Tecnologias constructivas del concreto arquitectonico

Técnicas constructivas en la ejecución del concreto arquitectónico: Preparación del encofrado, colocación, compactación y curado.

Ing. Enrique Pasquel Carbajal 26 Mayo 2006

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Los Factores Influyentes en el Proceso constructivo de concreto arquitectónico • • • • • • •

Diseño Arquitectónico y Estructural Especificaciones Técnicas Encofrados Propiedades del Concreto Fresco Colocación Compactación Condiciones Constructivas Especiales

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Dise帽o Arquitect贸nico y Estructural 3

Comité ACI 309.2R : Identificación y Control de Efectos Visibles por Consolidación en Superficies de Concreto Encofradas

“El diseñador y el constructor deben comunicarse antes, durante y después del proceso constructivo con concreto.”

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Consideraciones en el Diseño • Congestión del Refuerzo ¾ Cantidad y Traslapes Æ Interferencias

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Consideraciones en el Diseño • Congestión del Refuerzo ¾ Cantidad y Traslapes Æ Interferencias

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Consideraciones en el Diseño • Congestión del Refuerzo ¾ Cantidad y Traslapes Æ Interferencias

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Consideraciones en el Diseño Geometría de la Sección ¾ Muy estrecha o Irregular Æ Dificultad de acceso

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Consideraciones en el Diseño Geometría de la Sección ¾ Muy estrecha o Irregular Æ Dificultad de acceso

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Consideraciones en el Diseño Geometría de la Sección ¾ Muy estrecha o Irregular Æ Dificultad de acceso

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Consideraciones en el Dise単o 他 Elementos Embutidos 他 Formas y Acabados especiales

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Consideraciones en el Dise単o 他 Elementos Embutidos 他 Formas y Acabados especiales

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Consideraciones en el Dise単o 他 Elementos Embutidos 他 Formas y Acabados especiales

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Consideraciones en el Dise単o 他 Elementos Embutidos 他 Formas y Acabados especiales

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Consideraciones en el Dise単o 他 Elementos Embutidos 他 Formas y Acabados especiales

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Consideraciones en el Diseño • !Conocimiento Práctico del Proceso de Colocación y Compactación del Concreto!

• No diseñar lo que no se puede construir de manera práctica y eficiente Æ Problemas en obra • Estar actualizado en tecnología del concreto y procesos constructivos con concreto • Proyectos más sofisticados y complicados Æ Mayor especialización Æ Mayor Costo 16

Especificaciones TĂŠcnicas 17

Comité ACI 309.2R : Identificación y Control de Efectos Visibles por Consolidación en Superficies de Concreto Encofradas

“Las especificaciones deben ser amplias en su alcance para permitir los ajustes necesarios para producir y colocar concreto uniforme y trabajable que responda al vibrado.”

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Consideraciones en las Especificaciones • Las especificaciones deben asegurar prácticas constructivas apropiadas

¾ Deben establecer las condiciones de aceptación para el concreto y la construcción con concreto ÆDefectos aceptables, texturas deseadas, criterios objetivos ( tamaño y % de imperfecciones aceptables). ¾ Deben preveer condiciones inusuales y complejas Æ Elementos de gran altura sin ventanas, elementos embutidos, fisuración diferida, juntas,etc..

¾ Ajuste de las proporciones de la mezcla para facilitar la vibración ¾ El alcance debe ser amplio Æ No restrictivo

¾ Reducción de defectos superficiales potenciales ¾ Requisitos de transporte y colocación

¾ Consideraciones en la compactación ¾ Características de vibradores ¾ Técnicas de vibrado

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Encofrados

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Consideraciones en Encofrados • Selección del material para los encofrados ¾ ¾

Madera vs metal Otros materiales

• Encofrado de madera : ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾

Liviano Variedad de texturas Æ Tratamientos Menores Burbujas Superficiales Más flexible y adaptable Usos limitados Mantenimiento más prolijo Muy dependiente de la habilidad y experiencia del artesano Tablas, marco madera y paneles triplay, marco metal y paneles triplay 21

Consideraciones en Encofrados Madera y triplay

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Consideraciones en Encofrados • Encofrado metálico : ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾

No es liviano Texturas limitadas en nuestro medio Más Burbujas Superficiales Menos flexible y adaptable Gran cantidad de Usos Mantenimiento más simple

• Encofrados mixtos con plásticos : ¾ ¾ ¾ ¾ ¾

No son usuales en nuestro medio Gran cantidad de Texturas Más Burbujas Superficiales Menos flexible y adaptable Gran cantidad de Usos

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Consideraciones en Encofrados

Metal

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Consideraciones en Encofrados

Mixtos

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Consideraciones en Encofrados • Anclaje inadecuado, arriostre pobre y excesiva flexibilidad ¾

Variaciones en la sección, fugas.

