Unidad 4 Concreto Fresco. 4.1. Conceptos Fundamentales. Fundamentales. Concreto Fresco: Etapa del concreto que abarca desde que todos los materiales incluyendo el agua del concreto, han sido mezclados, hasta que el concreto ha sido colocado en su posición final y se ha dado el acabado superficial y el curado inicial. Fraguado del concreto: concreto: Una vez que el concreto y el agua entran en contacto, se inicia una reacción química que determina el paulatino endurecimiento de la mezcla; mientras no exista agua en contacto con el cemento, progresa el endurecimiento del concreto. Fraguado inicial: Es cuando la mezcla pierde su plasticidad volviéndose difícilmente trabajable. Fraguado final: Conforme la mezcla continua endureciéndose, esta llegara a su segunda etapa alcanzando una dureza apreciable que la mezcla entra ya en su fraguado final. Curado: Proceso que se utiliza para hidratar el concreto y retardar su pérdida de humedad (Cubrir el concreto de modo que permanezca húmedo). Segregación: Ocurre cuando los agregados grueso y fino, y la la pasta del cemento cemento llegan a separarse. separarse. Puede darse durante el mezclado, transportado, colado o compactado del concreto. Sangrado: Es una forma de segregación en la cual una parte del agua de la mezcla tiende a elevarse a la superficie de un concreto recién colado. Concreto endurecido: Es aquel que tras el proceso de hidratación ha pasado del estado plástico al estado rígido.
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4.2. Proceso de fabricación, transporte, colocación, compactación y acabado del concreto en obra. Proceso de fabricación Concreto premezclado: El concreto premezclado se dosifica y se mezcla fuera de la obra y se entrega en la construcción en estado fresco y no endurecido. Para la construcción de obras muy grandes, las cementeras cuentan con plantas de concreto premezclado, lo cual es muy solicitado en las grandes construcciones por su ahorro en tiempo y dinero. El concreto premezclado se elabora a través de un proceso mediante el cual se integran cemento, agregados, aditivos y agua para formar una masa uniforme y homogénea. El concreto premezclado no es un producto terminado, ya que debe ser moldeado por el constructor o cliente quien le da a este material en estado plástico su forma final en la construcción. Este concreto tiene un alto control de calidad y lo puedes solicitar de acuerdo a: 1. La resistencia que demande tu estructura (por ejemplo; 100, 150, 200, 250 kg/cm2). 2. El tamaño máximo del agregado (para los elementos de concreto de la vivienda suele ser de ¾” o sea, 20mm).
3. Revenimiento (que es la medida de trabajabilidad o capacidad de la mezcla fresca para acomodarse dentro del molde o cimbre), y que para los elementos de concreto de la vivienda suele ser aproximadamente del orden 10 a 14. Su elaboración incluye: 1. Dosificación: EL proceso de concreto se inicia cuando uno de los clientes hacen un pedido. Sus necesidades son procesadas en el sistema y, con base a esta información, el dosificador programa de manera automatizada las cantidades de materiales que deben ser agregados en la olla o revolvedora para producir el tipo de producto solicitado. El cemento, gravas, agua y aditivos almacenados en silos, barcos y tanques respectivamente son pesados y depositados de acuerdo a la formulación requerida por los clientes. 2. Mezclado y transportación: Es muy importante que la olla del camión revolvedor se encuentre completamente limpia. El tiempo de mezclado dependerá de las características del concreto recurrido, se empieza a registrar a partir de que los materiales y el agua han sido vaciados en ella y comienzan a mezclar todos los elementos. Al transportar el concreto, la olla debe mantenerse en 2
constante movimiento con una velocidad aproximada de 2 a 6 vueltas por minuto, ya que después de añadir el agua al cemento y a los agregados, la descarga debe hacerse ene l menor tiempo posible, dentro de los limites que marca cada caso particular. 3. Entrega: Una vez en la obra, la entrega del concreto premezclado puede realizarse a trato directo, cuando es descargado directamente en el tramo de la construcción de donde será llevado al lugar colado por medio de carretillas o botes. También se puede bombear hasta el lugar donde será colocado en la estructura mediante bombas de plumas o estacionarias. Las primeras permiten colocar el concreto premezclado en lugares elevados de manera rápida y eficiente, las segundas mediante el tendido de una tubería especial, facilitan el acceso a lugares a los que no se puede llegar con la revolvedora.
