R 69 septiembre 2014 concreto

XX Reunión Nacional de Ingeniería de Vías Terrestres/21

Vector

Nº 69 Septiembre 2014 Costo

El cemento y el concreto en la construcción moderna. Construir según las especificaciones/17

$ 50.00

Postensado en pavimentos y pisos industriales/30

Concreto reforzado con fibras y concreto lanzado: Nuevos Métodos de Ensaye/38

Moctezuma presente en las grandes obras de MĂŠxico Complejo Miyana Polanco, Distrito Federal

RĂŠcord de suministro de 5,681 m3 de concreto en 23 hrs. continuas

2

Vector Septiembre 2014

Indice

En portada

AMIVTAC

•Ingeniería Civil del Siglo XXI

—La calidad del concreto en la construcción/4

Instituto Mexicano de la Construcción en Acero

•Empresas y Empresarios

—FESTER— Reparadores de concreto Fester CM/8

—EUCLID CHEMICAL— Los aditivos para el concreto y la sustentabilidad/12

•Especialidades

—Concreto impermeable: aditivos que reducen su permeabilidad/14

•Tecnología

—El cemento y el concreto en la construcción moderna/17

•Suplemento especial

— Inaguración XX Reunión Nacional de Ingeniería de Vías Terrestres/21

—Destacada participación del Capítulo Estudiantil de la SEIC del IPN./26

—Concluyó con éxito XX Reunión Nacional de Ingeniería de Vías Terrestres/27

•Entrevista

—Ing. Giovanni Bellei/29

•Ingeniería

—Postensado en pavimentos y pisos industriales. Grandes distancias con cero fisuras/30

•Productos

—Concreto reforzado con fibras y concreto lanzado: Nuevos Métodos de Ensaye/38

•Libros

— Manual para la construcción de obras de concreto/48

www.revistavector.com.mx comunicar para servir

Editorial Cozumel # 63-A • Col. Roma Norte C.P. 06700 México, D.F. Tel. (55) 5256 1978

Carlos Arnulfo López López Leopoldo Espinosa Benavides José Rafael Giorgana Pedrero Roberto Avelar López Manuel Linss Luján Jorge Damián Valencia Ramírez Enrique Dau Flores CONSEJO EDITORIAL Raúl Huerta Martínez DIRECTOR GENERAL Daniel Anaya González DIRECTOR EJECUTIVO Patricia Ruiz Islas DIRECTORA EDITORIAL Daniel Amando Leyva González JEFE DE INFORMACIÓN Ana Silvia Rábago Cordero COLABORACION ESPECIAL Historia de la ingeniería civil

Alfredo Ruiz Islas CORRECCIÓN DE ESTILO Nallely Morales Luna DIRECTORA DE ARTE

CONCRETO CON FIBRAS Desde hace varios años, un gran número de constructores han colocado concreto con fibras sintéticas. Los fabricantes de fibras sintéticas han promovido el uso de este material como una alternativa práctica para controlar la contracción y el agrietamiento, y señalan además la facilidad con la cual pueden añadirse las fibras al concreto y las mejoras que se obtienen en la reducción de la contracción plástica, inhibición de la contracción por secado, reducción de la permeabilidad y mejora de la resistencia al impacto y abrasión.

En general, las fibras sintéticas que se adicionan en el concreto se fabrican a partir de materiales sintéticos que pueden resistir el medio alcalino del concreto a largo plazo. Se incorporan en el concreto antes o durante la operación de mezclado y su dosificación no requiere de ningún cambio en el diseño de la mezcla.

La principal ventaja de la adición de fibras sintéticas en el concreto es el incremento de la tenacidad y de la resistencia al impacto, en el estado endurecido y el control de la contracción plástica, en estado fresco. Adicionalmente, controla la aparición de fisuras durante la vida útil del elemento y brinda mayor resistencia a la fatiga. Con un diseño adecuado puede reemplazar el uso de las tradicionales mallas electrosoldadas, lo que puede implicar un ahorro en el costo de la mano de obra de una construcción.

Iman Publiarte DISEÑO GRÁFICO

Ernesto Velázquez García DIRECTOR DE DISTRIBUCIÓN Aide Celeste Cruz Martínez WEB MASTER

Herminia Piña González DIRECTORA COMERCIAL Myrna Contreras García DIRECTORA DE ADMINISTRACIÓN Publicomp/Catalina Mariles Ortega IMPRESIÓN

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“ Un país sin ingeniería está condenado al fracaso, en un mundo de alta competencia en conocimiento, tecnología y productividad; es nuestra obligación como ingenieros dar a nuestro país lo mejor de nuestras capacidades y siempre será poco”.

Xi Jinping Ingeniero Mecánico Presidente de la República Popular China Congreso Mundial de las Ingenierías Públicas.

Beijing, China.

Búscanos en Facebook: Vectordelaingenieriacivil REVISTA VECTOR, Año 7, Número 69, Septiembre 2014, es una publicación mensual editada, diseñada y distribuida por Comunicaciones La Labor, S. A. de C.V. Cozumel 63 – A, Col. Roma Norte, Delegación Cuauhtémoc, C.P. 06700, Tel. 5256 – 1978, www.revistavector.com.mx, daniel.anaya@revistavector.com.mx •Editor responsable: Daniel Anaya González. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2011- 010512575900-102, ISSN: (En trámite) Licitud de Título y contenido: Certificado No. 15819 Expediente CCPRI/3/TC/13/19755, ambos otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso SEPOMEX No. IM09- 0754. Impresa por Publicomp/Catalina Mariles Ortega, Calz. de la Viga 577 Col. Nueva Santa Anita, Iztacalco, C.P. 08210, Tel.5579 3675. Este número se terminó de imprimir el 5 de Septiembre 2014 con un tiraje de 8,000 ejemplares. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización del Editor.

3 Punto de Origen

Carlos Hernández Sánchez DIRECTOR DE PROYECTOS ESPECIALES

Ingeniería civil del siglo XXI

4

La

calidad del

concreto

en la

construcción

UK Essays.com.RMC in Riad, Saudi Arabia Industria del concreto premezclado Breakwater Beacon La torre de concreto compuesta de 187 bloques hexagonales con un peso de hasta 18 toneladas cada uno.Es una de las estructuras arquitectónicas más destacadas de KAUST (Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología) en Arabia Saudita.

E

n los países en vías de desarrollo existe un notable aumento en el uso de concreto premezclado para la construcción. En Arabia Saudita el concreto premezclado se utiliza ampliamente, pero la calidad de construcciones de concreto sigue siendo deficiente. La industria del concreto premezclado no se supervisa regularmente, debido a esto, la calidad del concreto premezclado ha disminuido. Algunos productores del concreto premezclado defraudan con prácticas engañosas. Para la mejora en el rendimiento de los productores y la calidad del concreto se ha corregido mediante la correcta aplicación de las normas y la vigilancia periódica.

En los últimos cincuenta años, debido al rápido crecimiento de las ciudades como resultado de la urbanización en los países de Oriente Próximo de Arabia Saudita. El gobierno de Arabia Saudita comenzó la aplicación de una serie de desarrollos en 1970. Debido a la creciente urbanización Arabia Saudita en últimos treinta años ha experimentado un enorme volumen de trabajo en el sector de la construcción.

La industria del petróleo aumentó la economía del país. El alto nivel de vida de la población de Arabia Saudita ha generado muchas oportunidades de empleo en la manufactura y construcción. Los contratistas y empresas de construcción de todo el mundo tienen la oportunidad de trabajo para construir grandes y complejos proyectos.

Foto Grupo Triada

El concreto premezclado fue patentado en Alemania en 1903, pero fue sólo después de que el desarrollo del moderno camión revolvedor en la década de 1950, que el suministro del concreto premezclado se volvió comercialmente viable. En los últimos 50 años, ha habido un notable crecimiento de la industria del concreto premezclado en los países industriales.

Los materiales fueron seleccionados por su durabilidad y longevidad, con un período de vida previsto de 100 años.

5 Ingeniería civil del siglo XXI

Construido en bloques de concreto prefabricado, la compleja estructura es una colección de secciones hexagonales amorfasúnicas que se intensifican en una torre elíptica, fuera del mar Rojo.

Los sistemas de calidad cumplen los requisitos de la norma ISO 9001 y a raíz de su formato se han introducido recientemente en el Reino Unido. En Arabia Saudita. A pesar de las difíciles circunstancias, la necesidad de calidad no se puede dejar de exigir. Mejorar la calidad del concreto es particularmente urgente para salvar las inversiones de miles de millones de dólares anuales. Esta urgencia es más evidente en la región del Golfo Pérsico donde la tasa de deterioro de las estructuras de concreto está llegando a una situación alarmante.

Ingeniería civil del siglo XXI

6 Defectos de la industria

Plan estratégico

A pesar del enorme crecimiento de la utilización del concreto premezclado, la calidad del concreto en Arabia Saudita era deficiente. En estudios recientes, muchas plantas de concreto premezclado se encontraban produciendo por debajo de la norma. Esto parece ser el resultado de incumplimiento generalizado de los principios básicos de buena calidad, así como los posibles fraudes por parte de algunos productores de concreto premezclado. Un estudio de la fabricación de concreto premezclado en los primeros años del decenio de 1990 mostró un panorama bastante sombrío de la situación en las plantas de concreto premezclado en Riad. Los resultados mostraron que algunas plantas no tenían un laboratorio de control de calidad –QC-, que es un requisito básico para garantizar la calidad del producto.

Por otra parte, alrededor del 50% de todas las fábricas reconoció no realizar ningún tipo de control sobre las temperaturas del concreto en los largos y calurosos meses de verano.