• Mantenimiento Inadecuado del encofrado ¾ ¾

Almacenaje, limpieza, rehabilitación y reparación, sobreuso Cambios de textura y coloración, encofrado adherido.

• Uso inapropiado de desmoldantes ¾

Cangrejeras, burbujas, decoloración

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Consideraciones en Encofrados ¿Que función cumplen los desmoldantes?

¾

¾

¾

Evitar que el concreto se adhiera.

Permitir la eliminación de burbujas en la superficie de contacto.

Ayudar a obtener una superficie lisa sin defectos.

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Consideraciones en Encofrados ¿Que parámetros físicos intervienen en la interfase concreto fresco - encofrado?

¾

¾

Tensión atracción.

superficial

Æ

Fuerza

de

Viscosidad Æ Esfuerzos de corte.

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Consideraciones en Encofrados Coeficiente de tensión superficial de varios líquidos (x10-3 N/m.)

¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾

Agua Glicerina Aceite Benceno Petróleo Alcohol

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

72.8 59.4 33.1 29.0 26.0 22.8 29

Desmoldante surfactante ani贸nico

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Desmoldante surfactante ani贸nico

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Desmoldante surfactante ani贸nico

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Desmoldante surfactante ani贸nico

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Desmoldante surfactante ani贸nico

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Desmoldante surfactante ani贸nico

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Desmoldante surfactante ani贸nico

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Consideraciones en Encofrados • Fugas por las uniones, agujeros de tirantes sobredimensionados y sin sellar ¾

Marcas y huecos irregulares y antiestéticos

• Material y acabado superficial inadecuado ¾

Burbujas Superficiales, asperezas, cangrejeras

• Anclaje inadecuado, arriostre pobre y excesiva flexibilidad ¾

Variaciones en la sección, fugas.

• Uso inapropiado de desmoldantes ¾

Cangrejeras, burbujas, decoloración

• Mantenimiento Inadecuado del encofrado ¾ ¾

Almacenaje, limpieza, rehabilitación y reparación, sobreuso Cambios de textura y coloración, encofrado adherido.

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Propiedades del Concreto Fresco 38

Consideraciones en el Concreto Fresco • Facilidad de Colocación y Compactación ¾

Composición, Consistencia, Trabajabilidad & Efectos Térmicos Æ Textura, cangrejeras, burbujas, cambio de color.

“Se deben efectuar ajustes en las proporciones de la mezcla conservando la trabajabilidad cuando cambian los materiales y las condiciones de obra, previniendo que las propiedades críticas tales como durabilidad y resistencia se mantienen.”

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Colocaci贸n

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Consideraciones en la Colocación • Velocidad de Colocación irregular ¾

Consistencia o trabajabilidad de la mezcla variableÆLineas entre capas & Juntas Frías

• Segregación ¾

Separación de gruesos y finos, acumulación de piedra Æ Cangrejeras, burbujas, asperezas.

• Salpicaduras en encofrados ¾

Variaciones en color y Textura Superficial Æ Apariencia antiestética

• Espesor de capas inadecuado ¾

Aire Atrapado Æ Burbujas superficiales

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Compactaci贸n

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El Propósito de la Consolidación

“Remover la mayor cantidad de aire atrapado de la manera más práctica y efectiva para lograr la máxima densidad” 43

Aire Atrapado en el Concreto

El volumen puede variar de 5% a 20% dependiendo de: z

Trabajabilidad

z

Tamaño & Forma del Encofrado

z

Cantidad de Refuerzo

z

Método de Colocación del Concreto 44

Métodos de Compactación

El método de compactación mas común es el vibrado mecánico.

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Compactación por Vibrado

Interna Externa

z z z

Produce licuefacción de la fracción de mortero del concreto Reduce la fricción interna entre las partículas de agregado El Vibrado es un proceso de dos etapas ¾ Asentamiento

del concreto por efecto de la

gravedad ¾ Pérdida de aire del mortero z

Cuando el vibrado se detiene la fricción retorna

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Vibradores Internos • Motor • • • •

Eléctrico Hidraúlico Aire Gas

Manguera Cabeza

• Manguera • Flexible • Rígida • Varias longitudes

Motor

• Cabeza • Contiene un peso excéntrico que al rotar causa vibración • Varios Tamaños 47

Rango de Características, Desempeño y Aplicaciones de Vibradores Internos

GRUPO

DIÁMETRO DE CABEZA

FRECUENCIA ( Hertz)

RADIO DE ACCION ( Cm)

VELOCIDAD DE COLOCACIÓN ( M3/hora)

