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• Sol Huaman Flores

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TEMA 10. FABRICACIÓN, TRANSPORTE Y PUESTA EN OBRA DEL HORMIGÓN

2010/11

Tema 10. Fabricación, transporte y puesta en obra del hormigón

1. Amasado 1.1.

Pará Parámetros del amasado

1.2.

Tipos de má máquinas de amasado

1.3.

Hormigoneras

1.4.

Mezcladoras

1.5.

Camiones hormigoneras

1.6.

Dúmperes hormigoneras

1.7.

Velocidad de amasado

1.8.

Duració Duración de amasado

1.9.

Capacidad de amasado

1.10. Número de amasadas por hora

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Tema 10. Fabricación, transporte y puesta en obra del hormigón

2. Plantas o centrales de hormigó hormigón

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Tema 10. Fabricación, transporte y puesta en obra del hormigón

3. Transporte del hormigó hormigón

2.1.

Almacenamiento de áridos

4. Bombeo del hormigó hormigón

2.2.

Alimentació Alimentación de tolvas

5. Puesta en obra

2.3.

Almacenamiento de cemento

6. Compactació Compactación y vibrado

2.4.

Transporte de cemento

7. Hormigó Hormigón proyectado

2.5.

Sistemas de pesaje

8. Cimbras, encofrados y moldes

2.6.

Tipos de plantas de hormigó hormigón

3

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¾

Amasado

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El objeto del amasado es conseguir que los áridos esté estén regularmente repartidos en la masa y que el cemento los envuelva.

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Tipos de máquinas de amasado

Las má máquinas que se utilizan para el amasado de hormigó hormigón se pueden clasificar en: ‰

Amasadoras:

Los pará parámetros que influyen en el amasado son:

9 Hormigoneras:

el amasado se produce al girar la cuba.

‰

Tipo de má máquina utilizada

‰

Velocidad de amasado

‰

Tiempo de amasado

9 Camiones

hormigoneras o autohormigoneras

‰

Capacidad de amasado

9 Dúmperes

hormigoneras

‰

Número de amasadas por hora

¾

Todas trabajan de forma discontinua.

‰

Orden de carga

¾

El ciclo de trabajo se calcula como:

‰

Dosificació Dosificación mí mínima de agua

9 Mezcladoras: ‰

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Hormigoneras

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¾

El amasado se realiza al girar la cuba que en su interior tiene unas paletas fijas.

¾

El giro permite que por la acció acción conjunta de la gravedad y las paletas se modifique la trayectoria de los materiales.

¾

Se utilizan para la fabricació fabricación de hormigones de consistencias plá plásticas y fluidas.

¾

El tiempo de amasado varí varía entre 1,5 y 2 minutos.

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el amasado se realiza al girar las paletas.

Sobre vehí vehículo

T = TLL + TA + TD

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TLL TA TD

tiempo de llenado tiempo de amasado tiempo de descarga

Hormigoneras

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El motor puede ser: ‰ Elé Eléctrico: las má más usadas. ‰ De gasolina: capacidades menores de 150 litros. ‰ Dié Diésel: capacidades mayores de 150 litros.

¾

Segú Según su movilidad, pueden ser: ‰ Móviles: capacidades menores de 750 litros. ‰ Fijas: capacidades mayores de 750 litros.

¾

Existen dos tipos principales: ‰ De cuba basculante. ‰ De tambor horizontal y vaciado por inversió inversión de marcha.

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Hormigoneras de cuba basculante

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Hormigoneras de cuba basculante

Constan de una cuba que gira alrededor de un eje horizontal y toma tres posiciones ‰

Llenado o carga

‰

Amasado o mezcla

‰

Vaciado o descarga.

¾

Los materiales entran y salen por la boca.

¾

Pueden tener cargador (skip (skip)) o no.

¾

Los tipos de cargadores que existen son: ‰

Hidrá Hidráulicos

‰

Accionados por cables

‰

De radio rascante (cangilones) 9

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Hormigoneras de cuba basculante

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Hormigoneras de cuba basculante

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Hormigoneras de tambor horizontal y vaciado por inversión de marcha

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La cuba es un tambor horizontal con dos bocas opuestas, por una se carga y por la otra se descarga.

¾

Cuando el hormigó hormigón está está amasado, se invierte el sentido de la marcha y con ayuda de unas palas de descarga el hormigó hormigón sale por la boca de descarga.

¾

Produce un hormigó hormigón má más uniforme y mejor mezclado que las de tambor basculante.

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Hormigoneras de tambor horizontal y vaciado por inversión de marcha

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Mezcladoras

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Mezcladora de eje horizontal

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¾

El amasado del hormigó hormigón se realiza por la acció acción forzada del movimiento de unas paletas mó móviles con relació relación a la cuba.

¾

La cuba que es fija tiene unas paletas solidarias a dos ejes horizontales.

¾

Válidas para consistencias secas o plá plásticas.

¾

¾

Permiten tiempos de amasado muy rá rápidos, entre 30 y 60 segundos.

Es la idó idónea para prefabricació prefabricación de hormigones ligeros, porque evita la sedimentació sedimentación por densidades.

¾

La descarga, por el fondo, es muy rá rápida.

¾

Normalmente son fijas y tienen motor elé eléctrico.

¾

Se utilizan en plantas de hormigó hormigón, industrias de prefabricació prefabricación (bovedillas, bloques, viguetas, etc.) y laboratorios.

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Mezcladora de eje vertical

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Consta de una cuba fija con su eje vertical y en el interior de la misma gira un rotor con unos brazos terminados en unas paletas.

¾

Debido al desgaste que se produce, el fondo y los laterales se pueden cambiar.

¾

El vaciado se realiza por una compuerta que se abre en el fondo.

¾

Permite áridos de hasta 90 mm.

¾

Se usa cuando se requieren grandes producciones.

¾

Es la hormigonera tí típica de las centrales de hormigó hormigón.

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Mezcladora de eje vertical

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Mezcladora forzada

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Tambié También llamada de tren bailarí bailarín.

¾

Consta de una cuba fija con su eje vertical y en el interior gira gira un reductor al que está está acoplado un conjunto de paletas.

¾

Las paletas tienen dos tipos de movimientos: ‰

alrededor de su eje

‰

alrededor del eje de la má máquina.

