cap. 04 manejabilidad

21
CONCRETO SIMPLE ING. GERARDO A. RIVERA L. 4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO 83 CAPÍTULO 4 MANEJABILIDAD DEL CONCRETO 4.1 GENERALIDADES Y DETERMINACIÓN. La manejabilidad es una propiedad del concreto fresco que se refiere a la facilidad con que este puede ser: mezclado, manejado, transportado, colocado, compactado y terminado sin que pierda su homogeneidad (exude o se segregue). El grado de manejabilidad apropiado para cada estructura, depende del tamaño y forma del elemento que se vaya a construir, de la disposición y tamaño del refuerzo y de los métodos de colocación y compactación. Así por ejemplo, un elemento delgado o muy reforzado necesita una mezcla más fluida que un elemento masivo o poco reforzado. Un método indirecto para determinar la manejabilidad de una mezcla, consiste en medir su consistencia o fluidez por medio del ensayo de "asentamiento con el cono o slump" (NTC 396). Es una prueba que se usa comúnmente en las construcciones de todo el mundo; la prueba no mide la trabajabilidad del concreto, sino que determina la consistencia o fluidez de la mezcla; es muy útil para detectar variaciones en la uniformidad de una mezcla de proporciones determinadas. El molde para la prueba de asentamiento con el cono o slump es un tronco de cono de 10 cm de diámetro menor, 20 cm de diámetro mayor y 30 cm de altura; el tronco de cono se humedece y se coloca en una superficie rígida, plana, húmeda y no absorbente, con la abertura más pequeña hacia arriba. Figura 4.1 Ensayo de asentamiento con el cono o slump.

Upload: edgar-lawrens-vasquez-rivera

Post on 24-May-2015

843 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

83

CAPÍTULO 4

MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

4.1 GENERALIDADES Y DETERMINACIÓN.

La manejabilidad es una propiedad del concreto fresco que se refiere a la facilidad con que

este puede ser: mezclado, manejado, transportado, colocado, compactado y terminado sin

que pierda su homogeneidad (exude o se segregue).

El grado de manejabilidad apropiado para cada estructura, depende del tamaño y forma del

elemento que se vaya a construir, de la disposición y tamaño del refuerzo y de los métodos de

colocación y compactación. Así por ejemplo, un elemento delgado o muy reforzado necesita

una mezcla más fluida que un elemento masivo o poco reforzado.

Un método indirecto para determinar la manejabilidad de una mezcla, consiste en medir su

consistencia o fluidez por medio del ensayo de "asentamiento con el cono o slump" (NTC

396). Es una prueba que se usa comúnmente en las construcciones de todo el mundo; la

prueba no mide la trabajabilidad del concreto, sino que determina la consistencia o fluidez de

la mezcla; es muy útil para detectar variaciones en la uniformidad de una mezcla de

proporciones determinadas.

El molde para la prueba de asentamiento con el cono o slump es un tronco de cono de 10 cm

de diámetro menor, 20 cm de diámetro mayor y 30 cm de altura; el tronco de cono se

humedece y se coloca en una superficie rígida, plana, húmeda y no absorbente, con la

abertura más pequeña hacia arriba.

Figura 4.1

Ensayo de asentamiento con el cono o slump.

Page 2: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

84

Se debe llenar con hormigón en tres capas de aproximadamente un tercio del volumen del

molde cada una, apisonando cada capa 25 veces con una varilla lisa de 16 mm de diámetro,

longitud 600 mm y redondeada en la punta; una vez compactada la última capa, la superficie

superior se alisa a ras; inmediatamente después, se levanta lentamente el tronco de cono sin

producir giro o torsión. Al faltarle apoyo, el concreto se asentará o revenirá. La disminución de

la altura en la parte superior se llama asentamiento y se mide con una aproximación de 5 mm.

Si en lugar de asentarse uniformemente el cono, como en un revenimiento normal, la mitad

del cono se desliza en un plano inclinado, se dice que ha tenido lugar un asentamiento o

revenimiento por corte y la prueba deberá repetirse.

En la tabla No. 4.1 se presentan valores de asentamientos recomendados para concretos de

diferentes grados de manejabilidad, según el tipo de obra y condiciones de colocación.

Consis-

tencia

Asenta-

miento

(mm)

Ejemplo de tipo de

construcción

Sistema de

colocación

Sistema de

compactación

Muy seca 0-20 Prefabricados de alta resistencia, revestimiento de pantallas de cimentación.

Con vibradores de formaleta; concretos de proyección neumática (lanzados).

Secciones sujetas a vibración extrema, puede

requerirse presión.

Seca 20-35 Pavimentos. Pavimentadoras con terminadora vibratoria.

Secciones sujetas a vibración intensa.

Semi-seca

35-50 Pavimentos, fundaciones en concreto simple. Losas poco reforzadas.

Colocación con máquinas operadas manualmente.

Secciones simplemente reforzadas con vibración.

Media (plástica)

50-100 Pavimentos compactados a mano, losas, muros, vigas, columnas,

cimentaciones.

Colocación manual. Secciones simplemente reforzadas con vibración.

Húmeda 100-150 Elementos estructurales esbeltos o muy reforzados.

Bombeo. Secciones bastante reforzadas con vibración.

Muy Húmeda

150-200 Elementos esbeltos, pilotes fundidos “in situ”.

Tubo embudo tremie. Secciones altamente reforzadas sin vibración.

Super Fluida

Más de 200

Elementos muy esbeltos. Autonivelante, autocompactante.

Secciones altamente reforzadas sin vibración y

normalmente no

adecuados para vibrarse.

Tabla No. 4.1 Asentamientos recomendados para diversos tipos de construcción y sistemas

de colocación y compactación.4.3.15

Debe tenerse en cuenta que dos mezclas que tengan la misma consistencia no son

igualmente manejables. Para que ello sea así, deben tener además el mismo grado de

plasticidad. Esta propiedad puede observarse durante el ensayo de asentamiento, al golpear

lateralmente el tronco de cono del concreto fresco con la varilla. Una mezcla plástica se

asentará sin cambiar sustancialmente en forma; en cambio, una mezcla poco plástica se

derrumbará y se desmenuzará. Por otra parte, mezclas de diferentes consistencias que sean

difíciles de derrumbar con la varilla, posiblemente son mezclas ásperas con exceso de

agregado grueso.

Page 3: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

85

Otra prueba que se utiliza para medir la trabajabilidad de una mezcla es la prueba de "la

esfera de Kelly", fundamentalmente Norteamericana y se incluye en la norma ASTM C360-63.

Consiste en determinar la profundidad a que un hemisferio de metal de 152 mm de diámetro y

una masa de 13,6 kg se hundirá bajo su propia masa en concreto fresco.