La implementación de un sistema de calidad del concreto premezclado en Arabia Saudita fue difícil. Durante la fase de planificación la administración adquirió las estrategias siguientes:

El método de especificación para concretos también era problemático. Varía de una planta a otra y, en la misma planta, de cliente a cliente, no había norma local para cubrir esta importante cuestión. Se encontró que el 52% de los concretos producidos en Riad eran especificados solo por contenido de cemento, el 36% fue ordenado sobre la base de contenido de cemento y resistencia mínima, menos del 4% se basaba en la resistencia y el 8% restante se basaba en mezclar proporciones especificadas por el cliente. Para corregir la situación y mejorar la calidad de producción de concreto premezclado, era necesario un plan de calidad externo digno del concreto premezclado. El municipio de Riad ha tomado recientemente la iniciativa en este sentido al poner en marcha un amplio plan de calidad para asegurarse de que las plantas locales de concreto premezclado en Riad produzcan y mantengan una buena calidad del concreto. El plan se inició a principios de 1995 y abarca las 30 fábricas. El objetivo principal del municipio es el programa de control de calidad interno, llevado a cabo por las plantas de concreto premezclado y complementado con la comprobación externa, auditada, y por medio de pruebas de laboratorio.

El esquema de calidad sería obligatorio y cubría todas las Plantas de concreto premezclado que operan en la ciudad de Riad.

El muestreo al azar y los ensayos de concreto se vería restringido para el plan con el fin de evitar las cuestiones jurídicas y las controversias. Que no se llevaría a cabo en el lugar de trabajo a pesar de la incertidumbre en cuanto a la validez técnica de dicha práctica.

A fin de mantener los precios del concreto premezclado en el nivel más bajo posible los requisitos del sistema, se introdujo lentamente de modo que el impacto fuera a largo plazo para los productores. Más adelante, el sistema similar a QS Concreto Premezclado (1997), y el enfoque de la norma ISO 9000 sería una meta alcanzable.

Para la prueba de la resistencia del concreto se utiliza tanto las normas ASTM como la BS.

Implementación e impacto del programa de calidad La aplicación del plan de calidad en la ciudad de Riad comenzó a principios de 1995, en todas las 30 Plantas de concreto premezclado que fueron inscritas en el plan. A continuación se ofrece un breve análisis de los efectos del plan sobre la calidad de los materiales, la producción de concreto premezclado y la mejora de las prácticas QC/ QA de estas plantas durante los dos primeros años (1995 y 1996).

Para un acabado de alta calidad y una apariencia ligera, el concreto blanco fue elegido para todos los elementos prefabricados.

Pruebas de resistencia

La calidad de las materias primas utilizadas por los productores de concreto premezclado se verificó durante el primer año de aplicación del plan, empleando un intenso muestreo aleatorio y programa de pruebas. Esto se hizo para generar suficiente información en un corto período de tiempo para una base de datos confiable sobre la calidad de los agregados y el agua utilizada por los productores de concreto premezclado en Riad.

Tradicionalmente, la mayoría de las plantas de concreto en Riad se basan en el contenido de cemento. Esta práctica alienta a simples engaños por parte de algunos productores de concreto premezclado como se documentó por investigaciones anteriores. Sin embargo, en el inicio de la aplicación del plan, se decidió continuar con el mismo criterio y, a continuación, introducir gradualmente los cambios en el método de especificación del concreto.

A las plantas se les permitió continuar especificando concreto sobre la base de contenido de cemento, a condición de que también se especificara la resistencia mínima que garantiza esa clase de concreto. Los datos de la resistencia a la compresión de la clase más común de concreto (contenido de cemento: 350 kg/m3) se usan para controlar la calidad de producción del concreto premezclado en cada planta y para juzgar el cumplimiento de requisitos de resistencia. Las Plantas que no cumplían los requisitos de resistencia fueron sujetas a una advertencia y una multa por violaciones reiteradas. Una planta se vio obligada a cerrar por las frecuentes violaciones de los criterios de resistencia.

Calidad del concreto Como parte del programa, un total de 950 muestras de concreto, que abarca todas las clases de concreto producido por las plantas de concreto premezclado en la ciudad de Riad, se recogieron en los dos primeros años de aplicación del plan. Los resultados de la temperatura del concreto y las pruebas de resistencia se resumen a continuación.

Temperatura del concreto La temperatura máxima del concreto es un factor importante en la producción de la buena calidad del concreto en tiempo cálido y seco de Riad. Todas las empresas de concreto premezclado fueron instruidas a tomar las precauciones necesarias para producir concreto en todos los climas calientes con temperaturas aceptables durante este período. Los enfriadores de agua se consideran requisitos obligatorios para todas las plantas en Riad con el fin de producir concreto en el rango aceptable de temperatura. Estos resultados indican una mejora sustancial de las condiciones que existían antes del plan. Para mejorar aún más, las Plantas debían respetar el cumplimiento de los límites de temperatura, el sistema de gestión global de proteger en la sombra a los agregados sería un requisito obligatorio para todas las Plantas.

Foto PCA

La aplicación del plan ha dado como resultado una mejora palpable en todos los aspectos del concreto premezclado y de la calidad del producto.

Sobre la base de la experiencia y los progresos realizados hasta la fecha, se concluye que un sistema de calidad obligatorio para el concreto premezclado puede ser introducido con éxito en los países en desarrollo. Mejorar y fortalecer el compromiso a largo plazo hacia la calidad y la aprobación de la gestión de la calidad total por todas las plantas que operan en la ciudad puede ser una tarea más difícil.

7 Ingeniería civil del siglo XXI

Calidad de los materiales

Empresas y Empresarios

8

Reparadores de concreto

Fester CM E

n el mercado de la construcción es común que se presenten fallas al momento de colar el concreto en sitio. Problemas como el mal vibrado, deficiencia en las mezclas y un curado incorrecto pueden ocasionar oquedades o grietas lo cual afecta la apariencia, resistencia y durabilidad del concreto. La industria del concreto prefabricado no se salva de problemas similares, el proceso de fabricación es más controlado sin embargo el almacenaje y transporte de la planta a la obra llega a despostillar o agrietar los elementos prefabricados.

Así mismo, después de algunos años, el concreto está expuesto agentes como la carbonatación, ataque de cloruros, ataque de sulfatos y corrosión del acero de refuerzo que dañan severamente su funcionalidad y ponen en riesgo la seguridad de una estructura.

Principales problemas en el concreto:

Despostillamiento en elementos de concreto prefabricado

Concreto erosionado y corrosión en acero de refuerzo

Daños por movimientos

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Mortero para reparación de concreto estructural. Alta resistencia a la compresión y consistencia tixotrópica ideal para aplicaciones en cualquier posición, incluso en reparaciones sobre cabeza

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Reparación de daños en un elemento de concreto prefabricado:

9 Empresas y Empresarios

En la industria del concreto prefabricado es importante contar con un mortero de reparación de alta resistencia a la compresión, fácil aplicación y rápido fraguado. Con Fester CM-201 podemos realizar una reparación en menos de 60 minutos con el mejor desempeño del mercado

Antes

Después

Empresas y Empresarios

10

Reparación de concretos erosionados y pisos de concreto

Reparación en pisos de concreto dañados

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Piso de concreto dañado

Concreto y acero de refuerzo dañados

Remoción de concreto dañado

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Empresas y Empresarios

12

Los aditivos para el concreto y la

sustentabilidad Por Javier Esparza y Óscar Orozco

P

ocos inventos tienen la capacidad de cambiar la vida de las personas. Cuando pensamos en estos inventos es fácil que vengan a la mente cosas como: la rueda, el papel, la máquina de vapor y recientemente las tecnologías de la información.

Pero también debe considerarse al cemento como integrante de este selecto grupo de creaciones. La invención del cemento dio lugar al material de construcción más usado en todo el mundo actualmente, el concreto.

Este material facilitó la creación de obras de todo tipo y tiene la propiedad de ser un material que puede producirse prácticamente en cualquier lugar, sin embargo, con toda luz aparecen sombras. En el caso del concreto la sombra sería su alta demanda de recursos pues requiere de la explotación de bancos de préstamo, el uso de energía calórica para la fabricación de cemento y grandes cantidades de agua para su elaboración.

Una de las soluciones para estos retos es el uso de los aditivos para concreto que se han vuelto un ingrediente indispensable en la producción del concreto junto con el cemento, la grava y la arena. Los aditivos permiten la producción de concretos con características diferentes a los concretos tradicionales ya que modifican propiedades como la resistencia, los tiempos de fraguado, la manejabilidad y la durabilidad, sólo por mencionar algunas.

Con el paso del tiempo, los aditivos para el concreto han experimentado cambios en su tecnología lo que se refleja en la reducción del uso de cemento y de agua en los concretos actuales; desde este punto de vista podemos decir que los aditivos son una solución sustentable para la construcción moderna.

Existen varios tipos de aditivos para concreto según su finalidad, entre los que pueden mencionarse: • Reductores de agua • Retardantes de fraguado • Acelerantes de fraguado • Reductores de agua y retardantes • Reductores de agua y acelerantes • Inclusores de aire

Si se piensa en las generaciones de los aditivos puede observarse una clara mejoría de su papel como productos sustentables. La primera generación de aditivos es conocida como reductores de agua y son capaces de lograr disminuciones de hasta un 9 % en el consumo de este importante recurso, posteriormente aparecieron los superfluidizantes que permiten reducir el consumo de agua en las mezclas de concreto de 12 % y hasta un 20 %. Hoy en día también se cuenta con los hiper-fluidizantes que hacen posible la reducción de agua de hasta un 40 %, algunos de ellos incluso más.

En EUCO contamos con una gran selección de aditivos para concreto de todas las generaciones, por ejemplo: 1ª Generación.- Eucon HP 21 L, Eucon HD, Eucon ARF 2ª Generación.- Eucon 37, Eucon 2000, Eucon 537 3ª Generación.- Plastol Precast y Plastol Precast Plus Sólo por mencionar algunos de ellos.

En el futuro la tecnología seguirá cambiando y permitiendo la reducción del uso de los valiosos recursos naturales de nuestro planeta, por ejemplo hoy se sabe de investigación y desarrollo de aditivos basados en nanotecnología que permitirán obtener resultados no vistos hasta hoy.

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13 Empresas y Empresarios

Los materiales necesarios para la elaboración del concreto no facilitan que pueda ser considerado sustentable, menos aún si pensamos en los costos que implica su elaboración.

