Tecnología del Hormigón para su Empleo en Pequeñas Obras

Diseño, Elaboración y Control de
Mezclas de Hormigón
Ing. Diego Calo
DIRECCIÓN NACIONAL DE VIALIDAD
San Miguel de Tucumán, 30 de Septiembre y 1 de Octubre de 2014
2
Temario:
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
3
Tecnología de Alto Rendimiento
Implicancias:
• Producción continua y de
grandes volúmenes.
• Alto consumo de materiales.
• Se transporta en camiones
volcadores.
• Encofrados Deslizantes
Clave: Uniformidad en
las Propiedades de la Mezcla
y en la Velocidad de Colocación.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Consumos estimados para producir
125 m3/hora
Componente
Fórmula
Tipo
Consumo
diario
 Cemento
 350Kg
 350 t/día
 Agua
 150 l
 150 m3/día
 Arena
 650 Kg
 650 t/día
 Piedra 6-20
 550 Kg
 Piedra 20-38
 700 Kg
2000
 550
t/día
toneladas
det/día
áridos
 700
 Plastificante
 1,14 Kg
 1400 kg/día
 Incorporador
 0,114 Kg
 140 kg/día
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
4
5
Filosofía para asegurar la Calidad
• Para el logro de los objetivos se debe establecer un proceso
controlado:
• El sistema debe permitir:
– Cumplir las especificaciones técnicas
– Mantener en el tiempo la uniformidad de las propiedades
y la calidad del pavimento.
La experiencia indica claramente que es necesario actuar
en forma preventiva dado que la TAR no nos permite
esperar 7 días para detectar tendencias
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Especificación de Resistencia
P.E.T.G. Ed. ´98 D.N.V.
A.I.4 FÓRMULA PARA LA MEZCLA
d) La resistencia a la compresión será tal que permita alcanzar
la exigencia establecida en A.I.6 d) y la Resistencia media a la Rotura
por Flexión correspondiente a la fórmula de obra será de 45 kg/cm2
como mínimo, según norma IRAM 1547 o la que se establezca en la
especificación particular.
A.I.6 CARACTERÍSTICAS Y CALIDAD DEL HORMIGÓN
d) Resistencia cilíndrica de rotura a compresión a la edad de 28 días.
El control de resistencia se realizará mediante el ensayo de
testigos cilíndricos extraídos de la calzada terminada, acondicionados
y ensayados según la norma IRAM 1551.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
6
Especificación de Resistencia
P.E.T.G. Ed. ´98 D.N.V. (II)
A.I.6 CARACTERÍSTICAS Y CALIDAD DEL HORMIGÓN
d) Resistencia cilíndrica de rotura a compresión a la edad de 28 días.
La resistencia a compresión del Hº, corregida por esbeltez,
para cada testigo será mayor o igual 315 kg/cm2 con la tolerancia
indicada en A.I: 9.5.3
A.I.9.5.3 RESISTENCIA DEL Hº de la CALZADA TERMINADA
i) Para cada zona se deberán cumplir las siguientes exigencias:
La resistencia de los testigos a la compresión, corregida por
esbeltez, será mayor o igual a la resistencia en A.I.6, admitiéndose
hasta un 10% de testigos por debajo de este valor (valores
defectuosos).
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
7
Resistencia de Diseño para la mezcla
El PETG exige una resistencia media a Flexión y establece un valor
mínimo en testigos aceptando un 10% de valores defectuosos por
zona.
Por otro lado, durante el diseño del pavimento se adopta un
Módulo Resistente a la Flexión (MRF) a 28 días.
La mezcla de hormigón se diseña a partir de una resistencia media
a la compresión objetivo determinada en probetas cilíndricas.
Asimismo, el control de producción se realiza a través del ensayo
de probetas moldeadas.
Necesitamos estimar en forma adecuada la resistencia media
cilíndrica que cumpla los requisitos de flexión y garantice superar la
mínima para los testigos calados.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
8
9
Estimación de la resistencia cilíndrica de
diseño a partir del MRF
Según la PCA:
MRF = k (f’cm)½ donde k medio es de:
0,7 para canto rodado
y de 0,8 para piedra partida
Podemos estimar entonces la resistencia de diseño a la
compresión (f’cm) para el hormigón como sigue:
f’cm = ( MRF / k) 2
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Estimación de la resistencia cilíndrica de
diseño: Ejemplo de cálculo (MRF)
10
Adoptando un k medio de 0,75 y 4,5 MPa
obtendremos: f’cm = (4,5 / 0,75)2 = 36 MPa
En forma análoga, si se asume que:
MRF  0,12 a 0,14 x f´cm
adoptando el valor medio 0,13; tendremos que:
f’cm = (4,5 / 0,13 ) = 34,6 MPa
