3.7 Hormigonado
Para los fines de este manual el hormigonado incluye todas las operaciones necesarias para colocar el hormigón de manera de obtener un producto homogéneo, monolítico, de buen aspecto y que satisfaga los planos y las especificaciones.
TEMAS TRATADOS:
3.7.1 Preparación previa a la colocación
3.7.2 Colocación del hormigón
3.7.1. PREPARACIÓN PREVIA A LA COLOCACIÓN
Comprende los trabajos que se realizan antes de la colocación del hormigón.
FACTORES A CONSIDERAR
A) Planificación del hormigonado
B) Preparación de la superficie a recubrir
C) Colocación de moldajes, armaduras e insertos
D) Otras acciones
A) PLANIFICACIÓN DEL HORMIGONADO
La planificación del hormigonado incluye la definición de las etapas de colocación y de los recursos necesarios.
A.1. Etapas de colocación
Las etapas quedan definidas por:
Superficies de proyecto
Juntas de proyecto (separaciones entre secciones de una estructura para dilatación, contracción y otras)
Terreno natural
Superficies terminales
Juntas de hormigonado (denominadas también de construcción). La ubicación de las juntas:
Depende de la capacidad de hormigonado disponible
Debe corresponder a la especificada en el proyecto o a buenas prácticas estructurales
Se debe estudiar una secuencia posible
A.2. Recursos
Mano de obra
Diseñar cuadrillas y cantidad de ellas.
Equipos
Deben ser adecuados y en cantidad suficiente. Con equipos de reemplazo para los estratégicos.
Materiales
En cantidad suficiente (ingredientes del hormigón, protecciones, moldajes y otros).
B) PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE A RECUBRIR
La superficie que va a recibir el hormigón puede ser el suelo u hormigón colocado previamente.
B.1. Terreno natural o relleno
En Tabla 3.27 se presenta algunas recomendaciones a considerar.
TABLA 3.27
HORMIGONADO SOBRE TERRENO NATURAL O RELLENO
B.2. Hormigón colocado en etapas anteriores (juntas de hormigonado)
Toda junta de construcción, prevista o imprevista, debe tratarse adecuadamente, ya que una ejecución inadecuada genera puntos débiles que rompen el monolitismo de la estructura, dejándola vulnerable a ataques químicos, filtraciones y especialmente esfuerzos sísmicos.
La efectividad de una junta depende principalmente del estado de la superficie de contacto (debe estar sin lechada superficial, ya que ésta genera una superficie porosa y débil, limpia, sin agregado suelto y con bordes o esquinas del hormigón no quebrados), de la forma de terminar y continuar el hormigonado, y del tiempo entre etapas, siendo mejor la adherencia mientras menor sea el tiempo.
Para la eliminación de la lechada superficial se puede seguir varios procedimientos según se trate de hormigón fresco u hormigón endurecido.
Eliminación de la lechada de hormigón fresco
Debe efectuarse en el tiempo adecuado, ni demasiado temprano (para no remover más material del necesario), ni demasiado tarde (no se puede sacar toda la lechada necesaria). Generalmente se efectúa entre 4 – 12 horas después de la colocación. (El tiempo varía si el hormigón tiene retardador y la temperatura ambiente). En todo caso no debe dañar el hormigón. Se puede realizar mediante:
Lavado (o cepillado) de la superficie.
Si la superficie está relativamente débil, se puede eliminar la capa superficial también mediante cepillo de alambre, seguido por un lavado. Si la superficie está más rígida hay que aplicar lavado del hormigón por medio de chorro de agua y aire a presión (o agua a alta presión), hasta eliminar la capa superficial de mortero en aproximadamente 0,5 cm, dejando a la vista partículas de unos 5 mm. El lavado se debe continuar hasta que el agua escurra limpia.
La superficie debe mantenerse con un curado húmedo, sin formación de pozas de agua, hasta la aplicación de la nueva capa de hormigón.
