Cuando hablamos de la producción de hormigón debemos hablar de:
1- Proyecto de estructura
2- Proyecto productivo
3- Proyecto de uso y mantenimiento
4- Proyecto de demolición
1- Proyecto de estructura
Lo primero es realizar un estudio de cargas (dinámicas y estáticas) y un cálculo de la estabilidad (según norma UNIT 1050/2000) a partir del cual se sabrá qué tipo de hormigón se va a requerir. Según la resistencia característica que se pretenda. La misma mide la presión sobre unidad de área (cm2).
El hormigón, resultante de los cálculos, podrá ser de desempeño normal o bien especial como es el caso de los hormigones de alta resistencia, alto desempeño, auto-compactante, etc.
El proyecto estructural debe incluir el ciclo de vida de la estructura y sus materiales, incluyendo su demolición.
Es importante añadir, en esta etapa, el concepto de sustentabilidad a partir de determinado tipo de cálculos que incorporan el consumo energético, de materiales, etc.
Se deberá de tener en cuenta las capacitación de la mano de obra. Por ejemplo, en el caso de una autoconstrucción el calculista puede mayorar las cargas para aumentar la condición de seguridad.
2- Proyecto productivo
Una vez terminada la fase de estudio se debe de elaborar el hormigón que cumpla con los parámetros utilizados por el proyectista, base de todos los cálculos. Esto incluye:
- La resistencia característica, las dimensiones, tipo y separaciones de las armaduras, los recubrimientos, durabilidad, etc.
- Se sigue con la dosificación. Para la misma existen diversos métodos, el más desarrollado es el del Instituto americano de Concreto. La dosificación incluye el agua de amasado y curado, procedencia, granulometría y tamaño máximo de los áridos, aditivos, etc.
- Cálculo del volumen absoluto.
- Consistencia. La misma es la relación entre el agua y el cemento, interviene en la trabajabilidad, compactación, pero el exceso de agua puede generar la segregación de los áridos. En el caso de los hormigones de desempeño especial se habla de relación agua aglomerante, ya que no sólo se incluye cemento sino otros componentes como pueden ser cáscara de arroz, polvo de ladrillo, etc.
- Definir las posibles condiciones de control en obra. Esto será definido según las características de la empresa, el nivel de capacitación de la mano de obra, la infraestructura en obra, maquinaria, etc.
- Definir el procedimiento de elaboración del hormigón. El mismo podrá elaborarse en obra o bien ser premezclado. Se definirá también los métodos de compactación para lograr la masa más homogénea posible, los ensayos exigidos y en qué cantidad, la utilización de aditivos, etc.
- Tiempo y tipo de curado. El mismo es más importante que la dosificación, incide claramente en la resistencia.
Antes del llenado es fundamental controlar y asegurarse de que se cuente con todo lo necesario. El llenado es un proceso irreversible y será muy dificil reparar errores, sobretodo si se trata te hormigón visto.
--Prestar atención si se cuenta en obra con todos los insumos necesarios:
- materiales
- equipos (amasado, transporte, compactación, curado, ensayos)
- personal de la obra pero también coordinar con los subcontratos. Por ejemplo, si la eléctrica está subcontratada habrá que coordinar para que estén presentes por si suceden roturas en la instalación (corrugados por ej.) que deban ser reparados.
- control de las instalaciones operativas, esto es, energía eléctrica, abastecimiento de agua, etc.
--Control
- el encofrado lleva varios días, se le debe de hacer un seguimiento constante. Igualmente es importante asegurarse de que todo esté correcto, el apuntalamiento no debe presentar empalmes, debe de haber una cantidad adecuada de puntales, no olvidarse de los marcos para pases de instalaciones sanitarias por ejemplo. La humedad debe de ser controlada para que el enconfrado no absorba cantidades de agua muy grandes que perjudiquen el proceso de fraguado del hormigón. Es importante también la limpieza del encofrado. Se deben de retirar los suplementos utilizados, las hojas que pueden haber caído durante los días de armado.
- armaduras. Controlar la posición, los diámetros, dobleces, ataduras, limpieza.
- instalaciones incluidas dentro del hormigón.
- equipos de seguridad según se requieran, barandas, redes de protección, equipos.
Las losas sin vigas requieren de mayor altura y un post-tensado mediante lingas de aceros que aprietan la losa. Se requiere un cuidado adicional para que todo esté de la manera que se necesita.
En determinadas ocasiones el colado del hormigón se complica por la presencia de instalaciones y se requiere de hormigones especiales.
1 - HORMIGONES ELABORADOS EN OBRA - DESEMPEÑO NORMAL
La elaboración en obra implica organizar el espacio de modo tal de poder almacenar áridos, hierro, aditivos, cemento (bolsas, silos), etc.
1a- Fabricados en una planta ubicada en obra
- Equipo de amasado: tipo de hormigonera que se dispone, su tamaño, eje, procedimiento de carga, tiempos de amasado, etc.