Ambos criterios son más o menos coincidentes y se
puede concluir que con una f´cm de 36 MPa
cumpliríamos el requisito a flexión.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Resistencia media esperable sobre testigos
calados del pavimento
La compactación eficaz
sumada a un eficiente
método de curado
permiten alcanzar
resistencias efectivas
elevadas en el hormigón
de pavimento, poco
menores (hasta un 10 %),
y algunas veces hasta
comparables a las
determinadas sobre
probetas moldeadas.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
11
Resistencia a compresión 28 días [kg/cm 2]
500
450
Resistencia media esperable
sobre
testigos
testigos calados del pavimento
probetas
400
350
300
250
01-Ene
15-Ene
29-Ene
12-Feb
26-Feb
Fecha de colocación
media
Testigos
356
Probetas
382
Relación
Test / prob
desvio
27,2
27,1
0,93
C.V.
0,08
0,07
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
12
Estimación de la resistencia cilíndrica de
diseño: Ejemplo de cálculo (Testigos)
Además del MRF, por otro lado debemos cumplir:
f’mín test = 315 kg/cm2  31 MPa
Con un riesgo del 10% y un C.V. de 0,10; tendremos:
(universo) f´cm test = 31 + 1,28 x 3,1
(por zona) f´cm test = 31 + 1,319x 3,1
 35 MPa
Si estimamos que:
f test  0,90 f´cm (probetas)
Obtenemos una resistencia media objetivo en probetas:
f’cm = 39 MPa
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
13
14
Resistencia cilíndrica media adoptada
• Tomamos el mayor de ambos valores, es decir 39 MPa.
• Se debe tener en cuenta que en producción sería esperable obtener
valores algo menores respecto de los constatados en la etapa de
diseño en laboratorio, por otro lado la dispersión de resultados será
algo mayor.
• Con un control de Calidad adecuado, es razonable establecer ésta
“pérdida” de resistencia entre 5 y 10%. Por lo cual deberemos mayorar
nuestra media objetivo en el diseño de la mezcla, como sigue:
f’cm (lab) = f’cm (prod) / 1,075 = 42 MPa
Se adopta entonces una media objetivo para la etapa de diseño en
laboratorio de 42 MPa.
Siendo esperable tener en producción unos 39 MPa.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
15
Resistencia de diseño:
De acuerdo al presente análisis se encuentra que sería
necesario tener:
Probetas en laboratorio: f´cm = 42 Mpa
Probetas en producción: f´cm = 39 Mpa
Con ello se cumpliría satisfactoriamente:
f´mín test = 315 kg/cm2 - PETG DNV Ed. 1998
Con se cumpliría con cierta holgura (p/ agreg. Triturados):
MRF media = 45 kg/cm2 PETG DNV Ed. 1998
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
16
Proceso de diseño de la mezcla
• Datos de la obra (f´cm, As., T.M., tipo de transp.,
etc.)
• Caracterización de los materiales componentes
• Aplicación de un método racional para el diseño
de mezclas (Método ICPA)
• Verificación y ajuste en pastones de prueba
(laboratorio)
• Ajuste en escala de obra
Implementación de Control de Calidad para verificar el
cumplimiento de los supuestos durante el diseño.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
17
Diseño Racional de Mezclas de
Hormigón
Método ICPA
INSTITUTO DEL
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
CEMENTO
18
Métodos de Diseño: Introducción
• El diseño de una mezcla es un proceso que
consiste en tres pasos interrelacionados:
– Selección de los constituyentes del hormigón.
– Determinación de sus cantidades relativas para producir
un hormigón de las características apropiadas y lo más
económicamente posible.
– Ajuste de las cantidades estimadas mediante su ensayo
en pastones de prueba.
La mayoría de los métodos están orientados a
obtener cierta resistencia a la compresión y una
determinada consistencia, aunque muchas otras
propiedades del hormigón son importantes.
INSTITUTO DEL
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
CEMENTO
19
Requisitos de una Mezcla de Hormigón
• Un diseño de mezcla será satisfactorio si se cumple
simultáneamente:
– Trabajabilidad apropiada
– Resistencia adecuada
– Economía
En general, la mezcla más económica será aquella con
menor contenido de cemento sin sacrificar la calidad
del hormigón.
Entonces, si asociamos la “calidad” a la relación
agua/cemento, es evidente que debemos reducir la
demanda de agua de la mezcla, manteniendo la calidad.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