Si el hormigonado se reiniciará después de finalizado el período de curado, la superficie debe mantenerse saturada hasta unas 12 horas antes de proseguir con éste.
Tratamiento mediante retardador superficial
El retardador se aplica sobre el moldaje (si corresponde) o sobre la superficie de hormigón, mediante brocha, rodillo o pulverizado, en forma pareja en toda su extensión, apenas se termine la colocación. Luego se elimina, por medio de lavado con agua o aire a presión, todo el mortero superficial no endurecido por efecto del retardador.
Eliminación de la lechada en hormigón endurecido
Eliminación de capa superficial.
Se retira una película superficial de aproximadamente 0,5 cm dejando a la vista partículas de tamaño cercano a 5 mm. Esto se puede lograr mediante chorro de agua a alta presión o con arenado húmedo con el consiguiente lavado superficial.
Después de la limpieza, la superficie se debe mantener saturada, hasta unas 12 horas antes de proseguir el hormigonado.
Desbastado mecánico
Se demuele superficialmente el hormigón, eliminando una película de 1 – 2 cm, sin dañar el hormigón base. Se procede a limpiar con agua (y aire) a presión, para eliminar el material suelto.
Método no recomendable (en general no abarca el total de la superficie y puede además dañar el hormigón).
Cuando se requiera mayor monolitismo y en particular cuando la junta fue imprevista y se materializó en un lugar inadecuado, es recomendable el empleo de un puente de adherencia epóxico, ya sea pintura o mortero epoxi.
Para ello, primero se saca la lechada superficial por cualquiera de los métodos vistos y se espera a que la superficie se seque, lo que se puede acelerar mediante aire, y entonces se aplica el material epóxico.
El hormigonado debe continuar antes de que el producto pierda sus características adherentes.
Al continuar el hormigonado la superficie tratada debe estar limpia y en estado saturado superficialmente seco.
De ser posible, se debe colocar primero una capa de mortero o un hormigón más arenoso para recibir al nuevo hormigón. La compactación debe incluir ambas capas.
Si en obra se produce una junta de hormigonado imprevista (por eventuales o insubsanables desperfectos en maquinarias, equipos o cambios no previsibles en el clima), se debe dar aviso al proyectista, registrar su ubicación y motivo de interrupción en el libro de obras, y seguir las recomendaciones expuestas.
C) COLOCACIÓN DE MOLDAJES, ARMADURAS E INSERTOS
C.1. Recomendaciones de ejecución
Se debe verificar que sus posiciones, espaciamiento, formas, grado y dimensiones se ajusten estrictamente a los planos.
Verificar ángulos de doblado y longitudes de empalmes o anclajes.
Deben estar limpios, libres de aceite, óxidos y otros. Para verificar en forma práctica la tolerancia de oxidación en las armaduras, se procede a escobillarlas, si se observa desprendimiento de óxido hay que eliminarlo.
Los moldajes se deben colocar una vez que tengan el desmoldante aplicado (para no contaminar al refuerzo, hormigón colocado previamente y otros).
Para evitar interferencias en el tratamiento de las juntas de hormigonado, es preferible retirar los moldajes laterales que sobresalgan.
C.2. Tolerancias
En Tabla 3.28 se presenta las tolerancias normalmente aceptadas.
TABLA 3.28
TOLERANCIAS
D) OTRAS ACCIONES.
Se debe verificar que instalaciones como: electricidad, alcantarillado, agua potable, cable, teléfono, calefacción, gas, etc., hayan sido colocadas e inspeccionadas.
Se cuenta con los equipos suficientes en buen estado y que existen los repuestos necesarios.
Se debe efectuar una limpieza final con agua y/o aire a presión hasta eliminar toda la suciedad y desperdicios que se puede haber acumulado.
Todas las superficies en contacto con el hormigón deben estar húmedas, sin agua apozada, para evitar que absorban el agua de amasado.
Si hay agua apozada, hay que retirarla mediante: soplado de aire a presión o barrido.
