3.5 Fabricación del Hormigón
Comprende todas las actividades relacionadas con la preparación de hormigones en obra, e incluye: medición de materiales, carguío y amasado en la hormigonera y descarga del hormigón.
TEMAS TRATADOS:
3.5.1 Medición de los materiales
3.5.2 Mezclado
3.5.3 Determinación de la uniformidad
3.5.4 Recomendaciones
3.5.1. MEDICIÓN DE LOS MATERIALES
Los objetivos básicos de una adecuada medición de los materiales son respetar la dosificación estudiada para el hormigón y lograr uniformidad de las amasadas.
A) MEDICIÓN EN VOLUMEN
La medición en volumen es la más empleada para confeccionar hormigones en obra; sin embargo, la imprecisión de los volúmenes acarrea una fuerte variabilidad.
Según la norma NCh170, la medición en volumen de amasadas individuales se puede emplear sólo en hormigones G17 o inferiores (aproximadamente H20 o inferiores) siempre que:
El cemento sea medido en sacos completos o medios sacos. En caso de emplear medios sacos, lo recomendable es estimar el primer medio saco y usar el resto de ese saco en la amasada siguiente.
Se disponga de equipos que midan con una tolerancia de ± 5% el volumen equivalente a la masa especificada en la dosificación.
Se haya determinado la equivalencia a la dosificación en masa.
Se corrija por esponjamiento el volumen de los áridos.
La dosificación, el método de fabricación y control del hormigón se encuentren estipulados en las especificaciones del proyecto.
B) MEDICIÓN EN PESO
Los materiales se deben medir en masa, salvo el agua y los aditivos que se pueden medir en volumen.
Los equipos de medición deben calibrarse periódicamente.
Las tolerancias en la medición son las que se indican en Tabla 3.25.
TABLA 3.25
TOLERANCIAS PARA LA MEDICIÓN DE LOS MATERIALES.
3.5.2 MEZCLADO
A) TIPOS DE BETONERAS.
Según la posición del eje en torno al cual giran, las betoneras pueden ser:
de eje horizontal
de eje inclinado
de eje vertical
Las hormigoneras de eje horizontal se cargan por detrás y la descarga se realiza por cambio del sentido de giro.
Las betoneras de eje inclinado se cargan por la boca. Las más chicas descargan inclinando el equipo; las más grandes descargan por cambio del sentido de giro.
Las betoneras de eje vertical se emplean en la confección de hormigones muy secos, comunes en muchos elementos prefabricados, ya que las otras no son capaces de conseguir una mezcla homogénea. Se cargan por la zona superior y la descarga se realiza por la apertura de una compuerta en la zona inferior.
La velocidad de giro ideal depende de las dimensiones y del sentido del eje.
Para las betoneras de eje horizontal o inclinado se tiene que DN2 = 350 – 450 y para las betoneras de eje vertical DN2 = 200 – 250. En esas relaciones, D es el diámetro del tambor en metros y N es la velocidad en rpm.
Ver Figuras 3.15 y 3.16
FIGURA 3.15
BETONERAS EJE HORIZONTAL Y EJE INCLINADO
Fuente: Catálogo Lemaco
FIGURA 3.16
BETONERA DE EJE VERTICAL
Fuente: Catálogo Liebherr
B) ORDEN DE CARGUÍO Y TIEMPO DE MEZCLADO.
En general, el mejor mezclado se logra agregando los materiales en el siguiente orden:
3/4 partes del agua a emplear
Todo el árido grueso (grava y/o gravilla)
Toda la arena
Todo el cemento
Los aditivos
El resto del agua necesaria para lograr el asentamiento de consigna
Se permite el ajuste de la docilidad mediante la adición de agua o aditivos. El ajuste con agua se puede realizar una sola vez, en el momento previo al inicio de la descarga. En el caso de ajustar mediante aditivos, el diseñador de la dosificación debe indicar el tipo, dosis y modo de empleo del producto.
El tiempo de mezclado debe ser tal que asegure la homogeneidad del hormigón.
Un tiempo de mezclado insuficiente afecta negativamente todas las propiedades. Puede quedar cemento que no participa de la mezcla. Si hubiera aditivos, estos necesitan tiempo para dispersarse en la masa del hormigón, en particular si se considera el pequeño volumen en que se emplean.
