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Capacitación y Consultoría

MANUAL “SUPERVISION TECNICA EN OBRAS DE HORMIGON”

Noviembre de 2011

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INDICE GENERAL MATERIA

PAG.

INTRODUCCION GENERAL

4

MODULO I: CONCEPTOS BASICOS 1.1.- Definiciones Generales

7

1.2.- Marco Normativo

8

1.3.- Materiales

10

1.4.- Tipos de Hormigón

14

1.5.- Conceptos de Calidad

19

1.6.- Procedimientos de Supervisión

20

1.7.- Supervisión y Prueba de Materiales

23

1.8.- Funciones y responsabilidades del supervisor

25

MODULO II: SUPERVISION DE OBRAS, PREPARACION Y CONFECCION FUNDAMENTOS DEL HORMIGON 2.1.- Fundamentos del Hormigón

32

2.2.- Mezcla del Hormigón, Procedimiento y Control

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2.3.- Medición, Edición y Mezclado

38

2.4.- Supervisión en de la Colocación

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MODULO III : SUPERVISION DE OBRAS, COLOCACION, PROTECCION Y RECEPCION 3.1.- Verificación de Encofrados y Aceros de Refuerzo

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3.2.- Operaciones de Colocación y Transporte

53

3.3.- Curado y Protección

55

3.4.- Consideraciones Especiales de Acuerdo al Elemento Constructivo 61 MODULO IV : SUPERVISION DE OBRAS, PRUEBAS Y REGISTROS, INFORMES FINALES 4.1.- Toma de Muestras y Pruebas del Hormigón

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4.2.- Registros e Informes de Control cada Etapa

78

4.3.- Especificaciones y Tolerancias

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BILIOGRAFIA

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INTRODUCCION GENERAL En el contexto del aporte regional en el área de la construcción y el mejoramiento continuo de la gestión de las empresas del rubro, enmarcadas en la Ley de Calidad de la Construcción Ley N° 19.472 del año 1996, se ha desarrollado el curso de la Supervisión Técnica de Obras de Hormigón. El curso se contempla dentro del marco conceptual chileno, principalmente las NCH, con una mirada fundamental a la ACI ( American Concrete Institute ), de tal forma de proveer al alumno las practicas oficiales y uniformar los estándares en la confección de Hormigón. Con el perfeccionamiento de los trabajadores de las empresas constructoras y/o relacionadas con el rubro es posible contribuir al mejoramiento continuo del sistema, procedimientos adecuados, y con personal capacitados técnicamente en una partida que requiere de altos controles de calidad debido a especificación que se requiere para su confección. Este Manual se ha elaborado para responder a la necesidad de contar con un conjunto coherente de herramientas de planificación y control para los aspectos administrativos y técnicos de las obras, que permita una aplicación sistemática de criterios y procedimientos comunes en el desempeño de esta labor. La función de este manual es la de servir al supervisor de una obra del hormigón como recordatorio y guía de los detalles que deberá atender durante su trabajo. La organización del manual permitirá al supervisor prever los suministros de acuerdo con su programa y sus especificaciones; verificar la calidad de los materiales y de la mano de obra; controlar sus procedimientos de trabajo. Es así que este curso tiene por objetivo dotar al alumno de los conocimientos y estándares técnicos con el fin de prepararlo para supervisar técnicamente las obras de hormigón, conforme a las especificaciones técnicas y la legislación

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vigente de un respectivo proyecto. Al final del curso los alumnos estarán en condiciones de: 

Identificar los ítem en las etapas a controlar; previas, durante y posterior a la colocación del hormigón.



Conocer y hacer buen uso de la información técnica actual existente, efectuando en forma correcta y completa el control de cada ítem en las obras, de acuerdo a planos y especificaciones técnicas.



Controlar, registrar e informar oportunamente cada etapa de avance de la obra, para hacer cumplir y aún proponer mejoras en lo que ha concebido el proyectista, asegurando la calidad y mejorando la productividad.



Efectuar metodologías de control y supervisión en las obras de hormigón.

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MODULO I

“ CONCEPTOS BASICOS ”

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1.1.- Definiciones Generales a)

Hormigón :

El hormigón es el material resultante de la mezcla de cemento (u otro conglomerante) con áridos (grava, gravilla y arena) y agua. La mezcla de cemento con arena y agua se denomina mortero. El cemento, mezclado con agua, se convierte en una pasta moldeable con propiedades adherentes, que en pocas horas fragua y se endurece tornándose en un material de consistencia pétrea. La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo asociado al acero, recibiendo el nombre de hormigón armado, comportándose el conjunto muy favorablemente ante las diversas solicitaciones. Además, para poder modificar algunas de sus características o comportamiento, se pueden añadir aditivos y adiciones, existiendo una gran variedad de ellos: colorantes,

aceleradores,

retardadores

de

fraguado,

fluidificantes,

impermeabilizantes, fibras, etc. Cuando se proyecta una estructura de hormigón armado se establecen las dimensiones de los elementos, el tipo de hormigón, los aditivos, y el acero que hay que colocar en función de los esfuerzos que deberá soportar y de las condiciones ambientales a que estará expuesto. Su empleo es habitual en obras de arquitectura e ingeniería, tales como edificios, puentes, diques, puertos, canales, túneles, etc. Incluso en aquellas edificaciones

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cuya estructura principal se realiza en acero, su utilización es imprescindible para conformar la cimentación. b)

Hormigón armado

El hormigón, por sus características pétreas, soporta bien esfuerzos de compresión, pero se fisura con otros tipos de solicitaciones (flexión, tracción, torsión, cortante); la inclusión de varillas metálicas que soportaran dichos esfuerzos propició optimizar sus características y su empleo generalizado en múltiples obras de ingeniería y arquitectura. La invención del hormigón armado se suele atribuir al constructor William Wilkinson, quien solicitó en 1854 la patente de un sistema que incluía armaduras de hierro para «la mejora de la construcción de viviendas, almacenes y otros edificios resistentes al fuego». El francés Joseph Monier patentó varios métodos en la década de 1860, pero fue François Hennebique quien ideó un sistema convincente de hormigón armado, patentado en 1892, que utilizó en la construcción de una fábrica de hilados en Tourcoing, Lille, en 1895. c)

Supervisión

Acción de medir, examinar, ensayar, comparar con calibres una o más características de un producto o servicio y comparación con los requisitos especificados para establecer su conformidad. 1.2.- MarcoNormativo Dentro del marco jurídico se encuentran todas las disposiciones legales que se han realizado para apoyar la ejecución de los trabajos en el área de construcción. Estas disposiciones se contemplan en leyes, reglamentos, además de normatividad que se han creado a fin de dar las condiciones de protección jurídica a las partes que intervengan en la realización de un contrato. Es importante que el

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supervisor tenga conocimiento de todos o en su mayor parte de las normatividades jurídicas que se tienen en el sistema legislativo chileno ya que estas le permitirá ampliar tanto su responsabilidad como el apoyo que debe brindar de su desempeño en el trabajo que realice. La instauración de normas como reglas de juego dentro de las Empresas de supervisión respecto al trabajo a desarrollar debe ser clara, con objeto de que todos los participantes en el equipo de supervisión se involucren en ellas y así adoptar en calidad de propia la normatividad que se requiera para el desarrollo del trabajo y asegurar una aplicación exitosa. Las normas son las bases de dónde parte la supervisión para desarrollar las labores dentro de una organización, se soportan con la ley de obra pública debiendo coordinar las actividades. La actualización es primordial para hacerlas funcionales, se requiere de difusión para sacarles todo el provecho que conlleva su observación regular. En cuanto a los principios que deben observarse en la supervisión por mencionar algunos de los más trascendentes conocidos como la lealtad, la verdad, la entrega, la fidelidad, la honestidad y la tenacidad se aplican tanto al trabajo a desarrollar como a la persona representante de supervisar cualquier obra. En este contexto la normativa chilena es la siguiente:  DS 47 ( V y U ) de 1992, Ley General de Urbanismo y Construcciones y sus Modificaciones  DS 458 ( V y U ) de 1975, Ordenanza General de Urbanismo y construcciones y sus modificaciones  Ley N° 19.472 del año 1996 Ley de Calidad de la Construcción  Nch 163 Of. 1979, Arido para mortero y hormigones – Requisitos Generales  NCH 170 Of. 1985, Hormigón – Requisitos Generales  NCH 171 EOf 1975, Hormigón – Extracción de muestras del hormigón

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 NCH 1017 EOf 1975, Hormigón – Confección y Curado en obra de probetas para ensayos de compresión y tracción  NCH 429 EOf 1957, Hormigón armado – I Parte  NCH 430 EOf 1961, Hormigón armado – II Parte  NCH 1018 EOf 1977, Hormigón Preparación de muestras  NCH 1019 EOf 1974, Construcción – Hormigón – Determinación d ela docilidad, Método del asentamiento del cono de Abrams  NCH 1073 Of 1977, Hormigón – Ensayo de compresión de probetas cubicas y cilíndricas  NCH 1038 Of 1977, Hormigón – Ensayo de tracción por flexión  NCH 1170 Of 1977, Hormigón – Ensayo de tracción por hendimiento  NCH 1171/1 Of 2011, Hormigón – Testigos de hormigón endurecido – Parte 1 Extracción y Ensayo  NCH 2182 Of 1995, Hormigón y Morteros – Aditivos  NCH 2183 Of 1992, Hormigón y Mortero – Método de Ensayo – Determinación del tiempo de fraguado.  ICHC, Manuales del Instituto Chileno de la Construcción 1.3.- Materiales A continuación detallaremos los materiales principales a utilizar para la confección del Hormigón 1.3.1.- Agua Si bien es imprescindible la presencia del agua para producir la reacción química del cemento, su exceso durante el proceso de fragüe es perjudicial para la resistencia final del hormigón. Cuanto menos agua se incorpora a la mezcla, más resistencia y más impermeabilidad se obtendrá y por lo tanto el hormigón será de más durabilidad. Pero al mismo tiempo, cuanto menos agua se utiliza, menos trabajabilidad tendrá la mezcla, dificultando el proceso de llenado de los

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encofrados. En cambio, durante el endurecimiento del hormigón, es necesario mantener la presencia de agua para que se siga produciendo la reacción química. Este procedimiento se denomina "curado" del hormigón y debe prolongarse el mayor tiempo posible a fin de incrementar la resistencia y durabilidad. Si las aguas de mezclado contienen compuestos solubles o expansivos, pueden destruir el hormigón. El agua también es nociva en los procesos de congelación por bajas temperaturas, ya que el aumento de volumen resultante puede resultar en la destrucción del hormigón. Las condiciones que debe reunir el agua de mezclado son el ser químicamente pura, potable, no contener azúcares, aceites ni sales. De no tenerse la seguridad de la potabilidad del agua, debe realizarse un ensayo, comparando el tiempo de fraguado de la mezcla con el tiempo de fraguado con mezcla con agua potable, verificando las diferencias que resulten entre el inicio del proceso de fragüe (dos horas, aproximadamente) y su terminación (alrededor de las siete horas). También puede compararse la resistencia final mediante el empleo de probetas realizadas con mezcla con el agua a utilizar y otras realizadas con aguas conocidas y su posterior ensayo. Una diferencia en más o en menos del diez por ciento resulta aceptable. 1.3.2.- Cemento Al descubrirse las cales hidráulicas, que con su contenido de sílice se combinaban con el óxido de calcio reaccionando con el agua, se inició el proceso que llevó a la aparición del hormigón, mediante una dosificación de minerales de origen calcáreo (65 %) y arcilloso (35 %) finamente pulverizados y cocidos a alta temperatura (1500 ºC), obteniéndose así un material granular poroso, el "clinker", compuesto de silicato bicálcico, silicato tricálcico, aluminato tricálcico y ferroaluminato tetracálcico que, mezclados con un 4 % de yeso dihidratado, da origen al cemento