Transporte El método usado para transportar el concreto depende del cual sea el menor costo y el más fácil para el tamaño de la obra. Siempre transporte el concreto en una cantidad tan pequeña como sea posible para reducir problemas de segregación y desperdicio.
Equipos para transportar y manejar concreto: Equipos
Rango y tipo de trabajo para que el equipo es el más adecuado
Bandas transportadora
Cucharones
Canalones
Ventajas
Puntos a Vigilar
Para transportar horizontalmente o a un nivel mayor o interior. Normalmente se emplean entre un punto de descarga principal y uno secundario.
Tiene alcance ajustable, desviador viajero y velocidad variable ya sea adelante o reversa. Pueden colocar grandes cantidades de volúmenes de concreto de manera rápida cuna do el acceso es limitado.
Se requieren arreglos en el extremo de descarga para evitar segregación y no dejar mortero sobre bandas de regreso. En climas adversos los tendidos de bandas necesitan ser cubiertos.
Empleados junto con grúas, cable vías, y helicópteros para la construcción de edificios y presa. Transportan concreto directamente desde el punto central de descarga hasta la cimbra o punto de descarga secundario.
Permiten explotar totalmente la versatilidad de grúas, cable vías y helicópteros. Tienen una descarga limpia y amplio rango de capacidad.
Seleccionar la capacidad del cucharon para que concuerde con el tamaño de la mezcla del concreto y con la capacidad del equipo de colocación. La descarga deberá ser controlable.
Las pendientes deben ser entre 1 Para transportar concreto a Bajo costo y facilidad de a 2 y 1 a 3 y los canalones niveles inferiores, maniobra. No necesita deberán estar soportados normalmente a niveles bajo el fuerza motriz pues la adecuadamente en todas las terreno, en los tipos de gravedad efectúa la mayor posiciones. Efectué arreglos en el construcción de concreto. parte del trabajo. extremo de descarga para evitar la segregación en el concreto.
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Canalones de desnivel Utilizados para colar concretos en cimbras verticales de todo tipo. Algunos son de una pieza, otros se arman en segmentos sueltos conectados entre sí.
Dirigen al concreto dentro de la cimbra y lo conducen hasta el fondo sin segregarse. Su uso evita el derrame de la lechada y de cemento en los lados de la cimbra, lo cual resulta ser dañino cuando se especifican superficies.
Deben contar con aberturas abocinadas suficientemente grandes en las que el concreto se pueda descargar sin ser derramado. La sección transversal del canalón de desnivel deberá ser cuidadosamente escogida.
Empleadas en la producción intermitente de concreto en obra.
Un sistema combinado de transporte, dosificación y mezclado móvil para efectuar el proporcionamiento del concreto especificado de manera precisa y rápida. Su operación se lleva a cabo con un hombre.
Para tener una operación libre de problemas se necesita tener un buen programa de mantenimiento preventivo en el equipo. Los materiales deberán ser idénticos a los empleados en el diseño de la mezcla original.
El costo del equipo Empleadas para transportar noagitador es inferior al concreto en trayectos cortos y de los camiones en caminos en buen estado agitadores o mezcladores
Se deberá limitar el revenimiento del concreto. Posibilidad de segregación. Se necesita una altura libre para levantar la caja del camión para la descarga.
Empleados para transportar concreto para todo uso en pavimentos, estructuras edificios. La distancias de acarreo deben permitir la descarga de concreto dentro de la primera hora y media aunque este límite se puede ignorar bajo ciertas circunstancias
El tiempo de entrega deberá adecuarse a la organización del trabajo. El personal y el equipo deberán estar listos en el sitio para manejar el concreto, el control de la calidad del concreto no es tan bueno como el mezclado inicial.
