Llamamos encofrado a la resolución de una estructura auxiliar donde se vierte la masa plástica de hormigón fresco hasta obtener su endurecimiento. Es importante que dicha construcción respete una forma, dimensiones y texturas prefijadas.
El molde estará sometido a esfuerzos muy diferentes, desde el peso propio del hormigón, la forma de vertido del mismo, su compactación, pero también sobrecargas fijas y móviles.
CONDICIONANTES FORMALES
La forma del enconfrado debe ser fiel al proyecto arquitectónico en sus dimensiones, mucho más si se tratase de hormigón visto. Antes de encofrar es recomendable prever si esa pieza será de hormigón visto, revocada o revestida. En el caso de ser revocada hay que prever una azotada de arena y portland para asegurar la adherencia. Es recomendable que la superficie no quede demasiado lisa.
Los encofrados deben se estancos para evitar pérdidas y lavado del material, sobretodo del portland que es lo primero que arrastra el agua, disminuyéndose no sólo la calidad del hormigón por perder resistencias sino también por presentar coqueras o rebarbas y demás defectos superficiales.
La terminación del hormigón va a depender del molde, por ello se pueden usar diversos tipos de materiales (metal, fibra de vidrio, etc) o mejorar las condiciones de la madera cambiando de especie y calidad o bien su tratamiento (cepillado, escuadrado, canteado, machihembrada, etc.)
En el caso del hormigón visto se debe de ser mucho más cuidadoso ya que amerita un diseño complementario . Se debe prever el sistema de compactado para lograr la consistencia apropiada, el tamaño y forma del árido para lograr el recubrimiento de las armaduras, obtener un color constante durante toda la obra. Para ello se debe de utilizar siempre el mismo portland, siempre los mismos áridos (dimensión y color) y la dosificación debe de ser muy precisa.
El recubrimiento es otro aspecto a prestar atención ya que será la única protección que tendrán las armaduras. Se suelen utilizar piezas de plástico que se atan a los hierros perimetrales.
El diseño de la textura del hormigón visto, que resulta de la lectura del encofrado usado, obliga a un posicionamiento o corte especial de las tablas. El desencofrado ha de ser sumamente cuidadoso para no afectar el acabado. Hay que tener cuidado con el uso de desencofrantes para que no manchen las superficies.
CONDICIONANTES CONSTRUCTIVAS
El molde debe de poseer:
1- Exactitud dimensional y acabado acorde a lo proyectado.
2- Rigidez y estabilidad, para que no sufra deformaciones durante el proceso de ejecución, llenado y desencofrado. Estabilidad que asegure que no va a sufrir ningún movimiento y mucho menos colapsar. Para ello se deben de prever las cargas y sobrecargas.
Dentro de las cargas están el peso propio, peso del hormigón, peso de las armaduras, peso de instalaciones incluidas y peso de los encofrados y losas a llenar en las siguientes etapas.
Las sobrecargas pueden ser fijas (tanques de agua, tablones para pasaje, etc) o móviles (personas, carretillas). También hay que considerar los impactos de descarga, los golpes y vibraciones, esfuerzos por condiciones climáticas (vientos, lluvia (hinchado), sol (contracción)).
3- Desencofrabilidad para que nos permita el desarmado y retiro secuencial, acorde a cada pieza, de la manera más facil y con el menor deterioro posible.
4- Seguridad en la ejecución, utilización y desmontado.
CONDICIONES TECNOLÓGICAS
1- Propiedades del hormigón
El hormigón, cuando se amasa, tiene las propiedades de un material plástico. A medida que pasa el tiempo va ganando solidez. Esta transformación de plástico a sólido se da a través de dos procesos diferentes que se desarrollan en la masa del hormigón:
- El fraguado empieza a unos treinta minutos del momento de amasado, aunque este tiempo varía con el tiempo. Si hace calor disminuye y si hace frio aumenta el tiempo.
- Fricciones internas entre las partículas del hormigón impidiéndoles moverse libremente. La magnitud con que se desarrollen estan fricciones internas depende de la cantidad de agua contenida en la masa del hormigón, siendo mayor en los hormigones secos que en los húmedos.