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"Portland". Estos compuestos del cemento, en sus distintas proporciones en su composición, son los que le dan sus propiedades características. El cemento normal tiene baja resistencia a las agresiones. Es apto para estructuras comunes en climas templados. El cemento de alta resistencia inicial, es vulnerable a las aguas ácidas, carbónicas o sulfatadas a corta edad (7 días). Es apto para climas fríos, por su alto calor de hidratación

y

para

estructuras

de

dimensiones

pequeñas

y

elementos

premoldeados. El cemento de alta resistencia a los sulfatos brinda durabilidad frente a aguas o suelos con sulfatos. El cemento con bajo calor de hidratación es apto para grandes volúmenes de hormigón. Existen también cementos puzolánicos que son cementos mixtos, compuestos de un 60 a 70 % de clinker y un 30 a un 40 % de puzolana. Estos cementos disminuyen el contenido de cal, mejorando el comportamiento frente a aguas agresivas, pero no dan seguridad en cuanto a su comportamiento frente a los sulfatos. 1.3.3.- Agregados Los agregados pueden ser de origen natural, como son las rocas, tanto en el estado en que se encuentran (canto rodado) como procesadas por trituración (piedra partida), o artificiales como las arcillas expandidas o las escorias de altos hornos. Por su forma, los agregados pueden ser esféricos o poliédricos, debiendo desecharse aquéllos de forma lajosa, alargada, por su menor resistencia. Por su

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textura, son mejores aquéllos de superficies rugosas por brindar mejor adherencia. En cambio, los de superficies lisas mejoran la trabajabilidad del hormigón. Por su tamaño, los agregados pueden clasificarse en gruesos y finos. Son gruesos aquéllos cuyos tamaños están comprendidos entre 4,8 mm y 150 mm y finos los comprendidos entre 75 micrones y 4,8 mm. Deben clasificarse por zarandeo y tener una granulometría adecuada. Esta se determina midiendo los porcentuales de partículas que pasan por cada tamiz, de una serie prefijada, según normas Las curvas granulométricas son características de los agregados y los definen. Se han fijado límites de tolerancia dentro de los cuales debe encontrarse una granulometría específica a utilizar en la elaboración de un hormigón determinado. La curva granulométrica se obtiene llevando en un gráfico de coordenadas cartesianas ortogonales las aberturas de los tamices sobre el eje de las abscisas (en escala logarítmica) y los porcentajes de agregado que pasan los tamices sobre las

ordenadas.

Estas

curvas

permiten

identificar

un

agregado

por

su

granulometría. El módulo de finura se obtiene sumando los porcentajes retenidos acumulados en la serie normalizada de tamices. Son características de los agregados, su peso específico, su peso unitario compactado y suelto (incluyendo los espacios vacíos). Los agregados se suponen limpios, secos, saturados y sueltos. Su absorción puede llegar al 25 % de su propio peso. No deben contener partículas sueltas, ni deben ser chatos, alargados o blandos. Los agregados deben cumplir con la condición de que su tamaño máximo sea menor o igual que la quinta parte de la menor dimensión transversal del elemento estructural y las tres cuartas partes de la menor separación entre barras de armadura.

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1.4.- Tipos de Hormigón a)

Hormigón Pesado:

Se define así a todo hormigón que posee un peso específico superior a 3.7 (ton/m3), debido al uso de agregados de gran peso específico. Son numerosas las aplicaciones de hormigones sumergidos, en donde un alto peso unitario sumergido, es de gran importancia. El hormigón convencional, pesa en el aire 2.4 (ton/m3), con un peso efectivo sumergido de solo 1.4 (ton/m3) y se puede lograr hormigón pesado (hechos con agregados con gran densidad) que pueden llegar a tener un peso sumergido efectivo de 2.7 (ton/m3). Esta alta densidad puede también ser efectivamente utilizada en proveer anclaje o empotramiento para tubería, puentes de pontones, etc., y para proveer protección en contra de radioactividad. b)

Hormigón Liviano:

Se define así a todo hormigón cuyo peso específico es inferior a 2 (ton/m3) y se usa en todas las obras submarinas en que se requiere un aumento de boyantes o disminución del peso efectivo por unidad de volumen. Es frecuentemente empleado en estructuras flotantes, donde hay problemas de recubrimientos de armaduras, permeabilidad y colado a causa de losas y muros de poco espesor. El hormigón liviano es de dos tipos básicos: estructural y celular. c)

Hormigón Liviano Estructural:

Se consigue empleando agregados livianos, provocando la formación de burbujas en las pastas, añadiendo espuma o suprimiendo los finos (es un hormigón con sólo áridos gruesos y pasta de cemento, para ligar los áridos, exclusivamente por

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sus puntos de contacto). Tiene un peso unitario de 1.7 (ton/m3); y una resistencia sobre 250 (kgcm2). Con la adecuada asesoría se puede lograr un hormigón liviano estructural durable y de alta resistencia, la mezcla deberá ser diseñada de modo que sea rica y densa con agregados de excelente calidad. En los últimos años, se han desarrollado numerosas aplicaciones para hormigones livianos pretensados como ser pilas, pilotes y estructuras a flote. Un hormigón de este tipo sobre todo bien pretensado no tiene ninguna desventaja frente a u hormigón convencional.

d)

Hormigón Liviano Celular:

Se define así al hormigón que tiene una multitud de burbujas o celdillas en su masa, producida o creadas por la reacción de un aditivo aireante o expansivo. También es de muy bajo peso específico, generalmente varía de 1.3 a 1.5 (ton/m3), en el aire. Su resistencia celular se usa frecuentemente, para proveer un llenado núcleo de poco peso; como su mayor problema es la porosidad, normalmente, deberá ser cubierto con un hormigón de densidad normal, para proveer impermeabilidad, y protección, en contra de la corrosión de las armaduras y contra el ataque de los organismos marinos. e)

Hormigón Ciclópeo:

En este tipo de hormigón se utiliza la facilidad y economía del uso de grandes rocas de la localidad, unidas entre sí por medio de hormigón Tremie, para formar una gran masa submarina de gravedad (algo así, como un muro submarino), además, se usa también para el llenado de caisson y para trazar fundaciones en el fondo marino. Se usan grandes rocas (limpias) que pesan sobre 0.6 (ton) y con un diámetro no menor de 40 cm., son puestas y acomodadas a aproximadamente 90 cm., de lado. Luego el hormigón es colado(como siguiendo estos “caminos” entre las rocas) llenando todos los intersticios homogeneizando la masa. El resultado es aproximadamente 40% de hormigón y 60% de rocas colocadas. El hormigón es usualmente vaciado con un balde abierto por el fondo y que descarga el hormigón

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sobre y dentro de la masa de rocas. Este método ha sido usado muchas ocasiones y tiene la desventaja que produce un considerable aumento de la exudación. f)

Hormigón armado:

Hormigón reforzado con barras de acero. Debido a su baja resistencia a la tracción del hormigón, estos esfuerzos son transferidos desde el hormigón a las barras de acero. g)

Hormigón pretensado y postensado:

Aumento de la resistencia a la tracción del hormigón armado mediante las barras de acero tensionadas (tendones),normalmente cables trensados. La tensión (y el trensado) se logra mediante un anclaje externo y un gato ajustable,

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h)

Hormigón polimérico :

Se reemplaza el cemento por un polímero. i)

Hormigón bombeado:

El hormigón bombeado o proyectado es el que se transporta mediante cañerías a presión de aire desde el lugar de su elaboración hasta el de su colocación. En este caso la mezcla debe ser muy trabajable. j)

Hormigones sometidos a efectos de congelación y deshielo:

Cuando la temperatura desciende por debajo de los 5ºC, las reacciones químicas se paralizan. El hormigón endurecido sometido a los efectos de congelación y deshielo debe proyectarse impermeable. En la elaboración de las mezclas que pueden ser sometidas a estas condiciones extremas durante su colocación, se utilizan cementos de alta resistencia inicial, baja relación agua-cemento (igual o menor que 0,5), agregado de aditivos incorporadores de aire en la mezcla a fin de obtener la trabajabilidad requerida y, de ser necesario, apelar al calentamiento del agua de mezclado y de los agregados hasta temperaturas que pueden alcanzar los 60ºC. El curado de los encofrados, en tiempo frío, debe hacerse con paja seca y suelta sobre bolsas húmedas o poliestireno expandido, protegidos del viento. Si la temperatura es muy baja, se deberá calentar el ambiente con estufas, aislándolo con carpas de plástico o lona. Es menester prolongar el desencofrado de las estructuras tantos días como haya habido temperaturas por debajo de los 5ºC.

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k)

Hormigones sometidos a altas temperaturas:

Cuando la temperatura asciende por encima de los 30ºC, se produce el secado de la mezcla por evaporación y las reacciones químicas se aceleran. En la elaboración de las mezclas que pueden ser sometidas a estas condiciones extremas durante su colocación, se utilizan cementos de bajo calor de hidratación o bajos contenidos de cemento y retardadores de fragüe y, de ser necesario, apelar al enfriamiento del agua de mezclado agregándole hielo (teniendo la precaución de esperar hasta que éste se derrita antes de mezclar), mantener húmedos los encofrados hasta la colocación del hormigón y regar los agregados para enfriarlos. l)

Hormigones sometidos a la agresión de los sulfatos:

Estos hormigones deben proyectarse impermeables, con una baja relación aguacemento, bajo contenido de agua y el agregado de aditivos incorporadores de aire. No deben utilizarse bajo ningún concepto agregados livianos. m)

Hormigones masivos:

Cuando la dimensión lineal mínima de una estructura es del orden de los 60 cm a 90 cm el calor generado por las reacciones químicas no puede disiparse de un modo adecuado. En general, la hidratación del cemento Portland genera una elevación de temperatura del hormigón de 10ºC por cada 100 kg/m³ de cemento del hormigón y posee, en el momento de ser colocado una temperatura de 20ºC. Como consecuencia de sus considerables dimensiones en el núcleo del elemento estructural se producirán altas temperaturas, si dicho elemento estructural no permite una adecuada dispersión del calor, existiendo una elevada probabilidad que ese hormigón se fisure.

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En la elaboración de las mezclas que pueden ser sometidas a estas condiciones extremas , se utilizan cementos de bajo calor de hidratación o bajos contenidos de cemento y retardadores de fragüe. n)

Hormigones con alto contenido de cemento:

Si el contenido de cemento de un hormigón es superior a los 360 kg/m³ y tiene en el momento de ser colocado una temperatura de 20ºC, generando una elevación de temperatura del hormigón de 10ºC por cada 100 kg/m³ de cemento del hormigón, puede esperarse que en el núcleo del elemento estructural la temperatura de dicho hormigón alcance los 55ºC, aproximadamente, si dicho elemento estructural no permite una adecuada dispersión del calor, existiendo una elevada probabilidad que ese hormigón se fisure. En la elaboración de estas mezclas deben utilizarse cementos de bajo calor de hidratación y retardadores de fragüe. 1.5.- Conceptos de Calidad Para la necesaria compresión del término "calidad" y sus conceptos asociados que se emplean a lo largo del Manual, se definen a continuación algunos de ellos conforme en la Norma NCh 2000/1 aplicables a las normas de la Serie NCh-ISO 9000 Sistema de Calidad: a) Aseguramiento de la calidad: Todas aquellas acciones planificadas y sistemáticas necesarias para proporcionar la confianza adecuada de que un producto o servicio satisface los requisitos de calidad establecidos.