Es por esta razón que casi desde su invención los ingenieros de todo el mundo han buscado formas de reducir el consumo de cemento y agua lo cual lleva a generar beneficios como el incremento de la durabilidad, mayores resistencias del concreto, reducción de costos y recientemente la reducción del uso de recursos naturales.

Especialidades

14

Más allá de los tratamientos de la superficie del concreto para reducir su permeabilidad.

Ken Hooker

E

l agua es esencial para la producción de concreto, la colocación y el curado. Pero una vez que cumple su papel en estos procesos, el agua ya no es amiga del concreto. Dependiendo de su función y la naturaleza de su exposición, el concreto puede, por supuesto, funcionar bien en ambientes húmedos. Como un material natural poroso, sin embargo, es propenso a agrietarse, el concreto es vulnerable a la infiltración de agua. Los resultados pueden ser daños lamentables por congelación / descongelación y el deterioro debido a la corrosión del acero de refuerzo embebido.

Cualquier número de productos y sistemas están disponibles para ayudar a proteger las estructuras de concreto de daños causados ​​por el agua, a partir de los recubrimientos, los selladores, las membranas y demás. Enormes cantidades de esfuerzo y dinero que se gastan para diseñar y aplicar esa protección, con mayor o menor eficacia.

Hay tres tipos de Aditivos para Reducción de la Permeabilidad Los materiales utilizados para producir los Aditivos para Reducción de la Permeabilidad varían, pero generalmente se dividen en tres categorías. La categoría más importante consiste en los hidrofóbicos, o que repelen el agua, los productos químicos derivados de jabones o ácidos grasos, aceites vegetales y derivados del petróleo. Estos materiales forman una capa repelente al agua a lo largo de los poros en el concreto, pero los propios poros permanecen abiertos.

En la segunda categoría están los sólidos finamente divididos, ya sea inertes o cargas activas químicamente, tales como talco, arcilla, polvos silíceos, resinas de hidrocarburos, y breas de alquitrán. Estos materiales densifican el concreto y físicamente limitan el paso de agua a través de los poros. Algunos expertos también consideran las adiciones al cemento para estar en esta categoría.

La tercera categoría de productos cristalinos propiamente químicos activos en un vehículo de cemento y arena. Estos son materiales hidrófilos que aumentan la densidad del hidrato de silicato de calcio o generan depósitos cristalinos que bloquean los poros de concreto para resistir la penetración de agua. Los diversos tipos de materiales se pueden usar solos o en combinación para dar diferentes niveles de rendimiento.

Según el informe de ACI, el concreto producido con aditivos químicos hidrofóbicos teóricamente puede resistir cierta presión hidrostática. Sin embargo, debido a que el material hidrófobo no reviste uniformemente todos los poros y porque el concreto también contiene grandes huecos, tales productos no se clasifican habitualmente como Aditivos para Reducción de la Permeabilidad en condiciones de Presión Hidrostática.

Hay también algunos aditivos de látex de polímero que pueden resistir la presión hidrostática, pero no pueden rellenar grietas en el concreto y por lo tanto no producen realmente estructuras de concreto estancas. Estos aditivos se añaden algunas veces para reparar morteros, pero no se utiliza normalmente en el concreto premezclado.

Se trata de los aditivos hidrófilos cristalinos que proporcionan concreto con la mayor resistencia a la infiltración de agua bajo presión hidrostática. Sus ingredientes activos reaccionan con el agua y las partículas de cemento para formar cristales de silicato de calcio que integralmente se enlazan con la pasta de cemento. Estos depósitos cristalinos bloquean ambos poros y microgrietas en el concreto, para evitar el paso de agua. Esta reacción continúa durante la vida útil del concreto, que sirve para sellar las grietas de contracción no sólo iníciales, sino también grietas que se producen con el tiempo.

La Tabla 1, reproducida del ACI 212,3, resume los resultados de una serie de pruebas de permeabilidad realizadas en mezclas de concreto con y sin tres tipos diferentes de Aditivos para Reducción de la Permeabilidad. Hay que tener en cuenta que estos resultados solo indican la reducción de la permeabilidad entre la el concreto de referencia y el concreto de prueba para cada tipo de aditivo. No pueden utilizarse para comparar directamente las diferentes Tecnologías de Aditivos porque la mezcla de concreto de referencia para cada tipo fue diferente.

Tabla 1 Reducción de la permeabilidad del concreto usando ADITIVO REDUCTOR DE LA PERMEABILIDAD Tipo de aditivo

Coeficiente de permeabilidad del Concreto de referencia

Coeficiente de permeabilidad del Concreto de prueba

Porcentaje de reducción de la permeabilidad

Cristalino

4.29 x 10-14

1,28 x 10-14

70

Silica Coloidal

-13

1.98 x 10

1.61 x 10

19

Bloqueador de poro hidrofóbico

-12

2.23 x10

1.14 x 10

49

-13 -12

Fuente ACI 212.3-10 “ Informe Aditivos Químicos para el Concreto

15 Especialidades

Un método que puede simplificar el proceso de protección es hacer concreto con aditivos que reducen su permeabilidad para hacer que el propio concreto sea impermeable. Una variedad de aditivos que ya están en el mercado, y el Comité ACI 212, Aditivos Químicos, ofrece algunas orientaciones para su uso en el “Informe sobre Aditivos Químicos para Concreto”.

El Capítulo 15 del mismo informe se refiere a los Aditivos para Reducción de la Permeabilidad y la diferencia entre aquellos que son adecuados para el concreto expuesto a condiciones de presión no hidrostáticas y concreto expuestos a condiciones de presión hidrostáticas. Además de reducir la permeabilidad, algunos Aditivos para Reducción de la Permeabilidad imparten otras características benéficas, como la reducción de la contracción por secado, reducción de la penetración de iones cloruro, resistencia mejorada a la congelación / descongelación, y el sellado autógeno mejorado.

Especialidades

16 Cuando se usan

Como usarlos

Los proyectos exitosos

En teoría, un Aditivo para Reducción de la Permeabilidad podría ser añadido a cualquier mezcla de concreto, sin efectos adversos, pero no es generalmente necesario en la práctica.

El valor de un Aditivo para Reducción de la Permeabilidad depende enteramente del medio ambiente al que será expuesto el concreto y la importancia de mantener el paso de agua a través del concreto. Para las columnas interiores, vigas y losas en gran altura, la permeabilidad no es un gran problema. Por otro lado, para las estructuras que serán expuestas a la humedad, la sal, o agua bajo presión hidrostática, utilizar un Aditivo para Reducción de la Permeabilidad puede ayudar a evitar problemas tales como la migración de agua, fugas, daños por congelación / descongelación, corrosión, carbonatación, y eflorescencias.

Al igual que otros aditivos, los Aditivos para Reducción de la Permeabilidad se suelen especificar por el arquitecto o ingeniero y se añade al cemento en la planta de premezclado. Greg Maugeri, jefe de New England concreto seco, describe el proceso: “Vendemos en el mercado de empresas de concreto premezclado, pero parte de nuestra función es capacitar a los diseñadores y aplicadores sobre el producto, ayudamos a los diseñadores a entender al detalle cómo usar nuestro producto, ya que es diferente de la impermeabilización con membrana convencional”.

El aditivo para reducción de permeabilidad se utiliza en la renovación de estructuras, en losas para techos verdes, en túnel de 35 cm de espesor de losa, y con un metro de espesor en muros que fue construido hace aproximadamente 2 años, y no ha habido fugas de las grietas de contracción iníciales, que fueron selladas por la cristalización del aditivo. También en un techo impermeable sin ningún tipo de materiales adicionales para impermeabilizar techos, y la colocación fue sin problemas, al igual que cualquier mezcla de concreto”.

Para proyectos y aplicaciones que necesitan de concreto a prueba de agua, el uso de Aditivos para Reducción de la Permeabilidad es digno de considerar. Los contratistas sólo necesitan seguir las prácticas de colocación y acabado correctas para instalarlo con éxito, y los propietarios pueden cubrir los costos por el ahorro de la mano de obra y los materiales necesarios por los métodos de impermeabilización.

Los Aditivos para Reducción de la Permeabilidad se utilizan a menudo en concreto arquitectónico, paneles prefabricados, y bloques de concreto, adoquines y para repeler la lluvia y minimizar la humedad. La reducción de la permeabilidad puede ayudar a minimizar la eflorescencia y que sea más fácil mantener las paredes limpias.

Los Aditivos para Reducción de la Permeabilidad en condiciones de presión hidrostática son necesarios para las exposiciones más extremas y continuas, como por debajo del suelo de las estructuras, túneles y pasos subterráneos, depósitos de agua y estanques, puentes y presas.

Los fabricantes de los estos aditivos dicen que los productos pueden eliminar la necesidad de sistemas de impermeabilización de membrana y el revestimiento con epoxi, reduciendo así el costo de la impermeabilización.

“Además de reducir la permeabilidad, el aditivo actúa como retardador, por lo que ayuda a controlar el calor de hidratación y por lo tanto reduce la fisuración por contracción. No cambian drásticamente las propiedades del concreto fresco, pero puede mejorar algo la trabajabilidad. Cuando una persona considere usar nuestro producto, vamos a revisar el diseño de mezcla y enviarla al laboratorio de Kryton para su revisión, para asegurarse de que cualquier interacción con otros aditivos se tienen en cuenta.

También se recomienda que el contratista haga un colado de prueba, para comprobar el contenido de aire, el revenimiento, y así sucesivamente.

“La dosis típica para PRAHs cristalino es del 2% en peso del total de materiales cementantes,” dice John Ladas, un representante de ventas de aditivos de impermeabilización de Xypex Chemical Corp. ‘s “, excepto en un caso extraordinario, como una atmósfera excepcionalmente corrosiva. También puede modificar la fórmula dependiendo de las circunstancias. Hacemos una formulación que no retarda el fraguado en absoluto. Se recomienda que para las áreas grandes de superficies planas, clima frío, o una mezcla que contiene una gran cantidad de escoria. “

www.concreteconstruction.net/admixtures/ waterproof-concrete.aspx

El cemento y el concreto en la construcción moderna Construir según las especificaciones Bridget Mintz Testa1

Hay muchos tipos de cemento y concreto, pero antes de que puedan usarse en forma segura y confiable en la construcción, deben desarrollarse normas y métodos de pruebas adecuados. Fundado en 1914, el Comité 09 de la ASTM – American Society for Testing and Materials - sobre concreto y agregados viene trabajando mucho en los últimos años para desarrollar métodos de prueba para el concreto permeable y para el concreto autocompactable, dos de los sistemas de concretos más recientes.