¾

La descarga se realiza por una compuerta abatible en el fondo.

¾

Es la hormigonera tí típica de las industrias de prefabricados.

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Mezcladora forzada

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Camiones hormigoneras

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La cuba está está situada sobre un chasis que se monta sobre el bastidor de un camió camión.

¾

Es importante la posició posición del baricentro para un correcto reparto de las cargas por eje en el camió camión.

¾

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Camiones hormigoneras

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¾

En el interior tiene dos series de hé hélices de paletas que está están estudiadas para que la carga, el amasado y la descarga sean rápidos y buenos.

¾

Tiene dos sentidos de rotació rotación, uno de carga y mezcla y otro de descarga.

La cuba tiene forma cilindrocilindro-cónica y su eje está está inclinado unos 15º 15º.

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Camiones hormigoneras

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El material entra en la cuba a travé través de una tolva situada en la parte superior de la boca y sale por la parte inferior de la misma boca a una tolva y de ella a una canaleta de distribució distribución.

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¾

La cuba puede realizar dos funciones: ‰

‰

¾

Como agitador: recibiendo el hormigó hormigón mezclado en central y agitá agitándolo durante el transporte. Como mezcladora: recibiendo la mezcla seca en central de dosificació dosificación y amasando durante el transporte.

La cuba suele tener dos velocidades de rotació rotación en el sentido de la carga y amasado y una en el de descarga. ‰

‰

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Camiones hormigoneras

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La velocidad má más lenta es la de agitació agitación y corresponde al transporte del material que ya ha sido amasado. La velocidad má más rá rápida corresponde a la carga y al amasado, cuando se ha cargado una mezcla no amasada. 24

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Dúmperes hormigoneras

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Dúmperes hormigoneras

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Son pequeñ pequeños dú dúmperes de obra que tienen montada una hormigonera.

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Velocidad de amasado

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Velocidad crí crítica de amasado es aquella en la que los materiales son centrifugados a la periferia.

¾

La velocidad de rotació rotación de las má máquinas de amasado no debe alcanzar la velocidad crí crítica. Normalmente la velocidad de amasado es la mitad de la crí crítica.

¾

La velocidad crí crítica es:

ω 2 .r = g

26

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Velocidad de amasado

Por lo tanto, la velocidad crí crítica (en rpm) es:

nc = ¾

w velocidad crí crítica (rd (rd//sg) sg) r radio de la cuba (m) g aceleració aceleración de la gravedad (m/sg2)

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42,3 D

Y la velocidad de amasado (en rpm) será será aproximadamente igual a:

n=

20 D

2

⎛ 2π ⎞ D ⎜ .nc ⎟ . = 9, 81 ⎝ 60 ⎠ 2

nc velocidad crí crítica (rpm) D diá diámetro de la cuba (m) 27

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Tiempo de amasado

¾

El tiempo de amasado no puede ser corto porque podrí podrían no mezclarse bien los áridos, pero tampoco debe ser largo porque podrí podrían producirse segregaciones.

¾

El tiempo de amasado comienza cuando todos los áridos y el cemento se encuentran en el interior de la cuba.

¾

El trabajo para que la cuba de una vuelta es proporcional al volumen.

T1 = K1.D 3

¾

El trabajo total de amasado tambié también será será proporcional al volumen.

Tt = K 2 .D 3

¾

El nú número total de vueltas (N) durante el tiempo de amasado (t) será será:

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N = t . n = t.

Capacidad de amasado

K3 D

¾

El hormigó hormigón colocado en estructura está está compactado siendo su volumen, aproximadamente, el 90% del fresco.

Tiempo de amasado

¾

Igualando

¾

Despejando

¾

El valor de K depende del tipo de hormigonera, si D se expresa en metros y t en segundos, puede tomarse:

Tt = T1.N ⇒ K 2 .D 3 = t .

K3 .K1.D 3 D

t = K. D

‰

Si es de tambor basculante

‰

Si es de eje horizontal

K = 90 − 120

K = 60 − 90 30

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Número de amasadas por hora

Como los materiales está están en rotació rotación, se van llenando los huecos y disminuye el volumen. En general, se necesita un volumen de áridos 25% superior al volumen de hormigó hormigón fresco. Los fabricantes suelen proporcionar la capacidad de carga máxima y la capacidad de amasado o producció producción por amasada.

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Es funció función de: ‰ ‰

‰

La duració duración del ciclo de trabajo de la instalació instalación. Los medios de que se disponga para la dosificació dosificación y alimentació alimentación de los áridos, cemento y agua. El sistema para el transporte del hormigó hormigón a la salida de la hormigonera: carretilla, dú dúmper, etc. Tipos de hormigonera De cuba basculante sin skip

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Nº amasadas/hora 10 – 15

De cuba basculante con skip

15 – 20

De eje horizontal con skip

20 – 30

Mezcladora con skip

30 – 40

Mezcladora abastecida por torre de hormigó hormigón

45 - 60 32

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Central de hormigón

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Es el conjunto de instalaciones y equipos que permiten realizar las siguientes actividades: ‰

Almacenamiento y alimentació alimentación de áridos

‰

Almacenamiento y alimentació alimentación de cemento

‰

Dosificació Dosificación de las materias primas

‰

Amasado

‰

Transporte del hormigó hormigón

‰

Control de producció producción

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Almacenamiento de los áridos

Muro de áridos en estrella con tabiques separadores. separadores. ‰

‰

‰

‰

Los áridos se almacenan en el suelo separados por tabiques que adoptan una posició posición radial partiendo de un centro, llamado escudo metá metálico, donde está están situadas unas compuertas que permiten el paso de los áridos a la tolva dosificadora. Los tabiques se suelen construir con tablones de madera o con bloques de hormigó hormigón. Sobre el escudo metá metálico se coloca una pala de arrastre o una dragalina. Los camiones que transportan los áridos los descargan en los distintos compartimentos y la pala de arrastre o dragalina se encarga de acercarlos y remontarlos por la pendiente, para que puedan salir por la compuerta.

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‰

Almacenamiento de los áridos

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La pala de arrastre consta de una pala que es conducida por un operario y de la que tira un cable mecá mecánico, el cual se arrolla en un cabrestante elé eléctrico desde un botó botón situado en la empuñ ñ adura de la pala. empu

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‰

Almacenamiento de los áridos

Dragalina: la principal ventaja frente a la pala de arrastre es que los movimientos de ascenso y descenso está están mecanizados.

