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DETAI L Praxis Hormigón

índice

7

8 10 19

El hormigón como material

La evolución del hormigón armado Nociones básicas sobre la tecnología del hormigón Las propiedades del hormigón Tipos especiales de hormigón:

26 32 38

Hormigón traslúcido Hormigón con refuerzo textil Hormigón ligero de partículas de madera

45

Sostenibilidad y reciclaje

49

Proyectar con hormigón

50 58 58 60 61 64 68

Construcción con elementos de hormigón prefabricado Proyectar con hormigón División de responsabil idades Relación contractual Estado de mediciones Contrato de obra Control de calidad y dirección de obra

72 74 76

Ejemplos de acabados: Hormigón pUlido Hormigón con relieves Textura tosca

79

Hormigón visto

80 88 90 92 94 97 99 102

Proyecto de edificios de hormigón visto Superficies de hormigón visto Hormigón visto: diseño y construcción El folleto informativo como ayuda para el proyecto Tipos de hormigón visto Tipos de paneles de encofrado Proyecto y adjudicación del contrato Evaluación

105

Apéndices

107 108 110

Bibliografia índice de términos f r i


El hormigón como material

8

La evolución del hormigón armado Martin Peck

10

Nociones básicas sobre la tecno!ogía de! hormigón

12 12 12

Martin Peck Agua Áridos Aditivos y adiciones del hormigón

14

División de responsabilidades . Propiedades y composición de! hormige

15

Armado

17

Encofrado

19

Las propiedades del hormigón Martin Peck Normativas y códigos de buenas prácticas Hormigón fresco Hormigón endurecido

19 22 24

26 32

Tipos especiales de hormigón: Hormigón traslúcido Andreas Bittis Hormigón con refuerzo texti!

Christian Schátzke, Hartvvig N. Schneider 38

Hormigón ligero de partículas de madera. Propiedades y aplicaciones potenciales Roland Krippner

45

Sostenlbilidad y reciclaje Peter Lieblang

1<1 I ,

~

J.


El hormigón como material

La evolución del hormigón armado

Martin Peck

Los orígenes de la construcción en hormigón se remontan a la edad antigua, con el descubrimiento y el desarrollo de un material constructivo mineral parecido al hormigón que fraguaba o se endurecía hidráulicamente. Aunque por aquel entonces la tecnología constru ctiva con materiales hidráulicos era muy diferente a la actual del hormigón, las reacc iones fisicoquímicas durante el fraguado de las materias primas eran esencialmente las mismas, al igual que los motivos para su empleo. Además del uso de madera, arcilla y grava, la construcción con un material plástico que fraguaba en moldes

1 Santiago Calatrava, auditorio de Santa Cruz de Tenerife, Islas Canarias, España, 2003 2 Panteón de Agripa, Roma, sprox. 11 8- ' 28 d. de C. 3 Richard Schachner, nave de un mercado mayorista, Munich, Alemania, , 911

8

para formar una masa sólida y monolítica ya era reconocida por los constructores de la edad antigua como un sistema sumamente ventajoso. No podemos establecer la fecha concreta de la invención o el descubrimiento de los materiales hidráulicos para la construcción. Según los conocimientos actuales, los primeros aglomerantes hidráulicos se componían de una mezcla de cal y puzolana (polvo natural de silicio volcánico). Es innegable que los constructores romanos ya conocían que si mezclaban estos elementos con agua se endurecían para formar una piedra artificial, ya que


La evolución del hormigón armado

se han descub ierto muchos ejemplos de su aplicación. El material utilizado por los romanos está bien documentado y todavía pueden encontrarse algunos ejemplos; se denominaba opus caementitium , y su uso se extendió muy rápidamente, pues era duradero, fácil de prodUCir y sus materiales asequib les. Los libros de historia hablan de conductos de agua y acueductos, cimentaciones y muros de ed ificios, así como de todo ti po de estruc turas hidráulicas para agua salada y agua dulce, además de construcc iones más exigentes como puentes y palacios. Una de las obras de hormigón más conocidas de la edad anti gua es el Panteón de Agripa en Roma (flg. 2). La construcción de la cúpula semiesférica con un diámetro interior de más de 43 m supone un punto de inflexión en la evolución de la arquitectura y de la ingeniería. El Panteón es una proeza de la ingeniería estructural que obviamente fue disenada y construida con una gran creatividad y experiencia en lo que se refiere a detalles , procedimientos y materiales constructivos. La cúpula está construida con una mezcla de hormigón ligero claramente concebida para reducir el peso propio de la construcción. Fueron los avanzados conocim ientos sobre el hormigón como material constructivo lo que animó a proyectar este edific io único y, de hecho, a construirlo. A medida que el dominio de Roma se extendía por toda Europa, sus métodos de construcción en hormigón también iban llegando a otras partes del continente, de tal forma que todavía hoy pueden encontrarse ejemp los de obras con opus caementitium en casi todos los asentamientos romanos . Lo único que limitó la proliferación de este tipo de construcción fue que las materias primas adecuadas como la ca! y las tierras hidráulicamente activas no estaban presentes en todos los lugares.

Parece ser que, una vez superada esta primera etapa de construcción con materiales hidráulicos, g ran parte de estos conocimientos se perdieron en los siglos posteriores. El nacimiento de una nueva era de la construcción en hormigón no se producirá hasta el desarrollo de los primeros cementos en el siglo XVII I. Puesto que en esa época el uso del hierro y del acero para la construcción ya se estaba extend iendo, la combinación del acero, con su óptima capaCidad de resistencia a tracción, con el hormigón , más ligero y con una buena capacidad de resistencia a compresión, supuso sólo un pequeño paso. El invento de este material compuesto, el hormigón armado, se atribuye al jardinero francés Joseph Mon ier (18231906), quien , al intentar utilizar cubetas con paredes de poco espesor y elementos de hormigón parecidos a losas, constató que, con el uso, se formaban grietas o se quebraban completamente. Monier sólo pudo conseguir elementos con suficiente resistencia co locando barras de hierro en el hormigón antes de que fra guara. Sin embargo, la inmediatez de la acción conjunta del acero y el hormigón nos hace suponer que la construcción con hormigón armado no es obra de una única persona. A finales del siglo XIX ya existía la posibilidad de describir en términos matemáticos las fuerzas y las tensiones de ed ificios grandes y complejos, es decir, proyectarlos y testarlos mediante cálculos, lo cual derivó en un rápido desarrollo de la construcción con hormigón armado. Mientras que la piedra y la madera, hasta entonces materiales de uso corriente, eran más adecuados para los grandes monumentos, y el acero se asociaba a costes elevados y a un peso propio considerable, el hormigón armado ofreció tanto a arquitectos como a ingenieros una nueva libertad en el proyecto cuya consecuencia fue un uso intensivo de

este material en todos los tipos de construcción. Se levantaron grandes edifi cios en unos plazos muy cortos - imposibles de lograr en el pasado- , y se produjeron continuas mejoras tanto en las técnicas como en la calidad (fig . 3). La diversidad y las oportunidades constructivas de este sistema constructivo sirvieron de inspirac ión a arquitectos e ingenieros. De tal forma que a principios del siglo xx este sistema constructivo se convertiría en una constante en la industria de la construcc ión mundial. Después de la II Guerra Mundial, los conocimientos técnicos sobre la construcción en hormigón armado se divulgaron por todo el mundo gracias a la transmisión internacional de estas habi li dades técnicas. La aplicación del hormigón en arquitectura e ingeniería, así como el desarrollo de su tecnOlogía, se enseñó en las universidades y se convirtió en objeto de investigaciones y estudios científicos. Esto condujo a que se elaboraran normativas de ámbito nacional sobre sistemas y materiales constructivos en hormigón y hormigón armado que posibilitaron que los arquitectos utilizaran con mayor libertad este material. Como consecuencia, Jos métodos constructivos con estos materiales se extendieron ráp idamente. No obstante, concretamente en Europa, las construcc iones de hormigón de la década de 1960 Y 1970 pusieron de manifiesto graves defic iencias en el d iseño y la construcción que exigieron un replanteo fundamental de los CÓdigos de buenas prácticas acordes con las experiencias de la investigación y la propia práctica. En la primera mitad del sig lo xx, los arquitectos desarrollaron las posibilidades plásticas del hormigón y del hormigón armado con gran habilidad artística. Además de su aplicación como material estructural , la superficie vista del honnigón adquirió una importancia creciente dentro del marco arquitectónico global. Arquitectos como Le eorbusier, Mies van der Rohe y Louis 1. Kahn integraron el hormigón visto en sus proyectos y, hasta nuestros días, las superficies de hormigón visto como elemento de diseño arquitectónico siguen estando de actualidad. Ningún otro material constructivo ha alcanzado un uso tan extendido en arquitectura e ingeniería como el hormigón. Por su sencilla elaboración y su amplia disponibilidad , el hormigón es, sin duda, el material constructivo de los siglos xx Y XXI (fig.1) .


El hormigón como material

Nociones básicas sobre la tecnología del hormigón

Martin Peck

Por lo general, los arquitectos o ingenieros de estructuras consideran al hormigón como un elemento ya acabado o, dicho en otras palabras, como un material definitivo ya endurecido y conformado. Sin embargo, no deja de ser útil conocer y entender la composición de este materia! y las operaciones Que intervienen en su uso en la construcción. Originalmente, el hormigón se componía de una mezcla tripartita de agua, cemento (aglomerante) y áridos. En general, éstos últimos constituyen piedras cuya resistencia supera a la de los tipos de hormigón tradicionales. La durabilidad de estos áridos es normalmente casi ilimitada frente a los posibles efectos corrosivos a los que puede estar expuesto un elemento de hormigón. Las dos propiedades más importantes del hormigón son la resistencia y la durabilidad, propiedades que dependen principalmente de la proporción de

puestos de tierra y rocas con una composición geológica que los hace aptos para producir cemento y que se encuentran en casi todas las pailes del mundo, aunque con composiciones diferentes. La cocción en un horno a unos 1.400 oC produce el denominado clinker de cemento portland que, después de ser molido y de habérsele añadido sulfato de calcio (yeso) para controlar el procedo de endurecimiento , se convierte en cemento portland. El uso del cemento portland puro (designación europea CEM 1) está todavía muy extendido; sin embargo, este cemento no es admisible desde el punto de vista técnico y ecológico, puesto que los objetivos acordados en el ámbito internacional para la reducción de emisiones de dióxido de carbono en su producción, y la mejora y el control de las propiedades técnicas de un cemento sólo pueden cumplirse con la adición de otros elementos minerales. De este modo, para la producción de cemento se utiliza escoria granulada procedente de altos hornos, polvo de caliza, cenizas volátiles, esqu istos calcinados u otras sustancias adecuadas. Los aditivos y su proporción están en muchos casos regulados por normativa. El uso de aditivos produce cementos con diferentes designaciones normativas en función de la naturaleza y la cantidad de dichos aditivos; estas designaciones permiten deducir su composición y algunas de sus propiedades técnicas. La fig. 5 muestra algunos de los tipos principales de cemento con sus designaciones y com-

cemento yagua durante el amasado;

en este sentido, las propiedades del cemento y de su composición son decisi-

vas. Sin embargo, los resultados de las investigaciones teóricas y los numerosos avances han convertido esta mezcla inicial de tres componentes en una de cuatro o múltiples elementos: a los tres ori ginales -cemento, agua y áridos- se les han añadido las adiciones y los aditivos. Cemento El cemento se produce por la cocción y la posterior molienda de minerales extraídos de canteras (fig. 4) que están com-

Gravilla explotación de la cantera

trlturadón

Clinker

Polvo

almacen~ien:? + homogenelzaclon

¡-,~

-

Clinker almacenamiento + homogeneización

Otros elementos principales

I

Yeso

trituración

~~

-cementos CEM l-V

almacenamiento

I

"

""

Cemento llenado + pesado

_:

transporte

r~ ~

~~l 4

10

Fabricación del cemento (método seco)

-Ll..L_.{}JJ1

k agmnel

l?

?

~" ~",-,~"


Nociones básicas sobre la tecnología del hormigón Cemento

Cementos y composición Principales tipos de

Nombre

Componentes principales (proporción en masa. %)

Designación

cemento Clinker

de

Escoria. de alto

cemento

homo

Microsíl ice

Puzolana natural natural calcinada

Cenizas volantes silíceas calcáreas

Componentes

Caliza

Esquistos calcinados

secunda-

rios l 2

portland granulado

K

S

O

P

Q

V

W

I

L

LL

-

-

-

0-5

-

-

0-5

-

0-5

CEMI

Cemento portland

CEM I

95--100

-

-

-

-

-

-

CEMII

Cemento portland con escoria de allohomo

CEM II/A--S CEM II/B--S

80-94

6-20 21 - 35

-

-

-

-

-

-

-

65-79

-

-

-

Cemento

CEM II/A-D

90-94

-

6-10

-

-

-

-

-

-

-

0-5

CEM CEM CEM CEM

IVA-P IIIB-P rVA-Q IIIB-{)

80-94 65-79 80-94 65-79

-

6-20

-

-

-

-

-

-

-

0-5

-

-

CEM CEM CEM CEM

fl/A- V IIIB- V IVA- W IIJB-W

80-94

-

-

65-79 80-94 65-79

-

-

- - -

portland con microsílice

.-

Cemento portland con puzolana

Cemento portland con cenizas volantes

Cemento portland con esquisto calcinado Cemento portland con caliza

CEMIII

CEMIV

CEMV

1

2

5

3

-

-

-

CEM IVA-T CEM IIIB---T

80-94 65-79

-

CEM CEM CEM CEM

80-94

-

65- 79

-

80-94

-

65-79

-

IIIA-L IIIB-L IIJA-LL IIffi-LL

-

21-35

-

6-20 21-35

-

-

-

-

6-20 21-35

-

-

-

-

-

21-35

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Cemento portland mixto 3

CEM IIIA-M CEM IIIB-M

80-94

~

620

65--79

<

2 1-35

Cemento con eSCOfia de alto horno

CEM IIIIA CEM IIIIB CEM III/C

35-B4

36-65

-

20-34 5-19

66-aO 81-95

-

Cemento puzolánlco 3

CEM IV/A CEM IVIB

65-<39 45-64

-

'"•

Cemento compuesto

CEMV/A CEM VtB

40-B4 20-38

18-30 31-SO

-

-

-

-

-

-

11-35

-----

36-55 18-30 31-50

--". -O>

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

6-20 21-35

-

-

-

6-20 21-35

6-20

-

-

-

0-5 0-5

-

0-5

-

0-5

6-20

0-5

21-35

0-5

-

-

-

---;-

-

-

-

• -

-

-

-

-

I

0-5

0-5 0-5 0-5 0-5 0-6

-

-

0-5

-

-

0-5 0-5 0-5 0-5 0-5

-

-

-

-

-

-

0-5

-

-

0-5

-

I

-

0-5

0-5

los valOfes de la tabla se refieren al total de los componentes principales y secundarios (exceptuando el sulfato de calcio y los aditivos del cemento). las sustancias añadidas al cemento como componentes secundarios no deberían estar presentes en el cemento como componentes primarios. El contenido de micrO$ílice está limitado al 10 %.

11


El hormigón como material

6 Áridos naturales redondeados de diferentes tamaños: a grava heterogénea b. e cuarzo redondeado d gravilla de cuarzo

posiciones según la normativa europea. Los cementos se clasifican en función del tipo, pero también se d ividen en clases en función de su resistencia. La clase de resistencia de un cemento es una variable determinante para designar la resistencia de un tipo de hormigón, y la resistencia de un cemento depende principalmente de su grado de molienda. Toda s las propiedades que determinan la mezcla, la pu esta en obra y las propiedades finales del hormigón endureci do deberían designarse mediante el cemento. Las propiedades técnicas de los diferentes cementos están tipificadas por las respectivas normas sobre materiales y comprobadas por los fabricantes durante la producción mediante controles de calidad. Agua La mezcla de cemento yagua produce la denominada pasta de cemento. Una proporción de mezcla por peso de dos partes de cemento por una de agua es una relación técnicamente favorable que produce una pasta de cemento parecida a un lodo y que se endurece en un tiempo de una a dos horas para formar el cemento hidratado. Para que esta reacción pueda tener lugar sin problemas y conseguir el resultado deseado, el agua de amasado no debe contener ningún elemento que pueda alterar el proceso de endurecimiento, como ácido húmico o determinadas aguas residuales de origen industrial, etc. Para la producción del hormigón normalmente se utiliza agua potable, pero también puede emplearse agua corriente si la planta de dosificación se encuentra cerca de la fuente, aunque en este caso es necesario un análisis periódico, puesto que el contenido de determinados elementos en el agua de amasado puede estar limitado por razones tecnológicas. En muchos países, las propiedades del agua están reguladas por las

12

correspondientes normativas. Por lo general, el agua corriente es muy ad ecuada para el amasado, e incluso el agua que se utiliza en los trabajos de hormigón preparado para limpiar las plantas y los vehículos puede recogerse y reutili zarse como agua de amasado, después del tratamiento y los análisis pertinentes. Áridos La mayorla de los áridos del hormigón son productos naturales (figs. 6a-d y 8); los áridos ligeros artificia les (como, por ejemplo, la arcilla expandida, el vid rio multicelular, etc.) suelen utilizarse para elaborar hormigón ligero de baja densidad. Los áridos naturales proporcionan hormigones de peso normal con densidades que oscilan entre 2.300 y los 2.500 kg/m'. Con áridos ligeros, la densidad de un hormigón ligero con una microestructura densa puede reducirse a valores d e tan sólo 1 .200 kg/m' . Desde el punto de vista estructural y constructivo, los hormigones ligeros con microestructura densa se comportan ig ual que los hormigones de peso normal, aunque poseen una mejor resistencia térmica y también permiten la utilización de elementos de menor espesor, debido a que su peso propiO es más redu cido. El uso de áridos reciclados para el hormigón está aprobado desde hace varios años. Normalmente pueden utilizarse residuos de hormigón preparados para elaborar hormigones de especificacion es técnicas bajas o medias (véase USostenibilidad y reciclaje", págs. 45-47) . La mayor parte de los yacimientos de grava natural depositados por los rios o las morrenas prehistóricas son muy apropiados para la elaboración del hormigón . La materia prima se c lasifica con cedazos de diferentes calibres y se añaden por separado durante la producción para

formar la mezcla deseada de granulometrías gruesas y finas. La roca machacada suele utilizarse en regiones que no disponen de depósitos de grava natural, lo que supone q ue la roca debe ser triturada en rnolinos y clasificada posteriormente . La fabricación de hormigones con este tipo de áridos requiere por lo general arenas naturales y un ligero incremento del contenid o de aglomerante para consegu ir la manejabilidad necesaria . Las normativas de cada pais tipifican la mayor parte de los áridos necesarios para la elaboración del hormigón.

Adiciones y aditivos del hormigón Son sustancias que se añaden a la compOSición inicial del hormigón; se dividen en adiciones y aditivos, dependiendo del objetivo que se quiere consegu ir y de sus propiedades. Adiciones Las adiCiones (fig. 7) son sustancias inorgánicas en polvo que se añaden al hormigón en cantidades relativamente elevadas. Desde el punto de vista técnico, las adiciones deben cons iderarse como parte del aglomerante o, en el hormigón endurec ido, de la matri z de cemento (cemento hidratado mas áridos finos). Debido a que se incorporan al hormigón en cantid ades significativas, deben tenerse en cuenta cuando se establece la mezcla del hormigón. Las propiedades y la composición de la mayor parte de las adiciones están normalizadas: la norma EN 206-1 regula su aplicación en toda la Unión Europea, y distingue entre dos tipos:

Las adiciones del Tipo I son las que no poseen propiedades hidraulicas, es decir, no contribuyen a la resistencia del aglomerante. Este tipo de sustanelas pueden tener una influencia positiva en las propiedades del hormigón fresco y endurecido debido a su efecto


Nociones básicas sobre la tecnologia del hormigón Aditivos

Adic iones y aditivos y del hormigón

- --

---

Pigmentos Básicamente polvo de roca inerte que no contribu ye

a la resistencia Sustancias inorgánicas o puzolánicas, como cenizas volantes, microsi[ice en polvo o en suspensión acuosa Tras (puzolana de origen alemán) presentando una

7 reacción puzol_án_'C_"_ _ _ __ __ _ _ __

físico entre las partículas de la matriz. Entre estas adiciones se incluyen el polvo de roca y los pigmentos. Las adiciones d el Tipo 11 son pr i ncipal~ mente cenizas volantes procedentes de la combustión del carbón. Tienen un efecto hidráulico latente, es decir, son inducidas a una reacción de endurecimiento por la reacción de los correactivos hidráulicos que contiene el ceme nto, y, por consiguiente, aumen tan su resistencia. Estas cenizas volan tes se elaboran en centrales eléctricas a partir de elementos incombustibles de carbones naturales; son un pOlvo fino y, por tanto, no requieren trituración. Gracias a la forma principalmente esférica de las partículas, la adición de cenizas volantes mejora la manejabilid ad del hormigón fresco . Las cenizas vo lantes procedentes de la combustión del carbón pueden afiadirse a la mez~ el a en cantidades que oscilan entre unos 30 a 80 kg/m 3 ; de este modo, permiten ahorrar entre 15 y 40 kg de c emento por m 3 de hormigón. Sin embargo , los beneficios son limitados, ya que el uso de grandes cantidades p uede reducir la durabilidad del hormi~ gón; por este motivo, se ha establecido un limite a la cantidad permitida.

Otra adición del Tipo II es el microsi~ lice, un subproducto de la fundición de síl ice. El grano de esta sustancia es considerabl emente más fino que el del ceme nto y, por tanto, es adecu ada para rellenar y compactar los intersticios entre las partículas del hormigón fresco y endurecido. La adición de microsílice favorece y mejora la adherencia entre el árido y la matriz de cemento, obteniendo una importante mejora de la resistencia a compresión del hormigón. El microsilice ha posibili ~ tado la producción de los llamados hormigones de alta resistencia, con resisten c ias a la compresión que superan los 60 N/mm' , Por lo general, estos hor~ migones requieren medidas de planificación especiales, puesto que su mezcla, puesta en obra y uso requieren conocim ientos especiales y una supervisión adicional. Aditivos Los aditivos son sustancias químicas muy eficaces; suelen ser liquidaS y se añaden al hormigón durante el amasado (fig. 11 ). Debido a que se utilizan en cantidades relativamente pequeñas, suelen despreciarse cuando se establece la mezcla del hormigón. Se utilizan principalmente para

Áridos para hormigón según [a normativa alemana

----------------------------

Densidad en estado anhidro

La principal aplicación de los aditivos es como fluidificante o superfluidiflcante, es decir, para mejorar la fluidez del hormigón fresco. Con el fin de garantizar las propiedades del hormigón endurecido, la cantidad de agua para la mezcla no debe sobrepasar una proporción deter~ minada. Sin este tipo de f!uidificantes, el hormigón resultante tendría una consistencia muy seca, como de tierra húmeda, y no pOdría verterse en el encofrado con los sistemas habituales . Sin embargo, la eficacia de los aditivos de última generación permite producir un hormigón con bajo conten ido de agua y con una consistencia fácilmente trabajable, incluso fluida. Los retardan tes, menos frecuentes, sirven para controlar el tiempo de fraguado del hormigón en elementos de gran volumen y para garantizar la adherencia entre diferentes tongadas de vertido. Los esta~ bilizantes pueden utilizarse para favorecer las propiedades del hormigón fresco en mezclas que, por su composición, puedan tender a segregarse.

Ejemplos de áridos

[11m3 ) Andos ligeros

segun [a norma D[NEN 13055 s;:: 2.0

PIedra pómez natural, espuma de escoria, arcilla expandida

Andos de peso normal

segun [a norma DIN EN 12620> 2.0

Piedra densa natural, machacada o no, (por ejemplo, arena, g rava, gravilla), ándos densos machacados, artificiales o no (por ejemplo, escoria de alto horno en polvo o granulada)

Aridos pesados

técnicamente > 3.0

- -- -- - - -- - - -- -

" ---------------------------

mejorar las propiedades del hormigón fresco, es decir, para facilitar su amasado y puesta en obra, pero no deben afectar negativamente al hormigón endu~ recido. Se debe garantizar que la utilización de estas sustancias no afectarán a la resistencia de cálculo del hormigón endurecido.

Mineral de hierro, barita, granalla de acero

Los aireantes son aditivos que no se añaden para mejorar las propiedades del hormigón fresco, sino su resistencia frente a las heladas cuando está endure~ cido (sus efectos sobre las propiedades del hormigón fresco son inapreciables). Los aireantes crean unas burbujas de aire microscópicas en la estructura del hormigón que, con un tamaño y dist r ibu~ ció n adecuados, actúan como huecos cuando la humedad presente en el sis~

13


El hormigón como material

tema de poros de este material se hiela con el frío. La normativa vigente prescribe su uso en elementos de hormigón que pueden estar expuestos simultáneamente a la inmersión y a las heladas en combinación con sales de deshielo. División de responsabilidades. Propiedades y composición del hormigón

Las correspondientes normativas nacionales prescriben de forma indirecta las responsabilidades respectivas de todos los que participan en el diseño y la construcción de un edificio de hormigón. El ingeniero de estructuras y el constructor contemplan el hormigón sólo desde el punto de vista de sus propiedades técnicas. La clase de resistenc ia a la compresión y los requisitos de durabilidad (ciases de exposición, véase "Propiedades del hormigón", pág. 20) se especifican durante el proceso de cálculo estructural. En la Unión Europea, la normalización y la especificación de las propiedades del hormigón endurecido que deben considerarse durante esta labor de cálcu lo se basan en el sistema denominado "clases de exposición". Del programa de trabajo que prepara el constructor se derivan los requisitos que deben contemplarse res-

pecto a las propiedades del hormigón fresco, tales como la consistencia durante la puesta en obra y el tamaño máximo del árido. Estas propiedades se encargan al proveedor del hormigón -normalmente una fábrica de hormigón preparado-, que debe comprobarlas. El diseño y el cálcu lo de una mezcla de hormigón, así como los procesos técnicos de adecuación de un tipo de hormigón, son responsabilidad del suministrador, que selecciona y combina los diferentes elementos y su mezcla dentro de los limites establecidos por las normas para cumplir con las propiedades requeridas tanto para el hormigón fresco como una vez endurecido; es decir, el proveedor decide el tipo y la cantidad de cemento, agua, áridos y aditivos. El arquitecto y el ingeniero de estructuras sólo intervienen en la mezcla en algunos casos especiales; por ejemplo, la elección del cemento o de los áridos sólo atañe al arquitecto si ha especificado que el acabado del hormigón debe tener un aspecto determinado. Si fuera necesario un trabajo adicional en la superficie del hormigón (tratamiento con chorro de arena, abujardado, etc.), la elección del árido afectará hasta cierto punto al aspecto de la superficie acabada. Para la elaboración del hormigón directamente en la obra, el constructor asume la responsabilidad de la mezcla y de sus propiedades, se requiere un grado de experiencia más elevado en tecnología del hormigón y unas instalaciones más completas. Esta posibilidad se contempla principalmente cuando no puede garantizarse un buen suministro del hormigón preparado con una correcta composición del hormigón (por ejemplO, en obras de carreteras de hormigón o proyectos de gran envergadura) .

9

Armado Los componentes de hormigón se construyen con o sin armadura de acero (hormigón armado o en masa respectiv8msnte) en función de las cargas y del tipo de construcción. Como cualq uier material constructivo cuyas propiedades y comportamiento sean fundamentales para la estabilidad estructural, las propiedades de la armadura de acero y su apli cación también están contemplados por las correspondientes normativas nacionales. La armadura es necesaria cuando un elemento de hormigón está sujeto a esfuerzos de tracción. El hormigón es un material mineral, un sólido quebradizo capaz de resistir grandes esfuerzos a compresión, pero su resistencia a tracción -que, incluso en hormigones de alta resistencia, equivaldría a un 10 % de la resistencia a compresión- es relativamente baja. Debido a que el inesperado y súbito comportamiento frente a la fractura de Jos materiales constructivos minerales sometidos a esfuerzos de tracción puede conducir a roturas espontáneas de un elemento, la resistencia a tracción del hormigón suele despreciarse en los cálculos, es decir, se considera nulo. Por tanto, todas las fuerzas de tracción a que pueda estar sometido un elemento de hormigón se absorben por la incorporación de armaduras de acero. En el análi sis estructural, el ingeniero calcula los siguientes parámetros para el armado:

la sección transversal total de acero para absorber las fuerzas de tracción previsibles, la división de esta sección transversal total de acero en unos diámetros de

g Microporos visibles de aire para incrementar la resistencia a las heladas de la superfIcie de un pavimento de hOl'migón 10 Partícula de ceniza volante embebida. vista a través de un microscopio electrónico de barrido

Adiciones y aditivos del hormigón

TipO

Abreviatura

Fluidificante

BV

amorillo

Superfluidificante

FM

gris

Aireante

LP

azul

Impermeabilizante

DM

morrón

Retardante

VZ

rojo

Acelerante

BE

verde

Expansar

EH

blanco

Estabitizante

sr

violeta

Reductor del color

CR RH

rosa

De ayuda 01 reciclajo

1 1 1 Los códigos de color para lOS envases se Introdujeron para evitar confusiones.

14

Código de color T

negro


Nociones básicas sobre la tecnología del hormigón Armado

armaduras y unas distancias razona-

Recubrimiento de hormigón:

Oles entre ellas que las hagan técnica-

Es el espesor de hormigón entre la cara

mente útiles,

exterior de la armadura y la superficie

.a posición exacta y la disposición de

de acabado del elemento de hormigón .

as armaduras dentro del elemento, &actores especialmente importantes

El dimensionado del recubrimiento y la

puesto que la armadura debe colo-

garantía de que se mantendrá es espe-

carse justo en las partes del elemento

cialmente importante para la seguridad,

donde se producen los esfuerzos a

la garantía y la durabilidad de un elemento de hormigón armado. El grosor de la capa de recubrimiento no puede llegar a ser excesiva, puesto que puede dejar

tracción más elevados . ::: cálc ulo y la construcción de elementos :t€ hormigón están regulados por las

correspondientes normativas nacionales. =stas códigos de buenas prácticas y """',étodos de cálculo se basan en un sis:ema de coeficientes de seguridad que regula n la elaboración, supervisión y puesta en obra del hormigón, así como el

demasiada zona sin armadura en la que los esfuerzos a tracción puedan provocar grietas o desconchados . También es 12 necesario prever una distancia de recubrimiento adecuada que garantice un anclaje seguro de las barras exteriores y su protección frente a la corrosión.

G-seño de los elementos. Las tolerancias ce seguridad para el acero y el horml-

El hormigón armado es un sistema com-

gen, por ejemplo, ya están previstas en

puesto que funciona a largo plazo porque el hormigón y el acero poseen coeficientes de dilatación térmica similares en una fluctuac¡ón normal de temperaturas y,

los cál culos estructurales; de este modo,

se descartan posteriores restricciones de üso, los daños en el edificio e incluso el mal funcíonamíento de un elemento debido a un cálculo basado en una previsIón de resisten cia insuficiente. Además, existen unos códigos generales para el armado de los elementos del hor-

migón que siempre deben tenerse en cuenta al fa bricar y co locar la armadura, sntre ellos:

puesto que estos dos materiales no reac-

cionan químicamente entre si, no se presentan efectos perjudiciales de corrosión. Debido al contenido de cal, la matriz del

hormigón presenta una fuerte reacción alcalina tanto en su estado fresco como endurecido. Este entorno alcalino produce la pasivación del acero y lo protege

de la corrosión. La pasivación es extreEl radio mínimo de doblado:

madamente eficaz, por ello, incluso pue-

La colocación de las armaduras de acero acostumbra a requerir operacio-

den incorporarse al hormigón armaduras muy corroídas. Aunque el hormigón ofrezca una protección muy eficaz y duradera al acero, este sistema tiene ciertos límites técnicos: por ejemplO, a un

nes de doblado de las mismas. El do-

blado se realiza normalmente con una máquina que presiona la barra contra un rodillo del diámetro adecuado para garantizar que la barra no se fuerce en el punto de dob lado y sufra fisuras

internas, grietas o se quiebre. Longitudes de solape entre barras:

Para garantizar la transmisión de los

plazo más largo, el conte nido natural de dióxido de carbono del aire y la humedad

tienden a neutralizar el carácter alcalino del hormigón. Esta reacción se conoce como carbonatación y se inicia inmediatamente después de retirar el encofrado

las barras de armadura en la zona de tracción de un elemento de hormigón.

de la superficie de cualquier elemento de hormigón. El denominado frente de carbonatación, es decir, el límite entre la matriz de hormigón ya neutralizada y la

Sin embargo, si el solape es necesario,

que todavía es alcalina, avanza con el

esfuerzos de forma fiable, siempre que

sea posible debe evitarse el solape de

las barras deben solaparse con una

paso del tiempo, aunque el proceso se

longitud determinada para que los esfuerzos puedan transmitirse solidariamente de una barra a otra.

va ralentizando lentamente. Una vez la acero, puede iniciarse la oxidación; el incremento de volumen provocado por

Para Que una armadura pueda absorber los esfuerzos a tracción para los

prendimiento del recubrimiento de hormi-

(hasta 1930) poros: 3-5 %aprox.

L

Hormigón para elementos

ex1en()(es

(1970-1999) poros: 1.5 % aprox. aditivos: 2.5 11m3 aprox .

Hormigón autocompactanta

r poroS<1% aditivos: 6-10 11m3 aprox

- - ,

agua

cemento

agua

agua

C6f'IIU!S volantes

polvo de caliza

cemento

cemento i-~-"

arenaf grava

..•.

arenal grava

la formac ión del óxido provoca el des-

que se ha calculado, ambos extremos

gón, potenciando aún mas la corrosió n,

deben estar convenientemente ancla-

con los consiguientes daños característicos que produce. El tiempo necesario

menores cargas.

Iapisonado Horm;gón

carbonatación llega a la armadura de

Longitu des de anclaje:

dos en aquellas partes donde el elemento de hormigón esta sometido a

12 Diferentes tipos de barras de acero para armaduras 13 Comparativa entre mezclas de hormigón (partes por volumen en m~)

para que la carbonatación penetre hasta la armadura depende de la densidad 13 ' -_ _--'

15


El hormigón como materia!

y el espesor del recubrimiento de hormigón y de las condiciones ambientales. Los elementos exteriores en zonas con un alto grado de humedad relativa corren un riesgo especial a causa de las condiciones alternas de humedad que provocan una rápida carbonatación y la corrosión de )a armadura donde no se ha producido la pasivación. Por el contrario, los elementos internos no suelen mostrar daños por corrosión aunque la carbonatadón haya alcanzado al acero. El hormigón en sí no se ve afectado por este proceso. De hecho, de la reacción de la cal libre del hormigón con el dióxido de carbono del aire normalmente no resulta más que un incremento mínimo de la resistencia. En el sistema europeo de clases de exposición (véase pág . 20), la carbonatación se contempla en las cIases de la XC1 a la XC4. Con el cálculo y la puesta en obra cuidadosa de un elemento de hormigón armado siguiendo los criterios de la clase de exposición adecuada, la armadura quedará protegida contra la corrosión por carbonatación durante al menos cincuenta años. Otro problema importante de corrosión es el que provocan los cloruros, presentes en las sales de deshielo en altas concentraciones. Sin embargo, también pueden originarse con procesos químicos o en aguas naturales (agua salada) . El hierro y el cloruro presentan una fuerte afinidad química. En un elemento de hormigón, la corrosión por cloruros puede ser mucho mas agresiva y dañina que la carbonatación, ya que los cloruros pueden producir también la corrosión de la armadura aunque el hormigón que la rodea no esté carbonatado. Si concurren las otras condiciones que favorecen la corrosión (humedad, oxígeno) pueden producirse con mucha rapidez daños serios en la armadura. El ataque por cloruros en ambientes agresivos sólo puede prevenirse mediante un recubrimiento de hormigón de espesor y densidad adecuados . Los recubrimientos protectores normalmente son necesarios en elementos situados en ambientes con un elevado contenido en cloruros donde no pueda descartarse el agrietamiento. En el sistema europeo de clases de exposición (véase pág. 20). los ataques por cloruros están considerados en las clases de la XD1 a la XD3 (sales de deshielo, baños de agua salada) y de la XS1 a la XS3 (agua marina).

El cálculo de las armaduras de los elementos de hormigón armado corresponde normalmente al ingeniero de 16

estructuras. Los tipos y cantidades de armadura necesarios para cada elemento, así como la colocación exacta de todas las barras y mallazos, figuran en los planos de obra, que también incluyen detalles del recubriroiento, las clases de resistencia a la compresión y otras propiedades relevantes del hormigón . Estos planos de obra son elaborados por el ingeniero de estructuras, o por el contratista basándose en los cálculos del primero. Los constructores casi siempre subcontratan el doblado y la fijación de las arma duras (es decir, su colocación). En términos de garantía de cal idad (véase "Control de calidad y dirección de obra", págs. 68-71). no es aconsejable que el contrato incluya cláusulas que prohiban este trabajo de subcontratación, ya que algunos contratistas no tienen medios propios para producir las armaduras . Éstas suelen entregarse en obra cortadas a medida y, si corresponde, predobladas, agrupadas según su posición y colocadas en su sitio. Una vez colocadas, [as armaduras deben ser revisadas por el representante en la obra del ingen iero de estructuras. Si alguno de los siguientes detalles ya no puede ser accesible una vez terminado, debe revisarse y aprobarse de antemano: Comprobar el tipo, cantidad y posición de las armaduras a medida que se va n colocando, según las indicaciones de los planos de obra. Comprobar con especial atención el cumplimiento del grosor del recubrimiento de hormigón establecido. Este depende de las clases de exposición aplicables, es decir, de las condiciones ambientales, y puede variar de una superficie a otra. Se considera que un recubrimiento es adecuado cuando la distancia entre una barra y la superficie de hormigón no es inferior a la dimensión del recubrimiento nominal rnm1 reflejada en los planos de obra. Aunque puedan utilizarse armaduras oxidadas, el grado de oxidación no debería ser tan alto como para desencadenar la reducción de la sección transversal del acero. Se deben revisar especialmente las armaduras que han estado almacenadas durante mucho tiempo. Al construir superficies de hormigón visto, se debe comprobar que se hayan utilizado [os separadores de barras adecuados, que suelen ser de un material ligado con cemento. Antes del hormigonado, hay que asegurarse, además, de que se han retirado todas las

sobras de alambres y otros restos del encofrado. Al armar las losas de hormigón visto es imposible evitar que las partículas de óxido ensucien el encofrado durante la colocación de la armadura. Estas finas partículas se posan en los paneles de encofrado y se adhieren al agente desencofrante, de tal forma que no pueden eliminarse totalmente ni con agua ni con aire comprimido. Cuando el hormigón fresco se vierte en el encofrado, arrastra consigo estas partículas y tiende a concentrar el residuo en c iertas zonas, lo que se traduce en manchas marrones en la cara exterior de estas superficies que generalmente son imposibles de eliminar con una limpieza posterior. La única forma eficaz de evitar este tipo de manchas es utilizando armaduras galvanizadas. Cuando los operarios co locan las armaduras para una losa de hormigón , suelen trabajar directamente sobre la superficie del encofrado, con lo cua l su cara interior suele ensuciarse y resultar dañada por las herramientas y el ca lzado de seguridad . Estas imperfecciones del encofrado pueden observarse después en las caras exteriores de las superficies del hormigón acabado, estropeando de forma considerable su calidad. Si se requiere un acabado de calidad, los operarios deben utilizar unas fundas de fieltro en el calzado para caminar por la cara interior del encofrado. Antes del hormigonado, debe asegurarse además de que se han retirado todas las sobras de alambres y otros restos del encofrado. Cuando se colocan las armaduras, a menudo se hace patente la imposibilidad de mantener la d istancia necesaria entre barras, debido a que el espacio dentro del encofrado es demasiado reducido. Se necesita experiencia para darse cue nta de eilo con sólo mirar los planos de obra. En algunos casos, las armaduras pueden estar tan juntas que impidan una correcta puesta en obra del hormigón. Para facilitar la operación, a veces basta con reducir el tamaño máximo del árido. Además, los vibradores deben poder pasar entre las barras para compactar el hormigón; sin embargo, en las zonas muy armadas, a veces se hace imposible realizar esta operación, aunque es precísamente en esos puntos donde la compactación es fundamental para garantizar que el hormigón rodee comp letamente las armaduras sin dejar huecos . Cuando el ingeniero de estructuras calcu la las


Nociones básicas sobre la tecnología del hormigón Encofrado

armaduras, siempre debe asegurarse de que el hormigón puede colocarse adecuadamente. Las modificaciones en obra de las armaduras para facilitar la puesta en obra del hormigón sólo deben rea li zarse después de haber ' ecibido la conformidad del ingeniero de estru cturas. Encofrado :; encofrado es el molde en el que se ~'Xlu rece el hormigón fresco para trans~ .o:ymarse en un elemento de hormigón. ::::eoe cumplir con algunos requisitos rosicos:

;:lermitir la real ización de la forma geométrica indicada en los planos, y no nebe deformarse ni distorsionarse de ~orm a significativa por las cargas que se le van a aplicar. Absorber con garantias el empuje del '1ormigón fresco y, en algunos casos, e: peso de todo el elemento (como, por ejemplo, en los encofrados de las losas ce forjado). Durante las operaciones de "'lOrTTligonado se producen cargas adiCIOnales. El equipo de compactación y a entre ga de las partidas de hormigón :"esco con grúas elevadoras puede oroducir vibraciones y cargas de . mpacto sobre el encofrado. El personal encargado del hormigonado, la maqu i~ "",ia de construcción y los tubos y las "1aI1gueras del equipo de bombeo del '1Ormigón provocan también cargas astáticas y dinámicas adicionales. Ser convenientemente estanco. El hor'TI.gón fresco no p uede perder cantida::les importantes de la matriz fluida del cemento, ni a través de las juntas entre .as diferentes partes del encofrado ni a rante la compactación. Sin embargo, Tampoco puede descartarse una ninima pérdida de lechada fina y quida, que se restringirá con una cuidadosa construcción del encofrado, evi¡ando la exudación y los denominados -nidos de abeja". En obras de hormigón o, este tipo de imperfecciones a menudo son imposibles de reparar de fama satisfactoria, y pueden acabar orovocando que resulte inaceptable y, POI" consiguiente, se tenga que derribar 5 elemento para volverlo a hacer. de estos requisitos técnicos básiel encofrado debe satisfacer criteGS económicos y garantizar la rentab ili¿¿d de las operaCiones de hormigonado. la construcción reciente con hormi" ,el perfeCCionamiento de los siste--as de encofrado ha sido el factor princi- :::l8J19

':OS.