20
Trabajabilidad
• El hormigón debe reunir la trabajabilidad, la
resistencia mecánica, y la durabilidad
adecuadas.
• Un Hº de clase resistente adecuada pero con
trabajabilidad deficiente puede generar
pérdidas importantes en la resistencia y la
durabilidad del pavimento.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
21
Resistencia
• Por ser un material estructural, la resistencia debe
cumplir los requisitos establecidos en el Pliego y en
la etapa previa de diseño.
• En general se especifica una resistencia
característica.
• La resistencia media debe ser mayor que la
resistencia especificada para contemplar la
variabilidad inherente a la producción del hormigón.
• Esta diferencia será menor cuando se reduce la
variabilidad mediante un Control de Calidad
apropiado.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
22
Definiciones de Resistencia
• RESISTENCIA POTENCIAL
– Es un indicador de la calidad del material
• RESISTENCIA EFECTIVA
– Se determina mediante testigos calados
• VALOR DE UN ENSAYO
– Es el promedio de al menos dos resultados
• RESITENCIA MEDIA (f´cm)
– Es la media aritmética de los valores de ensayo
• RESISTENCIA CARACTERÍSTICA
– Es un valor estadístico; f´ck = f´cm - 1,28 S
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Evolución de la Resistencia
56
115
103
Evolución de la resistencia
del Hº en el104
tiempo (curado húmedo)
90
120
Resistencia a la compresión [%]
140
120
100
80
60
Cemento A
40
Cemento B
20
0
0
20
40
60
80
Edad [días]
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
100
24
Resistencia a la compresión a adoptar
• Se debe tener en cuenta que en producción sería
esperable obtener valores algo menores respecto de los
constatados en la etapa de diseño en laboratorio, por otro
lado la dispersión de resultados será algo mayor.
• Con un control de Calidad adecuado, es razonable
establecer ésta “pérdida” de resistencia entre 5 y 10%. Por
lo cual deberemos mayorar nuestra media objetivo en el
diseño de la mezcla, como sigue:
f’cm (lab) = f’cm (prod) * 1,075
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
25
Economía
• Adoptar el menor asentamiento (mezcla más seca) que
permita, transportar, colocar y compactar el hormigón
adecuadamente con los medios disponibles.
• Elegir el mayor tamaño máximo del agregado, siempre
que sea compatible con el tamaño del elemento, y
limitándolo a 37,5 mm.
• Optimizar la relación entre agregados finos y gruesos.
• Evaluar el costo relativo entre las distintas fracciones.
• Emplear aditivos.
La reducción en el contenido unitario de cemento
tiene otras ventajas adicionales, como una menor
contracción y menor generación de calor.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
26
Proceso de diseño de la mezcla
• Datos de la obra (f´cm, As., T.M., tipo de
transp., etc.)
• Caracterización de los materiales
componentes
• Aplicación de un método racional para el
diseño de mezclas (Método ICPA)
• Verificación y ajuste en pastones de prueba
(laboratorio)
• Ajuste en escala de obra
Implementación de Control de Calidad para verificar
el cumplimiento de los supuestos durante el diseño.
INSTITUTO DEL
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
CEMENTO
27
Limitaciones del Método
• El método ICPA es útil para el diseño de mezclas convencionales y no
puede emplearse para el diseño de hormigones especiales y livianos.
• Permite asegurar la durabilidad bajo las condiciones comunes de
exposición del hormigón, respetando las reglas del arte referidas al
mezclado, transporte, colocación, compactación y curado.
• Como en otros métodos, se deben conocer las propiedades o
características de los materiales componentes, así como las
condiciones particulares de la obra y el equipamiento disponible.
• Las relaciones causa/efecto entre las propiedades de los componentes
y las características del hormigón son muy complejas para
considerarlas a todas en un mismo modelo; por ello, éste selecciona
las más relevantes y establece pautas adicionales que contemplan
estos posibles cambios.
• Siempre se deben verificar los supuestos en pastones de prueba.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
28
Método ICPA para Diseño de Mezclas