El uso de esta prueba se asemeja a la de asentamiento, es

decir, consiste en una verificación rutinaria de la consistencia

del concreto para fines de control. En particular, la prueba de

la esfera es más sencilla y más rápida de hacer y lo que es

más importante, puede aplicarse al concreto en una carretilla o

en formaleta. A fin de evitar efectos de límites, la profundidad

del concreto que se prueba no debe ser menor de 200 mm, ni

la menor dimensión lateral de 460 mm. En la tabla No. 4.2 se

presenta la correlación aproximada entre las pruebas de

asentamiento con el cono o slump y la esfera de Kelly.

Otras pruebas que tratan de medir la trabajabilidad del

concreto fresco, pero de uso menos frecuente son las

siguientes: prueba del factor de compactación, prueba de

Vebe y prueba de fluidez (empleada generalmente para

morteros).

PENETRACIÓN

ESFERA KELLY (mm)

ASENTAMIENTO

CON EL CONO (mm)

15 20

20 30

25 40

30 50

35 60

40 70

45 80

50 90

Tabla No. 4.2 Correlación entre el ensayo de asentamiento con

el cono o slump y la esfera de Kelly. 4.3.8

La manejabilidad se ha tratado, hasta aquí, únicamente como una propiedad del concreto

fresco; sin embargo es también vital en el producto terminado, pues de ella depende que la

compactación a máxima densidad sea posible con una cantidad moderada de trabajo o con el

esfuerzo que se esté dispuesto a invertir en determinadas condiciones.

4.2 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA MANEJABILIDAD 4.3.6

Los factores más importantes que influyen en la manejabilidad de una mezcla, son los

siguientes:

Figura 4.2

Esfera de Kelly.

Page 4: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

86

4.2.1 GRADACIÓN DEL AGREGADO FINO.

Una arena mal gradada, con exceso o defecto de partículas de un tamaño dado, puede

presentar una gran cantidad de espacios vacíos que deben ser llenados con pasta de

cemento y agua para que la mezcla sea manejable y no quede porosa. Las recomendaciones

más importantes, relacionadas con la gradación de la arena, se pueden resumir en las

siguientes:

A) El agregado fino no debe retener más de un 45% entre dos mallas consecutivas,

considerando la serie de tamices números 4, 8, 16, 30, 50 y 100.

B) Para que la mezcla sea más manejable, cohesiva, tenga menos agua superficial y presente

buena textura para un buen acabado, el agregado fino que se utilice, especialmente en muros

delgados con acabado liso, debe tener más de un 15% de partículas que pase por la malla

No. 50 (297 m) y más de un 4% por la malla No. 100 (149 m).

C) Debe evitarse la utilización de arenas muy finas o muy gruesas; con las primeras se

obtendrán mezclas que se segregan y con las segundas mezclas ásperas.

4.2.2 GRADACIÓN DEL AGREGADO GRUESO.

Con respecto a la gradación del agregado grueso puede decirse lo mismo que para el

agregado fino. Una grava o un triturado mal gradado, presentará exceso de vacíos que deben

ser llenados con mortero para que la mezcla sea manejable.

Un concepto diferente sobre la influencia de la granulometría de los agregados en la

manejabilidad, resistencia y contenido de cemento de una mezcla se emplea para dosificar

concretos de granulometría discontinua; si se utiliza un agregado grueso de granulometría

discontinua (eliminando tamaños intermedios) y un agregado fino en el cual se descartan las

partículas más finas, es posible obtener una igual resistencia con un menor contenido de

cemento e igual manejabilidad que con unos agregados de granulometría continua.

Tal fenómeno se atribuye al hecho de que las partículas individuales se colocan de tal manera

que quedan en contacto unas con otras, los vacíos se llenan con una matriz uniforme y las

cargas de compresión son transmitidas especialmente por el contacto directo entre las

partículas del agregado grueso y no por el mortero (que es más débil). Este último transmite

los esfuerzos de tracción y cizalladura.

4.2.3 FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL DE LOS AGREGADOS.

Los agregados gruesos con partículas alargadas, aplanadas, ásperas, rugosas y angulosas,

exigen una mayor cantidad de mortero en una mezcla que los compuestos por partículas

redondeadas y lisas, para conservar una manejabilidad comparable. Para los agregados finos,

a su vez, puede hacerse la misma observación, con respecto al contenido de agua o de

pasta.

Page 5: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

87

Las principales recomendaciones relacionadas con la forma y textura de los agregados son

las siguientes:

A) Debe tratar de utilizarse, en lo posible, las arenas naturales en lugar de las obtenidas

durante el proceso de trituración de rocas (arenas manufacturadas o trituradas).

B) Entre los agregados gruesos especialmente los triturados, deben preferirse los que tienen

forma aproximadamente redondeada o cúbica. Puede permitirse un porcentaje moderado de

partículas aplanadas o alargadas para que su efecto en la manejabilidad de la mezcla no sea

importante (máximo 15%).

4.2.4 CANTIDADES RELATIVAS DE PASTA Y AGREGADOS.

La manejabilidad del concreto fresco está determinada por el efecto lubricante de la pasta de

cemento y agua, el cual está influenciado por la cantidad de pasta con respecto a la de los

agregados. Si esta relación tiene un valor alto los agregados podrán moverse libremente

dentro de la masa de concreto. Si la cantidad de pasta se reduce hasta un punto en que no es

suficiente para llenar los espacios vacíos y permitir que los agregados "floten", la mezcla se

volverá granulosa y áspera.

4.2.5 FLUIDEZ DE LA PASTA.

Para una cantidad de pasta y agregados, la plasticidad de la mezcla dependerá de las

cantidades relativas de agua y cemento en la pasta. Una pasta con poca agua y mucho

cemento será muy rígida, no podrá admitir la adición de los agregados sin llegar a ser

enteramente inmanejable. Por el contrario, si el contenido de agua es alto y del cemento es

bajo, la pasta puede llegar a ser tan fluida que no es capaz de impedir la segregación de los

agregados (especialmente de los tamaños gruesos); los sólidos más pesados se asentarán y

el agua se acumulará en la superficie de la mezcla produciendo el fenómeno conocido como

exudación.

La pasta fresca es una suspensión, más no una solución de cemento en agua. Mientras más

diluida, mayor será el espacio entre las partículas de cemento y entonces más débil será la

estructura de la pasta en cualquier estado de hidratación de la misma. Por lo tanto, en

mezclas plásticas la resistencia del concreto variará como una función inversa de la relación

agua/cemento, la cual es una manera de expresar el grado de dilución de la pasta.

