SECCIÓN 553.) CONCRETO POSTENSADO

Descripción

553.01 Este trabajo consiste en preesforzar en obra concreto colado en sitio y/o prefabri-cado, proveyendo, colocando y tensando el acero de preesfuerzo. También incluye la ins-talación de todos los miembros precolados y preesforzados, con excepción del pilotaje.

Materiales

553.02 Conformarán las siguientes Secciones y Subsecciones de SIECA:

- Dispositivos de anclaje 722.01(SIECA)- Concreto 552 (SIECA)- Soportes de almohadillas elastométricas 717.10 (SIECA)- Morteros 725.22 (SIECA)- Acero de preesfuerzo 709.03 (SIECA)- Acero de refuerzo 709.01 (SIECA)

Requerimientos para la construcción

553.03 Método de aprobación. Se realizará el pretensado por medio del método para esa operación o post-tensado. Si un método propuesto no se encuentra en el contrato, se deben presentar planos completos para aprobación del método, materiales y equipo que se proponen, por lo menos 30 días antes de empezar el postensado. Lo siguiente debe ser mostrado:

a. Método y secuencia del esfuerzo.

b. Especificaciones completas, detalles y resultados de pruebas para el acero pretensado y los dispositivos de anclaje.

c. Disposición del acero pretensado en los miembros.

d. Cálculo de la elongación de los elementos de tensión (torones) de acuerdo con los procedimientos de tensado con gatos hidráulicos, que se usarán.

e. Número, espaciamiento y método para colocar los torones de pretensado.

f. Memoria de diseño de viga según el método de postensado a utilizar.

g. Tipo de conductos de torones para el post-tensado.

h. Morteros de inyección y equipo de post-tensado.

i. Muestras de alambres o torones, tomadas de acuerdo a Subsección709.03.

Para el colado en sitio se presentarán planos que muestren dibujos, el nivel anticipado o las alteraciones del lugar. Después de terminado el colado, se limpiará bien el equipo y se devolverá a una condición aceptable.

553.04 Acero de preesfuerzo. Se usará acero de preesfuerzo que esté brillante y libre de corrosión, suciedad, grasa, cera, herrumbre, aceite o cualquier otromaterial extraño

que pueda impedir que el acero y el concreto se adhieran. No se utilizará acero de refuer-zo que haya sufrido algún daño o esté picado.

El empalme de cable pretensado es permitido, si el empalme entre miembros se realiza en una fundición. Se empalmará de manera que los cabos de cable tengan el mismo en-roscamiento o colocación.

No se soldarán encofrados o cualquier otro acero después de que haya sido instalado el acero de preesfuerzo.La falla de un alambre, entre 7 alambres de un cable de preesfuerzo. Es aceptable si el 85% de la carga de tensión requerida se obtiene antes de la falla y si el alambre fallado no consiste en más de un 2% del área total de los cables de una viga individual.

Las barras se extenderán usando aparatos de acoplamiento, que al ser montados tengan una esfuerzo de tensión no menor del esfuerzo de tensión de las barras.

553.05 Concreto. Se preparará concreto preesforzado de acuerdo a la Sección 552(SIE-CA) y acero de refuerzo de acuerdo a la Sección 554(SIECA).

No se colocará concreto en los encofrados hasta que el acero de refuerzo, conductos, pla-cas de apoyo y otros materiales que quedarán incrustados en el concreto, sean aproba-dos. Se colocará y vibrará el concreto con cuidado, para evitar el desplazamiento de los elementos incrustados en el concreto.

Se efectuarán por lo menos 2 pruebas de esfuerzo en cilindros, de acuerdo a AASHTO T23, además de las requeridas para determinar el esfuerzo de compresión a los 28 días. Se curarán los cilindros que serán sometidos a esfuerzo de compresión, junto con los miembros de concreto que representan.

Se dejará áspera la superficie superior de los miembros, contra la cual se va a colar con-creto.

Se curará la viga en una atmósfera saturada, de por lo menos 90% de humedad relativa. El tiempo de curación puede ser acortado calentado la parte exterior de los encofrados impermeables con calor radiante, con calor de convección, mediante vapor, o aire calien-te según sea aprobado.

