Técnicas constructivas en la ejecución del concreto arquitectónico: Preparación del encofrado, colocación, compactación y curado. Ing. Enrique Pasquel Carbajal 26 Mayo 2006
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Los Factores Influyentes en el Proceso constructivo de concreto arquitectónico • • • • • • •
Diseño Arquitectónico y Estructural Especificaciones Técnicas Encofrados Propiedades del Concreto Fresco Colocación Compactación Condiciones Constructivas Especiales
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Dise帽o Arquitect贸nico y Estructural 3
Comité ACI 309.2R : Identificación y Control de Efectos Visibles por Consolidación en Superficies de Concreto Encofradas
“El diseñador y el constructor deben comunicarse antes, durante y después del proceso constructivo con concreto.”
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Consideraciones en el Diseño • Congestión del Refuerzo ¾ Cantidad y Traslapes Æ Interferencias
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Consideraciones en el Diseño • Congestión del Refuerzo ¾ Cantidad y Traslapes Æ Interferencias
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Consideraciones en el Diseño • Congestión del Refuerzo ¾ Cantidad y Traslapes Æ Interferencias
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Consideraciones en el Diseño Geometría de la Sección ¾ Muy estrecha o Irregular Æ Dificultad de acceso
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Consideraciones en el Diseño Geometría de la Sección ¾ Muy estrecha o Irregular Æ Dificultad de acceso
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Consideraciones en el Diseño Geometría de la Sección ¾ Muy estrecha o Irregular Æ Dificultad de acceso
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Consideraciones en el Dise単o 他 Elementos Embutidos 他 Formas y Acabados especiales
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Consideraciones en el Dise単o 他 Elementos Embutidos 他 Formas y Acabados especiales
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Consideraciones en el Dise単o 他 Elementos Embutidos 他 Formas y Acabados especiales
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Consideraciones en el Dise単o 他 Elementos Embutidos 他 Formas y Acabados especiales
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Consideraciones en el Dise単o 他 Elementos Embutidos 他 Formas y Acabados especiales
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Consideraciones en el Diseño • !Conocimiento Práctico del Proceso de Colocación y Compactación del Concreto! • No diseñar lo que no se puede construir de manera práctica y eficiente Æ Problemas en obra • Estar actualizado en tecnología del concreto y procesos constructivos con concreto • Proyectos más sofisticados y complicados Æ Mayor especialización Æ Mayor Costo 16
Especificaciones TĂŠcnicas 17
Comité ACI 309.2R : Identificación y Control de Efectos Visibles por Consolidación en Superficies de Concreto Encofradas
“Las especificaciones deben ser amplias en su alcance para permitir los ajustes necesarios para producir y colocar concreto uniforme y trabajable que responda al vibrado.” 18
Consideraciones en las Especificaciones • Las especificaciones deben asegurar prácticas constructivas apropiadas
¾ Deben establecer las condiciones de aceptación para el concreto y la construcción con concreto ÆDefectos aceptables, texturas deseadas, criterios objetivos ( tamaño y % de imperfecciones aceptables). ¾ Deben preveer condiciones inusuales y complejas Æ Elementos de gran altura sin ventanas, elementos embutidos, fisuración diferida, juntas,etc..
¾ Ajuste de las proporciones de la mezcla para facilitar la vibración ¾ El alcance debe ser amplio Æ No restrictivo
¾ Reducción de defectos superficiales potenciales ¾ Requisitos de transporte y colocación
¾ Consideraciones en la compactación ¾ Características de vibradores ¾ Técnicas de vibrado
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Encofrados
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Consideraciones en Encofrados • Selección del material para los encofrados ¾ ¾
Madera vs metal Otros materiales
• Encofrado de madera : ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾
Liviano Variedad de texturas Æ Tratamientos Menores Burbujas Superficiales Más flexible y adaptable Usos limitados Mantenimiento más prolijo Muy dependiente de la habilidad y experiencia del artesano Tablas, marco madera y paneles triplay, marco metal y paneles triplay 21
Consideraciones en Encofrados Madera y triplay
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Consideraciones en Encofrados • Encofrado metálico : ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾
No es liviano Texturas limitadas en nuestro medio Más Burbujas Superficiales Menos flexible y adaptable Gran cantidad de Usos Mantenimiento más simple
• Encofrados mixtos con plásticos : ¾ ¾ ¾ ¾ ¾
No son usuales en nuestro medio Gran cantidad de Texturas Más Burbujas Superficiales Menos flexible y adaptable Gran cantidad de Usos
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Consideraciones en Encofrados
Metal
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Consideraciones en Encofrados
Mixtos
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Consideraciones en Encofrados • Anclaje inadecuado, arriostre pobre y excesiva flexibilidad ¾
Variaciones en la sección, fugas.