- Sistema de transporte tanto en vertical como en horizontal, controlar la segregación durante el transporte, el impacto sobre los encofrados, armaduras e instalaciones.
- Procedimiento de vertido. Control del tiempo entre la elaboración y el vertido, siempre en capas de 20cm de espesor, no arrojar el hormigón a pala, controlar las armaduras, evitar (en pilares) desatar estribos, llenar las vigas desde los extremos hacia el centro.
- Procedimiento de compactación. Elección del procedimiento adecuado a su consistencia, lograr la eliminación total de los huecos, utilización del picado con barra, apisonado y vibrado.
- Procedimiento de curado. Elección del procedimiento y tiempo de curado.
1b- Fabricación artesanal - tradicional.
2. HORMIGONES DE DESEMPEÑO NORMAL. Premezclado de fabricación industrial.
En este tipo de hormigones se da una mayor incidencia de la tecnología, con una infraestructura específica y especializada. El almacenamiento de los áridos es controlado, es decir, se clasifica según granulometría y de acuerdo al origen, se asegura su limpieza. El cemento se almacena en silos y su temperatura es controlada.
- La dosificación es mucho más precisa en cuanto a cantidad de cada uno de los materiales (son pesados) y se calcula la cantidad de agua incorporada en los áridos y la relación agua cemento es mucho más ciudadosa. La granulometría está limitada por la dimensión de la tubería de bombeo, se utilizan aditivos que facilitan dicho proceso, se incorporan fibras, etc.
- El transporte se da mediante camiones, por lo cual deberá estar previsto el ingreso y acceso de los mismos a la obra.
- La puesta en obra se da mediante bombeo, por lo cual la consistencia será fluida y la vibración se realizará por medio de reglas.
CURADO
El curado tiene una influencia decisiva en la resistencia mecánica y durabilidad del hormigón. Se pueden dar tres situaciones:
- La pérdida de agua por evaporación genera capilares que dan como resultado un hormigón esponja de menor resistencia.
- Dicho hormigón esponja posee también el gran inconveniente de que los conductos que quedan en la masa favorecen el ingreso de agentes agresivos (carbonatación, corrsosión de armaduras) que inciden en la durabilidad.
- Por otro lado, el exceso de agua arrastra el cemento.
Lo más aconsejable es incorporar agua e impedir su evaporación mediante un riego continuo, luego de que la superficie adqueira resistencia adecuada cubrir la superficie con elementos vegetales, resinas, arena, politileno para retener el agua en la masa del hormigón.
El tiempo mínimo de curado es de 7 días. Esto surge del proceso de investigación, pero depende de diversas condiciones como son el clima, en verano se debe de tener más precaución (por ejemplo hacer el llenado bien temprano).
La relación agua cemento y el tiempo de curado tienen una clara influencia sobre la resistencia del hormigón.
ENSAYOS
Es importante recurrir a los ensayos para asegurarnos de que estemos ante el hormigón que se pretendió crear.
Los ensayos se pueden clasificar de acuerdo a:
- Su forma de trabajo. Dentro de estos están los destructivos y los no destructivos. Los primeros determinan la resistencia mediante la rotura de probetas y los segundos determinan la calidad del hormigón sin rotura.
- Su finalidad. Aparecen los ensayos previos en el laboratorio para determinar la dosificación sugerida con los materiales y la tecnología disponible; y los ensayos característicos, realizados a pie de obra, previo al hormigonado, para verificar lo exigido en el proyecto. También están los ensayos de control a través de los cuales se verifica que se mantiene la resistencia característica exigida durante la obra. Hay otros ensayos de verificación que consisten en intervenir sobre la estructura para verificar la resistencia en condiciones de servicio. Por último, los ensayos de información estiman la resistencia del hormigón de una parte determinada de la obra a una cierta edad.
- De los materiales. Consiste en ensayos previos, estudios sobre las características del agua, los áridos, aditivos, etc.
Lo más importante es la procedencia, los mismos no deben generar una reacción de microfisuración llamada reacción alcali-agregado. Muchas veces se utilizan los áridos del lugar, es importante hacer un ensayo para ver si es reactivo, si reacciona con el alcalis del cemento. También se podría hacer un ensayo de la resistencia mecánica de los áridos.
ENSAYO DE HORMIGÓN FRESCO - CONO DE ABRAMS
Este ensayo que estudia la consistencia si bien es muy fácil de hacer es imprescindible. Mide la relación agua / aglomerante que incide fuertemente en la resistencia y durabilidad. Se obtiene un dato relevante con procedimientos muy simples.
El ensayo ha de realizarse protegido del sol, viento y lluvia y el tiempo de realización no debe de exceder los quince minutos.
Se utiliza un molde troncocónico cuya base inferior mide 20cm y su base superior la mitad. La altura del mismo es de unos 30cm.
Se coloca el molde sobre una estructura plana, rígida y que no absorba agua. Se llena el molde en tres capas iguales, compactando cada una con una varilla de 16mm de diámetro y 60cm de longitud mediante 25 golpes repartidos uniformemente. Se retira el exceso de hormigón con una regla metálica y se levanta el molde en dirección vertical. Se deben de hacer por lo menos tres ensayos.
