construcción de pavimentos rígidos con tecnología de alto rendimiento

7/24/2019 Construccin de pavimentos rgidos con tecnologa de alto rendimiento

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Construccin de Pavimentos Rgidoscon Tecnologa de Alto Rendimiento

Estudio de Caso:Ruta 14 Tramo I Seccin I

Arq. Edgardo SouzaDivisin Tecnologa


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Tecnologa de Alto RendimientoImplicancias:

Produccin continua, y de grandesvolmenes. Alto consumo de materiales. Se transporta en camiones volcadores. Se deben mantener uniformes las

propiedades de las mezclas y lacolocacin debe ser a velocidadconstante.


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Consumos estimados para producir

100 m 3 /hora

Cemento

Agua

Arena

Piedra 6-20

Piedra 20-38

Plastificante

Incorporador

35 t/h

15 m 3 /h

65 t/h

55 t/h

70 t/h

140 Kg/h

14 Kg/h

350 t/da

150 m 3 /da

650 t/dia

550 t/da

700 t/da

1400 Kg/da

140 Kg/da

350Kg

150 l

650 Kg

550 Kg

700 Kg

1,14 Kg

0,114 Kg

Componente FrmulaTipo

Consumohora

Consumoda


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Filosofa del Control de Calidad

El camino para el logro de los objetivosinvolucra un proceso controlado:

Se debe establecer un control preventivopara: Cumplir las especificaciones tcnicas

Mantener en el tiempo la uniformidad de laspropiedades y la calidad final del pavimento.


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Pautas generalesEl objetivo perseguido es asegurar que elpavimento se construya con la calidad

especificada al menor costo posible.

El sistema de control debe actuar en forma

preventiva, y proveer herramientas para latoma rpida de decisiones, permitiendoadoptar las medidas correctivas apropiadas.

La metodologa debe apuntar no slo a lacalidad de los componentes, sino tambin ala uniformidad en el tiempo.


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Propiedades deseables del HEn Estado Fresco:

Trabajabilidad

Tiempo defraguado

Cohesin

Exudacin

En Estado Endurecido:

Resistencia

Estabilidaddimensional

Durabilidad

Economa


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Requisitos generalespara el hormign

Diseo estructuraldel pavimento

La experiencia indica claramente que esnecesario actuar en forma preventiva

Mdulo Resistente ala Flexin

Caractersticas delequipo pavimentador

Condicionafuertemente laspropiedades enestado fresco de la

mezcla


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Diseo de la mezcla

De acuerdo a los requisitos, se adopta la

resistencia de diseo en la etapa dedosificacin y ajuste en pastones de prueba enlaboratorio.

Determinacin de las proporciones.

La dosificacin se somete a consideracin dela Inspeccin.


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Frmulas empleadas

0,05 Kg/m 30,099 Kg/m 30,015 a 0,03 %Incorporador

0,35 Kg/m 31,55 Kg/m 30,25 a 0,4 %Plastificante

199 Kg/m 3416 Kg/m 3-----Fraccin 20-50

602 Kg/m 3385 Kg/m 3550 a 750 Kg/m 3Fraccin 10-38

378 Kg/m 3402 Kg/m 3550 a 750 Kg/m 3Fraccin 6-20

683 Kg/m 3690 Kg/m 3600 a 700 Kg/m 3Arena

137 Kg/m 3125 Kg/m 3140 a 160 Kg/m 3Agua

340 a 350 Kg/m 3330 Kg/m 3330 a 380 Kg/m 3Cemento

R 14 finalR 14 inicioUsualComponente


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Agregados: Recomendaciones Grales.

Es conveniente que 30-40 % del agregado grueso estconstituido por partculas que tengan al menos doscaras rugosas para mejorar la relacin MRF / Fcil.

No es conveniente el empleo de tamaos mximossuperiores a los 38 mm (37,5 mm)

Probablemente la limitacin ms severa estcondicionada por la uniformidad de los agregadosdurante toda la etapa de produccin del hormign decalzada

No es esencial encuadrarse dentro de los lmites de laIRAM 1627


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Mezclas de Agregados

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tamiz IRAM

% P

a s a

14 TI SI Fuller IRAM A IRAM BIRAM C RN 127 RP 39 R 9 RoggR 9 Dyc R 6 T I R 6 T II R 6 TVIR 6 T VIII Calafate Ezeiza Acc. Glaciar

0,150 0,300 0,600 1,18 2,36 4,75 9,5 19,0 37,512,5 25 50 63


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Hormign en tiempo caluroso

Se define como tiempo caluroso, a cualquiercombinacin de elevada temperatura ambiente, baja H.R.y vientos, que tiendan a perjudicar la calidad del Hfresco.Se prestar especial cuidado en las tareas de curado.Trabajar con la menor demanda de agua posible.

Disear la mezcla con el menor contenido de arena, quepermita trabajabilidad y terminacin adecuadas.Mantener los acopios de ridos gruesos saturados.

