2.6 Pavimentos de Hormigón
El propósito de este ítem es indicar los antecedentes más relevantes a considerar para la correcta ejecución de los pavimentos habitacionales y los pisos industriales.
TEMAS TRATADOS:
2.6.1 Pavimentos habitacionales
2.6.2 Pisos industriales
2.6.1 PAVIMENTOS HABITACIONALES
Los pavimentos habitacionales deben realizarse de acuerdo a lo indicado en planos y/o especificaciones del proyecto.
FACTORES A CONSIDERAR
A) Pavimentos hechos in situ
B) Pavimentos de elementos prefabricados
A) PAVIMENTOS HECHOS IN SITU
A.1 Procedimiento constructivo
Para la elaboración del hormigón referirse al Capítulo 3.
Una vez confeccionado el hormigón se vacía directamente a la cancha preparada, de preferencia, en el lugar donde quedará en forma definitiva, evitando la segregación. La cancha deber estar nivelada, limpia y humedecida, sin pozas de agua.
Al esparcir el hormigón se debe mantener un espesor uniforme con una pequeña sobrecarga de, aproximadamente, 2 cm delante de la cercha vibradora. La velocidad de avance de la cercha deberá regularse para asegurar una compactación adecuada y uniforme. Muchas veces es conveniente complementar la compactación de la cercha con vibradores de inmersión en la zona cercana a los moldes.
Si la compactación se realiza con vibradores de inmersión, la botella debe quedar completamente sumergida.
En obras pequeñas, comúnmente se utilizan reglas apoyadas en guías laterales, las que se hacen avanzar sobre el hormigón en un movimiento alternativo de aserrado. Dan la terminación, al mismo tiempo que rellenan huecos o puntos bajos.
A.2 Terminación superficial
Después de pasar la cercha y/o la regla, se completa el alisado mediante platacho. Cada pasada de platacho se debe traslapar unos 5 cm respecto a la pasada previa. Ver Figura 2.6.
FIGURA 2.6
PAVIMENTO CONFECCIONADO IN SITU
Fuente: Propia
Las operaciones de terminación “iniciales” deben realizarse lo antes posible, cuando exista poca agua de exudación. Éstas deben efectuarse con la mínima manipulación del hormigón, para evitar una película débil en la superficie producto de excesos de finos y agua que se acumulen sobre ella.
Las operaciones de terminación final deben postergarse, preferentemente, hasta que termine de exudar el pavimento para evitar que se produzcan fisuras plásticas, las cuales se pueden prevenir evitando corrientes de aire que produzcan evaporaciones rápidas y manteniendo la humedad, por ejemplo, mediante nebulización.
No es conveniente proceder a las operaciones de terminación si hay agua en la superficie. Si se produce un exceso de agua de exudación en la superficie, puede pasarse una arpillera, o similar, para removerla. Bajo ninguna circunstancia se puede secar la superficie usando cemento o mezcla de cemento y arena.
Después de obtenida la regularidad superficial, o lisura necesaria, puede darse una terminación o textura mediante escobillas y/o arpilleras.
No debe permitirse la aplicación de agua en la superficie para facilitar la terminación.
Luego de terminado el pavimento se debe proceder con algún sistema de curado, para asegurar un adecuado endurecimiento y evitar posibles fisuraciones.
Los pavimentos deben llevar juntas para evitar la formación de grietas incontroladas, éstas se deben ejecutar oportunamente y pueden materializarse tanto en el hormigón fresco como en el endurecido. Las juntas de contracción son parte del diseño del pavimento.
Salvo en carreteras y pisos industriales, lo más común es hacer las juntas cuando el hormigón está fresco. Para ello, las grandes superficies se dividen en pequeñas losas en lo posible cuadradas. Se recomienda realizar juntas cada 3 metros.
