Construccciรณn de Pavimentos de Hormigรณn en Zonas Altiplรกnicas Marcelo Alfaro IBCH - BOLIVIA
CONSTRUCCIÓN DE PAVIMENTOS DE HORMIGÓN EN ZONAS ALTIPLÁNICAS
Marcelo Alfaro Instituto Boliviano del Cemento y el Hormigón
BOLIVIA
CLIMA DE ALTURA SECO Y ÁRIDO Evaporación más rápida. (Retracción) Elevado gradiente térmico entre el día y la noche. (Alabeo térmico). Mayor radiación Solar Congelamiento en la noche
Controlar Alabeo constructivo y Congelamiento
Zonas normalmente áridas y secas sujetas a congelamiento (protección) Elevada radiación solar incide en las condiciones de fraguado del hormigón (alabeo térmico)
Elevado gradiente térmico (alabeo diario) Diseño y construcción deben adecuarse
DEFINICION DE ALABEO CONSTRUCTIVO Alabeo Constructivo es la curvatura PERMANENTE hacia arriba o hacia abajo de las losas de hormigรณn producido DURANTE el fraguado y endurecimiento del hormigรณn
Una forma de medir el alabeo
Más preciso con Topografía Longitudinal y Software “Proval”
Alabeo
Con un alabeo extremo los bordes de la losa pueden “separarse� de la base
Caliente Fraguado: Losa plana, pero gradiente positivo
Esa noche, gradiente cero –Esquina se ALABEA
Temprano en la mañana, superficie fría, mayor alabeo
Profundidad
Temperatura Temperatura
Deformación Negativa x 10-6
Humedad 1000 900 800 700 600
500 400 300 200 100 0 Tiempo, días 0
Secado
Mojado
Retracción reversible Retracción total
10
20
30
40
Retracción irreversible (varía c/ curado) 50
60
70
80
Justo después de colocado – losa plana, sin gradiente
Retracción superficial por diferencia de humedad Es crítica en climas secos y áridos
Si el curado es deficiente esta retracción puede incrementarse
Profundidad
Humedad
Humedad
ALABEO CONSTRUCTIVO
FACTORES QUE INTERVIENEN • • • •
Temperatura del hormigón fresco Temperatura superficial del hormigón Secamiento superficial Gradiente hidráulico (pérdida de humedad superior – inferior) • Gradiente térmico en el espesor de la losa • Terminación superficial (frotachado)
Control de Alabeo
Alabeo Constructivo
Alabeo Horario Por Temperatura
Alabeo Estacional Por Humedad
Con Buenas Prácticas Constructivas se Reduce El Alabeo Constructivo
Un adecuado Diseño Geométrico Reduce Tensiones
Influencia del Clima en el Alabeo de las losas Paper presentado en Congreso de Pavimentos Estambul - TurquĂa
Temperatura superficial, ºC
Temperatura Superficial del Pavimento para Diferentes Horas de Pavimentación (Días con Sol) 50
Pav. a las 7:30 am Pav. a las 9:00 am Pav. a las11:15 am Pav. a la 1:15 pm Pav. a las 3:30 pm
45 40 35 30 25 20
8:00
12:00 am
4:00
pm
8:00
12:00
am
4:00
Temperatura superficial con distintos tipos de curado
(Hiller y Springenschmidt)
Control Temp. Superficial
Se reduce la temperatura superficial pavimentando en la tarde/noche
Imposible en el Altiplano
COEFICIENTE DE EXPANSIÓN TÉRMICA AASHTO TP-60 Depende del tipo de agregado grueso Caliza (Menor Valor). Basalto Granito Grava….
Control de Alabeo por
Gradiente Térmico Día – Noche (IBCH)
CURADO OPORTUNO
• Altura: Más rápido de lo normal • Cobertura Uniforme • Verificar Condiciones de Viento • Utilizar plástico y manta de curado
La membrana debe evitar la evaporaciรณn cubriendo la losa
Buen Curado Membrana acrĂlica (probar efectividad con plĂĄstico)
Control de Evaporación Utilizar plástico (carpa) en caso de viento y altura. (tráfico induce “viento”) Incremento de alabeo
No es el mismo tipo de “clima frío”
Clima Frío Según ACI Temperatura ambiente promedio debajo de 5°C por más de 3 días consecutivos (entre medias noches). Si Temperaturas mayores a 10º C ocurren durante más de medio día no se considera clima frío.