Mezcladoras de dosificación de móviles
Camiones no agitadores
Camiones agitadores
Pistolas neumáticas (Concreto lanzado)
Bombas
No necesitan plantas de mezclado central, porque el concreto se mezcla completamente en el camión mezclador. La descarga es igual que en los camiones agitadores
Ideales para colar el concreto en formas libres Empleadas en lugares de cimbras, para reparar y difíciles de colar y donde se reforzar edificios, para necesitan secciones recubrimientos delgadas y áreas extensas protectores para cubiertas delgadas.
La calidad de trabajo depende de la habilidad de quienes hagan uso del equipo. Solo deberán emplear operarios experimentados en boquillas.
Las tuberías ocupan poco espacio y se pueden tender fácilmente. Empleadas para transportar Entregan concreto en flujo continuo. Las bombas concreto directamente pueden mover concreto ya desde el punto central de descarga hasta la cimbra o sea de manera horizontal hasta el punto secundario o vertical, se pueden de descarga secundario. remitir bombas móviles cuando sean necesarias para proyectos grandes o pequeños. Las plumas de
Se requiere un suministro constante de concreto fresco con una consistencia promedio y sin ninguna tendencia a segregarse. Se debe tener cuidado al operar la línea de bombeo para asegurar un flujo uniforme y limpiarla una ez que se haya terminado la operación de colado. El bombeo vertical, con curvaturas y a través de mangueras flexibles reducirá considerablemente la distancia de
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Extendedores de tornillos
Usados para extender concreto en áreas planas como en pavimentos
bombas estacionarias suministran el concreto de manera continua ara la construcción de edificios de gran altura. Se puede tener rápidamente una mezcla de concreto descargada de un cucharon o un camión sobre un área grande con un espesor uniforme. El concreto tendido tiene una buena uniformidad de compactación antes de que se use vibración para compactación final.
bombeo.
Se utilizan comúnmente como una parte de una tren de pavimentación. Se les deberá emplear para extender concreto antes de aplicar el vibrado.
Carretillas manuales y motorizadas Para acarreos planos y cortos en todos los tipos de construcción de concreto, en especial cuando el acceso al área de trabajo está restringido
Muy versátiles e ideal por lo tanto en interiores donde las condiciones de colado se encuentran cambiando constantemente
Lentas en trabajos intensos.
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Colocación Al colocar el concreto tenga mucho cuidado en no dañar o mover las cimbras y el acero de refuerzo. Se efectúa con recipientes, tolvas, carritos propulsados de mano o con motor, conductos o tubos de caída, bandas transportadoras, aire comprimido, bombeo, tubo-embudo. El objetivo es colocar el concreto dentro de las cimbras sin segregación por la caída y sin que se aplaste en ellas para que no empiece a endurecerse por secciones. La altura máxima recomendable para colocar el concreto es de 1.50 metro Coloque el concreto tan cerca de su posición final como sea posible. Empiece colocando desde las esquinas de la cimbra o, en el caso de un sitio con pendiente, desde el nivel más bajo.
COLOCACIÓN DEL CONCRETO EN LA PARTE ALTA DE UNA FORMA ANGOSTA CORRECTO. Descarga el concreto en una tolva que alimenta a su vez un chute
flexible. De esta manera se evita la segregación, el encofrado y el acero que el concreto los cubra. INCORRECTO . Si se permite que el concreto del chute o del buggy choque contra
el concreto el encofrado o rebote contra el encofrado y la armadura, ocurrirá segregación del concreto y cangrejeras en la parte inferior. CONSISTENCIA DEL CONCRETO EN FORMAS PROFUNDAS Y ANGOSTAS CORRECTO: Utilizar un concreto cada vez más seco (usando un slump variable)
conforme sube el llenado de concreto en el encofrado. INCORRECTO: Si se usa un slump constante ocurre exceso de agua en la parte
superior de la llenada, con pérdida de resistencia y durabilidad en las partes altas. COLOCACIÓN DEL CONCRETO A TRAVES DE ABERTURAS CORECTO: Colocar el concreto en un bolsón exterior al encofrado, ubicado junto a cada abertura,
de tal manera que el concreto fluya al interior de la misma sin segregación. INCORRECTO: Si se permite que el chorro de concreto ingrese los encofrados en un ángulo
distinto de la vertical. Este procedimiento termina, inevitablemente, en segregación.
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COLOCACIÓN DEL CONCRETO EN COLUMNAS Y MUROS MEDIANTE BOMBA.
