SISTEMAS SIN JUNTAS ASERRADAS EN LOSAS DE GRAN DIMENSIÓN Solución con aditivos para control volumétrico del hormigón
Agustín Escámez Sánchez – Juan de Jorge Monofloor RCR Industrial Flooring Mayo de 2017
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Índice
Introducción. Tendencias de la industria. Fibras. soluciones tradicionales. El concepto de la contracción del hormigón.
Aditivos de control volumétrico vs aditivos de retracción compensada. Cualidades de la unión de los aditivos evr + fibras.
Introducciรณn
Tendencias de la Industria
Toda la actividad industrial se desarrolla
sobre el piso
Esta afirmaci贸n tan evidente toma especial relevancia cuando el piso necesita actuaciones de reparaci贸n complejas que suponen paradas en la producci贸n industrial con costes econ贸micos importantes.
ESPECTATIVAS DEL PROPIETARIO/INVERSOR
ESTO ES LO QUE ESPERA…….
Y MUCHAS VECES OBTIENE …..
UNA REALIDAD MUY DISTINTA…
La industria avanza con pasos de gigante y marca la tendencia de los modelos y sistemas de diseĂąo de pisos, asĂ como de los materiales a emplear
ÂżCuĂĄles son
las innovaciones industriales que nos empujan? Almacenes autoportantes.
ÂżCuĂĄles son las innovaciones industriales que nos empujan?
Grandes alturas de estantes y pesados montacargas
¿Cuáles son las innovaciones industriales que nos empujan? Industria del frío. Estanterías móviles.
¿Cuáles son las innovaciones industriales que nos empujan?
Pavimentos Superplanos SIN JUNTAS DE CORTE.
VANGUARDIA EN LA SOLUCIÓN DE LOS PISOS INDUSTRIALES USO DE FIBRAS EN EL ARMADO DEL HORMIGÓN Y ADICIONES ESPECIALES
EJECUCIÓN MECANIZADA. VERSATILIDAD DE LA SOLUCIÓN.
AUSENCIA DE JUNTAS DE CORTE. LOSAS CONTINUAS
ECONOMIZACIÓN DE LA SOLUCIÓN.
MINIMIZADO DEL MANTENIMIENTO (ACTUACIONES Y COSTE)
GRAN DURABILIDAD Y VERSATILIDAD DE LAS SOLUCIONES SUPERFICIALES
PROBLEMA
“Una encuesta entre gerentes de mantenimiento en EEUU mostró que 79% de los problemas no eran las grietas sino las juntas, ya que suponían constantes reparaciones y un alto coste de mantenimiento”
PATOLOGÍA TIPICA EN JUNTAS (DESPORTILLAMIENTO Y ROTURA POR TRÁNSITO DE CARRETILLAS Y MONTACARGAS)
“Cuantas menos juntas de contracciĂłn tengamos, menos problemas y menos gastos de mantenimiento tendremos en el futuroâ€?
¿CÓMO PODEMOS ARMAR Y PREPARAR EL HORMIGON?
¿QUÉ HACEMOS CON LAS JUNTAS CONSTRUCTIVAS?
Armado para el hormigĂłn. MĂŠtodos tradicionales de pavimentos sin juntas: Fibras de acero.
La utilización de las fibras como armado del hormigón ha aportado: a) Seguridad en los cálculos de dimensionamiento y la obtención de pavimentos más esbeltos (menores espesores) gracias a la ductilidad del material. b) Un armado del hormigón rápido y seguro, instantes antes del vertido, acortando los plazos de obra. c) Evita la utilización del bombeo ya que el vertido es directo desde el camión.
d) Facilita la utilización de maquinaria de extendido, aumentando los rendimientos de producción. e) Aporta un excelente control de las tensiones por retracción y por lo tanto, minimiza la presencia de juntas de corte, pudiéndose llegar a diseñar la ausencia total de juntas de retracción (jointless floors) f) Una mayor resistencia a los ciclos repetitivos de carga (resistencia a la fatiga) lo que las convierte en el mejor sistema de armado ante industrias donde las cargas dinámicas son muy intensas (OPERADORES LOGÍSTICOS, ALMACENES….)
