) muchas veces se da en este tipo de zonas, principalmente puertos, es la m.ala calidad del suelo de fundación con importantes asentamientos durante la vida útil del pavimento, lo que hace más recomendable la utilización de los adoquines ya que permiten una (ácil y económica reparación de los lugares afectados.
COMPORTAMIENTO Los pavimentos de adoquines de hormigón se diferencian de las demás formas de pavimentación tradicionales, fundamentalmente por estar construidos a base de unidades independientes de pequeño tamaño que interactúan entre sí debido a la trabazón que se produce entre ellas. La estructura típica de un pavimento de adoquines es la que se muestra en la figura 1 y en ella podemos ver: La capa de rodado formada por los adoquines, lacama dearena en la que estos elementos se asientan y una subbase granular que permite transmitir los esfuerzos a la subrasante. Los estudios-realizados hasta el momento han demostrado que estos pavimentos exhiben un comportamiento muy similar a los pavimentos flexibles tradicionales, sobre todo en lo que se refiere a las propiedades de distribución de cargas y al desarrollo de deformaciones. La capacidad estructural de la capa de rodado está dada fundamentalmente por latransmisión de esfuerzos entre elementos vecinos. El mecanismo que permite esta transmisión de esfuerzos se denomina trabazón, y se la define como la capacidad de estos elementos para soportar un desplazamiento relativo de sus vecinos. Para lograr una buena trabazón y con ello un buen comportamiento del pavimento, es necesario tener presente tres factores que la afectan: a. Los adoquines deben mantenerse lo más cerca uno de otro, con juntas que no sobrepasen los 5 mm, para ello se requiere que durante la construcción se respete este límite y además, como el tráfico tiende a desplazar las unidades, que exista un
confinamiento dado por soleras, solerillas u otros elementos que cumplan esta función. b.
Además, debe cuidarse que las juntas entre unidades sean efectivamente llenadas con arena, la que proviene en primer lugar de la cama sobre la que se colocan los adoquines y que asciende durante la compactación inicial, y en segundo lugar de la arena esparcida sobre el pavimento durante la compactación final del pavimento.
c.
Con el uso, el efecto de trabazón va mejorando, produciéndose progresivamente un estado de trabazón total llamado
ESTRUCTURA TÍPICA DE PAVIMENTO DE ADOQUINES TRABADOS
Restricción de borde
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Cama de Arena
v^/^®%®#^ Suelo de fundación (Subrasante)
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Plataforma
CAMA DE ARENA A continuación de la carpeta de adoquines, dentro de la estructura del pavimento, está la cama de arena, su objetivo es servir de base para la colocación-de los adoquines y proveer material para el llenado de juntas. Sin embargo, su espesor tiene bastante significación;en las deformaciones que se producen bajo tráfico. Las experiencias realizadas hasta el momento indican que las deformaciones permanentes disminuyen al disminuir el espesor de esta capa, pero dado que las tolerancias exigidas para el nivel de subbase son comparables con el espesor de esta capa, se recomienda adoptar un espesor compactado de 30 mm.
SUBBASE Es una capa intermedia entre la cama de arena y la subrasante. En el caso de los pavimentos de adoquines interesa principalmente que este estrato tenga la función de distribuir las cargas solicitantes de manera que sobre la subrasante actúen presiones compatibles con la calidad de ésta.
hermeticidad, la capa de rodadura va adquiriendo mayor rigidez y los adoquines dejan de constituir una mera capa de desgaste para transformarse en una capa estructural.
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"Espina de pescado"
Como en todo pavimento, su comportamiento estará condicionado por las características de las diferentes capas que lo conforman, por lo que será necesario tener presente durante el diseño y durante la etapa de construcción el efecto que cada una de estas capas tiene en el comportamiento global.
CARPETA DE ADOQUINES La forma de los adoquines afecta el comportamiento del pavimento, siendo más efectivos los adoquines dentados en sus cuatro lados. Sin embargo, en el caso de superficies sometidas a tráfico peatonal o vehicular liviano este factor no tiene una gran incidencia.
"Trama de canasto"
Tal como en el caso anterior, el aparejo de colocación también influye en el comportamiento, por lo que para pavimentos con tránsito medio o alto se recomienda el empleo de aparejos espina de pescado. En el caso de pavimento sometido a cargas menores no existen restricciones a la disposición de las unidades, teniendo siempre en mente que el ancho de las juntas debe mantenerse dentro de los límites indicados. En la figura 2 se muestran algunos aparejos posibles de usar.
