COMPACTACION DEL CONCRETO Compactación o consolidación del concreto es la operación por medio de la cual cual se dens densifc ifca a la masa masa,, toda todaví vía a blan blanda da,, reduc educie iend ndo o a un míni mínimo mo la cantidad de vacíos. Estos vacíos en el concreto resco provienen de varias caus causas as entr entre e las las cual cuales es las las dos dos más más impo import rtan ante tes s son: son: el llama llamado do air aire atrapado y los vacíos producidos por la evaporación de parte del agua de amasado. El aire atrapado es consecuencia inevitable del manejo de la propia masa blanda del concreto que, al ser meclada, transporta y coloca, incorpora estos vol!menes de aire en su interior. interior. "a evaporación evaporación de parte del agua de amasado amasado se genera genera porque porque no toda ella toma parte parte en la reacció reacción n con el cemento. En la realidad, esta !ltima sólo viene a ser un poco más del #$% en peso del cemento. El resto del agua no se combina químicamente, si no que cumple cumple unciones unciones de lubricació lubricación n avore avoreciend ciendo o la trabajab trabajabilidad ilidad.. Ese e&ceso de agua y el volumen de aire atrapado, es lo que se trata de eliminar cuando se compacta el concreto reci'n colocado. El agua no reactiva que pueda quedar en el interior de la masa no participa de la unción resistente del concreto y, si se deseca, deja vacíos en orma de burbujas o de canales. Esos vacíos internos son además de vol!menes sin resistencias mecánica, puntos d'biles desde el punto de vista de l a durabilidad. E&isten numerosos procedimientos para disminuir ese conjunto de vacíos. "a selección de cualquiera de ellos dependerá de las características del concreto y del tipo de estructura que se est' construyendo. En todos ellos el propósito es el mismo: llenar las ormas geom'tricas de los encorados con una masa, ad(erir esa masa a la superfcie longitudinal de todas y cada una de las barras metálicas del reuero y lograr el mayor contacto de todos los com compone ponent ntes es del del conc concrreto eto, sin vací vacío os int intern ernos. "os m'to m'todo dos s de densifcación del concreto se pueden dividir en dos grupos: •
Compactación Compactación manual.
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Compactación por vibrado.
COMPACTACION MANUAL "a compactación manual, (istóricamente la primera, se eectuaba con barras y pisones. Con ellos se golpea verticalmente el concreto, penetrándolo si es con barra o aplastándolo si es con pisón. El grado de compactación que se obtiene con la barra no es elevado, por la condición del material de ser prácticamente inconfnado ante la desproporción de la separación de las paredes del encorado y el calibre de la barra golpeadora. )ista muc(o de ser el caso avorable de la preparación del cilindro para el ensayo de compresión.
COMPACTACION MECANICA "a compactación manual dio paso a la compactación por vibrado, donde se aprovec(a la condición ti&otrópica del concreto en estado resco, mediante la cual se (ace menos viscosa cuando está en movimiento y se atiesa al quedar en reposo. *l vibrar la masa de concreto, el material se +uidifca y permite su acomodo al molde, envolviendo las armaduras. e e&pulsa gran parte del aire atrapado, se (ace subir a la superfcie parte del agua con
unciones de lubricación y se unifca la masa eliminando vacíos y planos de contacto. El vibrador para concreto ue patentado en -#/ por el t'cnico ranc's )eniau, y en -01 el *C2 publicó el primer documento con recomendaciones para su uso. 3ay varios procedimientos para vibrar el concreto: •
2nterno, por medio de vibradores de inmersión.
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E&terno, con vibradores de contacto acoplados al encorado.
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4ibración superfcial con reglas vibratorias.
Cualquiera de estos procedimientos de vibrado, permite alcanar una mayor compactación del concreto a la que se lograría por procedimientos manuales. Vibración interna con vibradores de inmersión. Es el proceso más utiliado. e lleva a cabo introduciendo verticalmente en la masa un vibrador que consiste en un tubo con diámetro e&terno entre # y -5 cms., dentro del cual una masa e&c'ntrica gira alrededor de un eje. "a masa es movida por medio de un motor el'ctrico y su acción genera un movimiento oscilatorio, de cierta amplitud y recuencia, que se transmite a la masa de concreto. En situaciones en que se puede disponer de una uente de aire comprimido, el motor del vibrador puede ser movido neumáticamente y se llama entonces vibrador neumático o de cu6a.