=--

pal que ha permitido una sensib le reduc ~ ción de costes, y actualmente todos los fabricantes ofrecen sistemas muy eficaces, compuestos por piezas independientes, ligeras y manejables, que se montan y se desmontan con unas pocas operaciones y que pueden soportar grandes cargas sin sufrir deformaciones. La reducción del peso propia de las piezas es la característica que ha comportado mayores beneficios en las operaciones en obra ya que tan sólo requieren una grúa pequeña, e inc luso se va haciendo innecesario su uso en operaciones de encofrado. Para los edificios en altura con una geometría más o menos regular pueden utilizarse encofrados trepantes o deslizantes que sólo requieren la ayuda de grúas en casos especiales. Por motivos de optimización y para limitar los costes, los sistemas de encofrado acostumbran a alquilarse, y el alquiler inCluye los gastos de desmontaje, reparación y almacenamiento, por lo que el coste total de los trabajos de encofrado puede calcu larse con mayor precisión. Por lo general, el arquitecto, en tanto que miembro del equ ipo de diseño y como responsable del proyecto, sólo se implica en la selección y en el diseño del encofrado cuando existen requisitos especiales que afectan al aspecto de las superficies de hormigón. La elección y la planificación de los encofrados acostumbra a ser responsabilidad únicamente del con tratista.

comerciales que pueden ayudarle a planificar el hormigón visto, también en lo que respecta a la elección y a las propiedades del encofrado. En Alemania, el Deutscher Beton- und Bautechnikverein e. V., junto con el Bundesverband der Deutschen Zementindustrie e. V., publica un folleto informativo sobre hormigón visto que ofrece consejos útiles al equipo de diseño respecto a los siguientes puntos: Especificación de la clase de panel de encofrado en función del tipo de hormigón visto (véase pág. 96, fig. 5). DescripCión de los criterios para las condiciones de ca da clase de panel de encofrado (véase pág. 99, fig. 9). Planificación del hormigón visto, especialmente en lo que se refiere al encofrado. Una visión general de los paneles más habituales (véase pág. 99, fig. g), la descripción de sus características técnicas, los acabados superfi ciales previstos y las cifras que se refieren a la reutilización de los encofrados. Medidas técnicas para conseguir el tipo de hormigón visto necesario (véase

carg

[iíOrmigóO]

r --,

~_"'"'ZOIlaa compresión

_

anaa

iÓ{l _

_

...

14

Superficies de hormigón visto La producción de una superfiCie de hormigón visto significa que, a la vez que el proyectista está exigiendo unas condicio~ 14 El hormigón armado es un material compuesto: nes específicas acerca de la imagen resiste a compresión y la armadura a tracción; superficial , también está determinando además, el hOfmigón protege a la armadura frente a la corrosión los requisitos sobre las propiedades técIntroducción del hormigón fresco por un hueco nicas de la cara interior de [os paneles de 15 de la armadura en un elemento fuenemente encofrado, es decir, aquellos en contacto armado con la superfiCie del hormigón. Las características de esta cara interior determinan el aspecto del hormigón acabado. Es importante distinguir entre el encofrad o y los paneles de encofrado, porque si bien las especificaciones del hormigón visto afectan inevitablemente a la elección de los paneles, no necesariamente tienen que afectar a la elección del sistema de encofrado. El autor del proyecto sólo deberia solicitar un tipo determinado de panel cuan do éste sea un elemento intrínseco de una determinada superficie de hormigón. El proyectista dispone de muchos códigos de buenas prácticas nacionales y publicaciones de casas 15


El hormigón como material

el apartado 6 sobre el folleto informativo acerca de los requisitos de ejecución, y el apéndice); estas medidas son útiles sobre todo para el contratista, pero se ha demostrado que también lo son para el proyectista, en Sus tareas de supervisión de la obra. Al proyectar el hormigón visto, los arquitectos e ingenieros de estructuras deben limitarse a especificar la superficie de hormigón necesaria o las propiedades técnicas básicas del panel de encofrado (por ejemplo, si es de madera, plástico, suave, rugoso, con texturas, absorbente, no absorbente, etc.). La elección del panel de encofrado adecuado debe dejarse en manos del contratista (8 incluirse en las condiciones del contrato). Los proyectistas y el contratista tendrán que utilizar superficies de prueba para comprobar si el panel de encofrado elegido por el contratista es adecuado para realizar el acabado requerido. La elección del desencofrante también juega un papel importante en los ensayos con superficies de prueba. Al igual que el propio panel, el desencofrante afecta al aspecto final de la superficie de hormigón y a la regularidad de la calidad. Las últimas conclusiones de las investigaciones sobre la interrelación entre el panel de encofrado y la superficie de hormigón durante el fraguado revelan que la influencia del agente desencofrante (tipo, propiedades y espesor) ejerce un efecto considerable sobre el aspecto de la superficie de hormigón. Del mismo modo que los paneles, el agente desencofrante debe elegirse cuidadosamente basándose en los resultados de las pruebas, y no debe ser cambiado al azar simplemente en función del precio o de la disponibilidad .

Si se requiere una superficie de hormigón visto de calidad, es necesario elaborar un plano del encofrado, considerar las marcas de las juntas de los paneles y la disposición y naturaleza de los agujeros de los anclajes, que deben colocarse siguiendo una pauta regular . Para realizar una supetiicie de hormigón visto de calidad, normalmente se descartan los paneles patentados sencillos para muros. Por lo general¡ este tipo de paneles producen unas pequeñas texturas superficiales no deseadas, porque los bordes de cada una de las piezas dejan diferentes marcas sobre la superficie del hormigón. Además¡ las juntas no suelen estar lo suficientemente ajustadas. Sin embargo, los paneles de gran formato, más utiliza-

18

dos para el hormigón visto, están disponibles en unos tamaños máximos y determinados. Los arquitectos deberían basar su idea de subdivisión de la superficie en un múltiplo de estos paneles, pues los tamaños especiales y la gran cantidad de sobras que genel"a el corte pueden incrementar sustancialmente los costes del encofrado. En muchos casos, al arquitecto le puede ser útil especificar como parte de la tarea del contratista la preparación de un plano de encofrado. En este caso, los planos se elaboran en estrecha colaboración entre ambos, un procedimiento que permite al arquitecto aprovechar los conocimientos del contratista sobre el mercado de los encofrados y sus sistemas. De esta colaboración suelen surgir soluciones muy satisfactorias en términos económicos, técnicos y arquitectónicos; además, la elaboración de esta documentación por parte del contratista aligera el volumen de trabajo del arquitecto y garantiza que los planos estarán listos a su debido tiempo para la construcción. La mayoria de fabricantes de encofrados pueden ofrecer un importante asesoramiento técnico muy útil para arquitectos, ingenieros y contratistas en todas las etapas de cálculo y construcción. Muchos de ellos publican folletos técnicos, software e informes sobre las operaciones en obra y sobre los aspectos del diseño. CasI todos los proveedores de encofrados para hormigón tienen equipos adecuados y, si se les pide, pueden calcular el encofrado a la vez que lo construyen, especialmente en proyectos difíciles. Por otro lado, las páginas web de cada fabricante y proveedor de encofrados ofrece una perspectiva general de los productos y los servicios disponibles en el mercado. Normativas y códigos de buenas prácticas En la mayoria de países del mundo, la construcción con hormigón está regulada por normativas nacionales o por adaptaciones de normativas extranjeras. En la Unión Europea se aplican unas normas comunes para la construcción con hormigón y hormigón armado. Aunque la mayor parte de las aplicaciones del hormigón están ti pificadas en estas normas, algunas de ellas quedan fuera del marco normativo. No obstante, el hecho de no aplicar los códigos de buenas prácticas reconocidos puede conllevar problemas a la hora de la aprObación de los principios constructivos y de cálculo.

La principal norma de la Unión Europea que regula la construcción en hormigón es la EN 206-1. Se trata de un marco normativo cuyas disposiciones deben ajustarse a la autoridad competente de cada Estado miembro, con el fin de adaptarse a los respectivos requisitos nacionales, basados en las condiciones climáticas, la tradición constructiva y la disponibilidad de las materias primas. Esta adaptación se lleva a cabo por medio de unos Documentos Nacionales de Aplicación de estándares que complementan o limitan de forma útil las disposiciones de la EN 206- t . Los Estados de la Unión Europea están obligados por ley a integrar la normativa europea, así como las normas nacionales complementarias, en su legislación nacional y en sus instrumentos legales. De este modo, los principios de evaluación y de aprobaCión de las construcciones de hormigón se basan en los mismos estándares de seguridad en todos los Estados miembros. Sin embargo, como la val idez de las normas se limita a los elementos portantes, en algunos casos particulares puede resultar confuso -incluso para las autoridades c~m p etentes- determinar si un elemento o un edificio se encuentra o no dentro del marco de la norma. Como la seguridad a largo plazo de una estructura portante sólo puede garantizarse a través de su durabilidad, las normas europeas incluyen disposiciones referentes a la durabilidad de un edificio de hormigón o de hormigón armado que se suman a las que atañen a su capacidad portante y a su buen funcionamiento. La durabilidad es un factor motivado por la economía, porque trata de la protección y el mantenimiento del parque edificalorio y de construcciones y, por tanto, en la nueva edición de la normativa de hormigón del año 2000 se incluye como parte del proceso de diseño. El factor de durabilidad se basa en los conocimientos sobre la influencia de la corrosión y sus efectos en elementos de hormigón y hormigón armado, y se ha integrado en esta normativa para intentar garantizar una vida útil minima de 50 años. El ajuste a esta normativa permite que este supuesto también sea realista en condiciones extremas, porque incluso los edificios de hormigón calculados y construidos según las normas precedentes presentan por lo general una vida útil considerablemente más larga.


Propiedades del hormigón Normativas y códigos de buenas prácticas

las propiedades del hormigón Martin Peck

El cálculo para conseguir una buena durabilidad no es un análisis teórico independiente, sino que el ingeniero de estructuras tiene en cuenta este factor desde un principio, determinando las condiciones corrosivas del ambiente que van a prevalecer durante el uso de un componente constructivo. Estas condiciones se especifican durante el proceso de cálculo, clasificando los diferentes elementos en un sistema de clases de exposición a diferentes factores (fig. 17). En función de las clases de exposición, las disposiciones de la norma especifican una serie de pautas de actuación que deben aplicarse en el diseño de una estructura portante y de cada uno de los elementos durante [a elaboración y puesta en obra del hormigón. Si los procesos de cá[culo y construcción se atienen a estas recomendaciones , el elemento acabado podra resistir los efectos de la corrosión. El sistema de clases de exposición se basa en un principio sencillo: la serie de posibles efectos que la corrosión puede causar en un elemento de hormigón o de hormigón armado. Si se enumeran las posibles formas de corrosión en función del tipo y de la intensidad, es fácil deducir el sistema de ciases de exposición que establece la norma; cada clase corresponde a un tipo de ataque corrosivo. Y. puesto que cada tipo puede actuar sobre un elemento con diferente intensidad, la designación de las clases de exposición se complementan con un número que corresponde a esta intensidad. El sistema resultante es ideal para poder diseñar, de un modo realista y económico, elementos de hormigón y hormigón armado que resistan los efectos corrosivos causados por las condiciones ambientales. Para que el ingeniero de estructuras pueda clasificar fácilmente los distintos elementos en las correspondientes clases, la norma incluye unos ejemplos guía de elementos para cada una de ellas y para cada grado de exposición. También existe una completa lista de publicaciones (véase el Apéndice, págs. 108-109) que facilitan asesoramiento adicional para la clasificación de los eJementos...constructivos más comunes. La tabla de la página siguiente (fig. 17) muestra el sistema de clases de exposición, junto con ejemplos de elementos asociados a cada una de ellas según la norma. La asignación de una clase de exposi~ ción para cada elemento de hormigón contemplado por la EN 206-1 , debe efectuarse básicamente en la primera fase

del proyecto, ya que es la única forma de garantizar que tanto el cálculo como la producción y la ejecución se efectúan de acuerdo con la norma. Debido a que uno de lOS aspectos que quedan regulados según la clase de exposición de un determinado elemento de hormigón es su resistencia mínima a compresión, difícilmente podrán efectuarse los cálculos estructurales antes de haber clasificado dicho elemento en !a clase de exposición correspondiente.

Comparada con disposiciones anteriores, la introducción del sistema de clases de exposición en la normativa europea ha clarificado y simplificado el cálculo para la durabilidad en la planificación de edificios y elementos de hormigón en toda la Unión Europea. Sin embargo, salvo algunas excepciones, las clases de exposición cubren el proyecto en lo que se refiere a las condiciones ambientales naturales. La planificación de instalaciones donde los usos, procesos u operaciones especiales pueden acarrear unas condiciones corrosivas, no siempre puede abordarse partiendo Llnicamente de los casos de corrosión expuestos en las normas. Este tipo de construcciones incluye las destinadas a operaciones químicas y electroquímicas, centrales lecheras o depósitos para plantas químicas y de biogás. El cálculo de los elementos de hormigón para que resistan las condiciones de Jos procesos de corrosión siempre es un caso especial; en este sentido, es necesaria la colaboración del cliente para determinar los efectos corrosivos de su actividad, además de la experiencia y los conocimientos por parte del equipo de cálculo o la participación de consultores externos. Para garantizar una durabilidad suficiente de las construcciones de hormigón armado, sus dos materiales -hormigón y acero- deben presentar una adecuada resistencia a la corrosión. La armadura de acero embebida está protegida contra la corrosión por el espesor y la calidad del recubrimiento protector de hormigón, lo cual significa que la armadura de acero debe estar completamente rodeada de cemento, una condición que sólo es posible con hormigones de peso normal, ligero y pesado, y con una microestructura densa. No obstante, algunos hormigones ligeros con una composición sin finos o una matriz de tipo espumoso no pueden utilizarse como material constructivo de carga, al menos no por sí solos, aunque pueden funcionar


El hormigón como material

Tipos de acciones corrosivas y cla s es d e exposición

- - - - --

-Ejemplos de elementos

Situación

C lase de e xposición

- - --

-----------------------------

Sin rie sgo de corrosión o agresión (elementos sin armaduras ni metales embebidos en condiciones ambientales no corrosivas para el hOrmigón)

---------'----------

Sin riesgo

Elementos sin armadura. situados en terrenos carentes de efectos por heladas, ataques químicos o abrasión; elementos internos sin armaduras

xo

Corrosión de la armadura (sólo para elementos con armaduras o melales embebidos)

- - - - -- - - - - - -- - - - - - -

Inducida por carbonatación Elementos con armaduras

Seco o siempre humedo

Elementos en interiores, afeas habitables con humedad elevada, elementos sumergidos

xc,

Húmedo, rara vez seco

Piezas de tanques/depósitos de agua , elementos de cimentacionos

XC2

o metales embebidos sometidos al aire

-----

o a la humedad Humedad moderada

Elementos con acceso frecuente al aire libre, naves al aire libre, áreas con humedad elevada de uso comercial o con acceso al publico, piscinas cubiertas, compartimentos de establos

XC3

Humedad y sequedad alternas

Elementos externos sometidos directamente a la acción del agua de lluvia

XC4

Humedad moderada

Elementos que sufren fuertes salpicaduras de agua en áreas con tráfico, garajes aislados

xo,

Húmedo, rsra vez seco

Elementos en banos de agua salada, de plantas industriales y elementos sometidos a ambientes con procesos con un elevado contenido de cloruros

Inducida por cloruros (de origen no marino)

- -- -Elementos con armaduras o melales ambebidos sometidos a agua que contiene cloruros

XD 2

--------------------------Humedad y sequedad alternas

-

Elementos expuestos a salpicaduras de agua de areas con tráfico, pavimentos armadas, forjadas do aparcamientos

XD3

- -- - -

Inducida por cloruros procedentes de aguas marinas Elementos con armaduras o metales embebidos en contacto con el agua marina o al aire cargado de sales marinas

- --

- - - --

Aire salino pero sin contaclo direclo con el agua de mar

Elementos externos en regiones costeras

xs,

Sumergido en agua marina

Elementos permanentemente sumergidos

XS2

- - - -- - --

XS3

Sujetos a un régimen de mareas Muros de muelles a la acción de salpicaduras y a la proyección de agua

Corrosión del hormigón (sólo para elementos de hormigón en masa y hormigón armado)

-----

Inducida por la acción de hielo y deshielo Elementos sometidos a la acción Significativa de ciclos de Ilielo y deshielo

Moderada saturación de agua

Elevada saturación de agua

sin deshielo

Elementos externos

XFl

con deshielo

Elementos someiidos a la acción de la proyeCCión de agua o las salpicaduras en pavimentos de zonas con tráfico tratados con sales de deshielo, excepto los aplicados para la claso XF4

XF2

sin deshielo

Depósitos al aire libre, elementos en zonas con salpicaduras de agua limpia

XF3

- -----------

- - - - - - - -- -- - -

- --

con deshielo

Pavimentos para tráfico rodado tratados con sales de deshielo. especialmente elementos horizontales sometidos a salpicaduras procedentos de pavimentos de tráfico rodado tratados con sales de deshielo, tráfico de maquinaria oruga en trabajos de trstamiento de aguas residuales, elementos de agua marina dentro de la zona de salpicaduras

XF4

Depósitos de tratamiento de aguas residuales, silos de fertilizantes

XA,

----

Por agresión quimica Elementos expuestos a terrenos agresivos. aguas frealicas. aguas residuales o agua marina, según la norma DIN 1045-2 (tabla 2)

Débil

- -- - - -- - - - - - -

- -----------------XA2

Moderada

Elementos en contacto con agua marina o terrenos agresivos

Fuerte

Torres de refrigeración con conductos de gases de combustión, elementos en cOl1tacto con aguas residuales quimicamenle agresivas, silos de forraje y pienso. y comederos para animales XA3

Moderada

Suelos industriales con cargas o estabilizadores sujetos a las cargas de vehículos con ruedas de neumátícos

XM1

Fuerte

Suelos industriales con cargas o estabilizadores sujetos a las cargas de carretillas elevadoras con ruedas de neumaticos o macizas de csucho

XM2

Muy fuerte

Suelos industriales con cargas o estabilizadores sujetos a las cargas de carretillas elevadoras con cojinetes elastoméricos o de acero, o vehículos oruga, construcciones hidraulicas en aguas con contenido de caucho (por ejemplO, depósitos amortIguadores)

XM3

Por abrasión Elementos expuestos a importantes acciones mecanicas

- - --

'7

20

- -- - -


Propiedades del hormigón Hormigón fresco

como aislamiento térmico, por ejemplo. Por su estructura porosa, este tipo de hormigones no pueden proteger a la armadura contra los efectos de un ambiente corrosivo y, por tanto, no están contemplados por las normas europeas para el hormigón armado o pretensado. La mayor parte del hormigón que se utiliza para la construcción es el de peso normal, con una densidad de 2.0002.600 kg/m' . En Alemania y en los países centroeuropeos son muy habITuales las densidades comprendidas entre 2.350 y 2.450 kg/m' . Hormigón fresco Si las propiedades del hormigón endurecido se especifican en la etapa de proyecto, los requisitos que conciernen a las propiedades del hormigón fresco deben curnplir, ante todo, las necesidades de las operaciones en obra. Por lo general, estos requis itos se van conociendo a medida que el contratista planifica su trabajo, o inmediatamente antes de encargar el hormigón. Para las operaciones en obra, la propiedad más importante del hormigón fresco es la trabajabilidad o consistencia, esto es, el grado de fluidez o la capacidad de deformación. En este sentid o, los requ isitos dependen del método elegido para el transporte y la puesta en obra del hormigón, la geometría del encofrado y la cantidad de armadura. En consecuencia, quien especifica la consistencia para la colocación del hormigón es el contratista. Sólo en casos excepcionales ---como, por ejemplo, el hormigón hidrófugo- es re comendable que se espeCifique la consistencia en la etapa de proyecto. Sin embargo, estos casos todavía exigen una buena coordinación entre el equipo de proyecto y el contrati sta.

El contratista espeCifica inicialmente la consistencia del hormigón basándose en la forma de transporte elegido: si va a ser bombeado, deben seleccionarse una mezcla y una consistencia adecuadas; si deben bombearse grandes cantidades en poco tiempo, es recomendable ajustar la consistencia con el fin de aprovechar la máxima capacidad de bombeo del equipo. El sistema de compactación para la puesta en obra también debe adaptarse a su consistencia. Los encofrados con geometrías complicadas, además de los elementos fuertemente armados, exigen una consistencia más fluida que las losas de gran volumen y elementos similares con zonas accesibles para la compactación.

Como un hormigón no puede elaborarse de una forma exacta, su consistencia sólo puede especificarse dentro de unos Ifmites. Este margen de valores puede clasificarse en unos valores de medición máximos y mínimos, en función de las técnicas de medición vigentes localmente. En el territorio que cubren las normas europeas, la consistencia del hormigón está determinada por la mesa de sacudidas (Alemania, Austria, Benelux y otros) o el ensayo de asentamiento (Reino Unido, Irlanda). Ambos métodos de medición suponen ensayos sencillos, fáciles de realizar en obra y para los cuales generalmente se requiere precisión (figs. 18-20). El ensayo se realiza colocando un cono metálico con el extremo superior abierto sobre una mesa plana (70 x 70 cm) y llenándolo con el hormigón; a continuación se levanta el cono y el hormigón se extiende sobre la mesa, a la cual se le imprimen 15 sacudidas o golpes. El resultado es una huella circular de hormigón fresco cuyo diámetro se mide en dos puntos ortogonales entre sí, y su valor medio determina )a consistencia. Para hormigones estándar, estas dimensiones oscilan entre 34 y 70 cm, que corresponden a los tipos de consistencia F1 a F6 según la EN 206-1. El intervalo entre cada tipo es de 6 cm. Si los tipos estándar no son adecuados para una determinada obra (por ejemplo, de hormigón visto), puede espeCifi carse un valor de referencia con una tolerancia de ± 3 cm, con el fin de definir un tipo de consistencia específico a partir de la tolerancia estándar. Si por razones técnicas fuera necesario limitar aún más esta tolerancia, puede hacerse, aunque generalmente se traduce en un incremento de los costes por el mayor cuidado que requiere su elaboración. Las tolerancias superiores a los 4 cm (± 2 cm) no pueden producirse con garantías en una planta convencional y, debido a la dispersión de los resultados, se hace difícil realizar la medición. La fig. 20 muestra los tipos de consistencia asociados a sus dimensiones y descripciones. El tipo F1 corresponde a una consistencia muy seca/rígida, con un diámetro de extensión de flujo de un máximo de 34 cm . Los siguientes tipos, de F2 a F5, tienen un grado de tolerancia de 6 cm. El tipo F6 corresponde a una consistencia muy fluida, con un diámetro de extensión de 63-70 cm. Los tipos F2 Y F3 son los que se suelen utilizar para edificios. La producción de hormigones con tipos de consistencia de F4 a F6 requiere el uso de un fluidificante eficaz. 21


El hormigón como material

9

Existe una estrecha relación entre la proporción efectiva de agua y cemento (relac ión a/c, en peso) y la resistencia a compresión y la durabilidad , que son las propiedades más importantes del hormigón endurecido. En consecuencia, la tecnologia tradicional del hormigón siempre ha intentado mantener el menor contenido de agua posible para reducir la cantidad de cemento - que es más caro- y conseguir una relación agua/cemento constante. Esta es la razón de que la mayor parte del hormigón producido y colocado a finales del siglo XI X y principios del siglo xx tuviera una consistencia de tierra húmeda que dificultaba mucho el transporte y se solía compactar con apisonado manual (el denominado hormigón apisonado). Después de la II Guerra Mundial, la producción, el transporte y la puesta en obra del hormigón fue poco a poco mecanizándose y automatizándose. Como el sistema de compactación mecanizada no estuvo disponible de forma inmediata, y la compactación por apisonado se hizo menos viable con el incremento de la densidad de las armaduras, se fueron exigiendo unas consistencias más plásticas. El contenido de cemento del hormigón se elevó gradualmente para conseguir la consistencia necesaria para su colocación , al tiempo que se mantenía una relación agua/cemento constante. Con la aparición de los fluidificantes en la década de 1970, pudieron producirse consistencias más blandas sin incrementar esta proporción . Desde entonces, las propiedades de la puesta en obra del hormigón fresco han ido dependiendo cada vez más de los aditivos, cuya eficacia ha ido mejorando notablemente. La tecnología pronto posibilitará una consistencia casi fluida con un conten ido de agua relativamente bajo.

En la década de 1990, el avance tecnológico de nuevos tipos de aditivos de alto

22

rendimiento permitió la consistenc ia necesaria para que las operaciones en obra pudieran disociarse esencialmente del contenido de agua del hormigón. Como pOdía producirse casi cualquier consistencia necesaria con unos contenidos de agua muy bajos, pOdía garantizarse la res istencia del hormigón y la libertad de elección por parte de los contratistas. Si en el pasado los sistemas de colocación en obra estaban supeditados a las posibilidades técnicas para la regulación de la consistencia, actualmente es posible organizar la puesta en obra del hormigón atendiendo principalmente a los criterios económicos, ya que pueden encargarse y suministrarse casi todas las consistenc ias deseadas. Los suministradores de hormigón están utilizando una tecnología de aditivos moderna, y cada vez ofrecen más tipos de hormigón con consistencias muy fluidas. El desarrollo de hormigones de fácil compactación, con tipos de consistencia F5 y F6, significa en muchos casos la posibilidad de aprovechar al máximo )a capacidad de las bombas de hormigonado actuales y reducir la cantidad de compactación localizada. En efecto, el uso de estas cons istencias flu idas ha hecho innecesaria la compactación en elementos de grandes dimensiones o tipo losa, tales como cimentaciones, soleras o losas de forjado. Sin embargo, en los elementos verticales (pilares y muros) , este procedimiento puede provocar graves efectos en sus caras lat erales, en forma de "nidos de abeja", que reduce [a capa de recubrimiento y puede mermar considerablemente la calidad de las superficies de hormigón visto.

Un tipo especial de hormigón estrechamente vinculado a la tecnología mencionada de los aditivos es el hormigón autocompactante. En la producción de este tipo de hormigón se aprovechan al

Tipos de consistencia Clase

20

Limites de asentamiento [mm]

ConSistencia

F1

5: 340

F2

350 - 410

Plástica

F3

420- 480

Blanda

F4

490 - 550

Muy blanda

F5

560 - 620

Fluida

F6

> 630

Seca

Muy fluida


Propiedades del hormigón Hormigón endurecido

"laXimo las posibilidades de la tecnolo ;ia actual de los aditivos superfluidifican;¡¡s. Los hormigones autocompactantes no requieren ningún tipo de vibrac ión, luso en elementos con geometrtas complejas, y se nivela, se compacta y eli'T'lOa el aire interior d entro del encofrado :en la única acción de la gravedad . Este -;po de hormigón contiene una gran pronorción de aglomerante muy fluido. el aOOfada normalmente con la adición de ;r~ero sas cantidades de adiciones del -00 I o 11, y el árido grueso es transpor:ado por esta matriz fluida de consisten: a viscosa. Por otro lado, aunque el hor-. gón autocompactante es muy fluido, " contenido de agua es extremadamente ~p. Antes de incorporar el ad itivo tiene textura simplemente como d e tierra - ..Jf!leda, e incluso puede elaborarse con fa relación de agua/cemento muy por ~oajo del 0,4, excepcional en el ::asado. Debido al alto contenido de ;¡giOlTlerante y al contenido de agua s....~am ente bajo, el hormigón autocom::ac ante puede conseguir unas propie::ades excepcionales una vez endure::...:lO. Los valores de resistencia a la com:::J"a5lÓn Que se consig uen en la práctica ~-e-en superar a los p revistos, una carac's""'stica común en el hormigón autocom-:actante. En cuanto al comportamiento "20lOgico de este hormigón, ofrece una "'"ayor flui dez respecto a los hormigones ::onvencionales, aunque presenta una :onsiderable viscosidad. Los hormigones ::,.,..-ocompactantes se autonivelan y elimi-an el aire por sí mismos, y pueden :-enetrar incluso a los espacios más redu:'005 del encofrado, aunque para ello -~esitan mucho más tiemp o que un horgón con una consistencia b landa colo(.¿iDO utilizando técnicas de compacta:'Oll. Esta flu idez viscosa garantiza que ;as partículas de árido pesadas no des: erJdan por la matriz fluida durante el -ansporte y provoquen la segregación.

...,a

El hormigón autocompactante ha sido utilizado con gran éxito en obras prefabricadas, pero, debido a la precisión que requiere su dosificación, sólo puede suministrarse como hormigón preparado con ensayos y medidas de supervisión adicionales. Si la elaboración del hormigón visto normalmente exige un mayor contenido de aglomerante y de matriz, surge la cuestión de si el hormigón autocompactante seria adecuado para esta aplicación . Sin embargo, la experiencia en la producción de hormigón visto con tipos de consistencia F5 y F6 es desigual, lo que demuestra que esta aplicación sólo depende de la mezcla y de la consistencia de una forma parcial, y que los efectos de la ejecución, de los paneles de encofrado, del agente desencofrante y de la geometría del elemento pueden ser más importantes (véase "Hormigón visto. Diseño y construcción", págs. 90-91 l.

Hormigón endurecido 18 Determinación de la consistencla (trabajabilidad) Las característic as de fraguado del d€ll hormigón de peso normal: ensayo de la mesa de sacudidas cemento también determinan el compor19 Determinaci6n de )a consistencia del hormig6n tamiento de solidificación y endureciautocompactante 21 Zaha Hadid (con MayerlBahrle), centro científico miento del hormigón. Siempre que no se Phaeno, Wolfsburgo, Alemania, 2005. Elemento utilice un retardante, el hormigón empieza de hormigón in situ construido con hormigón a solidificarse pasadas unas dos a dos autocompactante horas y media. La solidificación no es un proceso inmediato, pero se manifiesta al cabo de una a una y media horas, cuando el hormigón fresco empieza a endurecerse de forma perceptible. La solidificación indica la transición del estado plástico del hormigón fresco al estado elástico quebradizo del hormigón endurecido. Durante esta transición, la hidratación del c emento - es decir, su reacción con el agua del hormigón para formar el cemento hidratado- tiene lugar en su máxima intensidad. El cemento hidratado consume y absorbe la mayor parte del agua presente en la microestructura del hormigón, y el agua libre se ve forzada 21 ......_

23


El hormigón como material

a penetrar en los espacios porosos creados por la recristalización del cemento hidratado. A medida que la cristalización evoluciona, el consumo de agua va aumentando y el tamaño de los poros se va reduciendo. Una vez que las partículas independientes del cemento se fusionan con los cristales en crecimiento y pierden su libertad de movimiento, el hormigón se solidifica y empieza a endurecerse. El endurecimiento se define como el desarrollo de la resistencia del hormigón ya solidificado. El curso del proceso d e endurecimiento, y el consig uiente desarrollo de la resistencia, depende de varios factores, entre los que se encuentra el tipo de cemento y la relación agua! cemento. A una temperatura media, los tipos de hormigón que habitualmente se utilizan para la construcción desarrollan un 30-70 % de la resistencia prevista durante el tiempo transcurrido entre la colocación del hormigón y el desmontaje del encofrado, pasados entre 1 a 3 días. La resistenc ia a compresión es la propiedad mecánica más importante del hormigón endurecido. El ingeniero de estructuras calcula los elementos de hormigón a partir de la denominada resistencia característica. es decir. la resistencia a comp resión que asume un modelo teórico de cálculo. Esta resistencia hipotética sólo es válida si el hormigón del elemento alcanza o excede la resistencia a compresión teórica con suficientes garantías. Por tanto, todos los sistemas de cálculo incorporan varios coefi cientes de seguridad para compensar las posibles tolerancias que resulten de las

24

hipótesis en cuanto a las cargas efectivas, la definición del sistema estructural y las alteraciones de los materiales, derivados todos ellos de posibles imprecisiones en la mezcla d el hormigón, en la elaboración O en las operaciones de hormigonado en obra. Para garantizar que las alteraciones reales del material no excedan los coeficientes de seguridad utilizados en el cálculo, es necesario un posterior sistema de coeficientes de seguridad exclusivamente para la p lanificación y !a comprobación de la resistencia a la compresión. Como dicha comprobación sólo puede realizarse de una forma suficientemente precisa mediante un ensayo que destruye el elemento, no hay manera de analizar la resistencia a compres ión directamente sobre el elemento construido. Por esta razón. los ensayos se llevan a cabo sobre probetas cúbicas que se construyen durante la elaboración y la colocación del hormigón de un elemento. Se almacenan en condiciones estándar, por ejemplo, a unos 20 oC, y se evalúan al cabo de 28 días (figs. 22a y 22b). Los resu ltados de esta prueba serán representativos para todo elemento de hormigón. Para conseguir unos valores de resistencia a compresión significativos y unificados es necesario establecer unos protocolos de almacenamiento y ensayo estándar. Las condiciones c limáticas

22 Ensayo de resistencia a la compresión a al inicio de la carga b rotura del cubo


Propiedades del hormigón Hormigón endurecido

estándar para el almacenaje que precede a la evaluación son muy propicias para el proceso de endurecimiento del hormigón. De las pruebas de resistencia a compresión en cubos se deduce la resistencia potencial a compresión, es decir, la resistencia a la compresión que ha alcanzado el hormigón pasados 28 dias en dichas cond iciones, propicias para su endurecimiento. Pero como las condiciones de endurecimiento que actúan sobre la propia construcción no suelen ser tan favorables como las estándar, la resistencia resultante calcu lada en el laboratorio sobre los 28 días suele ser bastante superior a la del elemento real para e[ mismo período. En el caso de condiciones de endurecimiento especialmente adversas, por ejemplo, en invierno, el hormigón de la construcción real puede tardar bastante más de 28 di as en adquirir la resistencia a compresión cuantificada en laboratorio. Sin embargo, en condiciones de endurecimiento adversas --como, por ejemplo, en periodos fños- el desarrollo de la resistencia del elemento sólo se ralentiza, no se detiene oor completo a largo plazo. Si el hormigón sigue desarrollando su resistencia hasta su límite mecánico, con toda probabilidad alcanzará - yen muchos casos 1lCluso superará claramente- la resistenCia a la compresión calcu lada en el laboratorio transcurridos los 28 días.

El margen de seguridad efectivo entre la resistencia a compresión asumida en el cálculo y la resistencia a compresión de los ensayos se deduce de las tolerancias admisibles. Los valores superiores de resistencia a compresión que se obtienen en los cálculos, incluyendo todos los coeficientes de seguridad para las hipótesis de carga, el modelado y las alteraciones de los materiales, constituyen al mismo tiempo los umbrales estadísticos más bajos para los valores establecidos en [os ensayos prácticos con hormigón tomado de la construcción real. Esto sig nifica que, estadísticamente, puede descartarse la probabilidad de que un elemento falle a causa de una resistencia insuficiente del hormigón (con unos márgenes de seguridad correctos). El desarrollo más o menos lento de la resistencia del hormigón en las primeras etapas sólo tiene interés desde el punto de vista de las operaciones en obra. La lentitud puede conllevar un tiempo más dilatado antes del desencofrado, periodos de curado también más largos o apuntalamientos más prolongados de losas y vigas, pero no significa que el hormigón en sí sea de una calidad inferior. El sistema de coeficientes de seguridad para prever y comprobar la resistencia a la compreSión del hormigón está tipificado por las normas de construcción de todos los países. En dichas normas, un sistema

de clases de resistencia a compresión permite una comunicación clara entre el equipo de cálculo, el suministrador del hormigón (en obras con hormigón preparado) y el contratista responsable de la puesta en obra . En las normas centroeuropeas vigentes, las clases de resistencia a compresión están indicadas por un código con la letra e (concrete: hormigón en inglés) y dos cifras (por ejemplo, e 25/30). La designación a través de estos dos valores se explica por las diferentes geometrías utilizadas para realizar las muestras de ensayo. En algunos países, el ensayo de resistencia a compresión se lleva a cabo con probetas cilíndricas en lugar de cubos, de las que resultan valores de resisten cia menores que los que se obtienen con cubos hechos exactamente con el mismo hormigón. Por esta razón, estas dos cifras fueron necesarias al reeditar las normas nacionales para un uso de ámbito europeo.

Clases de resistencia a la compresión para hormigón de peso normal y hormigón pesado C.ases de resistencia la compresión

ftrl<.cl. lN1mm2] I

fcl<.<",IN/mrrrj 2

10 15 20 25

':-555 ::51>'60

6 12 16 20 25 30 35 40 45

55

50

60

67 75

':5. O

:;'2115 :'&",10 C2G'25

-::5.-W

':3G'37 '::35:45 ':;..!',}r""oa

~»"67

55

CBX75

60

C70tBS

70 60 90 100

Cln95 -:9OI105 ~

CllXV115 3

TipO de hormigón

30

37 45

Peso normal

50

65

95 105 115

Alta resistencia

resistencia característica de los cilindros, 150 mm de diámetro x 300 mm de largo, transcurridos 28 dras, almacenados según la norma DIN EN 12.390-2. f. = resistencia caracteristica de los cubos, 150 x 150 x 150 mm, transcurridos 28 dias. almacenados se.. => gun la norma DIN EN 12.390-2. Requiere la aprob ación de la administración competente en materia de edificación o la aprobación de cada proyecto.

' .;. el

""

25


Hormigón traslúcido

Andreas Bittis

Hasta ahora, Superman era el único ser que pOdía ver a través de las paredes. Sus ojos disponían de unos rayos X especiales con dos interesantes propiedades: en primer lugar, podían convertir todo muro macizo en una especie de reveladora pantalla de rayos X; en segundo lugar, podían fundir los metales más duros o soldar los materiales más diversos. Casi setenta años después de la aparición de los primeros cómics de este superhéroe, el Fraunhofer Institute declaró a la fotónica como una de las innovaciones más punteras del siglo XXI. Al mismo tiempo, arquitectos e investigadores llamaban la atención con proyectos y prototipos que permitían que los muros macizos fueran permeables a la luz. Unos de los primeros arquitectos en utilizar estas nuevas tecnologías lue Toyo Ito, quien desarrolló las fachadas de sus edificios como "pantallas permeables~ que podían reflejar el exterior en el interior y viceversa. El objetivo no era romper con la fachada a la manera de Mies van der Rohe, sino crear una envolvente en continua transformación. Este juego entre lo ligero y lo pesado, la luz y la oscuridad, la profundidad y lo superficial, está especialmente logrado en el Centro de Artes

2

26

Escénicas abierto recientemente en la ciudad japonesa de Matsumoto (fi9S. 2 y 3). En este proyecto, la fachada se diseñó como un muro cortina autoportante elaborado con elementos de hormigón prefabricado con inclusiones traslúcidas. A pesar de su aspecto macizo, en realidad se trata de una estructura metálica revestida en ambas caras con paneles de hormigón de 25 mm de grosor. Durante el montaje, se realizaron unos recortes idénticos en ambas superficies con elementos cilíndricos de policarbonato hechos a med ida. Como resultado, los visitantes de la sala de conciertos ya no identifican al muro de hormigón como material frio. De hecho, parece que los asistentes a los conciertos sienten la necesidad de comprender -en el sentido más literal de la palabra- esta disolución de la materialidad. Las incontables huellas dactilares lo demuestran: el hormigón ha perdido su crudeza e "intocabiljdad~. Otro arquitecto japonés, Jun AOki, juega con el hormigón de una forma parecida en uno de sus proyectos. Si en la primera tienda insignia para Louis Vuitton, Aoki ya utilizó telas metálicas para lograr un inconfundible efecto de transparencia, para su segundo proyecto en Tokio, Aoki


Tipos especiales de hormigón Hormigón traslúcido

Jun Aoki. tienda pan. Louis Vuitton, Tokio, Japón, 2004 2.3 Toyo Ito, Centro de Artes Escénicas, Matsumoto, Japón, 2004

3

L ........


El hormigón como material

consigue crear un edificio muy especial:

un cubo de hormigón de cuatro plantas de altura que durante el día llama la atención por sus excelentes detalles y la colo-

construir edificios donde el hormigón se entienda como un material compu esto, listo para mezclar y experimentar con otros materiales. Los romanos lo utiliza-

cación aleatoria de sus huecos, y por la noche se transforma en un impresionante juego de luces, gracias a piezas de mármol incrustadas en los paneles de hormi-

ban desde mucho antes de que el hormigón moderno se d escubriera como una

el hormigón no pueda o no deba estar cubierto por otro material [ ... ], siempre se presta a la crítica, al rechazo, al vandalismo [ .. .]. El consumidor compra el'produeto [ ... ], no por sus cua lidades estéticas, sino por la falta de alternativas [ ... ].

pantalla de proyección para la luz y las

Por tanto [ ... ], una vez más, debem os ini-

sombras , además de un material cons-

ciar la búsqueda de las formas de los

gón de la fachada , que durante el dia

tructivo de aplicación universal. El hor-

elementos, las superficies y el color de

añaden textura a la superficie y por la

noche se desdoblan para formar una

migón no fue redescubierto hasta el siglo XIX, e inmediatamente quedó redu-

alfombra tridimensional de Sierpinski

cido a aplicaciones de tipo tecnológico

(fig.1) ' Lo que sorprende de este tipo de proyec-

en términos de "más alto, más resisten te,

las cualidades te cnológicas deberia ser

más lejos". El ingeniero alemán Werner Sobek lo describe así: "Dondequiera que

seguido ahora por años de progresos en las cualidades estéticas".

tos es que se haya tardado tanto en

4

28

los materiales que realme nte sean adecuados para este fantástico material constructivo. Un siglo de progresos en


Tipos especiales de hormigón Hormigón traslúcido

En los últimos años se han dado los primeros pasos en esta dirección, con numerosos experimentos y desarrollos de prototipos. Sin embargo, todas estas nvestigaciones todavía están esperando una aplicación a una escala más amplia, y no será porque la mayoría de los d etalles técnicos no estén al alcance de la mano. Investigaciones Tomando como referencia el conoc ido terrazo, Jerry Milton Tjon -Tam~Sin, que trabaja en Holanda, bautizó a su material -una mezcla de cemento y vidrio- como Verrazzo (fig. 5). Utilizando un cemento con un bajo contenido alcalino y unas propiedades minuciosamente controladas, se ha pOdido garantizar una extraordinaria adherencia entre las dos materias primas. Según la información del fabric ante, el Verrazzo puede utilizarse en aplicaciones estructurales, ya que el material alcanza unas resistencias similares al hormigón de alta resistencia y, por c onsiguiente, son factibles elementos de tan sólo 3 mm de espesor. La resistencia a las heladas y su comportamiento ante el fuego son parecidos a los del hormigón de peso normal. El Verrazzo puede utilizarse como hormigón in situ -con una armadura de acero convencional- y también en elementos de hormigón prefabricado, aunque en este momento no existen ejemplos de esta aplicación . .

Christian Meyer, de Columbia University, en Nueva York, sigue un camino similar. En su intento por sustituir las materias primas del hormigón por materiales reciclados, consiguió suplir la grava y la arena con vidrio reciclado machacado. Para evitar cualquier reacción entre el vidrio y los elementos alcalinos del cemento, una parte del cemento se sustituyó por metacaolín, que rebaja su contenido alcalino (fig. 6).