Selección de la resistencia de diseño

Elección del asentamiento objetivo

Elección del Cemento a emplear

Contemplar la incorporación de aire

Distribución granulométrica de los agregados:

Seleccionar curva apropiada

Cálculo del módulo de finura
Gráfico mezclas
Mezclas ejemplo

Estimación de la cantidad de agua necesaria
Ábaco 1

Selección de la relación agua cemento
Ábaco 2

Cálculo del contenido unitario de cemento (CUC)

Determinación de las cantidades de agregados por diferencia a
1000 litros de los volúmenes de agua, cemento , y aire.
Planilla

Proporcionamiento de los agregados según la curva adoptada.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
29
Agregados: Integración de mezclas
14 TI SI
IRAM C
R 9 Dyc
R 6 T VIII
Fuller
RN 127
R6 T I
Calafate
IRAM A
RP 39
R 6 T II
Ezeiza
IRAM B
R 9 Rogg
R 6 TVI
Acc. Glaciar
100
90
80
% Pasa
70
60
50
40
30
20
10
0
0,150
0,300
0,600
1,18
2,36
4,75
Tamiz IRAM
9,5
19,0
12,5
25
37,5
50
63
http://www.icpa.org.ar/index.php?IDM=169&alias=Plataforma-del-hormigon
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
30
Abaco 1: Demanda de agua del hormigón en función del
asentamiento y el MF del agregado total
MF
250
3,0
240
3,5
Demanda de agua [l/m3]
230
220
4,0
210
200
4,5
190
5,0
5,5
6,0
6,5
180
170
160
150
140
130
120
110
100
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Asentamiento [cm]
Válido para Canto Rodado, para agregados triturados incrementar la demanda 5-10 %
Con Aditivo plastificante, reducir 5-7 % del agua
Con AII, reducir el agua en 2 a 3 % por cada punto de aire menos uno (AII-1%)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Abaco 2: Resistencia del hormigón en función de la
Resistencia del hormigón a 28 días [MPa]
relación a/c para distintas categorías de cemento
70
CP 30
CP 40
CP 50
60
50
40
30
20
10
0
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Relación agua/cemento
Válido para Canto Rodado; con Piedra Partida, las resistencias aumentan un 20 %.
El aire incorporado (A%) reduce las resistencias en 5 % por cada (A%-1%)
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
31
32
Fórmula de Obra
Componente
Cemento
Agua
Arena Fina natural
Arena de Trituración
Piedra Partida 6-20
Piedra Partida 10-30
0,4%
Plastificante
Incorporador de aire 0,03%
3,5%
Aire
Total
Componente
Cemento
Agua
Arena Fina natural
Arena de Trituración
Piedra Partida 6-20
Piedra Partida 10-30
0,4%
Plastificante
Incorporador de aire 0,03%
3,5%
Aire
Total
Peso seco
[kg/m3]
Densidad
[kg/dm3]
Vol Solido
[kg/m3]
350
145
3,15
1,00
2,64
2,70
2,76
2,74
1,15
1,02
n/c
111
145
1,4
0,105
n/c
0,41
Peso humedo
[kg/m3]
Densidad
[kg/dm3]
Vol Solido
[kg/m3]
350
145
3,15
1,00
2,64
2,70
2,76
2,74
1,15
1,02
n/c
111
145
177
85
248
198
1,22
0,10
35
1000
Vol. Agreg
[dm3]
708
% en vol.
0,250
0,120
0,350
0,280
1,000
1,22
0,10
35
292
Peso seco
[kg/m3]
1,4
0,105
n/c
0,41
Peso SSS
[kg/m3]
Peso SSS
[kg/m3]
Peso humedo
[kg/m3]
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Vol. Agreg
[dm3]
708
% en vol.
0,250
0,120
0,350
0,280
1,000
Fórmula de Obra (II)
Componente
Cemento
Agua
Arena Fina natural
Arena de Trituración
Piedra Partida 6-20
Piedra Partida 10-30
0,4%
Plastificante
Incorporador de aire 0,03%
3,5%
Aire
Total
Componente
Cemento
Agua
Arena Fina natural
Arena de Trituración
Piedra Partida 6-20
Piedra Partida 10-30
0,4%
Plastificante
Incorporador de aire 0,03%
3,5%
Aire
Total
Peso SSS
[kg/m3]
33
Peso seco
[kg/m3]
Densidad
[kg/dm3]
Vol Solido
[kg/m3]
Peso humedo
[kg/m3]
Vol. Agreg
[dm3]
350
145
467
229
684
543
1,4
0,105
n/c
0,41
3,15
1,00
2,64
2,70
2,76
2,74
1,15
1,02
n/c
111
145
177
85
248
198
1,22
0,10
35
1000
Peso seco
[kg/m3]
Densidad
[kg/dm3]
Vol Solido
[kg/m3]
Peso SSS
[kg/m3]
Peso humedo
[kg/m3]
Vol. Agreg
[dm3]
350
145
467
229
684
543
1,4
0,105
n/c
0,41
3,15
1,00
2,64
2,70
2,76
2,74
1,15
1,02
n/c
111
145
177
85
248
198
1,22
0,10
35
1000
350
145
470
230
685
544
1,40
0,11
n/c
2426
350
122
480
242
686
544
1,40
0,11
n/c
708
% en vol.
0,250
0,120
0,350
0,280
1,000
708
% en vol.
0,250
0,120
0,350
0,280
1,000
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
34
Verificación de la Fórmula