COLOCACIÓN EN LOSAS CORRECTO: Colocar el concreto contra la cara del concreto llenado. INCORRECTO: Colocar el concreto alejándose del concreto ya llenado.
COLOCACIÓN DEL CONCRETO EN PENDIENTES FUERTES CORRECTO: Colocar una retención en el exterior del chute para evitar la segregación y asegurar
que el concreto permanece en la pendiente. INCORRECTO: Si se descarga el concreto del extremo libre del chute en la pendiente, ocurre
segregación y el agregado grueso va al fondo de la pendiente. Adicionalmente la velocidad de descarga tiende a mover el concreto hacia la parte inferior. COLOCACIÓN DEL CONCRETO EN PENDIENTES SUAVES CORRECTO: Colocar el concreto en la parte inferior de la pendiente de modo tal que se aumenta la
presión por el peso del concreto añadido. La vibración proporciona la compactación. INCORRECTO : Si se comienza a colocar el concreto en la parte alta de la pendiente, la vibración
transporta el concreto hacia la parte inferior.
Compactación Se puede hacer sacudiendo o golpeando la cimbra o vibrando el concreto para que adquiera una consistencia plástica, permitiendo que el aire atrapado sea expulsado y no deje oquedades en la estructura. Cuando compactar: Debe hacerse al momento en que se coloca el concreto, mientras se
encuentra en estado plástico. Nunca permita que el concreto se saque y se ponga rígido pues este estará demasiado duro para compactarlo
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El concreto compactado o vibrado en forma apropiada es más denso, resistente y durable. Los acabados al retirar las cimbras también serán mejores. Porque compactarlo o vibrarlo:
Por cuánto tiempo compactar: Para un concreto de trabajabilidad promedio (es decir,
revenimiento de 8cm) con un vibrador de un tamaño entre 2.5-7.5cm, el concreto usualmente debe ser vibrado durante 5 y 15 segundos. Métodos de compactación:
Métodos manuales de compactación(varillado ligero): Las mezclas plásticas pueden compactarse mediante varillado (insertando una varilla de apisonamiento u otra herramienta adecuada dentro del concreto), o bien apisonándolas con el pie. En ocasiones se aplica el paleado para mejorar las superficies en contacto con las cimbras; esto es, se inserta y se saca repetidas veces una herramienta plana, similar a una pala, en sitios adyacentes a la cimbra, apartando de esta las partículas gruesas y ayudando a que las burbujas de aire suban a la superficie. Métodos mecánicos de compactación (vibrado): Vibrado externo o vibración externa: El regleado nivela y compacta losas delgadas de concreto y
las capas superiores de las losas más gruesas. Una regla enrasadora no compactara el concreto muy bien se requiere de vibración mecánica o manual para proporcionar así una compactación adecuada. Enrasado mecánico: El concreto se reglea DOS VECES.
El primer enrasado nivela el concreto burdo. El segundo enrasado nivela y compacta mas el concreto. Método: La enrasadora se empuja desde la parte superior de las cimbreas por medio de dos
trabajadores. Mantenga siempre una pequeña cantidad o sobrecarga de enfrente de am reglas de la enrasadora para evitar que se formen huecos en la superficie, si se presentara un hueco, la enrasadora no compactara el concreto. La enrasadora mecánica compacta al momento en que se vibra. Vibrado interno o vibración interna: Se hace con un vibrador mecánico o vibrador de flecha
flexible (o de chicote), el cual se pone dentro del concreto y lo vibra desde el interior. Método: Ponga el vibrador dentro del concreto rápidamente. Saque el vibrador lentamente, ya
que si no se hace así pueden dejarse huecos o punto débil mal compactado en el concreto.
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Hacia dentro rápidamente.
Hacia fuera lentamente.
El área vibrada en cada ocasión se llama RADIO DE ACCION. Esto puede verse observando cual es el radio que forman las burbujas de aire que se expulsan a la superficie.