Mecanismo de Densifcación "a 4ibración que recibe el concreto (ace que su masa, inicialmente en estado semiplástico, reduca su ricción interna como resultado del incremento de la presión de poros y la consiguiente licueacción ti&otrópica del mortero. En ese nuevo estado semilíquido el material se desplaa y ocupa todos los espacios del encorado, mejorando su densidad al ir eliminando los vacíos e&istentes entre los agregados o en el seno de la masa, en orma de aire atrapado. )urante este proceso, que es relativamente rápido, se produce un +ujo de agua y cemento (acia la superfcie, que adquiere una apariencia acuosa y abrillantada. Ese momento se toma como indicación práctica que en esa ona la masa logró la densifcación deseada. * continuación se e&trae el vibrador del lugar, vertical y lentamente, y se traslada a la ona contigua. Tiemo de vibrado
El tiempo de vibrado que debe permanecer el vibrador sumergido en cada punto se determina en la práctica mediante la observación directa de la superfcie en las cercanías del punto de penetración. Cuando cese el escape de burbujas de aire y apareca una lámina acuosa y brillante, se debe retirar el vibrador. Cuando se introduce el vibrador se debe llevar rápidamente (asta el ondo, para evitar que compacte la ona superior y se impida la salida de las burbujas de abajo. *l concreto no le conviene ni la alta de vibración, ni el e&ceso de la misma. En el primer caso pueden quedar, en la masa, demasiados vacíos no eliminados. Esos vacíos signifcan puntos sin resistencia mecánica y con riesgo de penetración de agentes agresivos. En t'rminos generales, se estima que por cada -% de vacíos en la masa, se pierde un $% de la capacidad resistente. i se genera un e&ceso de vibración en una ona, se corre el riesgo de producir segregación, (aciendo que los granos gruesos vayan (acia el ondo, mientras que los fnos y el cemento quedarían sobrenadando en la superfcie. Esesor de !as caas a vibrar El espesor de las capas a vibrar dependerá de la geometría del elemento y de las características del vibrador. e recomienda entre 75 y $5 cm en caso de que el elemento sea proundo y deba ser vaciado en dos o más capas, al vibrar la segunda, el vibrador debe penetrar en la capa inerior unos -5 a -$ cm, para evitar la simple superposición de una capa sobre la otra8 se logra así undir en una sola masa, la ona de contacto entre las dos capas. Esto e&ige una cierta celeridad en el proceso de vibrado ya que la capa inerior tiene que estar resca todavía para que se pueda producir esa usión. Re"!as vibratorias 9ara cierto tipo de obras, especialmente pavimentos, se puede emplear el sistema de vibrado por circulación de reglas vibratorias que, al desliarse al ras de la superfcie, transmiten el movimiento al resto de la masa y generan los eectos benefciosos de la densifcación. 9ueden transmitir su acción a capas de (asta #5 cm de espesor. "as reglas vibratorias deben correr apoyadas sobre rieles y no apoyadas directamente en la masa blanda. El manejo del equipo requiere la pericia de los operarios pero la efcacia del sistema (a sido demostrada en los miles de ilómetros de vías y autopistas de concreto construidas en Europa y los Estados ;nidos.
EL CURADO 9ara conseguir un buen (ormigón con las propiedades deseadas, (ay que curarlo en un ambiente adecuado despu's de ponerlo en obra y al menos durante los primeros días de su vida. "a resistencia, estabilidad de volumen y durabilidad de un buen (ormigón solo se logran si este se cura adecuadamente. i las condiciones ambientales de (umedad y temperatura son avorables no se requiere tomar precauciones especiales de curado. El curado del (ormigón tiene por fnalidad impedir la perdida de agua y controlar la temperatura del mismo durante el proceso inicial de (idratación de los componentes activos del cemento. • • •
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Es muy importante.
esistencia?..$5%@. "o ideal es que se prolongue (asta que la masa (aya alcanado el /5% de su resistencia, prolongándose este periodo para tiempo caluroso en un $5%. El regado es mejor a la ma6ana que al fnal de la tarde. Esto se debe a que por la noc(e ya pierde bastante calor la masa, mientras que por el día es necesario regarla para rebajar su temperatura.