Si se utilizael método de calor se deberá aplicar calor radiante haciendo circular vapor por tuberías, aceite caliente, agua caliente o elementos de calentamiento eléctrico. Se inspeccionarán las piezas fundidas para asegurar una aplicación de calor uniforme. Se usará una envoltura adecuada que mantenga el calor. Se minimizará la pérdida de hume-dad cubriendo todas las superficies de concreto expuesto con láminas plásticas o un com-puesto de membrana líquida para curación, de acuerdo a laSubsección 552.15(SIECA). Se aplicará chorro de arena al compuesto de curación que se use en todas las superficies a las que el concreto se va a adherir.

Se aplicará vapor saturado a la superficie completa. Se envolverá completamente la cama de colado con un recubrimiento adecuado, construido herméticamente cerrado para prevenir el escape de vapor y para evitar que entre el aire exterior. Se usará vapor a una humedad relativa de 100%. No se debe aplicar el vapor directamente al concreto.

El Contratante aprobará el método para envolver y mantener la viga en una atmósfera saturada con aire caliente. Nunca se permitirá que el calor seco toque la superficie de la viga.

En todos los métodos de curación por calor se debe:

a. Mantener todas las superficies de las vigas en una atmósfera durante de todo el tiempo de curación.

b. Empotrar un par térmico enlazado a un termómetro, con una precisión de ±3ºC, 150 a 200 milímetros, de arriba a abajo del centro de la viga y cerca de su punto medio.

c. Se instalará un monitor con un sensor de registro de precisión a ± 3 ºC,dispuesto y calibrado para registrar continuamente la temperatura del concreto a lo largo del ciclo de calentamiento.

d. El registro de la temperatura debe estar disponible para información del Contratante.e. Se calentará el concreto a no más de 38ºC, durante las primeras 2 horas siguientes a

la colada del concreto, y luego se aumentará la temperatura en no más de 14ºC por hora, hasta un máximo de 80ºC.

f. Se enfriará el concreto, después de que la curación se haya terminado, a no más de 14 ºC por hora, y hasta 38 ºC.

g. Se mantendrá la temperatura del concreto sobre los 15ºC hasta que la viga alcance el esfuerzo de alivio.

Se curarán los miembros precolados y preesforzados hasta que el concreto haya alcanza-do el esfuerzo a la compresión requerido en el contrato. El esfuerzo promedio en 2 cilin-dros de prueba debe ser mayor que el esfuerzo mínima requerido. El esfuerzo a la com-presión individual de cualquier cilindro, no debe ser menor de un 5% del esfuerzo requeri-do.

553.06 Tensado. Se usarán gatos hidráulicos para tensar el acero de preesfuezo. Se usará un medidor de presión o celda de carga para medir la fuerza de los gatos.

Estos medidores se calibrarán por lo menos una vez cada 6 meses o antes si aparecieran dando resultados erráticos. Se calibrarán el gato y el medidor como una unidad, con la extensión cilíndrica en la posición más aproximada a la fuerza final de los gatos hidráuli -cos. Se conservará la tabla con la calibración certificada en cada manómetro.

Si se usa un manómetro de presión no se deben medir cargas menores de ¼ ni mayores de ¾ de la capacidad graduada total del manómetro, a no ser que la información de la calibración establezca claramente la exacta consistencia establecida sobre un rango más amplio. Se usará un manómetro de presión, con una carátula de lectura bien exacta y con un diámetro de por lo menos 150 milímetros.

Se medirá la fuerza inducida en el acero de preesfuerzo usando manómetros en los gatos y tomando medidas a las elongaciones del acero pretensado. Si hay una discrepancia de más de 7%, entre la elongación medida y la fuerza esperada de los gatos, se revisará la operación completa para determinar las razones de la discrepancia y corregir antes de continuos. Se recalibrarán los manómetros de los gatos hidráulicos si sus lecturas no con-cuerdan entre sí, con variación máxima de 5%. Si el sistema de gatos es equipado con una válvula con interruptor automático, que se cierra cuando la fuerza de preesfuerzo es alcanzada, las medidas de elongación serán requeridas solamente para el primer y último torón y para, por lo menos, un 10% de los demás torones.