Se marca la ubicación de las juntas en los moldajes de los bordes y con lienza se dibuja en el hormigón. En la marca de la junta, se comienza utilizando un acanalador angosto, para terminar con uno más ancho. Entonces se inserta una tablilla de fibrocemento de 5 a 6 mm de espesor, aceitada por ambos lados para que no se adhiera. El ancho de la tablilla debe ser, al menos, de un cuarto del espesor del pavimento; posteriormente se forma una grieta, bajo el canal formado, que cubre todo el espesor. Ver Figura 2.7.
FIGURA 2.7
JUNTAS EN PAVIMENTO
Fuente: Propia
En el trazado de las juntas, hay que evitar las esquinas entrantes y ángulos agudos; de lo contrario es muy posible la formación de grietas, como se ve en Figura 2.8.
Si se hace una segunda faja, las juntas de ésta deben coincidir con la primera. Ver Figura 2.8.
FIGURA 2.8
TRAZADO DE LAS JUNTAS
Posteriormente, las tablillas se retiran, la junta se limpia y se sella. Normalmente el sello es de material asfáltico; también se emplea silicona.
En caso de veredas, la OGUC indica que el pavimento estará constituido por una carpeta, colocada sobre una base granular o de otro material de superior calidad. Dicha carpeta podrá ser ejecutada en alguna de las siguientes soluciones:
Baldosas confinadas por solerillas o soleras.
Hormigón de cemento vibrado de no menos de 0,07 m de espesor, ni de grado inferior a H-20 (G17, aproximadamente).
Concreto asfáltico en caliente de 0,03 m de espesor mínimo, entre solerillas prefabricadas de hormigón o similares.
Adoquines trabados de hormigón compactado o vibrado de no menos de 0,06 m de espesor, con solerillas como restricción de borde.
En las secciones en que las veredas tengan que soportar el paso de vehículos, el pavimento deberá reforzarse por el propietario del predio respectivo en forma que asegure su duración y buena conservación.
A.3 RECOMENDACIONES
En cuanto a espesores, en Tabla 2.13 se hace algunas recomendaciones.
TABLA 2.13
ESPESORES DE PAVIMENTOS
B) PAVIMENTOS DE ELEMENTOS PREFABRICADOS
Los elementos prefabricados considerados son los pastelones, los adoquines de hormigón y lasbaldosas.
B1) Condiciones generales
Los elementos, pastelones, adoquines y baldosas deben cumplir con las exigencias establecidas en las normas chilenas o, en su defecto, por lo especificado por el Ministerio de Vivienda y Urbanismo.
El terreno se prepara de manera de obtener una superficie de soporte pareja y homogénea, libre de material suelto o de origen orgánico, el que, si existe, se remueve y reemplaza por material que cumpla los requerimientos de soporte establecidos en las especificaciones técnicas. Las excavaciones se realizan hasta el nivel indicado en el proyecto para luego compactar la capa superior, de acuerdo con las especificaciones técnicas.
Si se emplea subbase granular, esta debe estar compuesta por material estabilizado, homogéneamente mezclado, desprovisto de materias orgánicas, grumos de arcilla, escombros, basura, u otro que perjudique su estabilidad. El límite líquido debe ser ≤ 25% y el índice de plasticidad debe ser ≤ 6%.
En caso de requerir mortero de pega para la instalación de los elementos prefabricados, este deberá tener una relación mínima de cemento: arena = 1:3 en volumen. La arena debe tener un tamaño máximo de 5 mm y cumplir con las especificaciones de NCh163. También se puede emplear mortero predosificados o morteros premezclados.
La consistencia del mortero deberá ser plástica para que el material pueda ser esparcido con facilidad, cumpliendo los niveles altimétricos definidos para el proyecto. Deberá ser pastosa, y asegurar el correcto pegado de los elementos sobre los que se aplica.
El espesor de la capa de mortero no deberá ser inferior a 40 mm.
El mortero de pega se debe preparar a medida que avance el trabajo y utilizar inmediatamente después de su amasado.