INCORPORACIÓN DE FIBRAS AL HORMIGÓN EN PLANTA
DURANTE LA FABRICACIÓN (EN LA CONCRETERA) MEZCLADA CON LOS ARIDOS
INCORPORACIÓN DE FIBRAS AL hormigon EN OBRA
INCORPORADAS EN OBRA (EN EL CAMIÓN) MEDIANTE CINTA TRANSPORTADORA
Aspecto del hormigรณn con fibras (ARMADO MULTIDIRECCIONAL)
ACOPIO DE FIBRAS EN OBRA
EL ARMADO CON FIBRAS FACILITA EL USO DE MAQUINARIA DE EXTENDIDO
Los pisos sin juntas han tenido un gran éxito en el mundo de la logística. Pero tienen algunas limitaciones constructivas que, en ocasiones dificulta su diseño: La relación largo/ancho de las losas no debe exceder de 1,5 • No podemos realizar losas con geometrías desiguales
Los contenidos de fibras para grandes losas son muy altos (mínimo 35 kg/m3) • En ocasiones dificulta la trabajabilidad de la mezcla
En grandes losas, la apertura de las juntas es muy grande. • Incluso si no hay un buen curado el efecto curling es acusado
Por ello se buscan soluciones a los pisos sin juntas con fibras que eliminen estos condicionantes: La relación largo/ancho de alto valor • Posibilidad de hacer pasillos estrechos sin juntas
Disminución del contenido en fibras en losas de gran formato • Cuando el diseño por cargas lo permita para facilitar la puesta en obra
Disminuir la apertura de juntas en losas de gran formato • Disminuir el efecto del Curling. Mayor durabilidad de las juntas.
El hormigón siempre experimenta cambios de volumen, de forma autógena o inducida.
El hormigón siempre retrae! Y puede causar ….
Diferentes tipos de fisuras Efecto Curling Gran apertura de juntas Movimentos de losas
• La retracción o contracción puede ser clasificada como:
PLÁSTICA
RETRACCIÓN
SECADO
CARBONATACIÓN
• Clasificación de la retracción:
PLÁSTICA
Esta retracción se manifiesta muy pronto tras la puesta en obra del hormigón o mientras el hormigón está todavía en estado plástico (no endurecido).
Expuesta al sol y al aire seco, la superficie del hormigón se seca rápidamente con una pérdida del volumen superficial muy acusada. Esta pérdida de volumen produce las conocidas como “fisuras de afogarado” tan comunes en obras abiertas.
• Clasificación de la retracción:
SECADO
– Es un proceso lento al que se somete a la pieza de hormigón. La pérdida del agua libre (humedad) retenida en el interior del hormigón no resulta una gran pérdida del volumen. – Es la pérdida del agua retenida en los poros en forma de gel la que reduce significativamente el volumen de la pieza. Bajo condiciones de secado, el agua retenida en los poros es perdida progresivamente a lo largo del tiempo, en tanto la pieza permanezca en dicho estado. – La pasta de cemento retrae más que el mortero y el mortero retrae más que el hormigón. El hormigón fabricado con áridos de pequeño tamaño retrae más que los hormigones de grandes áridos. – La magnitud de la pérdida de volumen será por tanto mayor cuanta mayor sea la cantidad de gel formado.
SECADO
• Clasificación de la retracción:
CARBONATACIÓN
El dióxido de carbono (CO2) presente reacciona con el cemento en presencia del agua de la atmósfera (humedad). Ca(OH)2 hidróxido de calcio
Carbonato cálcico CaCo3
La carbonatación penetra en la superficie del hormigón de forma muy lenta. La velocidad de penetración e intensidad del fenómeno solo dependen de la humedad de la pieza de hormigón y de la humead del ambiente. La carbonatación provoca un aumento en el peso de la pieza y una reducción de volumen. La magnitud de la reducción de volumen de la pieza de hormigón por carbonatación es muy inferior a la pérdida de volumen por secado.
• Factores que afectan a la retracción. Uno de los condicionantes más importantes que afectan a la retracción son las condiciones de secado, en otras palabras, la humedad relativa de la atmosfera. Si el hormigón estuviera en una atmosfera del 100% de humedad por un largo tiempo, no habría retracción. La mayor parte de la retracción ocurre en un espacio de tiempo muy corto: Se ha observadfo que del 14 al 34 por ciento de la retracción de los primeros 20 años aparece en las dos primeras semanas, del 40 al 80 por ciento en los 3 primeros meses y del 66 al 85% aparece en un año.
R
E T R
A C
Otro importante factor que afecta a la retracción es la relación agua/cemento
C
Los áridos juegan un papel muy importante en la retracción del hormigón. La cantidad de árido, su tamaño, su capacidad de absorción de agua y su módulo de elasticidad afectan a la retracción global de la pieza.
Ó
Un árido de alta dureza con un modulo de elasticidad elevado (Cuarzo) retrae mucho menos que aridos más blandos como la piedra aliza.
I N
• Cómo podemos reducir la retracción? • Curado: Evitar el gradiente de humedad
Plásticos/Membranas
Agua/Riego
Líquidos filmógenos
• Como podemos reducir la retracción? – Incorporando aditivos al hormigón: • Reductores de la retracción • Aditivos de retracción compensada / cementos especiales • Controladores volumétricos (última generación retracción compensada)
• Que son los sistemas de retracción compensada? Guide for the Use of Shrinkage-Compensating Concrete Reported by ACI Committee 223
“A concrete, shrinkage-compensating a concrete made with an expansive cement or component system in which the expansion, if properly restraine d, induces compressive stresses that approximately offset tensile stresses caused by shrinkage”.