Mientras tanto, se han fabricado y comercializado baldosas traslúcidas con este material reciclado.' El arquitecto puede elegir entre muchos tamaños cuadrados (de 12, 18, 24, 30 Y 36 cm de lado). diferentes espesores (20-27,5 mm) y 36 colores. En el curso de investigaciones poste-riores, Meyer descubrió que algunos tipos de sedimentos dragados de los canales de navegación del puerto de Nueva York absorbían los elementos alcalinos mucho mejor que el metacaolín que había estado utilizando hasta el momento. Esperaremos con entusiasmo un nuevo capítulo de esta historia sobre el "ecohormigón n

Abhinand Lath, investigador indio establecido en Oetroi1, ha desarrollado una baldosa que contiene fibras de Vidrio que reaccionan autónomamente al cambio de intensidad lumínica y a las sombras,3 sin necesidad de albergar una fuente de luz. Actualmente están disponíbles dos tipos de estas baldosas: una variante aglomerada con cemento (terrazo) y una a base de un polímero acrílico (Scintilla) . Ambos se comercializan en diferentes espesores (1,25 Y 2,5 cm) y dimensiones aproximadas de 10 x 10, 20,5 x 10, 15 x 15, 30,5 x 15, 30,5 x 30,5 cm. Ya se han realizado los primeros proyectos, desde mobiliario a pavimentos con mosaicos. Hormigón traslúcido Will Wittig, de University of Detroit Merey, se interesó en el tema de si el hormigón como material construc;;tivo macizo también podía ser utilizado de forma traslúcida , como el alabastro o el mármol de Carrara, pero sin el elevado coste de estos dos últimos. Partiendo de esta idea, mezcló silicato, cemento portland blanco y fibras de vidrio cortas para formar una mezcla pastosa. El resultado era una baldosa de hormigón sumamente delgada (sólo 1 mm) que, aunque era permeable

a la luz, no podía resistir ni la lluvia ni el viento, de forma que Wittig empezó a buscar un material de soporte adecuado, que resultó ser la lámina de policarbonato común y corriente. Wittig ha preparado e Investigado muchos prototipos, pero ninguno ha sido utilizado en aplicaciones prácticas. En 2001, el estadounidense Bill Price anunció que había desarrollado un tipo de "hormigón traslúcido". Por aquel entonces acababa de dejar de trabajar para OMA y estaba buscando fabricantes con los que pudiera poner en práctica su idea. Su actividad ha sido precedida por la investigación y los ensayos para la Casa da Música en Oporto. En las pruebas había sustituido los áridos convencionales por fragmentos de plástico o vidrio; en lugar de cemento había utilizado aglomerantes orgánicos permeables a la luz, y en lugar de barras de acero convencionales empleó barras de policarbonato traslúcido, Resu ltó ser un proceso muy lento porque todos los parámetros debían coordinarse entre sí; ello explica por qué Price no ha revelado todavía ningún dato técnico sobre su material. Su capilla Pixel - un pequeño edificio todavía sin construir, donde puede apreciarse la belleza de sus muros traslúc idos en maquetas y simula-

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5 6

E. Giovannione, G. Hitdén , Á. Losonczi, A. Lucca, losas de hormigón ligero y permeable (conc urso). Slureplan. Estocolmo, 2002 Jerry Mitlon Tjon-Tam-Sin, desarrollo del pavimen· to de Verazzo Christian Meyer, desarrollo de las baldosas Terra Paving con árido de vidrio reciclado

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El hormigón como material constructivo

ciones por ordenador- se intentará construir con unos paneles de 1,5 x 1,5 m, los llamados paneles Pixel. La permeabilidad a la luz se conSigue mediante barras de policarbonato traslúcido de diferentes tamaños y longitudes. El arquitecto húngaro Áron Losonczi ha desarrollado otro método para la elaboración de hormigón trasJÚcido. 4 LlTraCono (Light Transmitting Concrete: hormigón trasmisor de luz) es un material de hormigón con propiedades lumínicas (Iig. 4). En dicho material , el hormigón se mezcla con fibra óptica --como la que se utiliza para la endoscopia o las telecomunicaciones- y, como resultado, transmite la luz de una cara a otra de un muro de hormigón prácticamente sin pérdidas (Iig. 7). El hormigón parece estar iluminado desde dentro, y las sombras y las siluetas se reflejan en la cara no iluminada con bastante nitidez (Iig. g). Las pruebas han demostrado que la transmisión de la luz se reducirá alrededor de un 10 % en 20 años, lo que significa que con las fibras utilizadas la luz incidente todavía atravesará el muro al menos en un 60 %. Las fibras transmiten la luz hasta una diS-

tancia de 20 m sin pérdidas de intensidad significativas, con lo cual se abren

7 _ _ __

30

...

nuevas posibilidades para la sustitución de la luz diurna o artificial en espacios como garajes subterráneos y estaciones de metro. Con este sistema incluso se transmiten los colores. La proporción de fibra óptica de este material es de sólo un 5 % de su volumen total. Por lo tanto, en términos tecnológicos, se trata de un hormigón con las propiedades técnicas habituales, ratilicadas por los ensayos de resistencia. Con la mezcla de hormigón correspondiente, incluso se ha alcanzado la clase de resistencia a la compresión C 50160. Las fibras, que pueden tener diámetros comprendidos entre 2 ~m y 2 mm, según se requiera, están totalmente embebidas en la matriz de hormigón y ligadas estructuralmente con ella por completo. Debido a la fragilidad de la fibra óptica, los elementos se fabrican por separado como módulos de hormigón prefabricado y después se entregan en la obra. Además del tamaño de los elementos (Iig. 8), el arquitecto puede determinar la disposición de las libras (aleatoriamente, siguiendo una trama determinada o con la forma de un logotipo) . En Hungría ya se han realizado los primeros proyectos, por ejemplo, un elemento de protección solar de 400 x 800 mm para una vivienda

particUlar cerca de BUdapest, o el monumento oficial para conmemorar la entrada de Hungrla en la Unión Europea, q~e es de un tamaño mucho mayor: un pilar triangular de 4 m de altura cubierto y retroiluminado (Iig. 10). Perspectivas

Todas las investigaciones, prototipos y productos indican el principio de una evolución que tiene como Objetivo que el hormigón se convierta en un material "inteligente". Por ejemplo, Kennedy & Violich, arquitectos afincados en Bastan, utilizan hormigón con diodos controlados por sensores para iluminar vías peatonales en la oscuridad. Su "hormigón inteligente" está todavía en vías de experimentación. En una situación parecida se encuentra el llamado "ladrillo inteligente", desarrollado por Chang Líu en el Centro para la Ciencia y la Tecnologla a Nanoescala de la University 01 IIlinais. Además de los sensores y la microelectrónica, este ladrillo contiene un transmisor que cuantifica la temperatura exterior, las vibraciones y el asentamiento en el interior y alrededor del edificio, y envía esta información a un centro de gestión de infraestructuras o a un sistema de emergencia. El hormigón permeable a la luz,


Tipos especiales de hormigón Hormigón traslúcido

con la fibra óptica embebida, es un comp lemento útil para este sistema. Si consideramos la cantidad de datos que actual mente ya se están transmit iendo a través de la fibra óptica, como las telecomunicaciones de banda an cha, pueden existir muchas posibilidades para los muros con aplicaciones multimedia. LEO , puertos usa y microsensores integrados en los c erramientos de hormigón traslúcidos posibilitan la transmisión de cualquier ti po de información desde el exterior al interior (por ejemplo, la humedad , la temperatura y la velocidad del viento) y viceversa (vídeos de anuncios, fotografías, col ores y texturas), y en el interior del edi ficio. Por lo tanto, este material construc¡vo responde a la estética y a la funcionalidad , permitiendo que los d iseñadores d e edificios puedan explorar nuevas vías y crea r entornos interactivos con la luz y el hormigón . El muro se convierte simultáneamente en una pantalla y en un escáner, superando las leyes de la gravedad y de la profundidad: la superficie de hormigón y el medio de proyección se convierten en uno.

10 , La alfombra de Sierpinski es un fractal ideado por el matemático Waclaw Sierpinski, que parte de un cuadrado dividido en nueve cuadrados idénticos en una trama de 3 x 3. A continuación se elimina el cuadrado centra l y se repite el mismo procedimiento para cada uno de los 8 cuadrados restantes, y así indefinidamente. 2 Terra Paving ; VWIW.wausautile.com .1 SensiTile1M: www.sensitile.com • LiTraConD; VWIW.litracon.com

7- 9 Hormigón permeable a la luz LiTraConc 10 Aran Lasonczi. muro de hormigón permeable a la luz, Eurogate , Komaróm. Hungrra. 2004


El hormigón como material

Hormigón con refu erzo t extil

Christian Schatzke Hartwig N. Schneider

Propiedades y funcionamiento El hormigón reforzado con tejidos es uno de los avances más notables de la tecnologia contemporánea del hormigón, sin obviar su repercusión en la labor de arquitectos e ingenieros . Este hormigón constituye un nuevo paso en la evolución del hormigón reforzado con fibras, pero difiere de este último en que el nuevo material no contiene fibras cortas, sino que utiliza como material de refuerzo productos textiles comerciales -tejidos y mallas- de fibra de vidrio, carbono o aramida. De este modo, el refuerzo puede orientarse exactamente tal como se requiere y, por consiguiente, permite un mejor aprovechamiento del material. Para asegurar su óptimo funcionamiento, es esencial que exista una buena adherencia entre el refuerzo textil y la matriz de cemento que lo envuelve. Por tanto, para la elaboración de este tipo de hormigón se utilizan mezclas muy fluidas y finas, de partículas de un tamaño máximo de 1 mm; la combinación de estos dos elementos determina las características principales del material. El refuerzo con tejidos evita la necesidad de prever una capa de recubrimiento gruesa para protegerlo contra la corrosión, lo que a su vez se traduce en elementos con pare-

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des de tan sólo 10-20 mm de espesor. Ademas, gracias a las propiedades de autocompactación del hormigón fino y fluido, pueden producirse superficies de hormi gón visto de calidad con unos contornos muy precisos. Las características del comportamiento energético del edificio también se benefician de la densa micro estructura de la fina mezcla de cemento. A pesar de su reduci do espesor, es posible construir elementos impermeables y también alcanzar una óptima resistencia al fuego. Los primeros ensayos frente al fuego, por ejemplo, han dado como resu ltado una resistencia F30 con un refuerzo de vidrio resistente al álcali, y F60 para un refuerzo de carbono. La posibilidad de construir elementos de poco espesor, junto con la conSiguiente reducción de peso, se encuentran entre las características más importantes de este hormigón, posibilitando formas de construcc ión ligeras con un consumo reducido de materiales. Estas propiedades hacen suponer que el uso de este tipo de hormigón se exte nderá a todos los ámbitos de la arquitectura, desde la estructura hasta la envolvente, pasando por los acabad os interiores.

Materiales Hormigón La mezcla de hormigón que se utiliz" como matriz es diferente a la del hormigón de peso normal. La diferencia más notoria es que el tamaño máximo de los aridos es más pequeño (de 1 mm aprox.). Además, pueden utilizarse microsílice, cenizas volantes y productos similares para mejorar su Irabajabilidad. Con vidrio resistente al álcali, estos elementos ejercen a largo plazo un efecto beneficioso sobre sus propiedades. Cabe destacar que el reducido tam año máximo de las partJcuJas requiere más aglomerante, lo que puede conducir a una mayor retracción proporcional y a deformaciones plásticas.' RefuelZo textil Las materias primas para el refuerzo con tejidos son fibras técnicas de alto rendimiento, de materiales como el vidrio resistente al alcali, carbono, aramida o sintéticos (polipropileno, alcohol polivinílico [PVA]. etc.) . Si se utiliza vidrio, su corrosión por alcalinidad del hormigón es determinante en la durabilidad de este material compuesto. Por esta razón se utiliza vidrio resistente al álc ali : combinado con mezclas de hormigón con un


Tipos especiales de hormigón Hormigón con refuerzo textil

bajo contenido alcalino, con lo que se consigue la suficiente durabilidad. La maleria prima suele estar constituida por filamentos con diámetros de 10-30 ~m. Cientos, y a veces miles, de estos fi la'11entos se agrupan en haces de hilo connnuo durante su fabricación. Estos hilos se utilizan para fabricar tejidos técnicos como redes, trenzados, tejidos o mallas. -os materiales textiles de refuerzo más comunes son redes multiaxiales, mallas separadoras y tubos textiles continuos. --BS redes multiaxiales están compuestas de varias capas de fibras agrupadas en ~ac es (rovings) o hilados dispuestos en diferentes direcciones (en ángulos de O', +45', _45' o 90', pero básicamente paralelos al plano del tejido) que se unen a través del entrecruzado de los hilos (fi9. 1). -'1S mallas separadoras son tejidos tridimensionales con dos capas de malla unidas por hilos perpendiculares al plano del tejido que las mantienen a una distancia determinada, que puede variar g. 2). Este tipo de tejidos se utilizan cuando se necesita una separación concreta entre las .capas de refuerzo, como, por ejemplo, en elementos planos con ... arias capas de refuerzo. _os tubos textiles continuos son tejidos tridimensiona les con una sección transersal cerrada y tubu lar. Cada hilo o úrdido discurre paralelo al eje del tubo y en ángulos de 20' a 80' (fig. 3). Estos :ubos se utilizan principalmente para reforzar elementos huecos. Fabricación --BS técnicas de fabricación utilizadas nasta hoy pueden dividirse en producción en serie (individualmente) y producción semicontinua. Para la producción en serie se utiliza fundamentalmente el moldeado, la inyección o el laminado, mien;ras que la producción semicontinua se basa en los sistemas denominados

Sheetcrete y Wellcrete, en los que las capas de hormigón y refuerzo textil se aplican sobre cintas transportadoras y se alisan con rodillos. Este sistema es ideal para elaborar productos planos de tipo laminar. El Fraunhofer Institute for Production T echnology ha desarrollado un método de producción semicontinuo (stop-go) para elaborar elementos más comp lejos de hormigón con refuerzo textil. Después de introducir el tejido en una cámara cerrada, se inyecta el hormigón, que posteriormente se extruye y se saca de la cámara a través de una cinta transportadora, para proceder a su endurecimiento en un horno. Esta tecnología todavía está en fase de experimentación. 2

Uniones entre elementos Para la unión de elementos de hormigón con refuerzo textil pueden utilizarse métodos desmontables y no desmontables. Las delgadas paredes comunes a estos elementos, permiten utilizar sistemas de fijación puntuales, como los pernos. Sin embargo, las perforaciones para fijaciones de este tipo represe ntan básicamente una alteración en la microestructura del material compuesto y, por tanto, no son sistemas ideales. Sin embargo, este método proporciona una forma rápida y sencilla de construir y desmontar componentes, en especial si tenemos en cuenta que éstos sólo pueden utilizarse en forma de elementos prefabricados. La eficacia de las fijaciones puntuales puede mejorarse considerablemente reforzando las perforaciones con anillos metálicos, que pueden ir embebidos o fijados con adhesivos. Entre los métodos de unión no desmontables se cuentan las juntas adheridas y las rejuntadas con lechada. Para unir superficies de elementos reforzados con tejidos pueden utilizarse adhesivos a base de poliuretano o de resinas epoxi. Las condiciones ambientales (polvo, temperatura, hume-

dad) pueden acarrear problernas para conseguir una junta adherida de buena calidad , lo que significa que estas uniones son difícilmente viables en las condiciones normales de construcción en obra. Además, hasta el momento no ha sido posible la unión de elementos de hormigón con refuerzo textil en el propia plano del refuerzo, de modo que la máxima resistencia a tracción que puede alcanzar en la junta está limitada por la resistencia a tracción del propio hormigón. Para las uniones con lechada, las capas de refuerzo se dejan sobresalientes en los bordes de los elementos a unir y se rejuntan con lechada; se trata de la unión más homogénea, porque la microestructura no resulta alterada como en el caso de la unión con pernos. Sin embargo, las primeras pruebas han puesto de manifiesto problemas en la manipulación de los tejidos en los pequeños espacios del rejuntado. Todavía no se disponen de datos respecto de la capacidad portante de este tipo de juntas'

Problemas técnicos La buena adherencia entre el tejido de refuerzo y el hormigón es decisiva para la eficacia de este material compuesto. Las numerosas pruebas han demostrado que hasta el momento no ha sido pOSible activar (con fines portantes) todos los filamentos hasta un punto aceptable. Básicamente se activan sólo los filamentos exteriores, es decir, los que están en contacto directo con la matriz de hormigón. Para lograr un mejor rendimiento del

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Red multiaxial, con hilos en ángulos de 0, 45 Y90".

2 Malla separadora con diferentes distancias entre las capas textiles.

3 Tubo textil continuo. 4 5

Red multiaxiaJ sin el hormigón. La mezcla de hormigón fina y fluida penetra en el

refuerzo textil. 6

Red multiaxial embebida en el hormigón.

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El hormigón como material

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refuerzo, es necesario que la mezcla fina de hormigón alcance un mayor grado de penetración entre cada una de las fibras. Para unir los filamentos en fibras y actj4 varias para fines portantes pueden utilizarse resinas sintéticas o de dispersión. Un problema importante durante la producción de elementos de hormigón es la fijación del refuerzo en el encofrado. La mayoría de los tejidos sin revesti miento son muy flexibles, lo que hace que caigan al fondo de los encofrados, floten sobre el hormigón fresco o se queden pegados a las caras del encofrado, perjudicando gravemente el acabado de

la superficie, la durabilidad y la capacidad portante de un elemento. Por otro lado, los separadores que permitan una producción económica de elementos de calidad de este tipo de hormigón todavía están en fase de experimentación. La consistencia fluida de la mezcla de hormigón fino facilita la producción de elementos con cantos vivos que, por otro lado, son extremadamente vul 4 nerables a los golpes. Por tanto, este tipo de contornos tan precisos sufren durante la construcción, con lo cual son neceS8 4 rias las correspondientes medidas de protección .

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Aplicaciones

Hoy en día, los edifícios se p'royectan teniendo muy presentes los principios de sostenibilidad. No sólo se tratan los aspectos de consumo del edificio en uso, sino también la producción y el transporte de energia necesaria, la flexibilidad de usos y, fi nalmente, el reciclado de sus componentes. En lo que se refiere a la construcción de un edificio y al transporte de sus elementos, es recomendable trabajar con materiales ligeros y formas constructivas que permitan el ahorro de materiales. Estos conceptos ofrecen grandes posibilidades para el hormigón con refuerzo textil. Los elementos de menor espesor, de sólo 10-20 mm, presentan unas ventajas considerables sobre el hormigón convencional, precisamente en aquellos edificios donde se requiere un aspecto natural del hormigón, es decir, en superficies de hormigón visto de calidad para fachadas y divisiones interiores. Las principales virtudes de este material compuesto incluyen la posi 4 bilidad de construir estructuras ligeras, la reducción del espesor de los muros exteriores, la facilidad de construcción y desmontaje, y la posibilidad de utilizar grúas y elevadores de poca potencia. Desde el punto de vista de la envolvente del edificio, pueden realizarse sistemas de fachadas con cámara ventilada, así como paneles sándwich, sean portantes o no. Además, por su reducido espesor, los elementos de hormigón con refuerzo textil también pueden utilizarse en componentes secundarios de la envolvente, como, por ejemplo, protectores solares. La reducción de peso derivada del menor espesor de los elementos también puede beneficiar a los sistemas estructurales, especialmente a aquellos en los que su capacidad de carga mejora con la deformación de la superficie por plegado o curvado. El hormigón con refuerzo textil es ideal para este tipo de


Tipos especiales de hormigón Hormigón con refuerzo textil

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.5,stemas, porque los tejidos de refuerzo, generalmente planos, pueden utilizarse .:le forma muy eficaz en estos casos. -1ablamos de estructuras plegadas o de 95rructuras laminares con curvaturas Slmples o dobles, que, gracias al diseño "' ~eligente de formas -también en lo que ss refiere a la disminución del consumo ae materiales-, conforman estructuras muy eficaces e incluso permiten realizar :ormas constructivas divididas en ele'nentos independientes, como las estruc~uras espaciales reticulares (que originariamente eran de madera). En estos ::asas, la posibilidad de prefabricación ofrece mayores ventajas sobre otros materiales como el acero o la madera. Otra pOSible aplicación estructural, hasta ahora poco investigada, son las estructuras de componentes lineales realizados con perfiles de hormigón con refuerzo ;extil. Las primeras pruebas con perfiles nuecos de este material llevadas a cabo oor el Instituto de Ingeniería Textil de la RWTH Universitilt de Aquisgrán, Alemania, y el Fraunhofer Institute, dieron como resultado unos perfiles tubulares de paredes finas (5 mm) y un acabado superficial de gran calidad. Junto al buen comportamiento ante el fuego que cabe esperar, se abre un abanico completamente nuevo de aplicaciones constructivas para el hormigón. En términos de su función global, los citados paneles sándwich son una forma hibrida que incluye el elemento de fachada y el estructural. Como parte integral del muro, pueden cumplir todos los requisitos del comportamiento energético del edificio -a pesar de su única capay al mismo tiempo ejercer una función portante, lo cual los convierte en especialmente adecuados para la construcción de viviendas de bajo coste y edificios industriales. Además de la industria de la construcción, los fabricantes de productos bási-

cos también están encontrando aplicaciones para este tipo de hormigón. Actualmente, el diseño de mobiliario está disfrutando de un nuevo impulso gracias a este material; de nuevo, el peso reducido y el buen acabado superficial del hormigón fino y fluido ofrecen muchas ventajas. Otros campos de aplicación para el hormigón con refuerzo textil son los encofrados integrales y los conductos para instalaciones. Fachada ventilada de hormigón con refuerzo textil

En la ampliaCión del laboratorio de ensayos de la RWTH Universitat de Aquisgrán se utilizaron elementos de hormigón con refuerzo textil para realizar una fachada con cámara ventilada res istente a la intemperie. Estos elementos -paneles planos de sólo 25 mm de espesor, con superficie de hormigón visto y unas dimensiones totales de 268,5 x 34 cmse utilizaron para revestir las fachadas longitudinales del edificio con una superficie total de 240 m' (fig. 10). Su reducido peso, de 57,5 kg/m', posibilitó la utilización de una subestructura convencional de perfiles de aluminio y ganchos con cuatro fijaciones por panel (fig. 7). En la parte posterior de cada panel, los ganchos cuentan con fi jaciones ocultas y anclajes entallados. Los paneles están fabricados con una mezcla fina de hormigón de alta resistencia y armados con una malla de fibra de vidrio resistente al álcali, colocada en dos capas próximas a la superficie. Las dimensiones y la resistencia a tracción del hormigón permiten que los paneles no se agrieten en el estado límite de deformación. Este proyecto permitió que se adqUiriera experiencia en el tratamiento arquitectónico y de ingeniería de este nuevo material. Para enfatizar el carácter epidérmico del muro cortina y el reducido espesor de los paneles, éstos se separaron con juntas

Paneles de fachada de hormigón con refuerzo textil sobre un encofrado de soporte de aluminio y ganchos de retención 8, 9 Detalle de la esquina: encuentro entre la fachada de acero '1 vidrio y la de paneles de hormigón con refuerzo textil y cámara ventilada 10 Weiss + Schatzke, vista parCial de la fachada de paneles de hormigón con refuerzo texti l y cámara ventilada, laboratorio de ensayos de la RwrH Universitat, Aquisgran Arquitectos: Weiss + SChatzke, Aquisgrán 11 Estructura de cubierta de placa plegada de hormigón con refuerzo textil 12 Bóvedas de hormigón con refuerzo textil

de 15 mm. En las esquinas del edificio, el revestimiento de chapa de aluminio se ha rebajado para que puedan apreciarse los bordes de los paneles de hormigón (fi9S. 8 y 9), creando a la vez un encuentro elegante con la fachada de vidrio. Posteriormente, se incorporará sobre las ventanas un elemento fijo de protección solar, con una serie de lamas ligeras horizontales de hormigón con refuerzo textil que romperá con la imagen de fachada plana. Estructuras portantes laminares de cubierta El reducido espesor de los elementos de hormigón con refuerzo textil y la naturaleza generalmente plana del refuerzo los hace especialmente adecuados para realizar estructuras donde la deformación de la superficie permite adquirir una buena capacidad de carga. En efecto, el comportamiento portante puede mejorar a través de formas plegadas, curvas, onduladas o en arco. La dispOSición plana de la zona de tracción permite desarrollar formas materiales ideales, lo que constituye una clara diferencia respecto al hormigón armado convencional. Las pruebas iniciales y los cálculos estructurales correspondientes dieron lugar a formas estructurales diversas para luces pequeñas y medias basadas en geometrias planas. Vigas de placas plegadas

Incluso con hormigón armado convencional, esta sencilla viga es una de las formas constructivas más económicas. La combinación de una viga con un panel de cubierta nos conduce a numerosas aplicaciones potenCiales: parece que el montaje de los paneles rectangulares posibilitan que la producción a gran escala sea una propuesta realista, Los cálculos preliminares para un material de hormigón con refuerzo textil de un espesor de sólo 25 mm, dan como resultado una luz y un espesor estructurales (verti-

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cal) de 9 m y 35 cm, respectivamente . Para poder absorber los esfuerzos de tracción, se incorporó un triple refuerzo de carbono con una sección transversal de 113 mm' /m. Las juntas longitudinales entre los elementos se producen en las crestas del doblado y, por tanto, sólo están sometidas a las cargas menores del agua. Las juntas de mortero por solapado simple son un tipo de unión que permite la colocación de elementos con diferentes ángulos de inclinación. Con un peso propio de 58 kg/m' , constituye un sistema de cubierta ligero y eficaz para naves de luces medias (fig. 11).

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Abovedados El efecto "cáscara" de las estructuras de hormigón de poco espesor es idóneo para las bóvedas (fig. 12). El principio portante representa una alternativa a la actuación como viga simple de la placa plegada de hormigón. La cáscara es tan rígida en paralelo como en perpendicular a las líneas rectas que se generan, por tanto, la bóveda de hormigón con refuerzo textil -con un espesor de 25 mmes muy ligera. Las luces potenciales de hasta 8 m, con un espesor estructural (vertical) de unos 50 cm, dan lugar a interesantes aplicaciones para naves de

luces pequeñas y medias: Los esfuerzos a compresión siguen la superficie curva de la cáscara, y las fuerzas de tracción recaen sobre el borde inferior del elemento y son absorbidas por una doble capa de refuerzo de fibra de carbono. En el caso de las naves, pueden incorporarse canalones de desagüe a lo largo de las uniones longitudinales entre elementos, Arcos de estructura reticular romboidal con elementos de hormigón con refuerzo textil Las estru cturas reticu lares compuestas por elementos lineales son otra de las aplicaciones reales para el hormigón con refuerzo textil (figs. 13 y 14). A diferencia de los componentes laminares, la geometría de la sección transversal de la mayoría de los elementos lineales no permite la óptima colocación del refuerzo. Las estructuras a compresión, como las celosías, son una buena alternativa. El uso de estructuras reticulares romboidales para crear arcos es un principio que se ha ven ido utilizando en la construcción de naves durante los últimos cien años, La eficacia de estos sistemas se debe, por un lado, al hecho de que puede crearse toda la estructura a través de la unión de diferentes elementos'de pequeño tamaño y poco espesor, y, por otro, a que la forma en diagonal proporciona por si misma la estabilidad en la dirección longitudinal de la construcc ión, sin necesidad de medidas adicionales. Uno de los inconvenientes, por su complejidad , son los nudos; en el sistema Zollinger, tres elementos lineales se unen en un punto, y en el resto de las estructuras reticulares romboidales los elementos son cuatro, La unión de estos nudos es cara y lenta, de ahí la escasa popularidad de este tipo de estructuras. El hormigón con refuerzo textil ofrece otras posibilidades respecto a la prefabricae ión y a las uniones, que pueden ser


Tipos especiales de hormigón Hormigón con refuerzo textil

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atornillad as o encoladas, y pueden conducir, por tanto, a la elección del hormigón para realizar estructuras reticulares delicadas. Estas estructuras romboidales pueden prefabricarse en forma de elementos ligeros y de poco espesor; de este modo, el número de elementos a unir puede reducirse a dos (fig. 15). Además. estos elementos de paredes finas (25 mm) también permiten uniones simp les atornilladas en los nudos. Mediante este sencillo sistema pueden construirse arcos pequeños con luces de 8 a 15 m. Los elementos sumamente delgados de hormigón con refuerzo textil ofrecen una imagen d elicada y un cuidado en los detalles que no tiene nada que ver con la del hormigón en el pasado. La mezcla fluida y fina del hormigón permite la formación de salientes y rebajes que alojan los anclajes, con un resultado de uniones más elegantes. El primer prototipo de este tipo d e arcos construido con elementos reticulares romboidales se ha llevado a cabo en la RWTH Universitiit de Aqu isgrán, en el marco de un proyecto especial de investigación. Cada elemento está reforzado con dos capas de malla de fibra de carbono; para fijar el refuerzo y limitar la tolerancia de la unión en los vértices de los elementos, se han utilizado manguitos de acero inoxidable. La forma en arco de la estructura poligonal se produce gracias a un biselado de 5° en los lados más estrechos, además de los elementos romboidales.

Elementos íntegrales El hormigón con refuerzo textil parece que también permite otras aplicaciones, como, por ejemplo, las estructuras de cubierta y los forjados en el terreno de las viviendas. Este tipo de usos permite que las luces inferiores a 3-5 m se cubran con elementos de geometrías ortogonales sencillas. La tecnologia de paneles sándwic h parece ser la opción adecuada para

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lograr la transferencia de esfuerzos y, a su vez, satisfacer unas óptimas exigencias de rendimiento energético del edificio (especialmente en lo que se refiere al aislamiento térmico). La fabricación de elementos sándwich de menor grosor, con dos caras de hormigón con refuerzo textil (acabado de calidad) y un núcleo de material aislante (espuma de pOliuretano expandido) incrementa la rigidez total del elemento, hecho que permite la utilización de estos paneles en elementos portantes como muros, forjados y cubiertas de edificios de una y dos plantas, De todos modos, todavía deben realizarse más investigaciones sobre las propiedades del comportamiento energético de un edificio, tales como el aislamiento térmico, el control de la humedad, la dispersión del vapor y el comportamiento ante el fuego, Una vivienda basada en este sistema es el objeto de un proyecto de investigación actual en el que todavía es posible la plena funcionalidad del comportamiento energético del edificio con elementos de sección reducida y superficies de hormigón visto de calidad . Se prevé una construcción extremadamente sencilla de los elementos de cerramiento y de c ubierta que consiste en dos caras de 15 mm de hormigón con refuerzo textil en el interior y el exterior, más un núcleo de aislamiento de espuma expandida. Debido a la gran resistencia a la compresión del hormigón, la cara interior del elemento sándwich soporta las cargas verticales. Las mayores cargas sobre los elementos de forjado hacen necesaria la disposición de almas entre ambas caras. Ya se han realizado prototipos de elementos de forjado del tipo viga en caja hueca, Aparte del incremento de la ca pacidad portante, un punto central en las investigaciones en curso es el desarrollo de las uniones entre dichos elementos sándwich.

18 Notas: Hegger, Josef, el al., "Fassaden aus textilbewehrtem Beton", en Beton und Fertigteil Jahrbuch. 2005, vol. 53. págs. 76-82. 2 Hegger, Josef, et al.• "Neue 8auteile sus texlilbewehrtem Beton~ , en Beton und Stahlbetonbau, 6, 2004, págs. 68-71. 3 Sedlacek, Gerhard , et al., "Fügen van Bauteilen aus texUlbewehrtem Beton", en Bauingenieur, 12, 2004, págs. 569-575. ¡

13,14 Catedra de Construcción 11, RWfH Universita.l, Aquisgran . Arco reticular romboidal de hormigón con refuerzo texti l; montaje temporal de demostración, Aquisgrán, febrero de 2005 15 Uniones de fachada integrales entre elementos de hOl"migón con refuerzo textil. perspectiva isométrica 16 Sistema de construcción con elementos de hormigón con reiuerzo textil, perspectiva isométrica esquematica 17 Esquema constructivo de un elemento para cerramientos 18 Prototipo de elemento para forjadoS de tipO viga en caja hueca


El hormigón como material

Hormigón ligero de partículas de madera Propiedades y aplicaciones potenciales

Roland Krippner

1 Elaboración de un modelo funcional con refuerzo textil de fibra de vidrio 2 Valores medios de la capacidad caJori fica especifica y de conductividad térmica del hormigón ligero de partículas de madera 3 Comparativa de la absorción de humedad del contrachapado (azul y rojo) y el hormigón ligero de partículas de madera "ligero· (naranja y verde)

Las propiedades especificas de la madera lo convierten un material idóneo para muchas aplicaciones en el campo de la construcción. Además de sus conocidos usos en arquitectura e ingeniería, este material reciclable también puede utilizarse en forma de virutas - por ejemplo, combinado con aglomerantes hIdráulicos o minerales- para productos constructivos de calidad. Esta tecnologia permite un uso ecológico y razonablemente económico de los materiales de deshecho de la industria maderera, y también cumplir con los requisitos de reciclaje de un edificio sin afectar de forma negativa al planteamiento económico global.

¿ Qué es el hormigón ligero de particulas de madera? El hormigón ligero de partículas de madera es un material compuesto elaborado

con cemento, virutas de madera, agua y aditivos. Según la mezcla de cada uno de

estos ingredientes, pueden conseguirse densidades de entre 400 y 1.700 kg/m', por tanto, se incluye dentro de la categoría del hormigón ligero especificada en la norma DIN EN 206-1. No obstante, esta norma no contempla áridos orgánicos, sino sólo los de origen pétreo: por consiguiente, este material no está tipificado en la norma y tampoco existe otra que contemple el uso de residuos de madera como árido para el hormigón, en lugar de la arena y la grava. En general, todos los proyectos que incluyan este material requerirán autorización por parte de la administración competente en materia de construcción. Los porcentajes en peso de los componentes que contiene el hormigón ligero de partículas de madera son, aproXimadamente, < de un 25 % de virutas de madera o serrin comprimidos. < 65 % de aglomerante hidráulico, agua Y, si es necesario, otros aditivos. La industria maderera produce grandes cantidades

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de astillas, virutas y serrín, residuos que pueden resultar muy útiles si se mezclan

rar una relación de las ventajas de esta combinación de materiales:

con cemento yagua. Las demandas para

la reutil ización de residuos son un factor importante para promover la construcción sostenible sin agotamiento de recursos. Historia del material

La combinación de materiales constructivos inorgánicos con residuos de la industria maderera no es un invento nuevo, sino que se remonta a principios del siglo xx. Denominaciones como piedra de madera, hormigón de madera y hormigón de virutas de madera designan una serie de tipos de hormigón que, en un principio, fueron utilizados para pavimentos y revocos. La piedra de madera está considerada como un material agradable y cálido, y hasta la década de 1950 fue ampliamente utilizada en la construcción de viviendas en Europa , así como en muchos proyectos relevantes del movimiento moderno, por ejemplo, el edificio de la Bauhaus en Dessau, la Weissenhofsiedlung de Stuttgart y la fábrica Van Nelle en Róterdam.' La concesión de patentes para el desarrollo de sistemas especializados que se inició a principios de la década de 1930, preparó el terreno para la elaboración del "hormigón con virutas de madera". La carencia de materias primas tras la II Guerra Mundial dio lugar a experimentos con productos aglomerados con cemento basados en la madera, y a finales de la década de 1960 esta primera incursión se retomó con fuerza en la antigua República Democrática Alemana. Para simplificar su manipulación, el hormigón de partículas de madera se procesaba en paneles y bloques de pequeño formato para muros (de carga) exteriores e interiores de pequeñas viviendas y edificios agrícolas. 2 Teniendo en cuenta los diferentes productos y experimentos, se puede elabo-

buenas propiedades de aislamiento térmico y elevada elasticidad, resistencia a la abrasión, buena capacidad de absorción, temperatura superfiCial agradable. Los inconvenientes son su alto grado de contracc ión y dilatación por expansión y, en la piedra de madera, la tendencia a agrietarse - dependiendo del proceso de mineralización-, además de los posibles problemas de corrosión de las armaduras metálicas embebidas. En los últimos años se ha retomado la idea de unificar los conceptos de economia de recursos (arena y grava) y disminución del peso (en el montaje de muros y forjados), idea que se ha desarrollado aún más con las posibilidades de la tecnología actual. Aunque los elementos basados en la mezcla de cemento, madera yagua se utilizan hoy esencialmente sólo como tableros de partículas prensadas aglomeradas con cemento o como tableros ligeros de lana de madera con funciones de aislamiento térmico y no portantes, las investigaciones en curso de esta combinación de materiales presentan unas posibilidades prometedoras en el campo de la construcción industrial en general. Además, el hormigón con virutas de madera, o más bien de partículas ligeras de madera, con sus ingredientes naturales y su ciclo de reciclaje "completo", está adquiriendo una importancia creciente en la revalorización de los flujos energéticos y de los materiales" Hormigón ligero de partículas de madera como material para muros exteriores La Technische Universitat de Múnich ha estado llevando a cabo investigaciones sobre los usos potenciales del hormigón


Tipos especiales de hormigón Hormigón ligero de partículas de madera

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como material para elementos térmica-

reduc ir su peso y optimizar las áreas

mico (según la Ley Alemana sobre el Aislamiento Térmico de 1995), y que en algunos casos las necesidades de

mente pasivos y activos, y combinado

transversales, los maHazos y barras con separa.dores no son adecuadas para el

energía térmica pueden reducirse en un 15-20 %. Sin embargo, el sistema de

ligero de partículas de madera en facha-

en este tipo de hormigón se corroan, y

das4 en tres frentes interconectados:

debido también a las exigencias para

con materiales de cambio de fase (PCM).

.este paso supuso una extensa elaboración de ensayos y experimentos, hipótesis y modelos funcionales a diferentes escalas (fig. 1).

Propiedades constructivas _a diferencia entre los productos de madera convencionales, los productos oasados en la madera y el hormigón gero de partículas de madera es la mayor densidad de este último, junto con sus riesgos de rotura frágil y unos meno' es cambios de humedad con el tiempo, hormigón ligero de partlcu las de 'Tladera se caracteriza por las propiedades de su elaboración: puede amasarse ;:acilmente de forma manual o con un equipo tradicional; también admite el aserrado. el clavado y el atornillado. Exis:en numerosas posibilidades para el acaoado de su superficie (véanse ligs. 8a-I) . Comparado con el hormigón de peso r;ormal, contiene una mayor cantidad de aglomerante y también una mayor relación de agua/cemento. Puesto que no muestra tendencia a la segregación, Duede colocarse proyectado, bombeado o vertido, según la consistencia, al igual Que los hormigones normales. _a relac ión agua/cemento (óptima entre 0,55 y 0,65, véase también pág. 22) Y la relación madera/cemento (la resistencia a compresión y a tracción aumentan con la proporción de cemento) son los factores principales que afectan a su resistencia y " abajabilidad. Mezclas con densidades > 1.300 kg/m' y contenidos de cemento > 800 kg/m' pueden proporcionar resis:encias a compresión de hasta 13 Nlmm2 y un módulo de elasticidad de hasta 5.000 N/mm' . Puesto que es probable que los elementos metálicos embebidos

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refuerzo de este tipo de hormigón. Los

muros probado hasta el momento no ha

refuerzos textiles son una alternativa eficaz y económica, como ha quedado demostrado en la intensiva labor de

alcanzado los valores de los sistemas constructivos energéticamente eficientes .

investigación con métodos actuales de refuerzo del hormigón' (véase "Hormigón con refuerzo textil", págs. 32-37). Propiedades del comportamiento energético del edificio

Como material higroscópico y permeable al vapor, el hormigón ligero de partícUlas

de madera presenta un buen comportamiento respecto al aislamiento y la inercia térmica, que, a su vez, dependen en alto grado de la densidad del material, Por tanto, la construcción con este tipo de

hormigón puede contribuir de forma eficaz a la protección contra el sobrecalentamiento en verano y al aislamiento térmico en invierno, gracias a las amplias

La capacidad calonfica del hormigón ligero de partículas de madera (0,9-1,5 JiK)

se encuentra entre los valores de la obra de fábrica con ladrillo cerámico o bloque de hormigón y la espuma artificial o un material de aislamiento con fibras naturales, La capacidad calonfica respecto al volumen (0,39-0,48/p = 1.250 kg/m' ) es de un 60-70 % de la del hormigón de

peso normal. Sin embargo, los experimentos con absorbentes macizos de hormigón ligero de partículas de madera sólo han revelado un potencial limitado. A pesar de la

elevada capacidad de acumulación térmica por volumen del hormigón ligero de partículas de madera (p = 1.250 kg/m' ),

ésta no se hizo efectiva para las condi-

dad térmica han dado unos resultados con valores de 0,15 W/mK (p = 600 kg/m' ) aO,75W/mK (p = 1.700kg/m' ) (fig. 2).

ciones limite elegidas. A la luz del problema fundamental de la energía solar - la disparidad entre disponibilidad y demanda- y el hecho de que con una gran disponibilidad de radiación solar la demanda térmica ya se reduce a través

En términos de aislamiento, estos resulta-

del incremento de la energía solar pasiva,

dos sitúan a este material dentro del

el potencial del sistema absorbente macizo sigue siendo limitado. No obstante, se disponen de buenos datos para

posibilidades de variar las proporciones

de la mezcla según las necesidades. Las investigaciones sobre la conductivi-

orden del hormigón celular y los hormigones ligeros con una microestructura sin finos. Los cálculos aproximadOS revelan el potencial de comercialización de elementos para muros exteriores con un comportamiento térmico pasivo y una composiCión multicapa (d,;; 300 mm, valores de K entre 0,45 y 0,28 W/m' K).