Si se usa una celda de carga, no usar el 10% inferior de la capacidad de la celda de car-ga, indicada por el fabricante para determinar la fuerza del gato. No se excederán los es-fuerzos temporales de tensión sobre el acero de preesfuerzo, del 80 % del esfuerzo últi-mo de tensión. Se anclará el acero depreesfuerzo en un esfuerzo inicial que resulte de la suma del esfuerzo de trabajo y todas las pérdidas requeridas

553.07 Miembros post-tensados. Se fabricarán piezas post-tensadas de acuerdo a las tolerancias indicadas en Tabla 553-1 de SIECA. Se construirá un andamiaje de soporte de manera que la superestructura esté libre de ser izada libre de los andamios y del efecto de acortamiento producido durante el post-tensado. Se detallarán los encofrados que queden dentro de las vigas para soportar la losa superior, ofreciendo una resistencia mí-nima al encogimiento de la viga, producido por la contracción del post-tensado.

(a) Conductos: Se usarán conductos de metal galvanizado y herméticos al mortero, fa-bricados ya sea galvanizados, soldados o entrelazados y que sean suficientemente fuer-tes para conservar el alineamiento durante la colocación del concreto, con una pared de espesor mínimo, como sigue:

1. 0.55 milímetros para conductos < 65 milímetros de diámetro.2. 0.70 milímetros para conductos > 65 milímetros de diámetro.3. 0.35 milímetros cuando las barras de los tendones son prearmados con el conducto.

Se construirán juntas metálicas positivas, para unir los conductos sin que se produzcan ángulos en ellas. Se usará cinta impermeable en las juntas y los conductos se doblarán sin plegarlos o aplastarlos. Se usará metal ferroso o acoplamiento de polietileno para co-nectar los conductos a los artefactos de anclaje.

Se proveerán todos los conductos o montajes de anclaje con tubos de metal u otro tipo de conexión apropiado para la inyección del mortero, después del pretensado.

Se proveerán conductos con un diámetro interior 10 milímetros más grande que el diá-metro nominal de un solo alambre, barra o tendones de cables. Para alambre múltiples, barras o tendones se debe proveer un conducto del área de sección transversal, de por lo menos 2 veces el área del acero de preesfuerzo. Cuando hay que colocar tendones por el método de jalar a través, proveerá un conducto con un área de sección transversal de por lo menos 2.5 veces el área neta del acero de preesfuerzo.

Se asegurarán bien los conductos en su lugar para prevenir movimientos. Se mantendrán las distancias entre los encofrados con tirantes, separadores, bloques, amarras, ganchos o cualquier otro soporte aprobado. Se usarán bloques de mortero prefabricado, con di-mensiones y forma aprobadas. Se separarán las capas de los conductos con bloques de mortero. Se cubrirán los extremos de los conductos para prevenir la entrada de agua o desechos.

Se ventilarán todos los conductos en estructuras continuas, en su punto más alto del per-fil. Se dejará respiraderos en los conductos herméticos con un tubo estándar de un míni-mo de 13 milímetros de diámetro, o un tubo plástico adecuado. Se conectarán los respi-raderos a los conductos con sujetadores metálicos o plásticos. No se deben usar compo-nentes que reaccionen con el concreto y causen corrosión del acero preesforzado o que contengan cloruros solubles.

(b) Colocación de concreto: Donde el extremo del montaje post-tensado no será cu-bierto con concreto, se retirarán los accesorios de anclaje, de manera que los extremos del acero pretensado y todas las partes del anclaje queden por lo menos 50 milímetros dentro del extremo de la superficie de los miembros.

Antes de la colocación del concreto, se demostrará que los conductos no están obstrui-dos. Inmediatamente después, se soplará el conducto de metal con un compresor de aire, libre de grasa, para quebrar y remover todo el mortero en el conducto, antes de que se

endurezca. Aproximadamente 24 horas después de la colocación del concreto, se inunda-rán los conductos de metal con agua que contengan cal (óxido de calcio) o cal apagada (hidróxido de calcio) en una proporción de 12 gramos por litro. Se soplará el agua con un compresor de aire libre de grasa.

Para los miembros post-tensados que deben ser curados a vapor, no se debe instalar ace-ro preesfuerzo hasta que el curado esté listo.

(c) Anclajes y distribución: Se debe notificar al Contratante, por lo menos 10 días an-tes de la instalación de los extremos de ajuste o alambre de encabezamiento.

Cuando se usan alambres, se proveerá una distancia al borde por cada agujero de prees-fuerzo de alambre, por medio de una arandela de tensión, un anillo de soporte desenhe-brado, o una placa, de por lo menos 6 milímetros de la raíz de cualquier fibra, o al borde de cualquier anillo, placa o arandela.