Formas en las que se debe penetrar el concreto para su vibrado: CORRECTO: Los vibradores deben penetrar verticalmente
unos 10cm en la llenada previa. La ubicación de los vibradores debe ser a distancias regulares, sistemáticas, para obtener la compactación correcta. INCORRECTO: Si se penetra al azar, en diferentes ángulos y
espaciamientos sin alcanzar la llenada previa, se impide la obtención del monolitismo del concreto. Precauciones:
Si se saca el vibrador rápido dejara un hoyo o hueco en el concreto. Para cerrar el hoyo o hueco vibre cerca del mismo y saque el virador lentamente. Nunca toque la cara de la cimbra con el vibrador ya que esta puede dañar la cimbra o el concreto. Nunca toque el acero de refuerzo con el vibrador. Nunca extienda o mueva el concreto hacia los lados con el vibrador, puede provocar sangrado o segregación. Use siempre una pala. Nuca deje el vibrador trabajando cuando no esté en uso, compactando el concreto.
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Acabado del concreto en obra Es la apariencia que se logra cuando a la superficie no se le realiza tratamiento alguno. Se ve el concreto natural, con la presencia de las marcas de las formaletas y los relieves, texturas, formas y defectos que adopta el concreto.
Expuesto liso. La superficie no recibe acabado adicional pero queda perfectamente lisa. Con llana o alisado. A pesar de ser uno de los más económicos, su producción requiere personal y equipo especializado, además de un estricto control de calidad. El grabado de formas o perfiles, que proporcionan efectos de claroscuro, mejora los resultados finales. Estampado. Ofrece durabilidad y belleza, mediante la impresión de distintas texturas, con diseños como ladrillo, piedras naturales y mosaicos. Es el procedimiento más efectivo para producir diseños simulados.
Reglas para darle acabado al concreto:
1. NIVELAR el concreto utilizando una flota, llana o una herramienta de borde definido tan pronto el material haya sido compactado 2. ESPERAR a que el concreto termine de exudar (sangrar) 3. BORDEAR el concreto en su totalidad. 4. INTRODUCIR JUNTAS al concreto rasurándolo. 5. FLOTAR el concreto a mano o con maquina con la idea de embeber los agregados gruesos. 6. ALISAR o AFINAR el concreto de acuerdo a su utilización final. 7. TEXTURIZAR la superficie de concreto después de la nivelación (para aceras, patios y pavimentos) o después del alisado o afinado (para terminaciones interiores) con un cepillo grueso o fino para obtener una superficie deslizante. 8. NUNCA riegue agua o cemento sobre el concreto mientras está dando acabado. 9. CURAR el concreto tan pronto se concluya el acabado de la superficie para proveer condiciones adecuadas para la hidratación del concreto, lo cual llevara a la durabilidad y resistencia solicitada para la superficie. 10. EVITAR las quemaduras producidas por el concreto a la piel siguiendo las prácticas adecuadas de seguridad.
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4.3. Pruebas de calidad Las pruebas del concreto fresco, permiten verificar la calidad del mismo, con lo cual se garantiza la obra además resultan como una voz de alerta interna que permiten al contratista revisar sus procedimientos constructivos y plantear sus mejoras. Medición de temperatura del concreto fresco ASTM C 1064M La temperatura es uno de los factores más importantes que influyen en la calidad, el tiempo de fraguado y la resistencia del concreto. Sin el control de la temperatura del concreto, predecir su comportamiento es muy difícil, sino imposible ASTM C 1064M (Método de ensayo estándar para la medición de temperatura del concreto hidráulico recién mezclado) Prueba de revenimiento ASTM C 143M El propósito de la prueba de revenimiento es determinar la consistencia del concreto. Esta es una medida de la fluidez o movilidad relativa de la mezcla del concreto. El revenimiento no mide el contenido de agua o trabajabilidad del concreto. ASTM C 143M (Método de ensayo estándar para la determinación del revenimiento en el concreto a base de cemento hidráulico) Determinación de la masa por volumen unitario ASTM C 138M La prueba de la densidades una herramienta muy importante para controlar la calidad del concreto recién mezclado. Después de que se ha establecido una proporción para la mezcla de concreto, un cambio en la densidad indicara un cambio en uno o más de los otros requisitos del desempeño del concreto. ASTM C 138M (Método de ensayo estándar para determinar por medio del método gravimétrico la pasa por volumen unitario, volumen producido y contenido del aire del concreto) Prueba del contenido del aire ASTM C 231 En concretos diseñados para alcanzar de 20 a 35MPa, conforme incrementa el contenido de aire (más de un 5%), habrá una reducción correspondiente en la resistencia del concreto. ASTM C 231 (Método de ensayo para determinar por el método de presión, el contenido de aire del concreto recién mezclado)