Los resultados de las simulaciones construidas muestran que, como mínimo, se consigue alcanzar los valores de la norma para la construcción en obra de fábrica convencional con ladrillo cerá-

posteriores investigaciones sobre las aplicaciones potenciales de este tipo de hormigón en elementos con un comportamiento térmico activo, que permita el equilibriO de la temperatura de los ele-

mentos constructivos. 6 Por medio de modificar la densidad o utilizando sistemas constructivos mUlticapa se puede conseguir un buen aislamiento acústico frente al ruido aéreo y de

impacto, La transmisión acústica a través 39


El hormigón como material

de las juntas y grietas en la envolvente del edificio puede evitarse con juntas selladas y detalles constructivos precisos. El hormigón ligero de partículas de madera es incombustible; con espesores <: 50 mm alcanza una resistencia al fuego de F90. La construcción y las propiedades del comportamiento energético del edificio demuestran que el hormigón ligero de partículas de madera puede combinarse con otros materiales convenciona les del mercado para la construcción de muros exteriores. Un cálculo aproximado y simplificado revela que este tipo de hormigón es un 30 % más caro que el de peso normal, debido principalmente al incremento del contenido de aglomerante y el bajo precio actual de los áridos normales. Sin embargo, en términos de potencial de mercado, el hormigón ligero de partículas de madera pOdría considerarse un competidor para hormigones ligeros que genera lmente emplean sustancias de alta resistencia como la arcilla expandida, entre otras. Comparadas con este grupo de materiales, presentan un ahorro económico de un 30-40 %, debido a que el contenido de madera es un producto de deshecho de bajo coste y fácil de conseguir. 7 Como otros productos basados en la madera, su fabricación, transporte y puesta en obra comporta un bajo consumo de energía primaria, puesto que la materia prima puede obtenerse en zonas próximas.' El material es fácil de transportar, derribar, desmontar y reutilizar para producir nuevos elementos de construcción. Hormigón ligero de partículas de

madera y materiales de cambio de fase Uno de los problemas de las estructuras ligeras es el efecto de rápido calentamiento y enfriamiento debido a su baja inercia térmica. Estas fluctuaciones pueden afectar seriamente al confort de los usuarios y, con el uso de sistemas adicionales de climatización o calefacción, pueden incrementar considerablemente el consumo energético. Para acumular temporalmente un exceso de energía térmica y poderla liberar posteriormente en el interior, se necesitan materiales con una gran admitancia (capacidad para reducir la temperatura). En este contexto, los materiales de cambio de fase (MCF), por su capacidad para acumular una gran cantidad de calor en un estrecho margen de temperatura, constituyen una nueva vía muy prometedora para los materiales de construcción. 10 Precisamente es esta combi nación la que posibilita el desarrollo de 40

Elemento de madera Hormigón figero de partículas de madera Acumulación térmica

fijado por sus bordes

Aislamiento térmico

ti

nuevas perspectivas para el hormigón ligero de partículas de madera. En los experimentos extensivos en torno a la combinación de este tipo de hormigón con MCF orgánicos (a base de parafina) se alcanzan densidades de 1.000 a 1.450 kg/m' (por peso: madera: 6-7 %; MCF: 11 -29 %). Como los MCF son tres veces más pesados que la madera, podían preverse variaciones en la resistencia; de hecho, las investigaciones sobre la resistencia a la compresión reve~ laron unos valores (de hasta 20 N/mm') que superan a los del hormigón ligero de partículas de madera "normal". Además, fueron sobre todo los cálculos del módulo de elasticidad los que indicaron que se trataba de un material compuesto muy homogéneo, a pesar de la disparidad de las materias primas. Los ensayos de estabilidad al ciclo d e congelación y deshielo revelaron una buena resistencia a las heladas, y las propiedades elastomecáni ~ cas de! material. incluso con una elevada relación de agua/cemento, garantizan una gran durabilidad. En global, se lograron unos óptimos parámetros constructivos para fachadas e interiores. Los estudios sobre el comportam iento energético del edificio confirmaron que este material es adecuado tanto para aplicaciones en el interior como en el exterior. La conductividad térmica (valores de y entre 0,28 y 0,50 W/mK) para densidades mayores se encuentra por debajo de la del hormigón ligero de partículas de madera original. La inercia térmica (fig . 2) Y su comportamiento de equilibriO de humedad presentan todavía más ventajas. Los experimentos sobre el equilibrio de humedad en el hormigón ligero de partículas de madera también proporcionaron buenos resultados. Por ejemplo, este material es sólo ligeramente inferior al contrachapada (fig. 3)." El hormigón ligero de partículas de madera, por su

efecto estabilizador (es decir, que reduce las fluctuaciones de la humedad relativa del aire, o suaviza las puntas de humedad que pueden producirse en áreas interiores húmedas), puede ayudar a regular un clima interior para que sea considerado como confortable. Esta característica también tiene su efecto en la ventilación de un edificio, ya que pueden instalarse equipos de ventilación más pequeños y, co n ello, conseguir un importante ahorro energético y económico. Las propiedades térmicas e higrométricas, junto con los requisitos acústicos que se exigen a los materiales para forjados interiores, muros y sotitos, son unos parámetros importantes para garantizar un clima Interior confortable. Además, los acabados superficiales influyen en el confort "visual", y la madera está considerada como un material con una buena capacidad de moderar la luz, en especial la d iurna. De hecho, es previsible un espectro de color homogéneo de estas superficies, con una influencia positiva en las condiciones lumínicas interiores . De los primeros ensayos de su comportamiento ante el fuego en un horno pequeño resu ltaron buenos va lores de resistencia. Sin embargo, la combinación del hormigón ligero de partículas de madera y . materiales de camb io de fase, probablemente no cumplan [a normativa alemana. Una valoración de su potencial revela que, con una ventilac ión pasiva eficiente y los correspondientes sistemas de climatización, este material consigue una importante reducción del número de horas de sobrecalentamiento en una oficina. Y si la capacidad de acumulación térmica puede aumentar con la utilización de materiales de cambio de fase, la protección contra el sobrecalentamiento en verano puede mejorarse todavía más. '2 Estos resultados son similares a los de las investigaciones sobre otros materiales constructivos que contienen MCF.


Tipos especiales de hormigón Hormigón ligero de partíCUlas de madera

6.

b

e

Construcción compuesta de hormigón ligero de particulas de madera y madera maciza Durante las investigaciones sobre el propio material se establecieron los principios para sistemas de muros exteriores utilizando hormigón ligero de particulas de madera combinado con madera maciza .

Composición y capas

compuestos de madera maciza y hormigón ligero de particulas de madera. especialmente en vivienda y edificios de oficinas. Debido a sus propiedades materiales versátiles, el hormigón ligero de partíCUlas de madera, y sus diferentes combinaciones, es ideal para usarlo en forma de elementos prefabricados, pero también como hormigón in situ. Por otro lado. los elementos para muros y forjados pueden producirse tanto para aplicaciones exteriores como interiores. A pesar de su estructura porosa, este material compuesto presenta una buena resisten~ cia a la intemperie. Además, las finas virutas de madera (de origen orgánico) pueden crear acabados superficiales estéticamente atractivos, que pueden realzarse con otros aditivos, convirtiendo a este material en un elemento particularmente ideal para aplicaciones vistas.

Tipos de construcción con hormigón ligero

de partículas de madera y madera maciza La construcción compuesta de hormigón ligero de partículas de madera y madera maciza conlleva un (todavía) mayor po~ tencial de desarrollo para esta forma innovadora de construcción con hormigón y madera, 13 que mejora de forma sustancial las propiedades estructura les y acústicas de los elementos para muros y forjados. El sistema sin huecos da como resultado: mejor inercia térmica , equilibrio de humedad. se evila la propagación "interna" del fuego. Además de la protección contra el fuego y climática, las formas de construcción compuestas presentan muchas ventajas en su producción: alto grado de prefabricación. bajo peso. fácillransporte. construcc ión rápida. Tanto los productos de madera como el hormigón ligero de partículas de madera se abren a diversas pOSibilidades en el campo de la arquitectura y la ingeniería . Por ello. la combinación de materiales compuestos eficientes con una produc~ ción innovadora juega un papel fundamental en el desarrollo de sistemas (elementos) constructivos bien resueltos.

En los sistemas de muros que estamos tratando se prod uce una separación fun~ cional entre la capa portante, la de a¡sla~ miento térmico y la de acumulación tér~ mica (fig. 4). Si el hormigón ligero de particulas de madera (p > 1.500 kg/m') se uti~ liza como elemento estructural, el co nte~ nido de madera se sitúa muy por debajo del 10 % de la masa. A medida que se incrementa la densidad , también se incre~ menta la conductivi dad térmica y desciende notablemente el efecto de aislamiento térmico. Por tanto, debe incluirse una capa maciza de madera -en los ejemplos que siguen, un elemento fijado por sus bordes- para soportar las car~ gas. De este modo, pueden aprovecharse las ventajas que ofrece la cons~ trucción con madera maciza, es decir, la capacidad de soportar acciones verticales y horizontales importantes. En este tipo de sistema para muros, el hormigón ligero de particulas de madera se convierte en un elemento pasivo que ejerce las funciones de aislante y acumulador térmi co. También puede utilizarse como un elemento activo desde el punto de vista térmico para satisfacer las necesidades de agua caliente o de climatjzación. El hormigón ligero de partículas de madera puede utilizarse en forma multihoja o multicapa. con un revestimiento convencional ventilado (madera) como protección frente a la lluvia o como trasdosado interior. Dependiendo de las necesidades. por ejemplO, cuando ejerce de elemento térmicamente activo. puede revestirse con vidrio, con un aislante tér~ mico transparente o con materiales traslúcidos como los paneles de policarbonato (figs. 5 y 6 a-e). Aplicaciones potenciales Es preVisible un gran abanico de aplicaciones estructurales para los elementos

Acabados superficiales Las texturas y los tratamientos de las superficies son un factor clave para la elección de los materiales constructivos vistos en tachadas o muros interiores. Lo primero que se percibe del hormigón ligero de partículas de madera es el efecto de sus elementos orgánicos den~

4 Capas funcionales de la construcción compuesta con hormigón ligero de particulas de madera y madera maciza 5 ~Paquete constructivo para un muro exterior~ (60 x 60 cm): composición en tres capas, e l emen~ to lijado por sus bordes (interior) + aislamiento adicional + hormigón ligero de particulas de madera (exterior) 6 Esquemas para composiciones de un muro exte~ rior con hormigón ligero de partículas de madera: a Composición en tres capas: hormigón ligero de particulas de madera (interior) + elemento lijado por sus bordes + hormigón ligero de particulas de madera (exterior) b Composloión en Ires capas: elemento lijado por sus bordes + aislamiento ad icional + hormigón ligero de particulas de madera (exterior) c Composición en tres capas: elemento fijado por sus bordes + hormigón tigero de partículas de madera (por ejemplo) como absorbente sólido + revestimiento de vidrio (exterior)


El hormigón como material constructivo

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tro del conjunto, ofreciendo un tono general "más cálido" en comparación con el de los materiales constructivos con un contenido mineral. Las particulas de madera están bien distribuidas por todas las superficies, debido en parte a su tamaño relativamente pequeño (4 mm) (figs. 8a-l). Sin embargo, la microestructura porosa de este tipo de hormigón limita la elección de los tratamientos superficiales. Las superficies han sido serradas inicialmente y lijadas a lo largo de las pruebas. Las particulas de madera y los gránulos de los MCF dominan el aspecto de las posteriores superficies cortadas, que recuerdan a ojos del observador la piedra natural de tonos rojo amarillento a griS amarillento. Colores y encofrados texturizados

Existen diversas opciones interesantes para teñir el hormigón ligero de particulas de madera. Las pinturas liquidas de colores rojo y amarillo que se utilizan en los experimentos son unos aditivos económicos y fáciles de conseguir que también reflejan el color especifico de este tipo de hormigón y el tipo de madera utilizado. Un mayor énfasis en una determinada proporción de madera puede reconocerse por el incremento de la saturación

42

del color. Los colores amarillentos permiten de alguna forma que las particulas de madera pasen a un segundo plano, mientras que se acentúa el granulado del MCF. El resultado se invierte con el color rojo. A pesar de este efecto. [os materiales constitutivos no adquieren un aspecto uniforme. En la cara seccionada, el granulado del MCF presenta muchos matices de color, y la madera también es visible en ambas coloraciones. También existen múltiples posibilidades para añadir textura a una superficie. No obstante, si se utilizan revestimientos de encofrado con relieves o láminas plásticas de texturas finas, se precisa un mayor contenido de elementos ultrafinos próximos a la superficie del hormigón. Debido a la microestructura porosa de este material, las mezclas ligeras requieren unos métodos de compactación más elaborados para su colocación en el encofrado, y para las superficies muy densas son necesarios los aditivos. Uso de fluidifican tes

Para elaborar superficies vistas de hormigón ligero de particulas de madera con una estructura densa y reducir el contenido de agua de amasado, deberán utilizarse productos químicos con el fin de

mejorar las propiedades del hormigón en estado fresco. Sin embargo, el empleo de fluidificantes demuestra que el uso de aditivos para el hormigón impone unas exigencias especiales sobre la mezcla de madera, cemento yagua. La influencia de la relación agua/cemento y del tiempo de amasado sobre la acción de los fluidificantes tendrá que ser evaluada con pruebas adicionales. Conclusiones y perspectivas Actualmente se está desarrollando una importante labor de investigación en el campo de la tecnología del hormigón, entre las que destacan tres áreas relevantes. Aparte del hormigón autocompactante y el de alta resistencia (ligero estructural), la combinación con fibras textiles resistentes a la corrosión como material de refuerzo está adqUiriendo una importancia cada vez mayor. Además, la labor de investigación se caracteriza prinCipalmente por un uso creciente de los productos químicos para la construcción. En el caso del hormigón ligero de particulas de madera, los objetivos de estas investigaciones son, por un lado, el mejor uso de la madera (por ejemplo, la de baja resistencia y proveniente de residuos) y, por otro, la optimización de los pará-


Tipos especiales de hormigón Hormigón ligero de partículas de madera

metros de construcción y de comportamiento energético del edificio, a la vez que se mantienen las buenas propiedades de este material. El hormigón ligero de partículas de madera es un material redescubierto, cuyas propiedades constructivas y en el com portamiento energético del edificio, Junto con sus potenciales aplicaciones en la construcción, todavía no han sido del todo investigadas. Por la propia naturaleza de la madera y del hormigón, presentan diferentes ventajas e inconvenientes y suelen rivalizar en algunas áreas de la construcción (muros, suelos). No obsante, en el caso particular de las formas constructivas compuestas, pueden conse guirse numerosos efectos de sinergia con un uso práctico de las propiedades positivas de ambos materiales. Estos aspectos constituyeron el fondo "programático" de un proyecto para un edificio de gran altura en Zúrich, desarrollado en el marco de un informe de ordenación urbana y presentado en la ETH de Zúrich. Se trata de un sistema de economizar recursos con un uso extensivo de la madera. El proyecto prevé una estructura primaria de acero con forjados de elementos prefabricados de hormigón. Dentro de estos sectores de incendio horizontales se colocan unidades de hasta tres plantas para usos comerciales y resi denciales. Los elementos portantes y de cerramiento son de madera o comp uestos de hormigón ligero de partículas de madera y madera macíza (fig. 9). A pesar de la experiencia adquirida y de los conoc imientos sobre muchos parámetros, todavía es necesario optimizar este material, especialmente en lo que se refiere a la relación'de la mezcla, los sistemas de procesamiento y el refuerzo textíl. Antes de que puedan utilizarse en edificación elementos prefabricados de gran formato de hormigón ligero de partículas de madera, deberán real izarse trabajos de investigac ión más detallados sobre aspectos de comportamiento constructivo y tecno logías de producción . Estos trabajos incluyen: la forma de los com ponentes de madera, el comportamiento con otros tipos de cemento, la forma en que los aditivos afectan a la trabajabilidad. Por otro lado, para la construcción compuesta con hormigón ligero de partículas de madera y madera maciza también

serán necesarias investigaciones acerca de las fij aciones y los anclajes. Otra tarea importante concierne a la evaluación del hormigón ligero de partículas de madera en términos de sostenibilidad, ahorro potencial de materias primas de origen mineral y capacidad de reciclaje. Las conclusiones de que ya se disponen en este momento representan las propiedades materiales básicas y los modelos funcionales a "escala de laboratorio" para una especie de paquete constructivo para un muro exterior. El siguiente paso en el desarrollo de este producto son los experimentos relacionados con la tecno- 9 logía de producción y constructiva, así como la elaboración de maquetas a escala real, un trabajo que ya se está realizando actualmente en la Technische Universitat de Múnich, en el ámbito de un proyecto de investigación conjunto." Debido a sus óptimas propiedades, el hormigón ligero de partículas de madera puede ser considerado como un material eficaz y con futuro , en especial para elementos térmicamente pasivos. La combinación con los MCF incorpora más ventajas constructivas y funcionales, ante todo en el campo de la edificación sin agotamiento de recursos, lo que se traduce en elementos para muros más ligeros, de menor espesor y, al mismo tiempo, con unas mejores propiedades materiales termodinámicas. Además, el hormigón ligero de partículas de madera se abre a toda una serie de interesantes aplicaciones arquitectónicas para la pavimentación de suelos y los acabados de muros y sotitos.

Krippner, Roland, Zu Bnsatzm6glichkeiten van HoIzleichtbeton 1m Bereich van Gebtiudefassaden (tesis doctoral), cátedra de Construcción, Technische Universrtát. Múnich, mayo de 2004 , págs. 61-78. 7 Coste estimado en Suiza en el año 2000. Citado en Gliniorz, Kai-Uwe: Natterer, Julius. ob. cit" págs. 87 y ss. 6 Sambeth. Burkhard M. , "Holz- und Holzwerkstoffe", en Haefele. Gottfried, et al. (eds.), Baustoffe und ÚkOlogie, Ernst Wasmuth Verlag, Tubinga, 1996. págs. 158-183 Ii El uso de la madera en construcción es hoy sólo ta décima parte del volumen que se utiHzaba hacia 6

1900 1~

'1

Mehllng. Harald, Latentwármespeicher. BINE Informarionsdienst; themeninfo NI02: EggenstelnLeopoldshafen. 2002. Pfafferott, Jens, Passive Kühlung mit Nachtlúftung. BINE /Ilformationsdienst; lherneninfo V03, Eggenstein-Leopoldshafen, 2003. Uevado a cabo por Oelzer Kybernetik en Lórrak, utilizando técnicas de medición "estáticas' y ~dinámicas·

Krippner, Aoland, "Unlersuchungen zu Einsatzmóglichkeiten von Holzleichtbeton mil Latenlwarmespeichermaterialien", en Bauphysik, 312005. págs. 173· 180 ,a Krippner, Roland, uHolzJeichtbeton 1m Sereich von Gebáudefassaden". en Oeutscher Hofzooupreis 2005, Informationsdienst Holz, OS/2005, pág. 4 1 ,~ En la cátedra de Construcción y Materiales Constructivos (catedrático: Florian Musso) en la ·ofensiva high tech" bávara, Proyectos Regionales de la Alta Baviera, solicitudes de la beca "Holzbau der Zukunft". 12

Notas:

, Lietz, Settlna: Markgraf, Monika. Architekturober"~chen. Bauhausbauten Dessau - Fussbóden; S1jf~ tung Bauhaus Oessau , Dessau, 2004, págs. 19·27 ~ Sursían, Gerol!: Pinternagel. Ernst-Karl, HolZbeton. Produktlon. Anwendung und Erfahrungen ; Schrittenreihen der Bauforschung, vol. 20, Berlin, 1973 3 Beraus. Erich, "Holzspanbeton. Naturbaustoff: Okologisch und wlrtschaftJlch", en Beton + Fertigteil JahrlJuch 2001. Wiesbaden, 2001. págs. 104 y ss. • En el ámbito de una tesis y otros proyectos paralelos de 1+0 en curso en la catedra de Construcción (cuyo catedrático es Thomas Herzog), las investigaciones sobre el hormigón ligero de particulas de madera llevadas a cabo por Julius Natterer en la EPF de Lausana (I-Sois, Instituto de Construcción con Madera) fueron el punto de partida para el trabajo $ Hegger. Josef: Will, Norbert, "Bauteile 8US textilbewehrtem Beton", en Deutsche Bauzeitschrift , 412003, págs. 68-71. GJiniorz. Kai-Uwe; Netlerer, Julius, Formbauteile BUS HolzJeichtbeton (informe final), Proyecto KTI 3497.1, Lausana, 2000, págs. 90-131

7

8

g

Aplicaciones para el honnigón ligero de partículas de madera, generalmente en construcción de elementos exteriores Diferentes acabados superficiales del hormigón ligero de partlculas de madera, y del mismo material en combinación con materiales de cambio de fase (MCF) a Hormigón ligero de particulas de madera b Hormigón ligero de partículas de madera y cemento blanco c Hormigón ligero de partículas de madera y MCF. mezcla ligera d Hormigón ligero de particulas de madera y MCF, mezcla pesada e Hormigón ligero de particulas de madera y MCF, pigmentado. 5 % amarill o Hormigón ligero de partlculas de madera y MCF, pigmentado. 5 % roJo lhomas Herzog (con Matthias Sieveke) , fachada sur de un edificio de gran altura con uso extensivo de la madera. informe de ordenación urbana. Zúrich, 2002

43


El hormig贸n corno material

44


Sostenibilidad y reciclaje

Sostenibilidad y reciclaje

Peter Lieblang

Constroir con hormigón de forma energéticamente eficiente En la Unión Europea, aproximadamente un 40 % de las necesidades tota les de energía primaria puede atribuirse a los edificios. Por consiguiente, el 16 de di ~ ciembre de 2002 , el Parlamento Europeo aprobó la Directiva sobre Eficiencia Energética en Edificios, con el objetivo de reducir drásticamente dicho consumo, Esta directiva debía ser ejecutada por la legislación nacional de cada Estado miembro de la Unión el 4 de junio de 2006,

En el cálculo de las necesid ades de energía primaria, la inercia térm ica de elementos y construcciones juega un papel más importante que en el pasado. El logro más significativo de la Directiva anteriormente citada es la limitación de las necesidades energéticas para calefacc ión y climatización en los edificios. Los valores límite deben esp ecificarse de,sde los ámbitos nacionales por motivos de diferencias climáticas, pero la evaluación de la eficiencia en erg ética debe llevarse a cabo basándose en un método de estimación normalizado para toda la UE. Para garantizarlo, la Comisión Europea emplazó al Comité Europeo de Normalización (CEN) para que elaborara las normas para un método unitario de previsión de las necesidades energéticas en los edificios, El programa y los objetivos de esta metodología quedan especiIcados en el denominado "Documento paraguas". Existen cuatro puntos d irectamente relacionados con este método de cá lculo: necesidades caloríficas, necesidades energéticas para ca lefacc ión, necesidades de energía primaria y emisiones de dióxido de carbono, presentaCión de los valores de eficiencia energética y valores limite.

Las necesidades caloríficas y de energía para calefacció n están determinadas ún i ~ camente por el edificio, mientras que las necesidades de energía primaria y la eficiencia en ergética tata! también están cond icionadas por los equipos y los sistemas utilizados. Comparada con la Ley de Economia Energética que se aplica actualmente en Alemania -que además del método de balance mensual también permite un análisis simplificado a partir del período de calefacción como base de cálculo-, la Directiva sobre Eficiencia Energética en Edificios exige un balance mensual o por horas. El fondo de la cuestión sera la nueva EN ISO 13790. Existen otras normas que reg ulan, por ejemplo, el cálcu lo de los valores de K, los sistemas de ventilación o las cond iciones climáticas límite. La fig. 2 incluye propiedades importantes de los materiales de construcción con cemento como aglomerante, y es aplicable a todos los materiales cuya conductivi dad y capacidad de acumulación térmicas aumenten con la densidad. Hasta el momento, un ed ificio energéticamente eficiente se identificaba con el uso de un buen aislamiento térmico, pero, en adelante, la inercia térmica será tan importante como aquel. Los edificios construidos en su totalidad o parcialmente con materiales ligados con cemento hacen referencia a la construcción maciza o monolítica, En el lado opuesto se encuentran los sistemas de construcc ión ligera, como, por ejemplO, la madera o el entramado de madera . Las propiedades de los edificios construidos con materiales Que utilizan cemento como aglomerante han sido investigadas en estudios comparativos para diferentes regiones climáticas. Si se com paran con los edificios realizados con formas de construcción ligeras, las necesidades térmicas disminuyen un 2-8 %, lo cual puede atribu irse principalmente a la

mayor capacidad de acumulación térmica de los matenales macizos, Dependiendo de [os equipos y sistemas empleados, resulta un ahorro de energía primaria de 3-12 kWh/(m' a) (fig, 3), De la misma manera, en zonas cál idas con un alto grado de radiación solar, el ahorro potencial puede ser mayor. En primavera y otoño sobre todo, los elementos de hormigón, gracias a su capacidad calorífica específica relativamente alta, acumulan energía solar con sólo un moderado incremento de la temperatura propia, evitando temperaturas interiores desagradables. En Europa central, este efecto amortiguador significa que puedan superarse algunos dia fríos sin necesidad de aporte ad icional de energía para calefacción. La puesta en práctica de la Directiva sobre Eficiencia Energética en Edificios implicará una mayor atención a la capacidad térmica de los elementos y materiales para prevenir el sobrecalentamiento en verano. Generalmente, la capacidad ca lorífica específica de los materiales constructivos macizos hace indispensable un sistema de aire acondicionado. Las necesidades de climatización en edificios con una alta capacidad calorífica disminuyen un 15-20 % respecto a las de los edificios de construcción ligera. Varios ejemplos ponen de manifiesto que la ventilación nocturna permite bajar !a temperatura de los elementos hasta el punto de que un espacio puede mantenerse a una temperatura máxima de 26 oC, incluso durante el verano y con una gran cantidad de radiación solar. Esta influencia se hace evidente cuando se realiza una previsión de intercambio por horas o mensual. Debido a su elevada densidad, los materiales de co nstrucción maciza que utilizan el cemento como aglomerante presentan una buena inercia térmica. Al mismo tiempo, la con~ ductividad térm ica de estos materiales


Propiedades importantes de los materiales de construcción que utilizan el cemento como aglomerante Hormigón de peso normal

Propiedad

Hormigón ligero denso Le 20/22

C 20/ 25 Densidad 3 !kglrrilJ

2.400

600

2

0,49

0,32 (0,26 con morlero ligero)

[JJlkgK][

1.000

1.000

1.000

[MJJ(m'K)[

2.400

1.000

600

Conductividad térmica A. ¡W/(mKl )

Capacidad calorífica específica c

800-1.000

Obra de fábrica de bloques huecos de hormigón ligero (2K Hbl 2-0,6; d = 24 c m)

H

70-150

70-150

5-10

Fuerza de compresión perm. [Mpa J

fcó=1 1

fcd= 11

perm. 0 0 = 0,5

índice da resistencia a la difusión

3

2

puede rebajarse incorporando aislantes térmicos. En comparación con los edificios construidos con sistemas de construcción ligera, esta combinación de inercia térmica y aislamiento se traduce en un ahorro de energía primaria de un 3 % aproximadamente. En este sentido, son particularmente interesantes los materiales constructivos macizos sobre espacios bajocubierta. Aunque los cálculos teóricos describen la calidad energética de todo el edificio, no pueden excluir un considerable incremento de la temperatura debajo de construcciones de madera "ligeras" durante períodos con un tiempo extremadamente caluroso. Una cubierta de construcción maciza -de elementos prefabricados de hormigón, por ejemplo- crea unas condiciones climáticas en el interior de los espacios bajocubierta casi idénticas a las de las plantas inferiores. La ecología en las materias primas minera/es para /a producción de cemento y hormigón

En Alemania se producen anualmente unos 770 millones de toneladas de materiales minerales, una cantidad que desciende levemente pero de forma perceptible. La mayor parte de estos materiales se utilizan en la industria de la construcción. La explotación y la extracción de estas materias primas normalmente se concentra por regiones, en función de las formaciones geológicas. Si el consumo se mantiene estable, las reservas son suficientes para cubrir las necesidades durante varios s;gIOS.1 Sin embargo, los yacimientos autorizados para la explotación y la extracción normalmente no son suficientes más que por unos pocos años, porque dicha autorización suele entrar en conflicto con intereses alternativos que compiten por el uso de la tierra, como las aguas naturales, las áreas pro-

46

tegidas, la urbanización y la agricultura. A diferencia de [o que sucede con la explotación y extracción de los recursos energéticos -como, por ejemplo, el petróleo--, en la producción de materias primas minerales el consumo de recursos es, en primer lugar, una cuestión de rejvindicación de áreas naturales, donde debe decidirse entre los diferentes usos de la tierra que se disputan dicho reconocimiento. Un hecho que suele pasarse por alto en este punto es que la extracción de minerales representa una medida provisional con una reivind icación constante de superticie de terreno. Por ejemplO, la extracción de materias primas para la producción de cemento en las canteras utiliza anualmente sólo el 0,0002 % de la tierra. 2 Los trabajos de restauración que tienen lugar una vez se han agotado los yacimientos son un elemento integral del conjunto de operaciones de explotación de una cantera y está especificado en los correspondientes documentos de autorización. La producción de cemento y hormigón en Alemania mueve anualmente cerca de un 45 % de toneladas de piedra caliza, marga y creta para la producción de unos 35 millones de toneladas de clinker de cemento y unas 130 toneladas de áridos (arena y grava), cuya mayor parte se destina a la construcción. Otros clientes para los áridos son los fabricantes de productos para el hormigón (unos 20 millones de toneladas) y las fábricas de elementos de hormigón para ingeniería civil (unos 25 millones de toneladas) . Como las materias primas de una construcción normalmente permanecen en su lugar durante largos períodos de tiempo (más de cincuenta años), el consumo de materiales se va acumulando en el parque edificatorio durante mucho tiempo. Se ha calculado que desde 1950 se han colocado unos 3,6 billones de m' de hor-

Página 44; demolición del restaurante Ahornblatt. en Berlrn Necesidades térmicas en edificios con diferentes tipos de construcción y en zonas c limáticas diversas

migón, la mayor parte de los cuales todavía está presente en el p'arque edificatorio actual. 3 Podría afirmarse casi con tod a seguridad que el nivel máximo se alcanzó hacia el año 2000, y desde entonces ha ido decreciendo debido a los elementos de construcción de menor espesor y a una mayor proporción de técnicas de construcción en seco. La explotación de las materias primas de una cantera y su transporte para abastecer a los clientes cobran una especial importancia al considerar el factor ecológico en relación con la producción de materiales de construcción minerales . Al evaluar este factor ecológico, el hecho de que el transporte de estos materiales normalmente sólo sea económico para distancias cortas es una ventaja. En Aleman ia, por ejemplo, las industrias cementeras se distribuyen de una forma relativamente uniforme por todo el país, en correspondencia con los yacimientos geológicos, e incluso en un mayor grado en el caso de explotaciones de canteras para la producción de áridos. Por lo tanto, los materiales constructivos minerales son casi siempre productos reg ionales. La reutilización y gestión de los residuos procedentes de los materiales de cons1rucción minerales también cumplen requisitos de sostenibilidad y ecología. Los residuos materiales generad os durante la demolición y el desmantelamiento de edificios y construcciones suelen abastecer la materia prima en la producción de materiales constructivos nuevos y de calidad. En 2000, los escombros minerales. los antiguos pavimentos y los residuos de obra suman un total de unos 90 millones de toneladas, de los cuales se recuperaron y reciclaron más de 80 millones de toneladas. 4 Aunque, en comparación con otras industrias, la de la constru cción consume grandes cantidades de material, la proporción del


Sostenibilidad y reciclaje

Región

128,7

133,4

-7,9

Norte de Europa

66.7

70.7

1.1

Norte de Europa/zona cosiera

53.1

57,4

3,4

¡glas Británicas

37,6

43,1

5.9

8enelux

42,2

48,8

5.6

Europa central

49,2

53.3

3.8

Alpes

60.6

65.9

1.'

8.0

12,2

12,1

Círculo ArtJco

-

Necesidades térmicas Temperatura media mensual Construcción maciza Construcción ligera octubre/abril [OC] [kWh/{m 2a)] [kWh/{m ~an

Mediterráneo

volumen anual total de residuos, que asciende a 400 mi llones de toneladas. es increíblemente pequeña. La situación legal actual está impulsando nuevas investigaciones y tecnologías en la industria de la construcción, con el Objetivo de garantizar la reutilización de calidad de los residu os y desechos que se generan. Por ejemplo, con el tratamiento adecuado, el hormigón de las obras de demolición puede utilizarse como árido reciclado para producir de nuevo hormigón. En Alemania, el consumo anual de áridos reciclados para el hormigón es actualmente de unos 1,5 millones de toneladas, que representan, por lo tanto, un 1,2 % de la cantidad total de áridos para hormigón. Sobre este punto cabe recordar que las normas que contemplan el uso de ári dos reciclados fueron publicadas por primera vez en 1998 y actualizadas en 2004; por tanto, la reutilización de calidad de los residuos del hormigón en forma de áridos para nuevos hormigones sólo lleva unos pocos años en vigor desde la aprobación por parte de laS" autoridades en materia de edificación. El hormigón de desecho se recicla por medio de tratar directamente el hormigón de las obras de demolición, que se tritura y divide en grava y en áridos finos de machaqueo. Según las normas vigentes, :Juede sustituirse por material reciclado un volumen de hasta un 35 % de los ári:JOs gruesos y hasta un 7 % de los finos. ":"demás de los residuos de hormigón, :ambién puede reutilizarse el hormigón -resco que no se haya consumido en la : ora. El reciclaje del hormigón fresco ':mla parte del ciclo vital de un producto r¡¡ínseco de los trabajos de hormigón - aparado y afecta a una cantidad relati.3rnente pequeña del mismo. Todo el -ütTlligón fresco que se devuelve a la :a.t>rica en camiones hormigonera o los "-asiduos que quedan después de limpiar

las hormigoneras y las bombas se separan en sus materiales constitutivos y se vuelven a introducir en la producción . Estos materiales recidados ascienden aproximadamente al 2,5 % de la producción total de las plantas de hormigón preparado. El agua procedente de la limpieza de las instalaciones también puede utilizarse como agua de amasado. La reuti lización total de todos los materiales del hormigón residual sustituye las cantidades corres pondientes de materias primas principales. El uso del agua, el hormigón y el mortero residuales en la producción de hormigón está tipificado por las normas y aprobado por las autoridades competentes en materia de edificación. La posibilidad de utilización de un árido reciclado depende de las propiedades del hormigón que se requieren para cada elemento. Las aplicaciones para los áridos reciclados pueden subdividirse de la siguiente forma: como sustitutivos de los áridos naturales del horm igón según la norma DIN EN 206-1, como sustitutivos de las materias primas principales en la producción de unidades de obra de fábrica de hormigón ligero, para el uso directo en calles y carreteras, para el uso directo en forma de áridos finos de machaqueo para el mortero de obra de fábrica, para el uso directo en hormigones no especificados por la norma europea EN 206, como, por ejemplO, en jardinería y obras de paisajismo o elementos auxiliares.

pueden utilizarse según las reglamentaciones vigentes -un 35 % de árido grueso y un 7 % de árido fino-- no afectan a las propiedades del hormigón fresco y endurecido. El uso de áridos reciclados puede requerir en algunos casos una cantidad de agua ligeramente mayor debido a la naturaleza porosa y absorbente del material. Este requisito se consigue, por ejemplo, humedeciendo previamente y utilizando fluidificantes, incluso en el hormigón ligero. Hasta la clase de resistencia a la compresión e 30/37, las propiedades mecánicas del hormigón endurecido (resistencias a tracción y a compresión, módulo de elasticidad, fluencia y retracción) corresponden a las del hormigón de peso normal y, por tanto, no puede utilizarse en elementos pretensados como, por ejemplo, en la producción de hormigones de altas prestaciones (hormigón autocompactante o de alta resistencia). El hormigón es un material constructivo puramente mineral que, desde el punto de vista de la producción, utilización y también interacción con su entorno, cumple las condiciones para que sea considerado un material constructivo ecológico. Además, la construcción con hormigón satisface las exigencias de reutilización actuales y también las previstas.

Notas: 1 Informe del Bundesverband Baustoffe, Steine & Erden e. V., Langfristige Entwickfung des Verbrauchs wichtiger Steine und &den. Rohstofte in der Bundesrepublik Deutschland, Berlín, 1999 ~ Bundesansalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, "Flachenbedarf Abbau von oberflachennahen Aohstoffen im Jahr 199r; en Commodity Top News,

912000

Las mayores exigencias técnicas para los áridos reciclados son las relativas a su utilización en elementos de hormigón portantes, según las normas DIN EN 206-1 Y DIN 1045. Las cantidades máximas que

Infonne del Bundesverband Baustoffe, Steine & Erden e. V., Technische, ókofogischeundwirtschaft/iche Bnflüsse auf morir def7eitigen und 7.ukOnftigen Mengen an rezyklierten Baustoffen, Heidelber9, 1999 . • Kreislaufwirtschaftstrager Bau, 3. Monitoring. Bericht Bauabfalfe (Erhebung 2000), Berlín, 31 de octubre de 2003 3


Proyectar con hormigón

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Construcción con elementos de hormigón prefabricado. Posibilidades de diseño Ejemplos:

52 54 56

Edificio de aparcamientos en altura, Múnich, Alemania Centro de construcción, Múnich, Alemania Edificio de laboratorios, Múnich, Alemania

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División de responsabilidades Relación contractual Estado de mediciones Contrato de obra Control de calidad y dirección de obra

Proyectos de hormigón:

Ejemplos de acabados: 72 74 76

Hormigón pu lido. Kunstmuseum Liechtenstein, Vaduz Hormigón con relieve. Biblioteca Universitaria, Utrecht, Holanda Textura basta. Centro de arte joven , Mouans-Sartoux, Francia

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Construcción con elementos de hormigón prefabricado Posibilidades de diseño

Andreas Hild Dionys Ottl

En la producción actual de la arquitectura, lo que en el pasado se referia al montaje manual de materiales de construcción, hoya menudo trata de la unión de productos industrializados semiacabados y prefabricados. Sin embargo, el término 'prefabricado' puede llevar a confusión, pues los elementos de hormigón (armada) prefabricados no son productos semi acabados de uso inmediato, sino elementos fabricados a medida para aplicaciones especificas. En este sentido, son menos "prefabricados" que la mayoría de productos para la construcción que se utilizan actualmente: se elaboran como elementos independientes para aplicaciones específicas, y es el arquitecto quien ejerce activamente de proyectista en su desarrollo. Proyectar con elementos de hormigón prefabricadO Suele suceder que el uso de elementos de hormigón prefabricado se limite a aquellas partes de la construcción que quedan ocultas una vez terminada la

obra. En la mayoría de los casos se trata de elementos estructurales que han sido prefabricados por razones económicas, de plazos y de presupuesto. Sin embargo, los elementos de hormigón prefabricado en principio son aptos para prácticamente cualquier parte de un edificio, y sus potenciales aplicaciones son numerosas. En la práctica distinguimos entre partes estructurales o de cerramientos macizos, aunque también existen muchas formas híbridas. La unión y el encaje de los elementos de hormigón prefabricado funcionan como un gigantesco "mecano" y están sujetas a unas reglas parecidas y sencillas, siempre que los "constructores" cumplan unos principios determinados. Una diferencia esencial entre el hormigón prefabricado y el hormigón in situ es la forma; el prefabricada se basa en com-

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ponentes y, por consiguiente, admite un número limitado de formato,s . Otra diferencia son las formas basadas en la producción en serie y su uso racional, para las que se producen pequeñas partidas de elementos. Sin embargo, estos elementos de hormigón prefabricado no tienen por qué ser idénticos necesariamente: en realidad, en muchos casos sólo lo son a primera vista. Los requisitos de cálculo estructural prescriben diferencias en función de las cargas para cada caso particular. Las diferentes posiciones relativas en la constru cción y las diferentes armaduras dan lugar a muy pocos elementos idénticos -si es que son posibles- en la obra, aunque hayan sido generados por un mismo molde. A diferencia del sistema de construcción industrializado, en la mayoría de los casos todos los elementos son, en realid ad, únicos, producidos para pOSiciones específicas, como, por ejemplo, las pequeñas series visualmente idénticas pero con detalles internos variables. Los elementos de hormi gón prefabricado ofrecen diferentes ventajas respecto a los de hormigón in situ. Además de la posibilidad de realiz ar estampados complejos en el encofrado y componentes con geo· metrias complejas, la ventaja fund~men­ tal se basa en su producción en taller, que tiene lugar en con diciones controladas y protegidas de la arbitrariedad de las condiciones atmosféricas. Estos factores son especialmente importantes para la calidad de los acabados superficiales, la densidad del hormigón , la precisión de los cantos y la producción de colores de alta calidad. Por otro lado, las limitaciones sobre el tamaño de cada elemento y la consig uiente necesidad de realizar uniones a tope suelen considerarse como los mayores inconvenientes. Las dimensiones de los elementos dependen de las posibil idades té cnicas de las plantas de prefabricación, por


Construcción con elementos de hormigón prefabricado

sjemplo, de los formatos de las mesas de :ncofrado disponibles y de los sistemas :le transporte. El riesgo de sufri r daños du'"3I1te el transporte y la puesta en obra son :ambién factores importantes que influyen 2'1 el diseño básico de los elementos. =tDducción y diseño

-os elementos de hormigón prefabricada se elaboran en forma horizontal o vertical, aepend iendo de los formatos y las posimlldades de producción de las plantas je prefabricación. Los acabados superficiales de los elementos moldeados en ... ertical apenas difieren de los elaborados n situ, pero los muros y los pilares también pueden moldearse de forma hori.:ontal en una mesa de encofrado. En la zona de contacto con el encofrado, el hormi gón reproduce la cara interior de éste, pero es habitual realizar un acabado manual fratasado o liso en la cara superior, que da lugar a dos acabados diferentes: el de la cara del encofrado y el de la cara lisa (fratasada O alisada). Además del uso de láminas de encofrado con relieves qUe dejan un motivo grabado en el hormigón, también puede traarse la superficie de la cara superior con diferentes técnicas. Si esta superficie se deja sin tratar, queda muy rugosa e irregular tras la compactación (el vibrado). De todos modos, normalmente se fratasa o se alisa hasta cierto punto con la llana mecánica para obtener una superficie precisa y plana. En cuanto a las posibilidades de trabajar la superficie y a la elección de los instrumentos para hacerlo, el único límite está en la imaginación del arquitecto. La pigmentación suele dar mejores resultados en el hormigón prefabricado que en el hormigón In situ, debido a que la calidad del hormigón, la humedad del aire y el tiempo de curado pueden controlarse mejor en taller que en obra. Sin embargo, incluso en los elementos prefa-

brlcados y debido al tipo de árido elegido, el hormi gón coloreado es todavía una materia dificil que requiere una planificación y una elaboración detalladas y minuciosas. La producción de hormigón coloreado exige una experiencia y unos conocimientos considerables sobre las mezclas y los efectos de los pigmentos para poder conseguir un producto uniforme y constante. Otras caracteristicas fundamentales del diseño de elementos prefabricados de hormigón son las dimensiones y las uniones. Si en el hormigón in situ se puede imitar el hormigón prefabricado añadiendo juntas falsas, el efecto contrario no es posible. Las juntas siempre revelan la presencia de elementos prefabricados y, si son portantes, están determinadas por los requiSitos estructurales. Un caso especial son los elementos semi prefabricados, que, en realidad , son encofrados perdidos de hormigón visto a los que posteriormente se les añade el hormigón, Además del uso de módulos estándar de forjado de pequ eño formato que aceleran la puesta en obra, también se utilizan elementos semiprefabricados cuando se desea un aspecto de hormigón prefabricado pero por necesidades estructura les es necesario utilizar sistemas de moldeo in situ. Todos los aspectos mencionados dan como resultado un amplio abanico de posibil idades, especialmente si se contemplan en sus diferentes combinaciones. Por lo tanto, la construcción con elementos de hormigón prefabricado requiere un conocimiento sólido de las diferentes técnicas y requ isitos, lo que supone una estrecha colaboración entre el ingeniero de estructuras, el contratista y el arqu itecto. 1 a-e HildundK Architekten, montaje de elementos de fachada de hormigón prefabricado. edilicio de aparcamientos en altura. Münich, Alemania. 2002

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Proyectar con hormigón

Edificio de aparcamientos en altura, Múnich , Alemania

Riem es un barrio perifériCO de Múnich que, además, aloja el recinto ferial de la ciudad. El aparcamiento consistía en un edificio de varias plantas con un total se 600 plazas, algunas de las cuales están reservadas para los residentes de la zona en régimen de alquiler. El promotor, y también constructor, es propietario de una planta de prefabricados especializada en sistemas para aparcamientos en altura. El diseño de la fachada se encargó a HildundK Architekten. Según el Código de Edificación de Baviera, aproximadamente un 30 % de la superfi cie total de la fachada debe destinarse a huecos de ventilación. El aparcamiento se encuentra en un emplazamiento urbano, y está situado entre otros edificios, por ello, para garantizar un óptimo aislamiento acústico, la cara sur tenía que ser esencialmente una fachada cerrada, lo que significa que los huecos tendrían que distribuirse en el resto de las fachadas.