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Almacenamiento de los áridos

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Muro de áridos en estrella sin tabiques separadores. separadores. ‰

Los áridos se almacenan en el suelo en posició posición radial.

‰

La alimentació alimentación es con radios rascantes.

‰

Como no hay tabiques separadores entre los distintos tamañ tamaños de áridos, un radio rascante puede alimentar a uno o dos tipos de áridos, segú según se aproxime a uno u otro.

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Almacenamiento de los áridos

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Tolvas

¾

La alimentació alimentación de las tolvas puede hacerse con: ‰

Cintas transportadoras

‰

Palas cargadoras

‰

Camiones basculantes

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Alimentación de tolvas de áridos

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Cintas transportadoras: transportadoras: tienen una tolva receptora que se alimenta con una pala cargadora o basculando el camió camión. De esta tolva parte una cinta transportadora que si es fija descarga sobre otra mó móvil y que se sitú sitúa encima de las tolvas o que si es mó móvil ya descarga sobre la tolva correspondiente.

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Alimentación de tolvas de áridos

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Palas cargadoras: cargadoras: se necesita construir unos muros con sus rampas correspondientes o que las tolvas está están enterradas o semienterradas.

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Alimentación de tolvas de áridos

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Camiones basculantes: basculantes: las condiciones son las mismas que para palas cargadoras, pero se necesita mayor espacio para maniobrar.

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Almacenamiento del cemento

¾

El cemento se suministra en sacos o a granel.

¾

Cuando el consumo de cemento es grande siempre compensa que los suministren a granel y almacenarlo en silos, generalmente metá metálicos.

¾

Existen silos fijos y silos mó móviles.

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Almacenamiento del cemento

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¾

Los silos de cemento son elementos verticales, de forma generalmente cilí cilíndrica y secció sección circular, de gran altura con respecto a su diá diámetro.

¾

La parte inferior tiene forma de cono y en la zona má más estrecha tiene una abertura con dispositivo de cierre.

¾

Los apoyos está están constituidos por tubos y perfiles de acero, que son anclados debidamente, para contrarrestar la acció acción del viento cuando el silo está está vací vacío.

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¾

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Almacenamiento del cemento

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Los silos de cemento no se ponen a presió presión, es decir, el aire que transporta el cemento debe salir por la parte superior. Al salir el aire, tambié también sale cemento lo que produce contaminació contaminación atmosfé atmosférica y para evitarla se montan unos filtros de mangas.

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¾

Transporte del cemento

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Los medios para transportar el cemento son: ‰

Tornillos sin fin

‰

Aerodeslizadores

‰

Transporte neumá neumático por tuberí tubería 9A

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Transporte del cemento

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Tornillo sin fin ‰

Constan de un espiral en forma de hé hélice en el interior de un tubo cerrado por una chapa atornillada en su parte superior para permitir su inspecció inspección en caso de atasco.

presió presión

9 Bomba 9 Por

de fuller

aspiració aspiración (en vací vacío)

9 Combinando

vací vacío y presió presión

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‰

‰

‰

Transporte del cemento

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Habitualmente la longitud de los tornillos no supera los 10 metros.

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¾

Aerodeslizadores ‰

Cuando se necesite transportar el cemento a distancia mayores, lo que se hace es descargar un tornillo en otro de iguales caracterí características o de mayor capacidad para evitar atascos. El cemento se dosifica por peso, por ello los tornillos sin fin suelen descargarse en las bá básculas de cemento. Cuando se llega a la pesada necesaria el tornillo sin fin se detiene automá automáticamente y vuelve a entrar en funcionamiento en la siguiente dosificació dosificación.

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Transporte del cemento

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‰

Constan de un conducto de secció sección rectangular con doble fondo. El aire comprimido a baja presió presión penetra por el fondo poroso y fluidifica el cemento hacié haciéndolo discurrir por gravedad. Tiene el inconveniente de necesitar pendiente hacia abajo y la ventaja de no tener averí averías.

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Transporte del cemento

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Transporte neumá neumático por tuberí tubería ‰

‰

‰

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A presió presión: un compresor de mucho caudal y poca presió presión (ventilador) impulsa el aire, que arrastra al cemento.

Transporte del cemento

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Instalaciones de transporte neumá neumático por tuberí tubería ‰

Constan de: 9 Unidad

de fuerza: ventilador, conjunto bombabomba-vací vacío o compresor.

Bomba de fuller: fuller: una hé hélice sin fin transporta el cemento hasta una cá cámara en la que entra aire comprimido impulsando el cemento por la tuberí tubería.

9 Tuberí Tubería

de conducció conducción.

9 Sistemas

de vá válvulas que dirigen el material por la tuberí tubería deseada.

En vací vacío: una bomba en vací vacío aspira cemento.

9 Indicadores

del nivel de los silos.

9 Armario

de control, para conocer la situació situación del transporte, mando a distancia de las vá válvula y señ ñ alizació ó n de los indicadores de nivel. se alizaci

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¾

Sistemas de pesaje

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Los tipos de bá básculas son: Mecá Mecánicas: transmite los esfuerzos a travé través de palancas.

‰

Electró Electrónica: mide a travé través de cé células de carga.

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Básculas para cementos

Una bá báscula es un recipiente o tolva donde se recoge la carga a pesar y un sistema de informació información que traduce este peso en una señ señal sobre el indicador de pesaje.

‰

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¾

De los brazos de la bá báscula está está suspendida la tolva destinada a recibir cemento.

¾

Existen dos tipos: ‰

‰

51

Báscula romana: romana: se basa en comparar un peso conocido que se puede desplazar a lo largo de una barra graduada y otro a medir que está está siempre a la misma distancia del punto de articulació articulación. Báscula automá automática: tica: está está dotada de un cabezal en el que se hace la lectura del peso de cemento que entra en la tolva. 52

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Sistemas de pesaje de áridos

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¾

Pesaje simultá simultáneo: neo: cada árido se pesa con bá báscula propia.

¾

Pesaje acumulativo: acumulativo: varios componentes se pesan uno a continuació continuación del otro en la misma bá báscula por procedimiento aditivo.