B2) Pastelones de cemento
Son muchos los tipos de pastelones, tanto en dimensiones como en forma, textura y colores. Los más comunes son cuadrados de 40 por 40 cm y de 50 por 50 cm. Los espesores más corrientes son 4 y 5 cm.
Para la subrasante, de ser necesario, se puede colocar sobre los sectores disparejos una capa de arena para nivelar y sellar la superficie, para luego proceder a compactarla.
Las capas del pavimento de pastelones dependen del tipo de suelo natural. Directamente sobre él si es de buena calidad y, en caso contrario, se debe colocar una subbase granular compactada de unos 80 mm, con tamaño máximo de 25 mm. Ver Figura 2.9. La clasificación de suelos se detalla en el Capítulo 7.
FIGURA 2.9
COLOCACIÓN DE PASTELONES
Fuente: Propia
El mortero debe cumplir lo indicado en B1, con un espesor de 40 ± 5 mm.
Al momento de su colocación, los pastelones deben estar preferentemente secos o en su estado de humedad natural; en todo caso, la superficie de contacto con el mortero debe estar seca. Los pastelones deben colocarse de forma manual sobre el mortero fresco, asentándolos firmemente con golpes suaves de un mazo de madera, hasta que alcancen el nivel que corresponda. Es importante que se logre un completo contacto entre la cara inferior del pastelón y el mortero, con el objeto de obtener una buena adherencia. También es importante controlar los niveles y pendientes.
Los pastelones se colocan uno junto al otro, dejando una pequeña separación entre ellos de aproximadamente 5 mm. En casos especiales, se pueden dejar juntas más anchas, según lo establezca el proyecto. Las juntas entre pastelones se rellenan completamente, mediante un barrido de arena fina de tamaño máximo 1 mm, o con una mezcla seca de cemento y arena fina. El material sobrante se retira de la superficie.
Se debe verificar que:
Se riegue periódicamente la superficie de los pastelones, para mantenerla húmeda por lo menos 5 días, especialmente en tiempo caluroso.
La puesta en servicio de vías peatonales no se efectúa antes de 5 días después de terminada la instalación de los pastelones. Si el pavimento soportará cargas vehiculares, la puesta en servicio no puede hacerse antes de 14 días.
B3) Adoquines
Es muy amplia la variedad de formas, texturas y colores en los que se fabrican los adoquines. Los aparejos más comunes son los que se muestran en la Figura 2.10.
FIGURA 2.10
APAREJOS DE COLOCACIÓN DE ADOQUINES
Fuente: MINVU. Código de Normas y Especificaciones Técnicas de Obras de Pavimentación, 2018.
La restricción de borde (confinamiento) es de primordial importancia para mantener la trabazón de los elementos del pavimento de adoquín y prevenir el desplazamiento lateral y la apertura de las juntas, con la consiguiente pérdida de trabazón. Esta restricción se materializa con la instalación de soleras rectas, soleras con zarpa o solerillas. La estructura general de un pavimento de adoquines se muestra en Figura 2.11.
FIGURA 2.11
ESTRUCTURA DE UN PAVIMENTO DE ADOQUINES
Fuente: MINVU. Código de Normas y Especificaciones Técnicas de Obras de Pavimentación, 2018.
La elección de la forma, del espesor, del aparejo de colocación y de la resistencia mecánica de los adoquines, estará condicionada por la solicitación que soporta el pavimento. En Tabla 2.14 se presenta las recomendaciones del MINVU con respecto al espesor del adoquín, su cama de arena y la subbase, según el tipo de vía y la calidad del suelo de la subrasante.
TABLA 2.14
ESPESORES PARA DISEÑO CON ADOQUINES DE HORMIGÓN
Fuente: MINVU. Código de Normas y Especificaciones Técnicas de Obras de Pavimentación, 2018.
Para la materialización del pavimento de adoquines, la subrasante debe estar de acuerdo a lo indicado en B1). La subbase debe tener un CBR de al menos 40%, con material con 50 mm de tamaño máximo. La compactación se realiza con medios mecánicos. En zonas donde no se pueda compactar es recomendable el uso de hormigón pobre.