La rapidez con que el hormigón pasa del estado plástico al sólido tiene un efecto considerable sobre la presión lateral que actúa en los encofrados. La presión sobre los encofrados varía según diversos factores:
- La velocidad de llenado es el factor más importante.
- La temperatura del ambiente puede adelantar o retrasar el fraguado. Cuando hace calor el fraguado se adelanta y la presión de la masa de hormigón sobre el encofrado disminuye. Pasa lo contrario en períodos fríos. Va a haber presión sobre los encofrados durante más tiempo.
- La dosificación también interviene, en el sentido de que cuánto mayor sea la cantidad de cemento en relación al volumen de áridos el hormigón demorará más en solidificar y por tanto producirá mayores presiones sobre los encofrados.
- A mayor grado de asentamiento mayor presión ejerce al encofrado. Por tanto, cuanto mayor sea la consistencia (agua) más comprometidos estarán los encofrados.
- El fraguado empieza a unos treinta minutos del momento de amasado, aunque este tiempo varía con el tiempo. Si hace calor disminuye y si hace frio aumenta el tiempo.
- Fricciones internas entre las partículas del hormigón impidiéndoles moverse libremente. La magnitud con que se desarrollen estan fricciones internas depende de la cantidad de agua contenida en la masa del hormigón, siendo mayor en los hormigones secos que en los húmedos.
La rapidez con que el hormigón pasa del estado plástico al sólido tiene un efecto considerable sobre la presión lateral que actúa en los encofrados. La presión sobre los encofrados varía según diversos factores:
- La velocidad de llenado es el factor más importante.
- La temperatura del ambiente puede adelantar o retrasar el fraguado. Cuando hace calor el fraguado se adelanta y la presión de la masa de hormigón sobre el encofrado disminuye. Pasa lo contrario en períodos fríos. Va a haber presión sobre los encofrados durante más tiempo.
- La dosificación también interviene, en el sentido de que cuánto mayor sea la cantidad de cemento en relación al volumen de áridos el hormigón demorará más en solidificar y por tanto producirá mayores presiones sobre los encofrados.
- A mayor grado de asentamiento mayor presión ejerce al encofrado. Por tanto, cuanto mayor sea la consistencia (agua) más comprometidos estarán los encofrados.
- El vibrado que se efectúa al hormigón para su compactación ejerce una presión considerable en los encofrados (se estima una presion apróx. de 1465kg/m2).
- Cuando se vierte libremente el hormigón desde gran altura ha de considerarse el efecto del impacto que deben de resistir los encofrados. Si se aumenta la velocidad de llenado, la presión debida al impacto aumentará aún más.
- La forma y dimensiones de los encofrados también tienen cierta incidencia. La presión sobre los mismos serpa menor en elementos delgados que gruesos por haber mayor rozamiento interno. La rugosidad incide de la misma manera. Sin embargo, la compactación mediante vibradores tiende a eliminar el efecto del rozamiento.
- Las armaduras aumentan el rozamiento en el interior de la masa de hormigón y por tanto reducen la presión sobre los encofrados.
- Influencia del peso y la altura del hormigón.
MATERIALES PARA ENCOFRAR
Si bien es posible encontrar diversos materiales a utilizar en la ejecución de encofrados, el material por excelencia es la madera.
- Pino Nacional de calidad, es decir, sana, sin grietas, sin nudos y pasantes, espesor uniforme, regularidad dimensional. Se comercializa en tablas de 2,5x10-15x330cm, tirantes de 3"-5"x11" y tablones de 5x12x330cm.
- Eucaliptus de calidad, lo más recto posible, con medidas regulares, verdes sin trabajan a flexión.
Se comercializa por metro lineal.
- Los contrachapados son tableros formados por varias capas finas de madera encoladas de modo de que sus fibras queden entrecruzadas. Tienen como terminación un film fenólico de protección para prolongar su vida útil y disminuir la adherencia. Los chapones poseen un ancho (1.1 a 1.22m), un largo (2.15-2.20m) y un espesor (12 a 18mm). Se comercializa por m2.
-Pino Brasil. Se presenta en tablas, tablones y tirantes. Su ancho puede ir hasta 30cm, largos hasta 5.5m y espesores a partir de 1/2".