Clima Frío Según ACI El grado de saturación puede causar daños por congelamiento. Se requiere protección hasta que el hormigón alcance al menos 35 kg/cm2
Alabeo medido en AncaraviHuachacalla y Paraíso – El Tinto.
Medición esquina y deformaciones de losa un año. (SOBOCE S.A.).
Lectura dial instalado en esquina, (0.001 pulgadas)
680 670 660 650 640 630 620 610 600 590 580 00:00
Promedio (10 de Marzo al 15 de Abril) Día de mayor variación térmica Día de menor variación térmica
04:00
08:00
12:00
Hora
Curvatura de las losas Medición Topográfica
16:00
20:00
00:00
EC - 44
Curado con Polietileno y Manta
EC - 45
Disposiciรณn Para Facilitar Corte
EC - 46
Inserciรณn de Barras
Acabado Final
Evitar PĂŠrdida de Humedad
Protecciรณn ante presencia lluvia
EC - 50
Colocado sobre hormigรณn fresco
EC - 51
Frío Extremo: Usar “Lanza-llamas”
(Para aprovechar la lana)
Controlar Limpieza del Agregado Grueso y TamaĂąo MĂĄximo Menos Pasta
DISEÑO DE MEZCLAS
METODO SHILSTONE
Diseño de Mezclas de Hormigón • Utilizar el método de Shilstone • Normalmente Agregados de T. M. 1 ½ ” • Mínimo contenido de cemento para alcanzar la resistencia de proyecto S´c • En lo posible agregados saturados • Puede usarse canto rodado o parcialmente chancado • Incorporador de Aire obligatorio en zonas frías y opcional en cálidas
Método Shilstone CF: FACTOR DE “GROSURA”
CF: % Agg Combinado Retenido en 3/8” . % Agg Combinado Ret. Tamiz No.8 (2.36mm) WF: FACTOR DE TRABAJABILIDAD % Agg. Combinado pasa Tamiz No. 8. Incrementado por 2.5% por cada adición de 94 lbs de cemento sobre 564 lb/yd3
MĂŠtodo de Shilstone
Agregado Combinado 8 /18
TERMINACION SUPERFICIAL
Momento de Frotachado (Platachado) No Mezclar Agua de Exudación porque aumenta razón agua cemento, No añadir agua en la pavimentadora, No sobreacabar la losa Frotachar lo mínimo posible • •
Superficie débil Aumenta relación a/c y retracción superficial
LO QUE NO SE DEBE HACER
LO QUE NO SE DEBE HACER
LO QUE NO SE DEBE HACER
Ejecuciรณn Correcta
TIEMPO DE CORTE Y DESTAPADO DE FRAZADA
HORMIGÓN FRAGUA LENTAMENTE SE TIENE MÁS TIEMPO PARA LOS CORTES, DEPENDE DEL TIPO DE CEMENTO Y TEMPERATURA
Sobreanchos y Sonorizadores Reducen Tensiones en la Losa
Tramo de Prueba PotosĂ - Tarija.
Tramo Caraparí – Campo Pajoso
Tarabuco ZudaĂąez Losas 1.75x2.80m 44 km
Huachacalla Pisiga
Losas 2x3m 70 km concluido
Huachacalla - Pisiga
Sonorizadores
Corte de Juntas Longitudinales
Vías Losas de Menores Dimensiones Prueba Potosí – Tarija (200m) Caraparí Campo Pajoso (20km) Tarabuco Zudañez (44km) Huachacalla Pisiga (69km) Toledo – Ancaravi (50km) Autopista La Paz – El Alto (11km 6C) Santa Cruz – Warnes (27 km 6C) Av. Kantutani (LP 2.5km WT) Pando 210 km en construcción El Alto – Viacha 30 km construcción (6-8km)
Detalle Sonorizadores y Berma de Asfalto
Conclusiones Zonas Altas y Aridas
Diseño Geométrico por Elementos Finitos. Mezclas frescas, grava saturada, Mínimo contenido de cemento (Shilstone) Zonas de congelamiento requieren plástico y manta Monitorear condiciones atmosféricas
Muchas Gracias Por Su Atenciรณn