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Practica de elaboración elaboración de viga y cilindro ASTM C 31 Detalla los procedimientos para el moldeo de los cilindros y vigas de concreto. Los especímenes deben ser moldeados y compactados de acuerdo con procedimientos estándar. Luego deben ser curados bajo condiciones de temperatura y humedad apropiadas. So no se siguen estos procedimientos, los resultados de la pruebas de resistencia no serán confiables. ASTM C 31 (Practica estándar para la fabricación y curado en campo de especímenes de concreto para su ensayo)
4.4. Procedimiento de muestreo El proceso para probar el concreto fresco en la obra comienza con los procedimientos para obtener y preparar la muestra de concreto que será probado. La ASTM C 172 señala los procedimientos normalizados para obtener una muestra representativa de una carga de concreto en varios tipos de equipos de mezclado y/o agitación. Método para obtener una muestra representativa:
1. Tómese una porción de la mezcla de 2 ó más intervalos regularmente espaciados, durante la descarga de la parte media de la carga. 2. Obténgase cada porción haciendo pasar un receptáculo a través de toda la corriente de descarga, o desviando toda la mezcla hacia un recipiente. 3. Llévense las muestras completas hasta el lugar donde se van a moldear las muestras de prueba. 4. Compóngase las muestras para formar una sola muestra, con el fin de asegurar la uniformidad y protegerse del sol y del viento mientras se están realizando las pruebas. 5. El tiempo requerido para tomar la muestra y usarla no debe de exceder los 15 min. 6. Téngase cuidado en no restringir el flujo del concreto del recipiente o unidad de transporte revolvedoras, de modo que se cause segregación. 7. El tamaño mínimo de la muestra empleada para pruebas de resistencia deberá ser de 28 litros.
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4.5. Interpretación de resultados Parámetros y tolerancias que debe cumplir el concreto hidráulico industrializado según norma: NMX-C-155-ONNCCE-2004 Tabla.- Parámetros que debe cumplir el concreto en estado fresco. En el caso de climas fríos, el consumidor debe procurar mantener la Temperatura del temperatura del concreto arriba de los límites indicados concreto fresco en 2) Temperatura mínima del concreto 1) Dimensión de la sección, en climas mm extremosos
Revenimiento
Masa unitaria
Menos de 300
13
300 a 900
10
901 a 1 800
7
Mayor que 1 800
5
Revenimiento nominal (mm)
Tolerancia (mm)
menor de 50
± 15
de 50 a 100
± 25
mayor de 100
± 35
El concreto debe tener una masa unitaria entre 1 800 kg/m3 y 2 400 kg/m3
Tamaño máximo nominal del agregado (mm) 75 Aire incluido
Cantidad de aire recomendado, total en %, según tipo de exposición Ligera Moderada Severa 1.5 3.5 4.5
50
2.0
4.0
5.0
40
2.5
4.5
5.5
25
3.0
4.5
6.0
20
3.5
5.0
6.0
13
4.0
5.5
7.0
10
4.5
6.0
7.5
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Índice Unidad 4 Concreto Fresco 4.1. Conceptos Fundamentales…………………………………………………………………………………………………..….1
4.2. Proceso de Fabricación, Transporte, Colocación, Compactación y acabado de concreto en obra. Proceso de Fabricación……………………………………………………………………………………………………………..……2 Transporte……………………………………………………………………………………………………………………………………..3
Colocación……………………………………………………………………………………………………………………………………..6 Compactación………………………………………………………………………………………………………………………….…….7 Acabado en obra………………………………………………………………………………………………………………………..…10 4.3. Pruebas de calidad…………………………………………………………………………………………………………………11 4.4. Procedimiento de muestreo ………………………………………………………………………………………………….12 4.5. Interpretación de resultados………………………………………………………………………………………………….13
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