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b) Calidad: El conjunto de propiedades y características de un producto o servicio, que le confieren la aptitud para satisfacer necesidades expresas o implícitas. c) Confiabilidad: Aptitud de un elemento para realizar una función requerida en las condiciones establecidas, durante un período establecido. El término confiabilidad se utiliza también como indicador que señala la probabilidad de éxito o un porcentaje de éxito. d) Control de Calidad: Las técnicas y actividades operacionales destinadas a mantener bajo control un proceso y eliminar las causas que generan comportamientos insatisfactorios en etapas importantes del ciclo de la calidad (espiral de la calidad) para conseguir mejores resultados económicos. e) Especificación: Documento que establece los requisitos con los cuales un producto o servicio debe estar conforme. f) Una especificación debería hacer referencia o incluir dibujos, modelos u otros documentos apropiados y también indicar los medios y los criterios con los cuales se puede verificar la conformidad. g) No-Conformidad: El incumplimiento de los requisitos especificados. h) Supervisión de Calidad: El control y verificación permanente del estado de los procedimientos, métodos, condiciones, procesos, productos y servicios y análisis de registros por comparación con referencias establecidas para asegurar que se cumplan los requisitos de calidad especificados 1.6.- Procedimientos de Supervisión 1.6.1.- Modalidad de la Supervisión Técnica de Obras La función genérica del Supervisor Técnico de Obras es hacer cumplir cabalmente un contrato de construcción por parte del contratista en cada una de sus partidas. Para ello está investido de la necesaria autoridad y atribuciones que le permite controlar las diferentes actividades que éste realiza, con el propósito de verificar

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que los resultados se ajustarán a las condiciones y requisitos definidos en el contrato. Es posible reconocer 2 grandes grupos de exigencias sujetas a control durante el desarrollo de los trabajos y que se derivan de: a) Condiciones administrativas relacionadas con los aspectos financieros, plazos y normativas legales, que se producen como una consecuencia de la materialización del proyecto y que en definitiva tienen un carácter circunstancial, puesto que pierden importancia una vez terminado el contrato. b) Condiciones técnicas referidas directamente al proyecto y su ejecución, objeto principal y directo del contrato y cuyos resultados tienen validez permanente respecto a su utilidad y destino. El cumplimiento de las condiciones estipuladas en el contrato se basa en la forma de como las partes asumen el compromiso de llevarlo a cabo. Con el propósito de establecer un determinado contenido conceptual al sistema de inspección, es necesario explorar la naturaleza de algunos factores que juegan en el referido documento que los origina. 1.6.2.- Objetivos del Esquema de la Supervisión de Obras. Para establecer la metodología del control técnico y administrativo de los contratos de construcción, se ha tenido en cuenta dos objetivos de primer orden que se refiere a: a) Mejorar la calidad de las obras, en estricto rigor su satisfacción corresponde al ámbito del proveedor o contratista como ejecutor de todos los procesos de construcción. Los procedimientos de control que aplique la Supervisión estarán dirigidos a que así se cumpla.

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b) Hacer más eficientes los recursos que el Mandante y/o Contratista asigna a las actividades de la supervisión de las Obras 1.6.3.- Premisas Básicas del Sistema de Supervisión de Obras. La definición de la metodología de la Supervisión de Obras que debe aplicar la Supervisor tiene en cuenta, al menos, las siguientes premisas principales: a) Plantear un modelo de inspección lo más acorde posible con la realidad actual en cuanto a la cantidad de recursos humanos disponibles y a los volúmenes de obra.

Concebir un sistema de inspección inserto en un

esquema de control de calidad que integra el proceso completo de "producción" b) Introducir una limitación a las funciones de la Supervisión en cuanto a desligarla de las actividades que no le son propias (por ejemplo proyecto) centrando su accionar en el cumplimiento de un contrato, adecuadamente definido en sus condiciones de ejecución, obligaciones y responsabilidades. c) Proponer una modalidad de inspección selectiva, preventiva y planificada que se ajusta a las políticas de recursos humanos enunciados y a un esquema de trabajo más tecnificado. d) Definir las responsabilidades de la Supervisión y del contratista reforzando las de este último como ejecutor material de las obras. e) Plantear procedimientos de control técnico que incorporen el concepto de aseguramiento de la calidad en cada etapa del desarrollo de las obras. Corresponde a introducir básicamente actividades de autocontrol por parte del contratista, como una herramienta de gestión destinada a mejorar la calidad de los resultados. f) Dotar a la Supervisión con herramientas de planificación, control administrativo y técnico, basado en herramientas computacionales, formularios, fichas y prototipos, para simplificar y hacer más eficiente su labor, a la vez que permitir unificar criterios de fiscalización comunes.

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1.6.4.- Sistemas de Control de Calidad Se reconocen básicamente tres sistemas de control de calidad aplicables a las Obras : a) Control de Calidad realizado por el Mandante: Este esquema consiste en que el mandante asume la responsabilidad por el control de calidad de todas las actividades y materiales que son elaborados y/o aplicados en una obra de construcción, de cualquier tipo, b) Control de Calidad efectuado por el contratista: En este caso el control de calidad de los productos elaborados en la obra y los materiales queda entregado totalmente al contratista, quién debe asegurar el cumplimiento de las especificaciones del proyecto (autocontrol). c) Sistema Mixto: Este sistema combina los dos anteriores en el sentido de responsabilizar al contratista directamente por el control (autocontrol) de calidad de la obra y a la inspección de verificar que este control se efectúa eficientemente. De los tres sistemas descritos el que mejor se ajusta hoy en día a las políticas Constructivas, en términos de recursos y escala de trabajo, es el sistema mixto. 1.7.- Supervisión y Prueba de Materiales La palabra supervisión es compuesta, viene del latín ¨visus¨ que significa examinar un instrumento poniéndole el visto bueno; y del latín ¨super¨ que significa preeminencia o en otras palabras: privilegio, ventaja o preferencia por razón o mérito especial. Supervisión es pues, dar el visto bueno después de examinar y la supervisión de obras tiene por objetivos básicos vigilar el costo, tiempo y calidad con que se realizan las obras. Las responsabilidades que adquirimos con quien contrata los servicios de supervisión

están

expresadas

en

el

contrato

de

supervisión

y

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las

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responsabilidades que adquiere el contratista y que nosotros debemos vigilar que se cumplan están en el contrato de obra. La Supervisión es la actividad de apoyar y vigilar la coordinación de actividades de tal manera que se realicen en forma satisfactoria. Supervisión Técnica de Obra, se refiere al empleo de una metodología para realizar la actividad de vigilancia de la coordinación de actividades del cumplimiento a tiempo de las condiciones técnicas y económicas pactadas entre quien ordena y financia la obra y quien la ejecuta a cambio de un beneficio económico. Actividades de control, comprende los controles de tiempo, calidad y costo. LOS DE TIEMPO: Son regulados por el programa de obra que indispensablemente debe estar contenido entre los anexos técnicos del contrato. La función del supervisor consiste en vigilar que el avance de obra se realice cuando menos como lo establece el citado programa y en caso contrario proceder en primer término e informar al fiduciario y en segundo término obligar al contratista a adoptar las medidas adecuadas con el fin de corregir la desviación y como remate a mantener una vigilancia estricta del comportamiento de la desviación para tomar otras medidas más efectivas o constatar que se ha corregido la anomalía. LOS DE CALIDAD: Estos controles son regulados por las especificaciones así como por las normas técnicas reglamentarias, tradicionales y expedidas por los fabricantes de materiales o equipos. Es importante revisar la correspondencia entre las especificaciones y el catálogo de conceptos del presupuesto para cerciorarse de que lo que se solicita para realizar sea lo mismo que su costo. LOS DE COSTO: El parámetro comparativo para efectuar el control de los costos de obra lo proporciona el catálogo de precios unitarios autorizados por la dependencia o fiduciario y que sea vigente en la fecha de revisión. La base sobre la cual se inicia la labor de revisión es el presupuesto cuyo importe total corresponde con el monto total del contrato de obra. Para no olvidar y programar este tipo de acciones, es

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importante incluirlas cuando se planea el trabajo del supervisor y así se estará pendiente de ellas oportunamente en diferentes momentos del desarrollo de los trabajos de construcción. 1.8.- Funciones y responsabilidades del supervisor El Supervisor es la persona representante de la entidad que financia la obra y que realiza la actividad de supervisar la ejecución de obra que realiza el contratista; su objetivo es controlar tiempo, calidad y costo de la obra. 1.8.1.- Papel del Supervisor: No hay labor más importante, difícil y exigente que la supervisión del trabajo ajeno. Una buena supervisión reclama más conocimientos, habilidad, sentido común y previsión que casi cualquier otra cosa de trabajo. El éxito del supervisor en el desempeño de sus deberes determina el éxito o el fracaso de los programas y los objetivos del departamento. El individuo solo puede llegar a ser buen supervisor a través de una gran dedicación a tan difícil trabajo y de una experiencia ilustrativa y satisfactoria adquirida por medio de programas formales de adiestramiento y de la práctica informal del trabajo. Cuando el supervisor funciona como es debido, su papel puede resumirse o generalizarse en dos categorías o clases de responsabilidades extremadamente amplías que en su función real, son simplemente facetas diferentes de una misma actividad ; no puede ejercer una sin la otra. Estas facetas son seguir los principios de la supervisión y aplicar los métodos o técnicas de la supervisión. 1.8.2.- Perfil del Supervisor: Conforme a las condiciones actuales operativas de la industria de la construcción, el supervisor debe ser un profesional y/o técnico en cualquiera de las carreras afines a la construcción con la capacidad suficiente para vigilar el cumplimiento de los compromisos contractuales y controlar el desarrollo de los trabajos. En

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atención a estos requerimientos se deduce que el supervisor debe tener las siguientes características: a) EXPERIENCIA, La suficiente para comprender e interpretar todos los procedimientos constructivos contenidos en las especificaciones y planos de proyecto a utilizarse; b) CAPACIDAD DE ORGANIZACIÓN, La necesaria para ordenar todos los controles que deben llevarse para garantizar una obra a tiempo de acuerdo a la calidad especificada y al costo previsto; c) SERIEDAD, Para representar con dignidad al contratante en todo lo que respecta al desarrollo técnico de la obra; d) PROFESIONALISMO, Para cumplir con todas las obligaciones que adquiera al ocupar el cargo. Conviene señalar el compromiso de informar oportuna y verbalmente al fiduciario sobre los avances e incidencias del desarrollo de los trabajos; e) HONESTIDAD, Ya que habrá de autorizar situaciones técnicas y el pago de los trabajos realizados; f) CRITERIO TÉCNICO, Para discernir entre alternativas cual es la más adecuada y propia sin perder de vista los intereses del fiduciario que lo contrata; g) ORDENADO, Para poder controlar toda la documentación que requiere la función encomendada. Existen algunas otras condiciones de menor importancia, pero se considera que el hecho de cumplir con las enunciadas es más que suficiente para que un supervisor merezca el cargo. 1.8.3.- Funciones del Supervisor Revisar los siguientes documentos:

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PREVIAS AL INICIO DE LAS OBRAS. •

De los movimientos de tierra y emplazamiento.

•

De los trámites oficiales.

•

De los anexos técnicos.

•

Hacer directorio de la obra.

•

Recabar documentos generales de consulta y control.

AL INICIO DE LAS OBRAS. •

Revisión general del proyecto y especificaciones.

•

Revisión de presupuestos.

•

Revisión de contratos y conocimientos técnicos responsables por parte de los contratistas.

•

Revisión de trámites oficiales.

•

Reunión de contratistas para el inicio de la obra.

•

Adjudicación de frentes para cada contratista.

•

Revisión de programas de obra.

DURANTE LAS OBRAS : •

Funciones generales.

•

Control de calidad.