"os problemas que surgen debido a la perdida de agua son: •
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se crea una red capilar muy abundante que disminuye las resistencias mecánicas y químicas del (ormigón. e produce una mala (idratación del conglomerante, lo cual provoca bajas resistencias mecánicas, sobre todo a tracción. e avorece el enómeno de la retracción. e orman fsuras de aogarado y polvo en la superfcie de los elementos (ormigonados.
9ara compensar estas p'rdidas de agua y permitir que se desarrollen nuevos procesos de (idratación con aumento de resistencias, el (ormigón debe regarse con abundante agua, pero no antes de que (aya endurecido lo sufciente, para no arrastrar la pasta.
En sentido práctico curar el concreto es garantiar las condiciones óptimas de (umedad y temperatura necesarias para que el concreto desarrolle su resistencia potencial =compresión y +e&ión@, se reduca la porosidad de la pasta, en especial en el recubrimiento de concreto sobre las armaduras, (aciendo que el ingreso de (umedad y agresivos (acia el interior del elemento de concreto endurecido se vea disminuido garantiando, así, que la estructura cumpla con la vida !til de dise6o requerida por el propietario. En consecuencia es necesario curar el concreto, regando agua sobre su superfcie, cuando e&istan las condiciones sufcientes para considerar que el concreto, por sí solo, no tendrá sufciente agua para desarrollar sus propiedades o, aunque es sufciente, una buena parte se evaporará de la mecla debido a la incidencia de actores e&ternos que act!an sobre la superfcie libre del elemento. ;n adecuado y oportuno m'todo de curado trae tantos y tan variados benefcios a una estructura de concreto, y puede ser tan sencillo de implementar, que no (acerlo es simplemente desperdiciar sus bondades. El curado no sólo in+uye en la resistencia fnal del concreto, sino que disminuye la permeabilidad y mejora la resistencia de la piel de concreto al ingreso de gases =CA#, A&ígeno@, elementos necesarios, unos para despasivar el reuero y los otros para causar corrosión. ;n buen y oportuno curado aumenta la resistencia a la abrasión de pisos de concreto, vías y obras (idráulicas, reduce la posibilidad de aparición de grietas por contracción plástica, y, aunque no la puede evitar, retarda la contracción de secado (aciendo que se desarrolle a una edad de la estructura tal que la resistencia mecánica, especialmente a tensión, (aya alcanado un nivel sufcientemente alto para que pueda contribuir, en unión con la armadura, a controlar el agrietamiento. C$%ndo & cómo c$rar e! concreto "os requerimientos de curado de las estructuras, el tipo de curado a aplicar y su e&tensión pueden variar dependiendo de muc(os actores, entre los que pueden citarse: el tipo de elemento estructural =masivo, laminar@,los materiales que lo componen, en particular el tipo de cementante, las condiciones climáticas de la ona e incluso el microambiente que rodea la estructura, el tipo de estructura, las condiciones de servicio, la durabilidad deseada y, por !ltimo, el grado de agresividad del medio que la rodea. eg!n el *C2 05B: e requiere establecer medidas de curado, para aportar o retener la (umedad e&istente en el concreto, siempre que el desarrollo de las propiedades esperadas del concreto de la estructura puedan verse inaceptablemente retrasadas o impedidas debido por una insufciencia en la cantidad de agua necesaria para la (idratación de los materiales cementosos y las adicionesD igue el *C2 05B: "as medidas de curado se deben poner en práctica tan pronto como el concreto est' en riesgo de secarse prematuramente y cuando dic(o secado deteriore el concreto o impida el desarrollo de las propiedades requeridasD. El curado debe prolongarse (asta que el secado de la superfcie del concreto no aecte el concreto (asta que la (idratación del cementante (aya progresado de tal manera que las propiedades deseadas para el concreto ya se (an obtenido, o (asta que sea claro que las propiedades deseadas se seguirán desarrollando por sí mismas.D C$rado con a"$a
)entro del sistema se contemplan varios procedimientos: Por inmersión' Es el m'todo que produce los mejores resultados, pero presenta inconvenientes de tipo práctico, pues implica inundar o sumergir completamente el elemento de concreto. Mediante e! em!eo de rociadores asersores Con este m'todo se consiguen buenos resultados y es ácil de ejecutar.