Aparte de las condiciones de calidad que deben cumplir los materiales que conforman esta capa, existe otro factor tan o más importante que aquel, se trata de la compactación de esta capa. La falla más común en pavimentos de adoquines es el hundimiento de zonas del pavimento, y ello se debe fundamentalmente a una mala compactación de lasubbasey de la subrasante, por lo que es necesario insistir que los niveles de compactación establecidos para estas capas deben ser respetados.
La resistencia mecánica de los adoquines no tiene una gran influencia dentro del comportamiento mecánico de estos pavimentos y son consideraciones de durabilidad las que fijan las resistencias a compresión de estos elementos. Se recomienda para tráfico peatonal o vehicular ligero una resistenciaacompresión media de 35 MPa (350 Kgf/cm2)y para tráfico pesado 45 MPa (450 Kgf/cnf).
Con esta revisión muy general a la estructura y comportamiento de este tipo de pavimentos, pero que permite comprender la función que cada estrato cumple y como afectan al funcionamiento global del pavimento, hemos querido entregar algunos elementos de juicio que deben ser siempre tomados en cuenta al diseñar o construir este tipo de pavimentos.
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NOTICIAS HORMIGÓN PREMEZCLADO
PRESIDENTE DEL ACI VISITARA CHILE
«Hormigón Preparado en Central Hormigonera» (NCh 1934), es la norma recientemente oficializada y publicada por el Instituto Nacional de Normalización (INN). El documento sobre Hormigón Preparado u Hormigón Premezclado, tiene un alcance y finalidad casi únicosenlanormativaactualmentevigentedentrodelrubrodelaconstrucción. Básicamente establece y define los aspectos técnicos involucrados en la transferencia del hormigón preparado entre el suministrador y el comprador. Se delimitan algunas responsabilidades asegurando gue, por una parte, el suministrador entregueel material en óptimas condiciones y, por otra parte, el comprador disponga de los recursos humanos y materiales para llevar a buen término la recepción del hormigón. Es un texto de 21 páginas incluyendo dos anexos: «Recomendaciones para la calibración de básculas y medidores», y «Recomendaciones para aplicar el control interno en una planta de hormigón preparado». Se recomienda que los usuarios de hormigón premezclado estudien la norma, pues es una herramienta excepcionalmente útil que servirá para mejorar la calidad final del material y la eficiencia del proceso de transporte, entrega y recepción del hormigón en la obra.
El 21 de agosto del presente año vendrá a Santiago una delegación del American Concrete Institute (ACI) para dictar una serie de conferencias técnicas relacionadas con: durabilidad del hormigón, diseño de uniones en las estructuras, reparaciones y otros interesantes temas. En el evento que está organizando por el Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón, se pretende formar un Chapterúel ACI en Chile. Formando parte de la delegación se encuentra el actual presidente del ACI, Dr. James G. MacGregor.
CONVENIO ICH - MINISTERIO DE EDUCACIÓN
Desde el 13 al 17 de Julio el Instituto dictará una serie de cursos sobre Tecnología del Hormigón dirigidos a los Profesores de los liceos Industriales y Politécnicos que tienen la especialidad Construcción Habitacional. Esta interesante iniciativa, que partió con la firma de un protocolo de colaboración conjunta entre este Instituto y la División de educacionl General del Miniduc, permitirá iniciar un programa de perfeccionamiento a más de 50 profesores provenientes de la Ia ala XIIa región, que dará lugar además a un fructífero intercambio entre los sectores educacional y productivo.
EVENTOS INTERNACIONALES FECHA
EVENTO
LUGAR
INST.ORGANIZADORA
20-23 de Julio 1992
Sheffield, UK
RILEM/ACI/others
4th RILEM International Sumposiumon Fibre Cernen! Composite
23-26 de Julio 1992
Madrid, España
ANEFHOP-ERMCO-FIHPNRMA-CA-NAA
Congreso Intercontinental del Hormigón Preparado, X Congreso Europeo del Hormigón Preparado. Vil Congreso Iberoamericano del Hormigón Premezclado
02-05 Septiembre
Cartagena, Colombia
ASOCRETO
Reunión del Concreto 1992.
08-10 Septiembre
Lyon, Francia
C. Scientifique el Fechnique du Bátimente- laborattoire Central des Ponts et Chausseés. RILEM
Colloque Européen Lyon 1992 Construction and Rehabilitation
27 Sept al 21 de Oct.
Dusseldorf Alemania
VOZ
IV Congreso sobre Tecnología de Fabricación de Cemento.
EVENTOS NACIONALES 28 de Julio a!8deSept.1992
Santiago
Universidad Nacional Andrés Bello, Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón
Curso de Especialización en Prefrabricación con Hormigón.
21-22 Agosto 1992
Santiago
Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón
Seminario Internacional del ACI.