Figura 4.3

Segregación

de agregados

Page 6: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

88

4.2.6 CONTENIDO DE AIRE.

Durante las operaciones de dosificación y mezcla del concreto es introducido un volumen de

aire variable en cantidad, tamaño y forma de las burbujas, denominado generalmente como

"aire atrapado"; si estas burbujas permanecen dentro del concreto ocupando un porcentaje

considerable del volumen, se obtiene un descenso importante en la resistencia potencial de la

mezcla y en su durabilidad; de allí que no deba ahorrarse esfuerzo para lograr una adecuada

compactación del concreto.

Por otro lado, el aire que es introducido intencionalmente en el concreto fresco en forma de

esferoides uniformemente distribuidos y aislados, de diámetros variables entre 0,07 y 1,25 mm

produce algunos efectos deseables en el concreto; este aire se denomina "aire incorporado o

incluido". Con respecto al concreto fresco aumenta la plasticidad de la mezcla y reduce la

exudación y la segregación; la manejabilidad es mejorada en parte porque las burbujas de

aire aumentan el volumen de mortero; además, su forma es flexible y ayudan al movimiento

de las partículas de agregado. La inclusión de aire mejora en el concreto endurecido la

resistencia al congelamiento y al deshielo lo mismo que a la fusión, por lo tanto mejora su

durabilidad.

La consistencia de una mezcla puede conservarse si el volumen de arena se reduce en la

misma cantidad que se aumentó el contenido de aire; si se hace esta reducción, es posible

disminuir el contenido de agua en un 3% por cada 1% de aire incorporado y de esta forma

recuperar parte de la resistencia mecánica que se pierde por la presencia de vacíos dentro del

concreto.

El contenido de aire aumentará en una mezcla cuando se presenten las siguientes

variaciones:

- Una mayor cantidad de agentes aireantes.

- Mezclas más pobres en cemento.

- Agregados con tamaño máximo menor.

- Mayor cantidad de arena.

- Consistencias más húmedas.

- Operaciones de mezclado más fuertes y prolongadas.

El contenido de aire, en una mezcla se puede determinar de acuerdo con el método de la

presión, NTC 1032; este método se basa en la ley de Boyle, que relaciona a la presión con el

volumen. Muchos de los instrumentos de este tipo que se pueden adquirir, se calibran para

que den lecturas directas de la proporción de aire cuando se les aplica una presión

determinada; la presión aplicada comprime el aire que está dentro de la muestra de concreto,

incluyendo el aire de los poros del agregado; por esta razón las pruebas hechas con este

método en los concretos fabricados con agregado ligero u otros materiales porosos pueden

dar resultados erróneos. Los factores de corrección para la mayor parte de agregados de

masa normal son relativamente constantes y aunque son pequeños deben aplicarse. El

instrumento debe calibrarse para las diferentes elevaciones sobre el nivel del mar, si se va a

usar en localidades que tengan grandes diferencias de elevación. En algunos medidores se

utiliza el cambio de presión a que se somete un volumen de aire conocido y no los afecta el

cambio de altura.

Page 7: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

89

Los medidores del tipo de presión se usan mucho porque no es necesario conocer las

proporciones de la mezcla ni las densidades de los materiales, además el tiempo necesario

para hacer la prueba es menor que el que requiere el método volumétrico.

Otra forma para determinar el contenido de aire es mediante el método volumétrico, NTC

1028, en el cual se extrae el aire de un volumen conocido de concreto agitándolo en un

exceso de agua. Este método puede usarse con hormigón que contenga cualquier tipo de

agregados incluyendo los materiales porosos o ligeros. A esta prueba no la afecta la presión

atmosférica, ni es necesario conocer la densidad de los materiales, ni las proporciones de la

mezcla. Debe tenerse cuidado de agitar la muestra lo suficiente para extraer todo el aire.

Un tercer método es el gravimétrico, en este método se utiliza la misma prueba que determina

la masa unitaria del concreto (ASTM C 138); por este procedimiento deberá conocerse con

precisión las proporciones de la mezcla y las densidades de los materiales, pues de otra

manera los resultados serán erróneos. La determinación del contenido de aire, en porcentaje

por volumen, se realiza de acuerdo a lo siguiente:

Contenido de aire = 100 * (1- Wr/Wt) (4.1)

(% por volumen)

Wr = Masa unitaria real por unidad de volumen (ASTM C138)

Wr = Masa de la mezcla fresca (contenida en un recipiente) Volumen del recipiente

Wt = Masa unitaria teórica

Wt = masas de los materiales que componen la mezcla

volúmenes absolutos de los materiales de la mezcla

Volumen Absoluto = Masa (seca) del material (4.2)

Densidad o Densidad aparente

seca del material

La siguiente tabla presenta las cantidades recomendables de aire total (atrapado mas

incorporado) y las cantidades promedio de aire atrapado en mezclas de concreto.

TAMAÑO MÁXIMO

DEL AGREGADO

GRUESO

CANTIDAD DE AIRE

RECOMENDABLE (ATRAPADO

+ INCORPORADO (%))

CANTIDAD PROMEDIO.

AIRE ATRAPADO (%)

9,5 mm (3/8”) 6 – 10 3,0

19,1 mm (3/4”) 4 – 8 2,0

38,1 mm (1 ½”) 3 – 6 1,0

76,2 mm (3”) 1,5 – 4,5 0,3

Tabla No. 4.3 Cantidades de aire en mezclas de concreto. 4.3.6

Page 8: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

90

4.2.7 CONTENIDO DE AGUA Y AGREGADO GRUESO.

Las experiencias de investigadores tales como: Dunagan, Kellerman y Goldbeck, indican que

la manejabilidad y consistencia de una mezcla preparada con unos materiales dados, quedará

aproximadamente constante si a la vez los contenidos de agua y agregados gruesos por m3

de concreto se mantienen constantes; o sea que para modificar la relación agua/cemento, se

varían o intercambian los volúmenes absolutos de cemento y arena.

También se encontró que si se utiliza una arena de un determinado módulo de finura y

agregado grueso de tamaño máximo dado, cuando se mantiene constante el volumen

compactado de agregado grueso por m3 de concreto, se obtiene el mismo asentamiento

cualquiera que sea la relación agua/cemento empleada.

En la tabla No. 4.4 se da la cantidad de agua recomendada, en kg por m3 de concreto, para

los tamaños máximos nominales indicados y de acuerdo al valor del asentamiento, para

concreto sin aire incluido y para concreto con aire incorporado.

Una mezcla de concreto o mortero es básicamente:

En los casos donde no se incorpora aire en la mezcla, el volumen de aire atrapado se

desprecia, este aire debe tratar de eliminarse en su totalidad para no afectar la resistencia

mecánica ni la durabilidad.