El concreto fluye a su alrededor

1 Licenciada en ciencias con especialidad en física y en psicología.

Trabajó durante cinco años en NASA-Johnson Space Center; primero en exploración lunar y planetaria y luego en robótica para estaciones espaciales. Desde 1993, es escritora independiente de tiempo completo y escribe para revistas como Discover, Popular Mechanics, Telephony y Workforce Management.

El concreto autocompactable es “una clase de concreto tan ‘fluido’ que no hace falta que use vibradores para compactarlo de diferentes formas” El concreto autocompactable satisface unas necesidades específicas del mercado. Una de éstas son los lugares de acceso limitado. Por ejemplo, cuando un espacio reducido difícil de alcanzar queda atestado de barras de refuerzo de acero, el concreto convencional tal vez no pueda circular completamente alrededor de cada barra y quedarían bolsas de aire ocultas. Esos vacíos podrían hacer que el acero se corroa. Eso no ocurre con el concreto autocompactable, que “fluye mejor por el acero y alrededor

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l cemento y el concreto son los cimientos del mundo moderno. Sin ellos, no habría edificios que se eleven hasta las nubes, faltarían kilómetros de puentes y ningún edificio se alzaría más que unos cuantos pisos sobre la línea del horizonte de cualquier ciudad.

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de éste con menos compactación”, dice Steven Kosmatka, vicepresidente de investigación y servicios técnicos de la Asociación del Cemento Portland de Skokie, Illinois.

Foto SIKA

llar rápidamente ensayos para su uso. Según Carino, se terminaron tres: el ensayo del flujo de revenimiento, C1611/C1611M método de prueba para el flujo de revenimiento de concreto autocompactable; el ensayo del anillo japonés, C1621/C1621 M, método de prueba normalizado para la habilidad de paso del concreto autocompactable por el método de anillo japonés; y el ensayo para la tendencia a la segregación, C1610/ C1610M, método de prueba normalizado para segregación estática de concreto autocompactable utilizando la técnica de columna. Los primeros dos determinan qué tan lejos circula el concreto autocompactable, con y sin obstáculos. El tercero controla la uniformidad de la distribución de agregados en una muestra fresca de cemento autocompactable.

Con normas preceptivas, “El productor recibe una dosificación para la mezcla que debe respetar”, dice Anthony Fiorato, consultor de Glenview, Illinois, y presidente del Comité C09. “Una especificación de desempeño se ocupa de lo que yo quiero que haga el concreto”. Las normas de desempeño para el concreto pueden tratar sobre durabilidad —resistencia a la congelación y al deshielo— y resistencia en función de la compresión necesaria para romper una muestra.

El concreto sólido tiene drenaje

Foto SIKA

Como el concreto autocompactable es tan nuevo, el Comité C09 trabaja de manera intensa para desarro-

“El concreto permeable es muy importante para la construcción sustentable”, dice Colin Lobo, vicepresidente sénior de ingeniería de la National Ready Mixed Concrete Association NRMCA, con sede en Silver Spring, Maryland. El concreto permeable minimiza el escurrimiento de agentes contaminantes a arroyos y ríos. Los escurrimientos se filtran por el concreto al terreno y reponen el agua subterránea, en donde se someten a la purificación natural. El concreto permeable puede reducir la capacidad de las alcantarillas de agua pluvial y, posiblemente, la necesidad de contar con éstas”.

El Comité C09 ha terminado un método de prueba, el C1688/C1688M, método de prueba para evaluar la densidad y el contenido de vacío del concreto permeable recién mezclado, que detalla cómo medir la densidad del concreto permeable recién mezclado. Se encuentra en plena votación la norma WK17606, método de prueba para evaluar la permeabilidad de pavimentos de concreto permeable, un método propuesto para determinar la velocidad a la que el agua se escurre por el concreto permeable. Todavía se están desarrollando otros ensayos para determinar la durabilidad y la resistencia.

De la misma manera que el concreto autocompactable, el permeable puede contribuir a la calidad del recambio de infraestructura. “El trabajo del Comité C09 ofrece las normas y los métodos de prueba para garantizar que pueda controlarse correctamente que los materiales y los métodos de construcción cumplan con las especificaciones”, dice Fiorato. “Todos esos aspectos —resistencia, permeabilidad, durabilidad, trabajabilidad— impactan en forma directa en el desempeño. Sin normas, no habría ningún método para determinar la calidad de los materiales y de la construcción”.

Cómo reducir la huella del carbono del cemento “La norma C150 es una especificación para el cemento Portland, uno de los principales materiales de la industria de la construcción” La norma C150 es una especificación para cinco tipos diferentes de cemento hidráulico, que se endurece por reacción química con el agua. Es preceptiva en cuanto a la mezcla, pero también incluye exigencias de desempeño para lograr resistencia y durabilidad.

El reemplazo de una parte de cemento Portland con piedra caliza también tiene importantes beneficios medioambientales. “Por cada tonelada de cemento Portland se produce alrededor de una tonelada de dióxido de carbono”, dice Kosmatka. Sin embargo, la reducción del dióxido de carbono a partir del uso de un cinco por ciento de piedra caliza no es proporcional. “Existen cuestiones técnicas y de control de calidad”, dice Kosmatka, “por lo que en la práctica, la reducción es más bien como del tres por ciento”. Al modificar la norma C150, la ASTM posibilitó la eliminación de unos tres millones de toneladas de dióxido de carbono generado por la producción de cemento Portland por año.

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Aventajando a los antiguos romanos La ceniza volante y la escoria de alto horno pertenecen a una clase de materiales conocidos como puzolanas que pueden agregarse a las mezclas de concreto. Las puzolanas reaccionan con la cal y el agua y forman hidrato de silicato de calcio, el principal agente aglutinante en los cementos hidráulicos.

La ceniza volante y la escoria son derivados de desechos, la primera de centrales eléctricas alimentadas con carbón y la segunda de los altos hornos que producen hierro a partir del mineral de hierro. Cuando se agrega alguna de las dos o ambas durante la producción de cemento, se están usando productos de desechos que, si no, irían a parar a rellenos sanitarios.

Su uso en la producción de cemento reduce tanto la cantidad de dióxido de carbono que, de lo contrario, se emitiría, como la energía necesaria para hacer el cemento.

“Los cementos con ceniza volante, escoria y puzolanas están incluidos en la norma C595 - Especificación para cementos adicionados hidráulicos-, que es una especificación para cementos adicionados hidráulicos, La norma C595 tiene exigencias preceptivas y de desempeño”. Cuando se le agrega piedra caliza al cemento Portland y cenizas volantes y escoria a los cementos hidráulicos puede mejorarse la sustentabilidad y la calidad de los productos finales.

Las normas de la ASTM en todo el mundo “Las normas del Comité C09 han sido muy útiles en todo el mundo”, dice Fiorato.

“Suele estar regido por el Reglamento de construcción ACI 318, porque éste hace referencia a 60 normas y métodos de prueba de la ASTM”.

Incluso los países que no usan el Reglamento ACI 318 están interesados en las normas de la ASTM, por sus beneficios técnicos y porque el método de aprobación de consenso voluntario abarca a todos los interesados. Fiorato dice que Arabia Saudita y Qatar usan las normas de la ASTM, aunque Qatar se ciñe principalmente a las británicas.

“Ocurre lo mismo en América Latina”, dice Carino. “Como usan el Reglamento ACI 318, usan normas de la ASTM”. Carino agrega que el Comité C09 tiene mucha participación de América Latina.

Este interés internacional demuestra la importancia mundial de las especificaciones normativas y de los métodos de prueba. “Las especificaciones de proyectos citan las normas”, dice Lobo. “Constituyen la base del contrato entre el propietario, el contratista y los proveedores de materiales. Sin normas para los materiales y los métodos de aceptación, cada una de las personas que preparan las especificaciones tendría que crear sus propios métodos para determinar la aceptación de los materiales y de los métodos usados para construir estructuras.

Una opinión exclusiva de las normas y de las pruebas La misión del Cement and Concrete Reference Laboratory es mejorar la calidad de las pruebas de los materiales de construcción mediante laboratorios, muestras de aptitud y asesoramiento sobre el uso de las normas de la ASTM en el campo y en las oficinas”, dice Steven Lenker, director del Construction Materials Reference Laboratory

Foto PCA

Cuando un funcionario encargado de especificaciones pide una supervisión de laboratorio, “Los supervisores van y examinan los equipos y cómo se hacen los procedimientos en comparación con una norma”, dice Lenker. Los informes no sólo ayudan al encargado de desarrollar especificaciones. “También le dan a la dirección del laboratorio una buena idea de cómo funciona el laboratorio y de lo que le hace falta mejorar”, dice Lenker. Los organismos que se ocupan de las especificaciones usan los informes para garantizar que los materiales que se usan en las autopistas y en la construcción sean evaluados usando los métodos normativos. Como otras organizaciones, la AASHTO también usa los informes para acreditar laboratorios.

INAUGURACIÓN

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ara dar inicio oficialmente a la XX Reunión Nacional de Ingeniería de Vías Terrestres, en Acapulco, Gro. el 31 de julio de 2014 a las 10:00 horas, se llevó a cabo la ceremonia de inauguración de este importante evento, estando a cargo del Mtro. Raúl Murrieta Cumings Subsecretario de Infraestructura de la SCT la declaratoria inaugural.