•

Control de tiempo.

•

Control de costo.

PREVIAS AL TERMINO DE LAS OBRAS : •

Elaborar el finiquito de la obra faltante.

•

Recopilar los anexos técnicos.

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•

Establecer los programas para revisión y recepción.

AL TERMINO DE LAS OBRAS : •

Recepciones y autorizaciones

1.8.4.- La Orientación Si bien el supervisor tiene principalmente la responsabilidad de orientar a los empleados, existen otras personas que desempeñan papeles oficiales y no oficiales en esta orientación. Enunciadas en el mismo orden de su primer contacto con el empleado, las personas que por lo común lo orientan son: •

El jefe de personal o de empleos

•

El jefe de la división.

•

El supervisor.

•

Los compañeros de trabajo.

1.8.5.- La Orientación del Supervisor En el supervisor descansa una de las principales responsabilidades de la orientación de los empleados. Cada supervisor es responsable de su parte de la orientación del empleado y de proporcionar a este último la información que haya recibido anteriormente. El supervisor debe hacer lo siguiente: •

Presentar al recién ingresado a todos los demás empleados.

•

Proporcionarle información fundamental del empleo.

•

Exponer los deberes y responsabilidades del empleo.

•

Explicarle la disposición material del local y la rutina de trabajo de la unidad.

•

Exponerle cuales son los programas de salud, seguridad y licencias por enfermedad.

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1.8.6.- La Supervisión y la Coordinación El supervisor también debe tener muy presente que la coordinación no es algo aparte de las demás actividades de las demás actividades de supervisión. Para un funcionamiento uniforme y sin tropiezos son necesarios una planificación cuidadosa, buena organización, direcciones claras y controles adecuados; pero, todo esto puede fallar debido a la falta de armonía y a la falta de equipo. La falta de coordinación puede echar a perder los mejores planes de la mejor organización. Todos estos procesos y su funcionamiento son recíprocamente dependiente 1.8.7.- Control Si todas las personas que trabaja. fuesen perfectas, no habría necesidad de controles. Todo marcharía de acuerdo con el plan. Pero todas cometen errores, son olvidadizas, omiten emprender acciones, toman decisiones desacertadas, pierden la calma, es decir, se comportan como seres humanos. Puesto que las personas jamás podrán alcanzar la perfección, se hace necesario poner en vigor controles que impidan que se produzcan errores, o para descubrir lo que funciona mal y ponerle remedio. Para llevar al cabo esto, el supervisor tiene que mantener una vigilancia estrecha de todo cuanto sucede. El control adecuado depende de una corriente de información significativa, precisa y oportuna que corra de arriba abajo y de un lado a otro de la supervisión 1.8.8.- La Supervisión como Control La mayoría de los supervisores conocen claramente cuales son sus diversas obligaciones. Una de ellas es estar siempre bien informado de todo cuanto sucede a su alrededor. Gran parte de su información la obtiene mediante sus observaciones personales mientras cumple con sus deberes. Sin embargo, lo que

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ve o aquello de lo que se entera hablando con los empleados quizá no sea todo cuanto deba conocer. Necesita un flujo incesante de datos importantes, para que pueda revisarlos, analizarlos, compararlos y descubrir así si desempeña bien su trabajo. Debe planificar su propio sistema de control, evitando el control excesivo, pero manteniéndose en una situación donde este haciendo un trabajo requerido.

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MODULO II:

SUPERVISION DE OBRAS, PREPARACION Y CONFECCION FUNDAMENTOS DEL HORMIGON

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2.1.- Fundamentos del Hormigón El hormigón es mezcla homogénea compuesta por una pasta adhesiva de cemento Portland y agua, que mantiene ligadas a las partículas de material inerte, denominados agregados finos y gruesos.  La pasta adhesiva de agua y cemento se denomina pasta cementicia.  La mezcla de pasta cementicia y arena se denomina mortero.  La mezcla de mortero con agregado grueso se denomina hormigón. En definitiva el hormigón está conformado por:  Pasta cementicia: Cemento y arena  Agregado fino: arena  Agregado grueso: canto rodado o piedra partida. El cemento se obtiene a partir de la cocción a 1350°C de piedras calcáreas que contengan más de un 22% de arcilla, obteniéndose el clinker, quien debe ser luego finamente pulverizado para que adquiera poder aglomerante. Está constituido por aluminatos tricálcicos, silicatos tricálcicos y silicatos bicalcicos, los que reaccionan en ese orden. El hormigón en su primera fase de elaboración se denomina hormigón fresco pues se encuentra en estado líquido aunque en el mismo instante en que el cemento toma contacto con el agua se inicia el proceso químico de hidratación del cemento, el que en su primera fase se caracteriza por el pasaje paulatino a estado sólido. La rapidez con la que se inicia el fragüe impediría una adecuada manipulación y colocación del hormigón en obra, por lo que los cementos utilizados poseen en su

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composición un 3% de yeso, el que tiene un efecto retardante provocando una demora de 1,5 y 2,5 horas en el comienzo del fraguado 2.1.1.- Características físicas del hormigón Las principales características físicas del hormigón, en valores aproximados, son: 

Densidad: en torno a 2.350 kg/m3



Resistencia a compresión: de 150 a 500 kg/cm2 (15 a 50 MPa) para el hormigón ordinario. Existen hormigones especiales de alta resistencia que alcanzan hasta 2.000 kg/cm2 (200 MPa).



Resistencia a tracción: proporcionalmente baja, es del orden de un décimo de la resistencia a compresión y, generalmente, poco significativa en el cálculo global.



Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, variando en función de la temperatura y la humedad del ambiente exterior.



Tiempo de endurecimiento: progresivo, dependiendo de la temperatura, humedad y otros parámetros. o

De 24 a 48 horas, adquiere la mitad de la resistencia máxima; en una semana 3/4 partes, y en 4 semanas prácticamente la resistencia total de cálculo.



Dado que el hormigón se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues tienen parecido coeficiente de dilatación térmico, resulta muy útil su uso simultáneo en obras de construcción; además, el hormigón protege al acero de la oxidación al recubrirlo.

2.1.2.- Consistencia del hormigón fresco La consistencia es la mayor o menor facilidad que tiene el hormigón fresco para deformarse y consiguientemente para ocupar todos los huecos del molde o encofrado. Influyen en ella distintos factores, especialmente la cantidad de agua

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de amasado, pero también el tamaño máximo del árido, la forma de los áridos y su granulometría. La consistencia se fija antes de la puesta en obra, analizando cual es la más adecuada para la colocación según los medios que se dispone de compactación. Se trata de un parámetro fundamental en el hormigón fresco. Entre los ensayos que existen para determinar la consistencia, el más empleado es el cono de Abrams. Consiste en llenar con hormigón fresco un molde troncocónico de 30 cm de altura. La pérdida de altura que se produce cuando se retira el molde, es la medida que define la consistencia. Los hormigones se clasifican por su consistencia en secos, plásticos, blandos y fluidos tal como se indica en la tabla siguiente: Consistencia de los hormigones frescos Consistencia

Asiento en cono de Abrams (cm)

Compactación

Seca

0-2

Vibrado

Plástica

3-5

Vibrado

Blanda

6-9

Picado con barra

Fluida

10-15

Picado con barra

Líquida

16-20

Picado con barra

2.2.- Mezcla del Hormigón, Procedimiento y Control Es muy importante conseguir la mezcla óptima en las proporciones precisas de áridos de distintos tamaños, cemento y agua. No hay una mezcla óptima que sirva para todos los casos. Para establecer la dosificación adecuada en cada caso se Arica, 21 de Mayo Nº 589 Fono/fax 058-471968 [email protected] www.vicale.cl

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debe tener en cuenta la resistencia mecánica, factores asociados a la fabricación y puesta en obra, así como el tipo de ambiente a que estará sometido. Hay muchos métodos para dosificar previamente el hormigón, pero son solo orientativos. Las proporciones definitivas de cada uno de los componentes se suelen establecer mediante ensayos de laboratorio, realizando correcciones a lo obtenido en los métodos teóricos. Se señalan brevemente los aspectos básicos que hay que determinar: 

La Resistencia característica (fck) se fija en el proyecto.



La selección del tipo de cemento se establece en función de las aplicaciones del hormigonado (en masa, armado, pretensado, prefabricado, de alta resistencia, desencofrado rápido, hormigonados en tiempo frío o caluroso, etc.) y del tipo de ambiente a que estará expuesto.



El tamaño máximo del árido interesa que sea el mayor posible, pues a mayor tamaño menos agua necesitará ya que la superficie total de los granos de áridos a rodear será más pequeña. Pero el tamaño máximo estará limitado por los espacios que tiene que ocupar el hormigón fresco entre dos armaduras cercanas o entre una armadura y el encofrado.



La consistencia del hormigón se establece en función del tamaño de los huecos que hay que rellenar en el encofrado y de los medios de compactación previstos.



La cantidad de agua por metro cúbico de hormigón. Conocida la consistencia, el tamaño máximo del árido y si la piedra es canto rodado o de machaqueo es inmediato establecer la cantidad de agua que se necesita.



La relación agua/cemento depende fundamentalmente de la resistencia del hormigón, influyendo también el tipo de cemento y los áridos empleados.



Conocida la cantidad de agua y la relación agua /cemento, determinamos la cantidad de cemento.

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36 

Conocida la cantidad de agua y de cemento, el resto serán áridos.



Determinar la composición granulométrica del árido, que consiste en determinar los porcentajes óptimos de los diferentes tamaños de áridos disponibles. Hay varios métodos, unos son de granulometría continua, lo que significa que interviene todos los tamaños de áridos, otros son de granulometría discontinua donde falta algún tamaño intermedio de árido.



Determinada la dosificación más adecuada, en la planta de hormigón hay que medir los componentes, el agua en volumen, mientras que el cemento y áridos se miden en peso.

Los materiales se amasan en hormigonera o amasadora para conseguir una mezcla homogénea de todos los componentes. El árido debe quedar bien envuelto por la pasta de cemento. Para conseguir esta homogeneidad, primero se vierte la mitad de agua, después el cemento y la arena simultáneamente, luego el árido grueso y por último el resto de agua. Para el transporte al lugar de empleo se deben emplear procedimientos que no varíen la calidad del material, normalmente camiones hormigonera. El tiempo transcurrido no debe ser superior a hora y media desde su amasado. Si al llegar donde se debe colocar el hormigón, este ha empezado a fraguar debe desecharse. 2.2.1.- Puesta en obra En el hormigón armado se emplea habitualmente acero de alta resistencia de adherencia mejorada o barras corrugadas. El corrugado está normalizado por la forma del resalto en el perímetro de la barra, su altura, anchura y separación. a)

Colocación de armaduras

Las armaduras deben estar limpias y sujetarse al encofrado y entre sí de forma que mantengan la posición prevista sin moverse en el vertido y compactación del

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hormigón. Para ello se colocan calzos o distanciadores en número suficiente que permitan mantener la rigidez del conjunto. Las distancias entre las diversas barras de armaduras deben mantener una separación mínima que está normalizada para permitir una correcta colocación del hormigón entre las barras de forma que no queden huecos o coqueras durante la compactación del hormigón. De igual manera el espacio libre entre las barras de acero y el encofrado, llamado recubrimiento, debe mantener una separación mínima, también normalizada, que permita el relleno de este espacio por el hormigón. Este espacio se controla por medio de separadores que se colocan entre la armadura y el encofrado. b)