CONCRETOS SIN AIRE INCLUIDO

ASENTAMIENTO (cm) TAMAÑOS MÁXIMOS NOMINALES (mm)

10 13 19 25 38 50 75

0,0 – 2,5 185 180 165 160 140 135 125

3,0 – 5,0 205 200 185 180 160 155 145

5,5 – 7,5 215 210 190 185 170 165 155

8,0 – 10,0 225 215 200 195 175 170 165

10,5 – 15,0 235 225 205 200 180 175 170

15,5 – 18,0 240 230 210 205 185 180 175

% CONTENIDO DE AIRE 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,3

CONCRETOS CON AIRE INCLUIDO

ASENTAMIENTO (cm) TAMAÑOS MÁXIMOS NOMINALES (mm)

10 13 19 25 38 50 75

0,0 – 2,5 175 170 155 150 135 130 120

3,0 – 5,0 180 175 165 160 145 140 135

5,5 – 7,5 190 185 175 170 155 150 145

8,0 – 10,0 200 190 180 175 165 155 150

10,5 – 15,0 210 195 185 180 170 160 155

15,5 – 18,0 215 205 190 185 175 165 160

% CONTENIDO DE AIRE 8,0 7,0 6,0 5,0 4,5 4,0 3,5

Tabla No. 4. 4 Cantidad de agua recomendada, en kg por m3 de concreto, para los tamaños

máximos nominales indicados y de acuerdo al valor del asentamiento. 4.3.8

Volumen Absoluto

Agua

Volumen Absoluto Cemento

Volumen Absoluto

Agregados

Volumen Absoluto Aditivos

Volumen Aire

incorporado

Vol. Unitario. de mezcla

(1 m3)

+ + + + =

Page 9: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

91

La situación más corriente de mezclas de concreto que se presenta es:

Así por ejemplo:

Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua (dm3) = 180 180 160

Cemento (dm3) = 125 135 130

Ag. Fino (dm3) = 245 235 260

Ag. Grueso (dm3) = 450 450 450

Vol. Total (dm3) = 1000 1000 1000

De acuerdo a los resultados de las investigaciones de Dunagan, Kellerman y Goldbeck, en

estas mezclas realizadas con los mismos materiales, la mezcla 1 y la mezcla 2 tendrán

aproximadamente el mismo asentamiento y la mezcla 3 tendrá menor slump.

4.2.8 PORCENTAJE DE ARENA EN EL AGREGADO TOTAL.

Mezclas que tengan un bajo porcentaje de arena son difíciles de colocar, terminar y tienden a

producir segregación y exudación. Por otra parte, cuando el porcentaje de arena es elevado

será necesario añadir una cantidad excesiva de agua o de pasta para que la mezcla sea

manejable.

En general, el porcentaje de arena que requiere una mezcla preparada con una pasta dada

(relación agua/cemento fija), para obtener una manejabilidad determinada es menor si la

arena es fina y mayor si la arena es gruesa.

% ARENA = MASA DE LA ARENA * 100 (4.3)

MASA TOTAL AGREGADO

4.2.9 ADITIVOS.

Para mejorar la manejabilidad de la mezcla, especialmente cuando los agregados son

deficientes en finos o cuando el cemento tiene tendencia a producir exudación, se pueden

usar aditivos en forma de polvo fino, tales como: cal hidratada, pumicita, tierra diatomácea,

bentonita y cenizas. El uso de estos aditivos generalmente obliga a utilizar una mayor relación

agua / cemento y por lo tanto es necesario hacer un ajuste en la mezcla para que no se

presenten efectos adversos tales como disminución en la resistencia, durabilidad y aumento

en la retracción del concreto.

Vol. Abs.

Cemento

Vol. Abs.

Ag. fino

Vol. Abs.

Ag. grueso

Vol. Abs. Agua

1 m3 de

mezcla + + + =

Constante Asentamiento igual

Page 10: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

92

Existen en el mercado una serie de agentes plastificantes con los cuales es posible aumentar

el asentamiento de una mezcla determinada, sin aumentar el agua, o mejorar la manejabilidad

de mezclas que contengan agregados ásperos o mal gradados.

4.2.10 FACTORES EXTERNOS.

Entre ellos tenemos:

4.2.10.1 Métodos de mezclado (manual o mecánico).

Si el mezclado se realiza manual, se requerirá un concreto de consistencia más fluida que si

el mezclado es mecánico. El objeto del mezclado consiste en cubrir la superficie de todas las

partículas del agregado con pasta de cemento y a partir de todos los ingredientes del concreto

hacer una masa uniforme; además, esta uniformidad no debe perturbarse por el proceso de

descarga en la mezcladora.

Figuras 4.4 y 4.5 Mezclado manual (izquierda)

Mezclado mecánico (derecha)

4.2.10.1.1 Mezclado mecánico.

De hecho, el método de descarga constituye una de las bases de clasificación de las

mezcladoras de concreto. Existen varios tipos, en la mezcladora basculante, la cámara de

mezclado, conocida como olla, se inclina para la descarga; la olla es usualmente cónica con

aspas en su interior, y la eficiencia de la operación de mezclado depende de detalles de

diseño. En ella, la acción de descarga es generalmente buena, ya que el concreto puede

sacarse rápidamente como una masa sin segregación tan pronto como la olla se inclina. En

las no basculantes el eje de la mezcladora está siempre horizontal y la descarga se obtiene

mediante un canalón que se inserta en la olla o al invertir el sentido de rotación de la olla o

algunas veces, abriendo la misma; se cargan siempre por medio de tolvas cargadoras.

Page 11: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

93

Figuras 4.6 y 4.7 Mezcladora basculante (izquierda)

Mezcladora no basculante (derecha)

El tamaño nominal de una mezcladora se basa en el volumen del concreto que puede

preparar en una sola operación (bachada). Las mezcladoras se hacen en una variedad de

tamaños, que van desde 0,04 m3 para uso en laboratorios hasta 13 m

3; las más empleadas en

obras pequeñas son las de 6, 9 y 12 pies cúbicos (designación dada por los fabricantes) o sea

0,17, 0,25 y 0,34 m3 respectivamente.

No pueden darse reglas estrictas sobre el orden de alimentación de los materiales en la

mezcladora, ya que dependen de las propiedades tanto de la mezcla como de la mezcladora.