Regar la cancha, previo a la colocacin del H.Controlar la evolucin de las temperaturas.Si bien CIRSOC indica no colocar H con temp > 30C laexperiencia demuestra que ese valor puede sersuperado.


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Temperatura altasEfecto

Aceleracin delfraguado

Evaporacin rpida

Aceleracin de lasreacciones de

hidratacin

Consecuencia

Menor tiempodisponible

Mayor tendencia a lafisuracin plstica

Mayor resistenciainicial

Menor resistencia final


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Evolucin de las temp. R 14 TI SI

Hora inicio 13:20 - Hora de elaboracin: 14:30 - Jornada de Losa N 746 a 635

Fisuras transversales en losas N 720 y 711

Registro de Temperatura en Losa N737 - (19/11/07)

-10-5

0

5

10

1520

25

30

35

40

45

50

55

60

16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00

Hora

T e m p e r a t u r a

[ C ]

T (3-2) T (3-4)

Canal 1: Temperatura AmbienteCanal 2: Medio (a 12 cm de prof.)Canal 3: Superficie (a 2 cm prof.).Canal 4: Inferior (a 23 cm de prof.)

ACI 305


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Evolucin de las temperaturas Ruta 6 T IVEvolucin de las temperaturas Ruta 6 T IV 12-01-05

15

20

25

30

3540

45

50

5560

65

70

12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00

Hora del da

T e m p e r a t u r a

[ C ]

-15

-10

-5

0

5

10

15

D i f e r e n c i a d e

t e m p .

S u p - I n

f

Dif. Sup - Inf

inferior

medio

superior

ambiente

Hora coloc: 11:30Temp. Coloc: 32,5C

Gradiente del orden de 3C / hora - delta de 27 C en 9:00 horas


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Influencia del Agregado

Fuente: The Importance of Concrete Temperature Control During Concrete Pavement Constructionin Hot Weather Conditions Anton K. Schindler, M.S.E; B. Frank McCullough, Ph.D., P.E.


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Evolucin de las temperaturas Ruta 7(04-01-03)

-15

-5

5

15

25

35

45

55

65

Edad del H [horas]

T e m p e r a

t u r a

[ C ]

15 / 2,5 -15 cm -10 cm -2,5 cm ambiente

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Hora de elaboracin 18:00


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Influencia del cemento

Heat of hydration: (a) Type I Cement, (b) Type I Cement with 17% Class F Fly Ash

Fuente: The Importance of Concrete Temperature Control During Concrete Pavement Construction in

Hot Weather Conditions - Anton K. Schindler, M.S.E; B. Frank McCullough, Ph.D., P.E.


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Influencia del Contenido de Agregado


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Influencia del Tipo de Agregado


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Fisuracin del Hormign

Como es sabido, el hormign se fisura cuando lasdeformaciones restringidas generan tensionessuperiores a la resistencia a traccin del material.

Usualmente, un curado eficiente, sumado a unadecuado diseo de juntas y el aserrado

oportuno de las mismas, resultan suficientespara el control de fisuracin.

Tiempo en horas

T e n s

i o n e s y r e s

i s t e n c

i a d e

l

h o r m

i g n

Fisuracin Temprana

debida a contraccin

Resistencia atraccin del H

Tensiones impuestaspor contraccin


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Fisuras en la R 14 TI SI

En la obra de referencia, desde el inicio de lapavimentacin, se han registrado problemas de fisuracin

de distinta magnitud, lo cul motiv la implementacin delas medidas que se resumen a continuacin:

Cambio de la membrana de curado;Evaluacin de discos diamantados de distintas marcas y tipo;Cambio del proveedor de cemento;Cambios en la integracin del agregado total;Reduccin del aditivo plastificante e incremento del contenidounitario de agua.

Sin embargo, en principio, la adopcin de estas medidasno permitieron obtener confiabilidad en el control defisuracin en el proceso constructivo.


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Ventana de Aserrado

Hay un tiempo ptimo para el aserrado de las juntas enpavimentos, el cual ocurre dentro de la denominadaventana de aserrado .

La ventana es un perodo corto luego de la colocacindel hormign, cuando el pavimento permite ser cortadoy de este modo, controlar exitosamente la formacin de

fisuras. La misma comienza cuando la resistencia de hormign

es aceptable para el aserrado sin que se observe unexcesivo desprendimiento de ridos a lo largo del corte

Finaliza cuando el volumen de hormign se reducesignificativamente y la restriccin a esta contraccininduce tensiones de traccin mayores que la resistenciadel hormign.


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Problemas detectados

En nuestro caso en particular, la baja adherenciasuperficial del agregado grueso junto a su elevadadureza requiere que el hormign cuente con mayormadurez para ser cortado sin desprendimientos.