Colocación y compactación

El vertido del hormigón fresco en el interior del encofrado debe efectuarse evitando que se produzca la segregación de la mezcla. Para ello se debe evitar verterlo desde gran altura, hasta un máximo de dos metros de caída libre y no se debe desplazar horizontalmente la masa. Se coloca por capas o tongadas horizontales de espesor reducido para permitir una buena compactación (hasta 40 cm en hormigón en masa y 60 cm en hormigón armado). Las distintas capas o tongadas se consolidan sucesivamente, trabando cada capa con la anterior con el medio de compactación que se emplee y sin que haya comenzado a fraguar la capa anterior. Para conseguir un hormigón compacto, eliminando sus huecos y para que se obtenga un completo cerrado de la masa, hay varios sistemas de consolidación. El picado con barra, que se realiza introduciéndola sucesivamente, precisa hormigones de consistencias blandas y fluidas y se realiza en obras de poca importancia resistente. La compactación por golpeo repetido de un pisón se emplea en capas de 15 o 20 cm de espesor y mucha superficie horizontal. La

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compactación por vibrado es la habitual en hormigones resistentes y es apropiada en consistencias secas. El vibrador más utilizado es el de aguja, un cilindro metálico de 35 a 125 mm de diámetro cuya frecuencia varía entre 3.000 y 12.000 ciclos por minuto. La aguja se dispone verticalmente en la masa de hormigón fresco, introduciéndose en cada tongada hasta que la punta penetre en la capa anterior y cuidando de no tocar las armaduras pues la vibración podría separar la masa de hormigón de la armadura. Mediante el vibrado se reduce el aire contenido en el hormigón sin compactar que se estima del orden del 15 al 20% hasta un 2-3% después del vibrado. 2.3.- Medición y Mezclado 2.3.1.- Dosificación Se puede afirmar que un hormigón está bien dosificado si satisface los requerimientos de:

a)

•

Resistencia

•

Durabilidad

•

Trabajabilidad

•

Económica Resistencia

La reacción química entre el cemento y el agua forma un gel de cemento, solución coloidal que da lugar al enlace firme entre los agregados. La resistencia viene dada básicamente por los geles de cemento, producto de la hidratación, por lo tanto, será conveniente que haya el mayor volumen posible de ellos, lo que se consigue cuando el agua es de aproximadamente el 40%, cantidad necesaria para lograr la hidratación de todo el cemento.

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El agua que excede el 40% no interviene en la reacción química, ni actúa siquiera como vehículo para la misma, por lo que se evapora rápidamente, dejando poros y conductos capilares que debilitan el hormigón. Se deduce entonces que a mayor cantidad de agua, habrá menos volumen de geles de cemento, por lo tanto menor volumen resistente. Si disminuye el agua habrá menos volumen de vacíos, mayor volumen de geles de cemento y mayor resistencia. Como conclusión podemos afirmar que “la resistencia depende de la relación agua cemento. Cualquiera sea el tipo y cantidad de los agregados”. Si la resistencia depende de la relación agua cemento ¿No sería suficiente la pasta cementicia? La hidratación es un proceso químico exotérmico, es decir con gran desprendimiento de calor y aumento de temperatura, lo que provoca un incremento de volumen. Su ulterior enfriamiento ocasionaría tensiones de gran magnitud como consecuencia de la contracción, las que no podrían ser soportadas por la pasta cementicia, dando lugar a fisuras de todo tipo. El agregado de material inerte de granulometría fina y gruesa que no interviene en la reacción química, reduce estas fisuras a valores mínimos compatibles con la función del hormigón, pues hay menos cemento, además la cantidad de cemento necesaria en la pasta cementicia seria de 1600 Kg./m3, cantidad absolutamente antieconómica, mientras que con el uso de la arena y el canto rodado se reduce en el hormigón a 300 Kg./m3 aproximadamente, o sea a menos de la quinta parte.

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b) Durabilidad: Esta depende de la capacidad del hormigón para resistir la acción de los agentes agresivos que hay en el ambiente que lo rodea. Los hormigones con una baja relación agua cemento, tienen mayor durabilidad, pues al poseer menos agua tienen también menor cantidad de poros y vasos capilares que se forman durante su evaporación, y que constituyen los conductos por donde pueden penetrar los agentes agresivos cuando el hormigón no esta protegido de los factores climáticos, y atacar a las armaduras. Por ello es que en condiciones severas o extremas deben utilizarse relaciones agua-cemento bajas, y en condiciones moderadas o protegidas estas relaciones pueden incrementarse, según se observa la tabla siguiente:

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c)

Trabajabilidad y Economía:

Se dice que una mezcla es trabajable cuando en estado fresco el hormigón puede ser transportado sin que se separen los componentes, y una vez colocado llega a envolver completamente las armaduras, llenando todos los huecos. Para que ello sea posible es necesario además que la mezcla posea una adecuada fluidez, la que se mide por la consistencia, que es el grado de facilidad con que una mezcla puede cambiar de forma. Se dice entonces que una mezcla tiene plasticidad cuando con su consistencia puede ser fácilmente moldeada y luego cambiar de forma si se saca lentamente del molde, al cabo de un corto tiempo. Por eso no puede considerarse como mezcla de consistencia plástica ni las muy secas, pues se disgregan al pretender amasarlas, ni las muy fluidas, porque se agregan los componentes, y el agregado grueso queda envuelto por agua en lugar de mortero. La consistencia se determina por el grado de asentamiento, que puede medirse por diversos métodos, siendo el mas usual el de cono de abrams, para lo cual se utiliza un tronco de cono de chapa de las dimensiones indicadas.

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El molde tronco cónico se llena con una mezcla en 3 capas iguales, compactadas cada una de ellas con una varilla de acero liso de 60 cm. De largo mediante 25 golpes energéticos que atraviesan la capa a compactar pero no las inferiores. Cuando se llega a la parte superior, se enrasa con cuchara, dejando el hormigón liso. Se levanta el molde tomándolo de las manijas hasta dejar totalmente libre la mezcla. Luego se utiliza una regla horizontal de comparación apoyada sobre el molde tronco cónico, a 30 cm. de la base, y se mide con otra regla puesta verticalmente el asiento producido. Con la medida del asentamiento se establece la siguiente escala de consistencia que nos da el estado de fluidez de la mezcla. La consistencia a utilizar dependerá entonces del grado de dificultad para su colocación. En las losas, donde la colocación es sencilla, pueden utilizarse asentamientos bajos, al igual que en pavimentos. En vigas esbeltas o columnas, con poco espacio entre armaduras, el asentamiento será mayor. En bases y fundaciones el asentamiento será bajo. Como guía, puede utilizarse la siguiente tabla, que tiene en cuenta además el tamaño máximo del agregado grueso a utilizar.

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2.4.- Supervisión antes de la Colocación Para obtener un buen hormigón es fundamental contar con materiales de buena calidad y que efectúe su transporte y almacenamiento cuidadosamente. a) Cemento: al adquirir el cemento procure que este sea de fabricación reciente. Rechace sacos rotos o con señas de humedad, como marcas desteñidas y puntas endurecidas. El cemento se debe mantener protegido de la intemperie al transportarlo y almacenarlo. Se debe evitar que los sacos se mojen o se humedezcan a causa del rocío, o al quedar en contacto con el suelo. Esto se logra colocando los sacos en una bodega ventilada y con piso seco, separado del terreno natural. ( Debe circular aire bajo los sacos). Solo para almacenamiento de corta duración ( no superiores a una semana) y en periodo de verano, el cemento se puede dejar con una protección mínima consistente en una carpa impermeable ( polietileno) y un entablado que lo separe del suelo. b) Agua: si el agua no proviene de la red, se debe mantener en tambores u otros recipientes limpios, libres de aceites, grasas, sustancias químicas, etc. para evitar toda contaminación. c) Aridos: deben estar constituidos por granos duros, limpios, libres de polvo, arcilla, limo, materia orgánica, sales solubles y películas de aceite o grasa. La arena y el ripio, si no es factible su almacenamiento en depósitos o compartimentos, se deben amontonar separados, evitando que se mezclen entre sí e impidiendo que se contaminen con el suelo natural. Un buen acopio se consigue colocándolos sobre una superficie de hormigón o de madera, o bien puede ripiarce el terreno natural para proporcionar drenaje y evitar contaminación. Para evitar riesgo de segregación, los montones tienen que ser varios de baja altura, en vez de uno solo muy alto

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d) Aditivos: mantenerlos en bases bien cerrados y claramente identificados, en una bodega bajo techo. e) Aire: debe tener una cierta temperatura superior a los 5°c para que el cemento fragüe. 2.5.- Supervisión Durante de la Colocación a) Dosificación: Implica establecer las proporciones adecuadas de los materiales que componen el hormigón a fin de obtener la trabajabilidad, resistencia y durabilidad requeridas. La dosificación se debe basar en múltiples factores tales como: que elementos se van a hormigonar (cimientos, radieres, pilares), que condiciones ambientales deberán soportar ( humedad, congelación), que materiales y procedimientos de mezclado, colocación y curado se van a emplear en la obra. b) Relación agua-cemento: Ambos materiales forman una pasta que al endurecer actúa como aglomerante, manteniendo unidas las partículas de arena y agua. A media que aumenta la dosis de agua la pasta de cemento se diluye, disminuyendo su resistencia y durabilidad. Considerando un hormigón trabajable, mientras menos agua tenga será más resistente y durable c) Cono de Abrams: Es un cono truncado desprovisto de fondos, sirve para controlar la razón agua-cemento determinando sí la mezcla esta licuada, plástica o seca, según el asentamiento. Debe ser llevado entre capas con 20 golpes de un dison especial cada una El descenso en el cono de Abrams se aprecia con una regla o tabla Hay slump recomendables para cada elemento estructural

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Slump en cm Sólido rígido o seco

0a2

Sólido plástico

2a5

Plástico

5a8

Plástico fluido

8 a 12

Fluido

12 a 15

Sopa

15 a 20

Bouille pour les chats

20 más

d) Dosificación para mezclas de prueba: En las siguientes tablas esta la dosis de cemento, grava, gravilla, arena, aditivos y agua que servirá de base para elaborar mezclas de prueba Cimientos Mecánico

Manual

Cemento

1 saco

1 saco

Grava

195 litro

155 litro

Arena

135 litro

110 litro

Agua

34 litro

27 litro

Mecánico

Manual

Cemento

1 saco

1 saco

Grava

155 litro

125 litro

Arena

105 litro

85 litro

Sobrecimientos

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Agua

20 litro

16 litro

Muros, pilares, cadenas y losas Mecánico

Manual

Cemento

1 saco

1 saco

Grava

105 litro

85 litro

Arena

70 litro

55 litro

Agua

20 litro

16 litro

Pilarejos, muretes, cruces de armadura Mecánico

Manual

Cemento

1 saco

1 saco

Grava

80 litro

65 litro

Arena

75 litro

55 litro

Agua

17 litro

15 litro

e) Nomina de ensayos de control para cementos y pastas:  Peso especifico absoluto: matraz de Le Chatelier Nch 154  Granulometría: tamizado, sedimentación, separación por corriente de aire Nch 150 of. 57  Superficie especifica: ( o suma de arias expuestas a los granos de 1 g de material) turbidímetro de wagner Nch 149.  Principio y fin de fraguado: aguja de vicat Nch 152 of. 57  Consistencia normal de pasta: sonda de Tetmajer Nch 151  Calo de hidratación: botella aislante, calor de disolución, calorímetro adiabático

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 Resistencia a determinados días a la compresión y la flexo tracción: métodos Ricem-Cemboriu f ) Normas: Densidad aparente