El edificio de hormigón armado cuenta con un sistema de muros portantes en ambos testeros. La estructura interior se compone de pilares de hormigón in situ con capiteles de apoyo para las losas. En los muros portantes se han utilizado elementos prefabricados, moldeados ver~ ticalmente en encofrados en batería en una planta de prefabricación hidráulica y semiautomática. Las dimensiones de cada elemento dependen de las diferen~ tes posibilidades de estos encofrados y del transporte.

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Los elementos de los muros se montaron planta por planta y se unieron con los for~ jados de hormigón in situ, cuyo canto se pone de manifiesto en el exterior en forma de estrechas franjas grises. El programa preliminar para el proyecto exigía cantos con aristas vivas, pero resultaron difíciles de ejecutar en la práctica porque en las

esquinas de todas las plantas, en las uniones con los muros de los testeros, las cargas eran tales que los elementos no pudieron ser prefabricados y tuvieran que realizarse in situ. La concepción estructural del edificio influye considerablemente en las fachadas; la idea de tratar la superficie de hormigón prefabricado de forma aislada pronto resultó poco convincente. Los arquitectos abandonaron la idea de co locar láminas de plástico texturizadas en los encofrados por los elevados costes de fabricación y mantenimiento. y también porque la gran cantidad de revestimientos existentes para los diferentes tipos de construcción con hormigón derivaba en una cierta arbitrariedad. Los arquitectos no sólo querían determinar la superficie exterior del edificio, sino también uti lizar la fachada como soporte para definir el interior, y lo consiguieron dando forma a los bordes superior e inferior de los paneles prefabricados que formarían los antepechos. Los elementos de la fachada se moldearan horizontalmente en el tipo de encof ra~ dos de acero que se utilizan normalmente para moldear las vigas de los puentes; por ello, la longitud de cada elemento no dependía de las dimensiones de la mesa de encofrado, sino sólo de las posi bilidades de transporte. Los vehículos y grúas disponibles limitaron la longitud de los elementos a un tamaño re lativamente generoso de 14 m. El almacenamiento provisional de los elementos manteniendo sus cantos intactos -que se habían dejado desprotegidos para reducir cQstes- acarreó grandes dificultades, al igual que su transporte, que tuvo que realizarse de forma vertical sobre los cantos "ondeantes" .


Construcción con elementos de hormigón prefabricado

3

Para ofrecer la imagen de una forma diseñada libremente, los paneles para los antepechos se moldearon en dos formas simétricas y se montaron siguiendo variaciones "simétricas" o "g iradas". l a combinación de las d iferentes posibilidades, junto con el desfase de las juntaS, permitió que la producción seriada pasara a un segundo plano y q ue pudiera crearse un perfil variabl e. Para realzar el contraste entre el diseño libre de las formas de la fachada y el fondo , se añadió ferrita de hierro a los encofrados para q ue proporcionaran un color más oscuro a los elementos p refabricaa ------~--~ -Hi Lb

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dos de los muros. Por otro lado, los paneles "ondeantes" de los antepechos se elaboraron con hormigón casi blanco, que constituye la base para el hormigón de cualquier otro color, incluso para el negro. El cemento gris de los elementos in situ completa la gama tr icolor del exte rior. Una vez final izados, los elementos interiores se revi sti eron con una veladura amarilla, una técni ca que, aunque refleja las irregularidades y la textura del hormigón, le proporciona color.

Edificio de aparcamientos en altura, Múnich, Alemania, 2002 Arqui tectos: HildundK Architekten. Múnich Estructuras: Haumann & Fuchs, Traunstein

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Vista desde el oeste Plano de situación. escala 1:2.000 a aparcamiento b Centro de la Construcción Encofrados para los paneles "ondeantes~ de los antepechos Montaje de un elemenio de muro en forma de Z Sección vertical a través del panel "andeanta" de antepecho, escala 1:20 a losa p lana, hormigón armado, 300 mm b panel de hormigón prefabricado. 150 mm c perfil U de acero embebido, 140 mm d pilar e barrera de seguridad: reja metalica dc acero, pintada de color negro Vista interior del aparcamiento


Proyectar con hormigón

Centro de la Construcción, Múnich, Alemania

El Centro de la Construcción de Múnich hace las veces de feria de muestras permanente de productos para la construc~ ción . Cercano al recinto ferial, el edificio se ha concebido como una extensión de la feria de la construcción y como un punto de encuentro para esta industria durante todo el año, alojan do una exposición de sistemas de revestimientos y elementos especiales, concretamente para el equipamiento de interiores, dirigida a promotores privados . En el edificio se realizan además seminarios y actividades relacionadas con la construcción. En este proyecto, al igual que en el edificio de aparcamientos vecino descrito en las págs. 52 y 53, el promotor también era el constructor. La intención a largo plazo era que esta construcción esté disponible para la ciudad en una especie de socie dad de titularidad pública y privada. Las condiciones coyunturales exigían un proyecto de bajo presupuesto y de rápida construcción. Por tanto, se partió de la idea de presentar los productos de los expositores sobre el telón de fondo de una construcción vista y sin tratar. La cara norte del edificio se concibió como una hilera de grandes escaparates, unas extensas superficies vidriadas que ofrecen vistas del interior del edificio desde el exterior, y viceversa sobre las actividades de la feria. Una única escalera en cascada detrás de la fachada comunica las diferentes plantas de la exposición. Diseño El edificio ha sido proyectado como una construcción monolítica, sin pilares intermedios y basada en paneles sándwich de hormigón de tres capas: un núcleo de aislamiento aplicada sobre una hoja portante de hormigón, y revestido con otra hoja exterior más fina de hormigón, creando un elemento multicapa homogéneo que puede montarse como un muro acabado sin tratamientos adicionales.

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Sin embargo, este sistema aparentemente sencillo resultó ser en la práctica algo más compleja; para fijar la hoja de revestimiento a la portante a través del aislamiento fue necesario elaborar unos detalles constructivos precisos con el objetivo de evitar puentes térmicos. Ade más, también hay que tener en cuenta el diseño de las uniones a tope y, en especial, su im permeabilidad al aire o al agua. Normalmente, la hoja de revestimiento - un elemento homogéneo- se utiliza como cara vis ible exterior para evitar problemas en el comportamiento energético del edificio. Esta hoja también se utiliza en las juntas entre elementos portantes, aunque es posible invertir la secuencia de las capas. Para este ed ificio se proyectaron dos tipos de elementos. En la zona adyacent e al edificio de aparcamientos se utilizaron elementos sin aislamiento producidos en serie con encofrados en batería, con las juntas muy anchas y lechada entre cada uno de los elementos para permitir el paso de las instalaciones. En muchos edificios de hormigón prefabricado estas uniones simplemente se montan en superficie o se llevan a cabo en las plantas de prefabricación, con una elevación considerable del coste. Por otro lado, se uti!izaron los CItados paneles sándwich para la fac hada con huecos y los muros de los extremos. Debido a las grandes dimensiones de las ventanas, estos elementos (7 x 3,5 m) carecen de rigidez y, por ello, tanto su transporte como su montaje fue muy dificultoso. No se utilizaron carp interías metálicas tradicionales , sino que e! vidrio se asienta sobre pernos de acero inoxidable que sobresalen directamente del elemento de hormigón prefabricado, y se mantiene fijo con "burletes" de hormigón de un color diferente. Te niendo en cue nta las tolerancias y las deformaciones comunes en edificios de este tipo, se trata de

un sistema constructivo muy exigente. Sin embargo, si se compara con las soluciones convencionales de montantes y travesañ os, a! menos en este proyecto, ha resultado ser muy económico. Los paneles sándwich multicapa se moldearon con el elemento exterior (con una cara de hormigón visto denso) en la parte inferior, y e! elemento interior en la parte superior. Una vez moldeado, a este último se le aplicó un acabado manual con un rod illo de lana de oveja. El edificio evita rigurosamente toda forma de revestimiento interior. Tampoco existe ninguna capa de pavimentación o de aislamiento acústico frente al ruido de impacto. La losa de hormigón alisada con llana mecánica y con impregnación transparente, es a la vez la capa de rodadu ra . Los muros y !os techos también se dejaron sin tratar. En cierto sentido, el edificio es una especie de carcasa depurada, compacta y en bruto, donde los elementos de acabado interior se muestran únicamente en el seno de la propia exposición.

4, 5 Secciones por la ventana, escala 1:20 a elemento de pretll de hormigón prefabricado, 200 mm b construcción del muro: elemento de hormigón prefabricado compuesto por una hoja de revestimiento de hormigón armado de 120 mm (cemento Kiefersfeldener con un 3 % de pigmento negro), aislamiento térmico de 120 mm y una hoja portante de hormigón armado de 120 mm (cemento Kiefersfeldener con un 3 % de pigmento negro), con los elementos prefabricados unidos con lechada por [a cara interior, con franjas de hormigón in situ de 240 mm e "burlete" de! acristalamiento de hormigón prefabricado (cemento Burglengenfelder) , 200 x 2.100 mm d acristalamiento: vidrio templado de segurIdad de 8 mm + cámara de 16 mm + vidrio laminado de seguridad de 16 mm, con marco de honnigón armado. dimensiones del panel: 2.360x2.310 mm e apoyo del acristalamiento: soporte con rótula radial cuadrada de acero inoxidable f sellado en color negro


Construcción con elementos de hormigón prefabricado

Centro de la Construcción, Múnich, Alemania, 2004 !;¡quitectos: HildundK Architekten, Munich =structuras: Haumann & Fuchs, Traunstein Vista desde el sur

2 Montaje de los marcos de las ventanas de 3 6

hormigón prefabrioado Montaje del vidrio Espacio de exposic ión

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Proyectar con hormigón

Edificio de laboratorios, Múnich, Alemania. 2004 Arquitectos: HildundK Architekten, Múnich 1 Plano de situación, escala 1:4.000 2 Corredor en planta baja 4 Vista desde el norte 3. 5 Secciones. escala 1 :20 a construcción del muro: acabado con barniz prolectOf sistema compuesto, con aislante térmico de 120 rnm pegado elemento de hormigón prefabricado Visto, 250 mm b conducto para cableado c ventana con carpintería metalica y doble vidrio d construcción del suelo: pavimento deportivo, '6 mm pavimento armado regleado, 64 mm lámir1a de polietlleno con capa separadora 2 capas de aislamiento acústico rrente al ruido de impacto, 20 mm hormigón armado. 200 mm

Edificio de laboratorios, Múnich, Alemania

El Centro Bávaro de Investigación y Tecnología para los Estudios del Deporte es un instituto con laboratorios, salas de diagnóstico y de estudios, además de di~ ferentes despachos y zonas para seminarios. El edificio forma parte del proyecto "Ofensiva para el futuro" de Baviera, que demanda un diseño exigente y un perfil técnico de sus acabados interiores, y sólo se autorizó su construcción sobre la base de que se recortaran al máximo los costes, muy por debajo de los paráme~ tros habituales. Los graduales recortes de los fondos complicaron continuamente el proceso de proyecto. El promotor quería que el programa se albergara en una retícula estrecha, una petición que, en estas condiciones, no pOdía realizarse con una fachada de muro cortina. Por ser una solución rápida y económica, y como conclusión de un análisis comparativo de costes, se optó por construir un edificio de hormigón con una fachada aislante. Este tipo de sistema, además, tiene un bajo consumo energético, un efecto secundario que no influye en el precio. Durante el ejercicio de ajuste de dichos costes, casi todos los acabados interiores se limitaron paulatinamente a una solución de construcción en seco en un armazón monolítico.

del edificio en hormigón in situ para proporcionar estabilidad , y toda la parte cen ~ tral (libre de apoyos con el fin de crear un interior flexible) se ideó como una envol ~ vente de hormigón prefabricado con muros exteriores de carga. La estructura portante de muros de hormigón in situ previstos originalmente entre las ventanas, tuvo que cambiarse por un sistema de muros de pequeño formato tipo placa, con elementos independientes de suelo a techo siguiendo una reúcula de 2,40 m. Para reducir las limitaciones de un sistema compuesto con aislamiento térmico fue necesario realizar una fachada sin

El planteamiento del promotor consistía en completar todo el proceso de pro~ yecto (incluidos los detalles) antes licitar la obra y seleccionar a los contratistas, con lo cual se redujeron de forma considerable las pOSibilidades de reacción frente a las modificaciones propias de la construcción y las ofertas de los contratistas. Concebido originalmente como un simple edificio de hormigón in situ, la pre~ sión del calendario obligó a que se tuvieran que rediseñar sus partes principales en hormigón prefabricado durante las etapas de planificación y de licitación . Sólo se construyeron los dos extremos 2 L-_.L.__

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juntas, algo que resultó especialmente dificil. El proyecto también reque ría un modulado de los elementos y un rej un ~ tado preciso para garantizar que a largo plazo no se producirían movimientos en el armazón estructural una vez finalizada la obra. Todas las partes del edificio se constru ~ yeron por fases. Los muros exteriores se montaron después de completar, en di fe~ rentes operaciones de hormigonado, las dos partes de los extremos, a pesar de que en estas zonas las plantas tenían que haber estado acabadas antes de montar la parte central, para poder cons-

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Construcción con elementos de hormigón prefabricado

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truir con seguridad los forjados intermedios entre los muros de fachada. Unos pares de pilares excéntricos faci litaron el paso de las instalaciones, que discurren en vertical entre ellos, y para conseguir una distribución flexible se colocaron losas de forjado planas. Mientras que los elementos de hormigón prefabricado no supusieron problema alguno para el contratista, la producción en obra de las superficies de hormigón visto planteó algunas dificultades. Dicho contra-

plir con las especificaciones de las partes de los extremos del edificio, a pesar de su sencillo sistema de ejecución. Por lo tanto. toda la distribución interior, que hasta el momento se había basado en superficies de hormigón visto, tuvo que

adaptarse para Que cumpliera con esta nueva situación sin derivar en costes adicionales. La gran calidad de los elementos de fachada hizo posible que se llevara adelante la idea de una construcción vista

tista, que había sido seleccionado

como contrapunto de la piel exterior fuer-

mediante un proceso de licitación o concurso público, se sintió incapaz de curn-

temente aislada. Sin embargo, la trama

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resultante de juntas de pequeño formato

tuvo que redistribuirse. En lugar de seguir las marcas visibles del encofrado para el hormigón in situ, en correspondencia exacta con la retícula del edificio, ésta tuvo que hacerse más ancha, una operación que todavía está al alcance de unas posibilidades constructivas limitadas. Finalmente, todos los elementos --excepto

los que limITan con la parte de los extremos- se basaron en una misma idea. Las juntas a tope se realizaron por las caras de los estrechos telares de las ventanas, rodeándolas en una línea continua. Sin embargo, en lugar de dos juntas constructivas, este sistema derivó en varias "juntas de dilatación", con el riesgo de que se hicieran visibles en la delicada fachada a pesar de los cálculos sobre los movimientos del edificio basados en una construcción sin juntas . Además, al trasladar al exterior la cara rugosa y vibrada del elemento de hormigón prefabricado, tuvieron que admitirse importantes variaciones en las tolerancias de la superficie, algo que el contratista no pudO minimizar a pesar de la precisión de las alineaciones. Por consig uiente, también tuvieron que adaptarse los elementos moldeados de la fachada, Esta diferencia de tolerancias en las dos direcciones (vertical y horizontal) fue especialmente problemática para el sistema de aislamiento tér-

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mico rígido, debido al incremento del riesgo de agrietamiento de la piel externa. La alineación de las ventanas, un factor sumamente importante para la uniformidad de la retícula de todo el edificio, ya se había definido al construir la estructura, A diferencia de la construcción tradicional con obra de fábrica - que, a través de la construcción de una capa aislante. portante y homogénea puede absorber las variaciones en las tolerancias-, el grado de precisión que requiere el proyecto y la construcción de una piel exterior aislante con elementos de hormigón es considerablemente mayor. Las distorsiones y fluctuaciones de las tolerancias no pueden compensarse fácilmente y se acumulan con mucha facilidad; ello puede conducir a una importante reducción del espesor del material de aislamiento, con los consiguientes problemas de comportamiento energético del edificio. Además del aislamiento, otros elementos importantes que tienen que ver con la fachada, como los el ementos para proporcionar sombra, los conductos para cableado o las fijaciones, se han diseñado detalladamente en cada etapa de proyecto para comprobar sus efectos sobre el diseño o la construcción de la fachada y para definir la posición final de los huecos, los elementos empotrados y los inevitables cambios de nivel. Contrariamente a la opinión de algunos fabricantes de que el aislamiento térmico que cubre totalmente la construcción es un sustituto visual de una fachada enlucida, este procedimiento modifica significativamente la construcción y exige ~además de unas normas estrictas en la ejecución de juntas y superficies- una estrategia de proyecto independiente para crear un efecto adecuado a este tipo de construcción.

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Proyectar con hormi gón

Proyectos de hormigón

Martin Peck

Definición de responsabilidades En lo que se refiere a la redacc ión y adjudicación de los contratos de proyecto y de obra, es imposible analizar la organización de las responsabilidades contractuales para los diferentes sistemas legales de los diferentes países del mundo. Sin embargo, a la luz de la experiencia obtenida con la práctica diaria de la construcción de grandes obras de hormigón en Aleman ia, Europa y otras partes del mundo, es realmente necesario estu-

diar la importancia y los límites entre las responsabilidades contractuales para los diferentes grupos de profesionales y colaboradores implicados. En una obra, el límite entre las responsabilidades del

proyecto y de la construcción viene marcado por la tradicional división de tareas del arquitecto que la proyecta y el contratista que trabaja con los planos que el arquitecto ha elaborado. A pesar de las diferencias entre las diferentes leyes nacionales, este límite es reconocib le en

casi todos los países, y en la mayoría de los casos viene reflejado en las normas y en el derecho civil. Las posibilidades de organización de un proyecto o de un contrato de obra para

actividades de construcción varían enormemente, incluso entre los sistemas legales occidentales, que en algunos casos presentan características y costumbres nacionales muy diferentes . Estas diferencias se manifiestan en los ámbitos nacionales específicos, y son más relevantes debido a los efectos de la globalización.

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Zaha Hadid (con Mayer/Bahrle), centro científico Phaeno, Wolfsburgo, Alemania, 2005

Como consecuencia de las actividades internacionales de contratistas y de grandes despachos de arquitectura, los modelos contractuales de otros sistemas legales han sido absorbidos en los sistemas nacionales respectivos, siempre que sus condiciones sean compatibles con el correspondiente sistema legal y beneficiosas para, al menos, una de las partes del contrato. El modelo tradicional de contrato occidental es el contrato de ejecución de obra, donde el proyectista planifica y especifica todas las operaciones y actividades como un elemento de un listado (Estado de mediciones). Esta forma de trabajar, asi como la adjudicación de los contratos de obra, requiere, más que en otro tipo de contrato, una detallada interacción entre las actividades del proyectista y las del contratista. Por tanto, se crean incontables transiciones, interrelaciones, transferencias de responsabi lidad y otras "zonas indefin idas" que deben superarse en el ejercicio diario de las operaciones de construcción y que, a menudo, conducen a una serie de problemas característicos. Por tanto, es importante y razonable considerar primero la definición fu ndamental de las responsabilidades del proyecto y de la construcción, especialmente a la luz de la popularidad del modelo de contrato de ejecución de obra. La siguiente información se basa en buena parte en los datos obten idos en Al emania y otros Estados miembros de la Unión Europea. Desde el punto de vista estructural,


Definición de responsabilidades

en los Estados miembros de la Unión Europea la reconfiguración de los códigos de buenas prácticas para la construcción con hormigón se basa en la tradicional división de tareas y responsabilidades de los diferentes grupos profesionales y de mercado involucrados en el proyecto y la construcción de una obra. En cuanto al proyecto de un ed ificio de hormigón, es esencial que, en primer lugar, el proyectista analice con exactitud qué y cuánlo debe, tiene o puede diseñar. Dicho análisis aborda la tan a menudo dificil tarea del proyectista, que tiene que describir su trabajo de forma adecuada y completa, pero sin limitar la selección de los materiales y los métodos a utilizar , o el grado de innovación por parte del contratista. El marco legal vigente y la estructura de los códigos de buenas prácticas alejan al proyectista de las operaciones de construcción en sí. Una forma práctica de entender el límite entre las responsabilidades del proyecto y de la construcción en cada caso, es considerar estas actividades como un sistema de "ruta-objetivo". El proyectista debe aspirar a formular exclusivamente los objetivos del contracto de construcción utilizando una terminología generalmente reconocida y los conceptos de los códigos técnicos. La tarea del constructor es seleccionar, de entre la infinidad de pOSibilidades técnicas, las rutas técnicas y económicas adecuadas para hacer realidad los objetivos del proyectista, dentro del marco de condiciones aplicables. La libertad de elección respecto a las diferentes rutas ofrece al constructor la oportunidad de dirigir el timón del éxito técnico y económico de su propuesta, basada en sus propias capacidades y aptitudes, y le motivan para actuar de forma independiente. Si la ruta y el objetivo ya son confusos en la etapa de proyecto y en el posterior contracto de construcción, esta falta de perspectiva normalmente es dificil de superar durante la práctica de construcción diaria y las actividades de dirección de obra. Veamos un ejemplo práctico: Situación Para la producción de superficies de hormigón visto de calidad, el proyectista describe las propiedades de dichas superficies con la suficiente exactitud en la licitación y añade una partida a su Estado de mediciones donde solicita la elaboración de unas pruebas de superfi cies que se utilizarán para especificar la calidad de la superficie final juntamente con el contratista.

Por la experiencia en proyectos anteriores, el proyectista añade una "especificación técnica" a las condiciones del contrato, con información obligatoria y restricciones en cuanto a los materiales que se utilizarán para producir las superficies de hormigón visto. El siguiente es un fragmento de las condiciones de contratación:

Extracto de un contrato: X. Condiciones técnicas adicionales de contratación X. 1 Hormigón visto, puntos X e Y del

limitación alguna en sus operaciones de construcción. Además, la especificación del contenido mínimo de cemento, la relación máxima de agua/cemento y la dimensión máxima de asentamiento en la mesa de sacudidas es excesiva, puesto que estos parámetros están interrelacionados. Por lo general, dicha especificación no permite prodUCir un hormigón adecuado ni conseguir la calidad de la superficie indicada. Frecuentemente, las condiciones de contratación referentes a la mezcla de hormigón acaban por ser retiradas después de las primeras pruebas prácticas.

Estado de mediciones

X. 1. 1 Especificaciones técnicas de los materiales a utilizar X. 1. 1.1 Encofrado Los peneles de encofrado para la producción de superfiCies de hormigón visto deben ser lisos, sin texturas y no absorbentes, y su superficie estará acabada con un revestimiento polifenófico impermeable. Observaciones: Para conseguir una superficie de encofrado lisa y no absorbente, la especificación del revestimiento polifenólico impermeable reduce las numerosas opciones técnicas a un único grupo de productos, no recomendable si se intenta conseguir un acabado superficial de calidad, ya que implica la exclusión por contrato de innovaciones de mejor calidad. X.l.l.2 Hormigón Para producir el hormigón sólo se uD/izará cemento portland del tipo CEM I 32,5. El contenido mlmmo de cemento será de 320 kglm' y el contenido de arena y cemento será el correspondiente para la producción de hormigón visto. La relación efectiva agua/cemento del hormigón debe ser como máximo de 0,55. En el momento de la puesta en obra, la dimensión máxima de asentamiento del hormigón en la mesa de sacudidas será de 45 cm.

Observaciones: Sin duda, este contrato provisional contiene detalles que influyen en las operaciones de construcción y describe una posible vía a seguir para la realización de una superficie de hormigón visto de calidad. Sin embargo, la planificación de las opera ciones de construcción, y de ahí también la selección de la mezcla y otras materias primas, sigue siendo obligación y decisión del contratista, que, por contrato, es el respon ~ sable de la calidad de las superficies acabadas y no debe verse obstaculizado por

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Proyectar con hormigón

Las disposiciones contractuales expuestas son típicas de muchos contratos Que conciernen al hormigón visto. En ellas puede observarse la intención del proyectista, quien, basándose en su propia experiencia, intenta especificar en el contrato la ruta que conduce al objetivo. Sin embargo, dado que con estas disposiciones el proyectista invade el ámbito de responsabilidad del contratista, el primero es responsable, por contrato, de los procedimientos que ha espec ificado, si no condujeran al éxito esperadO. Por ejemplo, en el caso anterior, el proyectista es responsable de la mezcla del hormigón, porque así consta en los documentos del contrato; este hecho limita la libertad de elección del contratista y puede ocasionarle dificultades y gastos in necesarios si la mezcla no resulta adecuada, y hay que real izar nuevas pruebas para encontrar otra que sí lo sea. En el ejemplo anterior, los conocimientos y la experienCia del contratista se ven coartados por la especificación del tipo de panel y de la mezcla en los documentos del contrato. No obstante, mientras el contratista sea finalmente el responsable por contrato del éxito global (de las "superficies de hormigón visto de calidad"), el desarrollo de sus capacidades de innovación sólo puede conseguirse a través de una ruta alternativa que supone una mayor inversión de tiempo y dinero. La viabilidad de !as condiciones contrac ~ tuales debe comprobarse con pruebas prácticas y, si procede, tienen que nego~ ciarse cambios.

2

En las actividades cotidianas del proyecto, no siempre es fácil mantener la línea divisoria entre el objetivo y la ruta, porque los criterios que los definen suelen ser imprecisos. Un trayecto en taxi en una ciudad desconocida pone de mani~ fiesta un ejemplO de "intuición de limite" correcta : El usuario del taxi (el proyectista) sube al vehículo y plantea su destino (dispOSiciones contractuales y propiedades de los elementos constructivos). El taxista tiene los conocimientos sobre la ciudad (aptitudes, códigos de buenas prácticas) y un vehículo adecuado (personal de obra y maquinaria) para transportar al pasajero de forma segura hasta su destino. Ningún pasajero sensato le diña al taxista que condujera sobre tres ruedas o sólo con la tercera marcha, y en una ciudad desconocida tampoco se le ocurriría conducir él mismo.

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Relación contractual No es fácil especificar una secuencia de aplicación general para la planificación de las medidas de construcción en el precontrato, porque cada proyecto es un caso particular que puede requerir desviaciones de los procedimientos habituales. Los proyectos para clientes del sector públiCO normalmente están prescritos por unos documentos administrativos determinados. En los proyectos para el sector privado, el proyectista suele encargarse -y tiene la libertad para ellode especificar las reglas conforme a las cuales deben avanzar el proyecto, la adjudicación del contrato y la construcción, o al menos conformarlos en gran medida. De dichas reglas resultan obligaciones y oportunidades para el proyectista. Para el diseño y la construcción de un edificio, el cliente generalmente adjudica dos tipos de contrato diferentes:

. La adjudicación, ejecución y pago del proyecto y la dirección de obra normalmente se real iza sobre la base de los contratos de ingen iería, que acostumbran a estar fundados en las pertinentes tarifas de honorarios. En la mayoría de los casos, el socio contractual del cliente es el arquitecto, quien designa a los correspondientes especialistas para llevar a cabo determinadas actividades del proyecto (por ejemplO, la ingeniería estructural) en el curso de la planificación global de éste. . El trabajo de construcción se adjudica a un contratista cualificado, lo que conduce a la elaboración de un contrato de obra. La base legal de todo contrato es el código civil vigente, que si procede puede definirse de forma más precisa añadiendo cláusulas y condiciones específicas de tipo comercial, siempre que sean compatibles con el sistema legal correspondiente. El contrato de obra describe su rendimiento en términos de tipo y cantidad, además del plazo temporal en el que se debe llevar a cabo el trabajo. Constituye la base para calcular la ejecución del contrato y regu la la aprobaCión y el reembolso , las condiciones de pago y !as garantías.

Por lo general, la preparación del contrato de obra y su formu lación técnica son competencia del proyectista. El cliente añade a su contenido técnico cond iciones de fndole económica, como, por ejemplo, los plazos de pago, temas de seguridad y salud o detalles sobre la


Relación contractual

garantía. Cuando se presente la licitación, deberá garantizarse que la información de los precios del licitador está comp leta antes de la fi rma final del contrato entre cliente y contratista, La posterior adición de tareas o condiciones contractuales que no se habían considerado en los cá lculos del licitador y constituyen una dificultad técnica o económica para éste, hace necesaria la renegociación del precio total teniendo en cuenta dicho trabajo adicional. Entre el proyectista responsable de la dirección de obra y el contratista que lleva a cabo los trabajos de construcción no suele haber ninguna relación contrac tu al. Sin embargo, en beneficio de una buena dirección de obra, es fundamental que el proyectista tenga cierta autoridad para dar ir.strucciones al contratista. El proyectista debe poder rechazar o detener a tiempo un trabajo defectuoso o que no se corresponda con el contrato, también en el sentido de limitar los perjuicios a todos los implicados; asimismo, debe ser capaz de aceptar, sin excesiva demora, parte del trabajo que quedará

oculto por medidas posteriores, o exigir la rectificación de un trabajo que no se ha realizado de forma correcta. No obstante, el proyectista generalmente no está autorizado ~ni por el co ntrato de obra ni por su propio contrato de diseño- a dar instrucc iones al contratista, aunque esta circunstanc ia normalmente no tiene efecto en la práctica, porque el segundo necesita la colaboración del primero, y normalmente sigue sus instrucciones sin comprobar la base contractual. No obstante, existe cie rta incertidumbre respecto a la situación legal que puede conduci r a consecuencias desagradables para los implicados, en especial a serias d isputas cuando las decisiones del proyectista tie nen repe rcusiones económicas. El cliente, por tanto, deberia asignar al proyectista algunos de sus derechos contractuales con respecto al contratista en la forma de un representante. Para la dirección de obra y el contratista sólo debe ser inequívoco en todo momento lo que la dirección de obra decida y en qué casos se necesita información por parte del cliente o su conformidad .

Hormigón: desde el diseño al pedido Detalles del diseño (facilitados por el ingeniero de estructur as) 4,5 ¡na

Volumen de hormigón Condiciones ambientales Clases de exposición Clase de resisten cia a la compresión

meteorología, heladas. sin sales de deshielo XC4 . XF1

requerida para fines estructurales Clase de resistencia mfnima a la compresión (XC4, XF1) Requ isitos del hormi gón visto Otros requisitos Geomelría del elemento y cantidad de armaduras

C16/20 C25J30 ninguno ninguno según plano de obra partida X 4

Estado de mediciones (facilitado por el proyectista)

-----------------------------

Partida: X Cantidad

4.5

Unidades

m'

Descripción

Precio unitario ¡€/ma ]

Precio total

¡el

Hormigón según la norma DIN EN 206-11 DIN EN 1045-2, clases de exposición XC4, XF1 , clase de resistencia a la compresIón C 25/30. moldeado, compactado y curado en encofrado según plano de obra X, de acuerdo con la norma D IN EN 1045-3

Datos de las especificaciones del hormigón (datos del proyecto y propiedades en obra)

Detalles del proyectista (Estado de mediciones. planos) Operaciones de construcción (seleCCionadas por el contratista)

clases de exposición XC4, XF1 Clase de resistencia a compresión C25130 clase de consistencia F3 tamaño m<lx. del árido 16 mm desarrollo moderado de la resistencia 2

Hormigón encargado por el contratista

Hormigón preparada

Hormigón según la normil DIN EN 2D6-1!OIN EN 1045-2; XC4, XF1 ; C25130; F3: 16 mm;

desarrollo moderado de la resistencia 3 _____________________________________________________

3

UN studio, van 8erkel & 80S. Mercedes-8enz Museum, Stuttgart, Alemania. 2006. Construcción de un edificio de geometría compleja con hormigón in situ Descripción de las propiedades técnicas del hormigón . desde la planificación a la producción

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Proyectar con hormigón

Estado de mediciones Cuando el proyectista prepara el contrato de obra, redacta primero los documentos de la licitación. En los contratos típicos de ejecución de obra, el Pliego de condiciones es un elemento clave de la licitación y del posterior contrato, donde la ejecución del contrato -subdividida en actividades distinguiblesse desarrolla en una lista detallada y separada por elementos de la construcción y etapas de la obra. Si corresponde, el Pliego de condic iones también incluye requisitos para la construcción donde quiera que ocasionen gastos de forma directa o indirecta. El Estado de mediciones se redacta con las cantidades calculadas de antemano, es decir, los números, tamaños, longitudes o vol umen de cada elemento, y el trabajo requerido para su suministro. El Estado de mediciones es, por lo tanto, una programación de los trabajos, desglosados, listados y numerados en una ordenación comp leta. Cada partida contiene la siguiente información:

va realizar. Esta información puede darse en la forma de un número, tamaño, superficie, longitud o volumen, y se estima basándose en el estado del proyecto en el momento de redactar la licitación. El licitador -es decir, el contratista- calcu la el trabajo necesario y realiza la oferta, proporcionando inicialmente un precio unitario para cada parte del trabaja en relación con la unidad de medición de las cantidades; en un segundo paso multiplica el precio por la unidad de medición para obtener el precio total de esa partida de trabajo. . Un texto descriptivo donde se especifica el trabajo con más detalle. Este texto se formulará de forma concisa e inequívoca empleando la terminología y la designación habituales. Cada trabajo puede incluir los trabajos secundarios, además de los principales. Si un trabajo va a incluir trabajos secundarios, es útil referirse a ellos en el texto (por ejemplo, transporte a la obra y desde la obra, montaje, mantenimiento, desmontaje y residuos).

, Detalles de la ubicación (también dibujos, planos, etc.) en los que esté claro dónde (elemento o parte de un elemento) se va a llevar a cabo el trabajo. Es útil complementar el Estado de medi-

La denominación de "trabajos secundarios" se refiere a los que están tan estrechamente relacionados con los principales (en cuanto a las operaciones técnicas de construcción) que deben añadirse al precio de dicho trabaja en lugar de constar en una lista separada. El pago de los trabajos secundarios se incluye en el de los principales y se reembolsa junto con éstos. El licitador debe incluir el coste de estos trabajos secundarios en el precio unitario de los principales.

ciones con documentos técnicos y remitirse claramente a ellos. Normalmente. la ubicación del trabajo se deduce en su mayor parte del sistema de numeración del Estado de mediciones. • Detalle de las cantidades, que son indicativas del alcance del trabajo que se

4

de refuerzo de acero con ayuda de una grúa

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r

Ingenhoven & Partner, sede central de Lufthansa,

4


Estado de mediciones/Contrato de obra

Los marcos legales correspondientes reconocen ejemplos de tipos de trabajos secundarios, pero, por otro lado, no existe una descripción adecuada que se pueda aplicar de modo general para dichos trabajos. Por tanto, su definición para cada caso es difícil y conduce a continuas discrepancias por el pago de trabajos que el proyectista entiende como secundarios, pero que el contratista considera que deben ser retribuidos por separado. En consecuencia, es aconsejable que, si exceden una determinada cantidad, se especifiquen en la Memoria descriptiva donde sea posible o se incluyan como partidas separadas en el Estado de mediciones. El Estado de mediciones es el documento fundamental en el que cada licitador basa su oferta, y debe satisfacer ciertos requisitos:

Cada trabajo debe estar descrito detalladamente, con claridad y de forma completa para todos los licitadores. Dicho de otro modo, todos ellos deben poder entender de la misma forma los trabajos descritos para poder calcular un precio sin excesivo esfuerzo. • La totalidad de los trabajos desglosados debe describir el trabajo global de forma completa y sin omisiones. En otras palabras, la descripción de los trabajos no debe omitir nada ni contener contradicciones importantes con respecto a las cantidades. En lo que respecta a los contratos de obra, la legislación exige una descripción senci lla, sin complicaciones e intelig ible de los trabajos de un contrato de obra con un Pliego de cond iciones. El proyectista también cumplirá este requisito, incluso si no está obl igado por la legislación, durante el trabajo de diseño y la preparación de los documentos del con trato, puesto que, en términos generales, los abogados decidirán en función de estos criterios en el caso que sean emplazados a valorar un Pliego de condiciones. Los trabajos que no figuren en la lista del Estado de mediciones y que no constituyan trabajos secundarios, pero que aún así sean necesarios para el cumplimiento del contrato, darán derecho al contratista a presentar una reclamación. Esto es aplicable si cuando se realiza el trabajo se excede notablemente la canti dad de una partida del Estado de medicio nes en mas de un 10 % , por ejemplo. Es importante que quede reflejado que las cantidades estimadas en el curso del trabajo de proyecto en principio sólo

tienen el carácter de estimaciones. Sin embargo, en proyectos de edificios de nueva construcción son raras las desvía~ ciones superiores a un 10%. Las condiciones locales y las relacionadas con los trabajos de construcción deben valorarse detalladamente antes de redactar el Estado de mediciones, unas valoraciones que a menudo sacan a la luz ruidos, polvo, aguas residuales y limi~ taciones logísticas en la obra que obligan a adoptar soluciones costosas a la hora de seleccionar los sistemas de construcción. En el caso de entornos residenciales o edificios comerciales pueden ser necesarias protecciones complicadas y caras así como medidas de circulación para el público. Las condiciones ambientales o las funciones de los edificios adyacentes (viviendas, hospitales, etc .) pueden requerir medidas especiales para limitar los ruidos, o establecer restr icciones en las jornadas de trabajo en la obra. El proyectista debe ser consciente de todo ello cuando estima los costes, o al menos cuando redacta el Estado de mediciones. Los aspectos sUbrayados anteriormente deben esclarecerse y acordarse por el proyectista en consulta con el cliente, y son imprescindibles para establecer el coste de las indemnizaciones, la calidad del diseño y para garantizar la finalización sin problemas de las operaciones de construcción en el tiempo señalado. Si los aspectos de este tipo conducen a limitaciones contractuales, normalmente no pueden contemplarse en las partidas del Estado de mediciones, sino que deben ser regu lados por otros documentos del contrato. Contrato de obra

La gran variedad de modelos de contrato de obra que existen para obra nueva apenas influyen en el proyecto y la cons trucción reales, y sólo varían en lo que se refiere a las responsabilidades que de ellos se derivan. En el caso de clientes del sector público, la invitación a licitar generalmente es abierta (por anuncio público) y no se imponen restricciones sobre quién puede presentarse a concurso. La adjudicación de un contrato sigue unas pautas claras para garantizar las mismas oportunidades entre los licitadores y descartar cualquier influencia ocasionada por intereses particulares. Por esta misma razón , la legislación Alemana , por ejemplo, incluye reglas completas y detalladas sobre los procedimientos de licitación, comprobación y evaluación de las licita-

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Proyectar con hormigón

ciones y adjudicación de los contratos para obra pública. Donde existe este tipo de legislación o instrumentos reglamentarios respecto a las licitaciones para contratos de construcción, son especialmente interesantes, ante todo, las normas referentes a la adjudicación de los contratos, porque éstas -dependiendo de las relaciones comerciales- son unos requisitos previos que influyen directamente en la calidad de la construcción. Normalmente se formulan normas sobre la adjudicación de contratos con la intención de designar un adjudicatario que pueda ofrecer un trabajo de construcción de calidad al precio más económico, aprovechando las leyes del libre mercado. En la práctica, no obstante, los problemas surgen precisamente a causa de estas estipulaciones y la forma como se aplican. La valoración de las licitaciones incluye la comprobación de la idoneidad del licitador, del contenido del trabajo ofertado y la adecuación del precio. Los requisitos previos esenciales para la adjud icación de un contrato son una valoración positiva del licitador y un contenido correcto; sin embargo, lo fundamental casi siempre es el precio. Un precio bajo es un criterio muy claro - y para el cliente también muy atractivo- en el que basar la adjudicación de un contrato. Por otro lado, en determinados casos, la evaluación de una licitación puede resultar difícil y el resultado depende de ciertos puntos de la disposición del licitador a colaborar. Además, se da el hecho de que la poca adecuación de un licitador o un precio insuficiente pueden ser difíciles de ratificar. El rechazo de una oferta basándose en este tipo de criterios suele ser difícil de mantener si el licitador realiza una reclamación formal. Además , una reclamación puede retrasar la adjudícación del contrato y hacer peligrar el calendario del proyecto.

°

En el caso de un procedi miento de licitación abierto para un cliente del sector público, el proyectista que interviene en la planificación de un proyecto (y posteriormente en la dirección de obra) normalmente tiene muy poca o nula influencia en el resultado. En un proyecto de construcción de obra pública, reconocer que es más fácil que un contrato se adjudique por un precio económico que por el cálculo de la acústica en favor de la calidad constructiva también acaba siendo importante para el éxito económico y técnico del proyectista con funciones de dirección de obra.