Anclar el acero preesforzado de post-tensado en sus extremos, por medio de un anclaje permanente capaz de desarrollar no menos de un 95% del esfuerzo último de tensión del acero pretensado. Si el dispositivo de anclaje es suficientemente largo y es usado en con-junto con un enrejado de acero empotrado en el concreto, que distribuya efectivamente la carga de anclaje al concreto, las placas de distribución de acero o montaje pueden omitirse.

Se incluiánr anclajes de tendones de lazo en los conductos, en toda su longitud.

(d) Acero de preesfuerzo: Se usará un inhibidor de corrosión para proteger el acero de preesfuerzo instalado en los conductos, antes de la colocación y el curado del concreto. Se usará un inhibidor que no produzca un efecto contrario en el acero o en la adherencia del acero al concreto.

Si se usa acero de preesfuerzo en los conductos, después de que el curado, el post-tensa-do y la inyección de mortero han concluido dentro de los 10 días después de instalado, no se requiere un inhibidor de corrosión.

(e) Postensión: Se esperarán al menos 10 días después de que el último concreto haya sido colocado en el miembro, o hasta que las pruebas de cilindros de concreto indiquen que el concreto ha alcanzado el esfuerzo de compresión mínimo del 90% de la resistencia de diseño. Se demostrará que el acero pretensado está libre y sin pegarse al conducto. Se enderezarán los alambres, si es necesario, para producir una tensión igual en todos los alambres, en los grupos de alambres o capas de tendones paralelos que son tensados simultáneamente. Se removerán todos los encofrados de las vigas antes del post-tensa-do.

Se registrará la presión del manómetro y la elongación del acero pretensado permanen-temente mientras se esté pretensando el acero. Estos registros deberán ser entregados al Contratante.

Se determinarán las pérdidas por fricción en el proceso de pretensado (i.e. la diferencia entre tensión en el gato y la mínima tensión en el acero pretensado) de acuerdo a AASH-TO, especificaciones estándar para puentes de autopista.Usar tablillas adecuadas o aparatos ya aprobados, para alcanzar el anclaje especificado en su asentamiento.

(f) Lechada: Se unirá todo el acero pretensado y post-tensado al concreto llenando el espacio vacío entre el conducto y el tendón con lechada. Se proveerá acero pretensado para unirlo al concreto, el cual debe estar libre de suciedad, herrumbre, grasa o cualquier otra sustancia perjudicial.

Se usará equipo de lechada capaz de sedimentar a una presión de por lo menos 0.7 mega pascales con un calibrador de presión que tenga una escala completa de lectura de no más de 2.1 mega pascales. Se ajustarán los tubos de inyección por medio de válvulas de salida mecánicas positivas. Seajustarán los ventilaciones y tubo de eyección con válvulas, tapas o cualquier otro apara-to capaz de sostener las presiones del bombeo.

Se determinará la facilidad de bombeo de la lechada de acuerdo a FLH T502. El tiempo de emanación de una prueba de lechada, inmediatamente después de mezclada, no debe ser menor de 11 segundos. Cuando el clima caliente cause una fragua rápida, se enfriará la lechada con algún método aprobado, si es necesario, para prevenir bloqueos durante la operación de bombeo. Cuando existen posibilidades de tiempo helado durante la colo-cación de la lechada, se la debe proteger para que no se dañe, de acuerdo al manual de post-tensado PT1 “Práctica Recomendada para Lechada de Concreto Postensado y Pre-tensado”, Sección 3.3.7, 5ª edición.

Se proveerá un equipo de limpieza por inyección capaz de desarrollar una presión de bombeo de 1.7 mega pascales y de una capacidad suficiente para lavar cualquier conduc-to con sedimento.

Se limpiarán todos los conductos de materiales que impidan la adherencia de la lechada o interfieran con los procedimientos de lechada. Se soplarán todos los conductos con un compresor de aire libre de grasa.

Se pasará la lechada a través de una cedazo con agujeros de 2 milímetros, antes de que entre a la bomba. Se llenará completamente el conducto del extremo inferior con lechada bajo presión. Se bombeará la lechada continuamente a través del conducto y se desecha-rá en el desagüe hasta que no se vea agua o expulsión de aire. El tiempo de emanación de lechada no debe ser menos de 11 segundos.