Suplemento Especial

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Suplemento Especial

22 Lo acompañaron en el presídium: el Ing. Luis Rojas Nieto Presidente de la XX Mesa Directiva Nacional de la AMIVTAC, el Lic. Ángel Aguirre Rivero, Gobernador Constitucional del Estado de Guerrero, el Ing. Manuel Zarate Aquino Presidente de la XX Comisión de Honor y Justicia de la AMIVTAC, el Ing. Jesús Felipe Verdugo López Director de la XX Reunión Nacional, el Ing. Enrique León de la Barra Montelongo Director General del Centro SCT Guerrero, el Lic. Alejandro Fernández Campillo Titular de la Dirección General de Conservación de Carreteras de la SCT, el Ing. José Jorge López Urtusuastegui Presidente de la Asociación Mexicana del Asfalto, el Lic. Luis Walton Aburto Presidente Municipal de Acapulco, Guerrero, el Comisario Hamid García Harfuch Coordinador Estatal de la PFP en el Estado de Guerrero, el Ing. Juan Manuel Tinoco Reyna Director General de Comisión de Infraestructura Carretera y Aeroportuaria del Estado de Guerrero, El Ing. Clemente Poon Hung Representante de Directores de Iberia e Iberoamérica y el Ing. Humberto Ibarrola Díaz Vicepresidente de la XX Mesa Directiva de la AMIVTAC.

Posterior a la inauguración, el Subsecretario acompañado de parte del presídium, hizo un recorrido por la EXPOVIAS 2014.

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Suplemento Especial

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Destacada participación del Capítulo Estudiantil de la SEIC del IPN. Azucena Sabas Hernández

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residente del CESEIC El Capítulo Estudiantil de la Sociedad de Egresados de Ingeniería Civil del Instituto Politécnico Nacional CE SEIC IPN -, de manera coordinada con el Xll Consejo Directivo de la SEIC y gracias al apoyo recibido de las empresas Mexicana de Refuerzo – MEXPRESA - y Constructora de Obras Civiles y Marítimas – COCM -, asistió y tuvo una destacada participación durante la XX Reunión Nacional de Ingeniería de Vías Terrestres, organizada por la Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres A.C. – AMIVTAC- celebrada del 30 de julio al 2 de agosto del presente año, en el Forum Mundo Imperial de Acapulco, Gro. Con la asistencia de 28 alumnos de la carrera de ingeniería civil de la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura –ESIA- Unidad Zacatenco, el Capítulo tomó parte en las actividades de esta importante Reunión. Los estudiantes tuvieron oportunidad de convivir con ingenieros civiles de numerosas empresas, con miembros de asociaciones y áreas técnicas enfocadas a las vías terrestres, así como con otros estudiantes de diversas instituciones del país.

Cabe mencionar, que el programa del evento incluyó de manera especial, un

encuentro de vinculación académica, conferencias magistrales, paneles de discusión y presentaciones del uso de nuevas tecnologías en materia de vías terrestres. Durante la Reunión, la Mesa Directiva de la AMIVTAC entregó los Premios Nacionales al Mérito Profesional a los personajes que se han destacado por su labor y contribución al sector ferroviario. Asimismo, se pudo visitar una “Expo Vial”, la cual reunió a diferentes empresas y asociaciones dedicadas al área de las vías terrestres; en especial, en el rubro carretero, estuvieron presentes empresas de pavimentos, control y calidad de materiales, control de tránsito e iluminación, asfaltos y geotécnia, donde los jóvenes pudieron relacionarse con estas empresas para conocer el perfil profesional que buscan y enterarse de las nuevas tecnologías existentes.

Con el famoso “Huelum” que distingue al Politécnico, los estudiantes hicieron vibrar el encuentro estudiantil, el evento y las visitas técnicas. Sin duda, la asistencia a este evento constituyó una grata experiencia de convivencia durante el coctel de bienvenida y la cena de gala; pero principalmente fue una valiosa oportunidad de aprendizaje que aportó a la construcción de una visión más amplia acerca la vida profesional que espera a los estudiantes de ingeniería civil y sembró en ellos la importancia de la constante superación en sus estudios para resolver adecuadamente los problemas

Adicionalmente, las visitas técnicas realizadas a las instalaciones de control del Maxitúnel de Acapulco y al Túnel de la Carretera Escénica fueron de gran interés, pues los estudiantes conocieron los procesos constructivos y de control de estas obras a través de cuestionamientos y preguntas que se hicieron a los ingenieros encargados; de la misma manera, se pudieron percatar del proceso de excavación por medio de explosivos.

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de la infraestructura para el desarrollo del país como puertos, aeropuertos, caminos y carreteras y el sector ferroviario, que les corresponderá enfrentar en el futuro.

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Concluyó con éxito E

l pasado sábado 2 de agosto concluyó exitosamente la vigésima edición de la Reunión Nacional de Ingeniería de Vías Terrestres a cargo del Ing. Luis Rojas Nieto, Presidente de la XX Mesa Directiva AMIVTAC. Se llevó a cabo los días 30, 31 de julio y 1, 2 de agosto en Acapulco, Guerrero, contando con la asistencia de aproximadamente 2500 articipantes.

Para inaugurar el evento se contó con la presencia de grandes personalidades: Ing. Luis Rojas Nieto, Presidente de la XX Mesa Directiva de la AMIVTAC; Ing. Raúl Murrieta C., Subsecretario de Infraestructura de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes; Ángel Aguirre Rivero, Gobernador del Estado de Guerrero; Luis Walton Aburto, Presidente Municipal de Acapulco.

El jueves 31 de julio, se inauguró la Expo Vías 2014 en la cual se contó con la presencia de más de 200 empresas del ramo de la construcción. Se dio inicio también, al ciclo de conferencias magistrales encabezadas por destacados miembros de la ingeniería mexicana y extranjera, expertos en materia de: carreteras, ferrocarriles, puertos y aeropuertos. Además, se llevó a cabo de manera exitosa el ciclo de conferencias técnico-comerciales en las que participaron las empresas patrocinadoras del evento.

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Durante el evento se llevó a cabo el Encuentro Estudiantil de Vinculación Académica con una serie de conferencias dirigidas a los estudiantes de Ing. Civil de todo el país en compañía de profesores y especialistas en materia. En el lugar se les dio a conocer los diversos proyectos que la AMIVTAC, en compañía de terceros, está realizando a favor de los jóvenes, los planes de maestrías existentes y el nuevo proyecto de servicio social “Tendiendo Puentes por Nuestras Comunidades Rurales”.

Eventos

28 La XX Reunión Nacional fue clausurada satisfactoriamente el viernes 1 de agosto por el Ing. Luis Rojas Nieto, en compañía de grandes personalidades de la Ingeniería de Vías Terrestres. Durante el evento se recalcó la importancia de la conectividad en nuestro país así como el desarrollo de nueva infraestructura vial para procurar su desarrollo. También se hizo una invitación a los alumnos de ingeniería civil a participar en los congresos de AMIVTAC y se hizo hincapié en el apoyo con el que cuentan por parte de la Asociación.

Como último evento, el día sábado 2 de agosto, se llevó a cabo una serie de visitas técnicas a sitios representativos de la Ingeniería de Vías Terrestres en el estado de Guerrero.

“Indispensable garantizar la calidad de materiales, productos y proyectos en el Programa Nacional de Infraestructura de México”:

Ing. Giovanni Bellei

“

Ante la perspectiva de desarrollo que actualmente tiene nuestro país, construir la infraestructura de vías de comunicación con estricto apego a las normas y especificaciones técnicas de los materiales establecidas en las licitaciones, adquiere la mayor importancia para realizar las obras con la calidad que se requiere” expresó el Ing. Giovanni Bellei, Presidente de Maccaferri de México.

“La competencia hace la excelencia” afirmó, y precisó que “En México sabemos hacer carreteras” por lo que señaló la más amplia disposición de Maccaferri de hacer lo mejor y colaborar con las autoridades, específicamente con los Departamentos Técnicos de las diferentes dependencias para elaborar y aplicar los marcos que garanticen que

las inversiones que se lleven a cabo den como resultado obras de calidad.

De amplia trayectoria como ingeniero, empresario y diplomático, Giovanni Bellei manifestó también su entusiasmo por la decisión de la presente administración del gobierno federal de promover la modernización del sistema ferrocarrilero. Consideró que este proyecto tendrá un impacto económico y social muy positivo al fortalecer la conectividad de nuestro sistema nacional de transporte, al tiempo que permitirá a los usuarios ahorros en tiempo y dinero y una mayor seguridad en sus viajes.

Asimismo, indicó que las acciones orientadas al crecimiento y modernización de los puertos, vendrán a fortalecer la posición que ya tiene México

en el contexto industrial e hizo patente su confianza de que en los próximos años, nuestro país estará ubicado entre los diez países más industrializados del mundo.

Sin embargo, hizo notar la necesidad y conveniencia de un mayor diálogo, unión y colaboración entre los empresarios y las autoridades para lograr, de manera conjunta, los mejores resultados en las tareas que deben cumplirse para generar infraestructura de calidad. Destacó la experiencia que Maccaferri ha alcanzado aportando soluciones de ingeniería en proyectos en todo el mundo y prestando asesorías que hacen posible la realización de obras que perduran en el tiempo ofreciendo a la sociedad el servicio para el que fueron diseñadas.

29 29 Entrevista Ingeniería

En entrevista concedida a Vector de la Ingeniería Civil, el Ing. Bellei manifestó su preocupación por las experiencias que se han tenido en muchas obras, en las que los contratistas buscan aplicar los materiales que cuesten menos, olvidando el respeto a las normas y a las características técnicas que deben tener los materiales, las cuales deben ser acreditadas con los resultados de pruebas serias y bien realizadas.

Ingeniería

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Postensado en pavimentos y pisos industriales Grandes distancias con cero fisuras Ing. Alberto González Cuenca Ing. Eric Palos Iovani - VSL International.

Fotografías: VSL International

E

xisten varios métodos para construir grandes superficies en concreto basados en el uso de alto contenido de armadura o fibras de refuerzo (acero o polipropileno) para limitar la fisuración a valores admisibles por el cliente o por normas. Se trata de procedimientos «reactivos», es decir, exclusivos para reducir daños, pues no incrementan la resistencia a flexión sino que limitan el ancho de fisura.

en la más desfavorable combinación de acciones, neutralizando las tensiones ocasionadas por contracción por secado, gradientes térmicos y cargas de tráfico y/o estáticas; en consecuencia, se evita por completo grietas y fisuras. Mientras que en un pavimento de concreto tradicional se obtiene la resistencia a flexión mediante refuerzos de acero, y el refuerzo por cortante en las juntas se realiza a través de barras o pasadores, se puede afirmar que en un pavimento de concreto postensado se obtiene la resistencia a flexión mediante la precompresión del concreto y el refuerzo por cortante con la continuidad de postensado, no siendo necesarias las juntas.