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En el caso de proyectos para el sector privado, los procedimientos de organización durante el diseño y la adjudicación del contrato suelen estar sujetos al criterio del proyectista, o se establecen en consulta con el cliente. En algunos casos esta ci rcunstancia puede ser positiva. en especial por lo que se refiere a la definición sin restricciones de los criterios de adjudicación de un contrato. Sin embargo, siempre es recomendable organizar el contrato de obra siguiendo rigurosamente las normas de construcción nacionales y todas las condiciones legales vigentes, porque el uso de la terminología contractual habitual, las fórmulas y los procedimientos garantizan una mejor protección técnica y legal. Advertencias sobre la ejecución Dependiendo de la complejidad arquitectónica o de la ingeniería, la producción de elementos de hormigón o de hormigón armado puede resu ltar muy exi gente desde el punto de vista técnico. El éxito de toda operación con hormigón depende de los conocimientos del proyectista y de las aptitudes y capac idades del personal del contratista. El proyectista. también en su propio interés, debe conseguir información -preferiblemente antes de la adjudicación del contratosobre la capacitación de cada uno de los licitadores. Este punto es especialmente importante en lo q ue se refiere a las medidas de construcción para cl ientes del sector privado, en las que el proyectista acostumbra a tener una mayor participación en la adjudicación del contrato (junto con el cliente) . En muchos casos es preferible limitar el número de parti cipantes desde el principio del proceso de licitación y adjudicación del contrato, por las razones siguientes:

Reduce el trabajo a la hora de procesar las licitaciones. La selección de un grupo de licitadores a partir de la experiencia del proyectista y del cliente puede influir positivamente en la calidad de los trabajos de construcción. El número de licitadores que no superarán el proceso también se reduce, de modo que los que se presentan tienen una probabilidad relativamente elevada de poder alcanzar la adjudicación del contrato. Si se opta por una adjudicación selectiva, los documentos de la licitación se envían a un número limitado de contratistas seleccionados y se les invita a presentar


Contrato de obra

un presupuesto. Este planteamiento supone que el proyectista y/o el cliente conoce a un número importante de contratistas potenciales con la cualificación adecuada, y está en situación de adoptar una decisión acertada. Por lo general, es preferible invitar a un mínimo de tres y a no más de diez posibles contratistas para que presenten su oferta por el trabajo. Además, la selección de candidatos debería centrarse en un radio regional, correspondiente al ámbito económico de los sistemas constructivos, elegido de forma que cada licitador pueda visitar el emplazamiento a un coste razonable. Si el proyecto planificado es especialmente importante o implica dificultades especiales debido a las condiciones locales, debe ser obligatoria una visita al emplazamiento por parte de cada licitador. Pero en los procedimientos de selección de licitadores. la competitividad del precio también es el criterio final sobre el que se basa la decisión de adjudicar el contrato a un determ inado licitador: dicho de otro modo. el precIo "más barato" después de revisar y comparar el contenido de las licitaciones. Para la adjudicación de contratos de proyectos especialmente extensos o de difícil construcción también se recomienda otro sistema. Una "licitación restringida" (o "concurso restringido"), esto es, la preselección de licitadores. sólo se recomienda para grandes proyectos, particularmente complejos o en el caso de que el proyectista considere que para llevar a cabo el trabajo necesita un licitador con una cualificación, y que dichas capacidades no pueden evaluarse de form a fiable con las pautas habituales . En los casos en que el conocimiento del mercado ind ique que sólo un número muy limitado de contratistas está en disposición de cumplir con el encargo y que la elección de licitadores a través de una licitación restringida sea poco recomendable, pueden seleccionarse los licitadores potenciales en una fase de preselección. En esta preselección (normalmente por procedimiento abierto), los licitadores presentan al cliente sus propuestas. soluciones y opciones posibles, y los respectivos costes de las mismas basándose en las condiciones marco fundamentales del proyecto. Después de evaluar las propuestas, el contrato se adjudica directamente al licitador que presenta la mejor solución técnica y económica, o se invita a unos cuantos candidatos a que presenten de nuevo sus licitaciones basán-

dose en una información técnica y económica más detallada. El "ganador" de esta segunda vuelta es el adjudicatario del contrato. La diferencia principal entre este tipo de licitación y la licitación abierta es que (os licitadores realizan desde el principio una parte considerable del trabajo del proyecto y ellos mismos se califican, principalmente a través de la adecuación técnica y el atractivo económico de la solución y los métodos elegidos. Independientemente del sistema de adjudicación del contrato. se recomienda que los documentos de la licitación se entreguen a los potenciales licitadores en el transcurso de una reunión, especialmente en casos de proyectos especialmente complejos o que exijan una especial calidad (como el hormigón visto). Estas reuniones son una oportunidad perfecta para formarse una idea de la capacidad de cada licitador y tratar al detalle determinadas condiciones; es aconsejable que dichos detalles y requisitos contractuales queden registrados por escrito. En todo caso, la comprobación de si un licitador es adecuado conlleva otros cri terios además de un precio competente . Es aconsejable no quedarse sólo con la lista de proyectos realizados por el contratista, porque estas listas no incluyen necesariamente una selección suficientemente significativa de proyectos terminados. La licitación selectiva y la preselección son soluciones que pueden ayudar a garantizar que los trabajos con hormigón se adjud ican a licitadores capacitados y con vocación de calidad. Sin embargo. el motivo principal de la colaboración del cliente en la adjudicac ión de contratos son las razones económicas. Durante las negociaciones, algunas veces es difícil mantener la idea de que una construcción de calidad debe retribuirse de forma adecuada. El proyectista no esta obligado por contrato a participar en la adjudicación del contrato; por lo tanto, ejerce poca influencia en las negociaciones económicas entre el cliente y el contratista, especialmente a la luz de la flexibil idad cada vez menor en lo que se refiere al dinero y. por conSiguiente. a la calidad. Así, el contrato de obra deberia materializar desde el principio una configuración calidad-precio razonable, con el fin de garantizar que será equ ilibrado incluso después de las negociaciones: algo especialmente importante para el proyectista si también debe participar en la dirección de la obra.

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Proyectar con hormigón

Control de calidad y dirección de obra A la planificac ión, licitación y adjudicación de las responsabilidades del contrato normalmente les siguen las tareas de dirección de obra. Desde el punto de vista económico, la dirección de obra del proyecto -tlS decir, la representación de los intereses (técnicos y económicos) del c liente durante la construcción- suele ser la parte más importante del contrato de proyecto para el proyectista. Dirigir la obra de un edificio supone colaborar con el contratista , generalmente en consonancia co n los métodos de trabajo relacionados con el personal y con el funcionamiento de los sistemas de organización y personal implicados, así como los trabajos y procesos en curso o en espera de iniciarse. La coordinación, la comunicación, la administración y el control de las operaciones de construcc ión por parte del proyectista en su papel de director de obra son una rareza, y, por lo general, sólo se contemp lan vagamente en las condiciones del contrato. Sin embargo, la redacción del contrato de obra ofrece una serie de opciones al proyectista para controlar y salvaguardar la dirección de obra del edific io y la posterior ca lidad a través de disposiciones contractuales y rutinas, sin invadir el ámbito d e responsabilidad del contratista en lo que se refiere a la división entre ruta y Objetivo. De este modo, también puede regularse y facilitarse notablemente el trabajo de dirección de obra. Dirigir una obra y garantizar la calidad de su construcción son tareas que van de la mano, y los medios y las medidas para lograr estos objetivos son básicamente idénticos. Sin embargo, al calcular los prec ios, el contratista debe saber cómo afectarán las disposiciones del contrato referentes a la dirección de obra a sus actividades en la misma. El trabajo y el coste que suponen estas medidas deben ser identificables y calculables a partir de

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los documentos de la licitación, lo cual significa que el contratista, por ejemplo, tiene que poder calcular el personal de que deberá contar en obra basándose en las estipulaciones y requisitos del contrato de obra y no en sus propias costumbres empresariales; de esta forma se garantizará una propuesta óptima en cal idad-precio. Calidad de la ejecución Si el diseño es el corre cto, la cal idad de la ejecución depende directamente de las personas que lo llevan a cabo, es decir, del personal técnico del contratista. El personal de obra suele estar formado por el director de obra, los supervisores y los operariOS (divi d idos en "equipos"). La cua lificación, la experiencia y el número de operarios en obra, así como Su disponibilidad y despliegue, son fundamentales para el resultado del trabajo. Otro factor d ecisivo es la dedicación personal del equipo supervisor responsable. Además de las experiencias prácticas en las obras, también existen algunos estudi os que han permitido llegar a conc lusiones comprobadas: Durante la década de 1990, el Instituto Federal de Investigación Vial de Alemania IBASt) llevó a cabo un estudio sobre la calidad de la ejecución en obras con hormigón armado y pretensado de proyectos en curso de ingeniería de estructuras. Los resultados se publicaron en un informe en 1999, y se corresponden muy bien con la experiencia adquiri da en proyectos de construcción nacionales e internacionales que hasta el momento todavia no han sido rebatidos. Las siguientes conclusiones son especialmente interesantes:

El informe indica que la subcontratación d e parte del trabajo generalmente conlleva una clara pérdida de calidad. Ad emás de las dificultades habituales


Control de calid ad y dirección de obra

para superar las subsiguientes interrelaciones y traspasos de responsabilidades, el informe también enumera otros problemas, como, por ejemplo, el hecho de que, después de subcontratar la responsabilidad de la calidad, el contratista principal reduce su presencia en la supervisión de la obra. Otro problema es que los trabajos subcontratados suelen realizarse simultáneamente con otras muchas operaciones, lo cual puede generar que el subcontratista perciba que su labor tiene poca importancia en el conjunto y no se la reconoce. Además, el reparto de la responsabilidad sobre la calidad suele ser ambiguo, y también está con dicionada por una presión considerable respecto a los precios. Todas estas circunstancias derivan en una rápida pérdida de motivación del subcontratista para realizar un trabajo de calidad. El informe también revela que la calidad del trabajo manual depende ante todo de la supervisión. El compromiso personal de cada miembro de un equipo depende básicamente de su capataz: si esta persona está cualificada, tiene experiencia y entrega, los miembros del equipo estarán motivados. El informe también pone de manifiesto que, con independiencia de la nacionalidad de los trabajadores, siempre se logra una buena ejecución si el equipo está dirigido por una persona debidamente cualificada. Las conclusiones de este informe pueden aplicarse directamente en la redacc ión del contrato: La subcontratación de actividades debe quedar prohibida por contrato, o debe exigir el consenso de las partes implicadas.

La cualificación de los trabajadores encargados de la supervisión y de la dirección de obra, así como su despliegue durante los trabajos de construcción, deben estar regulados, puesto que son factores determinantes para la posterior calidad y para la influencia práctica que pueda ejercer el jefe de obra del proyectista. La dirección de obra

Desde el punto de vista de un proyectista director de obra, el requisito previo para una dirección de obra organizada y ordenada es una comunicación estructurada con el contratista. Para ello, debe existir una red de información sencilla e inequívoca, una notificación y aprobación de rutinas para cada etapa del trabajo (construcción de encofrados, colocación de las armaduras, hormigonado, desencofrado, curado) de los diferentes elementos o fases del proyecto. La secuencia de las operaciones de construcción para cada fase del trabajo la establece el contratista según las respectivas necesidades de la obra. Por tanto, si el contratista no informa al director del proyecto (project manager) de un modo exhaustivo y a su tiempo, este último no tendrá la suficiente información sobre las operaciones en curso y las planificadas. Para garantizar que en todo momento se producirá un buen flujo de información, el contratista deberla estar obligado por contrato a instaurar una rutina. La intensidad mayor o menor de este flujo de información puede ajustarse a las correspondientes circunstancias. Para que el proyectista pueda estar informado a tiempo de la preparación de las fases más importantes del trabajo, debe especificar un período de tiempo práctico entre la recepción de la información y el inicio planificado de cada actividad.

Además, en la transición entre dos fases del trabajo determinantes para la calidad, es bueno que la continuación de las operaciones esté vinculada a una aprobación previa o a la aprobación del estado actual. En su papel de jefe de obra, el proyectista puede decidir en cada caso si desea o no inspeccionar el estado actual antes de autorizar la continuación del trabajo. La posibilidad de una inspección fomenta una mayor concienciación respecto a la calidad de su propio trabajo entre el personal del contratista. Sin embargo, las rutinas de información contractuales basadas en la notificación y la aprobación sólo resultan adecuadas y prácticas cuando se limitan a los trabajos que son determinantes para la calidad en la producción de elementos de hormigón, y deberían ser lo más sencillas posible. La comunicación de los hechos decisivos de estas rutinas generalmente deberia constar por escrito. Como las vias de comunicación elegidas para las rutinas de información y aprobación de operaciones de construcción son también adecuadas para revisar el despliegue del personal técnico del contratista mediante planes de supervisión y de disponibilidad, se aúnan los objetivos del control de calidad y de la dirección de obra. Resumen de medidas

Las medidas aplicables a la dirección de obra y a la garantía de la calidad de la ejecución pueden incorporarse en el contrato de la forma siguiente: Restricción de la subcontratación de actividades. Cualificación y cantidad de personal para la supervisión técnica de la obra. Cualificación, experiencia y cantidad de personal para la superviSión de cada equipo.

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5 UN studlO, van Berkel & 80s. nuevo Museo Mercedes-Benz. Stuttgart, Alemania, 2006 a-b construcción de los soportes de los encofrados c montaje de los paneles de encofrado d colocaCión de las armaduras

67


Proyectar con hormigón

Cantidad y capacitación del personal de los equipos de encofrado, armado y hormigonado. Presencia de un representante de la dirección técnica de la obra al inicio y al final (más importante) de todas las operaciones de encofrado y de colocación del acero. Presencia de un representante de la dirección técnica de la obra desde al menos una hora antes del comienzo de las operaciones de hormigonado y hasta el final (más importante). Presencia del capataz del equipo durante todas las operaciones de mon ~ taje del encofrado, colocación del acero y hormigonado, incluyendo las operaciones de preparación y subsiguientes. Establecimiento de vías de comunicación y de personas de contacto dentro del equipo de dirección de obra del contratista y entre el personal de supervisión, así como una rutina de información en 10 que se refiere a la planificación de las operaciones, el despliegue del personal técnico de dirección de obra, del personal de supervisión y los eq uipos.

Estas medidas parecen inusuales y complicadas como tareas normales de dirección de obra para trabajos de construcción con hormigón. En la practica, no es muy recomendable especificar todas estas medidas en el contrato, pero la inclusión de unos factores seleccionados puede facilitar la dirección de obra, incluso en los proyectos de menor envergadura. No obstante, deberán considerarse especialmente los requisitos de presencia del personal de supervisión, siempre que por circunstancias iDeales no se pudiera garantizar que el contratista principal responsable por contrato estaria presente durante la totalidad de los trabajos de construcción, o en el caso

6-8 Herzog & de Meuron, Allianz Arena, Múnich, Alomania, 2005

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6

de que gran parte del trabajo se haya subcontratado. Integración en el contrato de obra Las medidas y condiciones en cuanto a la garantla de calidad y a la dirección de obra son condiciones de ejecución que no pueden regularse en el Estado de mediciones. En un contrato de licitación o de construcción, las condiciones de ejecución normalmente se detallan en el preámbulO; sin embargo, el objetivo de esta parte es, ante todo, la explicación del contenido de dichos contratos, antes que la formulación de condiciones contractuales, ya que la validez jurídica de las disposiciones contractuales del preambulo no puede asegurarse al cien por cien para todos los sistemas legales. Por esta razón, deben introducirse otras condiciones de contratación, y en este caso son útiles los modelos de contrato de las legislaciones nacionales, si existen. Por ejemplo, en la normativa alemana, se incluye un ejemplo muy detallado de un posible desglose de las condiciones de un contrato de obra, en varios puntos contractuales que también están presentes en los modelos de contrato que se utilizan en Reino Un ido y otros países: a) Especificaciones b) Condiciones especiales de contratación. e) Condiciones adicionales de contratación. d) Condiciones técnicas adicionales de contratación. e) Especificaciones técnicas generales para los trabajos de construcción . f) Especificaciones generales para el rendimiento de los trabajos de construcción. El Pliego de cond iciones es un elemento permanente del contrato de ejecución.


Control de calidad y dirección de obra

8

Es la parte fundamental del contrato de obra y la base original para el cá lculo y los pagos. Sin embargo, en Alemania también se reconocen puntos de contrato preformulados y estandarizados que pueden incorporarse en cada contrato de

obra según la necesidad. Por ejemplo, en las "Especificaciones generales para

la ejecución de los trabajos de construcción" se incluyen una serie de normas según las cuales los trabajos de construcción con hormigón pueden prepararse, cuantificarse y facturarse mediante

contrato. La introducción de condiciones especiales de contratación para respaldar el trabajo de dirección de obra del proyectista y para salvaguardar la calidad de la ejecución deriva también en una posible

consecuencia que va más allá del estricto efecto de supervisión: da a entender a los posibles contratistas, ya en la etapa de licitación, que la preparación y ejecución de la dirección del proyecto se llevarán a cabo con especial detenimiento y con una gran concienciación en lo que respecta a la calidad. Como consecuencia, los licitadores menos capacitados ni siquiera se molestan en presentar una oferta. Además, este planteamiento permite que se incluya en el contrato de obra el coste de

una serie de servicios de organización en favor de la calidad, que el encargado de la gestión del proyecto (project manager) puede poner en práctica según las necesidades para garantizar el éxito de la construcción. Los modelos de contrato para el control de la calidad y el seguimiento de la dirección de obra pueden hacer dudar entre varios contratistas durante la fase de licitación, debido a la difiCil tarea inicial de evaluar los costes. Sin embargo, una vez se ha concretado que se retribuirá el trabajo adicional, los efectos se perciben más objetivamente. Las reglamentaciones y condi-

ciones contractuales de este tipo también son útiles para las operaciones de construcción del contratista, porque prohíben en buena medida el excesivo despliegue de personal técnico Y. por consiguiente, tienen un efecto de descarga. Por medio de la selección y el despliegue de los recursos adecuados, la gestión de los trabajos de construcción con hormigón con las reg lamentaciones mencionadas suele ser muy exitosa: sin embargo, exige una actitud abierta y responsable respecto a las demandas del contratista. En las operaciones diarias de construcción, la aceptación de estas medidas depende fundamentalmente de que se reconozca que son acuerdos justos, destinados a garantizar el éxito de todos los implicados. Plazo de construcción Las dificultades en el control de los trabajos de construcción con hormigón a menudo son fruto de plazos de construcción demasiado cortos. La reducción de los plazos es una tendencia creciente tanto durante el trabajo de proyecto como en las circunstancias de adjudica ción del contrato. El comprensible deseo del cliente de poder utilizar su edificio lo antes posible, provoca que, para asegurarse el contrato, los licitadores se sitúen en los límites de lo factible al aceptar la fecha de finalización de la obra. Durante la licitación y la adjudicación de un contrato, el proyectista director de obra quizás contemple con preocupación una fecha de finalización a corto plazo; sin embargo, considerará que la responsabilidad contractual para finalizar los trabajos de construcción a su debido tiempo es del contratista, y normalmente subestimará su propia parte de responsabilidad y los problemas que puedan derivarse en el ámbito de su función, en el caso de un plazo de construcción demasiado limitado.

69


Proyectar con hormigón

9.

La experiencia demuestra que los trabajos de construcción con hormigón que han de llevarse a cabo bajo la presión de una fecha de finalización casi imposible de cumplir suelen conllevar una organización deficiente y un entorno de trabajo restrictivo para todos los implicados, con el resultado de que la ejecución será de menor calidad. Un periodo de construcción adecuado es la base para una eje-

cución de calidad. La mayor parte de los estudios de arquitectura disponen de experiencia y de datos tipificados para calcul ar el tiempo que es necesario para llevar a cabo una construcción con hormigón. Los arquitectos que S8 centran esencialmente en

determinados aspectos del proyecto suelen delegar la planificación técnica de los trabajOS con hormigón en el ingeniero de estructuras, que, por lo general, también puede calcular los plazos. Sin embargo, este cálculo bruto debería someterse a una atenta revisión interna antes de infor-

mar al cl iente: el plazo final estimado de construcción debería acordarse con todos los miembros del equipo de proyecto, que comprende al arquitecto principal, al ingeniero de estructuras y a todos los implicados en la dirección de obra. Al calcular el plazo de construcción para los trabajos con hormigón, deben tenerse en cuenta los siguientes factores:

9

a-b Amann & Giltel, conslrllcción de muros

de hormigón prefabricado para una agencia de publicidad, Munich-Riem, Alemania, 2001

70

Si se desconocen las etapas de proyecto o son ambiguas en lo que se refiere a las operaciones en obra, deben ampliarse los plazos de construcción relacionados o calcularse únicamente siguiendo las instrucciones de un consultor externo. Si la mayor parte de la obra se va a ejecutar en los meses de invierno, durante los cuales los trabajos de hormigonado están restringidos a causa de las condiciones meteorológicas previstas, deberán ampliarse los plazos para los

trabajos afectados. Para elementos compactos y macizos, como, por ejemplo, cimentaciones, o en obras que se van a llevar a cabo en regiones más cáli das, las ampliaciones serán menos generosas, contrariamente a los elementos de pequeño formato, geometrías fuertemente fragmentadas (muros, voladizos, losas de forjado de poco espesor y pilares) u obras en zonas más frías. Para elementos de hormigón más exigentes (debido a su geometría, densidad de la armadura, hormigón visto, etc.) se calcularán unos plazos de construcción más largos. Para elementos con superficies de hormigón visto de más prestigio, siempre es necesario ampliar el plazo de construcción como mínimo un 20 %, Y para unas características superficiales especiales o de máxima calidad se puede llegar a doblar el tiempo de construcción habitual. Sobre este punto también hay que recordar que, donde sea posible, no debería llevarse a cabo la construcción de superfici es de hormigón visto lisas con temperaturas exteriores inferiores a diez grados, porque, en estas condiciones, es casi inevitable una evidente pérdida de calidad, incluso con una cuidada ejecución. Esta recomendación también es aplicable a los sofltos de hormigón visto.


Control de calidad y dirección de obra

GráfIco de barras y calendario

d~ema nas N" actividad 11

Estudio previo

12

Proyecto básico

I

H

5

10

15

20

25

30

I

13 1 Proyecto para obtenclÓ!1 permiso 09 obra -

35

40

I

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16 21

22

Adjudicación del contrato para los aca: dO t-: Cálculo estructural preliminar Cálculo estructural

I

23

Planos de obra

31

Trabajos preparQtorios

32 33

Trabajos estructurales Trebajos de acabado intenOl"

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Permiso de obra

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10 Gráfico de barras esquemático utitlzado para especIficar el calendario de un ediflclo 11 Van Gerkan, Marg & Partner, restauración y modernización de Estadio Olímpico de Berlín,

11

Alemania, 2005


Proyectar con hormigón

Hormigón pulido Kunstmuseum Liechtenstein, Vaduz Hubertus Adam

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El Kunstmuseum Liechtenstein se encuentra en el centro de Vaduz , dominado por el castillo situado en lo alto de una colina. La fachada está encajada entre dos anodinos edificios comerciales y administrativos, resplandeciendo como una piedra preciosa en bruto: una sobria referencia a la función específica del edificio. Además de las obras de arte pertenecientes a los príncipes de Uechtenstein, el museo también acoge la colección de arte de este pequeño país, iniciada en 1968. El proyecto conjunto de Meinrad Morger, Heinrich Oegelo y Christian Kerez convence por su planificación urbana y por las cualidades de su distribución interior. El edificio, en forma de caja, ocupa prácticamente todo el solar comprendido entre dos calles en dirección este-oeste. Su núcleo es una escalera iluminada cenital mente que comunica los dos nive-

Kunstmuseum Liechtenstein. Vaduz, 2000 Arquitectos: Marger & Oegelo, Basilea. con Christian Kerez. Zúrich Cliente: Stiftung zur Errichtung eines Kunsthausmuseums. Vaduz Contratista para el hormigón: Feldmann AG, Bilten Tecnología del hormigón: Prüftechnik HF AG, Berneck Contratista para el pulidO y acabado de las superficies: K. Studer AG, Frick

72

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les de los espacios de exposición, con dos posibilidades de acceso a las salas de la primera planta: o se utiliza la escalera centra l que parte del vestíbulo , o se atraviesa primero la saja de la esquina noroeste, iluminada desde el lateral, y después la sala de exposición adyacente, con iluminación artifici al, hasta llegar a una segunda escalera. La estructura del edificio se pone de manifiesto claramente en la planta supe~ rior, cuyos espacios están totalmente iluminados mediant e lucernarios. Esta planta, estrictamente rectangular, se divide en cuatro salas de exposición, tamb ién rectangulares , que se conectan entre si para definir un recorrido por el museo. Las proporciones de las salas va rían, pero su superficie total se mantiene entre 300 y 350 m' cada una. Dos salas alargadas y estrechas se alternan con otras dos más anchas, una idea que, a pesar del diseño interior idéntico


Ejemplos de acabados superficiales Hormig6n pulido

3

(muros blancos, parqué de roble, techos de vidrio) ofrece una variedad sorprendente. Las salas de exposiciones pueden utilizarse de forma independiente, de dos en dos o todas a la vez, para crear una exposición global. B efecto del exterior El dogma del movimiento moderno de que la función de un edificio debe ser perceptible en [a fachada fue hábilmente eludido por Morger, Oegelo y Kerez. Los visitantes de la "Kaaba" negra de Vaduz -cuya única concesión identificativa es el gran letrero sobre el muro de la fachada p r inc i pal~ quedan admirados por la inesperada luminosidad de su interior. Los muros negros y reflectant es de hormigón, de 40 cm de espesor, ofrecen una imagen monolítica que sólo queda interrumpida por los ventanales del vestíb ulo y de la sala de exposición iluminada lateralmente. El acabado pulido del hormigón proporciona un efecto potente a la fachada, reforzado por las pequenas irregularidades del proceso de pulido. La su perficie presenta prácticamente la textura de un tej ido, y es precisamente este tratam iento el que reduce el impacto monumental de l edificio y permite su integración en el entorno urbano. Los arquitectos han logrado crear un ed ificio que podría definirse como de ermitano integrado. Excede los límites, pero se mantiene absolutamente fiel a la alineación prescrita; mantiene una dist ancia con los edificios vecinos, terriblemente anodinos, pero permite que se reflejen en su fachada.

Superficie de hormigón El acabado de la fachada sólo fue posible gracias a la intensiva colaboración de todas las partes implicadas en el proyecto. Para la envolvente del edificio, una piel de hormigón in situ sin juntas, se empleó una mezc la especial de árido:

fragmentos de basalto negro y de g rava de rio coloreada que se añadieron a l cemento pigmentado de negro. Esta fórmula fue completamente nueva y se desarrolló por medio de numerosos ensayos preliminares, pruebas y muestras. Una de las dificultades residió en la forma de [os áridos, que no eran perfectamente esféricos; por otro lado, también tenían que cumplirse todos los requisitos técnicos , como la estabilidad, la resistencia y la mínima retracción. Para conseguir la calidad deseada del hormigón y de las superficies fue importante prevenir la segregación durante el tran sporte y puesta en obra. Ademas, el encofrado tenía que ser absolutamente estanco a la lechada y montarse formando una superficie plana exacta en pocas operaciones . La ca lidad de la ejecución del hormigo nado constituyó la base para el buen resultado del pulido. Diez trabajadores tardaron un total de cinco meses para pulir de 5 a 7 mm de la fachada a medida que se iba moldeando, lo que corresponde a unas 40 toneladas de hormigón. Posteriormente, sobre la superficie lisa se aplicó un tratamiento de impregnación para aumentar el brillo y también la durabilidad.

1 Planta baja. escala 1:750 2 El Kunstmuseum Liechtenstein está situado en el centro de la cap ital del pais . Vaduz. a Jos pies del castillo 3 Los trabajadores lardaron cinco meses en pulir la superficie del hormigón con equipos hidráu licos 11 El tratamiento de impregnación de alto brillo otorga al hormigón el aspecto de una piedra natural pulida Y. al mismo tiempo, le protege contra los graffiti 5

De cerca pueden aprec iarse los áridos de la

mezcla

5


Proyectar con hormigón

Hormigón con relieve Biblioteca Universitaria, Utrecht, Holanda

El campus universitario Uithof, situado al sureste de Utrecht, se planeó sobre la base de un plan director de Rem Kool haas. La biblioteca, obra de Wiel Arets, es un volumen brillante, oscuro y aparentemente macizo, que constituye el nuevo centro del campus, Este imponente edificio se conecta con sus vecinos mediante una pasarela que forma un conjunto con el nuevo edificio de aparcamientos, sin por ello ofrecer una imagen aislada que es la que pOdria esperarse de una presencia tan dominante. Un auditorio, tiendas y una cafeterla integran la biblioteca en la vida del campus, aunque, sobre todo, es la "experiencia" de la sala de lectura, de 33 m de altura máxima, lo que hace que este edificio sea un punto de encuentro de la Universidad. A pesar de la contundencia del volumen ,

la fachada no tiene un carácter hermético: el relieve abstracto de una rama de sauce ofrece una calidad táctil a las

Biblioteca Universitaria, Utrechl. Holanda, 2004 Arquitecto: Wiel Arets, Maastrichl Cliente: Universiteit Ulrechl Ingenieros de estructuras: ABT Adviseurs in Encofrados para hormigón con relieve: NOE Bouwtechniek,Süssen ArnhemIDeln Schaltechnlk, Motivos de la fachada: Atelier Kim Zwarts, Maastricht 2

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superiicies de hormigón, motivo que se repite serigrafiado en el vidrio para dar una sensación de profundidad. Wiel Arets adaptó el principio rector de la kasbah - una compacta fortificación del norte de África- de la planif¡cación urbana de Koolhaas, a la distribución interior del edificio. La superficie de estanterias se distribuye en una docena de salas independientes que flotan como "nubes" entre las plataformas de lectura de este "edificio caja", Los muros negros pretenden fac ilitar la concentración en la lectura; el interior abierto y las grandes superficies vi driadas garantizan un ambiente luminoso que sugiere comunicación. Proyecto

La construcción básica de la biblioteca, de ocho plantas de altura, se compone de muros de hormigón armado de 40 cm, con grandes aberturas siguiendo una

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Ejemplos de acabados superficiales Hormigón con rel ieve

retícula de 12,90 m. Losas huecas de horm igón pretensa do de 32 a 40 cm y una capa superior de hormigón de 8 cm forman los forjados compuestos intermedios. En la sala de lectura se admite una carga máxima de 800 kg/m' y, en las estanterías, de 1.300 kg/m'. Cuatro núcleos de hormigón garantizan la estabilidad necesaria en la dirección longitudinal , y los muros de hormigón proporcionan el arriostramiento transversal. Debido a la importante longitud del edificio (100 m), en el vano central se incluyó una junta de dilatación; el espacio sobre el vestibulo absorbe los movimientos longitudinales de esta zona central. Los muros y pilares son básicamente de hormigón in situ de alta resistencia, aunque en algunos puntos fue necesario adoptar una mayor resistencia a la compresión para poder soportar las grandes tensiones y los esfuerzos puntuales en los muros, a pesar de su espesor relativamente reducido, Como la estructura portante comprendía muy pocos elem entos idénticos, resultaba poco rentable uti lizar elementos de hormigón prefabricado, que sólo se utilizaron en los paneles de fachada , gracias a su repetición y al hecho de que únicamente soportan su peso propio. Las dimensiones máximas de cada elemento de fachada son 1,60 x 3.45 m (anchura x altura). Superficie con relieves Para hacer visible el contenido de las estanterías, los muros se realizaron con un motivo en re lieve, "estampado" sobre su superficie, el mismo que se utilizó en forma de serigrafía para el vidrio. El punto de partida fue una fotografía de Kim Zwarts, reducida a cuatro tonos de gris. Como no era posible generar datos tridimensionales para una fresadora CNC, el relieve se recortó a mano en un panel de pOliuretano, de modo que a cada tono

de gris se le asignó un determinado rebaje, con una profundidad máxima de 25 mm. A continuación se moldeó este relieve en una "alfombra" de goma para formar un molde tipo, con los bordes biselados para facilitar la extracción del hormigón. Finalmente, con una impresión en yeso de este prototipo se formó el molde negativo que permitió producir las laminas de caucho con los relieves para el encofrado. Por otro lado, el contratista tenia poca experiencia en la colocación de láminas de este tipo en encofrados para hormigón in situ, y fueron necesarias muchas pruebas para descubrir el mejor sistema a la hora de retirar los revestimientos y, sobre todo, el mejor agente desencofrante. Contrariamente a los cálculos del fabricante, que había previsto que cada revestimiento de caucho pudiera utilizarse cuatro veces, sólo pudieron hacerlo una media de dos veces, debido a las diferentes alturas de las dos primeras plantas, al número de vanos con dimensiones únicas y al desgaste provocado por el gran número de perforaciones necesarias para su anclaje en los encofrados.

1 Planta sexta, escala 1:1.000 2 En la fachada se alternan paneles de hormigón con relieve y de vidrio serigrafiado 3 Encofrado horizontal con los moldes de goma preparados para la conformación de Jos elementos de hormigón prefabricado 4 Encofrado vertical de hormigón in situ con los moldes de goma y algunas armaduras colocades 5 Desencofrado de superfici~s d~ hormigón in situ 6 Primer plano de la superficie de hcH"migón con relieves, pintada de color negro

Color El diseño original preveía el uso de hormigón pigmentado, pero varias razones aconsejaron abandonar esta idea. La experiencia en proyectos anteriores demostraba que no se podía garantizar una coloración homogénea. Además, el dilatado período de construcción y la enorme cantidad de hormigón que habría que manipular en la obra, dificultaban que se pudiera garantizar un tono de negro uniforme en todos los elementos. Como el hormigón pigmentado es muy caro, se estudiaron varias alternativas. Finalmente, se optó por aplicar una capa de pintura negra opaca después del curado. 6 7~


Proyectar con hormigón

Textura basta Centro de arte joven, Mouans-Sartoux, Francia

A finales de la década de 1980, el Ayuntamiento de Mouans-Sartoux, un pequeño municipio francés cercano a Can nas, compró el antiguo castillo y, en 1990, levantó un museo para el arte concreto. Más tarde, el alcalde y el artista Gottfried Honegger promovieron el centro juvenil de L'Espace de l'Art Concre!. La instalación adicional, que permite el desarrollo de la sensibilidad artística para niños y jóvenes, con clases teóricas y

experimentación con diferentes técnicas, 2 o.-

se planificó para el propio castillo, pero e l

espacio pronto resultó ser demasiado pequeño. Seguidamente, el arquitecto y escultor Mare Barani propuso una ampliación compuesta por tres elemen -

una abundante luz natural qu e I(ega

hasta el último rincón de los talleres. Superficies Para contrastar con la mampostería de piedra natural, el acabado de las superficies de hormigón visto es liso, y sólo se realizó una textura basta en la fachada

que da al parque. Para conseguir este acabado especial, se colocaron en el encofrado unas tablas de madera de pino de 10 cm de ancho, tratadas con chorro de arena. Para que las juntas no inte rfiriera n en la textura, se montó el encofrado de una pieza para todo el muro, con unas dimensiones de 18 x 4 m.

nes teatrales y conc iertos al aire libre a

Los diferentes espesores y los pequeños espacios entre las tablas del encofrad o son ahora claramente visibles en el muro

tos : un escenario c ircular para actuaciolos pies de las murallas del castillo, una

acabado. La técnica dio como resultado

zona al aire libre en el bosque para la

una potente superficie que enfatiza el

obra escultórica, y un edificio con diver-

diálogo entre el nuevo edificio y la mampostería histórica de piedra natural de las

sos talleres y estudios.

murallas del castillo. Idea de proyecto La cubierta del edificio sobresale respecto a la pendiente donde se sitúa el castillo, y forma una plataforma mirador con vistas sobre el parque del castillo y el bosque circundante. Unas vallas, unos bancos de madera y un estanque crean un espacio para relajarse. El nuevo edificio se separa de la muralla del antiguo casti llo mediante una escalera que proporciona acceso a los talleres. La zona de entrada está acristalada en la parte que da al escenario al aire libre y, por tanto, ayuda a conectar el interior y el exterior. En contraste, el resto de fachadas son casi ciegas, exceptuando la que da al parque , que cuenta con pequeños huecos de diferentes tamaños y formas y ofrecen vistas enmarcadas sobre éste. A pesar de el(o, el interior es muy luminoso, gracias al uso del vidrio y al fondo de vid rio del estanque que está situado en la terraza de la cubierta, que ofrecen

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Centro de arte joven , Mouans-Sartoux, Francis, 1998 Arquitectos: Alelier Barani, Niza Cliente: AyuntamientO de Mouans-Sartoux Ingenieros de estructuras: Dinatech, Mouans-Sartoux Contratista (estructura principal): Savonitto, ROQuefort-les-Pins


Ejemplos de acabados superficiales Textura basta

3

1I

5

1 Fachada de acceso 2 Situaci贸n, escala 1:2.000 3 Secci贸n, escala 1:500 4

r

4

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Planta, escala 1:500

Taller de arte digital 6 Textura basta de la fachada al parque

5


Hormigón visto

80

Proyecto de edificios de hormigón visto

82 84 86

Ejemplos: Centro parroquial y club juvenil, Thalmassing, Alemania Dependencias de un cementerio, Múnich, Alemania Biblioteca y sala de conferencias, Weimar, Alemania

88

Superficies de hormigón visto

90 92 94 99 101 103

Hormigón visto. Diseño y construcción El folleto informativo como ayuda para el diseño Clases de hormigón visto Clases de paneles de encofrado Proyecto y adjudicación del contrato Evaluación

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Hormigón visto

Proyecto de edificios de hormigón visto

Andreas Meck Susanne Frank

Difícilmente puede encontrarse otro material constructivo que deje más impronta en la imagen de nuestro entorno que el hormigón . Es un material prácticamente inevitable, sobre todo en el armazón estructural de los edificios. Pero cuando este armazón estructural es también la piel del edificio, es decir, cuando se trata de superficies de hormigón visto, la situación es diferente. ¿Seguirá siendo así? A menudo, el arquitecto se enfrenta a este tipo de pregunta, mientras que el observador incrédulo supone que la superficie de hormigón visto representa una especie de estado provisional , y que con posterioridad será enlucida o pintada. De forma involuntaria, o eso parece, el hormigón utilizado como esqueleto estructural -inacabado y basto, pragmático y con menor capacidad de crear ambientes- evoca unas asociaciones que se transfieren a las superficies de hormigón visto diseñadas como tales. Pero la cuestión aquí es plantearse si estas dudas son intrínsecas al material en sí, o si más bien provienen del el hecho de que consideramos que el hormigón -a menudo un material puramente constructivo o estructural~ no tiene potencial para ser utilizado como recurso arquitectónico. Quizá esta idea también se basa en el hecho de que este material puede utilizarse -y se utiliza- para todo, pero a menudo de forma inconsistente. La expresión "jungla de hormigón" para referirse a la ciudad deshumanizada no ha salido de la nada. Sin embargo, ¿es el hormigón "solamente" duradero, barato, limpio, de nulo mantenimiento y práctico? A diferencia de los aspectos pragmáticos, sus numerosas posibilidades de diseño raramente comparten este primer plano, aunque existen muchos ejemplos extraordinarios que demuestran la cal idad sensual que pueden poseer las superficies de hormigón.

80

Por ejemplo, Le Corbusier demostró de forma impresionante cómo utilizar el hormigón para usos escultóricos y artisticos en sus edificios (fig. 1). Junto con los efectos de luz, las superficies bastas de su béton brut irradian fuerza y sensualidad. O Tadao Ando, cuyas superficies formadas con encofrados lisos dan un acabado aterciopelado a los edificios (lig. 2), con un alto grado de efectos táctiles y poéticos, como con las hojas colocadas en el encofrado de su pabellón de congresos para Vitra en Wei l am Rhein (fig.5) . Los arquitectos suizos Herzog & de Meuron utilizaron superticies impresas de hormigón y de vidr io en su proyecto para la biblioteca en Eberswalde. Con la impresión global del edificio se unifican las superficies y parece que las diferencias entre el hormigón y el vidrio se diluyen (fig. 3). También la obra de Eduardo Chillida puede incluirse en este contexto: sus grandes esculturas de hormigón, imponentes, demuestran cómo se puede manipular este material desde el punto de vista artístico y escultórico. Sensualidad, poesía y calidad ambiental Los ejemplos anteriores demuestran que la imagen del hormigón encarna fuerza, expresividad y una calidad poética y sensual , siempre que el material se utilice con prudencia y en un sentido de artisticidad arquitectónica. En este momento sería difícil presentar todas las variaciones y posibilid ades imaginables de superficies de hormigón visto; el espectro es enorme, y lo "sensaciona!" de las nuevas propuestas se divulgan acertadamente en las publicaciones espeCializadas. En cambio, nuestra propuesta, en adelante, consistirá en evaluar la d iversidad del hormigón visto en relación con su 5gnificado arquitectónico. ¿Cómo afecta la


Proyecto de edificios de hormigón visto

3

calidad de la superficie a la imagen de un edificio? ¿Cómo se transmite una idea de proyecto? Los siguientes proyectos tienen algo en común: todos ellos están construidos con hormigón in situ. Sin embargo, las condicion es y las intenciones del proyecto son totalmente distintas. Para cada proyecto explicaremos la razón que ha llevado a adoptar un determinado acabado superfic ial del hormigón, y el objetivo del arquitecto al utilizarlo. Los proyectos se exponen junto con sus ideas generadoras y, en este sentido, el contexto siempre juega un papel esencial. Todos los edificios tienen relación con su entorno. Su diseño, su forma, sus proporciones y la configuración tanto de su interior como de su exterior son respuestas a este entorno. Asimismo, en el proceso de proyecto también influyen las circunstancias sociales e históricas . Hacer realidad un concepto arq uitectónico, es decir, una imagen o una idea, conlleva un trato con la materialidad, un reconocim iento del vínculo entre la forma y lo material. Un edificio debe encajar como un todo. La calidad de sus superficies proporciona el ajuste y la precisión; las superficies acabadas expresan cualidades táctiles y sensuales.

Hormigón visto ¿Qué se entiende por "hormigón visto"? En principio, un edificio de hormigón puede encontrarse en dos estados: en bruto -es decir, sin acabado, como el esqueleto estructural en tanto que "forma básica de la construcción"-¡ o como acabado. Hablamos de hormigón visto cuando nos referimos a este último estado. Estas dos situaciones básicas difieren en un sentido fundamenta l: cuando se emplea el hormigón puramente como material constructivo estructural . la imagen exterior del edificio experimenta una importante transformación, debido a que

la construcción portante sufre un "tratamiento posterior", es decir, sus fachadas se revisten. A partir de este momento, el hormigón ya no es visible . La situación es otra cuando el hormigón se deja visto como superficie de acabado. En algunos casos sigue siendo portante, pero, al mismo tiempo, es el material visible de la p iel externa: el hormigón visto. La mezcla del hormigón es fundamental para la imagen de su superficie, y viene determinada por la elección del cemento, los áridos y los aditivos y adiciones, como, por ejemplO, los pigmentos. Dependiendo del propósito del proyectista, una superfic ie de hormigón visto puede ser tratada y pulida con posterioridad . El diseño de la superficie, de la piel del edificio, ejerce una influencia determinante en su carácter, por lo que no es de extrañar que esta cuestión atraiga tanto la atención ; significa que, desde el punto de vista tecnológico, la calidad de la superficie acabada dependerá de la mezcla del hormigón, la calidad y las características de los paneles de encofrado, así como de la naturaleza de todo tratamiento posterior. En el aspecto de la superficie influyen los sig uientes factores del proceso de producción :

3

Herzog & de Meuron, fachada de hormigón visto

1 979~ 1981

impreso (fotohormigón). biblioteca de la Escuela Técnica, Eberswalde, Alemania, 1999 4 Jourda & Perraudin. complejo residencial, Lyon, Francia, 1994 5 Tadao Ando, superficie de hormigón visto con hojas en el encofra do, pabellón de congresos Vitra, Weil am Rhein, Alemania, 1993

La mezcla del hormigón, junto con el tipo de cemento, los áridos, las adiciones y los aditivos. La textura superficial de los materiales del encofrado. Las juntas (en el encofrado y en el hormigón). Las marcas de las perforaciones en el encofrado, que después de desencofrar deberían presentar una trama perfectamente regular . Para que el edificio acabado se corresponda con la idea arquitectón ica, una fachada de hormigón visto requ iere una p lanificación previa detallada y precisa.

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le Corbusier, mona.sterio de La T ourette, Eveux-sur-Arbresie, Francia, 1960 Tadao Ando, casa Koshino, Ashinga, Japón.