¾

Pesada sustractiva: sustractiva: se llena la bá báscula, se abre la compuerta y se cierra cuando la aguja marca la diferencia. Es muy prá práctica cuando los áridos está á n en el suelo y se cargan con pala est cargadora.

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¾

Sistemas de pesaje de áridos

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Cintas pesadoras

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Sistemas de pesaje

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Los tipos de dosificaciones son: ‰

‰

‰

‰

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¾

Manual: el operador abre y cierra las compuertas con palancas o mecá mecánicamente.

Correcció Corrección de la humedad de los áridos. ‰

Semiautomá Semiautomáticas: las compuertas se abren pulsando botones, pero se cierran automá automáticamente cuando se alcanza el peso fijado.

‰

Automá Automáticas: se abren automá automáticamente al comienzo de la pesada y se cierran, tambié también automá automáticamente, cuando se ha llegado al peso fijado. Automá Automática con selecció selección del programa: es un sistema automá automático en el que se pueden programarse varias mezclas. 55

Sistemas de pesaje

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Medició Medición de la humedad de arena: arena: se basa en que la resistencia de la arena al paso de la corriente elé eléctrica depende de su grado de humedad. Higró Higrómetro acoplado a la mezcladora: mezcladora: só sólo se puede usar en mezcladoras. Mide el agua añ añadida má más el agua en la arena má más el agua en la grava, a travé través de una sonda que se introduce en la mezcladora que mide la conductividad elé eléctrica de la mezcla. El aparato hace funcionar una válvula que corta el paso de agua cuando se ha alcanzado la requerida.

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Clasificación de centrales de hormigón

¾

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Segú Según el sistema de amasado en: ‰

‰

‰

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Clasificación de centrales de hormigón

¾

Centrales amasadoras: amasadoras: el hormigó hormigón se amasa en central y se descarga sobre camiones cuya única misió misión es transportarlo.

Segú Según la forma de almacenar los áridos en: ‰

Centrales dosificadoras: dosificadoras: el hormigó hormigón se dosifica en central, pero se amasa en los camiones. Centrales mixtas: mixtas: el hormigó hormigón se amasa inicialmente en la central durante un tiempo limitado y posteriormente se continua su amasado en el camió camión.

‰

‰ 57

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Central radial

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Central radial: los áridos se almacenan directamente en el suelo, en compartimentos radiales sobre un muro de áridos en estrella. La alimentació alimentación de los áridos se hace con pala de arrastre, dragalina o radios rascantes. rascantes. Central tipo torre: son aquellas en las que el almacenamiento de los áridos está está en la parte má más alta de la misma planta y todo el proceso, tanto de dosificació dosificación como de amasado y descarga del hormigó hormigón, se realiza por gravedad. Central de tolvas en lílínea: los áridos se almacenan en lílínea y la carga se realiza con cinta transportadora.

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Central tipo torre

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Central de tolvas en línea

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Clasificación de centrales de hormigón

¾

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Segú Según la movilidad en: ‰

‰

‰

Fijas: Fijas: las de mayor tamañ tamaño. Son las que se dedican a la venta de hormigó ó n o las que se montan en grandes presas. hormig Transportables: Transportables: está están diseñ diseñadas para ser desmontadas fácilmente, descomponié descomponiéndose en varios mó módulos que pueden ser transportados dentro del gá gálibo de carreteras sin permiso especial. Móviles: viles: puede ser toda la central que se desplaza sobre ruedas o descomponerse en varios conjuntos cada uno de ellos sobre ruedas, de tal forma que el ensamblaje de todos ellos se realiza en pocas horas.

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Clasificación de centrales según su movilidad

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Ventajas del hormigón de central frente al fabricado en obra

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¾

Considerables avances en la tecnologí tecnología y el equipamiento.

¾

Adecuado control de calidad sobre el hormigó hormigón.

¾

Provisió Provisión de materiales con pesadas controladas y precisas.

¾

Posibilidad de suministro las 24 horas.

¾

No se requiere espacio de almacenamiento para los áridos y el cemento en la obra.

¾

Eliminació Eliminación de desperdicios o fugas de materiales.

¾

Menor control administrativo por el volumen de compras de los áridos y el cemento. 64

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Ventajas del hormigón de central frente al fabricado en obra

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Mayor limpieza en la obra, evitando multas por invadir frecuentemente la ví vía pú pública con los materiales.

¾

Asesoramiento té técnico especializado sobre cualquier aspecto relacionado con el uso o caracterí característica del hormigó hormigón.

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Conocimiento real del costo del hormigó hormigón.

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Disponibilidad de bombas de hormigó hormigón para hormigones en altura que deben ser bombeados.

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Transporte del hormigón

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¾

Desde la central de hormigó hormigón el transporte debe hacerse en camiones hormigoneras, pues en camiones basculantes normales el hormigó hormigón presenta segregació segregación.

¾

El fraguado del cemento depende de la temperatura ambiente y de la calidad del mismo, pudié pudiéndose adoptar que no empieza antes de los 20 minutos en tiempo caluroso y de los 40 en tiempo frí frío.

¾

El tiempo de transporte no debe superar los 90 min. Si la distancia a recorrer supone un tiempo de transporte mayor la mezcla debe transportarse seca y añ añadir el agua al final del recorrido, con lo que desaparece la garantí garantía de la correcta dosificació dosificación del agua.

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¾

Transporte del hormigón

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A veces los camiones hormigoneras llevan cintas para su puesta en obra. Se transportan plegadas y se extienden en la obra.

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¾

Transporte del hormigón

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Para el transporte dentro de la obra o desde la central de hormigonado de obra pueden utilizarse: ‰

Carretillas

‰

Montacargas

‰

Grú Grúas

‰

Poleas y cabrestantes

‰

Dúmperes hormigoneras

‰

Blondines

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Bombeo de hormigón

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¾

El hormigó hormigón bombeado se define como el hormigó hormigón que se transporta por medio de presió presión a travé través de tuberí tuberías rí rígidas o mangueras flexibles y que se descarga directamente en aquellos puntos en donde se desea colocar.