CAPACITACIÓN DE LA MANO DE OBRA
CONDICIONES ECOCÓMICAS
El costo de los encofrados es un costo a tener en cuenta en la obra. Sus costos son comparables con los de hormigón o acero. Invertir en encofrados es la manera reducir costos por menor desperdicio de hormigón y acero, por facilidad operativa, duración, reusos en la construcción misma o incluso la posibilidad y viabilidad de utilización posterior.
Es importante que a la hora de proyectar se tenga en cuenta que los materiales utilizados en general tienen dimensiones estándares y su uso dentro de esas dimensiones es lo menos costoso.
La mano de obra también es fundamental, es trascendente contar con mano de obra calificada acorde al sistema.
El estudio económico debe de comenzar con el proyecto en el diseño de la estructura considerando la adecuada elección de los materiales de encofrar, su cálculo y colocación en obra, la planificación del encofrado y sus reusos (si fuesen posibles).
Puntos más importantes a tener en cuenta en el proyecto para reducir costos en el encofrado.
1- Estudiar simultáneamente los proyectos de arquitectura y estructura.
2- Considerar, dentro del proyecto de estructura, los materiales y métodos necesarios para su construcción, colocación y desencofrado.
3- Utilizar la misma sección de pilares en toda la altura del edificio o en la mayor cantidad de plantas posibles.
4- Separación entre pilares uniformes en todo el edificio y en lo posible que sea múltiplo de los tamaños comerciales de tablas necesarias para el encofrado o bien de las dimensiones de los paneles de contrachapado.
5- Dar a las vigas un fondo acorde a los anchos normales de las tablas.
6- Dar el mismo ancho a las vigas y pilares con la idea de reducir o eliminar los cortes y ajustes en los encuentros de encofrados.
7- Proyectar las vigas de cada planta con el mismo canto, eligiéndolo de forma de usar tablas sin necesidad de aserrado.
Es conveniente:
- retirar el encofrado lo antes posible para conseguir el mayor número de usos.
- Programar el ensamblado de las distintas partes que lo conforman.
- Preparar las superficies del encofrado para facilitar el retiro y generar el menor daño posible del material y de la conformación.
Plazo de desencofrado para el hormigón común
Partiendo de la base de que no se utilizan aditivos, la temperatura del ambiente anda en el entorno de los 19-20°C y no se consideran heladas ni sobrecargas es posible señalar:
Pilares y costados de viga - 3 a 4 días.
Losas de luces menores a 3 metros - 8 días + 14 días con puntales de seguridad
Fondos de vigas y otras losas - 21 días + 7 días de puntales
Garganta de viga pretil - al día siguiente
Pilar mayor a 4 metros - 7 días con estructura complementaria (apuntalamiento).
Puesta en obra
Encofrado de pilares
Es fundamental la coordinación entre las distintas etapas del proyecto, cada parte se debe de hacer pensando ya en la siguiente. Por ejemplo al llenar las losas, se deben de dejar previstas las zapatillas, trozos de tablas con clavos a través de los cuales se fijan al hormigón fresco y sirven para fijar los marcos de base y también los vientos. Los marcos de base va a permitir el correcto posicionamiento del pilar. Está formado por cuatro tablas clavadas ortogonalmente entre si y al piso. Cumplen el doble prpósito de fijar la posición del pilar en el arranque y rigidizar el molde en ese punto para contrarrestar el empuje del homrigón.
Hay marcos más resitentes conformado por seis, y hasta 8 tablas. El marco base se posiciona haciendo coincidir el centro de sus lados con los ejes de replanteo del pilar permitiendo encajar dentro de él los tableros de encofrado del pilar, cada uno de los cuales tiene 2,5cm de espesor. Se colocará inicialmente tres lados del encofrado para poder operar con la armadura. Una vez preparada esta se cerrara el cuarto lado, rigidizando todo mediante el clavado de los marcos prensa.
El encofrado, de pilares rectangulares, está conformado por cuatro tableros dos de ellos de dimensiones coincidentes al lado más largo y los otros dos al lado más corto más 5cm (anchos de las tablas). Sobre los primeros, que se denominan exteriores harán tope los interiores. Como los tableros no conforman un conjunto resistente requieren de elementos que lo rigidicen. Para ello están las prensas, pequeñas tablas que se clavan entre sí rodeando la sección del pilar, impidiendo que los tableros cedan ante el empuje del hormigón. Las prensas se distribuyen a lo largo de toda la altura del pilar, siendo su separación variable según la resistencia y diseño del marco. Se evaluará para cada caso en particular.