C$rado con arena( tierra o aserr)n' e emplea con alg!n '&ito el curado mediante el cubrimiento del concreto con alguno de los citados materiales8 los dos primeros son muy !tiles cuando se presentan vientos uertes.
sol mientras protegen, son !tiles, como los transparentes, en clima cálido. El plástico negro absorbe calor de los rayos del sol y calienta la piea estructural, por tal raón es !til para generar un curado adecuado del concreto a bajas temperaturas o acelerar gratisD resistencias aprovec(ando la radiación solar. Cuando se precisa un e&celente acabado del concreto, como en el caso del concreto arquitectónico a la vistaD, el empleo de películas plásticas para el curado puede dar como resultado la aparición de manc(as en el concreto debidas a la distribución no (omog'nea del agua y al movimiento de sustancias solubles en la superfcie.
Pae! imermeab!e' u uso es similar al de las películas de plástico. Cuando se usa papel para cubrir placas debe proveerse cierta (olgura para que sobresalga de las mismas8 además8 se (ace necesario colocar en los bordes materiales pesados =arena, tablas, etc.@ para evitar que el viento lo desplace. Com$estos de c$rado "os compuestos líquidos de curado que orman membrana deben cumplir las especifcaciones de la Gorma *< C 05FB y en nuestro medio la G
*plicación de un compuesto de curado por aspersión. Gótese que para controlar el impacto del viento se cubre el concreto reci'n curado con l onas, una ve el compuesto de Curado seque al tacto. La *ra"$a Es Variab!e • • • •
En condiciones normales 7 (oras En
D$ración De! C$rado iempre (abrá discusión sobre qu' tanto debe prolongarse el curado de una estructura. Go e&iste una !nica respuesta para este interrogante. "os materiales ligantes (an cambiado en los !ltimos a6os de una manera dramática, el uso e&tensivo de adiciones al cemento y al concreto se (a vuelto com!n, la fnura de los cemento se (a incrementado para recuperar parte de la resistencia inicial que se pierde por el empleo de una gran cuantía de adición puolánica. "a fguración del concreto (a aumentado tambi'n en la actualidad, probablemente por defciencias en el curado, por la implementación de sistemas constructivos industrialiados con muros muy esbeltos y sensibles a la evaporación del agua, así que la luc(a para conseguir un concreto con un desarrollo de resistencia normalD (a (ec(o que se mire de nuevo (acia el curado adecuado del concreto y se insista en las obras de que un buen concreto puede ec(arse a perder, defnitivamente, debido a malas prácticas de curado. )esde (ace ya varias d'cadas se aconsejaba que a un concreto de resistencia normal =#- a 0$ pa a #B días@ se le diera un tiempo mínimo de curado / días. En cierta orma esto coincide con la especifcación actual que dice que un concreto de resistencia normal debe curarse (asta que complete el /5% de la resistencia a compresión especifcada. 9or otra parte para un concreto de alta resistencia inicial se especifca que debe curarse 0 días y esto coincide, tambi'n, más o menos con la obtención para este tipo de concreto del /5% de resistencia a compresión.