Todo método racional entrega una dosificación teórica.
La misma deberá verificarse y eventualmente ajustarse
en pastones de prueba en escala de laboratorio.

Independientemente de la especificación se debe trazar
la curva de evolución de resistencia para nuestro conjunto
de materiales.

La dosificación se someterá a consideración de la
Inspección con la debida anticipación.

Un Diseño de Mezcla será EXITOSO si se cumplen
las condiciones de trabajabilidad, los requisitos de
resistencia, y la mezcla es económica.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
35
Control de Producción: Metodología
Objetivo: Verificar los supuestos en la Etapa de diseño, y
cumplimentar las exigencias del PET.

Se debe apuntar a un control preventivo, como
herramienta rápida para la toma de decisiones.

Establecer un control intensivo sobre la calidad y
uniformidad de los componentes.

Verificar frecuentemente los procedimientos de dosaje,
medición y mezclado en la planta de Hº.
Materiales de calidad satisfactoria y uniforme, medidos
con precisión, en las proporciones adecuadas,
producirán hormigones de buena calidad
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
HORMIGÓN EN ESTADO FRESCO:
Propiedades deseables
– Trabajabilidad adecuada
– Cohesión
segregación)
(ausencia
de
– Se busca que el material sea
homogéneo (punto de vista macro)
– Temperatura (13 °C < T < 32° C)
– Tiempo de fraguado (acorde con los
tiempos de transporte, colocación,
compactación y terminación).
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
36
Control de Recepción :
Hº en Estado Fresco
• Es una práctica habitual que la consistencia del hormigón se
evalúe exclusivamente en forma visual, por lo se introduce una
gran variabilidad. Desconocemos la cantidad de agua que tiene la
mezcla.
• Recordemos que la resistencia y la durabilidad son fuertemente
dependientes de la a/c.
Por ello es imprescindible determinar el asentamiento, y las
propiedades en estado fresco.
• Posteriormente, se deberán moldear además probetas para
verificar el cumplimiento de la resistencia especificada.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
37
38
Toma de muestras
• No deberá estar alterada ni
contaminada
• Se toman al momento de la
descarga
• Se evitará la primera y última
porción del pastón
• Cantidad 40 % mayor que la
necesaria, y como mínimo 30 litros
• Siempre se remezclará
manualmente.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
39
Trabajabilidad
• Es la facilidad con que el hormigón puede ser mezclado,
transportado, colocado y compactado con los medios
disponibles en obra.
• No depende exclusivamente del hormigón sino también
del equipamiento disponible, del tipo de elemento a
hormigonar y de los métodos de colocación y
compactación a utilizar.
• Está influenciada además, por el clima, distancias de
transporte, tiempo y forma de descarga, etc.
• La característica del hormigón que puede medirse es la
consistencia.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Qué información entrega el cono?
• La propiedad del hormigón que
puede medirse es la consistencia
mediante el asentamiento en el
tronco de cono.
• Podemos además observar el
aspecto y la cohesión.
• Verificar el “Cierre adecuado”
de la mezcla (ausencia de
oquedades).
• Nos da idea de la trabajabilidad.
•Verificamos
segregación.