Generalmente una pequeña cantidad de agua ( 20%) debe colocarse al principio, seguida por

todos los materiales sólidos (de mayor a menor según el tamaño de las partículas), que de ser

posible han de colocarse uniforme y simultáneamente dentro de la mezcladora. Si se puede,

la mayor parte del agua restante debe añadirse al mismo tiempo, dejando el resto para

después de mezclar los materiales sólidos. Con algunas mezcladoras de olla, sin embargo,

cuando se usa una mezcla muy seca es necesario poner en la mezcladora algo de agua y

todo el agregado grueso, ya que de otra manera la superficie no queda suficientemente

húmeda. Con pequeñas mezcladoras, especialmente de turbina, se ha encontrado que

conviene alimentar la mezcladora primero con arena, una parte del agregado grueso y

cemento, después se pone el agua y finalmente el resto del agregado grueso, para así

romper cualquier grumo en el mortero.

4.2.10.1.1.1 Tiempo de Mezclado.

En las obras siempre se tiende a mezclar el concreto tan rápidamente como sea posible y por

lo tanto, es importante saber cual es el tiempo mínimo de mezclado necesario para producir

un concreto uniforme en composición y como resultado de esto, de resistencia satisfactoria.

Este tiempo varía con el tipo de mezcladora que se usa y en un sentido estricto no es el

tiempo de mezclado sino el número de revoluciones de la mezcladora el que marca el criterio

a seguir para un mezclado adecuado. Generalmente, alrededor de 20 revoluciones son

suficientes para una bachada, sin embargo, ya que existe una velocidad de rotación óptima

recomendada por el fabricante de la mezcladora (velocidad de mezclado 10-20 rpm;

velocidad de agitado 2-6 rpm), el número de revoluciones y el tiempo de mezclado son

interdependientes.

Page 12: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

94

En la tabla No. 4.5 se dan los tiempos mínimos de mezclado recomendados por la ASTM.

CAPACIDAD DE LA

MEZCLADORA (m3)

TIEMPO MÍNIMO DE

MEZCLADO (Minutos)

0,8 1

1,5 1 ¼

2,3 1 ½

3,1 1,75

3,8 2

4,6 2 ¼

7,6 3 ¼

Tabla No. 4.5 Tiempos mínimos de mezclado recomendados. 4.3.8

La norma NSR/98 establece que “El mezclado debe continuarse por lo menos durante un

minuto y medio después de que todos los materiales están en la mezcladora, a menos que

con un tiempo menor se cumplan los requisitos de uniformidad de la Norma NTC 3318 (ASTM

C94.)”4.3.9

. Lo anterior lo fija la norma NTC 3318 para mezcladoras hasta de 1 m3; para

mezcladoras de mayor capacidad, esta norma establece que el tiempo mínimo (90 s) debe

incrementarse en 20 s por cada m3 o fracción adicional.

4.2.10.1.2 Mezclado a mano.

El mezclado de concreto manual es caro en mano de obra y por ello, no es sorprendente que

las mezcladoras mecánicas se usen desde hace muchos años, pero puede haber ocasiones

en que el concreto tenga que ser mezclado a mano; debido a que en este caso la uniformidad

es más difícil de conseguir, es necesario aplicar más esfuerzo y tener un cuidado especial.

Cada vez que se realiza una mezcla recibe el nombre de tanda. Se podrán utilizar una o más

veces las proporciones de la mezcla de acuerdo con el número de sacos de cemento que se

empleen y la cantidad que se necesite.

La mezcla se debe hacer sobre un piso limpio, plano que no absorba agua. Lo mejor es

mezclar sobre un piso de concreto, un entarimado de madera o una lámina metálica, nunca

sobre el suelo directamente ya que al palear la mezcla, puede resultar suelo fino dentro del

concreto disminuyendo su calidad.

Se coloca el cajón medidor encima del piso sobre el que se va a mezclar, se llena con arena

suelta y se enrasa, teniendo en cuenta retirar del piso la arena que sobra, esto se repite

tantas veces como sea necesario para completar las proporciones que se deseen; a

continuación se riega toda la arena sobre el piso, formando una capa de unos 10 cm de

espesor. Se coloca sobre la arena los bultos de cemento indicados según la proporción de la

mezcla, con la pala se riega el cemento sobre la arena de modo que la tape toda; se mezcla

la arena y el cemento pasándolos con la pala de un sitio a otro dos o tres veces mínimo, hasta

que no se noten partes con más cemento que otras; se adiciona el agregado grueso y se

repite el mezclado hasta que la mezcla sea uniforme, luego se añade el agua medida,

gradualmente, de manera que ni el agua ni el cemento puedan regarse; se traspalea

nuevamente hasta obtener un color y una consistencia uniforme.

Page 13: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

95

4.2.10.2 Sistema de transporte. (carretillas, vagonetas, bandas, cucharones, bombeo,

etc.).

Dependiendo del sistema de transporte a utilizar en la obra se puede emplear una mezcla

más o menos plástica, así por ejemplo, la consistencia de una mezcla que se vaya a bombear

deberá ser mayor que si se va a transportar en carretillas. Sin embargo, el método para

manejar y transportar el concreto y el equipo usado no debe constituir una restricción para la

consistencia del hormigón.

Figura 4.8 Medio de Transporte del Concreto: Mixer.

4.2.10.2.1 Carretillas o vagonetas.

Estas se deben encontrar limpias y secas al comenzar la tarea. Al mover la mezcla, las

partículas más grandes tienden a irse hasta la parte inferior del recipiente, separándose de la

arena, el cemento y el agua, lo que se conoce como segregación. Para impedir que esto

ocurra se debe evitar los golpes y las vibraciones del recipiente. Cuando el transporte se

realiza a una distancia considerable se debe evitar contaminación con polvo, arena o

desperdicios, o la evaporación del agua, para evitar esto se debe cubrir con un plástico o con

un material similar (también en caso de lluvia).

Figura 4.9 y 4.10 Carretilla manual (Izquierda) y Equipo motorizado (Derecha)

Page 14: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

96

4.2.10.2.2 Bandas.

Los transportadores de banda se pueden usar para acarrear concreto si se toman ciertas

precauciones para evitar segregación, pérdida perjudicial en el asentamiento y pérdida de

mortero en la banda de retorno. La segregación ocurre principalmente en los puntos de

transferencia y en los extremos de los transportadores y puede evitarse usando las tolvas

adecuadas y canaletas de caída. La pérdida de asentamiento la causa generalmente la

evaporación o la elevación de temperatura y puede disminuirse al mínimo protegiendo el

transportador del sol y del viento. La mezcla que se pega a la banda debe rasparse en el

punto de descarga.