(Pulgadas)

1

¾” a 1 ½”

9,000 a 15,000

7.5 a 15

1 a 5

2

1 ¼” a 2 ½”

8,500 a 12,500

12.5 a 25.0

3 a 10

3

2” a 3 ½”

8,000 a 12,000

17.5 a 35.0

6 a 20

4

3” a 6”

7,000 a 10,500

30.0 a 50.0

15 a 40

5

5” a 7”

5,500 a 8,500

40.0 a 60.0

25 a 50

APLICACION

Concreto Plástico y Fluído Elementos muy delgados Areas Congestionadas Testigos de Laboratorio Concreto Plástico en placas delgadas, vigas, columnas, pilotes prefabricados, losas delgadas y a lo largo de las juntas de construcción Concreto Plástico seco (menos de 3” de slump) en la construcción general tal como placas, columnas, vigas, pilotes prefabricados y losas pesadas.

Concreto masivo estructural (slump de 0 a 2”) vaciado en volúmenes hasta de 3 m3 en encofrados relativamente abiertos en construcción pesada Concreto masivo en presas de gravedad, grandes muelles, 48 muros de gran tamaño, etc.

Rango de CaracterĂ­sticas, DesempeĂąo y Aplicaciones de Vibradores Internos

49

Recomendaciones prácticas al usar vibradores internos z

z

z

Colocar y compactar el concreto en capas del orden de 0.50 m. de espesor como máximo Si al retirar el vibrador deja hueco, estando aún fresco el concreto, cambiar de vibrador o corregir la mezcla No usar el vibrador para mover el concreto pues produce segregación

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Recomendaciones prácticas al usar vibradores internos Espaciamiento e inclinación 1½ veces el Radio de Influencia Máximo* Correcto

Incorrecto

51 * Reducirlo para concreto seco

Recomendaciones prácticas al usar vibradores internos

¾Insertar el Vibrador Verticalmente ¾Penetrar la primera capa hasta aproximadamente 2” (50 mm) del fondo. ¾Penetrar las siguientes capas traslapando alrededor de 6”(150 mm)

52

Recomendaciones prácticas al usar vibradores internos ¾Dejar el Vibrador en el sitio de inserción por un tiempo predeterminado ( 5 a 10 seg) ¾Retirarlo lentamente hasta la superficie dejando la cabeza parcialmente inmersa en el concreto ¾Retirarlo finalmente de manera rápida

53

Recomendaciones pr谩cticas al usar vibradores internos

:I nt roducci 贸n

: 54

Recomendaciones prรกcticas al usar vibradores internos Vibrar muy cuidadosamente las รกreas congestionadas o con elementos embutidos

55

Recomendaciones prĂĄcticas al usar vibradores internos Establecer un procedimiento, entrenar al operador del vibrador y monitorear su desempeĂąo

56

Vibradores externos

57

Causas de Vibrado Deficiente z

z

Uso de vibrador subdimensionado para la aplicación, con poca potencia o sin mantenimiento Espaciamiento excesivo y/o desordenado de los puntos de inserción

z

Vibrado inadecuado durante cada inserción

z

Falta de penetración de la capa precedente

z

Posición errada del vibrador en relación con el encofrado 58

Imperfecciones usuales debido al vibrado deficiente z

Cangrejeras

z

Burbujas excesivas por aire atrapado

z

Lineas entre capas

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Causas del vibrado excesivo z

Uso de vibradores sobredimensionados para la aplicaci贸n

z

Procedimientos inadecuados

z

Mezcla de concreto mal proporcionada

z

Slump excesivo sin control de la reolog铆a

60

Imperfecciones usuales debido al vibrado excesivo z

Segregaci贸n

z

Lineas de acumulaci贸n de finos

z

z

Deflexiones y deformaciones excesivas en los encofrados Da帽os en la superficie de los encofrados

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Condiciones Constructivas Especiales 62

Recomendaciones prácticas para condiciones constructivas especiales z

Personal capacitado y especialmente entrenado

z

Supervisión competente y monitoreo constante

z

z

z

Planificación, ubicación y correcta ejecución de juntas de construcción horizontales Cuidado especial de las superficies alrededor de elementos embutidos Planificación y ejecución meticulosa de vaciados de estructuras de alturas y/o formas irregulares, gran congestión de refuerzo, y encofrados de dificil acceso 63

Comité ACI 309.2R : Identificación y Control de Efectos Visibles por Consolidación en Superficies de Concreto Encofradas

“No importa cuan cuidadosamente se especifique un acabado de concreto, la calidad final depende de cuan cuidadosamente se planifique y organice el trabajo en obra y se emplee al personal.”

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FIN

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