la
ausencia
de
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
40
41
Cohesión
• Es la aptitud del
hormigón de mantenerse
como una masa plástica
sin ningún tipo de
segregación.
• Depende de:
– contenido de material fino
(pasa # 300 m);
– la cantidad de agua;
– el asentamiento;
– aire intencionalmente
incorporado.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
42
Exudación
• Se produce luego de la colocación y terminación del hormigón por
la sedimentación de las partículas sólidas de mayor P.e., y el
ascenso a la superficie del agua.
• Depende del contenido de material fino (pasa # 300 m), del cont. de
polvo, de la finura del cemento de la cantidad de agua, del tiempo
de fraguado y del aire intencionalmente incorporado.
• La exudación es necesaria
para evitar la fisuración
plástica.
• Una exudación excesiva se
transforma en un problema.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Control de producción H° Fresco
Asentamiento
Se evalúa la trabajabilidad, cohesión, etc.
Peso Unitario y Contenido de aire
incorporado
Se determina el contenido de aire y se controla
el rendimiento de la fórmula de hormigón.
Temperatura del hormigón fresco
Controlar la temperatura y llevar un registro,
complementarlo con la temperatura ambiente.
Frecuencia sugerida: Dos primeros camiones, y
cada vez que se realizan moldeos de probetas.
Controlar periódicamente la
terminación superficial y bordes de
calzada
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
43
Controles sobre el hormigón
endurecido
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
45
Resistencia:
compresión flexión y desgaste
• Es un parámetro importante ya que es
un material estructural y define, junto
con el espesor la capacidad de carga del
pavimento.
• Se debe cumplir con los requisitos y
supuestos establecidos en el cálculo
estructural, y en el Pliego de
Especificaciones.
• Depende de la relación a/c, del conjunto
de materiales, de la compactación, del
curado, y está influenciada por la
calidad de los ensayos.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
46
Control de la resistencia del H° Eº
Moldeo de probetas cilíndricas:
Pastones
Muestras
1
1
2a5
2
6 a 10
3
11 a 20
4
• Moldeo a pie de obra, juegos de 2 probetas por edad y por
condición de ensayo como mínimo.
• Curado en condiciones normalizadas
• Condición de aceptación a la edad de 28 días, sin embargo se
recomienda contar con valores a 3 y 7 días. Autocontrol preventivo.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Moldeo de probetas
• Se deben colocar los moldes
sobre una superficie plana y
firme.
• Se llenan en tres capas de
igual volumen, y cada capa
se compactará con 25 golpes
de varilla normalizada.
• Al compactar la primera capa
se debe cuidar de no golpear
el fondo, y cuando se
compacte la segunda se
penetrará levemente la
anterior.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
47
48
Conservación de las probetas
• Los moldes deben quedar
protegidos de la incidencia del
sol y de temperaturas extremas.
• Se debe evitar la evaporación
superficial.
• Se desmoldan luego de 24 horas
(o antes de enviar al laboratorio)
y se conservarán en condiciones
controladas de temperatura y
humedad hasta la fecha de
ensayo.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
49
Control de recepción del Hormigón de
Calzada