En este artículo se explican las clases de postensado según la tipología de cables, se dan parámetros de diseño básicos y se ofrece una visión general del método constructivo, las aplicaciones y ventajas de su uso en pavimentos y pisos industriales.

POSTENSADOS EMPLEADOS Récord mundial en losas sin juntas. Centro de distribución de Nestlé, Chile, área total = 35.000 m2

El postensado, método «proactivo» comprime el concreto a un valor superior a las tensiones que se producen

Lo mismo que para las estructuras postensadas, para los pisos o pavimentos existen dos posibles formas de introducir el presfuerzo: una con sistemas de torones no adheridos y otra con torones completamente adheridos al concreto de la placa.

A) Sistemas no adherentes: no hay adherencia del acero de postensado con el concreto Los cables usados en este sistema son tipo monotorón con diámetros de 0,5” o 0,6”, los cuales presentan una capa de engrasado y un recubrimiento posterior con plástico o polietileno.

Su principal ventaja es la limpieza y rapidez, porque no requiere inyecciones y preparaciones de lechadas.

Se aprecia el recubrimiento de los torones con polietileno y la ausencia de refuerzo convencional.

B) Sistemas adherentes:

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Detalle de cable tipo monotorón.

Los cables usados pueden ser tipo monotorón o multitorón con torones de diámetros de 0.5” o 0.6”. Este sistema requiere una inyección de lechada agua-cemento en el interior de los ductos que alojan los torones después de efectuar la transferencia o tensionamiento. Su ventaja radica en la alta capacidad de resistencia para grandes cargas.

Ingeniería Ingeniería

El acero de los cables postensados es adherido al concreto mediante inyecciones de lechadas agua-cemento.

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Ingeniería

Etapa de diseño

Cables colocados por bandas. Se aprecia un tubo curvo perpendicular a la placa, por el cual se aplica la lechada que permitirá la adherencia entre cables y concreto

Recomendaciones especiales La fricción losa-suelo (Fr = u * W) Siendo u = coeficiente de fricción y W = peso Valores típicos de u desde 1,0 hasta 0,2 Valor recomendado u = 0,3 para doble lámina de polietileno.

La transferencia de cargas del postensado.

Precarga a las 24 h de colocado el concreto, se realiza un primer tensado de cables en función de la resistencia determinada (aunque sea muy baja).

Carga final de postensado al tercer o cuarto día (cuando el concreto alcanza los 280 kg/cm2 o 4.000 psi).

Detalle de cable tipo multitorón.

Consideraciones de diseño La normativa de aplicación es generalmente la ACI 360 R92. Habitualmente se usan modelos de cálculo por elementos finitos apoyados sobre medio elástico continuo (coeficiente de balasto) para el diseño de estas estructuras. El análisis de postensado es estándar, con pérdidas adicionales de fricción pavimento-suelo.

Esquema general de cálculo Consideraciones • Efecto térmico • Efecto de fatiga • Secuencia constructiva

Etapa de pre-diseño Análisis de dos criterios básicos • Comprobar que las tensiones en la cara inferior del pavimento no son suficientes para provocar fisuras tanto en la peor combinación de cargas como por diferencia de temperaturas entre la cara superior e inferior.

• Comprobar la capacidad del pavimento de soportar cargas repetitivas.

REQUISITOS TÉCNICOS Los diseños de los pavimentos o pisos industriales deberán incorporar la información típica que un proyecto suele presentar: 1. Proceso constructivo: secuencia de colados de concreto, localización de juntas de tensado y constructivas.

2. Despiece del acero de refuerzo pasivo (usualmente de 1.0 a 2.0 kg/m2).

3. Trazado y distribución de cables de postensado (precompresiones entre 1,0 hasta 2,5 Mpa) 4. Movimientos esperados de losas y dilataciones (0,4 a 0,6%) 5. Materiales, especificaciones técnicas y detalles

SU CONSTRUCCIÓN 1. Proceso constructivo: •Preparación del suelo, mejoramiento de base y sub-base granular, estudiadas de acuerdo con las condiciones locales de cada proyecto •Colocación o extendido de láminas de polietileno • Instalación de cables a media altura y colocación del refuerzo en acero pasivo

Detalle de la distribución de cables sobre el piso

• Colado del concreto y acabado de acuerdo con el acabado deseado (es muy importante un buen vibrado en zona de anclajes para lograr un confinamiento adecuado). Se usan básicamente 2 procedimientos para el colado del concreto: a) Colado continúo, que requiere equipos mecánicos sofisticados de gran capacidad con muy buena eficiencia para un trabajo muy rápido. b) Colado por bandas, con mayor acero de refuerzo pero con utilización de equipos convencionales

Proceso de colado similar a los sistemas convencionales. Durante el colado debe evitarse alterar la distribución de los cables.

• El primer tensado debe realizarse a las 24 horas de colado para controlar la fisuración y el tensado final a los 3 o 4 días.

Verificación y aprobación de los alargamientos obtenidos en cada cable de acuerdo al diseño.

• Inyección para la protección definitiva, en los sistemas adheridos • Corte de puntas y resanes de anclajes

2. Recomendaciones de construcción: • Generalmente, el concreto debe colocarse sobre 2 capas de polietileno y una capa de espesor variable de 15 mm a 50 mm de arena fina, para permitir el deslizamiento y acortamiento del pavimento o piso de concreto.

• Disponer de un ligero aumento de espesor en los bordes, para alojar los anclajes de los cables y para conformar una especie de viga perimetral, la cual ayudará a controlar el alabeo de la placa.

• Disponer de vainas o ductos aplanados cada uno con 4 torones (diámetro 0,6”), o bien cables monotorón en ambas direcciones con trazado recto y posteriormente inyectados, o bien, torones individuales engrasados y plastificados.

• El espaciamiento entre cables suele ser entre 5 y 15 veces el espesor del pavimento. No se debe colocar acero de refuerzo pasivo en las zonas corrientes, únicamente es necesario en zonas de anclajes, bordes y aberturas.

• Se recomienda aislar las columnas de las placas de piso. Pueden cimentarse en capiteles, vigas y/o aumentos de espesor del pavimento de entre 30 cm y 50 cm.

3. Supervisión técnica en obra:

Detalle de un piso colado en bandas intercaladas. Las juntas de construcción se cierran en el momento en que los cables son postensados

• Curado del concreto y/o tratamientos superficiales, de acuerdo con las recomendaciones convencionales en el manejo de concretos

33 33 Ingeniería Ingeniería

Vibrado del concreto, mediante regla vibratoria.

• Control de compactaciones de base y sub-base.

• Verificar colocación de polietileno: recomendado 2 capas de 0,10 o 0,15 mm • Control geométrico • Control de concretos: Resistencia según proyecto y características según necesidades de acabado • Certificación de cables: ASTM A 416-85 Grado 270 • Las cimbras deben verificarse de acuerdo con las características y necesidades de acabado.

• El curado debe realizarse de forma similar a la de cualquier pavimento • El endurecedor superficial debe estar de acuerdo a las necesidades de acabado • Verificación de dilataciones de columnas y contorno

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Ingeniería

¿Qué ventajas pueden obtenerse?

¿En dónde se han implementado?

El postensado permite eliminar el 90% de las juntas - de construcción, de control de fisuras o de dilatación - lo que equivale a decir que elimina el 90% de las causas de futuros problemas.

Las deficiencias en el curado causan el alabeo de los pavimentos que a su vez, genera problemas de fisuras, fallas en las juntas, disminución de la capacidad de carga del pavimento, «golpeteo» de los vehículos al contacto con el pavimento y lo más importante, la disminución de la velocidad de trabajo de las grúas horquilla, cargadores o montacargas cuando se trata de pisos industrializados.

El postensado puede evitar el alabeo progresivo de los pavimentos, bajando los anclajes de los cables al tercio inferior del pavimento en los bordes de la placa (perímetro de las placas).

Según datos de un estudio hecho en Australia en 1992 por una firma experta en postensados, los costos de mantenimiento se reducen casi a la tercera parte: Pavimento tradicional: 4,93 AUS$ / Pavimento postensado: 1,87 AUS$ / m2/año

Bodega de almacenamiento de partes para vehículos: Altas cargas, altas prestaciones

Se observa que las columnas están aisladas de la placa para evitar fisuraciones de piso.

m2/año

El postensado permite construir pavimentos de menor espesor a igualdad de cargas y condiciones del suelo, lo que se traduce en estructuras más ligeras y en ahorros de excavación, concreto y armadura pasiva. Asimismo, se disminuye el plazo de ejecución en obra al tener: Reducción de excavaciones Reducción de tiempos en la instalación de materiales Reducción de tiempos de colado Menor plazo de instalación de juntas Otras de las ventajas del postensado son: • Permite alcanzar pisos industriales de gran planicidad • Mayor flexibilidad por reducción de espesor • Control de fisuración a largo plazo • Mayor impermeabilidad del pavimento • Aumento de la resistencia superficial • Mayor resistencia a bajas temperaturas (heladas)

Sin juntas de expansión. Laboratorio Alcón, Argentina, área total = 1.600 m2

CONCLUSIONES En general, los pavimentos y pisos industriales, representan una aplicación idónea del postensado en estructuras de concreto.

Las estructuras postensadas presentan en general mayor durabilidad y menor costo de mantenimiento, por lo que representan una solución más económica para el cliente si se considera el costo de mantenimiento a mediano y largo plazo en comparación de costos con pavimentos tradicionales.

El uso de postensado permite construir pavimentos o pisos industriales para grandes cargas de trabajo, con menor cantidad de materiales.

La disminución ostensible en el número de juntas de dilatación constituye una reducción en la patología de estructuras.