El posicionado del pilar desde el punto de vista planimétrica está resuleto por la fijación del marco base. Ahora se debe de atender la verticalidad verificada mediante la plomada. Una vez hecho todo esto hay que estabilizarlo lo suficiente como para resistir el llenado y posterior endurecimiento del hormigón. Para ello se utilizan riostras o vientos que son tablas que se clavan en forma inclinada entre el encofrado y las zapatillas colocadas en la losa o algún otro elemento sustentante. En caso de pilares aislados se colocarán vientos en por lo menos dos lados perpendiculares del molde.
Se debe de marcar siempre el metro sobre nivel de piso terminado para saber hasta donde debe de ser llenado el pilar.
Una vez pronto el encofrado se debe de verificar que esté limpio, sin viruta, herramientas o demás elementos extraños (para ello se prevé una ventana en su parte inferior). Luego se debe mojar abundantemente los tableros por dos cuestiones, la primera para que se produzca el hinchado de la madera y aumente la hermeticidad, la segunda para que no absorba el agua al hormigón y produzca el desecado de la masa periférica.
Encofrado de vigas
El encofrado de una viga constará de las siguientes piezas:
- 2 Tableros laterales, rigidizados por costillas que se asociarán a los vientos diagonales.
- Fondo, más ancho que la viga, se compone de un tablero unido y rigidizado a listones de aguate (uno a cada lado) mediante gateles.
- Los listones de aguante impedirán el desarmado del sector inferior.
- Los vientos unidos a las costillas y al fondo triangulan el molde evitando su deformación.
- Se triangula el encabezado del puntal para rigidizar la estructura en su conjunto.
_ Se colocan vientos en ambos sentidos (del piso al fondo) para estabilizar todo el conjunto.
_ Puntales para viga: Están compuestos por el cabezal conformado por dos tablas, que se unen al puntal por la oreja (pequeña tabla) y se rigidiza mediante vientos que unen el puntal al cabezal formando un triángulo de cada lado. El puntal va apoyado en el piso por una tabla sobre la cual se utilizan cuñas para el posicionado correcto del puntal.
Los puntales no pueden tener un diámetro inferior a 70mm y en caso de empalmes, los mismos deberán estar en el tercio inferior o superior y el largo deberá superar los 30cm.
Los tableros laterales estarán siempre libres respecto al fondo pues serán los primeros en retirarse.
En la mayoría de los casos la viga va acompañada de la losa y el llenado, obviamente, se da simultáneamente. En encogrado de la viga será exactamente igual al explicado anteriormente, excepto que el tablero lateral que da hacia la losa no tendrá costillas sino gateles. Sobre dichos gateles se clavará el listón de apoyo para las costillas del encofrado de la losa. Perpendicular a 2 listones aparece las costillas del encofrado de la losa. Por debajo de estas aparecen los costillones sustentados por puntales desde el piso. Las costillas y costillones se atan por medio de alambres.
Sobre las costillas iran las tablas del fondo de la losa. Es muy importante que estas se coloquen una vez que se halla verificado la nivelación del palno que definen las costillas mediante el cruce de dos hilos diagonales.
- Cuando se vierte libremente el hormigón desde gran altura ha de considerarse el efecto del impacto que deben de resistir los encofrados. Si se aumenta la velocidad de llenado, la presión debida al impacto aumentará aún más.
- La forma y dimensiones de los encofrados también tienen cierta incidencia. La presión sobre los mismos serpa menor en elementos delgados que gruesos por haber mayor rozamiento interno. La rugosidad incide de la misma manera. Sin embargo, la compactación mediante vibradores tiende a eliminar el efecto del rozamiento.
- Las armaduras aumentan el rozamiento en el interior de la masa de hormigón y por tanto reducen la presión sobre los encofrados.
- Influencia del peso y la altura del hormigón.
MATERIALES PARA ENCOFRAR
Si bien es posible encontrar diversos materiales a utilizar en la ejecución de encofrados, el material por excelencia es la madera.