Extracción de testigos calados del
Pavimento para la determinación de:
 Resistencia a la Compresión
 Espesores

Evalúan la resistencia efectiva, se
tiene en cuenta:
 La compactación recibida
 Las condiciones de curado
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Compactación
• Todo
hormigón
compactarse, salvo
especiales.
debe
casos
• Evitar tocar las armaduras con
los vibradores.
• Las tareas de compactación y
terminación
se
deben
completar antes de que se
haya iniciado el fraguado.
• Durante y/o inmediatamente luego de la colocación el hormigón debe
ser compactado hasta la máxima densidad posible, sin producir
segregación.
• Nunca se debe colocar Hº sobre otro que aun no ha sido
compactado.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
50
51
Defectos en la Compactación
La energía de compactación está relacionada con la consistencia del Hº
DEFICIENTE
• Oquedades, cuando el espacio entre partículas de agregado
grueso no se llena con mortero.
• Pérdidas importantes de resistencia.
• Aire atrapado en forma excesiva.
• Juntas frías.
• Asentamiento plástico.
• Fisuras.
EXCESIVA
• Segregación
• Pérdidas de resistencia superficial.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
52
Curado
• Todo hormigón debe curarse.
• El curado consiste en evitar el secado
prematuro del hormigón.
• Hay distintos procedimientos de curado
eficiente. (evitar el secado – agregar agua)
• El curado debe prolongarse hasta tanto se
asegure una adecuada resistencia.
• El curado temprano sirve para evitar la
fisuración plástica en el caso de elementos
superficiales como pavimentos.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Efecto del Curado en la resistencia
Un curado
adecuado,
garantiza
una correcta
evolución de
las
resistencias.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
53
54
Qué aspectos pueden evaluarse en un
sistema de curado?
• Eficiencia
• Retardo en el régimen de
secado
• Metodología de
aplicación
• Facilidad, homogeneidad de
la protección
• Momento de la
aplicación
• Mientras más temprano,
mejor. Contribuye a reducir
fisuración plástica
• Evaluar ompatibilidad con
procedimientos futuros a
realizar
• Procedimiento
constructivo
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Métodos de curado
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
55
56
Aplicación de la membrana de curado
• Se aplica con inyectores
que aseguren la correcta
dispersión del producto.
• Debe asegurarse la
homogeneidad (agitación
del tanque, pigmento
blanco)
• La dosis media es de 200 a
300 g/m2
• SE APLICA ANTES DE QUE
SEQUE LA SUPERFICIE,
inmediatamente luego del
texturado.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
57
Curado:
Buena
aplicación
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
58
Mala
distribución
del curado
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
59
Efectos del
curado
defectuoso
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Fisuras no debidas a cargas: momento
de aparición
• Plásticas
• Contracción
60
• A las pocas horas.
Típico mapeo, puede
haber fisuras
paralelas
• Luego de varias
horas hasta algunos
días, típicamente
transversal a la
mayor dimensión
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
61
Hormigón en tiempo frío
El Reglamento CIRSOC, indica que existe condición de
tiempo frío cuando:
La temperatura media diaria es menor a 5 °C durante
tres días consecutivos.
El Código ACI, establece además del requisito anterior,
el siguiente:
Temperatura ambiente menor o igual a 10 °C durante 12
horas consecutivas dentro de las primeras 72 horas
posteriores a la colocación del hormigón.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
62
Temperaturas bajas < 5°C
Efecto
Consecuencia
Retardo del fraguado
•Mayor tendencia a la
fisuración plástica
•Aumento en los tiempos
de desmolde y aserrado
Retardo en la
hidratación del
cemento
•Menor resistencia inicial
•Mayor resistencia final
•Prolongación del curado
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Daños por Congelamiento
•
No hay mecanismo alguno para proteger al hormigón
joven del deterioro por congelamiento, el único recurso
práctico es evitar que se congele.
•
Se deben tomar precauciones en el momento de la
colocación del hormigón y algunas horas posteriores, Hº