Por último se mide el asentamiento:
0-2cm consistencia seca
3-5cm consistencia plástica
6-9cm consistencia blanda
10-15cm consistencia fluida
>15cm no se utilizan.
ENSAYO DE HORMIGÓN ENDURECIDO - COMPRESIÓN DE PROBETAS CILINDRICAS
NORMA UNIT NM69 - Extracción de testigos
NORMA UNIT NM77 - Preparación de testigos y probetas
NORMA UNIT NM101- Compresión y rotura
El ensayo de resistencia tiene como objetivo verificar que la resistencia característica del hormigón de las obras sea igual o superior a la determinada en el proyecto.
La resistencia de una amasada se considera el valor medio de por lo menos dos probetas.
Existen diferentes posibilidades de control:
- Control total: se mide la resistencia en todos los amasados.
- Control estadístico: se mide la resistencia en una fracción de las amasadas.
Según los resultados:
Si la resistencia de la estructura es mayor o igual a la característica se aprueba.
Si la resistencia es menos a la característica pero la diferencia es menor al 10% se aprueba al lote (con sanciones contractuales).
Si la resistencia está entre 0,7 y 0,9 la resistencia característica, se pueden realizar otros ensayos a juicio del Director de Obra para decidir si los elementos que componen el lote se demuelen o refuerzan.
Como ya se dijo anteriormente, las condiciones del tiempo impactan en la producción de hormigón. En tiempo caluroso hay que cuidar la elevada velocidad de evaporación del agua como consecuencia de las altas temperaturas, la baja humedad relativa, el viento, asoleamiento; todo esto sumado a la alta temperatura del hormigón como consecuencia del fraguado. Por esto, el curado debe de ser riguroso (mayor tiempo de curado). También es aconsejable disminuir la temperatura del hormigón evitando el uso de cemento caliente, cubriendo los áridos para evitar el asoleamiento, incorporando hielo en el agua, trabajar en las horas de temperatura más baja, etc.
Cuando se trabaja en períodos fríos, también hay que tener ciertos cuidados. Se debe de tratar de aumentar la temperatura del agua, proteger la superficie expuesta para evitar la pérdida de calor, trabajar con relaciones agua/cemento lo más baja posible. El frío genera un retraso en el logro de la resistencia proyectada ya que las reacciones de hidratación son más lentas. Por ello es necesario retrasar el desencofrado y prolongar el curado. Un buen curado asegura un hormigón menos poroso y con mayor resistencia final.
HORMIGÓN DE DESEMPEÑO ESPECIAL - AUTOCOMPACTANTE (HAC)
Las características d este hormigón son:
- estabilidad. Mantiene sus condiciones de homogeneidad durante el traslado y puesta en obra.
- elevada cohesión. Ausencia de la segregación. No requiere de vibrado.
- puesta en obra simple. Ideal para estructuras de formas complejas, pequeñas o con cuantía de hierro elevadas.
- muy buena terminación superficial.
- facilidad de inyección. Por lo cual es conveniente para las reparaciones en estructuras.
HORMIGÓN DE DESEMPEÑO ESPECIAL - ALTO DESEMPEÑO (HAD)
Es un hormigón que cumple requisitos especiales de desempeño y uniformidad que no pueden ser alcanzados utilizando únicamente materiales convencionales y prácticas normales de mezclado, puesta en obra y curado.
Las propiedades características son:
- la trabajabilidad. A pesar de su baja relación agua / aglomerante
- la alta resistencia. Más de 45mPa y hasta 200mPa. No sólo alcanza gran resistencia sino que lo hace a temprana edad.
- la durabilidad.
- económico
Se compone de cemento Portland, áridos gruesos y finos. A partir de ese hormigón convencional se le agregan adiciones y aditivos.
3- Proyecto de uso y mantenimiento
Siempre se deben de respetar las condiciones de diseño y cálculo. No exigir a las estructuras esfuerzos superiores a los valores de cálculo, ni modificar las condiciones ambientales artificiales de las estructuras.
Incorporar el mantenimiento estructural, es decir, incorporar el ciclo de vida de las estructuras y sus componentes, identificar las posibles agresiones, diseñar una propuesta de mantenimiento detallada (tipo de mantenimiento, procedimiento, materiales utilizados, cronograma de intervenciones.
4- Proyecto de demolición
Incorporar criterios de demolición en el proyecto de construcción de la estructura. Prever reutilización de componentes estructurales (vigas, losas, etc.), reciclaje (por ejemplo la utilización de residuos de la demolición como agregados para la elaboración de hormigón.
4- Proyecto de demolición
Incorporar criterios de demolición en el proyecto de construcción de la estructura. Prever reutilización de componentes estructurales (vigas, losas, etc.), reciclaje (por ejemplo la utilización de residuos de la demolición como agregados para la elaboración de hormigón.