Nch 1116

Determinación de huecos

Nch 1326

Cantidad de purezas orgánicas

Nch 1223

Granulometría y tamizado

Nch 165

Partículas desmenuzables

Nch 1327

Partículas blandas

Nch 163

Resistencia al desgaste

Nch 1369

Absorción de agua y densidad neta

Nch 1117 y 1239

Coeficiente volumétrico

Nch 163

Extracción de muestras

Nch 164

g) Ensayos de laboratorio habituales:  Estado Sss (árido saturado superficialmente seco): Para ripio se satura 24 horas en agua una cantidad de material y luego se seca individualmente cada piedra con paño no absorbente.  Para arena: la cantidad una vez saturada se moldea en probeta troncocónica y se seca hasta el momento de desmoronamiento  Absorción de agua: (Nch 1117) corresponde a la diferencia porcentual entre los estados seco y SSS de una porción de áridos, se acepta hasta un 2% para grava y un 3% para arena  Materia extraña: (Nch 1223) pesos en el estado SSS se aceptan 1% para ripio y 5% para en hormigones sometidos a desgaste, los porcentajes bajan a la mitad

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 Materia orgánica: (Nch 186) se verifica cambio de color en solución Nch 166 Na OH al 3 % después de 24 horas se acepta hasta amarillo claro.  Densidad aparente: (Nch 1116) se calcula el valor P, siendo P el peso en estado SSS y Vap el volumen aparente aprisionado en probeta.  Porcentaje de huecos: (Nch 1326) se verifica la cantidad porcentual que cabe dentro de los huecos de un volumen aparente en estado SSS condición probeta ( adecuado el caso del ripio).  También se puede despejar a partir del cuociente entre densidad aparente (Dap ) y neta ( Dn) (adecuado al caso de la arena):  %de huecos = 100- ( Dap/Dn* 100)  Densidad neta: se calcula el valor P/Vn. El valor Vn o volumen neto se obtiene:  Para ripio: descontando al volumen aparente la cantidad de agua que cabe en los huecos, de una porción apisonada en probeta en estado SSS.  Para arena: haciéndolo equivalente al peso del agua desplazada de una probeta en la que sé a vertido una cantidad de arenas en estado SSS y peso conocido.  Volumen neto arena = volumen agua desplazada = peso agua desplazada = P1-(P3-P2)  Granulometría: (Nch 165) el material se tamiza vibrando manual o mecánicamente un conjunto de tamices o mallas cuyas aberturas, correspondiente a las indicadas anteriormente van disminuyendo su diámetro desde arriba hacia abajo. El proceso se realiza separadamente para el ripio y para las cantidades en peso, retenidos en cada tamiz se traducen a porcentaje y se indican en cuadros tamiz/peso retenido/% del peso retenido/y % del peso acumulado. Resultados permiten detectar: tamaño máximo del árido (en el caso del ripio), módulo de finesa ( en el caso de arenas), continuidad discontinuidad de granulometría, factibilidad de uso y factibilidad de fricción.

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2.6.- Supervisión Después de la Colocación a) Curado y protección:  Proteger el hormigón en el proceso de endurecimiento, evitando daños por la evaporación del agua de amasado o por la acción de cargas prematuras. Este proceso se llama curado  Un curado deficiente es equivalente a emplear una menor dosis de cemento  Un curado inadecuado provoca bajas resistencias y grietas en el hormigón  Comience el curado en cuanto complete el acabado de la superficie, este proceso debe durar por lomenos 7 días  No exponer el hormigón a ningún tipo de cargas, impactos, vibraciones, tránsito de personas, vehículos, equipos o materiales, durante los primeros 7 días b) Métodos de curado  Regar directamente el hormigón 2 veces al día y usar cubiertas mojadas tales como: sacos de papel, arpilleras o plásticos.  Utilizar membranas de curado, cubriendo herméticamente la superficie del hormigón, impidiendo así la perdida de humedad. También se puede utilizar laminas de polietileno, con una capa de arena o tierra fina para evitar el calentamiento superficial.  Los elementos estructurales tales como: vigas, pilares y muros proteger manteniendo mojados los moldes. Una vez que estos se retiren, riegue directamente la superficie del hormigón.  Para los pavimentos utilizar membranas, láminas de polietileno con capa de arena o tierra, diques de arena.  Aumentar el número de días necesario para la protección y curado si la temperatura ambiente es inferior a 5 grados

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Los sistemas de control del hormigón son fundamentales ya que no brindan las especificaciones exactas para poder lograr un hormigón de óptimas condiciones, nos aportan los pasos a seguir y referencias para no cometer errores en el proceso de trabajo. Estos procesos nos dan la línea de trabajo desde los momentos antes, durante y su finalización en la obra

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MODULO III :

SUPERVISION DE OBRAS, COLOCACION, PROTECCION Y RECEPCION

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3.1.- Verificación de Encofrados y Aceros de Refuerzo 3.1.1.- Encofrado El encofrado debe contener y soportar el hormigón fresco durante su endurecimiento manteniendo la forma deseada sin que se deforme. Suelen ser de madera o metálicos y se exige que sean rígidos, resistentes, estancos y limpios. En su montaje deben quedar bien sujetos de forma que durante la consolidación posterior del hormigón no se produzcan movimientos. Antes de reutilizar un encofrado debe limpiarse bien con cepillos de alambre eliminando los restos de mortero que se hayan podido adherir a la superficie. Para facilitar el desencofrado se suelen aplicar al encofrado productos desencofrantes; estos deben estar exentos de sustancias perjudiciales para el hormigón. 3.1.2.- Desencofrado y acabados La retirada de los encofrados se realiza cuando el hormigón ha alcanzado el suficiente endurecimiento. En los portland normales suele ser un periodo que oscila entre 3 y 7 días. Una vez desencofrado hay que reparar los pequeños defectos superficiales normalmente huecos o coqueras superficiales. Si estos defectos son de grandes dimensiones o están en zonas críticas resistentes puede resultar necesario la demolición parcial o total del elemento construido. Es muy difícil que queden bien ejecutadas las aristas vivas de hormigón, por ello es habitual biselarlas antes de su ejecución. Esto se hace incorporando en las esquinas de los encofrados unos biseles de madera llamados berenjenos.

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3.2.- Operaciones de Colocación y Transporte 3.2.1.- Transporte del hormigón: El transporte horizontal o vertical del hormigón debe ser realizado con las precauciones necesarias para evitar cualquier tipo de disgregación en el material, lo que provocaría en el hormigón perdidas de resistencia y homogeneidad. El transporte del hormigón desde la central a la obra puede ser realizado en amasadoras móviles a velocidad de agitación o en equipos adecuados que sean capaces de mantener la homogeneidad del hormigón. Para el transporte del hormigón al lugar de la obra, deben cumplirse las siguientes condiciones: 

Durante el transporte no deben segregarse los áridos gruesos, lo que provocaría en el hormigón pérdidas de homogeneidad y resistencia. Los áridos rodados son más propicios a segregarse que los machacados.



Debe evitarse en lo posible que el hormigón se seque durante el transporte.



Vertido y colocación del hormigón:



El vertido y colocación del hormigón debe ser efectuada de manera tal, que no se produzca la disgregación de la mezcla.



El vertido debe ser realizado en forma vertical y no debe ser arrojado desde alturas mayores a 2.5 m.



La colocación debe ser realizada por capas, entre 20 y 30 cm de espesor.



En el hormigonado de superficies inclinadas, el hormigón fresco tiene tendencia a correr o deslizar hacia abajo, especialmente bajo el efecto de vibración. En estos casos se colocará el hormigón de abajo hacia arriba empleando una mezcla de consistencia seca y colocando suples provisionales de fierro disminuyendo se esta manera su deslizamiento.

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Los hormigones deben ser puestos en obras inmediatamente después del amasado. Por ello el transporte del hormigón debe realizarse entre, el final del amasado, y antes de que empiece a fraguarse el hormigón. Así mismo debemos saber que el tiempo que tarda en fraguar el hormigón, depende sobre todo de las condiciones atmosféricas, y de las temperaturas: 

Con calor, y tiempo seco se da un fraguado rápido, antes esas condiciones el hormigón debe estar empleado en la obra (en los encofrados), en un plazo de una hora.



Con tiempo húmedo, y frío ese plazo aumenta hasta dos horas en definitiva, el hormigón debe ser transportado inmediatamente después del amasado, protegerse del viento, y del sol para que no se nos seque.

a)

El Medio De Trasporte:

Con respecto al medio de trasporte, decir que éstas deben de evitar mezclar, o separar la masa plástica, sobre todo evitar las vibraciones, y sacudidas pues, los elementos pesados irían al fondo (gravas), mientras que los morteros, y elementos finos quedarían en la superficie. 

Carretillas: Evita las sacudidas.



Canalones: Para el trasporte aprovechando la gravedad, las caídas, pueden provocar la separación de los materiales, si excede de 2m de caída del hormigón.



Cinta Transportadora: Para el hormigón poco plástico.



Aire Comprimido, Y Bombas: Para el transporte vertical (100m), u horizontal (500m), a través del sistema de válvulas. Evita la segregación.

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55 

Camiones: Utilizado cuando las distancias son grandes. Deben tenerse en cuenta:

Si la distancia de transporte es inferior a 15km, se pueden trasportar en camón menos cubiertas, pero cubriéndolas con encerados, y toldos según la climatología. Si se transporta a mas de 15km, se usaran vehículos con tambores especiales que conservarían el hormigón hasta la obra. En cualquier caso, deben respetarse los tiempos de transporte del hormigón en función de las condiciones atmosféricas. 3.3.- Curado y Protección El curado del hormigón es el proceso de mantención de un adecuado contenido de humedad y de temperatura que se inicia inmediatamente después de su colocación y terminación en el elemento construido. Su objetivo es que se mantenga el agua para que el cemento de la mezcla continúe hidratándose y que la temperatura no afecte la resistencia temprana antes de servicio, para que el hormigón pueda desarrollar las propiedades de resistencia y durabilidad para las que fue diseñado. El lapso de tiempo requerido para realizar el curado dependerá de la resistencia necesaria del hormigón para resistir solicitaciones de uso y del medio ambiente. El proceso de hidratación del cemento depende principalmente del agua contenida en su composición y, junto con la relación del agua y el cemento de la mezcla, controlan la resistencia del hormigón y su evolución en el tiempo. La velocidad de hidratación del cemento también depende de la temperatura del ambiente de exposición del hormigón. Para mantener la hidratación en el tiempo y para que el hormigón pueda ser transportado, manejado, vaciado, colocado y terminado, el agua es fundamental, ya que lubrica las piedras, hace al cemento trabajable y entrega el agua necesaria para que se desarrolle la hidratación del cemento.

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Existen varias razones de los beneficios que tiene el curado para el hormigón, las que se describen a continuación: a) Mayor ganancia de resistencia: El hormigón expuesto en sus primeras horas a un ambiente seco puede perder un 50 por ciento de su resistencia potencial, comparada con un hormigón similar que es curado en condiciones húmedas. En la Figura 1 se puede comparar las resistencias obtenidas en una investigación en que se sometieron probetas de hormigón a diferentes largos del periodo de curado.