- Pino Nacional de calidad, es decir, sana, sin grietas, sin nudos y pasantes, espesor uniforme, regularidad dimensional. Se comercializa en tablas de 2,5x10-15x330cm, tirantes de 3"-5"x11" y tablones de 5x12x330cm.
- Eucaliptus de calidad, lo más recto posible, con medidas regulares, verdes sin trabajan a flexión.
Se comercializa por metro lineal.
- Los contrachapados son tableros formados por varias capas finas de madera encoladas de modo de que sus fibras queden entrecruzadas. Tienen como terminación un film fenólico de protección para prolongar su vida útil y disminuir la adherencia. Los chapones poseen un ancho (1.1 a 1.22m), un largo (2.15-2.20m) y un espesor (12 a 18mm). Se comercializa por m2.
-Pino Brasil. Se presenta en tablas, tablones y tirantes. Su ancho puede ir hasta 30cm, largos hasta 5.5m y espesores a partir de 1/2".
CAPACITACIÓN DE LA MANO DE OBRA
CONDICIONES ECOCÓMICAS
El costo de los encofrados es un costo a tener en cuenta en la obra. Sus costos son comparables con los de hormigón o acero. Invertir en encofrados es la manera reducir costos por menor desperdicio de hormigón y acero, por facilidad operativa, duración, reusos en la construcción misma o incluso la posibilidad y viabilidad de utilización posterior.
Es importante que a la hora de proyectar se tenga en cuenta que los materiales utilizados en general tienen dimensiones estándares y su uso dentro de esas dimensiones es lo menos costoso.
La mano de obra también es fundamental, es trascendente contar con mano de obra calificada acorde al sistema.
El estudio económico debe de comenzar con el proyecto en el diseño de la estructura considerando la adecuada elección de los materiales de encofrar, su cálculo y colocación en obra, la planificación del encofrado y sus reusos (si fuesen posibles).
Puntos más importantes a tener en cuenta en el proyecto para reducir costos en el encofrado.
1- Estudiar simultáneamente los proyectos de arquitectura y estructura.
2- Considerar, dentro del proyecto de estructura, los materiales y métodos necesarios para su construcción, colocación y desencofrado.
3- Utilizar la misma sección de pilares en toda la altura del edificio o en la mayor cantidad de plantas posibles.
4- Separación entre pilares uniformes en todo el edificio y en lo posible que sea múltiplo de los tamaños comerciales de tablas necesarias para el encofrado o bien de las dimensiones de los paneles de contrachapado.
5- Dar a las vigas un fondo acorde a los anchos normales de las tablas.
6- Dar el mismo ancho a las vigas y pilares con la idea de reducir o eliminar los cortes y ajustes en los encuentros de encofrados.
7- Proyectar las vigas de cada planta con el mismo canto, eligiéndolo de forma de usar tablas sin necesidad de aserrado.
Es conveniente:
- retirar el encofrado lo antes posible para conseguir el mayor número de usos.
- Programar el ensamblado de las distintas partes que lo conforman.
- Preparar las superficies del encofrado para facilitar el retiro y generar el menor daño posible del material y de la conformación.
Plazo de desencofrado para el hormigón común
Partiendo de la base de que no se utilizan aditivos, la temperatura del ambiente anda en el entorno de los 19-20°C y no se consideran heladas ni sobrecargas es posible señalar:
Pilares y costados de viga - 3 a 4 días.
Losas de luces menores a 3 metros - 8 días + 14 días con puntales de seguridad
Fondos de vigas y otras losas - 21 días + 7 días de puntales
Garganta de viga pretil - al día siguiente
Pilar mayor a 4 metros - 7 días con estructura complementaria (apuntalamiento).
Puesta en obra
Encofrado de pilares
Es fundamental la coordinación entre las distintas etapas del proyecto, cada parte se debe de hacer pensando ya en la siguiente. Por ejemplo al llenar las losas, se deben de dejar previstas las zapatillas, trozos de tablas con clavos a través de los cuales se fijan al hormigón fresco y sirven para fijar los marcos de base y también los vientos. Los marcos de base va a permitir el correcto posicionamiento del pilar. Está formado por cuatro tablas clavadas ortogonalmente entre si y al piso. Cumplen el doble prpósito de fijar la posición del pilar en el arranque y rigidizar el molde en ese punto para contrarrestar el empuje del homrigón.