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Hormigón visto

Casa parroquial y centro juvenil, Thalmassing, Alemania

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quial muy atractiva desde el punto de

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El proyecto para esta casa parroquial y centro juvenil debe considerarse en el contexto de un importante edificio existente. La parroqu ia de Thalmassing posee una antigua pequeña iglesia parro-

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situada en la ladera de una colina. En lo

que se refiere a su altura y ubicación, el nuevo centro parroquial respeta la importancia de la iglesia como edificio resuelto y dominante. Tanto el aspecto como los materiales del nuevo edificio son modestos y confían el color y la ornamentación a la propia iglesia. Entre el centro, el club y dicha iglesia, una plaza abierta conecta los diferentes edificios para formar un conjunto coherente, reforzado por el hecho de que toda la anchura del salón y del vestíbulo del centro parroquial, correspondiente a la fachada que da a la iglesia, está vid riado.

El edificio se ha contemplado como un bloque y presenta muy pocas ventanas. Su presencia plana y monolítica se ve reforzada por un profundo retranqueo en parte de la fachada que da a la plaza.

Casa parroquial y centro juvenil, Thalmassing , Alemania, 2004 Arquitectos: meck architekten, Munich Cliente: diócesis de Eictlstatt, comunidad parroquial de Tnalmasslng Ingeniero de estructuras: Ingenieurbüro Hans-Ludwig Haushofer, Markl Schwaben Contratista (hormigón): ARLT, N6rdlingen 3

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Todo ello con el objetivo de yuxtaponer lo nuevo con lo antiguo: la fachada de la iglesia conforma el límite del salón y vestíbulo parroquial. y le proporciona amplitud , intención y afinidad. La lisa fachada exterior contrasta con la textura de los materiales de las superficies interiores, en su mayoría revestidas con paneles de roble. Un revestimiento de m imbre dota al interior del salón parroquial de un cálido ambiente.

Un monolito con una superficie homogénea La sencillez y naturalidad del edificio desprenden calma y serenidad, y su construcción monolítica, totalmente de hormigón, obtiene su fuerza a través de la sublimación de la presencia de la iglesia y de no establecer rivalidad con ella. Algunos huecos puntuales otorgan una calidad escultórica al edificio. Sus superficies lisas y aterciopeladas parecen tranquilas y homogéneas. Para cumplir con la idea de proyecto, las inevitables juntas se relegaron a un segundo plano, lo que supuso un desafío para la planifi cación y la producción del hormigón, Aparente-


Proyecto de edificios de hormigón visto

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mente, el deseo de un aspecto monolítico es un contrasentido, porque el hormigonado siempre conlleva un trabajo por partes (tongadas), un procedimiento que deja marcas impresas. En el centro parroquial esta dificultad se solventó utilizando paneles de encofrado de gran formato y con la cara lisa, lo que permitió que se evitaran por completo las juntas horizontales en este edificio de poca altura, Además de procurar la disposición constante de los paneles sobre la superficie, en la fase de proyecto se tuvo especial cuidado en garantizar un espaciado regular de las perforaciones de anclaje en toda la fachada, La altura de las tongadas de hormigón coincidió con las juntas verticales del encofrado, y cada parte se construyó de forma continua en toda su altura para evitar juntas horizontales. Para ello, las soleras y los forjados intermedios quedaron suspendidos entre los muros exteriores y fueron hormigonados de una sola vez, un procedimiento poco habitual. El tratamiento cu idadoso de las juntas necesarias tuvo que planificarse a conciencia en la etapa de proyecto, ya que generalmente suponen una c lara interrupción visual. Las juntas de dilatación, que en este caso están determinadas por las propie~ dades del subsuelo, tamb ién tuvieron que jugar un papel secundario en lo que se refiere a la imagen global. En el exterior sólo son visibles unas hendiduras finísimas sobre la superficie del hormigón, realizadas con un disco de diamante después de desencofrar. Estos cortes, de tan sólo 4 mm, coinciden con las juntas de encofrado. En el interior, el muro se moldeó con un rebaje que coi ncidiera con el ancho de la Junta de 20 mm que requería el proyecto (figs, 4 y 5),

Abstracción, reducción Se ha consolidado el efecto monolítico del edificio y se han evitado los detalles

problemáticos, Por ejemplo, el antepecho de la cubierta es un diseño especial, porque un detalle constructivo normal - que deja visto el borde frontal del remate metálico- no se ajustaba a la idea de los arq uitectos, Este detalle del antepechO tenía que cumplir con varios requisitos: fijación de la impermeabilización de la cubierta y protección para prevenir la infiltración de agua, además de ser invisi ~ ble desde el exterior. En lugar de añadir un material de remate nuevo, el borde de la cubierta también se rea lizó en hormigón. Con una compactación adicional de las tongadas superiores del antepecho se consiguió que la microestructura del hormigón tuviera una mayor densidad y, por consigu iente, un mejor efecto impermeable. Para que la protección fuera mayor, se aplicó una imprimación a la superfiCie superior (con pendiente hacia el interior) y varias capas de un tratamiento de impregnación, mientras que las caras verticales se dejaron sin tratar. 1 Vista desde el sur 2 Situación. escala 1:2.CXJO a iglesia parroquial de San Pedro y San Pablo b casa parroquial y centro juvenil 3 Vista desde el noroeste 4 Sección horizontal de la fachada mostrando la junta de dilatación vertical, escala 1:20 5 Junta de dilatación vertical 6 Visla interior del muro exterior 7 Sección vertical por la fachada, escala 1:20 c composición del muro: hormigón visto de 300 mm, aislamiento térmico, vidrio celular de 100 mm. hoja interior de obra de fábrica de ladrillo cera mico de 115 mm d revestimiento de mimbre sobre estructura de madera e compOSICión de la cubierta: grava, 50 mm impermeabilización: lámina de poliolefina aislamiento térmico con formación de pendientes: espuma de poliestlreno expandido de 90-240 mm barrera de vapor: lámina bituminosa hormigón armado de 350 mm aislamiento térmico: vidrio celular de 100 mm barrera de vapor falso lecho suspendido: madera de roble con acabado barnizado, 20 mm revestimiento de madera de roble (acabado barnizado) del cerco de la ventana

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Hormigón visto

Dependencias de un cementerio, Múnich, Alemania

A diferencia de la casa parroquial

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y cen-

muros del patio de mampostería de piedra.

se sitúa en un entorno urbano que ofrecía pocos alicientes para una intervención interesante. El solar, un antiguo aparcamiento con un

El ambiente interior de la capilla está dominado por el tono cálido de los muros de madera que la cercan, y posee un carácter sagrado y contemplativo por

punto de recogida de basuras, está rodeado por unos huertos y un polígono

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industrial, y queda cerca de una concu-

rrida autopista. La prioridad era, pues, crear una ubicación más digna para El nuevo comp lejo se sitúa frente a la entrada del antiguo cementerio existente,

La ''piedra''

que estaba ordenado de un modo

mento pesado que "surg e de la tierra". La madera de roble, el acero cortén y la "piedra" (hormigón visto y piedra natural) determinan su aspecto global.

estricto, casi como el claustro de un

monasterio, al borde de un parque ajardinado. Los gruesos muros del cercado

3

El complejo está concebido como un ele-

junto con las lineas sencillas y claras del

Las formas esculpidas irradian calma ,

edificio conforman un lugar lleno de paz.

solemnidad y serenidad. Su elemento

El complejo está definido por tres patios. Del sosegado patio de entrada central

distintivo es la amplia luz de la cubierta

parten recorridos hacia el cementerio,

de "piedra", visible desde la distancia en

entrada al antiguo cementerio .

este paisaje abierto. Las superficies homogéneas de estos edificios esculturales han sido construi-

El edificio del tanatorio queda resguardado bajo un pórtico de hormigón,

das con hormigón armado, cuyas propiedades se ajustan perfectamente a la idea

La capilla en sí es una caja de madera de

del edificio por su capacidad de mol-

rob le lisa que constituye un contrapunto

dearse en cualquier forma . Las grandes

el tanatorio, las salas de velatorios, y la

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medio de evitar vistas directas hacia el

exterior. Una lámina de agua brillante y dorada llama la atención y dota al espacio de una luz especial y un ambiente meditativo.

estas dependenCias,

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Tanatorio, Múnich, Alemania, 2000 Arquitectos: Andras Meck (meck architokten) y Stephan Kappel, Múnich Cliente: MAG, MÚnlch Ingeniero de estructuras: Dieter Herrschmann , Múnich Asesor para el hormigón visto: Bauberatung Zemeni, Múnic h Contratista (hormigón): Hoser, Markt Schwa ben

para los pavimentos de piedra y los

tro juvenil de Thalmiíssing, este proyecto


Proyecto de edificios de hormigón visto

4

luces tampoco son un problema a la hora de real izarlas en hormigón armado. De hecho, la imagen de un amplio pórtico de "piedra" sólo puede conseguirse con este material.

Superficies diferenciadas El hormigón ofrece la posibilidad de diferenciar las superficies según las necesidades arquitectónicas, otra propiedad decisiva para la realización de este proyecto. Pueden conseguirse diferentes tipos de acabados superficiales dependiendo del tipo de paneles de encofrado que se utilicen y del tratamiento posterior del hormigón, posibilitando un incremento de la calidad del exterior al interior y de lo áspero a lo liso. Las superficies exteriores del tanatorio y el patio central adyacente son de hormigón visto abujardado, un tratamiento mecánico que deja visto el árido del hormigón para proporcionar un aspecto uniforme a las superficies. Para que este tratamiento sea posible, en la fase de proyecto debe contemplarse el incremento del recubrimiento de hormigón sobre la armadura. Al descubrir los áridos del hor-

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migón. el abujardado de la superficie de hormigón le otorga un carácter de sillar trabajado. El acabado de las superficies interiores muestra las marcas de las tablas de madera, un motivo lineal que se consigue utilizando un encofrado de tablas con una superficie muy absorbente. La marca irregular de las tablas aserradas ofrece una potente textura y constituye una referen cia visual a la madera de roble, más noble, que reviste el tanatorio. En la capilla, los materiales se usan de diferentes formas dependiendo de su calidad visual y táctil. Tanto las superfi cies de madera como las de hormigón son lisas. El hormigón se moldeó con paneles de encofrado lisos y con una superficie de absorción media. En el corredor que conduce a las salas de velatorio. las superficies de hormigón en contacto directo con los familiares del difunto se pulieron una vez endurecidos para darles un aspecto más refinado.

Envejecer dignamente Todos los materiales utilizados son macizos y se han dejado sin tratar. El hecho de permitir su envejecimiento natural en

el transcurso del tiempo es intencionado y forma parte de la idea arquitectónica del edificio: una referencia directa al tema de la mortalidad. La escultura de piedra envejece "dignamente" en consonancia con el objeto de este complejo.

1 Vista desde el este. fachada de hormigón abujardado 2 Situación, escala 1:5.()()() 3 Vista desde el patio Intenor hacia el tanatorio 4 Campanario lal fondo) y estructura de la campana del patio (primer plano), acabado ba!':to de tablas de madera aserrada 5 Tanatorio, muros revestidos de madera de roble bajo una cubierta de hormigón abujardado 6 Pasaje en continuidad con el techo de [as salas de velatorio: acabado basto de tablas de madera aserrada; muros del nivel inferior: acabado de hormigón pulidO

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Hormigón visto

Biblioteca y sala de conferencias, Weimar, Alemania

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El nuevo edificio para la biblioteca y sala de conferencias de la Bauhaus-Universitat de Weimar hace referen cia a los edificios históricos de la ciudad del centro urbano. El emplazamiento, un antig uo solar de uso industrial, se encuentra próximo al casco histórico de Weimar, donde se ubica la famosa casa natal de Goethe. Después de la reunificación de Alemania en 1989, se tuvo la oportunidad de reestructurar esta zona céntrica de la ciudad y reintegrarla al casco antiguo mediante la demolición de edificios existentes que no merecía la pena conservar. La planta del edificio, en forma de V, permite nuevas referencias espaciales dentro de la manzana. Un brazo de la V se reserva a la bibli oteca, con una fachada de vidrio que da a una plaza abierta en el interior de la manzana, el llamado "foro universitario". El otro brazo se destina a despachos y se orienta a un tranquilo patio interior. Unas vías peatonales que transcurren de norte a sur y de este a oeste, y una serie de plazas y patios públicos conectan la parcela con el centro de la ciu dad . La sala de conferencias se integra en un cambio de nivel del terreno que desciende hacia el lado norte del emplaza-

Biblioteca y sala de conferencias, Weimar, Alemania Arquitectos: Andreas Meck (meck architeklen) y Stephan Kappe! (fases 1-4), Münlch Cliente: Freistaat ThüringervStaatbauamt Erturt Ingenieros de estructuras: Pabst & Partner Ingenieure, Weimar ' Pintura y pulido: Reinhard Bergener, Niederorschel 3a ...._~. ._ _ _ _ _..._ _ _ _ _~... b

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miento. Este hecho motiva dos accesos: uno al nivel de la biblioteca y el otro frente a la sala de conferencias. Una "pieza de relleno"

El edificio se integra en el contexto urbano como una "pieza de relleno" y, al mismo tiempo, se libera de la manzana. La biblioteca de cinco plantas se hace notar con un gesto inconfundible en el paisaje urbano de la Steubenstrasse, y se ve desde lejos como un edificio público moderno en el casco antiguo. El diseño de la bi blioteca evoca en el espectad or la imagen de una estantería. Parece un gran marco en el que se colocan los estantes como si fueran libros . El interior está revestido por completo de madera, en correspondencia con la cercana "biblioteca de madera" de la antigua bibl ioteca de Anna Amalia, que también era una inserción de este materia l dentro de una estructura sólida. "Piel tensada"

Fueron varios los aspectos que favorecieron !a elección del hormigón en este edific io, incluyendo las razones estructurales. La materialización de la idea de las "estanterías" y el gran volumen interior de


Proyecto de edificios de hormigón visto

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la sala de conferencias exiglan grandes luces. algo que puede realizarse fac ilmente con hormigón armado, un material que también encajaba con la idea de una "pieza de relleno" porque se moldea in situ y, por tanto, era perfecto para "rellenar el hueco". Otra buena razón para la elección de este material fue el diseño de la fachada en el entorno históri co. En Weimar son típ icos los edificios revocados con entramado de madera, donde puede detectarse la estructura bajo la piel. Las superficies de estas fachadas son interesantes, con un encanto arquitectónico especial porque todavía pueden apreciarse las capas que componen la construcción. El nuevo edificio interpreta este tema tradici onal de un modo contemporáneo. El hormigón visto se utiliza en todo el edificio, pero sin condiciones especiales en cuanto a la calidad de la superficie, una solución que se adoptó tanto por razones arquitectónicas como económicas. Tras el desencofrado, las superficies rugosas sólo se trabajaron con el objetivo de rellenar los huecos y pulir las irregularidades de más calado, pero dejando una potente superficie con pequeñas irregulari dades de menor importancia. El moldeo del hormigón se reve la de la misma forma que la "huella"

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de los operarios que posteriormente alisaron la superfic ie. El tratamiento de la fachada es parecido al del escultor que trabaja una masa de piedra. Al igual que las fachadas históricas en las que los elementos de madera aún pueden identificarse bajo la piel de revoco, la construcción de hormigón visto refleja el método de construcción del nuevo edificio.

"Exposición de materiales" y colores La calidad especial de la fachada procede de la potente textura de la superficie del hormigón. Sólo se aplicó un barn iz gris oscuro para permitir que la superficie inferior continuara siendo visible y para preservar la idea de que el tratamiento de la superiicie únicamente se había efectuado en ci ertas partes. Al igual que en los revocos de los edificios históricos, la superficie parece una "piel tensada". Además, el color gris oscuro del barniz refuerza la referencia a la configuración 5 histórica urbana.

1 Vista desde la $teubenstrasse 2 Situación. escala 1:2.500 a biblioteca y sala de conferencias b entrada y vestibul0 c oficinas 3 Acabado de la superficie de la fachada a superficie de hormigón tras el desencofrado, parcialmente pulida b superficie de hormigón limpia, con algunas zonas pulidas c superficie de hormigón acabada. con imprima· clón con una solución al aeido y un acabado con barnIz mineral 4 Fachada histórica 5 Vista desde al sur 6 Escalera an el vestíbulo. superficies da hormigón alisadas después de desencofrar y acabadas con un barniz protectOf 6

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Hormigón visto

Superficies de hormigón visto

El hormigón visto no es siempre sólo tal. Cada superficie presenta cual idades diferentes según la mezcla, el encofrado y el tratamiento posterior. La selección que se muestra aquí ofrece una idea de las pos¡b¡~ lidades conceptuales, de trabajo y de tratamiento de las superficies de hormigón visto (figs. 2-8) . Los ejemplos de las páginas 74 a 79 también indican la diversidad del producto acabado. Ante todo, el color está determinado por la mezcla de hormigón; que el efecto sea el deseado depende de la elección del árido, la adición de pigmentos o la utilización de otros cementos. El encofrado -molde que deja una marca en negativo- determina sobre todo la textura de la superficie moldeada. Las variantes abarcan desde acabados rugosos a lisos, según los materiales utilizados y su tratamiento previo; también pueden imprimirse en el hormigón texturas y motivos. Además, las juntas entre los paneles y los agujeros de anclaje del encofrado pueden generar una pauta intencionada (fi9 . 1). Finalmente, las superficies de hormigón visto pueden trabajarse después de moldeadas y desencofradas para crear cualquier tipo de estructura, textura o dibujo adaptada a las necesidades arquitectónicas.

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Antoni Raya, Carlos Quintáns. Cnstóbal Crespo, piscina, Arzúa. A Coruna, España. 200'. Superficies de hormigón visto: paneles lisos (abajo) y de encofrado de tabl:;ls de madera en bruto (arriba) Tablas de madera aserrada, cemenlo gris Esmalte transparente. pintura mineral Hormigón coloreado. aserrado, áridos ligeros, cemento blanco Áridos angulosos de piedra caliza, cemento gris. percutido formando lineas discontinuas Acabado de aridos redondeados vistos de diferente coloración, cemento gris Superficie de hormigón pulido. ándos blancos y negros, cemento blanco Diferentes tratamientos superficiales con una misma composición de la mezcla de hormigón a encofrado liso b chorro de arena e ligeramente cepilloda y lavada d grabado al ácido e apiconado f abujardado


Superficies de hormig贸n visto

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Hormigón visto

Hormigón visto Di seño y construcción

El hormigón visto es un hormigón que tiene unos requerimientos especiales que atañen a la apariencia de su superfi-

Martin Peck

cie. Su apariencia puede variar considerablemente según el sistema constructivo utilizado. Las superficies pueden reflejar el encofrado, pueden trabajarse manualmente una vez desencofradas o pueden

tratarse de otras muchas maneras. Es bastante difícil exponer todo el espectro de posibilidades arquitectónicas, pues dependen de las modas y los cambios de una época a otra. La situación varía en el caso de grandes estructuras utilitarias de gran escala en

1 Axel Schultes Architekten, crematorio, Berlín, Alemania, 1998. Superficies de hormigón vIsto lisas producidas con paneles de encofrado no absorbentes

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los campos de la ingeniería de caminos, canales y puertos, donde las superficies del hormigón expuesto forman parte de las tradicionales formas de construcción y se supone que no tienen que satisfacer ideas arquitectónicas cambiantes. Sin embargo, en grandes obras estructurales de prestigio, las superficies de hormigón visto son un elemento clave del proyecto. Las modas siempre han dictado que las texturas superficiales cambian con los tiempos. El desarrollo de los encofrados y de los paneles de encofrado, en origen motivada por consideraciones meramente económicas, fue uno de los factores importantes para que el hormigón visto evolucionara. La aparición de los paneles de contrachapado fenólico en la década de 1900 permitió una construcción económica de grandes superficies de hormigón que, en última instancia, condujeron a las lisas superiicies que a veces se convirtieron en emblemáticas y que han sido tan populares a partir de la década de 1980. No obstante, la producción de superficies de hormigón visto con paneles de encofrado lisos y no absorbentes está considerada, incluso en la actualidad, como "el no va más" en la construcción del hormigón, ya que todavía es difícil controlar su resolución en lo que se refiere a trabajo requerido, costes y resultados. La producción de hormigón visto implica una serie de problemas característicos que no pueden evitarse por completo, incluso aunque se lleven a cabo con extremo cuidado. Sin embargo, la producción de impresionantes edificios en hormigón visto para museos, teatros, edificios gubernamentales. etc., ha conllevado que este sistema constructivo haya sido ampliamente aceptado y que se use de forma creciente en iglesias, escuelas, edificios de oficinas y otros edificios del sector privado. La forma en que el arquitecto, en calidad de jefe de proyecto, entiende la realización de un elemento de hormigón visto,

es muy diferente a como lo hace el contratista que debe construirlo. Desde el punto de vista del arquitecto, el cumpli miento de unas características constructivas y una planificación de obra son, sin duda, competencia del constructor; para él, lo primordial son las ideas de proyecto y su realización veraz. Los componentes constructivos del edificio, que quizá queden siempre ocultos a la vista, y sus propiedades son simplemente la estructura de soporte de la esencia que yace bajo su proyecto. Por otro lado, para el constructor, los factores más importantes son la planificación de las operaciones a realizar en obra, la organización de los procedimientos técnicos y la elección de los métodos, que representan la parte principal de su trabajo. Los requerimientos contractuales que se refieren a la producción de una superiicie especificada según ciertas características son siempre, desde el punto de vista del constructor, factores "secundarios" respecto a los aspectos constructivos, y ,a menudo, no les atribuye la importancia que deberían tener hasta que entran en conflicto con las ideas del arquitecto y puede conllevar penalizaciones económicas. Estas actitudes han conducido a la necesidad de establecer unas recomendaciones y unas normas técnicas. Muchos paises intentaron elaborar códigos de prácticas como ayuda al diseño y la construcción de superficies de hormigón visto. En el caso de Alemania y Austria, tales esfuerzos tuvieron como resultado fichas técnicas y estándares publicados en la década de 1990, que contenlan instrucciones para el cálculo, el diseño y la construcción de superficies de hormigón visto. De hecho, en Austria, las calidades de las superficies vienen definidas por medio de propiedades y criterios individualizados. Los códigos de prácticas de los paises de habla germana se han ido revisando varias veces para reflejar los parámetros cambiantes tanto legales como técnicos.


Hormig贸n visto. Dise帽o y construcci贸n


Hormigón visto

Idea, realización y realidad Normalmente, el arquitecto decide sobre las características de una superficie de hormigón visto como parte de su idea arquitectónica global. El diseño arquitectónico debe reunir, en primer lugar, las condiciones límite siguientes: El proyecto básico del futuro edificio debe tener en cuenta las ideas y especificaciones del cliente en lo que se refiere al uso que se solicita y a cualquier idea referente al diseño básico o a los materiales. También debe tenerse en cuenta la ubicación de la construc-

ción en el paisaje o entorno construido existentes y cualquier limitación que ello pUdiera imponer. Sin embargo, el proyecto básico y todos sus detalles constructivos están sujetos a exigencias de viabilidad ("constructibilidad") , que deben plantearse en relación directa con el presupuesto y las posibilidades tecnológicas del edificio. Por tanto, el arquitecto debe poseer los conocimientos básicos adecuados para poder percibir si

puede llevarse a cabo su proyecto, cómo y con qué medios técnicos, y cuál será el grado de éxito que cabe esperar. Esto exige que el proyectista posea conocimientos básicos acerca de la tecnología de los materiales y de las operaciones de construcción. Al diseñar una superficie de hormigón visto, sus características superficiales deberían evaluarse en la primera etapa de proyecto, tanto en lo que se refiere a la producción y los costes como a las posibilidades de éxito. Es fácil hacer una relación de unas especificaciones técnicas sobre los trabajos que requiere la elaboración de un elemento de hormigón armado, que normalmente implica establecer tres parámetros fundamentales: dimensiones del elemento, propiedades del hormigón y cantidad de refuerzo. Estas características pueden detallarse inequívocamente sin demasiado esfuerzo (normas, planos, dimensiones, etc.) , y lo puede hacer tanto el arquitecto como el ingeniero calculista. En cambio, la especificación de las condiciones necesarias para determinar el aspecto de las superficies de hormigón visto es tarea del arquitecto y un tema mucho más complicado. El arquitecto tiene que transmitir su idea de diseño, y no puede limitarse a reproducir unos meros parámetros técnicos mensurables y calculables. Sus ideas respecto a la imagen y el efecto de una superficie de

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este tipo se generan durante el proceso creativo, y no están contempladas por cláusulas normativas, e, incluso, es posible que no tengan re lación con las condiciones marco de los materiales y la producción. La falta de características y términos explícitos, generalmente aceptados, aplicados a la construcción con hormigón visto obliga al proyectista a improvisar a la hora de especificar sus requerimientos. Es por ello que las especificaciones contractuales inequívocas referentes al hormigón visto suelen fracasar en la práctica y derivan en diferencias de opinión sobre los objetivos especificados en el contrato. Además, el proyectista suele subestimar el trabajo (costes) y los riesgos que implica la elaboración de superficies de hormigón visto, y descuida su propia contribución en el proceso. Además, las cond iciones de ejecución del contrato a menudo se redactan haciendo frente a la adversidad: incluso en el caso de unas previsiones de alta calidad, la adjudicación del contrato se decide en su mayor parte en func ión del precio más bajo. El folleto informativo como ayuda para el diseño Ya ha quedado claro que las ideas de diseño no pueden y no deberían ser estandarizadas o encorsetadas por códigos de buenas prácticas. Sin embargo, suele suceder que las características de las superficies previstas no sean ni totalmente nuevas ni extraord inarias; en cambio, las ideas de diseño son en su mayoría variaciones dentro de unas tendencias arquitectónicas a largo plazo. Por tanto, puede resu ltar positivo y razonable establecer unos estándares de las definiciones que se refieren a los requisitos de diseño y de construcción conocidos y comunes, y proporcionar una reglamentación adecuada. Esta es la idea que subyace en el folleto informativo alemán de la DBVIBDZ sobre hormigón visto y en la directiva OVBB austriaca equivalente, que proporcionan al diseñador unos parámetros normalizados y una definición clave para que las características de una superficie vista estén respaldadas por condiciones y criterios técnicos adecuados. DespuéS de su revisión y de su nueva publicación en 2004, el folleto informativo alemán OBVIBDZ representa el código de buenas prácticas más actual y completo de todo el ámbito europeo, y contempla el diseño, la construcción y evaluación del hormigón visto; por tanto, el contenido de este documento es la base para las observaciones siguientes:


Hormigón visto. Diseño y construcción El folleto informativo como ayuda para el proyecto

Definiciones La comunicación técnica entre el cliente, el proyectista y el contratista exige una terminología clave generalmente conocida. En este punto son de ayuda los códigos técnicos de buenas prácticas, ya que ofrecen definiciones de algunos té rm inos. La construcción con hormigón visto su ele carecer de unas definiciones normalizadas, lo cua l da lugar al uso de una terminología imprecisa, a ambigüedades en contratos o especificaciones, y durante las operaciones prácticas de la construcción. La denominación "hormigón visto" deriva de una norma alemana vigente pero anticuada (DI N 18217). que lo describe como una "su perficie de horm igón con requerimientos especiales que afectan a su aspecto"; esta vaga definición puede interpretarse de muchas maneras. Durante mucho tiempo, esta imprecisión conllevó un uso casi arbitrario de la denominación "hormigón visto" en contratos de construcción en Alemania, y las características requeridas raramente eran definidas de una forma correcta. El OBV/ BDZ amplia y afina la denominación de "hormigón visto" definiendo dos cate gorías básicas :

El hormigón visto con bajas exigencias define las superficies de hormigón Que cump len con los criterios de evaluación y las condiciones de diseño y de construcción del hormigón visto de la clase SB 1 (de la normativa alemana). El hormigón visto con exigencias normales o altas define las superficies de hormigón visto según los criterios de evaluación y las condiciones de diseño y construcción del hormigón visto de las clases SB 2, SB 3 Y SB 4 (de la normativa alemana) . A diferencia de la vaga descripción que aparece en la DIN 18217, las definiciones citadas se fundamentan en unos criterios técnicos claros, en algunos casos mensurables y que, en caso de duda, pueden comprobarse (o no) para estipular una clasificación objetiva clara. Otra ventaja es que las categorías no sólo d istinguen entre dos tipos de calidad, sino que definen el hormigón visto en su conjunto y, por consiguiente, establecen un limite de evaluación menor. Según el DBVlBDZ, las superficies de hormigón que no alcancen la clase SB 1 no pueden ser consideradas como hormigón visto. También se ha vuelto a definir la denominación ambigua de "superficie de muestra ", precisamente porque la eficacia

contractual de una superficie de muestra no se había regu lado hasta ahora . En la mayoría de casos, las superficies de prueba se llamaban "superficies de muestra" sin tener en cuenta su significado contractual. El DBVlBDZ distingue entre superficies de prueba y de referencia, y ambos tipos deben contemplarse conjuntamente con las operaciones de construcción (fig. 3): Las superficies de prueba son unas superficies donde se realizan pruebas por dos razones: 1. Para que el contratista pueda optimizar sus procedimientos técnicos. Si no se solicitan por contrato, los costes que de ellas se derivan genera lmente son asumidos por el contratista, quien puede reduc ir el trabajo y los costes realizando las pruebas en elementos cuyo aspecto no sea importante (muros de sótanos, salas de máquinas, etc.). siempre con el consentimiento del cliente. 2. Cuando el contrato de obra exige la elaboración de superficies de prueba para coordinar las condiciones contractuales entre las partes implicadas o espec ificar SU aspecto, este trabajo está regulado por contrato y, por consiguiente, debe ser retribuido. En este caso, las superficies de prueba suelen rea lizarse expresamente en la obra, no forman parte del edificio y se eliminan más tarde, una vez completados los trabajos con hormigón visto. Las superficies de referencia vistas son superficies que proporcionan una definición contractual vinculante en cuanto al aspecto deseado. Se seleccionan de entre superficies de prueba adecuadas, y es importante considerar el conjunto de sus propiedades. El contrato puede referirse a una o más superfi cies, que explicitan de forma práctica la ejecución del contrato, pero únicamente adquirirán la categoría de d isposición contractual vincu lante una vez que las dos partes contratantes hayan acordado por unanimidad y por escrito las características de la superficie; de entonces en adelante, representarán el correspondiente objeto del contrato. Son válidas como elementos de referencia contractual para evaluaciones comparativas en la inspección y aceptación de las superficies de hormigón del proyecto.

2

Fo lleto informativo para hOrmigón visto (DBVIBOZ) publicad o por la Deutscher Betan & Bautechnlk Verein e . V. y la Bundcsverband der Deutschen Zemenlindustrie e. V .• Borlirv1Jüsseldorf. 2004

Merl<blatt Sicl1tbeton

DEUTSCHER BloTON- UND BAUTECHNIK_VEAEIN E.V. BU NDESVERBANO CER DelTTSCHEN ZEMENTINDUSTRIE E.V.

La especificación pormenorizada de las cond iciones contractuales refe rentes al

2 ...._____

93


Hormlgon ViStO

aspecto de las superficies vistas, con la elaboración de superficies de prueba y la posterior selección de las superficies de referencia, constituye un sistema sencillo y bastante óptimo, que se explica más detalladamente en la exposición posterior acerca de las especificaciones precontractuales y contractuales de los trabajos de hormigón visto. De este modo, se exime tanto al cliente como al proyectista de la labor de tener que expli~ car en los documentos de la licitación y en el contrato de obra el aspecto deseado para las superficies mediante una redacción improvisada; por otro lado, eli mina el riesgo de unas especificaciones insuficientes. Además, las ideas del proyectista se ven confrontadas con la viabilidad práctica, y permite que puedan "madurarse" y pre~ venirse sorpresas y decepciones al evaluar las primeras superficies vistas como se estipula por contrato. Sin embargo, para evitar un uso inadecuado o, es más, abusivo, de la propuesta de las superfi~ cies de referencia, el DBVIBDZ sobre hormigón visto específica una serie de condiciones:

3

-1

94

roschert + schafer volkach architeklen + ingenieure. escuela Richard Rother-, Kitzingen. Alemania , 2006. Superficie de prueba y de referencia Jacques 8rion . Instituto Técnico de Bagnols-sur' Ceze , Francia, 1999. Superficies de hormigón con elevadas exigencias arquitectónicas (SS 3)

Las superficies de referencia deben cumplir los requisitos de aspecto de las superficies vistas tal como están esti pulados en las especificaciones, los documentos de la licitación y el contrato de obra; tales req uerimientos deben constituir la base de su elección. Con ello se intenta proteger al contratista en el caso de que las superfic ies de prueba, debido a unas condi ciones especialmente favorables, presenten una calidad que supere claramente la exigida por contrato, y que no se pueda reproducir con garantías o que sus costes sean incalculables. Tales superficies solamente pueden utilizarse como superficies de referencia contractuales con el acuerdo explícito del contratista. Las superficies de prueba de la propia construcción cuya distancia de visualización y cuyas condic iones de iluminación no puedan permanecer constantes durante el período de evaluación (por ejemplo, muros interiores en espa ~ cios reducidos, sin ventanas, o muros de sótanos) o las que no se encuentran en la obra o en su entorno más próximo, no son adecuadas como superficies de referencia contractua les. Las superficies de construcciones existentes son una buena opción para ilus ~ trar una idea de diseño en el curso de la licrtación, como, por ejemplo, fotos,

visitas a edificios, etc. Sin embargo, dichas superficies no pueden utilizarse como superficies de referencia contractuales porque: 1. se trata de una selección inadmisible dentro de la cal idad g lobal de la construcc ión existente; 2. generalmente se desconocen los materiales de construcción y los métodos de producción, y el contra~ tista no puede detemninarlos; y 3. porque se desconocen las influencias que afectan al envejecimiento de las superficies (especialmente a su aspecto) que han podido actuar en el transcurso del tiempo, y este tipo de efectos no pueden ser considerados para la producción d e nuevos elementos de hormigón. Junto con los tipos de hormigón visto, el DBVIBDZ sobre hormigón visto r eco~ mienda que si se requieren superficies de las clases SB 2 y SB 3 (de la norma~ tiva alemana) puedan considerarse en el contrato superficies de prueba. Si se requieren de la clase SB 4, el DBVIBDZ, las prescribe. En el curso de la ad apta~ ción d el DBV/BDZ para ajustarse a los contenidos de la directiva austríaca, se definieron las clases para superficies de hormigón visto. Clases de hormigón visto El sistema de clases de hormigón visto contiene una información completa que permite diseñar y construir las superficies con sus características correspond ientes. Sin embargo, no debemos suponer necesariamente que la cal idad de cada una de las superficies deba consegu irse con el simple hecho de se guir las espec ifica ~ ciones. Las condiciones de ejecución para cada tipo de hormigón visto simplemente son los requisitos previos necesarios para conseguir la ca lidad deseada según el estado actual de conocimientos, y esto no siempre es sufi ciente sin el correspondiente cuidado y sin unas pruebas previas. Con la elección y la especificación de un tipo de hormigón visto no se estab lece un nivel claro de calid ad, sino que se for': mu jan unas condiciones de ejecución y unos criterios particulares para evaluar el resultado. Lo que realmente cuenta es el aspecto global de la superficie cons~ truida real , producto de los materiales y los sistemas utilizados, y es el que deberá compararse con las disposiciones contractuales. Por tanto, la imagen global siempre prima sobre los criterios particu lares, dado que el arquitecto sólo puede


Hormigón visto. Diseño y construcción Clases de hormigón visto

comparar sus ideas y expectativas sobre una superficie de hormigón visto con su aspecto global. Si la imagen global de una superficie es contractualmente aceptable, entonces ya no es necesario evaluar los criterios particulares. Clas",s de hormigón visto y ejemplos de

componentes La tabla 1 del DBV/BDZ enumera cuatro c lases de hormigón visto: SB 1/SB 4, siempre referidos a la normativa alemana (fig. 5). Todas ellas incluyen ejemplos de elementos, criterios de evaluación (particulares) y consejos para su construcción . Los criterios particulares se definen mediante abreviaturas que se explican en detalle en las tablas 2 y 4 del DBV/BDZ. En el texto y en otras tablas pueden hallarse normas adicionales sobre el diseño, la construcción y la evaluación de las superficies vistas. La clasificación empieza con el tipo de hormigón visto SB 1, que especifica el nivel de cali dad más bajo, descrito como "superficies de hormigón con bajas exigencias arquitectónicas", e indica ejemplos de elementos de este tipo, como los "muros de sótanos o zonas de uso principalmente comercial". Estos ejemplos se refieren a zonas de edificios que no sue-

len exigir más que un estándar mínimo de calidad, y se diseñan y construyen para que no supongan una inversión importante. La clase SB 1 es necesaria para definir el nivel de calidad más bajo para el hormigón visto; por debajo de este estándar, ya no se consideraría en la categoría de hormigón visto. En redacciones contractuales ambiguas, esta definición tiene un efecto distinto: significa, por ejemplo, que un requisito contractual referente al "hormigón visto" que no se especi fique con más detalle se construirá según el estándar SB 1. El tipo de hormigón visto SB 2 se describe como "superficies de hormigón con requerimientos arquitectónicos normales", e indica como ejemplos tipo las "cajas de escalera y muros de contención~ . es decir, zonas a la vista del público. Estas superficies deberían cumplir con los requisitos de ser apenas visibles y tener regularidad. La clase SB 2, por lo tanto, también describe una calidad mínima sin intenciones arqu itectónicas especiales. El tipo de hormigón visto SB 3 comprende reglamentaciones para superficies de hormigón con uelevadas exigen-

4

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Hormigón Visto

cías arquitectónicas, como, por ejemplo, las fachadas de los edificios" (fig. 4). Este tipo contempla aquellas superficies de elementos diseñadas para conseguir determinados objetivos arquitectónicos, pero sin esperar que alcancen los niveles superiores de viabilidad. Actualmente, la mayor parte de las superficies de hormigón especificadas como "hormigón visto" entra dentro de esta categoría. El tipo de hormigón visto S8 4 especifica "superficies de hormigón con especial importancia arquitectónica" (fig . 6). es deci r, "elementos relevantes en edificios". Por tanto , en principio, la clase S8 4 cumple con el objeto de la clase S8 3, pero unido a una descripción arquitectónica especialmente exigente y a unas altas expectativas en cuanto a la buena correspondencia de los resultados con la idea de proyecto. La clase S8 4 se aplica a trabajos de construcción con un diseño y una real ización especialmente exigentes. Las clases S8 3 y S8 4 especifican y regulan las superficies vistas donde es prioritario conseguir un determinado aspecto especificado en el contrato y donde la idea de proyecto debe realizarse con la mayor precisión posible. El carácter constructivo de un elemento de hormigón no es tan importante como el efecto arquitec-

tónico de su superficie vista, un principio que es válido para ambas clases, aunque se aplique de forma más rigurosa en la clase S8 4 que en la S8 3. Criterios particulares A las diferentes clases de hormigón visto se les asignan unos criterios particulares, designados por abreviaturas (fig. 5). Estas abrevi aturas se complementan con números que definen la gradación de las limitaciones subyacentes. Las limitaciones que se aplican en cada caso, excepto en la porosidad , se explican con detalle en la tabla 2 del D8VIBDZ (fig. 7). Las limitaciones en lo que se refiere a la porosidad se relacionan en otra tabla. Los criterios específicos que se utilizan son los siguientes:

T1-T3: designan la lextura de la superfi cie de hormigón y la conformación de las juntas de los elementos del encofrado; se valoran considerando la porosidad de la superficie y los defectos provocados por la pérdida de pasta de cemento, las d iferencias de planeidad de la superficie y los resaltes en las juntas del encofrado. P1-P4: desi gnan la porosidad, que en cada caso está limitada por un valor

máximo admisible para la superficie tota l de poros en un área de ensayo de 500 x 500 mm (0, 25 m') y contempla un diámetro de poros de 2-15 mm . Determinar manualmente el área de poros total es muy lento y pesado, y su precisión es limitada. En breve estarán d isponibles en el mercado sistemas fotométricos asistidos por ordenador para determinar la porosidad, que proporcionarán resultados lo suficientemente exactos con un esfuerzo razonable. Como al utilizar paneles de encofrado absorbentes la porosidad es, lógicamente, menor que con los no absorbentes, a las clases de hormigón ViSto S8 2, SB 3 Y S8 4 se les asignan diferentes requis itos de poros idad según el ti po de panel (a = absorbente, na = no absorbente; véase fig. 5) . FT1-FT3: designan la un iformidad de color del hormigón. La gradación de cada nivel se explica en la tabla 2 (fig. 7). Los criterios determinantes son las distorsiones del color provocadas por diferentes causas. Como los paneles de encofrado absorbentes ofrecen, por lo general, unos resultados mucho mejores en cuanto a la uniformidad del color, la tabla 1 especifica el grado FT2 para la clase S8 4 si se utiliza un panel

Clases de hormigón visto y sus exigencias asociadas (DBVI80Z , tabla 1)

-

Texluca

Bajas exigencias

S8l

Exigencias normales

S82

Exigencias especiales

S83

Requisitos para las superficies de hormigón viSIO 1.~ moldeado con encofrados dependiendo de la clases

Ejemplos

lipa de hormigón visto

I

Porosidad J

Uniíormidad del color "

a

na

a

na

Plane;dad

I

Construccion

y Justas entre

Coste

Superficie de prueba S

Clase de panel !

paneles

Superficies de hormigón con bajas exigencias arquilectónicas, por ej .. muros de sótanos o zonas de uso principalmente comercial

T1

Pl

Pl

FT1

FT1

El

AFl

opcional

SHK1

bajo

SuperfiCies de hormigón con exigencias arquitectónicas normales, por ej., cajas de escaleras. muros de contención

T2

P2

Pl

FT2

FT2

El

AF2

se recomienda

SHK2

modo

T2

P3

P2

FT2

FT2

E2

AF3

muy recomendable

SHK2

alto

T3

P4

P3

FT3

FT2

E3

AF4

fun damental

SHK3

muy alto

Sup ode hormigón con elevadas exigencias arquitectónicas. por ei .. fachad as de edificios

S84

I

Otros detalles

Superlicies de hormigón de especial importanCia arquitectónica. elementos relevantes de edificios

En principiO, la imagen arquitectónica de la superficie de un tipo de hormigón visto sólo puede valorarse correctamente a través de Su efecto global, y no basándose en criterios particulares. El hecho de que en la tabla del OSV/BOZ no aparezcan características particulares, no Impl ica la obl!gaclón de rectilicar deficiencias cuando la imagen global que ofrece el elemento constructi vo o la construcción en cuestión no está perjudicada en lo que se refiere a una imagen pOSitiva del diseño. 2 Estos requisitos estan descritos con más detalle en la fig. 7 (tabla 2). 3: a = panel de encofrado absorbente: na: panel de encofrado no absorbente. • La imagen global sólo puede valorarse pasado un peñodo de tiempo más largo (en algunos casos, después de varias semanas). La uniformidad del color debe valorarse desde una distancia de visualización normal, segun la sección 7 del OBVIBDZ. ~ Si es necesario, deben producirse varies superficies de prueba. 11 Véase fi g. 9 (clases de panel de encofrado) . 1

5

96


Hormigón visto. Diseño y construcción Clases de hormigón visto

no absorbente, y FT3 para un panel absorbente. La p laneidad de una superficie de hormigón visto depende principalmente de la rigidez del encofrado. Si se deforma con el aumento de la presión del hormigón fresco, esta deformación se traslada a la superficie del hormigón endurec ido y puede derivar en desviaciones visibles en la planeidad de la superficie. Las designaciones de E1 a E3 corresponden a los requ isitos de planeidad . Los criterios específicos respecto a la planeidad se refieren a determinadas disposiciones de la norma DIN 18202: "Tolerancias dimensionales en la edificación. Edificios". La fig. 7 proporciona una idea general de las limitaciones de la p laneidad para cada nive l de tolerancia. AF1 a AF4 designan los requerimientos que atañen a la formación y al aspecto de la superficie de hormigón próxima a las juntas de dilatación y las juntas entre paneles de encofrado. Como con las juntas entre elementos de encofrado, este criterio limita el desajuste entre planos de la superficie y los defectos provocados por la pérdida de pasta de cemento.