Un tiempo de mezclado excesivo produce segregación ya que el mortero del hormigón se empieza a adherir a las paredes del tambor o a las aspas. También puede aumentar la temperatura del hormigón y cambiar la granulometría de los áridos especialmente si estos son livianos.
3.5.3 DETERMINACIÓN DE LA UNIFORMIDAD
Cualquiera que sea el equipo empleado en el mezclado, es esencial que se produzca un suficiente intercambio de los materiales dentro de las diferentes partes de la cámara de mezclado de manera de producir un hormigón uniforme.
La eficiencia del mezclado puede ser medida mediante la variabilidad que presentan distintas fracciones de la mezcla.
La norma NCh170 indica que, en general, la efectividad del equipo mezclador se debe verificar determinando la uniformidad según NCh1789.
El ensayo se debe realizar al menos:
Al instalar un equipo de producción de hormigón
Cuando se modifiquen los procedimientos de mezclado
Cuando se aprecie visualmente una uniformidad deficiente durante la descarga
Una vez al año para cada equipo de mezclado
Para esta determinación se toman muestras del primer y tercer tercio de la amasada, cada una con un volumen mayor a 60 litros. Cada muestra se somete a 6 ensayos. Estos ensayos y las diferencias máximas de ambos se muestran en Tabla 3.26.
El hormigón de una misma amasada debe cumplir a lo menos con cuatro de los cinco primeros requisitos que se indican en la tabla que antecede.
El hormigón con aire incorporado debe cumplir, además, con el requisito 6.
TABLA 3.26
REQUISITOS DE UNIFORMIDAD DEL HORMIGÓN FRESCO DE UNA AMASADA
Fuente: NCh1789.Of86
El porcentaje de grava presente en las muestras se determina por tamizado bajo agua a presión.
La densidad del mortero del hormigón que se analiza es función de la densidad aparente del hormigón fresco, del porcentaje de grava, de la densidad real de la grava saturada superficie seca y del contenido de aire.
3.5.4 RECOMENDACIONES
La meta de todos los procedimientos de medición y amasado es producir un hormigón uniforme que posea las características requeridas.
A) EQUIPOS
En particular las betoneras de eje horizontal y de eje vertical deben funcionar debidamente niveladas por lo que deben tener buenas fundaciones.
Se deben ubicar en lugares y posiciones adecuadas para que el hormigón no se contamine. (Por ejemplo, contra el viento dominante).
La betonera debe limpiarse cada vez que haya una detención de funcionamiento de aproximadamente 1 hora y, al menos, diariamente. Para ello basta colocar árido grueso y exceso de agua y hacer funcionar la betonera y luego de un tiempo vaciar el contenido. Repetir el proceso hasta que el agua salga limpia.
Las betoneras deben tener un programa de mantención mecánica (revisión de paletas u otras piezas sometidas a desgaste). No se debe aceptar desgaste de piezas mayor a un 10% de la medida original.
También debe verificarse que los implementos eléctricos están en perfecto estado. Esto es particularmente importante si se considera que se trabaja en ambiente húmedo.
Los equipos de pesaje deben ser de buena calidad, sometidos a revisión y calibración periódica. Es recomendable calibrar los equipos volumétricos, aun cuando sean nuevos.
B) MATERIALES
No acopiar un exceso de sacos de cemento cerca de la betonera.
Si se emplea tambores para el agua, vaciarlos periódicamente, al menos una vez a la semana.
Evitar la segregación de los áridos en el momento de introducirlos a la hormigonera y no contaminarlos con polvo.
Mantener los envases de aditivos cerrados.
C) DEL PROCESO
No se debe exceder la capacidad de carga de la hormigonera.
El pesaje debe ser preciso con las proporciones requeridas.
Si la medición de los áridos es en carretillas, hay que considerar que 90 litros de grava pesan aproximadamente 150 kg para no exigir sobreesfuerzos a los operarios.
Se debe seguir una secuencia apropiada de carguío a la betonera.
El tiempo de amasado y la velocidad de giro deben ser los adecuados.
La descarga debe ser sin restricciones de flujo y con dirección de caída vertical (para evitar segregación).