Hay marcos más resitentes conformado por seis, y hasta 8 tablas. El marco base se posiciona haciendo coincidir el centro de sus lados con los ejes de replanteo del pilar permitiendo encajar dentro de él los tableros de encofrado del pilar, cada uno de los cuales tiene 2,5cm de espesor. Se colocará inicialmente tres lados del encofrado para poder operar con la armadura. Una vez preparada esta se cerrara el cuarto lado, rigidizando todo mediante el clavado de los marcos prensa.
El encofrado, de pilares rectangulares, está conformado por cuatro tableros dos de ellos de dimensiones coincidentes al lado más largo y los otros dos al lado más corto más 5cm (anchos de las tablas). Sobre los primeros, que se denominan exteriores harán tope los interiores. Como los tableros no conforman un conjunto resistente requieren de elementos que lo rigidicen. Para ello están las prensas, pequeñas tablas que se clavan entre sí rodeando la sección del pilar, impidiendo que los tableros cedan ante el empuje del hormigón. Las prensas se distribuyen a lo largo de toda la altura del pilar, siendo su separación variable según la resistencia y diseño del marco. Se evaluará para cada caso en particular.
El posicionado del pilar desde el punto de vista planimétrica está resuleto por la fijación del marco base. Ahora se debe de atender la verticalidad verificada mediante la plomada. Una vez hecho todo esto hay que estabilizarlo lo suficiente como para resistir el llenado y posterior endurecimiento del hormigón. Para ello se utilizan riostras o vientos que son tablas que se clavan en forma inclinada entre el encofrado y las zapatillas colocadas en la losa o algún otro elemento sustentante. En caso de pilares aislados se colocarán vientos en por lo menos dos lados perpendiculares del molde.
Se debe de marcar siempre el metro sobre nivel de piso terminado para saber hasta donde debe de ser llenado el pilar.
Una vez pronto el encofrado se debe de verificar que esté limpio, sin viruta, herramientas o demás elementos extraños (para ello se prevé una ventana en su parte inferior). Luego se debe mojar abundantemente los tableros por dos cuestiones, la primera para que se produzca el hinchado de la madera y aumente la hermeticidad, la segunda para que no absorba el agua al hormigón y produzca el desecado de la masa periférica.
Encofrado de vigas
El encofrado de una viga constará de las siguientes piezas:
- 2 Tableros laterales, rigidizados por costillas que se asociarán a los vientos diagonales.
- Fondo, más ancho que la viga, se compone de un tablero unido y rigidizado a listones de aguate (uno a cada lado) mediante gateles.
- Los listones de aguante impedirán el desarmado del sector inferior.
- Los vientos unidos a las costillas y al fondo triangulan el molde evitando su deformación.
- Se triangula el encabezado del puntal para rigidizar la estructura en su conjunto.
_ Se colocan vientos en ambos sentidos (del piso al fondo) para estabilizar todo el conjunto.
_ Puntales para viga: Están compuestos por el cabezal conformado por dos tablas, que se unen al puntal por la oreja (pequeña tabla) y se rigidiza mediante vientos que unen el puntal al cabezal formando un triángulo de cada lado. El puntal va apoyado en el piso por una tabla sobre la cual se utilizan cuñas para el posicionado correcto del puntal.
Los puntales no pueden tener un diámetro inferior a 70mm y en caso de empalmes, los mismos deberán estar en el tercio inferior o superior y el largo deberá superar los 30cm.
Los tableros laterales estarán siempre libres respecto al fondo pues serán los primeros en retirarse.
En la mayoría de los casos la viga va acompañada de la losa y el llenado, obviamente, se da simultáneamente. En encogrado de la viga será exactamente igual al explicado anteriormente, excepto que el tablero lateral que da hacia la losa no tendrá costillas sino gateles. Sobre dichos gateles se clavará el listón de apoyo para las costillas del encofrado de la losa. Perpendicular a 2 listones aparece las costillas del encofrado de la losa. Por debajo de estas aparecen los costillones sustentados por puntales desde el piso. Las costillas y costillones se atan por medio de alambres.
Sobre las costillas iran las tablas del fondo de la losa. Es muy importante que estas se coloquen una vez que se halla verificado la nivelación del palno que definen las costillas mediante el cruce de dos hilos diagonales.