in embargo estas especifcaciones parten de la convicción de que, en las condiciones de obra, la estructura curada como se especifca completará la (idratación del cemento y se alcanará la resistencia especifcada a los #B días. 9oco o nada se dice sobre las especifcaciones de durabilidad y esto es grave. "a desecación del concreto ocurre rápidamente y se concentra en sus primeros centímetros en un ambiente que avoreca la evaporación del agua. Esta aectación puede alcanar #5 a 05 mm, lo que constituye un motivo de preocupación en lo que respecta a la durabilidad del elemento, ya que en presencia de bajos espesores de recubrimiento, (ayan sido estos especifcados o generados en la obra, en un corto período pueden generarse condiciones sufcientes para que se produca la corrosión del acero de reuero.
ilicato de Calcio K *gua ilicato de Calcio 3idratado K3idró&ido de Calcio
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En un compuesto binario: cemento K puolana reactiva la reacción =que es lenta@ será: 9uolana K 3idró&ido de Calcio K *gua ilicato de Calcio 3idratado
Estas particularidades de la (idratación de ligantes donde aparecen adiciones reactivas demuestran que para concretos con este tipo de ligantes el curado es de vital importancia, ya que si el agua escasea puede, en primer lugar, presentarse una (idratación incompleta de los compuestos que generan (idró&ido de Calcio y, de paso, puede quedar puolana sin reaccionar por ausencia de (umedad y baja disponibilidad de de (idró&ido de Calcio, lo que la convertiría en un agregado más.
icrootograía de una cenia volante usada como adición al concreto. "as normas para el dise6o de estructuras durables, tanto en Europa como en "atinoam'rica, propenden por un curado más prolongado de meclas de concreto (ec(as con adiciones puolánicas reactivas y se establece la cira en -5 días. Esta práctica colaboraría no sólo en la obtención de las propiedades mecánicas sino en las propiedades de durabilidad especifcadas. Como una recomendación general sobre cuánto tiempo es recomendable curar el *C2 05B> sugiere que se e&tienda el curado (asta que la propiedad especifcada que se desarrolle más tardíamente se (aya completado. "a
la estructura puede no reproducir lo que está pasando en ella, ya que el actor de escala es importante. 9or ejemplo una columna de ciertas dimensiones y un cilindro normaliado pierden (umedad de manera muy distinta. *sí las cosas, e&traer n!cleos o testigos y allarlos a compresión puede resultar más !til para medir la efciencia del curado y evaluar cómo (a in+uido en la resistencia a compresión del concreto de la estructura. 9ara evaluar la in+uencia del curado en el módulo de rotura (abría que aserrar viguetas, lo que es un poco más complicado pero actible. El constructor cada ve es más consciente de la necesidad de obtener losas de piso más resistentes a la abrasión. En esta luc(a es conveniente disminuir la e&udación del con concreto ya que aecta la capa más e&puesta del concreto, origina pisos polvorientos y de baja resistencia al desgaste. 9ero el impacto del curado sobre la resistencia a la abrasión generalmente pasa desapercibido. "a Nigura Go.1 incluye los resultados de pruebas de abrasión sobre probetas de concreto que muestran claramente, que curar por lo menos / días aumenta notablemente la resistencia al desgaste =/@.
"a Nigura Go./ del mismo investigador muestra cómo aplaar el inicio del curado #7 (oras aecta en gran medida la resistencia al desgaste, dato de gran inter's para quienes construyen pisos y pavimentos de concreto.
"a Nigura Go.B es incluso más ilustrativa ya que muestra la proundidad de la abrasión en probetas que, antes de la prueba, ueron sometidas a dierentes regímenes de curado y muestra, tambi'n, la in+uencia de la relación aguaJcementante en la resistencia a la abrasión =B@.
E-: #7 (oras cubierto con tela (!meda y luego #/ días de inmersión en agua a #5oC E#: #7 (oras cubierto con tela (!meda, luego 1 días de inmersión en agua a #5oC y fnalmente #- días al aire a #5oC y $$% de 3>. E0: #7 (oras cubierto con tela (!meda, luego 0 días de inmersión en agua a #5oC y fnalmente #7 días al aire a #5oC y $$% de 3>. E7: #7 (oras cubierto con tela (!meda y luego #/ días al aire a #5oC y $$% de 3>.
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