joven con resistencia menor a los 4 MPa.
•
Dado que el agua no está a la presión atmosférica sino
que está sometida a diferentes grados de tensión en
función del diámetro del capilar que ocupa, las
temperaturas para provocar su congelamiento son
inferiores a 0 °C. Como dato práctico, debemos
preocuparnos por temperaturas inferiores a -5 °C.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
El AII no es suficiente para evitar el daño
por congelamiento en el hormigón joven
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
Relación entre temperatura del aire y el
comportamiento del hormigón
- 10 °C
Fresco
Joven
f’c < 4 Mpa
- 5 °C
No hormigonar
Deterioro
irreversible
0 °C
5 °C
Precauciones
15 °C
Retardo
fragüe
Evolución lenta
de la resistencia
Hum < Sat crít.
Endurecido
f’c > 4 Mpa
Hum > Scrít. + AII
Evolución
lenta de
resistencia
Hum > Scrít sin AII
INSTITUTO DEL
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
CEMENTO
65
66
Tiempo frío: recomendaciones prácticas
• Utilizar relaciones a/c menores a 0,45
• El AII reduce la demanda de agua, aunque no sea requisito por
no estar afectado a ciclos de congelamiento y deshielo.
• Se ha verificado experimentalmente el aporte de la membrana de
curado (resina) en la conservación de la temperatura del Hº.
• Comenzar la jornada de trabajo con temperatura > 2ºC en
ascenso.
• No colocar hormigón
(Disposición CIRSOC).
con
temperatura
inferior
a
• Finalizar la jornada con temp. amb. de 5ºC en descenso.
• Empleo de film o mantas para cubrir el pavimento.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
16ºC,
Hormigón en tiempo frío
• A pesar de que el pavimento no esté sometido a ciclos de
congelamiento y deshielo, se deben tomar precauciones en el
momento de la colocación del hormigón y algunas horas
posteriores, Hº joven con resistencia menor a 4 MPa
• Se
debe
prevenir
el
deterioro asociado con la
expansión de volumen que
sufre el agua al congelarse.
• Monitorear y registrar la
evolución de temperaturas
en la sección de hormigón
y del ambiente.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
67
Control de temperatura en Hormigón Joven
05-Jun
25
08-Jun
13-Jun
Temperatura [ºC]
20
15
10
5
0
-5
15:00
18:00
21:00
0:00
3:00
6:00
9:00
12:00
15:00
Hora del día
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
18:00
69
Hormigón en tiempo caluroso
 Se define como tiempo caluroso, a cualquier combinación de
elevada temperatura ambiente, baja H.R. y vientos, que
tiendan a perjudicar la calidad del Hº fresco.
Recaudos Generales:
 Se prestará especial cuidado en las tareas de curado.
 Trabajar con la menor demanda de agua y cemento posible.
 Diseñar la mezcla con el menor contenido de arena, que
permita trabajabilidad y terminación adecuadas.
 Mantener los acopios de áridos gruesos saturados.
 Regar la cancha, previo a la colocación del Hº.
 Controlar la evolución de las temperaturas.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
70
Temperatura altas
Efecto
Consecuencia
Aceleración del fraguado
Menor tiempo disponible
Riesgo de juntas frías
Evaporación rápida
Mayor tendencia a la
fisuración plástica
Aceleración de las
reacciones de hidratación
Más demanda de agua
Mayor resistencia inicial
Menor resistencia final
Mayor Gradiente Térmico
durante las primeras horas
Mayor Riesgo de Fisuración
Térmica
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
71
Recaudos adicionales
• Aplicar el compuesto de curado en la dosis
apropiada tan pronto se finalicen las tareas
de terminación.
• Verificar una correcta distribución del
producto y el tiempo de formación de la
membrana.
• Verificar elasticidad y comportamiento.
• Bajo condiciones rigurosas puede
considerarse la adopción de medidas de
protección adicionales:
• Incorporación de pantallas, mantas, para
proteger el pavimento del sol y/ viento.
• Modificar los horarios de pavimentación.
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
72
Efecto de la hora de colocación en la
temp. del pavimento
60
55
Temperatura [ºC]
50
45
40
35
30
25
9:00
11:00
13:00
15:00
17:00
19:00
Hora
INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO
21:00
MUCHAS GRACIAS
Ing. Diego Calo
Coordinador Departamento
Técnico de Pavimentos
[email protected]