• Mantenimiento Inadecuado del encofrado ¾ ¾
Almacenaje, limpieza, rehabilitación y reparación, sobreuso Cambios de textura y coloración, encofrado adherido.
• Uso inapropiado de desmoldantes ¾
Cangrejeras, burbujas, decoloración
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Consideraciones en Encofrados ¿Que función cumplen los desmoldantes?
¾
¾
¾
Evitar que el concreto se adhiera.
Permitir la eliminación de burbujas en la superficie de contacto.
Ayudar a obtener una superficie lisa sin defectos. 27
Consideraciones en Encofrados ¿Que parámetros físicos intervienen en la interfase concreto fresco - encofrado?
¾
¾
Tensión atracción.
superficial
Æ
Fuerza
de
Viscosidad Æ Esfuerzos de corte.
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Consideraciones en Encofrados Coeficiente de tensión superficial de varios líquidos (x10-3 N/m.)
¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾
Agua Glicerina Aceite Benceno Petróleo Alcohol
---------------------------
72.8 59.4 33.1 29.0 26.0 22.8 29
Desmoldante surfactante ani贸nico
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Desmoldante surfactante ani贸nico
31
Desmoldante surfactante ani贸nico
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Desmoldante surfactante ani贸nico
33
Desmoldante surfactante ani贸nico
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Desmoldante surfactante ani贸nico
35
Desmoldante surfactante ani贸nico
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Consideraciones en Encofrados • Fugas por las uniones, agujeros de tirantes sobredimensionados y sin sellar ¾
Marcas y huecos irregulares y antiestéticos
• Material y acabado superficial inadecuado ¾
Burbujas Superficiales, asperezas, cangrejeras
• Anclaje inadecuado, arriostre pobre y excesiva flexibilidad ¾
Variaciones en la sección, fugas.
• Uso inapropiado de desmoldantes ¾
Cangrejeras, burbujas, decoloración
• Mantenimiento Inadecuado del encofrado ¾ ¾
Almacenaje, limpieza, rehabilitación y reparación, sobreuso Cambios de textura y coloración, encofrado adherido. 37
Propiedades del Concreto Fresco 38
Consideraciones en el Concreto Fresco • Facilidad de Colocación y Compactación ¾
Composición, Consistencia, Trabajabilidad & Efectos Térmicos Æ Textura, cangrejeras, burbujas, cambio de color.
“Se deben efectuar ajustes en las proporciones de la mezcla conservando la trabajabilidad cuando cambian los materiales y las condiciones de obra, previniendo que las propiedades críticas tales como durabilidad y resistencia se mantienen.”
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Colocaci贸n
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Consideraciones en la Colocación • Velocidad de Colocación irregular ¾
Consistencia o trabajabilidad de la mezcla variableÆLineas entre capas & Juntas Frías
• Segregación ¾
Separación de gruesos y finos, acumulación de piedra Æ Cangrejeras, burbujas, asperezas.
• Salpicaduras en encofrados ¾
Variaciones en color y Textura Superficial Æ Apariencia antiestética
• Espesor de capas inadecuado ¾
Aire Atrapado Æ Burbujas superficiales
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Compactaci贸n
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El Propósito de la Consolidación
“Remover la mayor cantidad de aire atrapado de la manera más práctica y efectiva para lograr la máxima densidad” 43
Aire Atrapado en el Concreto
El volumen puede variar de 5% a 20% dependiendo de: z
Trabajabilidad
z
Tamaño & Forma del Encofrado
z
Cantidad de Refuerzo
z
Método de Colocación del Concreto 44
Métodos de Compactación
El método de compactación mas común es el vibrado mecánico.