¾

Al bombear, se trata de impulsar el hormigó hormigón fresco por la tuberí tubería y ejercer una presió presión sobre el mismo, que sea suficiente para que se desplace en estado plá plástico, venciendo la resistencia de su propio peso, ademá además de la pé pérdida de carga que se produce debido al rozamiento del hormigó hormigón contra las paredes del tubo o la manguera y al rozamiento interno que es el resultado de la heterogeneidad de las partí partículas componentes.

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Bombeo de hormigón

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Bombeo de hormigón

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¾

La bomba de hormigó hormigón es el mejor examinador de la calidad de este producto, pues cualquier defecto del mismo causará causará el taponamiento del tubo.

¾

Las causas que pueden hacer difí difícil o impedir el bombeo son: ‰

un bajo contenido de cemento,

‰

una granulometrí granulometría de los áridos no adecuada,

‰

un contenido excesivo de agua o

‰

un uso inadecuado de los aditivos empleados.

71

70

PCM/ITOP

¾

Bombeo de hormigón

2010/11

De los diversos materiales que componen el hormigó hormigón, el agua es el único que es bombeable y debe transmitir la presió presión que ejerce la bomba. El resto de los componentes debe acompañ acompañar a ésta, y tanto las partí partículas gruesas como las finas deben encontrarse en un equilibrio que impida la exudació exudación o la escasez de agua. El cemento es fundamental para la acció acción del bombeo por su finura y su necesidad de agua para su hidratació hidratación, por lo cual se convierte, junto con los finos, en el lubricante que reduce la fricció fricción entre el hormigó hormigón y las paredes del tubo.

72

PCM/ITOP

¾

Bombeo de hormigón

2010/11

El rendimiento de una bomba de hormigó hormigón se ve afectado por las caracterí características siguientes: ‰

Distancia de bombeo.

‰

Presió Presión de bombeo sobre el hormigó hormigón.

‰

Diá Diámetro interior de la tuberí tubería.

‰

Consistencia y docilidad del hormigó hormigón.

‰

Relació Relación agua - cemento.

‰

Tamañ Tamaño má máximo del árido grueso.

‰

Tipo de árido.

PCM/ITOP

¾

Las ventajas del hormigó hormigón bombeado son: ‰

‰

‰

‰ 73

PCM/ITOP

‰

‰

‰

‰

Bombeo de hormigón

2010/11

Bombeo de hormigón

2010/11

Resulta ser la aplicació aplicación racional del transporte mecanizado del producto dentro de la obra, desde la descarga de la mezcladora hasta el punto de la colocació colocación definitiva en la estructura. Con el empleo de una sola má máquina, se transporta todo el hormigó hormigón en una obra desde la canaleta de la descarga hasta el sitio exacto en la estructura. Es un mé método ágil y versá versátil, ya que al finalizar la operació operación se puede trasladar a otro lugar para realizar la misma tarea. El transporte del material se realiza de forma continuada, lo que mejora la productividad.

PCM/ITOP

Tolvas para la puesta en obra

74

2010/11

Se reduce la espera del hormigó hormigón ya preparado hasta su colocació colocación, porque aumenta la velocidad del trabajo. Es capaz de permitir la descarga de hormigó hormigón bajo agua sin que se produzca la segregació segregación de los materiales. Permite la entrega continua de hormigó hormigón, en volú volúmenes muy superiores a los de cualquier otro sistema de transporte. Posibilita la entrega del hormigó hormigón a grandes alturas, permitiendo y facilitando el hormigonado en lugares de difí difícil acceso.

75

76

PCM/ITOP

Tolvas para la puesta en obra

2010/11

PCM/ITOP

Tolvas para la puesta en obra

2010/11

77

PCM/ITOP

¾

¾

Compactación y vibrado

2010/11

78

PCM/ITOP

2010/11

Compactación y vibrado

El objetivo de la compactació compactación es eliminar el aire acumulado que queda atrapado durante el vaciado del hormigó hormigón. Con ello, aumenta la resistencia mecá mecánica y la densidad de la mezcla y, en consecuencia, la durabilidad del hormigó hormigón.

¾

Los mé métodos de compactació compactación se pueden clasificarse en: ‰

Existen diferentes mé métodos de compactació compactación del hormigó hormigón entre los que debe seleccionarse aquellos que sean compatibles con:

‰

Métodos manuales. manuales. Cada vez se usan menos, pero pueden encontrarse en pequeñ pequeñas obras con poca repercusió repercusión estructural. 9 Por

picado con barra

9 Por

apisonado

Métodos mecá mecánicos. nicos. Son los má más utilizados actualmente.

‰

la dosificació dosificación empleada,

9 Por

vibració vibración

‰

las condiciones del tajo de hormigonado,

9 Por

centrifugació centrifugación

‰

la dificultad geomé geométrica del encofrado,

9 Por

presió presión

‰

la cuantí cuantía de armadura.

9 Por

vací vacío

‰ 79

Métodos combinados. combinados. En algú algún caso puede ser conveniente el empleo de má más de un mé método de compactació compactación.

PCM/ITOP

Compactación manual

2010/11

¾

La compactació compactación por picado con barra consiste en introducir una barra en la masa del hormigó hormigón favoreciendo la eliminació eliminación de los huecos y burbujas de aire que se habí habían quedado atrapados. Se utiliza para compactar las probetas del control de calidad siempre que la consistencia no sea seca.

¾

La compactació compactación por apisonado consiste en aplicar una energí energía superficial al hormigó hormigón mediante el impacto continuado de un elemento plano, generalmente metá metálico. Sólo actú actúa en las zonas má más superficiales por lo que se uso se limita a tongadas inferiores a 15 cm de espesor.

PCM/ITOP

Compactación por vibrado

2010/11

¾

Consiste en someter al hormigó hormigón fresco, inmediatamente luego de ser vertido en encofrados, a vibraciones de alta frecuencia que producen en sus partí partículas una drá drástica reducció reducción de su rozamiento interno, imprimié imprimiéndoles una rápida y desorganizada movilizació movilización en el área de influencia del vibrador. La pasta adquiere una consistencia má más fluida aparentando licuarse. Se ha comprobado que el rozamiento interno dentro del hormigó hormigón fresco en reposo es de 20 kPa, kPa, mientras que durante la vibració vibración disminuye a 1 kPa. kPa.

¾

Esta movilizació movilización de todas las partí partículas y de la pasta, permite que burbujas de aire asciendan dentro de la masa del hormigó hormigón fresco y salgan al exterior.