Figura 1: Influencia del curado por humedad en la resistencia del hormigón con cemento corriente sin adiciones

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b) Durabilidad mejorada: Con un curado eficiente y de mayor duración se logrará un hormigón más impermeable en la superficie y con una mayor dureza superficial que resistirá mejor el desgaste superficial y a la abrasión. El curado también hace al hormigón más impermeable al agua, ya que la hidratación irá cerrando los poros por donde pueden ingresar agentes agresivos que pueden generar corrosión del acero o degradar el hormigón, y por lo tanto se incrementa la durabilidad y la vida en servicio de dicho hormigón. Para evitar la pérdida del agua requerida para el proceso de hidratación es importante el método de “Curado del Hormigón” que se utilice. Existen diversas técnicas para curar el hormigón, tales como humedecer la superficie con agua, protegerla con cubiertas húmedas o impermeables, o colocar productos especiales de sello de la superficie. Lo importante del método que se utilice es que efectivamente sea capaz de proteger al hormigón, de manera de cuidarlo de que ocurra cualquier situación que afecte sus propiedades y desempeño en servicio en el tiempo. Es preferible que las técnicas a utilizar hayan sido probadas anteriormente y demuestren su capacidad y eficiencia para cumplir con este objetivo. El curado del hormigón se puede realizar con diferentes métodos validados y que están disponibles en la práctica. Su aplicación puede ser encontrada en diferentes textos y publicaciones afines. Sin embargo, se debe verificar su efectividad para que se obtengan los resultados esperados. Uno de los métodos más sencillos y económicos es la mantención de agua sobre la superficie, como se muestra en las Figura 1 y 2. Otras opciones para la mantención de humedad son las arpilleras húmedas mantas, o esteras de algodón humedecidas con una manguera o un aspersor. Se debe tener cuidado de no dejar que se sequen ya que en este caso, es posible que absorban el agua al hormigón y finalmente no cumplan su objetivo. Los

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bordes de las mantas deben solaparse y sobreponerse con contrapesos para que no sean levantados por el viento. Otra posibilidad son las membranas de curado. En las Figura 3 y 4 se muestran algunos ejemplos de aplicación con diferentes métodos de curado.

Figura 1: Curado mediante diques de agua

Figura 2: Curado mediante nebulización con agua

Figura 3: Curado con barreras para el paso de agua

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Figura 4: Curado con Membranas líquidas Los métodos eficientes de curado permiten el aprovechamiento de la temperatura para además de mantener la humedad y proteger del viento, permiten mantener también la temperatura y con ello, incrementar la velocidad de desarrollo de resistencia. Sin embargo, una alta temperatura con secado no controlado puede ser perjudicial. Normalmente, la temperatura del concreto debe ser mantenida por encima de los 50°F (10°C) para un ritmo adecuado de desarrollo de resistencias. Ante la proximidad de jornadas con elevadas temperaturas, con escasos contenidos de humedad relativa del aire y apreciables velocidades de viento, se estima conveniente destacar la importancia y necesidad del curado de protección de la masa de hormigón en estado fresco depositado en obra. Esta necesidad está basada en que todos los estudios realizados al respecto determinaron fehacientemente que la hidratación del cemento solo continua en lugares que se hallan saturadas de agua o en medios ambientes en que la humedad relativa sea mayor del 80%. Esta última condición presentan características de clima que favorecen una rápida evaporación del agua de amasado y el consecuente desecamiento del hormigón lo que trae, inevitablemente aparejado, disminuciones en el desarrollo de las resistencias, reducción considerable de la durabilidad e impermeabilidad y un notable y rápido incremento de la cantidad y calidad de la fisuración de las

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estructuras de poco espesor y expuestas al medio ambiente, tal es el caso de losas, pavimentos, pisos, etc. Una vez que se han producido estas fisuras, la única solución es la reparación mediante la cual se logre la restauración del monolitismo: se puede conseguir este efecto mediante la inyección de resina epoxi de baja viscosidad que impide el paso del agua o soluciones agresivas a las armaduras; por todo lo expuesto es que consideramos necesario tomar los recaudos posibles en resguardo de la calidad final del trabajo ejecutado. Dichos recaudos se resumen en los consabidos procedimientos de protección y curado que se detallan a continuación.:  Previo a la colocación del hormigón, regar y humedecer abundantemente los moldes, encofrados y subrasantes, si los encofrados son de madera, continuar mojando luego de la colocación de hormigón.  Colocar toldos o pantallas que interrumpan el flujo de viento sobre la estructura y a su vez generen sombra sobre la superficie del hormigón.  Acelerar en lo posible la descarga de los motohormigoneros.  Regar con agua en forma de niebla durante la colocación del hormigón, mediante el uso de aspersores.  Utilizar dosificaciones con el menor asentamiento posible, compatible con el correcto llenado de la estructura o elemento a hormigonar. En este punto es conveniente recordar que el elemento que se retrae es la pasta de agua y cemento y que cuando mayor sea esta, mayor será la retracción. a)

CURADO HUMEDO: regar permanentemente o inundar en los casos que sea posible, con agua de temperatura similar a la del hormigón, para evitar producir

fisuras

por

retracción

térmica

diferencial.

También

es

esencialmente efectivo cubrir las superficies de las losas, inmediatamente

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después de la terminación con arpilleras o telas de algodón saturadas, debiendo mantenerlas en esa condición mediante riego. b)

IMPEDIR LA EVAPORACIÓN DEL AGUA LIBRE DELHORMIGÓN: Puede hacerse cubriendo con pliegos de polietileno opaco, de color blanco en tiempos calurosos, teniendo siempre la precaución de que quede adosado a la superficie del hormigón para evitar la formación de túneles de viento, que aceleran el secado. Otra manera se impedir la evaporación, es mediante la aplicación de compuestos líquidos de curado, de alta calidad, que forman membranas impermeables al secarse. Cualquiera sea el método adoptado para curar el hormigón reiteramos la importancia del inicio, inmediatamente después de la terminación de la superficie de la estructura.

3.4.- Consideraciones Especiales de Acuerdo al Elemento Constructivo Las consideraciones especiales a tener se basan principalmente en los procesos constructivos que se determinan para conformar el elemento, los cuales se determinan en las NCH pertinentes, y que dependen del cálculo de Ingeniería, adicionado a los procedimientos ya indicados. Es así que existen elementos de hormigón que deben ser cuidadosamente construidos debido a la complejidad técnica que poseen. Es así que debemos comprender los esfuerzos a los que se someten y tener las consideraciones técnicas en su construcción. Estos elementos son los siguientes:  Fundaciones  Zapatas  Vigas de fundación  Muros de fundación

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 Vigas  Cadenas  Pilares  Lozas  Radieres

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MODULO IV :

SUPERVISION DE OBRAS, PRUEBAS Y REGISTROS, INFORMES FINALES

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4.1.- Toma de Muestras y Pruebas del Hormigón 4.1.1.- Ensayos del hormigón El ensayo del hormigón se realiza en sus dos estados; fresco para conocer sus características y endurecido para determinar sus cualidades y resistencia. El comportamiento de un hormigón frente a los distintos esfuerzos es variable y complejo. Estos se clasifican : a) Según su naturaleza: Destructivos: determinan la resistencia mediante la rotura de probetas o piezas de hormigón. No destructivos: determinan la calidad sin destruir la estructura. b) Según su finalidad: Ensayos previos: determinan la dosificación del material deacuerdo con las condiciones de ejecución. Se realizan antes de comenzar las obras. Ensayos característicos: comprueban que la resistencia y dispersión del hormigón en obra se encuentran dentro de los límites del proyecto. Ensayos de control: con probetas moldeadas en obra para comprobar que la resistencia del hormigón se mantiene igual o mayor que la exigida. Ensayos de información: pretenden conocer la resistencia del hormigón correspondiente a una parte de la obra y a una edad determinada.

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4.1.2.- Ensayos del hormigón fresco  Toma de muestras del hormigón fresco. Las muestras han de ser representativas y de volumen 1,25 - 1,50 veces el volumen de las probetas. En camiones hormigonera tenemos que vigilar la segregación y tomar una muestra uniforme del contenido de la hormigonera. Para comprobar la homogeneidad de un vertido; las muestras se tomarás a ¼ y ¾ de la descarga y entre estos para los distintos ensayos. Cuando no se puedan tomar muestras durante la descarga, tomaremos 5 porciones aleatorias de la descarga completa, no cercanas a los bordes donde puede haberse producido segregación. La muestra debe protegerse del sol, lluvia, viento y desecación, y no exceder los 15 min antes de su utilización.  Ensayos de consistencia. Se utiliza un molde sin fondo de forma troncocónica, provisto de dos asas para manipularlo, con unas dimensiones interiores específicas. Se coloca el molde sobre una superficie plana, rígida e impermeable. Se humedece el interior del molde y la superficie. Se introduce el hormigón y enrasa la superficie. Se desmoldea inmediatamente, levantando el cono despacio y en dirección vertical sin sacudidas y medimos el punto más alto de la masa asentada. El ensayo no se aplica con áridos > 40 mm.

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 Mesa de sacudidas: Se realizan las mismas operaciones que con el Cono de Abrams pero situando el molde sobre una mesa limpia que lo somete a 16 sacudidas o golpes en caída libre. La consistencia se expresa en % de aumento del diámetro de la base inferior del cono.  Consistómetro Vebe: Trata de medir en segundos el tiempo que tarda el hormigón en extenderse totalmente sobre una placa de vidrio con la ayuda de una mesa vibrante. Si el resultado es inferior a 5 segundos, el ensayo es poco significativo.  Determinación de la densidad. Se utiliza un molde rígido que se rellena y compacta. Se determina la masa de hormigón restando, de la masa total, la del molde. Dividiendo por el volumen del molde se obtiene la densidad.  Contenido de aire ocluido: Consiste en determinar la deformación elástica que experimenta el hormigón fresco bajo una presión dada y en condiciones definidas, y compararla con la de un volumen conocido de aire sometido a la misma presión. 4.1.3.- Ensayos mecánicos mediante probetas enmoldadas.  Definición de las probetas y moldes: La forma y dimensiones de las probetas deben ser proporcionales al tamaño del árido. Arica, 21 de Mayo Nº 589 Fono/fax 058-471968 [email protected] www.vicale.cl

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Los moldes deben ser rígidos y no absorbentes. Se untan con aceite mineral o otra sustancia que no ataque al cemento y evite la adherencia.  Preparación de las probetas: Si el asiento en el Cono de Abrams < 4 cm Compactación por vibrado" 4 cm Compactación por picado Una vez compactado el hormigón debe ser enrasada con pasta de cemento la parte superior de la probeta. Las probetas se manipularán lo mínimo posible y se cubrirán para evitar la desecación.  Conservación: Hemos de tener mucho cuidado en el transporte y conservación y se debe hacer en un lugar adecuado, con una humedad y temperatura determinados. Cuando se trata de hormigón en obra debe conservarse con unas condiciones lo más parecidas a las de la estructura de ensayo.  Refrentado de las probetas cilíndricas con mortero de azufre: Las caras planas de probetas destinadas a rotura por compresión con imperfecciones deben ser refrentadas mediante un tratamiento térmico, con una mezcla de azufre, arena y eventualmente un fundente.  Métodos de ensayo de probetas de hormigón: Durante el ensayo la carga debe aplicarse de una manera continua y sin saltos. Las dimensiones de las probetas deben medirse con un error < 1 mm.

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Las superficies de los platos no han de presentar. El diámetro de la esfera de rotura no debe ser >> que la dimensión de la probeta, y el centro de la esfera debe estar situado en la vertical de centro de la carga.  Método de ensayo a compresión: Se limpiaran tanto la superficies de carga de los dos platos como las caras de la probeta. Los cubos deben ensayarse sobre las caras laterales que corresponden al molde. La carga debe aplicarse de una manera continua sin saltos y a una velocidad constante. No debe introducirse ninguna corrección a los mandos de la maquina de ensayo cuando la probeta se deforma rápidamente momentos antes de la rotura.  Método de ensayo a flexotracción: Las probetas se rompen a flexión mediante la aplicación de dos cargas iguales y simétricas. Las probetas se apoyan y reciben la carga sobre las dos caras laterales que estuvieron en contacto con el molde.  Método de ensayo a tracción indirecta: Consiste en la rotura de la probeta, generalmente cilíndrica, mediante la aplicación de una carga de compresión en dos generatrices diametralmente opuestas.