Una vez compactada la subbase se colocan los elementos de restricción de borde (soleras o solerillas).
Sobre la subbase compactada se coloca una capa de arena de tamaño máximo 5 mm, con humedad cercana a la óptima (6 a 8%). El espesor de la capa de arena suelta es de aproximadamente 50 mm, de manera que después de la compactación quede en 40 mm.
Los adoquines se colocan directamente sobre la capa de arena nivelada, según el aparejo especificado por proyecto y teniendo cuidado de no pisar la capa de arena durante el proceso. Los adoquines se colocan lo más ajustado posible entre sí, de manera que existan, entre las caras laterales, juntas de un espesor no mayor a 5 mm.
Para lograr un calce ajustado, al rematar los costados o bordes de contacto con elementos existentes, puede ser necesario utilizar adoquines cortados. En todo caso, se sugiere evitar la colocación de trozos de adoquines con menos de un cuarto (1/4) de su tamaño original o con menos de 40 mm en su lado menor.
En lugares donde no sea posible usar adoquines cortados, los huecos deben ser rellenados con hormigón G25, según clasificación de NCh170 con tamaño máximo del árido igual a 10 mm, o con mortero de cemento y arena gruesa en proporción 1:3 en volumen.
Colocados los adoquines, se compacta con placa compactadora. Para lograr una buena compactación, se recomienda aplicar 2 a 3 pasadas de la placa vibradora en diferentes direcciones.
Una vez concluida la compactación de la capa de adoquines, se distribuye arena fina (tamaño máximo 1 mm) seca (humedad menor a 2%) sobre la superficie para finalizar el relleno de las juntas. Para este efecto, se realiza un barrido de la arena con escobillones de fibras de acero.
Una vez esparcida la arena, el área pavimentada se vibra nuevamente, a fin de asegurar la penetración de la arena en las juntas.
Un par de semanas después de haber terminado el pavimento, se debe hacer un nuevo barrido con arena para rellenar los espacios que se hayan abierto por la acomodación de la arena dentro de las juntas.
B4) Baldosas
Las baldosas se pueden clasificar como lisas o estriadas. Las primeras tienen mayor variedad de colores y diseños. Las baldosas estriadas permiten una mejor evacuación del agua por lo que se pueden considerar como antideslizantes.
Las baldosas son cuadradas y las aristas más comunes son 20, 30, 40 y 50 cm. Los espesores varían de 2,5 a 5,0 cm.
Según el MINVU la estructura del pavimento de baldosas depende del uso:
Veredas Peatonales: En el caso de que el proyecto contemple baldosas como superficie peatonal, se sugiere respetar la siguiente estructuración: una subbase espesor 8 cm (CBR mínimo 60%), mortero de pega de espesor 4 cm y baldosas microvibradas de espesor mínimo 3,6 cm.
Veredas Reforzadas: Este tipo de veredas se construyen adyacentes a un acceso vehicular (1 m longitud mínima) o bien puede corresponder al acceso mismo en el caso de viviendas unifamiliares. Se sugiere respetar la siguiente estructuración: una subbase espesor 8 cm (CBR mín. 60%), una vereda de hormigón espesor 7 cm, mortero de pega espesor 4 cm y baldosas microvibradas de espesor mínimo 3,6 cm.
Veredas Acceso: En el caso de accesos vehiculares, las baldosas, con un espesor mínimo de 3,6 cm, van adheridas al hormigón del pavimento mediante mortero de pega de espesor 4 cm.
Con esto las baldosas van adheridas al suelo natural, una subbase o sobre hormigón.
La dosificación del mortero de pega que se recomienda es 1:1/4:3 (cemento : cal : arena) en volumen. La cal se emplea para aumentar la retentividad.
Al momento de la colocación de las baldosas sobre el mortero de pega, estas deben estar en estado de equilibrio con el ambiente y presentar un aspecto seco. Su superficie de contacto con el mortero deberá haber sido humedecida, pero, en ningún caso, debe existir agua superficial en ella.