4.2.10.2.3 Cucharones.

Los cucharones se hacen de diferentes formas y tamaños, algunas veces su volumen llega

hasta 8 yardas cúbicas ( 6,12 m3) para diferentes aplicaciones. Algunos cucharones, que se

usan principalmente en obras de gran masa, tienen secciones rectangulares, pero la mayor

parte de ellos tienen sección circular. El concreto se extrae abriendo una compuerta que

forma el fondo del cucharón. Para obras de gran masa los cucharones a menudo tienen

costados rectos con compuertas que se abren a toda el área del fondo. Para la mayor parte

de trabajos se prefieren los cucharones en que se reduce su sección hasta una compuerta

menor. En las obras pequeñas se prefiere los cucharones con compuertas que puedan

regularse para controlar la salida del concreto y cerrarse después de haber vaciado parte del

hormigón. Las compuertas pueden funcionar manualmente o por medios mecánicos o

neumáticos.

Cuando se manejan los cucharones por medio de cable-vía o cable-

guía, las compuertas operadas mecánica o neumáticamente son las

más seguras, ya que la descarga puede efectuarse sin sacudir

bruscamente el cable-vía.

Los cucharones se manejan y transportan por medio de: grúas,

plumas, montacargas, cable-vía, carros de ferrocarril, camiones o por

una combinación de estos medios. Cualquiera que sea el método

usado, debe tenerse cuidado en evitar tirones y sacudidas; estos

pueden producir segregación especialmente si el concreto está

relativamente fluido.

4.2.10.2.4 Bombeo de concreto.

Este medio de transporte requiere del uso de una mezcla con propiedades especiales de

manejabilidad. El sistema consta esencialmente de una tolva donde el concreto se descarga

de la mezcladora, una bomba de concreto y una tubería a través de la cual se bombea el

concreto.

Figura 4.11

Cucharón

Page 15: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

97

Muchas bombas son de acción directa, del tipo de

émbolo horizontal con sistema de válvulas

semirotatorias para permitir siempre el paso de las

partículas más grandes del agregado que se use,

con el fin de evitar un cierre total. El concreto se

alimenta a la bomba por gravedad y se succiona

también en parte durante la carrera de succión. Las

válvulas se abren y se cierran con pausas definidas

de modo que, aunque el concreto se mueva en una

serie de impulsos, la tubería permanece siempre

llena. La tubería es generalmente de acero y puede

ser de 6, 7, o de 8 pulgadas de diámetro exterior

(15,24, 17,78 o 20,32 cm) y 3/16 de pulgada de

espesor; el diámetro mínimo debe ser 3 veces el

tamaño máximo del agregado. La distancia máxima

de bombeo puede reducirse mucho por curvas y

tramos muy inclinados.

Recientemente se han introducido pequeñas bombas portátiles, para el uso con tuberías

pequeñas (hasta 75 o 100 mm). El concreto colocado en una tolva recolectora es alimentado

por aspas rotatorias dentro de una tubería flexible localizada en la cámara de bombeo.

4.2.10.3 Tipos de colocación (caída libre, canaletas, trompa de elefante, etc.).

Dependiendo del tipo de colocación que se vaya a emplear en la obra se puede requerir una

mezcla de una determinada trabajabilidad; así por ejemplo, una mezcla colocada en caída

libre desde una altura de 1,20 m. requiere una consistencia diferente a una mezcla colocada

por canaleta o mediante una manguera flexible, con altura de caída de 20 cm.

El hormigón debe depositarse, en lo posible, cerca

o en su posición final con el fin de evitar la

segregación. Durante la colocación la velocidad de

vaciado debe permitir al concreto conservarse en

estado plástico y fluir fácilmente entre los espacios

de las varillas; el concreto parcialmente endurecido

o contaminado con materiales extraños, no debe

colocarse en las formaletas.

No debe utilizarse concreto al que después de

preparado se le ha adicionado agua para mejorar

su plasticidad, ni el que haya sido mezclado

nuevamente después del fraguado inicial. La

operación de vaciado debe realizarse

continuamente hasta completar una sección

determinada.

Figura 4.12

Bombeo de concreto

Figura 4.13

Tipo de colocación: Trompa de elefante

Page 16: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

98

En la construcción de losas la colocación deberá empezarse desde el perímetro, en un

extremo, vaciando cada tanda contra el concreto colocado anteriormente. El concreto no debe

vaciarse formando montones separados, nivelándolos y juntándolos después; tampoco se

debe vaciar formando grandes montones, llevándolo luego a su posición final. En los muros,

las primeras tandas deberán colocarse en los extremos de la sección y luego ir llenando hacia

el centro. Este procedimiento puede emplearse también en vigas y trabes. En todos los casos,

deberá evitarse que el agua se junte en los extremos y esquinas de los moldes y a lo largo de

las caras. En general, el hormigón debe colocarse en capas horizontales de espesor uniforme,

debiéndose compactar completamente cada capa antes de depositar la siguiente. Las capas

deben tener un espesor de 15 a 35 cm en elementos reforzados y de 35 a 50 cm en obras de

gran masa, dependiendo el espesor, de la anchura entre moldes y de la cantidad de refuerzo.

El concreto no deberá moverse horizontalmente en distancias largas dentro de la formaleta o

en las losas. El concreto se debe vaciar desde poca altura para evitar que al caer las

partículas más grandes queden en el fondo y las más pequeñas en la superficie; se

recomienda una altura no mayor a 1,50 m.

En lo posible, el hormigón se debe colocar al aire y no en el agua; sin embargo, cuando se

debe depositar bajo el agua el trabajo debe hacerse bajo supervisión experimentada y

tomando muchas precauciones. Se usan varios métodos para colocar el concreto bajo el

agua, siendo el más común el que emplea el embudo con tubo largo. El aparato consta de un

tubo recto, lo suficientemente largo para que llegue hasta el punto más bajo al que se va a

colocar desde una plataforma colocada arriba del agua. Se coloca una tolva en el extremo

superior; el extremo inferior se mantiene sumergido todo el tiempo en concreto fresco para

formar un cierre hermético y empujar el concreto hasta su posición por presión.

El hormigón debe ser plástico y cohesivo, que corra con facilidad y usualmente con un

asentamiento de 10 a 15 cm (obtenido con plastificantes); la mezcla deberá ser más rica en

cemento que cuando se coloca fuera del agua.

El vaciado deberá hacerse en forma continua, perturbando lo menos posible el concreto

depositado con anterioridad, la superficie superior se mantendrá a nivel todo lo que sea

posible.

También puede colocarse el concreto bajo el agua mediante cucharones especiales que

descargan por el fondo o con cucharones que bombean, o con bombas.

Para la colocación de concreto en clima cálido se presentan algunos problemas especiales,

causados tanto por la alta temperatura del concreto como en muchos casos por la mayor

evaporación en la mezcla fresca. Estos problemas son relativos al mezclado, la colocación y

el cuidado del concreto. Una mayor temperatura en el concreto fresco produce una

hidratación más rápida y se necesita más agua en la mezcla para obtener la misma

consistencia, esto conduce por lo tanto a un fraguado más rápido y una resistencia más baja

del concreto endurecido porque se aumenta la relación agua/cemento y se establece una

estructura más débil y menos uniforme de gel; más aún, una evaporación rápida puede

causar contracción plástica y agrietamiento superficial porque el enfriado posterior del

concreto endurecido introduce esfuerzos de tensión.

