VIBRACIÓN Y COMPACTACIÓN… DE HORMIGÓN MAL PENSADOS!!!


Si os digo la verdad últimamente no tengo tiempo de escribir para el blog porque estoy estudiando (si si, estudiando, por enésima vez, no vuelvo a decir nunca más eso de, “esto es lo último que voy a estudiar en mi vida”), pero si me siento estresado (como ahora mismo) me hace desconectar el coger el ordenador y escribir sobre algo.

Hoy he leído dos artículos en dos blogs que me han hecho reflexionar sobre el hecho común que les unía, de hecho más bien de unir es interconexión entre ellos, os recomiendo que los leáis son: el empuje del hormigón fresco  y el otro es defectos en estructuras de hormigón. Cual es ese nexo de interconexión entre los dos, pues el uso de hormigones autocompactables y un buen vibrado, ¿por qué?:

  1. Porque la tecnología de hormigones autocompactables actualmente está muy adelantada y en muchos casos de encofrados que tienen que soportar este tipo de hormigón se producen accidentes porque el empuje que producen es considerablemente mayor que el de un hormigón de consistencia blanda (por decir algo).
  2. Porque un buen vibrado (como se dice en el blog de “estructurando”) produce un aumento de los empujes en el encofrado.
  3. Porque el aumento de los empujes por el vibrado es consecuencia de unos buenos acabados en las superficies de encofrado y en consecuencia una disminución de las coqueras superficiales.
  4. Porque el uso de hormigones autocompactables evita en estructuras de hormigón fuertemente armadas el “efecto silo”.
Aún a riesgo de no quedar una entrada muy amplia, voy a hablar solamente de vibrado del hormigón. Lo que pretendo es dar unos pequeños toques sobre el tema, porque considero que no son muy conocidos por muchos técnicos (de hecho yo no lo sabía hasta hace un par de meses que lo mencionaron en un curso). No hablaré mucho de hormigones autocompactables porque es un tema que habrá que tratar con más tranquilidad.

PARÁMETROS REOLÓGICOS DEL HORMIGÓN

Es muy común cargar las culpas de un mal acabado al vibrador y nunca a la dosificación inadecuada del hormigón para el armado que tenemos o a un sistema de vibrado inadecuado, por eso es necesario hablar de ciertos parámetros reológicos que afectan a la masa fresca:

Estabilidad: se define como la capacidad del hormigón a no ser segregado. Si definimos la segregación, se dice que es el fenómeno por el cual el hormigón presenta inestabilidad por una pasta matriz pobre que no puede retener los elemento en un mezcla homogénea. Hablaremos de:

  • Segregación húmeda (exudación): por exceso de agua.
  • Segregación seca: por falta de agua.

Compactabilidad: se dice de la facilidad para expulsar el aire atrapado en el interior de la masa sin producir segregación. Este parámetro está relacionado con la densidad relativa.

Movilidad: es la capacidad que tiene la masa para deslizar y fluir. Tres factores son determinantes en este parámentro:

  • Viscosidad
  • Cohesión
  • Fricción

Se podrían mencionar unos cuantos parámetros más: dosificación, consistencia, endurecimiento y fraguado, aditivos,… pero creo que estos tres dan una idea de lo importante que es conocer las propiedades de nuestra mezcla para dimensionar correctamente nuestros encofrados y establecer un criterio correcto de vibración para no tener coqueras con la mínima energía posible.

COMPACTACIÓN DEL HORMIGÓN

Un hormigón fresco después de mezclado, amasado, transportado y vertido contiene  aire ocluido en torno a un 20%, por este motivo es necesario vibrar el hormigón con el fin de dejarlo en torno a un 1%. Este aire ocluido (como no) está directamente relacionado con la trabajabilidad del hormigón: no tendrá el mismo un hormigón de consistencia seca que uno de consistencia blanda.

Es de una importancia vital extraer todo este aire, ya que como todos sabemos produce un descenso en la resistencia considerable, aumenta la permeabilidad reduciendo la durabilidad, reduce el contacto de las barras con la pasta, produce defectos visibles,…

Pero, ¿y como podemos influir en la vibración?, ¿con que parámetros debemos jugar?:

  • Aceleración mínima: para un hormigón de consistencia normal, la compactación se produce con valores entre 0.5 y 3 g, no consiguiendose mejoras apreciables para valores superiores.
  • Amplitud vibratoria mínima, a mayor amplitud mayor compactación, se recomienda no vibrar con amplitudes inferiores a 0.04 mm.
  • Frecuencia de la cual depende el radio de acción del vibrador y la terminación superficial. Se pueden considerar como válidos valores entre 3000 y 12000 rpm. La mejor terminación se obtiene para valores de entre 6000 y 9000 rpm dependiendo del tamaño máximo del árido.

Se puede establecer una relación entre el diámetro de la aguja y el radio de acción del vibrador:

Diámetro de aguja (mm)

Radio de acción (m)

30

0.10

50

0.25

75

0.40

100

0.50

140

0.85

USO DE HORMIGONES AUTOCOMPACTANTES

La tecnología del HAC suprime la obligatoria fase de vibrado por lo cual el hormigón se consolida bajo su propio peso. Este tipo de hormigón fue desarrollado a finales de los 80 principios de los 90 por los Japoneses para la construcción de los estribos del puente sobre el estrecho de Akashi. En España, la utilización de este material se ha limitado a construcción de elementos prefabricados en grandes industrias. Que ventajas tiene este material:

  1. Acorta plazos de construcción.
  2. Gran compacidad en estructuras con alta densidad de armaduras.
  3. Elimina reparaciones.
  4. Mejora las terminaciones.
  5. Facilidad de hormigonado de formas delgadas y complicadas.
  6. Aumento de la productividad.