81

PCM/ITOP

Compactación por vibrado

2010/11

¾

Durante el proceso, la pasta de cemento se introduce entre los áridos má más gruesos, presioná presionándolos y distribuyé distribuyéndolos en forma má más homogé homogénea.

¾

Estas son entonces las dos funciones de la vibració vibración: expeler el aire excedido sobre lo previsto y distribuir en forma má más homogé é nea las partí í culas dentro del hormigó ó n. Su aplicació homog part hormig aplicación resulta má más necesaria cuanto menos fluida se haya proyectado la mezcla.

¾

82

PCM/ITOP

¾

Compactación por vibrado

Un vibrador es un equipo que genera un movimiento ondulatorio de alta frecuencia y que es capaz de transmitirlo al hormigó hormigón fresco. Para ello, tiene una masa excé excéntrica que gira alrededor de un eje produciendo un movimiento armó armónico simple.

x = A.sen(ω.t ) ¾

Una vez que la vibració vibración desaparece se restablecen las tensiones de rozamiento interno entre las partí partículas.

A w

amplitud velocidad angular

t

tiempo

Derivando respecto del tiempo dos veces se obtiene la aceleració aceleración y de ella se deduce la aceleració aceleración má máxima de las partí partículas, que vale :

a = A.ω 2 = A.(2π . f ) 2 83

2010/11

f

frecuencia 84

PCM/ITOP

¾

¾

Compactación por vibrado

2010/11

La aceleració aceleración má máxima de las partí partículas es un pará parámetro fundamental del vibrador y se da en unidades de g.

PCM/ITOP

¾

Ax = A0 .e

- Ω.x 2

Ax A0 W

Los vibradores se pueden clasificar en: ‰

Pero la energí energía transmitida por el vibrador, en forma de onda senoidal, senoidal, se difunde a travé través del hormigó hormigón que se comporta como un medio elá á stico, amortiguando la onda en funció el función de la distancia al punto de contacto con el equipo vibrador.

Compactación por vibrado

2010/11

Internos 9 De

‰

inmersió inmersión

Externos

amplitud a la distancia x amplitud en el punto de contacto coeficiente de amortiguamiento

9 De

superficie

9 De

mesa vibrante

9 De

encofrados

85

PCM/ITOP

¾

Vibrador de inmersión

2010/11

Es una vaina vibrante alargada que se sumerge en el hormigó hormigón desde su superficie.

87

86

PCM/ITOP

Vibrador de inmersión

2010/11

¾

El radio de acció acción de un vibrador es la zona de alcance del mismo en la que se produce el reflujo de la pasta y las burbujas de aire ascienden a la superficie del hormigó hormigón.

¾

El radio de acció acción, la frecuencia y la amplitud no son pará parámetros independientes entre sí sí.

88

PCM/ITOP

¾

Vibrador de inmersión

2010/11

El radio de acció acción aumenta cuando aumenta el tiempo de vibració vibración, pero a partir de los 10 ó 15 segundos es má más conveniente y eficaz aplicar el vibrador en puntos pró próximos.

PCM/ITOP

¾

¾ ¾

Otros factores que afectan al radio de acció acción de un vibrador son: ‰ La existencia de armaduras ‰ El diá diámetro del vibrador ‰ La aparició aparición de la cavitació cavitación

Vibrador de inmersión

2010/11

La cantidad de hormigó hormigón que se puede compactar de una sola vez depende de: ‰

el tipo de vibrador

‰

la energí energía aplicada

‰

la trabajabilidad del hormigó hormigón.

Algunas reglas para la compactació compactación con vibració vibración interna son: ‰ El espesor de la tongada debe ser inferior a 50 cm y a la altura del vibrador. ‰ Los vibradores deben introducirse verticalmente. ‰ Su extracció extracción del hormigó hormigón debe hacerse de forma que se cierre el hueco ocupado por el vibrador.

89

PCM/ITOP

‰

‰

‰

Vibrador de inmersión

2010/11

No deben utilizarse para empujar horizontalmente el hormigó hormigón. La distancia entre los puntos de introducció introducción del vibrador debe ser 1,5 veces el radio de acció acción del mismo.

Si una pieza se hormigona en varias tongadas, debe asegurarse que cuando se vierte la segunda, la primera todaví todavía está está en estado plá plástico para poder coserlas con el vibrador. 91

90

PCM/ITOP

Vibración superficial

2010/11

¾

Consiste en compactar la masa de hormigó hormigón mediante la aplicació aplicación de un movimiento ondulatorio desde un sistema externo pero en contacto con la superficie.

¾

Normalmente se emplean reglas vibrantes, que pueden compactar espesores de tongada de 20 cm.

¾

Sus frecuencias está están comprendidas entre 3000 y 6000 rpm.

¾

Sus aceleraciones varí varían entre 5g y 10g. 92

PCM/ITOP

¾

Vibración superficial

2010/11

El esfuerzo de compactació compactación es directamente proporcional a: ‰

la carga está estática

‰

la amplitud

‰

la frecuencia

‰

la inversa de la velocidad de desplazamiento.

¾

Cuando la regla vibrante está está totalmente automatizada discurre mediante ruedas por carriles.

¾

En el caso de longitudes mayores se puede recurrir a las reglas vibrantes en celosí celosía, que pueden alcanzar los 25 m.

PCM/ITOP

2010/11

Vibración por encofrados

¾

El equipo vibrador se sujeta a la cara exterior del encofrado.

¾

Si la pieza tiene má más de 30 cm de espesor debe complementarse con vibradores internos, excepto para piezas prefabricadas que pueden llegar a 60 cm.

¾

Tambié También pueden utilizarse para zonas donde los vibradores de inmersió inmersión no accedan y/o el hormigó hormigón sea demasiado seco.

93

PCM/ITOP

¾

Vibración por encofrados

2010/11

Existen dos tipos: ‰

‰

Vibradores rotatorios: producen un movimiento armó armónico simple. En general, las frecuencias está está comprendidas entre 6000 y 12000 rpm. Vibradores de reciprocidad: un pistó pistón es acelerado hasta ser parado por impacto contra una placa de acero para posteriormente acelerarlo en sentido contrario. Sus frecuencia van desde 1000 a 5000 rpm.