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4.1.4.- Equivalencia entre los distintos ensayos mecánicos de probetas enmoldadas Para un hormigón determinado que se este fabricando bajo las mismas condiciones esenciales puede determinarse mediante ensayos un coeficiente de equivalencia.  Equivalencia entre distintas formas de probetas: Para la utilización de la tabla posterior citamos un ejemplo; En los ensayos de resistencia a compresión, cuando se utilizan probetas diferentes de la cilíndrica 15x30, los resultados deben multiplicarse por el coeficiente de conversión dado en la tabla para obtener el valor que correspondería a la probeta cilíndrica 15x30. Coeficientes de conversión respecto a la probeta cilíndrica de 15 x 30 cm Tipo de probeta (Con refrentadas)

caras

Dimensiones

Coefiente de conversión Valores

(cm)

límites

Cilindro

15x30

0.94 a 1.00

Cilindro

10x20

Cilindro

25x50

0.70 a 0.90

1.05

Cubo

10

0.70 a 0.90

0.80

Cubo

15

0.75 a 0.90

0.80

Medio

1.00 0.97

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70

Cubo

20

0.80 a 1.00

0.83

Cubo

30

0.90 a 1.20

0.90

Prisma

15x15x45

0.90 a 1.20

1.05

Prisma

20x20x60

1.05

 Equivalencia entre distintas edades: .a) En los ensayos de resistencia a compresión pude admitirse que la relación entre la resistencia a j días de edad y la de 28 días, es la dada en la tabla 6.3. Coeficientes de conversión respecto al ensayo brasileño en probeta de 15 x 30 cm Tipo

de Coeficiente

probeta

Tipo de ensayo

de

y conversión

dimensiones

Valores Valor

(cm)

límite

medio

Cilindro 15 x 30 Ensayo brasileño

1.00 0.91 - 1.16

Cubo de 15 x

1.03

20 Prisma de 10 Ensayo de reflexión x 10 0.55 - 0.67 con cargas a los Prisma de 15 0.61 - 0.74 tercios de la luz

0.61 0.67

x 15 Ensayo de reflexión con

carga

de

Prisma de 10

0.53 - 0.61

0.57

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entrada

x 10

0.54 - 0.64

0.59

0.88 - 1.32

1.10

Prisma de 15 x 15 Prisma de 15 x 15 Tracción

directa

sobre probetas de o esbeltez >2 Cilindro ø = 15

Valores de la relación fcj/fc28 Edad de hormigón, en días

3

7

28

90

360

Cemento Portland normal

0.40 0.65 1.00 1.20 1.35

Cemento Portland de alta resistencia inicial 0.55 0.75 1.00 1.15 1.20 . b) En los ensayos de resistencia a tracción , la relación citada puede tomarse de la tabla Coeficientes de conversión respecto a 28 día de edad, en lo ensayos de resistencia a tracción. Edad de hormigón en días

3

7

28

90

Tracción directa

0.58

0.74

1.00

1.22

Ensayo brasileño

0.65

0.78

1.00

1.08

Ensayo de flexotracción

0.58

0.75

1.00

1.20

 Equivalencias entre distintas resistencias:

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Entre las distintas resistencia a tracción y la resistencia a compresión pueden establecerse unas relaciones medias de tipo orientativo. A su vez, las distintas resistencias a tracción están ligadas entre sí según se indica en la tabla 6.2 4.1.5 Extracción y ensayo de probetas testigo Cuando sea necesario determinar la resistencia del hormigón correspondiente a una obra ya ejecutada, pueden obtenerse probetas talladas directamente de la obra. Las probetas se extraen mediante perforadoras tubulares, con las que se obtienen testigos cilíndricos cuyas caras extremas se cortan posteriormente con disco. Cuando se trata de pilares, conviene muestrear en el tercio superior de los mismos. El pacómetro es el detector magnético de armaduras, aplicado a la superficie del hormigón permite localizar la presencia y el trazado de las armaduras hasta profundidades del orden de los 10 cm.  Dimensiones de las probetas: Las probetas cilíndricas destinadas al ensayo de compresión tendrán un diámetro " 10 cm y su altura como mínimo el doble del diámetro. El diámetro no debe ser inferior al triple del tamaño máximo del árido. Es conveniente que las probetas no se extraigan antes de los 28 días. Sus bases de ensayo no deben tener irregularidades grandes y deben ser perpendiculares al eje de la probeta.  Preparación y conservación de las probetas:

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En el caso en que la obra o estructura de la que se han extraído las probetas vaya a estar sometido a humedad continuamente, o a saturación de agua, las probetas talladas y refrentadas deben mantenerse antes del ensayo durante 40 a 48 horas en agua.  Evaluación de la resistencia: . La influencia de la edad, está ligada fundamentalmente al tipo de cemento y al grado de maduración del hormigón. Si se desease estimar la resistencia a otra edad distinta de la ensayada, habría que utilizar correlaciones específicas para cada cemento; en su defecto, pueden emplearse valores medios como los indicados en la tabla 6.3 o en la 6.5. Influencia de la edad en la resistencia a compresión de probetas testigo Resistencia relativa Tipo de cemento

7

14

28

3

1

2

días días días meses año años Normal De alta resistencia inicial

0.70

0.88

1

1.12 1.18 1.20

0.80

0.92

1

1.10 1.15 1.15

0.70

1

1.40 1.60 1.70

De endurecimiento lento 4.1.6.- Ensayos no destructivos

El objeto es conocer la calidad del hormigón en obra, sin que resulte afectada la pieza o estructura objeto de examen.  Métodos escrerométricos:

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Constituyen ensayos elementales que determinan la dureza superficial del hormigón, bien mediante la energía residual de un impacto sobre la superficie del hormigón. El martillo Schmidt: es el más utilizado por su sencillez y bajo coste, mide la dureza superficial del hormigón en función del rechazo de un martillo ligero. Debe obtenerse el rechazo medio de varias determinaciones, limpiando y alisando previamente la superficie que se ensaya. Útil para determinar la marcha del endurecimiento del hormigón, o para comparar su calidad entre distintas zonas de una misma obra. Los resultados que se obtienen vienen afectados x varias variable y por ello en manos inexpertas conduce a conclusiones erróneas. El martillo Frank: mide la dureza superficial del hormigón por el diámetro de la huella que deja impresa una bola de acero sobre la que se da un golpe. El esclerómetro Windsor: se basa en aplicar a la superficie del hormigón una especie de clavo de acero extraduro, que se introduce en el material por medio de una carga explosiva. Lo que se mide es la profundidad de penetración, que viene relacionada con la resistencia a compresión del hormigón. El ensayo es aplicable a superficies planas y curvas, losas de pequeño espesor, etc.  Métodos por velocidad de propagación: Se fundan en la relación que existe entre la velocidad de propagación de una onda progresiva o impulso, a través de un medio homogéneo e isótropo, y las constantes elásticas del material, que a su vez están ligadas con la resistencia del mismo. La más rápida de estas ondas ,es la longitudinal, que corresponde a las deformaciones de tracción-compresión.

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La otra onda es transversal, que corresponde a las deformaciones de esfuerzo cortante El equipo más corriente y conocido se compone de un generador de impulsos eléctricos, un osciloscopio, un marcador de tiempos, un excitador de vibraciones piezoeléctrico y un captador del mismo. Calidad de los hormigones con cemento porland Velocidad v1(m/s)

Calidad del hormigón

> 4500

Excelente

3600 - 4500

Bueno

3000 - 3600

Aceptable

2100 - 3000

Malo

< 2100

Muy malo

 Métodos por resonancia: Están basados en la relación existente entre la frecuencia de resonancia de una pieza y las constantes elásticas del material. El inconveniente es que se han de efectuar los ensayo sobre probetas o piezas de pequeñas dimensiones. Si en una probeta o pieza de hormigón se logra excitar una vibración, cuya frecuencia coincida con su frecuencia propia o de resonancia, pueden determinarse las constantes elásticas del material. 4.1.7.- Ensayos de control de la calidad del hormigón  Según su finalidad ( ya descritos anteriormente).

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

Ensayos posteriores a la terminación de la obra:

Cuando debemos estimar la calidad del hormigón de una estructura ya terminada, puede recurrirse a la extracción de probetas testigo, a la realización de ensayos no destructivos, de prueba de carga o de otras determinaciones directas o indirectas de la calidad del hormigón. En la tabla 6.7 se presenta un resumen de los procedimientos comúnmente empleados. En general, la estimación final de la calidad de hormigón requiere el empleo combinado de diversos métodos. Procedimientos para estimar la calidad del hormigón de una estructura.

Procedimiento

Características

Forma de trabajo -

Determinación

en

cal

se

determina del

contenido

Análisis químico

que

- Contenido en cemento por m3 de hormigón

fosilice

sobre

muestras de 5 Kg de hormigón - Otros métodos

-

Dosis

de

los

componentes - Relación agua/cemento - Resistencia - Peso específico

Extracción testigo

de

probetas -Sonda rotatoria y ensayos - Porosidad posteriores - Modelo de elasticidad dinámica - Las del caso anterior

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- Estimación de la dureza Exploración esclerométrica superficial(índice

- Resistencia

esclerométrico) - Módulo de elasticidad Exploración

con

ultrasonidos

- Medida de la velocidad de propagación de ondas - Resistencia ultrasónicas - Presencia de fisuras -

Detección magnética de armaduras

Posición

de

- Medición de variaciones armaduras en campos magnéticos, Espesor con el pacómetro

las

del

recubrimiento Rayos X

- Inspección radiográfica

-

Posición

de

las

armaduras - Peso específico - Porosidad

- Medición de la absorción, Isótopos radioactivos

difusión o presencia de radio-isótopos

- Coqueras - Contenido en agua - Posición y diámetro de las armaduras

Examen al microscopio

Análisis petrográfico

Recuento microscópico

- Sobre el propio elemento - Presencia de fisuras -

Sobre

extraídas

muestras

-

Posibles

alteraciones

(precipitación, carbonatación, etc.)

- Método de las líneas - Aire ocluido

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transversales

sobre

muestra preparada Pruebas de carga

-

Medición

deformaciones y fisuras

de -

Comprobación

del

comportamiento elástico

4.2.- Registros e Informes de Control en cada Etapa En cada una de las etapas indicadas en el manual se efectúan registro e informes en relación a la ejecución de las partidas, en esta caso específico la de control del Hormigón por tal razón, es indispensable conocer su procedimiento constructivo, ya que de esta forma podemos identificar y proporcionar adecuadamente una metodología de control para hacer efectiva la supervisión. La herramienta más utilizada son planillas de control, la que efectuaremos en este curso con alumnos de tal forma de hacer efectivo el aprendizaje y compartir las experiencias en relación a esta partida. Para ello es indispensable indicar lo siguiente : 

Nombre de la obra



Propietario



Responsables técnicos



Fecha de la toma de supervisión



Elementos constructivos



Elementos de verificación



Unidades a controlar



Observaciones



Supervisor



Equipo de trabajo

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A continuación se muestra una cartilla tipo de registro y control de una partida:

4.3.- Especificaciones y Tolerancias Conforme al marco normativo chileno antes descrito y anexo al presente Manual.

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BIBLIOGRAFIA

 DS 47 ( V y U ) de 1992, Ley General de Urbanismo y Construcciones y sus Modificaciones  DS 458 ( V y U ) de 1975, Ordenanza General de Urbanismo y construcciones y sus modificaciones  Ley N° 19.472 del año 1996 Ley de Calidad de la Construcción  Nch 163 Of. 1979, Arido para mortero y hormigones – Requisitos Generales  NCH 170 Of. 1985, Hormigón – Requisitos Generales 

ICHC, Manuales del Instituto Chileno de la Construcción

 Manual del Constructor  Compendios

Pontificia

universidad

Católica

de

chile,

Escuela

Construcción Civil

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de