Las baldosas se colocan a mano, adosándolas con sus vecinas y asentándolas sobre el mortero fresco con golpes suaves de un mazo de madera, hasta que alcancen el nivel correspondiente. Es importante que se logre un completo contacto entre la cara de la baldosa y el mortero, con el objeto de obtener una buena adherencia y un apoyo estable y uniforme.
La colocación se realizará estrictamente respetando los niveles y pendientes del proyecto, considerando las tolerancias permitidas. Para ello es conveniente el uso de lienzas y estacas delgadas de madera, afianzadas en el sustrato de apoyo, para que queden debidamente niveladas. Es conveniente que el avance se haga por hileras transversales a la mayor longitud a cubrir.
Al día siguiente de colocadas las baldosas, se deben rellenar las juntas, esparciendo sobre la superficie una lechada dosificada de 1 kg de cemento por cada 4 litros de agua y pigmentos o tierra de color, cuando corresponda. Pasadas 3 o 4 horas se procede a lavar y escobillar la superficie para eliminar los restos de lechada.
Una vez terminado el proceso de colocación, se debe cubrir la superficie con polietileno o arena húmeda para asegurar un fraguado normal del mortero y de la lechada. El ambiente húmedo de la superficie debiera mantenerse por 5 días como mínimo. Esto es especialmente importante en tiempo caluroso y seco.
Para la puesta en servicio, deben estar completadas las operaciones de pegado y sellado de juntas. Para vías peatonales, la puesta en servicio no se efectúa antes de 5 días después de terminada la colocación. Cuando el pavimento soporte cargas vehiculares, la puesta en servicio se hace a los 14 días.
2.6.2 PISOS INDUSTRIALES
Los pisos industriales son un tipo especial de pavimentos pues las solicitaciones a los que están expuestos son especiales.
FACTORES A CONSIDERAR
A) Solicitaciones generales
B) Tipos de losas
C) Planeidad y nivelación
D) Construcción
E) Juntas
A) SOLICITACIONES GENERALES
Entre los requisitos que normalmente se les hace a los pisos industriales están:
Resistir las cargas vehiculares: el daño más importante lo provocan las grúas horquilla pues tienen ruedas de pequeño diámetro, muchas veces metálicas o duras, por lo que someten al pavimento a esfuerzos concentrados que lo desgastan en cualquier desnivel. El daño es mayor en las juntas.
Resistir cargas concentradas: constituidas por corridas de estanterías (racks). Para facilitar las operaciones y no disminuir la capacidad de almacenamiento, estos estantes tienen apoyos pequeños y son cada vez más altos, lo que crea alta concentración de los esfuerzos.
En algunos casos de industria alimenticia, las losas deben estar en condiciones de resistir muy bajas temperaturas.
Resistir adecuadamente el ataque químico propio de las operaciones de la industria (productos lácteos, procesamiento de frutas, faenadores de carne, industria del vino y otras).
En algunos casos es importante que el piso tenga características sanitarias o estériles.
Aumentar la distancia entre juntas para mejorar la funcionalidad del pavimento, facilitar el movimiento de las grúas horquilla sin peligros de que se caigan cargas altas, y aumentar la durabilidad.
Facilidad de limpieza y mantención.
Las exigencias de horizontalidad y planeidad son muy superiores a las de los pavimentos normales. Esto favorece un desplazamiento rápido y seguro de grúas horquillas y equipos robotizados, aumenta la resistencia al desgaste y facilita la limpieza.
B) TIPOS DE LOSAS
Las juntas constituyen una zona débil y que dificulta la operación. Los tipos de losas, que se muestran en Tabla 2.15, se diferencian principalmente en el espaciamiento entre juntas.
TABLA 2.15
TIPOS DE LOSAS DE PISOS INDUSTRIALES
Fuente: H. Zabaleta. “Tecnología de la construcción en hormigón”.