94

PCM/ITOP

2010/11

Vibración por encofrados

¾

La distancia entre vibradores debe estar comprendida entre 1,5 y 2,5 m.

¾

La frecuencia y amplitud de los vibradores depende de la consistencia del hormigó hormigón (segú (según la ACI) Consistencia del hormigó hormigón

95

Seca

Plá Plástica

Frecuencia (rpm)

< 6000

> 6000

Amplitud (mm)

> 0,13

< 0,13

Aceleració Aceleración

1g - 2g

3g – 5g

96

PCM/ITOP

¾

Vibración por mesas vibrantes

2010/11

Las mesas vibrantes son mesas de acero o de hormigó hormigón armado sobre las que se instalan vibradores externos sobre una estructura soporte.

¾

Los criterios de frecuencia y amplitud son similares a los vibradores de superficie.

¾

La eficacia de la mesa depende de la aceleració aceleración comunicada al hormigó ó n que debe estar comprendida entre 3g y 10g. hormig

PCM/ITOP

¾

Compactación

2010/11

Compactació Compactación por centrifugació centrifugación ‰

Se emplea para prefabricados de secció sección circular hueca.

‰

Se requiere consistencias blandas o secas.

‰

‰

Debe emplearse para dosificaciones con baja relació relación agua/cemento. El hormigó hormigón se compacta al conferirle un movimiento de rotació rotación (5 a 10 rpm).

97

PCM/ITOP

¾

Compactació Compactación por presió presión ‰

‰

¾

Compactación

2010/11

Se emplea en mezclas secas, generalmente en prefabricació prefabricación de piezas no estructurales. Consiste en aplicar una presió presión bastante elevada 15 2 N/mm , acompañ acompañada de una ligera vibració vibración, que provoca el desplazamiento del aire hacia los encofrados.

Compactació Compactación por vací vacío ‰

Consiste en eliminar mediante vací vacío una parte del exceso de agua.

99

98

PCM/ITOP

Hormigón proyectado

2010/11

¾

Los hormigones proyectados, normalmente, tienen má más finos y má más cemento que las mezclas tradicionales.

¾

Generalmente la razó razón agua / cemento es má más baja y su compacidad má más alta.

¾

Los valores de resistencia a compresió compresión habitual está están entre 20 a 45 MPa. MPa.

¾

La propiedad má más destacada de los hormigones proyectados, es su adherencia a la superficie de soporte.

¾

Los hormigones proyectados presentan una excelente impermeabilidad y baja absorció absorción. En consecuencia, tiene una buena resistencia a congelació congelación y deshielo, al ataque quí químico, a la abrasió abrasión y al desgaste. 100

PCM/ITOP

¾

¾

Hormigón proyectado

2010/11

El hormigó hormigón proyectado, con ayuda de una má máquina de proyectar, se introduce en una tuberí tubería de impulsió impulsión en la que se transporta, generalmente mediante aire comprimido hasta la lanza o tobera.

PCM/ITOP

¾

La proyecció proyección puede tener lugar por dos mé métodos: ‰

El chorro que sale de la lanza se dirige contra la superficie de aplicació aplicación sobre la cual se adhiere el material de proyecció proyección compactá compactándose al mismo tiempo.

Hormigón proyectado

2010/11

‰

Por ví vía seca: se utiliza una mezcla en seco constituida por áridos con humedad natural y cemento. La mezcla en seco se transporta con aire comprimido añ añadié adiéndose el agua solamente en la lanza. Por ví vía hú húmeda: se utiliza una mezcla que contiene ya el agua necesaria, es decir no es preciso añ añadirla a la lanza.

102

PCM/ITOP

¾

¾

¾

Hormigón proyectado

2010/11

El rebote de proyecció proyección está está formado por los componentes que no se adhieren a la capa de hormigó hormigón, y que salen rebotados fuera del lugar adecuado.

PCM/ITOP

¾

La proporció proporción de rebote es mayor inicialmente porque el chorro de mezcla rebota directamente en el soporte antes que se forme una capa de hormigó hormigón amortiguadora. Por ello, los espesores gruesos tienen una menor proporció proporción de rebote en contra de los espesores delgados. El porcentaje de rebote depende de la relació relación agua/cemento, de la granulometrí granulometría de los áridos, de la velocidad de proyecció proyección, de la distancia de proyecció proyección, del diseñ diseño del robot y, sobre todo, de la habilidad y experiencia del operario. 103

¾

Hormigón proyectado

2010/11

Unos valores aproximados del rebote son: ‰

Vía seca: 30 - 35%

‰

Vía hú húmeda: 8 - 12%

Los campos de aplicació aplicación del hormigó hormigón proyectado son: ‰

Consolidació Consolidación rocas en los trabajos subterrá subterráneos.

‰

Consolidació Consolidación de taludes y paredes rocosas al aire libre.

‰

‰ ‰

Reparació Reparación y refuerzo de las obras de mamposterí mampostería y hormigó hormigón defectuosas. Impermeabilizació Impermeabilización y revestimiento de obras hidrá hidráulicas. Realizació Realización de elementos portantes tales como cú cúpulas, paredes y techos. 104

PCM/ITOP

Cimbras, encofrados y moldes

2010/11

PCM/ITOP

Cimbras

2010/11

¾

Cimbras: armazones provisionales que sostienen un elemento estructural mientras se está está ejecutando hasta que alcanza resistencia propia suficiente.

¾

En la mayorí mayoría de los paí países desarrollados está está prohibido el uso de la madera en las cimbras. En Españ España no, pero no se suele utilizar nunca.

¾

Encofrado: elemento destinado al moldeo in situ de hormigones y morteros. Puede ser recuperable o perdido, entendié entendiéndose por éste último el que queda englobado dentro del hormigó hormigón.

¾

Los sistemas má más utilizados para las cimbras son:

¾

‰

Estructura tubular desmontable

‰

Puntales y sopandas.