Se cerrarán todos los conductos y aberturas, y se aumentará la presión de lechada en el extremo de la inyección a por lo menos 0.7 Mega Pascales manteniéndola por lo menos por 10 segundos. No se deben remover o abrir las válvulas y tapas hasta que la lechada haya fraguado.

Se limpiará la superficie de concreto de las piezas de anclaje con un soplete abrasivo. Se rellenará el anclaje con concreto, de acuerdo a los requisitos para la estructura, y se lim-piará con agua.

Se removerán los extremos de las salidas y ventilaciones, hasta 25 milímetros bajo la su-perficie de la carretera, después de que la lechada ha concluido.

No se retirarán los andamios debajo de la losa soportante de la superficie hasta por lo menos 48 horas después de la lechada del acero post-tensado, o hasta que el esfuerzo de la lechada se haya obtenido

553.08 Almacenaje, transporte y erección. Este apartado aplica a miembros prefa-bricados que son transportados al sitio para ser postensados.

No se deben embarcar miembros de concreto hasta que las pruebas de cilindros de con-creto fabricados con el mismo concreto y curados bajo las mismas condiciones que los miembros; indiquen que el concreto en cada miembro ha alcanzado el esfuerzo mínimo requerido de diseño y tiene por los menos 10 días de colado.

Se almacenarán, transportarán y erigirán vigas precoladas y preesforzadas, losas y cajo-nes, en posición recta. Los puntos de soporte y las direcciones de las reacciones, en rela-ción con los miembros, deberán ser aproximadamente las mismas que cuando las piezas queden en su posición final. Se evitará que las piezas sean agrietadas o dañadas durante el almacenamiento y manipulación.Las unidades que resulten dañadas debido a manipulación o almacenamiento indebidos deberán ser reemplazadas.

553.09 Pintura de acero. Se usará un cepillo de alambre o un chorro abrasivo para re-mover toda la suciedad y residuos que no estén adheridos al metal o a la superficie de concreto. Se limpiarán y pintarán los extremos de acero pretensado expuestos, los mon-tajes post-tensados de las cabezas del anclaje, y una tira de 25 milímetros de concreto de unión.

Se mezclará la pintura de zinc conforme a FSS TT-P-641 y se pintarán todos los espacios vacíos en los tendones pretensados. Se aplicará una capa gruesa a la superficie que se cubrirá con concreto. Se aplicarán 2 capas a la superficie que no se cubrirá con concreto.

553.10 Aceptación. Acero postensado, acero de refuerzo, dispositivos de anclaje, sopor-tes elastoméricos y materiales para concreto y para lechada deben ser evaluados según Subsección 107.03(SIECA). Se proveerán certificados de producción para los siguientes materiales:

a. Cemento Pórtland

b. Acero de preesfuerzo.

c. Acero de refuerzo.

La lechada será evaluada en las Subsecciones 107.02 y 107.04 de SIECA. (Ver Tabla 553-2 para los requisitos de muestreo y pruebas).

El concreto prefabricado y los miembros de concreto preesforzado serán evaluados en las Subsecciones 107.02, 107.03 y 107.04 de SIECA. (Ver Tabla 552-7 y 553-2 de SIECA para los requisitos de muestreo y pruebas).

El concreto para post-tensado, preparado en el sitio será evaluado en la Sección 552.

La construcción de miembros de concreto prefabricado y preesforzado se evalúa en las Subsecciones 107.02 y 107.04 de SIECA.

El acero de refuerzo se evalúa bajo la Sección 554.

Los andamiajes y encofrados, en la Sección 562(SIECA).

Medición

553.11 Se medirán los miembros estructurales de concreto postensado por unidad o por metro. No se debe medir el acero de refuerzo o el concreto para prefabricar miembros es-tructurales de concreto ni el sistema de postensado, se medirá en forma global. Además

el costo del montaje de los elementos postensados debe agregarse a la unidad o metro li-neal.

Pago

553.13. Las cantidades aceptadas, medidas según las disposiciones que anteceden, se-rán pagadas al precio del contrato, por unidad de medida o suma global, de acuerdo con los renglones de pago descritos a continuación y mostrados en el pliego de licitación. El pago será la compensación total por el trabajo descrito en esta Sección. (Ver Subsección 110.05 de SIECA).

El pago se hará de cualquiera de las 2 formas como sigue:

Renglón de pago Unidad de medida553 Miembros de concreto estructural postensa-dos

Cada Uno

553 Miembros de concreto estructural postensa-dos

Metro lineal