Me he esmerado en buscar información sobre estudios de empujes de hormigones autocompactables pero parece que es un tema que hasta ahora no se ha tocado mucho (o por lo menos yo no lo he encontrado), por lo que me inhibiré en esta ocasión en sacar conclusiones sobre este tema, en lo que sí coinciden muchas fuentes es que a este tipo de hormigones si que hay que tratarlo como un líquido empujando sobre superficies verticales, eso sí, con una densidad 2.5 veces superior a la del agua…

Dejo una puerta abierta la debate sobre hormigones autocompactables, que aunque se podría escribir más: sobre aditivos, dosificaciones, ensayos de docilidad,… lo vamos a dejar para otro momento.

A modo de conclusión podemos decir que:

  • La elección de una mezcla adecuada al armado de nuestra estructura es vital para evitar defectos superficiales y grandes coqueras por la dificultad de paso del árido entre el armado.
  • La vibración como todos sabemos es vital pero muchas veces  no se realiza adecuadamente, dejando en el interior de la masa burbujas de aire que provocan un descenso de resistencias que puede ser considerable.
  • Aunque parezca que no, la vibración es un arte, y depende de una serie de parámetros que hay que tener en cuenta, porque como es habitual en ingeniería, no porque pongamos más en algo, va a ser mejor.
  • En caso de formas complicadas y densidades de armado muy alta sería recomendable la utilización de hormigones autocompactables que rellenen todos los huecos y produzcan un material compacto y homogéneo.

Si necesitais información sobre vibrado de hormigones no dudeis en poneros en contacto conmigo, tengo mucha información con respecto al tema, sobre todo en la referido a vibración externa para moldes de prefabricados, además todos los números que he mencionado tienen su justificación.

Bueno espero que os guste y que os sirva de algo en algún momento. Espero vuestros comentarios!!! Un saludo.

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11 Respuestas a “VIBRACIÓN Y COMPACTACIÓN… DE HORMIGÓN MAL PENSADOS!!!

  1. Si me permites, te dejo unas puntualziaciones:
    El punto 3 tiene una desafortunada redacción: el empuje del hormigón no es consecuencia del acabado superficial. En todo caso, en el afán de conseguir un buen acabado y evitar coqueras, vibramos más y es la vibración como dices antes, lo que aumenta el empuje al facilitar el desplazamiento del hormigón.
    “Es muy común cargar las culpas de un mal acabado al vibrador y nunca a la dosificación inadecuada …” no estoy de acuerdo, supongo que te refieres a la elección de una consistencia inadecuada, el que tenga que ver algo la dosificación es sólo parcial, pues también dependrá del tipo de árido, tamaño, plastificantes y todo lo demás.
    Indicas que el hormigón fresco tiene una vez vertido, en torno al 20% de aire ocluido. No te puedo idnicar nada objetivo, salvo que en mi experiencia no es así. Realmente la diferencia de volumen es inapreciable a simple visto, al contrario de lo que pasaría cuando viertes arena vs “arena compactada”.
    Respecto al emepuje de los autocompactables, coincido, clálculo como empuje hidrostático con la densidad del hormigón. Eso me recuerda que hay hormigones fabricados con árido denso que alcanza densidades superiores a 3 g/cm3.
    Otro apunte intersante es el de conocer el remimiento de los vibradores para tener dispustos el número suficiente para ejecutar la unidad que tengas como objetico. Y después de todos los número teóricos, le cuentas al seños con botas de goma, a 6ºC y lloviendo que no está vibrando sino debajo de un encofrando donde hace menos frío.

    Felicidades por tu artículo, es muy interesante al igual que el resto de tu blog.

    un saludo

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    • Hola Javier, claro que te lo permito, todo sea por la mejora y por el aprendizaje.
      En el punto 3 llevas razón, es problema de mala redacción, esta claro que un exceso de vibración para darle un buen acabado al paramento produce un aumento del empuje.
      Con respecto a lo de la dosificación, los parámetros que comentas yo los considero como parte de ella.
      En cuanto al 20% de aire ocluido son datos extraídos de ensayos y no creo que se desvie mucho de ahí en la mayoría de los casos. Si quieres datos de rendimientos de vibradores creo que tengo documentación y sobre colocación de vibradores en mesas de vibrado.

      Gracias a ti por leer el blog y espero que sigas comentando, porque gente con tanta experiencia como tu siempre tiene algo que aportar. Un gran saludo!!

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      • Gracias por tu respuesta.
        Si te parece podemos intercambiarnos datos y bibliografías.
        Ya de paso al releer lo que te escribí, veo que he escrito la mayor parte de las palabras al revés. Cosa de tener los dedos como muñones.

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  2. Hola Ingeniero, trabajo mucha parte del tiempo resolviendo casos de coqueras, cucarachas, hormigueros y huecos dejados en los elementos colados con concreto. En cuanto el comentario de Javier debo decir sobre el empuje que tiene que ser mesurado ya que un sobrevibrado produce también segregación de la mezcla. Estoy de acuerdo con lo que dices sobre los parámetros reologicos y las variables como la Viscosidad, cohesión y fricción. Ojalá que puedas enviar más acerca de tus ensayos, lo más fácil siempre es culpar al proceso de colocación que a las características físicas de la mezcla. Marcos González Santo Domingo, Rep. Dom.

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  3. Amigo, necesito tu ayuda, tengo que analizar un caso sobre el desprendimiento de chapas, saber la causa del porque se ocasionó esto y una posible solución.
    Necesito que me guíes un poco en el tema ! porfavor
    te dejo mi email se agradeceria mucho que me contestaras!
    Saludos.

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