3.7.2. COLOCACIÓN DEL HORMIGÓN
Comprende todas las acciones efectuadas desde la llegada al punto de recepción hasta el vaciado en el elemento a hormigonar.
FACTORES A CONSIDERAR
A Generalidades
B Docilidad (trabajabilidad)
C Espesor de las capas
D Altura máxima de vaciado
E Temperaturas de colocación
F Procedimientos y recomendaciones de colocación
A. GENERALIDADES
La norma NCh170 indica que la colocación se debe realizar con los equipos adecuados y mediante los procedimientos necesarios para:
Mantener la homogeneidad y evitar la segregación
Asegurar la continuidad de los elementos estructurales
Mantener las dimensiones y la forma geométrica de los elementos
Evitar desplazamientos y/o deformaciones de las armaduras u otros elementos embebidos
Evitar contaminación con materiales extraños que alteren las propiedades del hormigón
Evitar que las condiciones del sitio de colocación afecten negativamente las propiedades del hormigón
Colocar el hormigón sobre terreno no congelado y sin hielo superficial
En el mismo elemento no se deben mezclar hormigones frescos confeccionados con distintos cementos.
Para colocación en casos especiales, como hormigonado en tiempo frío o tiempo caluroso, ver 3.14 Temas Especiales.
B. DOCILIDAD (TRABAJABILIDAD)
La docilidad debe definirse de acuerdo al sistema de colocación, a los equipos de compactación disponibles y a las características del elemento a hormigonar.
C. ESPESOR DE LAS CAPAS
El hormigón se debe colocar en capas horizontales, tal que el vibrador de inmersión penetre la capa de hormigón subyacente, para lo cual se recomienda guardar la siguiente regla de espesor de capa:
Espesor máximo de la capa: longitud de la botella del vibrador menos 10 cm.
D. ALTURA MÁXIMA DE VACIADO
La altura de caída libre del hormigón debe ser compatible con el tipo de hormigón empleado, la geometría del elemento a hormigonar, la disposición de armaduras y el procedimiento de colocación del hormigón.
Se debe asegurar un correcto llenado de modo que no se generen nidos superficiales, visibles u ocultos en los 20 cm inferiores del elemento hormigonado.
En el caso que no se cuente con un procedimiento que asegure lo indicado en el párrafo anterior, la altura máxima de vaciado del hormigón permitida en la construcción de elementos verticales es la que se indica en Tabla 3.29.
TABLA 3.29
ALTURA MÁXIMA DE VACIADO
Fuente: ICH. ET 002-05
E. TEMPERATURA DE COLOCACIÓN
La norma NCh170 indica que al momento de la colocación del hormigón se deben cumplir las siguientes condiciones de temperatura.
a) La temperatura del hormigón debe ser menor o igual que 35 ºC.
b) La temperatura del hormigón debe ser mayor o igual que 5 ºC
F. PROCEDIMIENTOS Y RECOMENDACIONES DE COLOCACIÓN
Un buen proceso de colocación debe evitar que se produzca segregación.
Se debe planificar la operación de hormigonado de modo que no se produzcan interrupciones excesivas en la faena, o acumulación de hormigón.
Los equipos de compactación y la mano de obra se deben dimensionar según sea el volumen de hormigón y velocidad de hormigonado.
Si la faena de hormigonado es nocturna, asegúrese que los sistemas de iluminación no sólo eviten un trabajo riesgoso, sino que también permitan ver todo el sitio de colocación.
El hormigón se debe colocar en capas horizontales de espesor compatible con el equipo de compactación. Deben colocarse lo más niveladas posible de manera de evitar que el vibrador de hormigón se emplee para mover el hormigón. Se puede depositar en pequeños montones. Los montones grandes favorecen la segregación (Figura 3.29).
FIGURA 3.29
COLOCACIÓN DEL HORMIGÓN
Fuente: Propia
En losas, descargar el hormigón sobre hormigón ya depositado. Descargar el hormigón más allá del que está depositado causa segregación, como se ve en Figura 3.30.