Page 17: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

99

La temperatura del concreto fresco se recomienda que no sea superior a 32 °C (90 °F), en el

caso que se requiera bajar la temperatura se deberán enfriar los agregados y/o utilizar agua

fría o hielo (escarcha) siempre y cuando esté completamente fundido cuando se termine el

mezclado.

En clima frío deberá proporcionarse la protección adecuada cuando se presenten

temperaturas iguales o inferiores a 4 °C (40 °F) durante la colocación y durante el curado. La

baja temperatura hace que el cemento se hidrate más lentamente, por lo tanto la mezcla va a

permanecer fluida durante más tiempo y el incremento de resistencia es menor. Es

conveniente usar concreto con aire incluido durante el tiempo frío, para reducir la posibilidad

de daño por los cambios de congelamiento a fusión. Se dispondrá de la protección necesaria

hasta que el hormigón haya alcanzado las propiedades mínimas requeridas. Para proteger el

concreto deberá planificarse con anticipación, disponer del equipo adecuado para calentar los

materiales, construir recintos (si se requiere) para mantener temperaturas favorables, etc.

Para adquirir resistencia más rápidamente se puede usar uno o la combinación de varios de

los siguientes recursos:

- Utilizar cemento Pórtland tipo 3

- Baja relación agua/cemento

- Aditivos aceleradores

- Mayor temperatura de curado (curado a vapor)

Los materiales componentes del concreto, el refuerzo, la formaleta, los rellenos y el suelo, que

van a estar en contacto con el concreto, deben estar libres de escarcha; no deben utilizarse

materiales congelados o que contengan hielo.

4.2.10.4 Tipos de compactación (manual, con vibración, al vacío, etc.).

El proceso de compactación del concreto consiste esencialmente en la eliminación de aire

atrapado, por lo tanto una mezcla de consistencia seca requiere una compactación más

enérgica que una mezcla fluida. En los más antiguos métodos se apisonaba o consolidaba la

superficie del concreto a fin de desalojar el aire y juntar las partículas en una configuración

más estrecha. En la actualidad éste tipo de compactación, de forma manual, se hace cada

vez menos usual, dando paso a un método más moderno, el método de vibrado.

4.2.10.4.1 Compactación manual.

La compactación manual es el método más elemental, el que da menos rendimiento y su uso

va decayendo día tras día. Los pisones manuales constan generalmente de una placa de

hierro cuadrada o redonda con lado o diámetro que varía entre 10 y 15 cm, masa media de 15

kg y manipulado por medio de un mástil, comúnmente de madera. Cuando se trata de

apisonar elementos de reducidas dimensiones, suelen emplearse pisones mucho más

manejables y rápidos, no excediendo normalmente de 7 kg de masa. La reducción máxima de

volumen por este método de compactación es aproximadamente de un 20%, valor que

depende de la clase de agregados empleados, granulometría, etc.

Page 18: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

100

El apisonado debe efectuarse sin interrupción en lo posible, toda la superficie del hormigón

debe ser apisonada de una manera uniforme, los golpes deben repetirse en un mismo lugar

pero sin llegar a ser violentos, ya que tendría lugar una segregación de las zonas próximas

recién compactadas.

4.2.10.4.2 Vibrado del concreto.

El método más moderno de compactación del hormigón es la vibración, por medio de la cual

las partículas se separan momentáneamente, lo cual permite acomodarlas en una parte

compacta. El uso de la vibración como método de compactación hace posible usar mezclas

más secas que las que pueden ser compactadas a mano (reducción de volumen hasta de un

40%).

De hecho las mezclas extremadamente duras y secas pueden ser vibradas

satisfactoriamente, a fin de hacer concreto de una resistencia deseada con un menor

contenido de cemento, esto significa un ahorro en costo; pero en contra tenemos que

considerar el costo de equipo de vibrado y de una formaleta más fuerte y rígida. En cualquier

caso el factor clave reside en el costo de mano de obra si la elección se hace con base al

costo exclusivamente.

En lo que a la calidad del concreto concierne, tanto la vibración como la compactación

manual, con la mezcla justa y buena calidad de mano de obra pueden producir un excelente

concreto; así mismo, ambos medios de compactación pueden producir concreto de baja

calidad; en el caso del concreto apisonado a mano la causa más común es la compactación

inadecuada, cuando se usa vibración es posible que no se aplique uniformemente a la masa

completa de concreto, de modo que algunas de sus partes no queden compactadas del todo,

mientras que otras se segregan debido a la sobre - vibración.

4.2.10.4.2.1 Vibración Interna.

La vibración interna llamada también "pervibración", consiste en

aplicar directamente al hormigón la acción de la vibración, colocando

un aparato en el interior de la masa que se desea vibrar; la cantidad

de concreto vibrado en un tiempo determinado depende de la rapidez

de desplazamiento, de la eficiencia del vibrador y de la consistencia

de la mezcla; la compactación de la mezcla se realiza más

enérgicamente que en los otros métodos de vibración. La pervibración

se aplica preferentemente en la fabricación de vigas, cimientos,

muros, etc. La frecuencia puede variar entre 6000 y 30000

vibraciones por minuto, siendo las más eficaces las frecuencias

comprendidas entre 10000 y 18000 vibraciones por minuto. Estos

vibradores se basan casi exclusivamente sobre el principio de una

masa excéntrica sometida a rotación, pero existen algunos tipos

basados en el péndulo cónico. Aparte de la electricidad suministrada

por las centrales eléctricas o grupos electrógenos y el aire comprimido

como fuentes de alimentación, pueden emplearse también motores de

gasolina o diesel.

Figura 4.14

Vibración interna

Page 19: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

101

La transmisión de energía de la fuente al vibrador se efectúa por medio de los siguientes

métodos:

Un eje flexible, en una o varias piezas, cuya longitud máxima es de 10 m, siendo la

velocidad propia del eje de 3000 revoluciones por minuto.

Un cable eléctrico conectado directamente con el motor incorporado en el cilindro

vibrador.

Un tubo que lleva el aire comprimido al turbo - motor, situado en el interior del vibrador

y de una longitud aproximada de 6 m.

Cuando hay que vibrar elementos de paredes más o menos delgadas, conviene emplear

vibradores cuya aguja no roce constantemente con la superficie de los moldes. El rendimiento

de un vibrador de 45 mm es de aproximadamente 2 m3

de hormigón vibrado por hora, cifra

que puede variar según la consistencia de la masa, refuerzo existente, etc.