• Como clasifica la ACI estos sistemas? A ) El cemento es el propio componente expansivo “cement, expansive —a cement that, when mixed with water, produces a paste that, after setting, increases in volume to a significantly greater degree than does Portland cement paste; used to compensate for volume decrease due to shrinkage or to induce tensile stress in reinforcement” Tipos K, M, y S .
• Como clasifica la ACI estos sistemas? B) Aditivos expansivos incorporados al cemento “expansive component system (general) —a combination of portland cement and expansive component that when mixed with water forms a paste that, after setting, increases in volume to a significantly greater degree than Portland cement paste”
B) Como diferencia la ACI los aditivos expansivos? TIPO DE ADITIVO COMPONENTES PROCESO EXPANSIVO TIEMPO REQUERIDO K Sulfoaluminato calcico Sulfato de calcio M Aluminato calcico Formación de etringita 7-8 días Sulfato de calcio S Aluminato tricalcico Sulfato de calcio G Dioxido de calcio Formación de cal hidratada 1-2 días Dioxido de aluminio
RETRACCIÓN COMPENSADA La retracción compensada tradicional utiliza aditivos expansivos + ralentizadores del fraguado que expanden la mezcla durante, al menos, la primera semana de vida de la pieza. Esa expansión debe ser igual a la retracción esperada para finalmente obtener una cambio de volumen inicial = cero. Las tensiones producidas en el interior de la pieza durante ese periodo son muy altas (expansiónretracción) y se producen en la etapa de endurecimiento del hormigón. Requiere la colocación de potentes armaduras que soporten estas tensiones. Es una solución económicamente cara (aditivos + armaduras)
ESTABILIDAD VOLUMÉTRICA, NUEVA GENERACIÓN . Desde el llenado de los moldes hasta los 60 días -1,8 -1,6 -1,4 -1,2 -1
-0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0
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30 kg/m3
Se producen una pequeña expansión en la fase plástica del hormigón, que se mantiene los primeros meses de vida (al menos los tres primeros) para posteriormente retraer levemente en una fase de hormigón altamente endurecido.
Reducción de las tensiones = reducción del armado = abaratamiento del sistema.
ESTABILIDAD VOLUMÉTRICA, NUEVA GENERACIÓN . 120 días
Nuevo aditivo de Estabilidad Volumétrica • Resultado de años de investigación conjunta del fabricante con la Universidad Politécnica de Cataluña, y desarrollo de la aplicación por parte de RCR Industrial Flooring • Orientado a la disminución de los riesgos inherentes de los pisos de hormigón, (retracción, alabeo, apertura de juntas, microfisuración ...) • Uniformidad y estabilidad de los resultados y del funcionamiento del sistema
Nuevo aditivo de Estabilidad Volumétrica o Estudiado y modificado para controlar la cinética de reacción con el cemento y los tiempos de actuación en la mezcla o Expansión durante el fraguado, no en el amasado, ni con el hormigón endurecido, evitando efectos tardíos o Permite obtener resultados estables sin dispersión o 100% garantizada la pureza y selección del material, la molienda y granulometría, y el proceso de calcinacíón -análisis sistemático de los detritus de perforación - control diario de la reactividad, finura y riqueza de componentes químicos o Un único aditivo, con un menor coste económico
Nuevo aditivo de Estabilidad Volumétrica El LINK EVR es un aditivo expansivo que reacciona en el hormigón durante la fase plástica, generando cristales de porlandita de mayor volumen capaz de compensar la disminución de volumen, contracción, esperada por la pérdida de agua del hormigón.
El LINK EVR actúa en las primeras edades del hormigón, modificando el comportamiento de la retracción autógena , propia de la hidratación necesaria en las reacciones químicas del cemento.
23-Febrero-17
Nuevo aditivo de Estabilidad Volumétrica El aditivo, formado por moléculas de gran superficie específica muy superior a la partícula de cemento, es un material altamente hidrofílico.
Reduce la retracción por secado del hormigón, reteniendo el agua retenida en forma de gel en los millones de poros de la mezcla de hormigon, proceso que afecta´significativamente al volumen de la pieza
Nuevo aditivo de Estabilidad VolumĂŠtrica
Nuevo aditivo de Estabilidad VolumĂŠtrica
RCR Conductil VRS Retracción compensada de última generación
Estabilidad Volumétrica de Retracción
RCR Conductil VRS Sistema de Estabilidad Volumétrica de Retracción que unifica las ventajas aportadas por el aditivo LINK EVR que facilita el control de la retracción del hormigón, y los aportes de la incorporación de fibras de acero.