De lo observado en las jornadas de pavimentacinresulta razonable pensar que la generacin de

tensiones de traccin en el hormign se originanfundamentalmente en la contraccin trmica delhormign joven.

Cabe aclarar que el agregado empleado cuenta conun elevado coeficiente de dilatacin trmica y unaalta rigidez, lo que se traduce en un incremento delas tensiones de traccin generadas para igualcambio de temperatura.


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Ventana de Aserrado Demasiado Tarde

Fisuracin Temprana

Resistencia mnima del H

que permita el corte sindesprendimiento de ridos

Tensiones por contraccinrestringida superan a laresistencia a traccin delhormign

R

e s

i s t e n c

i a d e

l H

Tiem o

TempranoDesprendimiento

de agregados

Ventana de Aserrado Demasiado TardeFisuracin Temprana

Mayor tiempo para lograrun corte sano por la bajaadherencia de losagregados redondeados,y por su elevada dureza

Tensiones mayores por altoCET.

Menor resistencia a traccin delhormign por interfase dbil aedad temprana

R e s

i s t e n c

i a d e

l H

Tiem o

TempranoDesprendimiento

de agregados


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Lneas de Trabajo probables

Incremento de la resistencia a la traccindel hormign

Reduccin de los Gradientes deTemperatura

Reduccin de las restricciones a ladeformacin

Mejorar la estabilidad dimensional del Hfrente a cambios de temperatura


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Incremento de la resistencia a latraccin

Una alternativa que se ha evaluado ennuestro laboratorio es el reemplazo de un30% de la arena natural por arena trituradade origen grantico.

En forma complementaria se confeccionuna mezcla reemplazando totalmente el

rido grueso por piedra partida grantica.Los resultados obtenidos se resumen acontinuacin:


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Mezclas evaluadas

3,22,92,9MPaTraccin por Comp. Diametral 28 d

36,538,934,4MPaResistencia acompresin a 28 das

30,832,027,0MPaResistencia a

compresin a 7 das

2,002,101,80MPaTraccin por Comp. Diametral 1 d.

14,713,711,0MPaResistencia acompresin a 24 hs

4,83,34,8%AII

6,05,04,0cmAsentamiento 30 min

0,420,390,39---Relacin a/c

340340340Kg/m 3Contenido Unitariode Cemento

Mezcla c/piedrapartida

Mezcla c/arenatrituracinMezcla OriginalUnidad


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Resultados obtenidos De la tabla anterior puede observarse que el

reemplazo parcial de arena de trituracincondujo a un incremento de la resistencia atraccin del material a 24 horas de edad.

Asimismo, se verifica un incremento de laresistencia a compresin a todas las edadesevaluadas, posibilitando emplear un menorcontenido de cemento, lo que redundar enuna reduccin del calor generado por lahidratacin y adicionalmente compensara elcosto de la alternativa.


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Reduccin del Gradiente Trmico

Empleo de una pantalla lateral para reducirla incidencia solar.

Trabajo en horario restringido (a partir delas 15:00 hs. hasta las 22:00 hs.aproximadamente).

Durante la ejecucin del Tramo I Seccin I de

la Ruta 14, la empresa Chediack adoptmediadas extraordinarias tendientes a mitigarel problema descrito, entre ellas se cita:

E i d fi


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Fisuras de Borde Este tipo de fisuras seobserv en otras obras,

sin embargo soncapilares, y a las 48 hs.Ya no son detectables.Se considera que seautocuran

En esta obra enparticular algunastomaban un espesormayor, y se consideraque en ocasiones

pueden inducir fisurasde ancho completo.


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Proteccin de Borde

Con la proteccinimplementada se redujomuy significativamentea aparicin de fisurasde borde.


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Trabajo en horario vespertino


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Nuestro DESAFIO

El tramo construido consta de 18 Km.

Restan ejecutar ms de 400 Km. depavimento de hormign.

La alternativa local al Canto Rodado es

piedra partida de origen basltico.


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Antecedentes de los Basaltos

Se encuentran en explotacin canteras concapacidad de abastecer a la obra, en laslocalidades de Yeru, Curuz Cati, Yofr,Mercedes, etc.

El Basalto en general posee un CET mucho

menor al canto rodado, menor mdulo, ymejor adherencia. Por lo cual su uso sera,en principio ventajoso.

Como desventajas se puede mencionar: Potencialmente reactivo en IRAM 1674 Moderadamente reactivo en prisma de H


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Recomendaciones

Es conveniente la incorporacin de al menosuna fraccin de agregado triturado.

Verificar la incidencia de contenidos crecientesde reemplazo en el CET, y en el mdulo. Evaluar las mezclas de agregados frente a

IRAM 1674 e IRAM 1700. Definir los cementos con posibilidad de

abastecer a cada tramo. Diseo y ajuste de la mezcla de hormign para

pavimento. Evaluacin de la nueva combinacin de

agregados junto con el cemento a emplear en elensayo de IRAM 1700.

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