C) PLANEIDAD Y NIVELACIÓN
Los requisitos de planeidad y nivelación de los pisos industriales son mucho más exigentes que lo especificado para otro tipo de pavimentos. Ello ha llevado al desarrollo de un sistema designado como el de los números F, el que incluye dos índices:
FF : índice de planeidad (flatness)
FL : índice de nivelación u horizontalidad (levelness)
Para la determinación de los índices se utiliza un perfilómetro con el que se recorre el piso. El índice de planeidad (FF) se determina en base a mediciones cada 30 cm y el índice de horizontalidad en base a mediciones cada 3 metros.
En Figura 2.12 se muestra una representación de los índices FF y FL.
FIGURA 2.12
NÚMEROS F
Fuente: Díaz, Ebensperger, Videla. “Experiencia chilena en construcción de grandes pisos superplanos postensados”.
Mientras más plana y nivelada esté la superficie, mayores serán los números F respectivos. Una clasificación se muestra en Tabla 2.16.
Fuente: H. Zabaleta. “Tecnología de la construcción en hormigón”.
D) CONSTRUCCIÓN
En general los pisos industriales tienen resistencias altas, como mínimo se emplean hormigones G25 (H30 aproximadamente). El tamaño máximo habitual es 20 mm y el asentamiento es de 10 a 12 cm.
Las fibras metálicas o de polipropileno se agregan para aumentar la resistencia a tracción y al impacto y para disminuir la fisuración. Tienen el inconveniente de que dificultan las faenas de terminación.
Dado que el desgaste superficial es uno de los requisitos más importantes, es frecuente el empleo de endurecedores superficiales, los que también sirven para dar color al pavimento.
La colocación se efectúa en fajas de no más de 4 m de ancho para facilitar la terminación.
Los moldes laterales preferentemente deben ser de madera para facilitar los ajustes.
La compactación se realiza con cercha vibradora, vibradores de inmersión o ambos.
Para la terminación, primero se utiliza una regla recta que es operada desde ambos extremos para enrasar la superficie luego del paso de la cercha.
A continuación, se emplea el platacho de mango largo (bull float); se recomienda no emplear los equipos de magnesio pues tiende a sellar la superficie, no dejando que el agua de exudación ascienda a la superficie.
Terminada la operación anterior, se espera que termine la exudación del hormigón. Una vez terminada se colocan los endurecedores superficiales, si corresponde.
Cuando el hormigón tiene la resistencia suficiente se aplica el platachado mecánico (helicóptero) primero con tapa y luego con las aspas normales.
Paralelamente a la terminación de la superficie se procede a dar una terminación redondeada a los bordes. Para ello se utiliza una herramienta metálica ad hoc para lograr una mejor terminación en el sector donde posteriormente se ubicarán las juntas.
JUNTAS
Corte en el hormigón endurecido: La profundidad del corte es de 1/4 a 1/3 del espesor de la losa. No hay un momento definido para realizar el corte, pues depende del hormigón, del uso de aditivos y, principalmente, de las condiciones ambientales. Si el corte se realiza muy luego, el corte desgrana los bordes de la junta; si es tardío se puede producir la grieta al azar antes del corte.
Corte en el hormigón fresco (soft-cut): La profundidad se puede limitar a 2 a 3 cm. El corte se realiza apenas la máquina no deje huellas en el hormigón. La máquina ejerce presión sobre los bordes del corte, evitando que la junta se desgrane.
Posteriormente, bajo el corte se forma una grieta que cubre todo el espesor de la losa, como se ve en Figura 2.13.
El pavimento debe aislarse de las singularidades, por ejemplo, pilares, ya que se mueven o deforman de manera diferente, lo que tiende a agrietar el pavimento.
Son las juntas de aislación, como se muestra en Figura 2.14.
FIGURA 2.13
GRIETA BAJO EL CORTE
Fuente: Holcim. Diagnóstico de problemas en el hormigón.
FIGURA 2.14
JUNTAS DE AISLACIÓN
Fuente: Propia