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Compactación por Vibrado
Interna Externa
z z z
Produce licuefacción de la fracción de mortero del concreto Reduce la fricción interna entre las partículas de agregado El Vibrado es un proceso de dos etapas ¾ Asentamiento
del concreto por efecto de la
gravedad ¾ Pérdida de aire del mortero z
Cuando el vibrado se detiene la fricción retorna
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Vibradores Internos • Motor • • • •
Eléctrico Hidraúlico Aire Gas
Manguera Cabeza
• Manguera • Flexible • Rígida • Varias longitudes
Motor
• Cabeza • Contiene un peso excéntrico que al rotar causa vibración • Varios Tamaños 47
Rango de Características, Desempeño y Aplicaciones de Vibradores Internos
GRUPO
DIÁMETRO DE CABEZA
FRECUENCIA ( Hertz)
RADIO DE ACCION ( Cm)
VELOCIDAD DE COLOCACIÓN ( M3/hora)
(Pulgadas)
1
¾” a 1 ½”
9,000 a 15,000
7.5 a 15
1 a 5
2
1 ¼” a 2 ½”
8,500 a 12,500
12.5 a 25.0
3 a 10
3
2” a 3 ½”
8,000 a 12,000
17.5 a 35.0
6 a 20
4
3” a 6”
7,000 a 10,500
30.0 a 50.0
15 a 40
5
5” a 7”
5,500 a 8,500
40.0 a 60.0
25 a 50
APLICACION
Concreto Plástico y Fluído Elementos muy delgados Areas Congestionadas Testigos de Laboratorio Concreto Plástico en placas delgadas, vigas, columnas, pilotes prefabricados, losas delgadas y a lo largo de las juntas de construcción Concreto Plástico seco (menos de 3” de slump) en la construcción general tal como placas, columnas, vigas, pilotes prefabricados y losas pesadas. Concreto masivo estructural (slump de 0 a 2”) vaciado en volúmenes hasta de 3 m3 en encofrados relativamente abiertos en construcción pesada Concreto masivo en presas de gravedad, grandes muelles, 48 muros de gran tamaño, etc.
Rango de CaracterĂsticas, DesempeĂąo y Aplicaciones de Vibradores Internos
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Recomendaciones prácticas al usar vibradores internos z
z
z
Colocar y compactar el concreto en capas del orden de 0.50 m. de espesor como máximo Si al retirar el vibrador deja hueco, estando aún fresco el concreto, cambiar de vibrador o corregir la mezcla No usar el vibrador para mover el concreto pues produce segregación
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Recomendaciones prácticas al usar vibradores internos Espaciamiento e inclinación 1½ veces el Radio de Influencia Máximo* Correcto
Incorrecto
51 * Reducirlo para concreto seco
Recomendaciones prácticas al usar vibradores internos
¾Insertar el Vibrador Verticalmente ¾Penetrar la primera capa hasta aproximadamente 2” (50 mm) del fondo. ¾Penetrar las siguientes capas traslapando alrededor de 6”(150 mm)
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Recomendaciones prácticas al usar vibradores internos ¾Dejar el Vibrador en el sitio de inserción por un tiempo predeterminado ( 5 a 10 seg) ¾Retirarlo lentamente hasta la superficie dejando la cabeza parcialmente inmersa en el concreto ¾Retirarlo finalmente de manera rápida
53
Recomendaciones pr谩cticas al usar vibradores internos
:I nt roducci 贸n
: 54
Recomendaciones prรกcticas al usar vibradores internos Vibrar muy cuidadosamente las รกreas congestionadas o con elementos embutidos
55
Recomendaciones prĂĄcticas al usar vibradores internos Establecer un procedimiento, entrenar al operador del vibrador y monitorear su desempeĂąo
56
Vibradores externos
57
Causas de Vibrado Deficiente z
z
Uso de vibrador subdimensionado para la aplicación, con poca potencia o sin mantenimiento Espaciamiento excesivo y/o desordenado de los puntos de inserción
z
Vibrado inadecuado durante cada inserción
z
Falta de penetración de la capa precedente
z
Posición errada del vibrador en relación con el encofrado 58
Imperfecciones usuales debido al vibrado deficiente z
Cangrejeras
z
Burbujas excesivas por aire atrapado
z
Lineas entre capas
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Causas del vibrado excesivo z
Uso de vibradores sobredimensionados para la aplicaci贸n
z
Procedimientos inadecuados
z
Mezcla de concreto mal proporcionada
z
Slump excesivo sin control de la reolog铆a
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Imperfecciones usuales debido al vibrado excesivo z
Segregaci贸n
z
Lineas de acumulaci贸n de finos
z
z
Deflexiones y deformaciones excesivas en los encofrados Da帽os en la superficie de los encofrados
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Condiciones Constructivas Especiales 62
Recomendaciones prácticas para condiciones constructivas especiales z
Personal capacitado y especialmente entrenado
z
Supervisión competente y monitoreo constante
z
z
z
Planificación, ubicación y correcta ejecución de juntas de construcción horizontales Cuidado especial de las superficies alrededor de elementos embutidos Planificación y ejecución meticulosa de vaciados de estructuras de alturas y/o formas irregulares, gran congestión de refuerzo, y encofrados de dificil acceso 63
Comité ACI 309.2R : Identificación y Control de Efectos Visibles por Consolidación en Superficies de Concreto Encofradas
“No importa cuan cuidadosamente se especifique un acabado de concreto, la calidad final depende de cuan cuidadosamente se planifique y organice el trabajo en obra y se emplee al personal.”
64
FIN
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