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Productos

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Concreto reforzado con fibras y concreto lanzado: Nuevos Métodos de Ensaye Alessandro D’Amico, Director General de CONTROLS en México.

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Ingeniero Civil por el Politécnico de Milán, Italia.

Maestría en Estructuras por el Politécnico de Milán, Italia.

Maestría en Administración de la Construcción por el Politécnico de Milán, Italia.

La industria de la construcción y su tecnología a nivel mundial, han avanzado de manera importante durante las últimas dos décadas; de modo que las numerosas investigaciones científicas sobre los materiales de construcción y las nuevas normas internacionales, están trazando el camino para el desarrollo de novedosas tecnologías de ensaye de materiales.

Además de mejorar el desempeño del concreto en el estado plástico, las macrofibras son agregadas a la mezcla de concreto para incrementar la resistencia a flexión postfisuración. Esta característica está asociada a la capacidad de absorber energía después del agrietamiento. Cabe subrayar, que existen dos métodos de ensayo de la Sociedad Americana de Ensaye de Materiales (ASTM, por sus siglas en inglés) para evaluar la tenacidad del concreto proyectado con fibras: la Norma C1609/C1609M, y la C1550.

Por su parte, el Comité Europeo de Normalización (CEN, por sus siglas en francés) propone el método EN 14488-5.

También en este artículo se mencionará el método dado por la RILEM TC 162-TDF, actualmente norma europea EN 14651. Existen por supuesto otros procedimientos de ensayo; sin embargo los anteriores son sin duda alguna, los más utilizados.

Ensayos sobre vigas de Concreto Reforzado con Fibras (CRF) Actualmente, el ensayo de flexión en vigas prismáticas de concreto reforzado con fibras (CRF), se utiliza con mucha frecuencia. La prueba evalúa el rendimiento a la flexión de los parámetros de resistencia derivada del CRF en términos de área bajo la curva de carga-deflexión, obtenida mediante pruebas de una viga simple con 3 ó 4 puntos de carga. La curva proporciona la evaluación de la capacidad de absorción de energía (mejor conocida como “tenacidad) de la viga y su magnitud depende directamente de las características geométricas de la misma viga, así como del sistema de carga que se considere. La prueba de flexión puede ser representada por la relación entre la carga y la deflexión, según la norma ASTM C1018/C1609; o entre la carga y la apertura de la fisura (CMOD, que proviene del inglés: Crack Mouth Opening Displacement) de una viga entallada (con muesca de referencia), según la EN 14651.

En el primer caso, el área bajo la curva carga-deflexión se calcula para diferentes valores de desplazamientos. En el segundo caso, la resistencia a la flexión residual se evalúa para valores específicados de la apertura de fisura. La Norma ASTM C1609/C1609M propone un ensayo sobre vigas a flexión con cargas en los dos tercios del claro; en este caso la probeta de ensaye mide 100.0 x 100.0 x 350.0 mm.

Fig.1. Diagrama del dispositivo para el ensayo de flexión empleado en la norma ASTM C1609

En la Fig. 1 se presenta a manera de croquis el diagrama del dispositivo usado para el desarrollo del ensaye de referencia. Adicionalmente en la fotografía que se presenta en la Fig. 2, se muestra una imagen asociada al desarrollo de este ensaye. En el espécimen, la longitud del claro libre entre los apoyos (L) es de 300 mm. Cabe decir que, en general, durante el ensaye se mide la deflexión al centro de la viga (deflexión “pura” en su eje neutro), y se grafica la curva carga-desplazamiento. Se determinan las cargas de

post-fisuración para niveles de deflexiones prestablecidos, en L/600 y L/150 (“L” es la longitud de claro libre entre los apoyos), que luego son convertidas a resistencias residuales, por medio de un análisis elástico convencional.

Fig.2. Imagen del ensayo para el ensayo de flexión “4 point bending” empleado en la norma ASTM C1609.

De acuerdo a lo anterior, la tenacidad se determina como el área limitada en la curva carga- desplazamiento, por la abscisa de la deflexión asociada al valor de L/150. Conviene subrayar que la Norma ASTM C1609/C1609M surgió como reemplazo de la ASTM C1018 anulada en el año 2005. La diferencia en los métodos, se encuentra en los valores de las deformaciones predefinidas a determinar. La Norma anterior (ASTM C1018) establecía la necesidad de determinar la carga en la cual se produce la primera fisura. Para dicha carga era necesario identificar la deflexión asociada llamada δ y luego registrar las cargas correspondientes a las siguientes deflexiones: 3δ, 5.5δ y 10.5δ. Con estos valores, se podía entonces determinar los correspondientes índices de tenacidad, así como los factores de resistencia residual. De acuerdo a lo referido anteriormente, se puede concluir que al introducirse un mínimo error en la difícil medición de la deflexión (δ), se generarán nuevos errores al fijar los demás puntos de registro. Esta es precisamente la razón por la que en este método de ensayo se obtenía una gran dispersión en los resultados; por lo que finalmente se anuló el método.

El ensayo definido por la recomendación de la RILEM TC 162- TDF, actualmente norma europea EN 14651, emplea vigas simplemente apoyadas, entalladas (con muesca de referencia en el extremo inferior), que se someten a una carga central. El objetivo del ensaye es la evaluación de la resistencia a la flexión, por medio de la definición de parámetros dimensionales que consideran el comportamiento “post-pico”.

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Fig. 3. Diagrama del dispositivo para el ensayo de flexión empleado en la norma EN 14651.

En la Fig. 3 se muestra el diagrama general del ensaye de acuerdo a la norma EN 14651, en el cual la viga simplemente apoyada está sujeta a una carga central “F” variable en el tiempo y función de la apertura de la muesca medida instantáneamente por el transductor de deformación tipo “clip gage” (Fig.4) o “LVDT” (Fig 5). En dichas imágenes se aprecia el desarrollo del ensaye hasta la etapa post-fisurativa.

la de- flexión (obtenidas directamente del ensaye), pueden ser usadas para calcular las relaciones entre esfuerzos y deformaciones, o entre los esfuerzos y el ancho de la fisura para de esta forma evaluar el efecto de la incorporación de las fibras en la mezcla de concreto. Otras recomendaciones basadas en ensayos a flexión, tanto sobre vigas prismáticas como en paneles, fueron presentadas por Gopalaratnam y Gettu [14]. En su artículo, estos autores concluyen que la determinación de la tenacidad en los concretos reforzados con fibras, obtenida a través de ensayos desarrollados sobre vigas sin entallas (muescas), con cargas en los tercios, debe ser mejorada considerando, entre otras cosas, el uso de probetas prismáticas con relación largo/ alto mayor que cinco. Recomiendan además, el uso de vigas con entallas sometidas a flexión con carga en el centro, en donde se considere la CMOD como variable de control en un sistema de ensayo servo-controlado (sistema compuesto por un motor eléctrico, un sistema de regulación en circuito cerrado que actúa sobre el motor y un sistema de sensor que controla el movimiento del motor), o servohidráulico (sistema compuesto por un motor eléctrico, un sistema de electroválvulas hidráulicas o servo-válvulas de regulación, que actúan sobre el flujo del fluido, sí como un sistema de sensor que controla la frecuencia de regulación de las servo-válvulas).

Ensayo sobre placas de Concretos Reforzados con Fibras (CRF) Fig. 4 y 5. Imagen del ensayo sobre vigas según el método EN 14651, utilizando transductores tipo clip gage o tipo LVDT .

Inicialmente, el desarrollo se establecía sobre vigas de 150.0 x 150.0 x 500.0 mm con una entalla de 25.0 mm. Las ventajas de este método radican en su simplicidad al tiempo que se controla, a través del desplazamiento de apertura en los bordes de la fisura (CMOD), lo cual sin duda alguna asegura una propagación estable de la fisuración. De acuerdo a lo anterior, las curvas que relacionan la carga con el CMOD, así como la que relaciona la carga con

Los Ensayos realizados por Bernard [9,10] dieron como resultado una media del coeficiente de variación en el comportamiento post-fisuración del 15% para el índice ASTM I30 (índice de tenacidad definido en la ex norma ASTM C1018). Una situación similar sucede con el ensayo de flexión en tres puntos propuesto por RILEM, en

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42 el que se tiene una dispersión relativamente elevada en los resultados, entre el 20 y 30%. Por tal razón, se comenta, que por medio de estos métodos, es verdaderamente compleja la determinación de los valores característicos del material. Por otra parte, los ensayos sobre vigas tienen la gran ventaja de que sus resultados, en términos de resistencia a flexión, pueden ser directamente usados por los ingenieros calculistas, en el proceso de diseño. Investigaciones más recientes [7] en relación con las pruebas sobre las vigas, así como en placas circulares con las mismas propiedades mecánicas y de contenido de fibras, han confirmado que la alta dispersión generalmente presente en los resultados de las pruebas de vigas, es causada por las pequeñas geometrías y áreas de la fractura, que se consideran en las pruebas; las cuales representan en menor medida el comportamiento estructural real. Las estructuras reales se caracterizan por tener un alto grado de hiperestaticidad, en la que la redistribución de los esfuerzos genera áreas de fractura mayores, y por lo tanto menores niveles de dispersión.

De acuerdo a lo anterior, resultan necesarias muestras con mayores áreas de fractura para obtener valores más realistas durante los ensayos de CRF. Se sugiere el uso de grandes vigas o muestras diferentes, tales como placas, en donde se pueda producir una redistribución de esfuerzos. En ensayos de carga centrada en muestras cuadradas o circulares, la tenacidad se evalúa a través de los registros de la curva carga-deformación, en donde el valor de la carga se considera, hasta un cierto valor estimado, previamente definido. Con el ensaye de flexión en placas cuadradas según el método EFNARC, ahora Norma Europea EN 14488-5, la muestra de concreto se apoya sobre un marco cuadrado rígido y se carga a través de un bloque de acero cuadrado; en este caso la muestra se somete hasta un nivel de desplazamiento previamente establecido.

Fig. 6 y 7. Imágenes del ensayo sobre placas cuadradas según el método EN 14488-5.