4.2.10.4.2.2 Vibración Externa.

Este tipo de vibrador se fija rígidamente en la formaleta y descansa

sobre un soporte elástico, así que vibran tanto la formaleta como el

concreto, como resultado una considerable proporción del trabajo

realizado se usa en el vibrado de la formaleta, que debe ser fuerte y

rígida para prevenir deformaciones y fugas de lechada.

Los vibradores externos se usan en prefabricados o en secciones

delgadas o en formas o espesores en los que un vibrador interno no

puede usarse. Cuando se usa un vibrador externo, el concreto tiene

que colocarse en capas de espesor adecuado, ya que el aire no puede

salir a través de un espesor muy grande de concreto. La posición del

vibrador tiene que cambiarse a medida que se avanza en el vaciado

del concreto.

Se pueden usar vibradores externos portátiles, no fijos, en secciones

que de otra manera serían inaccesibles, pero el intervalo de

compactación en este tipo de vibrador es muy limitado.

La frecuencia de los vibradores externos suele variar de 3000 a 6000 ciclos por minuto, los

datos del fabricante deben examinarse cuidadosamente, ya que algunas veces se cita el

número de impulsos que es la mitad de un ciclo. Existen algunos tipos que pueden alcanzar

valores de 9000 vibraciones por minuto necesitando un cambiador de frecuencia.

4.2.10.4.2.3 Vibración Superficial.

En general tiene menos aplicación que los anteriores métodos de vibración, consiste en

desplazar sobre la superficie del hormigón un plato o plataforma o regla encima de los cuales

se monta un vibrador del tipo de masa excéntrica.

Figura 4.15

Vibración externa

Page 20: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

102

Esta modalidad es ventajosa cuando el espesor del concreto es reducido, pero su efecto

disminuye considerablemente a medida que aumenta el espesor, no debiéndose vibrar capas

superiores a 25 cm (este valor viene determinado por la consistencia del hormigón y la

potencia del vibrado).

La vibración superficial se emplea, generalmente, en la construcción de pavimentos para

carreteras o aeropuertos, placas, etc. La fuente de alimentación de los aparatos puede ser

indistintamente la electricidad, aire comprimido, gasolina o diesel.

4.2.10.4.2.4 Recomendaciones a seguir en la Vibración.

Normalmente en cada posición, la duración del vibrado oscila entre 10 y 30 segundos

dependiendo de la frecuencia del vibrador y de la consistencia de la mezcla; cuanto más

acelerada sea la vibración menor será su duración, una vibración excesiva termina por

segregar el concreto. Para obtener un buen rendimiento es preciso que la introducción del

pervibrador se haga verticalmente y no debe colocarse dos veces en el mismo sitio; así

mismo, debe procurarse que el vibrador penetre unos 5 cm en la capa inferior ya compactada

anteriormente pues de esta manera se asegura la trabazón entre las dos capas. El

desplazamiento del vibrador se hará a distancias siempre iguales teniendo en cuenta el radio

de acción del vibrador, el cual suele ser alrededor de 2/3 de la longitud de la aguja vibrante.

Cuando hay que compactar capas superpuestas no es conveniente vibrar espesores

superiores a 30 cm. Tanto al introducir como al retirar el vibrador de la masa de concreto hay

que hacerlo lentamente para evitar la formación de huecos en la misma; la introducción debe

hacerse sin forzar el aparato dejando que penetre en la masa por si mismo, no conviene

transmitir la vibración a través del refuerzo poniendo el vibrador en contacto con la armadura;

una vez retirada la aguja se procede rápidamente a introducirla en otra posición adyacente; la

vibración se considera completa cuando la pasta de cemento empieza a aparecer en la

superficie.

Figura 4.16

Regla vibratoria (cercha)

Page 21: Cap. 04   manejabilidad

CONCRETO SIMPLE

ING. GERARDO A. RIVERA L.

4. MANEJABILIDAD DEL CONCRETO

103

4.3 REFERENCIAS.

4.3.1 ANEFHOP (Agrupación Nacional Española de Fabricantes de Hormigón Preparado).

Manual de consejos prácticos sobre hormigón. Madrid (España).

4.3.2 BAUD, G. Tecnología de la construcción. Barcelona (España): Editorial Blume. Tercera

edición. 1970.

4.3.3 Código colombiano de construcciones sismo - resistentes. Decreto 1400 de 1984.

Capítulo C.5 Bogotá (Colombia). 1984.

4.3.4 GRACÍA, C., Guillermo. Artículo: Colocación del concreto con bomba. Memorias

técnicas: I Reunión del concreto. Cali (Colombia). 1986.

4.3.5 ICONTEC. Normas técnicas colombianas para el sector de la construcción - I. Bogotá

(Colombia): Legis editores s. a. 1989.

4.3.6 ICPC, SOLINGRAL. Manual de dosificación de mezclas de concreto. Medellín

(Colombia). 1974.

4.3.7 MENA F., Víctor Manuel y LOERA P., Santiago. Guía para fabricación y control de

concreto en obras pequeñas. México: UNAM. 1972.

4.3.8 NEVILLE, A. M. Tecnología del concreto tomo I y II. México: Instituto mexicano del

cemento y del concreto. Primera edición, tercera reimpresión. 1980.

4.3.9 NORMAS COLOMBIANAS DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE.

NSR/98. Asociación colombiana de Ingeniería sísmica. Bogotá (Colombia). 1998.

4.3.10 LEMOINE, Catherine y SAENZ Roberto. Artículo: Sistemas de colocación de concreto.

Memorias técnicas: II Reunión del concreto. Cartagena (Colombia). 1988.

4.3.11 PAYA PEINADO, Miguel. Hormigón vibrado y hormigones especiales. España:

Ediciones CEAC. 12o Edición. 1979.

4.3.12 PORTLAND CEMENT ASSOCIATION (P.C.A.). Proyecto y control de mezclas de

concreto. México: Limusa. Primera edición. 1978.

4.3.13 RUIZ DE M. Julia y RIVERA L. Gerardo. Comportamiento de mezclas de concreto

elaboradas con agregados del área de Popayán. Popayán (Colombia): Universidad del

Cauca. 1984.

4.3.14 SANCHEZ DE GUZMAN, Diego. Tecnología del concreto y del mortero. Bogotá

(Colombia): Pontificia Universidad Javeriana. 1987.

4.3.15 SANCHEZ DE GUZMAN, Diego. Artículo: Nuevas tendencias en la especificación y

diseño de mezclas de concreto. Memorias técnicas: X Reunión del concreto. Cartagena

(Colombia). 2004