A pesar de las elevadas exigencias, los criterios específicos y las reglas de construcción para el hormigón visto de la clase SB 4 son intencionadamente flexibles. La S6 4 es, pues, una "clase abierta" que también permite formular propiedades excepcionales para las superficies. La especificación SB 4 simplemente indica a todos los agentes implicados en una obra que el aspecto de la superficie es un factor muy importante . Cuando se planifican calidades superficiales excepcionales, la especificación del trabajo debe contar con características adecuadas complementarias o descritas de cua lquier otra forma. En este caso, los criterios especificas incompatibles con la calidad deseada deben excluirse del contrato o limitarse aún más. De este modo, se garantiza que no derivan en unas exigencias sin sentido o imposibles en cuanto a las propiedades de la superficie. Algunas de las explicaciones sobre los criterios especificos para la clase S6 4 ya indican que el proyectista debe proporcionar una descr ipción separada y detallada de los requisitos concretos.

'( 9 I [.

---6 L-______________________________

6 ~~

Axel Schultes Architekten, crematorio, Berlin, Alemania, 1998. Superficies de homligón visto que cumplen elevadas exigencias arquiteclóricas (Se 4)

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Hormigón visto

Requisitos para las superficies de hormigón visto moldeadas con encofrados (OBVIBOZ, tabla 2) Criterio

Abreviatura

Requisitos/propiedades l

Texturas.

T1

Superficie básicamente cerrada de cemento o de lechada. En juntas entre elementos de encofrado, se admite una pérdida de pasta o lechada de cemento d e hasta 20 mm de ancho y 10 mm de profundidad aprox. Se admite la impresión de las marcas del despiece del elemento de encofrado.

T2

Superficie de hormigón cerra da y básicamente uniforme. En juntas e ntre e lementos de encofrado. se admhe una pérdida de pasta o lechada d e cemento de hasta 10 mm de ancho y 5 mm de profundidad aprox. Se admite un desajuste entre las junlas entre elementos de hasta 5 mm. Se admite la impresión d el d espiece del elemento de encofrado.

T3

Superficie de hormigón lisa, cerrada y básicamente uniforme. En juntas entre elementos de encofrado. se admite una perdida de p asta de cemento o lechada de hasta 3 mm de ancho. Se admiten aletas (resaltes) finas, técnicamente inevitables, hasta aprox. 3 mm de alto. Para otros requisi tos, éstos deben especificarse detalladamente (por ej .. juntas entre elementos, Impresión de las marca s del d espiece).

Poro sidad

P1 - P4

Véase la ta bla 4 del DBVI8DZ.

Regularidad del color

FT1

Se admiten alteraciones del color por aclarado u oscurecimiento. No se admiten manchas de óxido o suciedad.

FT2

Se admiten grandes

FT3

No se admiten grandes zonas con alteraciones d el color provocadas por materiales de diferente tipo y origen, paneles de encofrado de tipos diferentes con tratamientos previos o con un curado del hormigón insuficiente. Se admiten alteraciones menores del color por aclarado u oscurecimiento (por ejemplo, pérdida mínima de lustre o de color). No se admiten manchas de óxido o suciedad, diferencias claramente visibles entre lotes ni alteraciones del color. Son necesarios agentes desencofrantes especiales y adecuados. Nota: las diferencias o las alteraciones del color no pueden evitarse totalmente. ni siqUiera con una ejecución muy cuidada.

junlas entre elementos de

encofrado

- - - -- --

ar~s regulares con alteraciones del colO( pQf" aclarado u oscurecimiento. No se admiten los paneles de encofrado de tipos difere ntes con tratamientos prevIos o malerias primas de diferente tipo y origen.

--------+----------------------------Planeidad'

El

ReqUISitos de planeidad segun la norma DIN 18202, tabla 3, linea 5.

E2

Requisitos de planeidad según la norma D IN 18202, tabla 3. linea 6.

E3

Requisitos de planeidad segun la norma DIN 18202, tabla 3, linea 6. Los requisitos de p laneldad mas exigentes deben acordarse especia lmente; el cliente debe especificar con e l máximo detalle el trabajo y las medidas necesarias para cumplirlos. Nota: por ejemplo, según IR norma O/N 18202, lab{{J 3, linea 7, fos requisitos de planeidad más exigentes no pueden cumplirse con suficientes garantías técnicas.

--------- -- -- - - - - ---------- - - - - -----

-------r---------AFl Se admite un desa!uste entre las superfiCies realizadas entre dos vertidos de hasta 10 mm. Juntas de d ilatación y entre paneles de encofrado "

-

AF2

- - --

-

-

Se admite un desajuste entre las superficies realizadas entre dos vertidos de hasta 10 mm. La pérdida de lechada del vertido d e hormigón anterior debe eliminarse en su momento. Se recomienda colocar un listón trapezoidal o similar.

AF3

Se admite un desajuste entre las superficies realizadas entre dos vertidos de hasta 5 mm . La perdida de lechada del vertido de hormigón anterior debe eliminarse en s u momento. Se recomienda colocar un listón trapezoidal o similar.

AF4

Las operaciones de hormigona do deben p lanificarse detalladamente. Se admite un desajuste entre las superficies realizadas entre dos vertidos de hasta 5 mm. La pérdida de lechada del vertido de hormigón anterior debe eliminarse en su momento. Para otros requiSItos, éstos deben especificarse detalladamente (por ej., el diseño de las juntas de dilatación o entre paneles de encofrado).

- - - -- -- - - -- -- -- -- -----------

Los requisitos de planeidad no son aplicables a las superficies trabajadas o texturizadas. :/ Tener en c uenta las secciones 5. 1.2 Y 7 del DBVIBDZ. 7 !i Las juntas de dilatación permanecen visibles.

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Hormigón visto. Diseño y construcción Clases de paneles de encofrado

e

b

8a

Clases de paneles de encofrado Las especificaciones de las clases de paneles de encofrado del DBV/BDZ también son nuevas (tabla 3, véase fig. 9). La naturaleza y las condiciones en que se encuentra el panel de encofrado elegido son factores importantes que afectan a la calidad del acabado deseado. Se han establecido tres tipos de panel de encofrado (de SHK1 a SHK3), explicados y defin idos mediante una serie de criterios prácticos. La asignación explícita de un tipo de panel de encofrado a un tipo de hormigón visto (fig. 5) está pensada para garantizar que el panel elegido es el adecuado para producir la cal idad super~ ficial necesaria. El contratista está obli gado a revisar el estado del panel antes de cada uso. Se considera que el tipo de

panel de encofrado cumple las cond iciones requeridas cuando toda su superficie responde a los criterios referentes a las condiciones del panel para la clase respectiva, como se ve en la fig. 9. Después de especificar el tipo de hormigón visto, el proyectista debe comprobar también los criterios Que se refieren a las condi ciones relacionadas con el tipo de panel de encofrado, para demostrar que las propiedades de la superficie esperadas pueden lograrse con los criterios enumerados; si es necesario, estos criterios pueden adaptarse introduciendo otros requisitos contractuales. La clase de panel de encofrado mas alta (SHK3) se asigna únicamente a la clase de hormigón visto SB 4. Si el proyecto hace extensivo este tipo de hormigón visto

para conseguir unas propiedades superficiales también extraordinarias, los criterios referentes a las condiciones del tipo de panel de encofrado SHK3 deberían especificarse tras una consulta con el proyectista.

8

Algunos tipos de tableros para paneles de encofrado: a tablero laminado con pelicula protectora, de absorción media b material de madera sintética, compuesto por un núcleo de I1slones de madera y caras recubiertas con una pelicula reforzada con vellón c tablero de madera prensada da alta densidad, acabado pulido. de absorción media

Clases de paneles de encofrado (OBVIBOZ, tabla 3)

SHK1

SHK2

Perforaciones con taladro

Cerradas con tapones de plástico

Se admiten en reparaciones I

No se admiten

Perforaciones de clavos y torn1l!os

Se admiten

Se admiten siempre que no queden virutas ni astillas

Se admitan en reparaciones ! y en conformidad con el cliente

Daños al panel provocados por vibradores de aguja

Se admiten

No se admiten J.

No se admiten

Arañazos

Se admiten

Se admiten en reparaCiones'

Se admiten en reparaciones 1 y en conformidad con el cliente

Restos de hormigón

Se admiten en depresiones

No se admiten

No se admiten

Se admrten

Se admiten en conformidad

(agujeros de clavos, cráteres, etc .), sin residuos adheridos sobre grandes superficies

--------------------Estrías de cemento

Se admiten

con el cliente Abombado del panel de encofrado alrededor de torni llos y clavos

Se admiten

No se admiten :t

No se admiten

Se admiten

Se admiten

Se admiten en conformidad con el cliente

(ripplings) Reparaciones 1

I

:l"

9

:1.

ReparaCiones de revisión de los paneles de encofrado. Dichas reparaciones deben llevarse a cabo por personal cualificado de forma profesional y eficiente. Los elementos deben inspeccionarse antes de cada aplicación para garantizar el cumplimiento de las condiciones especificadas. La experiencia práctica ha demostrado que de este modo se excluye la utilización múltiple de un panel de encofrado. Pueden admitirse en conformIdad con el cliente.

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Hormigón visto

Proyecto y adjudicación del contrato Aunque la producción de superficies de hormigón visto supone una tarea constructiva especialmente dificil, las licitaciones o los contratos de construcción mal redactados suelen provocar dificultades adicionales, a veces incluso muy serias. La experiencia ha demostrado que durante la fase de licitación muchos contratistas son muy reticentes a formular preguntas respecto a la resolución o explicación de una redacción contractual ambig ua. Para ganar el contrato, el licitadar suele aceptar esta situación, incluso aunque haya calcu lado su precio basán dose en especificaciones equívocas; es en el momento de la firma cuando salen a la luz claras d iferencias de opinión en cuanto al objetivo del contrato. Los proyectos y los contratos ambiguos e incompletos son normalmente fruto de la ignorancia y de la falta de parámetros y asesoramientos "deducibles". Por esta razón , en el OBVIBOZ se ha prestado una especial atención a la revisión y la ampliación del contenido en lo que se refiere al proyecto. La introducción de las clases de hormigón visto refuerza este Objetivo, y está pensada para simplificar la planificación del aspecto del acabad o aeseado. Además de una descripción general de los encofrados, de los siste~ mas de encofrado disponibles actualmente y de los acabados superficiales que pueden esperarse, el proyectista dispone de una descripción ~nera l de las especificaciones mínimas que gebe proporcionar. También incorpora una lista de control que sirve para revisar la coherencia y la integridad de los documentos del proyecto (lig. 11). Al aplicar la reglamentación del OBVI BOZ, el proyectista debe asegurarse de que todos los detalles de proyecto y de su construcc ión se encuentren reflejados en los documentos de la licitación, que sean reconocibles como tales y Que no aparezcan por primera vez más adelante, ya en el contrato de obra. Los trabajos descritos en dichos documentos y en el contrato de obra deben ajustarse con exactitud, a menos Que se negocie la modificación de algunos detalles en la adjudicación del contrato. El Pliego de condiciones debe incluir las partidas reales del Estado de mediciGnas, además de las condiciones de ejecución del contrato, en la medida en que ocasionan costes y trabajo. Incorporan, sobre todo, las medidas contractua les sobre el control de calidad y la dirección de obra, explicados en otro apartado de este libro (véanse págs. 66-69), que tam-

100

bién son muy adecuados para la gestión de las operaciones en obra con superficies de hormigón visto. Estas medidas y requ isitos afectan a los costes y deben incluirse en los documentos de la licitación. Dado que resulta dificil trasladar a las especificaciones las ideas arquitectónicas en lo que se refiere al aspecto de las superficies, los documentos de la licitación deberían entregarse en una reun ión previa. Respecto a este p unto, es aconsejable limitar la cantidad de licitadores a un número razonable. El proyecti sta debe aprovechar al máximo las ventajas de esta reunión, en especial si más adelante también será el responsable de la dirección de obra: En la reunión con el licitador, los detalles de la información y de las explicaciones discutidas deberían constar por escrito, para proteger al proyectista en el caso de que surgieran posteriores desavenencias. Si el proyectista lo cree útil o necesario, puede referirse a superfiCies de edificios existentes para ilustrar el resultado que se pretende, y exigir que el licitador real ice una vista al lugar. El proyectista puede obtener una impresión personal de las capacidades y del compromiso del licitador, y puede comprobarlas y preguntarle sobre las referencias que le ha proporcionado. También pueden discutirse previamente las dificultades concretas y los aspectos importantes sobre los trabajos y los procedimientos previstos por el licitador. En realidad , el hormigón visto siempre es, al final, el resultado del intento de crear superficies con un determinado aspecto util izando los medios establecidos en el contrato y los materiales disponibles en la obra bajo las condiciones imperantes (estación del año, condiciones meteorológicas, etc.). En la mayoria de los casos no es fác il conseguir una correspondencia exacta entre la calidad obtenida y la idea del arquitecto, de modo que también resulta útil que el proyectista compare sus ideas y la viabilidad de la obra con pruebas prácticas, y especifique las características de la superficie en el contrato basándose en el conocimiento de las posibilidades prácticas. Esta aproximación se demuestra a continuación utilizando el ejemplo de superficies lisas de hormigón visto. Con ello, siempre se mantiene el repa rto de responsabilidades entre el proyectista o el


Hormigón visto Proyecto y adjudicación del contrato

contratista, a pesar de la necesidad de que el primero pase a estar totalmente implicado en las cuestiones que atañen a las operaciones de construcción cotidianas (división entre ruta-objetivo, véanse págs. 58-70). Caso práctico

En la construcción de una escuela, el arquitecto propone hormigón visto liso para los muros de todas las zonas públicas, así como en las aulas y los despachos. Su idea acerca de la calidad de las superficies se basa en las características de otro edificio construido del que dispone de fotografías . Propuesta general

Como resulta difícil describir en el contrato el aspecto de las superficies de hormigón visto, las propiedades finales de las superficies se decidirán en las condiciones locales y tras realizar las pruebas en la obra. Cuando se preparen la licitación y el contrato, se especificarán estas pruebas prácticas con superficies de prueba para lograr el resultado deseado. Ucitaci6n

Las propiedades finales de las superficies de hormigón visto acordadas por contrato serán especificadas mediante superficies de prueba . Sin embargo, el licitador debe poder valorar y calcular el precio del trabajo necesario para conseguir la calidad pretendida. El proyectista toma las decisiones con el procedimiento siguiente: En el contrato, a las superficies de hormigón visto se les asigna la clase de hormigón visto SB 3 según la tabla 1 del DBVIBDZ. El Estado de mediciones incluye una partida para producir tres superficies de prueba con dimensiones similares a las del elemento correspondiente (incluyendo cimentación, protección, mantenimiento, desmontaje y eliminación). La licitación se comp leta con las "condiciones técnicas adicionales de contratación" en la preparación para la posterior configuración contractual. Los componentes que requieren hormigón visto se identifican en el Estado de mediciones añadiendo la siguiente nota: "En lo que se refiere al aspecto de las superficies, se apl icarán las condiciones técnicas adicionales de contratación" . Para ayudar a determinar los precios se elabora un piano de despiece de los

encofrados. Si posteriormente, durante la etapa de construcción, dicho plano tiene que contar con todos los detalles de cada elemento, el arquitecto puede, por contrato, delegar en el contratista la prOducción del despiece exacto de los encofrados. En este caso, la licitación debe incluir unos detalles constructivos tipo para permitir que el licitador identifique el coste de la elaboración de los planos de distribución de los encofrados y la dificultad para construirlos (costes). En las condiciones técnicas adicionales de contratación, las características de 10 una superficie de hormigón se especifican de la forma sig uiente: "Los requi ~ sitos sigu ientes se apl icarán a los trabajos de hormigón visto: serán de aplicación las características y la reglamentación de la clase de hormigón visto SB 3 según la tabla 1 del DBV/ BDZ, edición de 2004, al aspecto de las superficies vistas y a su construcción. Las superficies vistas se construi~ rán lisas utilizando paneles de encofrado no absorbentes y de acuerdo con las instrucciones del plano de despiece de los encofrados. La selección de los paneles de encofrado y las mezclas concretas utilizadas para producir las superficies de prueba se realizarán consultando al arquitecto. De las superficies de prueba se elegirán las superficies de referencia en el contrato. Las características de la superficie de referencia regirán la aceptación de las superficies de hormigón visto acordadas por contrato". En la licitación se incluyen las "condiciones especiales de contratación", donde el proyectista redacta las condiciones de la ejecución respecto al control de calidad y a la dirección de obra aplicables a este proyecto (véase pág.68). En el caso de una licitación restring ida, los documentos de la licitación se entregan en una reunión, durante la que el arquitecto puede utilizarlos para explicar al licitador el aspecto que desea para las superficies de hormigón visto y quizá presentarle fotografías y cualquier otra información adicional (complementada con una visita a un edificio construido). También pueden explicarse y discutirse los procedimientos técnicos necesarios para producir las superficies de prueba, así como las disposiciones contractuales que se refieren al control de calidad y a la dirección de obra. Los puntos importantes de la reunión deberían registrarse por escrito. 11

10 Stefan Braunfals Archi1eklen, Congreso de los Diputados del Parlamento Alemán (edificio Paul Lobe), Berlín, Alemania, 200 1. Techo reticular de hormigón visto

" Lista de control " de las caracl erfsticas arquitectónicas • Clase de hormigón visto según la fig. 5 • Encofrado y sistema de panel de encofrado , Textura superficial (elección del panel de encofrado o dellratamiento superficial posterior) , Formación de Juntas entre los elementos de encofrado · AnClajes y agujeros de anclajes (posiciÓn, formación y alisado) , Despiece de la superficie (dimensiones de los elementos de encofrado, texturas del encofrado, marca de las juntas, disposición de los agu¡eros de anclaje del encofrado, etc.) , Juntas (posición, dirección, ancho y detalles) , Detalles de esquinas y bordes (por ejemplo, agudos , biselados) · Coloración (cementos seleccionados, áridos, pigmentos, barnices, pintlJras) , Acabado superficial de zonas moldeadas sin encofrado (por ejemplo, superficies superiores de paneles de antepecho)


Hormlgon ViStO

Estas medidas están pensadas para proporcionar una información suficiente que permita que el licitador calcule y valore los trabajos. En esta etapa , ni el arquitecto ni el contratista conocen las propiedades contractuales fina les de las superficies. Sin embargo, como éstas tienen que seleccionarse a partir de las superficies de prueba, pueden conseg uirse con toda similitud utilizando los medios técn icos que admita el precio. Contrato de obra Las espeCificaciones de la licitación, las condiciones técnicas adicionales de contratación y las condiciones especiales de contratación se incorporan al contrato de obra sin ninguna modificación. Dirección de obra Inmediatamente después de la adjudicación del contrato, el arquitecto y los representantes técnicos del contratista elegido se reúnen con potenciales fabricantes de los paneles de encofrado. Los materiales para producir las superficies de prueba también se especifican en esta fase. Unas reuniones similares se organizan con los posibles suministradores de hormigón preparado. A menos que el contrato establezca lo contrario, el contratista tiene derecho a proponer todos los materiales. Antes de empezar los trabajos, se crea un "equipo encargado del hormigón visto" que incluye, como mínimo, a una persona con la responsabilidad técnica del equipo de proyecto, al contratista y al suministrador de hormigón preparado, y, en algunos casos, también el suministrador de los encofrados. El equipo encargado del hormigón visto debe reunirse con regularidad. La primera reunión sirve para establecer el proceso para elaborar las superficies de prueba, que se realiza por fases, y para la evaluación conjunta del resultado, que determina el siguiente paso. Simultáneamente a la producción de superficies de prueba, se pueden ensayar variaciones técnicas del método en elementos del edificio clasificados como secundarios por contrato, sin cond iciones de hormigón visto (sótanos, cuartos de máquinas, etc.). Para espeCificar las propiedades de las superficies de hormigón visto que se han acordado en

102

el contrato, el arquitecto selecciona una o dos superfiCies de prueba adecuadas : la formalización de la especificación de estas superficies como referenci as acordadas por contrato, se hace efectiva añadiendo al contrato existente un conven io adicional entre cliente y contratista. Requisitos de ejecución. Defínición de responsabilidades Las explicaciones sobre la producción de superficies de hormigón visto que se han dado en el capítulo 6 del OBVIBOZ se complementan con los apéndices A-O, que contienen información detallada para la producción de las características superficiales requeridas por el contrato. La edición vigente del OBVIBOZ ayuda y obliga al contratista por medio de reglamentaciones mucho más completas y detalladas (comparadas con las ediciones anteriores) . Debido los avances en la tecnologia del hormigón, el OBVIBOZ no incluye información vincu lante en cuanto a la mezcla y la consistencia del hormigón, ya que las últimas investigaciones han demostrado que ya no es aconsejable limitar dichos criterios . A la luz de cambios tecnológicos que han ocasionado los últimos fluidificantes, sólo se proponen recomendaciones. Con el fin de proporcionar una división clara de las responsabilidades en el contrato, es obligación del contratista (y tiene libertad para ello) elegir la mezcla de hormigón -a partir de gran cantidad de opciones- para el cumplimiento satisfactorio de la calidad del hormigón visto especificada en el contrato. Los contratos de construcción para la producción de hormigón visto suelen incluir d isposiciones acerca de las mezclas del hormigón o los sistemas para su colocación. Sin embargo, gran parte de estas disposiciones son técn icamente erróneas e impiden que el contratista pueda realizar su trabajo de forma práctica y correcta.


Hormigón visto Evaluación

Evaluación La introducción de las clases de hormigón visto ~def i nidas principalmente mediante criterios particulares- significa que, en la evaluación del trabajo, actualmente es normal preguntarse por el cumplimiento de estos criterios concretos. Sin embargo, en realidad, el objetivo del DBVIBDZ no es centrarse en la evaluación de los criterios particulares, y no se corresponde con el enfoque habitual del arquitecto cuando evalúa una superficie de hormigón visto. En la evaluación de una superficie de hormigón visto, concentrarse exclusivamente en criterios particulares puede llevar a su rechazo porque ciertos criterios específicos no cumplan la norma, aunque la impresión global satisfaga al arquitecto. Por tanto, no es aconsejable definir la imagen global de una superficie vista mediante la suma de la conformidad de criterios particulares. Para el proyectista, sólo la imagen global de una superficie define el criterio de evaluación básico, y es la única forma de comparar el trabajo con sus propias ideas; en definitiva, esta es la única forma razonable de valorar una superficie. Si la imagen global se corresponde con la idea del proyectista, se acepta el trabajo y no se valoran los criter ios particu lares . Estos cr iterios respecto a la clase aplicable de hormigón visto sólo se utilizan en posteriores evaluaciones si la imagen global de una superficie no se corresponde con la idea acordada por el proyectista en el contrato. En este caso, es tarea de este último y del contratista el análisis de los cambios a través de la evaluación de criter ios particulares para evitar q ue vuelvan a surgir los mismos problemas en el proyecto. Incluso se puede rea lizar una evaluación ordenada por grados de las alteraciones de forma senci lla y accesible, y traduc irla en consecuencias contractuales.

La distancia d e visualización y la edad de la superficie son factores importantes para valorar la impresión global. No puede estipularse una edad "correcta" para valorar una superficie de hormigón visto. En el caso de cambios en la regularidad de la coloración, manchas más claras u oscuras y fenómenos similares sobre el hormigón fresco, la evaluación de la superficie debería aplazarse, en principio, a una fecha posterior. En estas situaciones debemos asegurarnos de que la superfi cie esté lo más seca posible en el momento de la valoración final. En algunos casos pasan años antes de que algunas alteraciones se acaben diluyendo o incluso desaparezcan por completo (figs. 12 a y b). No obstate, es imposible predecir sus cambios en un período de tiempo más [argo. Por otra parte, los problemas de poros, exudación y plane/dad no mejorarán con el paso del tiempo. Además de la correcta elección del plazo para valorar una superficie o una construcción de hormigón visto, la distancia de visualización también puede influir en el resultado. Cuando se p ida a un observador imparcial que valore una superficie de hormigón visto de unas dimensiones

tipo en un edificio, debe tender a situarse a una distancia de 1 a 3 m frente a ésta, ya que es una distancia eqUilibrada, que permite percibir bien tanto los detalles como la superficie global en unas condiciones medias de iluminación. Sin embargo, la distancia de visualización para valorar la imagen global respecto a la idea del arquitecto se basa en otros criterios. En este sentido, debemos distinguir entre observar la construcción y observar un elemento en particular. La distancia adecuada para valorar la construcción es la distancia que permite distinguir sus partes principales. Dicho de otro modo, varía dependiendo del lugar desde donde se observa el edificio. Cada uno de los elementos particulares debería valorarse desde !a misma distancia en que los futuros usuarios del edificio los percibirán normalmente. Esta regla general puede derivar en diferentes opiniones sobre la distancia correcta de visualización, especialmente en el caso de superficies adyacentes a zonas públicas de gran superficie, como, por eJemp lo, pabellones o plazas. En estos casos, la evaluación debería realizarse desde distancias diferentes.

12 Thomas Mensing, concesionario de coches Saggio, Würzburg, Alemania, 2001 . "Mejora con el tiempo" . a una vez desencofrado aparece una alteración desigua l del color del horm igón b la mejora, pasados ocllo meses aproximadamente.

103


.•


105

Apéndices

106

Bibliografia

107

índice de términos

110

Créditos fotográficos

105


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+

1117


Apéndices

índice de término s

abrasión absorción

20, 38 18, 38-39,41,47,59,85,90, 96-97,99, 101 acabado abujardado 14,85,88 acabado al chorro de arena 14, 76, 88 acabado alisado 51, 54, 59, 76, 80, 85, 87-88,90, 101 acabado apiconado, 88 49,76-77,80 acabado basto acabado basto de tablas de madera aserradas 85 acabado con el árido visto 88 88 acabado grabado al ácido acabado interior 32, 54, 56, 71 acabado rugoso 18,51,57,87-88 acabado superficial 15, 17,34-35, 40-41, 43,50-51,59,72-73,75-77,81-82,85,87, 96, 99-101 acelerante 14 acero inoxidable 37, 54 adiciones 10, 12-14, 23, 61, 81, 88 aditivos 10, 12-15, 22-23, 38, 41-43, 81 adjudicación del contrato 60, 64-65, 69, 71,79,92,100-102 40 admitancia 8, 38 aglomerante hidráulico 16, 57 agrietamiento 12,42,47 agua de amasado agua/cemento, relación 10, 22-23,39-40, 42 13-14 aireante aislamiento acústico 39,52,54,56 aislamiento térmico 21,37-39,41,45, 46, 54, 56-57, 83 29,32-33 alcalinidad del hormigón 35 aluminio anclaje del encofrado 15, 18,35,37, 43, 75, 83, 88, 101 32 aramida arcilla 8, 12-13, 40 arcilla expandida 12-13, 40 arena 12-15, 29, 38, 46, 59, 68, 76, 88 áridos 10, 12-1 4, 16, 23, 29, 32, 38, 40, 46-47,51,61,73,81,85,88,101 áridos de peso nomnal 13 áridos ligeros 12,13,88 áridos orgánicos 38 áridos pesados 13 áridos reciclados 12, 47 áridos, tamaño 14, 16, 32 armadura 14-1 7,19-22,29,38,50,61, 67, 70,75,85 ataque por cloruros 16 ataque químico 20 autocompactante, hormigón15, 22-23, 42, 47 barra de armadura 14-17, 20, 22, 38, 50, 6 1,67,75 83 barrera de vapor 80 béton bru! 17 bombeo del hormigón 108

~I

~,1~1a~

calidad 9, 12, 16, 18-19, 22, 25, 32-35, 37-38,46-47,49-51, 57, 59-60, 63-71 , 73-74,80-82,85,87,90,92-95,97,99-102 capacidad cal orifica 38-39,45-46 capacidad calonfica específica 38-39, 45-46 capacidad de acumulación térmica 39-41 , 45 carbonatación 15, 16, 20 cemento 9-17, 19,22-24,29,32,38-40, 42-46,53-54,59, 73,81, 88,96-99, 101 cemento compuesto 11 cemento hidratado 12, 23-24 cemento portland 10, 11, 29, 59 cemento portland con escoria de alto horno 11 cemento puzolánico 11 cemento, tipo de 24, 81 cenizas volátiles 10-1 1, 13-15, 32 ciclos de hielo y deshielo 20, 40 cimentación 9,20,22,70,101 clases de exposición 14,16, 19,20, 61 clases de paneles de encofrado 79, 99 clases de resistencia 12, 14, 16, 25, 30, 47,61 climatización, necesidades de 45 clinker de cemento portland 10-1 1 códigos de buenas prácticas 9, 15,17-19, 59-80,92 coeficientes de seguridad 15, 24-25 colocación de la armad ura 15-16,67-68 coloración del hormi9ón 42, 50, 53-54, 75, 96,98 compactación 16-17,21 -23,42,51,83 comportamiento ante el fuego 29,35,37, 40 comportamiento energético del edificio 32,35,37,39-40, 43, 54, 57 composición sin finos 19, 39 concurso restringido 65 concurso, véase licitación 29, 57, 63, 65 condiciones adicionales de contratación 68 condiciones de contratación 59,68 condiciones especiales de contratación 68-69,101-102 condiciones técnicas adicionales de contratación 59, 68, 1OH 02 conductividad térmica 38-41, 45-46 consistencia 13-14, 21-34,39,61,102 consistencia, tipos 21-23 construcción con hormigón 8-9, 18,41,47, 52,59,68-70,87,92-93,103 contrato de ejecución de obra 58 contrato de obra 49,58, 60-66, 68-69, 93-94,100,102 control de humedad 37 10,15-21 ,32,38,42 corrosión 16 corrosión por cloruros criterios de evaluación 93,95, 103 94-96, 103 criterios particulares

curado 25,51,61, 67, 75, 98 DBVIBDZ, folleto informativo 92-96, 98-103 deformación plásticas 32 densidad 12, 13, 15-16, 21 ~22, 38-4 1, 45-46, 50, 70, 83, 99 densidad del hormigón 50 desencofrado 25,67, 75,87,103 desencofrante, agente 16, 18, 23, 75, 98 10, 15-16, 45 dióxido de carbono dirección de obra 16, 49, 59-61, 64, 66-71, 100-102 distancia de visualización 94, 96, 103 durabilidad 10, 13-15,18-19,22,32-34, 40,73 eficiencia energética 45 ejecución 18-19, 23, 57~58, 60-62, 64, 66-70, 73, 92-94, 98, 100-102 ejecución del contrato, condiciones de 92,

100 elemento de hormigón prefabricado 26, 29-30, 49-57, 70, 75 elemento portante 18,37,43,54 encofrado 13, 15-18,21,23-24,34-35, 42, 50-54,57,59,61,67-68,73-76,79-81,83, 85, 88, 90, 96-102 encofrado absorbente 18, 39, 41, 47, 59, 85,96,97 encofrado liso 80,85,88,90 encofrado no absorbente 90,96,101 encofrado perdido 51 energía primaria 40,45-46 energía térmica 39-40 ensayo de asentamiento 21 envolvente del edificio 26,32,34, 40, 56, 73 equilibrio de humedad 40-41 11 escoria de altos hornos esfuerzos de compresión 14, 36 esfuerzos de tracción 14-15, 36 especificaciones 12,14,17,57,59-61 , 68-69,92-94,97,99-100,102 especificaciones generales para la ejecución de trabajos de construcción 69 especificaciones técnicas generales para trabajos de construcción 68 esqueleto estructural 56, 80-81 esquistos calcinados 10-11 estabilidad 14, 36, 40, 56, 73, 75 estabilizante 13, 14, 40 estado de mediciones 49, 58-59, 61-63, 68,100-101 estructura (portante) 35,41,50,72 estructura espacial 35 estructura plegada 35 36-37 estructura reticular estructuras ligeras 34,40 expansar 14 17, 103 exudación fibra de vidrio 29,32,35, 38 fibra óptica 30-31


índ ice de términos

fluencia

fluidificante

47 13-14,21-22,42,47,102

folleto informativo como ayuda para el

diseño (DBVIBDZ) 92-96, 98-103 fraguado 8, 13, 18, 23 fratasado, 51 grava 8, 12-13, 15, 29,38,46-47,73, 83 heladas 13-14, 20, 29, 40, 61 heladas, resistencia a 14, 29, 40 hormigón apisonado

15, 22

hormigón armado 8-9, 14-21 , 35, 50, 52-54,56,64, 66,68,74,83-85,87, 92 hormigón autocompactante 15, 22-23, 42, 47 hormi gón blanco 14,29,43,53,88 hormigón coloreado 51,88 hormigón con refuerzo textil

32-39

hormigón con relieves 42,49,51 ,74-75 hormigón de alta resistencia 13-14, 29, 35, 40, 42,47, 75 hormigón de peso normal 12-13,19,21 , 23,25,29,32,39-40, 47 hormigón en masa 11, 14, 20 hormigón endurecido 10, 12-15, 21-25, 47,97 hormigón fresco 12-17,21-23,34,42,47, 97, 103 hormigón impermeable 59,83 hormigón impreso 81 hormigón in situ 23,29,41 ,50-52,54, 56-57,6 1, 73,75,81 hormigón "inteligente" 30 hormigón ligero 9, 12, 19, 26, 29, 36, 38-39, 40-43, 46-47 hormigón ligero de partículas de madera 38-43 hormigón permeable a la luz 29-31 hormigón pesado 19,25-26, 84,96 hormi gón prefabricado 26, 29-30, 49-57, 70,75 hormigón preparado 12, 14,23,25, 29, 47,61 ,102 hormigón pulida 49,72-73,85-86,88-99 hormigón traslúcido 26-27,29-31 hormigón visto 9, 1618,21 -23,32,34-35, 37,51,54,56-57, 59-61, 65, 70, 76, 79-1 03 hormigón visto de calidad 18,32, 34,37, 59-60 hormi9ón visto, clases 79,94-97,100,103 hormigonado, operaciones de 17,24, 56, 68,98 humedad 13,15-16,20,31,33,37-41,51 impermeabilizante 14 impre9nación 54, 73, 83 in situ, hormigón 23, 29,4 1, 50-52, 54, 56-57,61,73,75,81 inercia térmica 39-41 , 45-46 junta adherida 33 junta constructiva

57

junta de dilatación junta falsa

57,75,83,97-98 51 juntas de encofrado 83,96-98 k, valor de 39, 45 17,33,54,73,98 lechada licitación 29,56-57, 59-66, 68-69, 94, 100-102 licitación restringid a 65,101 longitud de anclaje 15 15 longitud de solape losa de forjado 17,22,57,70 losa plana 53 machaqueo 47 8-9, 18, 35, 38-43, 45-46, 76, madera 83-88, 99 62 mallazo de refuerzo de acero materiales de cambio de fase 39-40,43 matriz de cemento 12-13,32 matriz de hormigón 15,30, 33 mesa de sacudidas 21,23,59 mezcla de hormi9ón 9, 14-15, 30, 32-34, 59,88,102 microestructura del hormigón 23, 83 microsíl ice 11,13,32 módulo de elasticidad 39-40,47 molde de goma 75 monolítico 56. 83 26,35,56 muro cortina "nido de abeja" 17,22 oferta, véase licitación 56, 62, 83-65, 69 opus caementitiulTl 9 oxidación 15-16 panel de antepecho 101 panel de encofrado 16-18,23, 59, 67, 79, 81,83,85,90,96-99,101-102 panel de encofrado, clases 17,79,96,99 panel de hormigón 26, 28, 35, 53, 75 panel de hormigón prefabricado 53 panel sándwich 34-35,37,54 pasivación 15-16 pasta de cemento 12, 96-98 pigmento 13,51,54,81,88,101 planeidad 96-98, 103 plazo de construcción 69-70 plie90 de condiciones 62-63, 68, 100 policarbonato 26, 29-30, 41 polvo de caliza 10, 15 96, 98 porosidad prefabricación 23,33, 35-36, 41, 43. 46, 50-54 preselección 65 40 propiedades elastomecánicas 54 puente térmico puzolana 8,11,13 radiación solar 39,45 recubrimiento de hormigón 15-16,85 red multiaxial 33 32-39,43 refuerzo textil 33-34 resinas resistencia a compresión 9,13-14,16,

22-25,30,37,39-40,47,61,75 resistencia a la difusión

46

resistencia a las heladas 29, 40 resistencia a tracción 9,14,33,35,47 resistencia al fuego 32, 40 resistencia característica resistencia térmica

24,25 12

retardante 13-14, 23 retracción 32,47,73 sales de deshielo 14, 16, 20, 61 sándwich, elemento 37 semi prefabricado, elemento 51 separador de barras 16 seri9rafiado 74-75 sistema constructivo 9, 39, 54, 65, 90 sofito 40, 43, 70 solera 22, 83 sótano 93-96, 102 subcontratación 16, 66-68 superficie de prueba y de referencia 94 superficie de referencia 93-94, 101 superficies de hormigón con elevadas exigencias 94-96 superfluidificante 13-14,23 tablero de partículas 38 tamaño máximo de las partículas

terra paving, baldosas terrazo tipos de acciones corrosivas

32

29,31 29 20

tolerancia 15,21,24-25,37,54,57,97 trabajabilidad 21, 23, 32, 39,43 trabajos secundarios 62-63 transportar 40, 60 transporte 21-23.34,40-41,46,51-52, 54. 62, 73 tratamiento posterior 81,85.88 trituración 13 40,96 uniformidad del color urdido 33 34-35, 40-41, 45, 52 ventilación 29 Verrazzo 98 vertido del hormigón vidrio reciclado 29 vidrio resistente al álcali 32,35 35 vi9a de placas plegadas zona a tracción 15, 35 17 zona de tracción

10


Apéndices

Créditos de las ilustraciones

Las fotografias sin créditos explícitos han sido tornadas por los autores. proporcionadas por el fabricante o extraídas de los archivos de

paginas 48, 68-70, 75 (abajo). 80 (centro). 85 (arriba), 85 (abajo izquierda): Frank Kaltenbach , Múnich

Detail.

página 6: Christian Richters, Múnich página 8: Richard Bryantlarcaid paginas 9 (izquierda), 89 (fig. 6): Verlag Sau + Technik, Düsseldorf

página 9 (derecha): Sigrid Neubert, Múnich páginas 12,13: Studio ErnstIKieswerke Rheinbach páginas 14 (arriba), 17, 24, 89 (figs. 3, 4, 5 , 7) : Bundesverband der Deutschen Zementindustrie, Berlín página 14 (abajo): Instituto de Materiales de Construcción, Universitat des Bundeswehr, Múnich pagina 15: de: Walther, René , Bauen mil Betan, Ernst & $ohn, Berlín, 1997; fotografía: A. Herzog

página 22 (izquierda): de: Ikan. Hans W., el al., Handbuch der Betonprüfung, Verlag Bau + Technik, Düsseldorf, 2003 páginas 23, 58: Beton Marketing Nord, Sehnde páginas 26, 27: Shinkenchiku-sha, Tokio

paginas 52,53 (a bajo), 54, 55 (abajo). 56, 57, 82, 83 (derecha), 84, 85 (abajo derecha), 86 (arriba), 87 (a bajo izquierda) , 87 (centro), 87 (abajo derecha): Michael Heinrich, Múnich

página 60: Ped, Weissenhorn paginas 62, 99: Westag & Getalit AG, Rheda-Wledenbrück páginas 66, 67: Züblin Wolff & Müller, Stuttgart

página 71: Martín SChuppenhauer, BerHn página 72: Ruedi Walti, Basi lea

página 73 (arriba): Klaus Schádler AG, Triesenberg página 73 (abajo) : Thomas Flechtner, La Sagne

pág ina 74: Jan Bitter, Berlín página 75 (arriba): ABT Adviseurs in Bouwtechniek, ArnhemlDelft páginas 76, 77: Serge Demailly. Saint Cyr sur Mer pág ina 78: César San Millan, Madrid

páginas 28, 30, 31: LiTraCon GmbH, AquisgránlCsongrád

página 80 (derecha): de: Dal Co, Francesco, TadaoAndo. Complete works, Phaidon , Londres, 1995.

página 29 (izquierda): Verrazzo

página 81 (arriba izquierda): Klemens Ortmeyer, Brunswich

página 29 (derecha): Wausau Tile, WausaufvVisconsin

página 81 (arriba derecha y abajo): Andreas Meck, Múnich

página 32: Instituto de Ingeniarla Textil, RWTH Aquisgrán

página 83 (izquierda), 87 (arriba): Susanne Frank, Múnich

páginas 33-37: Cátedra de Construcción 2, RWTH Aquisgrán

pagina 86 (abajo): Werner Schad, Múnich

página 38: IEZ Natterer GmbH , SaulburglvViesenfelden

página 88: Chrisarribah Kreutzen beck, Wuppertal

páginas 40-42: Roland Krippner, Múnich

pagina 89 (figs. 8 a-f): Dyckerhoff Weiss AG, Wiesbaden

página 43: G. Feldmann, Múnich

páginas 91, 97: Werner Huthmacher, Berlín

página 44: Sebastian Greuner, Berlín

página 94: Rbschert + Schafer, Architekten + Ingenieure, Volkach

110

pagina 95: Phi lippe Ruau lt, Nantes página 101: Hannes Fiala, Kriftel paginas 102,103: Thomas Mensing, Wurzburgo página 104: Timothy Hursley, little Rock, Arkansas

Imágenes a toda página página 6: Estadio de fútbol, Braga Eduardo Souto de Maura, Oporto

página 44: Restos del restaurante "Ahornblatt", Berlín Ulrich Müther pagina 48: Casa e, Park Village, Múnich Lauber Architekten, Múnich página 78: Facultad de Ciencias Sociales, Pamplona Ignacio Vicens y José Antonio Ramos, Madrid pág ina 104: Iglesia, Luisiana Trahan Archltects, Baton Rouge

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