FIGURA 3.30
COLOCACIÓN EN LOSAS
Fuente: ACI 304R-00 (Re aprobada 2009)
Cuando se utiliza una ventana en el moldaje para llenar una pared profunda o curva, lo recomendable es que el hormigón llene la estructura por rebalse. Adyacente a la abertura del moldaje se coloca un recipiente que recibe en caída vertical al hormigón, lo detiene y después fluye sin segregación dentro del moldaje.
En caso contrario, se permite que una corriente de hormigón entre en el moldaje a alta velocidad, formando un ángulo de inclinación con la vertical, lo que produce segregación.
Ejemplo de esto se muestra en Figura 3.31 y 3.32.
FIGURA 3.31
LLENADO DE PARED PROFUNDA A TRAVÉS DE ABERTURA
Fuente: ACI 304R-00 (Re aprobada 2009)
FIGURA 3.32
LLENADO DE PARED CURVA A TRAVÉS DE ABERTURA
Fuente: ACI 304R-00 (Re aprobada 2009)
Cuando se hormigona elementos de gran altura se debe permitir una caída vertical sin restricciones. Para esto, el hormigón se descarga a través de embudos (tolvas) y mangas. Se evita la segregación y tanto el moldaje como el acero se conservan limpios hasta quedar cubiertos por el hormigón.
El hormigón debe ser vaciado además en capas delgadas, no mayores a 30 cm, para reducir el aire atrapado y facilitar la compactación, de modo de evitar nidos de piedras.
Cuando no se toman estas precauciones el hormigón golpea las paredes del moldaje y el refuerzo, produciendo variaciones de colores del hormigón y textura superficial pobre. Lo más grave es que se produce segregación, con la formación de nidos de piedras en el fondo.
Esto se muestra en Figura 3.33 y 3.34.
FIGURA 3.33
HORMIGONADO A GRAN ALTURA
Fuente: ACI 304R-00 (Re aprobada 2009)
FIGURA 3.34
HORMIGONADO A GRAN ALTURA.
CARRETILLA
Fuente: ACI 304R-00 (Re aprobada 2009)
Cuando el vaciado sea sobre una superficie inclinada, tanto la colocación como la compactación deben iniciarse siempre en las zonas de menor cota, para evitar segregación y poder compactar sin que deslice, tal como se ve en Figura 3.35.
Un método apropiado es colocar un embudo en el extremo de la canaleta (caída vertical sobre el elemento). Se evita la segregación y se logra que el hormigón permanezca en la pendiente.
Cuando la descarga es directa por el extremo libre de la canaleta hay segregación y la grava se deposita en la base de la pendiente. A causa de la velocidad, el hormigón trata de rodar pendiente abajo. Ver Figura 3.36.
FIGURA 3.35
PLANO INCLINADO
Fuente: Propia
FIGURA 3.36
DESCARGA EN PLANO INCLINADO
Fuente: ACI 304R-00 (Re aprobada 2009)
En elementos de gran volumen y superficie, para evitar juntas frías (juntas de hormigonado), se puede recurrir al hormigonado en peldaños, avanzando en varias capas simultáneamente (capas de 30 a 40 cm) como se indica en Figura 3.37.
FIGURA 3.37
COLOCACIÓN DE HORMIGÓN EN MASA
Fuente: Propia
Si va a llenar elementos verticales (muros, pilares) y horizontales (vigas, losas) en forma simultánea, la capa de contacto entre ambos elementos debe tener el mínimo asentamiento posible.
Además, antes de hormigonar los últimos centímetros se debe esperar el tiempo necesario (dependiendo de la temperatura y características de la mezcla) para que el hormigón del elemento vertical experimente el asentamiento plástico.
Esta situación se logra cuando termina el proceso de exudación. En todo caso, el hormigón deberá poder compactarse, lo cual se verifica cuando el vibrador puede penetrar la capa de contacto por su propio peso. Ver Figura 3.38.
FIGURA 3.38
ASENTAMIENTO PLÁSTICO
Fuente: Propia