Molde: elemento, generalmente metá metálico, fijo o desplegable, destinado al moldeo de un elemento estructural en lugar distinto al que ha de ocupar en servicio, bien se haga el hormigonado a pie de obra, o bien en una planta o taller de prefabricació prefabricación. 105

PCM/ITOP

2010/11

Cimbras. Estructura tubular desmontable

¾

Los elementos que la constituyen son: ‰

‰

106

PCM/ITOP

2010/11

Cimbras. Estructura tubular desmontable 9 Grapas

Tubos: se fabrican de acero y está están normalizados. Pueden ser soldados o sin soldadura.

variables o giratorias: permiten unir tubos con cualquier ángulo.

Grapas: son los elementos de unió unión de los tubos. Existen tres tipos fundamentales: 9 Grapas

ortogonales: unen tubos con un ángulo de 90º 90º. 9 Grapas

de empalme: sirven para empalmar axilmente los tubos.

107

108

PCM/ITOP

2010/11

Cimbras. Estructura tubular desmontable

¾

PCM/ITOP

Cimbras. Estructura tubular desmontable

Existen muchos elementos auxiliares, siendo los má más usados los siguientes: ‰

‰

U fija: son piezas que se enchufan a los pies derechos y se destina a recibir cargas generalmente de tablones.

Bases fijas: son los elementos que transmiten las cargas de los pies derechos al terreno.

‰ ‰

2010/11

Bases con husillos: permiten regular la altura y descimbrar

U con husillos: igual que la anterior pero regulable en altura.

109

PCM/ITOP

2010/11

Cimbras. Estructura tubular desmontable

¾

PCM/ITOP

2010/11

Cimbras. Estructura tubular desmontable

Arriostramientos ‰

110

¾

La forma má más habitual de arriostrar es mediante diagonales enlazadas en los nudos que forman los pies derechos con los tubos horizontales.

Apoyo en el terreno ‰

‰

‰

111

En la mayor parte de los casos, las cargas de los pies derechos se transmiten a travé través de bases a durmientes (tablones de reparto). Si la presió presión sobre el suelo resulta excesiva pueden duplicarse los durmientes. Cuando el suelo no ofrece garantí garantías suficientes debe recurrirse a cimientos de hormigó hormigón, generalmente en masa.

112

PCM/ITOP

2010/11

Cimbras. Estructura tubular desmontable

¾

En general, estas cimbras siempre requieren ser calculadas.

¾

Si se puede, los pies derechos deben estar verticales pero cuando la obra no lo permita pueden colocarse inclinados.

PCM/ITOP

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CIMBRAS ESTRUCTURA TUBULAR DESMONTABLE

113

PCM/ITOP

¾

¾

Cimbras. Puntales y sopandas

2010/11

Es la solució solución má más habitual para el cimbrado de losas y forjados.

114

PCM/ITOP

¾

Cimbras. Puntales y sopandas

2010/11

Para los puntales se tiene varias posibilidades, todos ellas metá metálicas: ‰

Telescó Telescópicos

‰

Autoestables

‰

De caballete

Aunque existen sopandas metá metálicas industrializadas, lo má más frecuente es que sean tablones de madera. 115

116

PCM/ITOP

2010/11

PCM/ITOP

¾

CIMBRAS PUNTALES Y SOPANDAS

Encofrados y moldes

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El encofrado tiene las siguientes funciones: ‰

dar al hormigó hormigón la forma proyectada,

‰

proveer su estabilidad como hormigó hormigón fresco,

‰

‰

asegurar la protecció protección y la correcta colocació colocación de las armaduras, proteger al hormigó hormigón de golpes, de la influencia de las temperaturas externas y de la pé pérdida de agua. agua.

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PCM/ITOP

¾

Encofrados

2010/11

Las condiciones té técnicas que debe reunir los encofrados son: ‰

‰

‰

‰

Estanquidad: Estanquidad: fugas de lechada y de la fracció fracción má más fina del hormigó hormigón fresco, afectan al recubrimiento y por lo tanto a la durabilidad de la pieza. Rigidez: Rigidez: si la deformabilidad no está está limitada puede que no se cumplan las tolerancias exigidas. Resistencia: Resistencia: el encofrado es una estructura provisional de ejecució ejecución, sometida a acciones importantes, frente a las cuales debe proyectarse.

PCM/ITOP

¾

Encofrados

2010/11

Las condiciones funcionales que se les puede exigir son: ‰

‰

‰ ‰

Facilidad de manipulació manipulación y montaje: montaje: es importante la utilizació utilización de encofrados ensamblados y que su reglaje se ajuste a las tolerancias permitidas. Facilidad de desmoldeo: desmoldeo: sin dañ dañar las superficies del hormigó hormigón. Facilidad para aplicar el curado. curado. Protecció Protección té térmica: puede ser concebido como aislante térmico frente a bajas temperaturas.

Ausencia de coacciones frente a las variaciones dimensionales debidas al asentamiento plá plástico, a la contracció ó n té é rmica y a la retracció ó n hidrá contracci t retracci hidráulica. 119

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PCM/ITOP

¾

Encofrados

2010/11

Las partes de un encofrado son: ‰ Piel encofrante (1): parte del encofrado má más pró próxima al paramento de hormigó hormigón. ‰

‰

‰

‰

PCM/ITOP

¾

Los materiales usados en los encofrados son: ‰

Panel (2): tablero de materiales diversos con la rigidez adecuada para soportar los efectos de empuje del hormigó hormigón.

Encofrados

Madera: ha sido el material má más usado y se sigue empleando mucho en la actualidad. Los tipos de madera empleada son: madera cortada, madera laminada y tableros aglomerados y contrachapados.

Microrrigidizació Microrrigidización (3): estructura que rigidiza el panel. Macrorrigidizació Macrorrigidización (4): elemento estructural primario. Soporte del encofrado (5). 121

PCM/ITOP

2010/11

Encofrados ‰

2010/11

122

PCM/ITOP

Encofrados

2010/11

Acero: se emplea tanto para los paneles como para las rigidizaciones. rigidizaciones. Es normal el empleo para encofrados de pilares realizados con paneles ajustables. Es el material más usado en los moldes de prefabricació prefabricación. En los forjados de chapa, ésta realiza la funció función del encofrado.

123

124

PCM/ITOP

Encofrados

2010/11

PCM/ITOP

‰

125

PCM/ITOP

‰

Encofrados

2010/11

Plá Plástico: en forjados de hormigó hormigón.

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Encofrados

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Hormigó Hormigón: se utiliza como prelosas y como fondos de molde en prefabricació prefabricación.

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