En las Figuras 6 y 7 se presentan imágenes del ensaye de referencia. La curva carga-deflexión (Fig. 8), resultante del desarrollo del estudio, debe de ser continuamente registrada, hasta que se alcance un desplazamiento al centro de la muestra de 30 mm. De esta curva, se obtiene por integración la curva energíadeflexión (Fig. 9).

Fig. 8 y 9. Gráficas Carga (A) — Desplazamiento (B) y Energía (A) — Desplazamiento (B) según el método EN 14488-5.

De acuerdo a lo anterior, la tenacidad se puede especificar, como la energía absorbida, para que el espécimen tenga un desplazamiento central dado. Según la recomendación, este ensayo ha sido diseñado para modelar de modo más realista, la flexión biaxial que puede ocurrir en ciertas aplicaciones. En resumen, las grandes ventajas del método son: las condiciones hiperestáticas de apoyo, que permiten la redistribución de esfuerzos; la forma cuadrada del panel, que es ideal para realizar ensayos de concreto con mallas; y la baja dispersión en los resultados. Actualmente este método de ensayo ha sido adoptado por la norma europea EN 14488-5. Por otra parte, la Norma ASTM C1550 propone una placa circular, mejor conocida como “Round Determinate Panel (RDP)”. En el ensaye de referencia, la muestra se apoya en pivotes simétricos de bola de acero (120°), por lo que resulta en un esquema estáticamente determinado; en este caso, el patrón de fisuración es predecible, por lo que entonces, las propiedades post-fisuración se pueden determinar más fácilmente. Según la norma, este ensayo de respuesta flexional biaxial exhibe un modo de falla relacionado con el comportamiento in situ de estructuras, como soporte de túneles y taludes de concreto lanzado. En las fotografías 10 y 11 se muestran imágenes asociadas al momento de desarrollo del ensaye, así como al estado de una muestra, posterior al ensaye, respectivamente.

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Fig. 10 y 11. Imágenes del ensayo sobre placas RDP según el método ASTM C1550.

y paneles. En la práctica habitual, los ensayos sobre vigas se utilizan para determinar la resistencia residual disponible, para determinadas fibras y cuantías, mientras que los ensayos sobre paneles, se usan para control de calidad. En la Fig. 13, se muestra un fotografía, en donde se aprecia el moldeo de paneles para el desarrollo posterior del ensaye que especifica ASTM C1550. Las dimensiones nominales de las placas son de 75 mm de espesor y 800 mm de diámetro.

Adicionalmente, en la Fig. 12 se presenta una curva típica, resultante del ensaye, en donde se correlaciona la carga aplicada con las deflexiones resultantes, y en donde se puede visualizar la zona integrada, definida como el área bajo la curva de referencia.

Fig. 13. Moldeo de los paneles para el ensayo ASTM C1550.

Fig. 12. Curva Carga-Desplazamiento para el ensayo ASTM C1550.

Se presenta el área integrada en color gris.

Las características del modo de ruptura que se genera, con la utilización de los tres pivotes de colocación simétrica, produce una baja variabilidad en los resultados de la energía absorbida, en un conjunto de ensayes de paneles, en donde, como ya se comentó, el proceso de aplicación de carga mediante un pistón de acero hemisférico, se realiza hasta un nivel de deflexión central determinado [5]. En este caso, el rendimiento de las muestras se cuantifica en términos de la tenacidad flexional o energía absorbida en el rango de post-fisuración, medida entre el inicio de la carga y el valor considerado para la deflexión central. En resumen: según se desarrolla el proceso de carga, se registran las deformaciones en el centro del panel asociadas, por lo que entonces es posible el trazo de la curva carga-deflexión, que es posteriormente integrada, para la obtención de la curva energía-deflexión. En general, los ensayos sobre paneles, tienen la desventaja de que el resultado se informa en términos de energía, lo cual no es conveniente para su uso como parámetro de diseño. Según Bernard, no son válidas las correlaciones entre los resultados de vigas

Se ha demostrado, que el espesor influye sensiblemente sobre los resultados en este tipo de prueba, mientras que las variaciones en el diámetro ejercen una influencia menor [5]. El peso de una placa circular no representa un problema en la mayoría de los sitios de construcción, ya que generalmente se dispone de equipos para mover objetos pesados y voluminosos. Tomando en cuenta la confiabilidad del método ASTM C1550 y la consiguiente reducción en el número de unidades requeridas por ensayo; respecto a cuándo se usan vigas, el costo total de las pruebas es significativamente menor cuando se basa en los RDP. La cimbra de los RDP está compuesta normalmente de una base de madera redonda, a la que se le clava una tira de chapa de acero, obteniéndose así un “plato”. La anchura de la banda de acero deberá ser la suficiente, para que se obtenga una profundidad final de 75 mm al interior del “plato”. Además, se puede sujetar una madera a la base del sistema, a fin de facilitar la manipulación de la muestra endurecida, que generalmente pesa unos 90 kg. Una vez que el molde está completo, la superficie debe ser refrentada, para obtener una muestra plana de espesor uniforme; lo que constituye un punto fundamental, para el logro de una baja variabilidad en los resultados; de hecho, los resultados del ensaye, pueden ser afectados, en gran medida, por el espesor final y por la homogeneidad de la muestra.

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Tecnología para llevar a cabo los ensayos La máquina necesaria para el desarrollo de los ensayos ASTM C1550, debe ser servo-hidráulica que incorpore un control electrónico en circuito cerrado (Fig. 14 y 15); que utilice la deformación medida en la muestra o del actuador de carga, para controlar el movimiento del actuador, y así producir un homogéneo y controlado incremento de la deflexión de la muestra. El flujo de aceite debe servocontrolado con alta precisión por medio de servo-válvulas, que reaccionen de forma inmediata a las pequeñas variaciones, que a su vez deben de corregirse de forma instantánea, de forma tal que se proporcione durante toda la prueba, una distribución lineal sin grandes fluctuaciones. Esta forma de trabajo permite no sólo el control de la dirección del flujo, sino también de la cantidad y de la presión de salida, que se produce debido a la pérdida de carga causada por la apertura de la válvula. Para controlar la respuesta brusca a inestabilidad del espécimen (fenómeno conocido como snap-back instability ) la rigidez del sistema de la máquina de ensayo, que incluye el marco de acero de alta resistencia, la célula de carga y sujeción de soporte, deberá ser altamente superior al de la muestra y por lo tanto superior a 200 kN/mm, como prescribe la norma EN 14488-5[2]. Dos fotografías del equipo del sistema de prueba de referencia, pueden revisarse en las figuras 14 y 15. Debido al tamaño de la placa circular, la distancia entre las columnas del cuadro debe ser de al menos 900 mm; además, la forma del marco debe permitir su carga fácil, de forma práctica. La máquina totalmente controlada por la computadora, deberá tener un software especializado, capaz de combinar todos los datos de las partes involucradas (cliente, contratista, diseñador de la mezcla, así como otros datos de campo), con los resultados gráficos y numéricos resultantes de la prueba (Fig. 16).

Fig. 14 y 15. Marco de Flexión en la configuración de ensaye conforme con ASTM C1550, con máquina de comando servo-controlada.

Fig. 16. Software con capacidad de graficar los resultados en tiempo real.

De acuerdo a lo antes expuesto, se puede decir que es una realidad que el binomio existente entre los métodos y las tecnologías avanzadas de ensaye, está permitiendo una caracterización coherente y más profunda, del comportamiento mecánico de los concretos de nueva generación, promoviendo inevitablemente su difusión.

Bibliografía [1] EN 14651. Test method for metallic fibered concrete-Measuring the flexural tensile strength (limit of proportionality (LOP), residual), 2005.

[2] EN 14488-5. Testing sprayed concrete. Determination of energy absorption capacity of fibre reinforced slab specimens, 2006.

[3] ASTM C1018. Standard test method for flexural toughness and first crack strength of fibre-reinforced concrete (using beam with third–point loading), 2005.

[4] ASTM C1609. Standard test method for flexural performance of fibre- reinforced concrete (using beam with third–point loading), 2005.

[5] ASTM C1550. Standard test method for flexural toughness of fibre- reinforced concrete (using centrally loaded round panel), 2005.

[6] UNI 10834. Sprayed concrete, 1999.

[7] Minelli F.; Plizzari G., Round panel vs beam tests toward a comprehensive and harmonic characterization of FRC material.

[8] Di Prisco M.; Failla C.; Polizzari G.A.; Toniolo G., Italian guidelines on SRFC, 2004.

[9] Bernard, E. S., Point load capacity in round steel fibre reinforced concrete panels, en Civil engineering report CE, School of Civil engineering and Envi- ronment, University of Western Sydney, Nepean, 1998.

[10] Bernard, E. S., Correlations in the behaviour of fibre reinforced shotcrete beams and panel specimens, en Material and Structures, vol. 35, 2002.

[11] Sukontasukkul, P. “Toughness evaluation of steel and polypropylene fibre reinforced concrete beams under bending”, ThammasaItn t. J. Sc. Tech. 9 (3) (2004): 36-41.

[12] EFNARC, European Specification for Sprayed Concrete. Guidelines for specifiers and contractors, 1999.

[13] ACI Committee 506. ACI Manual of Concrete Practice–ACIK506.1RK08 “Guide to Fiber-reinforced shotcrete”, 2008.

[14] Gopalaratnam, V. S. & Gettu, R., On the characterisation of flexural toughness in FRC, en Cement & Concrete Composites, 17 (1995) 239-254.

[15] Swamy, R. N. & Barr, B. (editores), Fibre reinforced cements and concretes: Recent developments. Elsevier Applied Science, 1989, pp. 700.

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Se mencionan las principales actividades y los procedimientos a seguir en las diversas etapas para lograr la calidad requerida en las obras, con base en las prácticas recomendadas por el American Concrete Institute (ACI) y en la experiencia de los autores.

Se dan las bases para la interpretación de los resultados de las pruebas que se realizan al concreto.

En resumen, se pretende presentar a los profesionistas dedicados a la construcción, información suficiente y en forma fácil con relación a los materiales y procedimientos para lograr la calidad en las obras de concreto