RCR Conductil VRS • La fibra de acero como elemento estructural : ✓ Armado tridimensional del piso en toda su sección ✓ Control mecánico de la retracción residual y de apertura de posibles fisuras ✓ Incremento de resistencia ante impactos, y fatiga ✓ Mejor funcionamiento ante cambios de temperatura ✓ Mejor funcionamiento frente a cargas dinámicas
✓ Mejor funcionamiento frente al sismo
RCR Conductil VRS Los diseños consideran el aporte de la fibra de acero y las prestaciones adicionales del aditivo como aglomerante , y el incremento de resistencias
• El cálculo de cargas del proyecto definirá el espesor del piso, así como el armado necesario, dosificación y tipo de fibra de acero.
RCR Conductil VRS •
LINK EVR hace posible la ejecución de pisos sin juntas en un mayor rango de proyectos .
• Pisos esbeltos que no requieren una alta capacidad de soporte (proyectos decorativos, salas de venta, almacenes logísiticos de baja exigencia portante, pisos para la industria química o agroalimentaria).
RCR Conductil VRS Resuelve dificultades técnicas habituales en proyectos posibilitando la ejecución de diferentes soluciones ✓ Ejecución de losas rectangulares sin cortes de contracción ✓ Ejecución de losas continuas en presencia de sumideros, fosos, arquetas, etc ✓ Reduce los tiempos de espera en la aplicación de revestimientos, (movimiento, y pérdida de humedad del hormigón necesaria para la aplicación) ✓ Recrecidos de espesor reducido (menor alabeo y posible tableteo)
RCR Conductil VRS Permite diseĂąar grandes losas rectangulares reduciendo el consumo de juntas reforzadas innecesarias.
Podemos llegar hasta relaciones 4/1
RCR Conductil VRS Mejora las características del piso eliminando los puntos débiles de otras opciones de diseño de pisos sin juntas
✓ Apertura futura de juntas de construcción ✓ Alabeo, (curling) pronunciado en juntas de construcción ✓ Diferencias en el fraguado / regularidad superficial ✓ Porosidad superficial ✓ Aparición de microfisuración superficial
RCR Conductil VRS Los diseños con LINK EVR reducen el alabeo, (curling) en las juntas de construcción, así como la apertura
RCR Conductil VRS Mejora los resultados de planimetrĂa como resultado de un fraguado uniforme y acotado en el tiempo, y la reducciĂłn del alabeo, facilitando la obtenciĂłn de los valores FF y FL requeridos y especificados para cada proyecto
RCR Conductil VRS Reduce la porosidad de la superficie del hormigรณn debido a su funcionamiento expansivo, rellenando de modo mรกs eficiente las oquedades en el hormigรณn, logrando mayor compactaciรณn, impermebilidad, durabilidad, y facilitando el mantenimiento y limpieza del piso
RCR Conductil VRS El LINK EVR reduce notablemente el riesgo de microfisuración al contener la evaloración de humedad en superficie en las primeras horas del colado El comportamiento de cada hormigón es diferente en función de sus componentes y condiciones climáticas, por lo que no puede establecerse un porcentaje fijo de efectividad frente a este fenómeno
RCR Conductil VRS El LINK EVR es un excelente captador de CO2, 707 g por cada kg de producto aplicado, que unido a la optimizaciรณn en el uso de materiales posibilitan la construcciรณn de proyectos mรกs sostenibles medioambientalmente
RCR Conductil VRS Principales diferencias vs Sistemas tradicionales RetracciĂłn Compensada Desde el llenado de los moldes hasta los 60 dĂas -1,8 -1,6 -1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
Sin aditivo
15 kg/m3
20 kg/m3
25 kg/m3
30 kg/m3
RCR Conductil VRS Principales diferencias vs Sistemas tradicionales Retracciรณn Compensada
RCR Conductil VRS Principales diferencias vs Sistemas tradicionales Retracciรณn Compensada
CONCLUSION Los sistemas tradicionales de pisos sin juntas ofrecían limitaciones de diseño: - Tamaño de losas. Relación de aspecto (largo/ancho) - Contenido en fibras y/o armaduras y/o aditivos. Coste de la - Excesiva apertura en juntas y curling. - Costes de mantenimiento de juntas elevados. Los nuevos sistemas de control volumétrico aportan: - Beneficios del armado con fibras y poca adición del homigón. - Reducción de costes. - Tamaño de losas de gran versatilidad. - Reducción notable de la apertura de juntas y del curling. - Menor coste de mantenimiento - Mayor durabilidad.
solución.
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