la importancia del acabado en un entorno sostenible y el...

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CONSTRUCCION SOSTENIBLE

Seminario 8Hormigones Especiales y Sostenibles

Tecnología de los hormigones de altas prestacionesMadrid, 21 de mayo de 2012

Angel Castillo TalaveraDr. Ingeniero de CaminosCISDEMConsejo Superior de Investigaciones Científicas

Módulo VDesarrollo de nuevos materiales en base cemento y hormigones especiales que mejoran el entorno sostenible

La importancia del acabado en un entorno sostenible y el aseguramiento de calidad del hormigón mediante la mejora en la puesta en obra

La Antigua 22 de octubre de 2014

Angel Castillo TalaveraDr. Ingeniero de CaminosIETcc-CSIC


Las diferentes tecnologías del hormigón que se están explicando tienen un factor común:El enfoque prestacional que aporta, a la

diversidad de uso de los diferentes hormigones, una perspectiva de búsqueda del equilibrio sostenible en la valoración conjunta de las

estructuras de hormigón armado

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FACTORES QUE MEJORAN LAS CARACTERISTICAS DEL HORMIGON, CALIDAD, DURABILIDAD, …..

TODO ELLO FAVORECE Y MEJORA LA CARACTERÍSTICA SOSTENIBLE DEL

HORMIGON

Buen acabado Superficial

Mejora en puesta en obra




HORMIGON



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Es importante en estos momentos evaluar el hormigón como parte importante en la integración arquitectónica de la estructura y uno de los aspectos que es fundamental el estudio de los acabados de dichos hormigones en aplicaciones de acabado visto.

Es importante resaltar que la preocupación o la búsqueda del buen acabado es algo que viene de muchos años atrás y ya en 1977 Ulrich Trüb: “Cada vez con mayor frecuencia se tiende hacia las superficies vistas de hormigón” y que “… el hecho de que la superficie desnuda del hormigón posee propiedades resistentes bien probadas, al mismo tiempo que es estética y económica”.


Búsqueda de cuantificar o establecer las normas o reglas que permitieran evaluar y elegir parámetros para conseguir un acabado deseable y exigible.

Para ello se podría relacionar los defectos aparecidos en las superficies de hormigónvisto con tres conceptos básicos del proceso constructivo del hormigón armado:

-El primero tiene que ver con la dosificación del mismo, en el que parámetros como el tamaño y naturaleza del árido, los aditivos, la relación agua/cemento o incluso el tipo del cemento, las adiciones, etc., son factores determinantes en el resultado final.

-El segundo es la ejecución y puesta en obra del material. El encofrado,su mani-pulación y diseño, la adecuación de la consistencia necesaria del hormigón con la vi-bración correspondiente, así como los medios auxiliares condicionan la calidad de los elementos.

-Por último citar el proceso de curado del hormigón, etapa importante y clave para poder conseguir la hidratación completa del cemento obteniéndose un hormigón en estado endurecido con un buen comportamiento físico y mecánico.

Por ello se deberían controlar parámetros como la velocidad de endurecimiento y la temperatura y humedad del ambiente en el que se desarrolla el elemento, siendo muy importante la interacción del proceso de construcción con las condiciones que rodean no solo en el momento del vertido y colocación, sino en el proceso posterior de curado.

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DOSIFICACION PUESTA EN OBRA CURADO

Dosing Treated Putting in work

Burbujas.‐Bugholes x xHormigueros.‐Honeycombs. x xSangrado.‐Micro‐honeycombs . x xJuntas frías.‐Layer lines xManchas.‐Stains xMapeo de fisuras.‐Cracks mapping x xDescascaramientos.‐Form scabbing xRebabas.‐Fins. x xEscalas.‐Form offsets. xOndulaciones.‐Waviness xPlanicidad.‐Departure from a plane surface xNo uniformidad en las juntas.‐Joints between panels. xIrregularidad dejada por los tensores.‐Defects on form tie holes xVariación de color.‐Color variation x xTransparencia de agregado.‐Aggregate transparency xDefecto de modulación.‐Defects on form modulation xEscamas.‐Scales of grout x xPorosidad.‐Porosity x x


Autor Colombia Figueroa‐PalacioPacios‐Barragán Castillo‐Martínez

ESPECIAL TIPO A HV‐4 SC‐01

CLASE 1 TIPO B HV‐3 SC‐02

CLASE 2 TIPO C HV‐2 SC‐03

CLASE 3 TIPO D HV‐1 SC‐04

COMUN NSC

Equivalencia de Calidades de Hormigón Visto

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*ACHE, publicación: Hormigón Visto (próxima aparición)EQUIPO DE TRABAJOEduardo Montero Fernández de Bobadilla (Coordinador del grupo)Antonia Pacios ÁlvarezBernardo Perepérez VenturaRenata d´AndreaVicente Chinchilla SánchezJuan José Jurado LuzónIgnacio de la Fuente AlonsoFrancisco López GonzálezAbel Ercilla LeceaRoberto López PalaciosAlejandro López VidalEunate BuzunárizJosé Jurado Egea

Eduardo Montero Fernández de Bobadilla


La importancia del acabado en un entorno sostenible. José Jurado Egea. Arquitecto. Profesor Asociado, Universidad Europea de Madrid.

Hormigón Armado

Acabado visto Sostenibilidad


Justo Garcia. Estacion de Autobues

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Objetivos arquitectónicos:

EstéticaEficiencia estructural– Unidad c/ envolventeInercia térmicaAislamiento acústicoDurabilidad

Vivienda en Chur.H. Aislante - Arq. Patrick Gartmann



SOSTENIBILIDAD EN SENTIDO AMPLIO:

SOCIAL

MEDIOAMBIENTAL

ECONÓMICA


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Índice = Fases

Clasificación y Método de ObservaciónPlanificación del ProcesoMaterial. Diseño del Hormigón.Encofrados. FormaPersonal. Equipo de TrabajoPuesta en obraDistribución de juntasPlan de control



• La publicación contempla las diversas fases del proceso:

– El proyecto

– La construcción

– El uso (su mantenimiento)

• No contempla la demolición ni el posible uso de los residuos como material reciclable


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Objetivo Acabados Hormigón Visto:

Materialidad expresiva propia del hormigón

Superficie continua, especular

Texturizado, color



CONTROL Y ACEPTACIÓN

Definido de inicio (Planificación) y según exigencias (HV1 a HV4). porosidad homogeneidad color específicos del encofrado:

o planeidado juntas

Método de Observación según criterio prefijado (depende Proyecto): Dimensión superficie Distancia de observación

CLASIFICACIÓN ACHE

EXIGENCIAS UTILIZADAS PARA LA CLASIFICACIÓN

SUPERFICIE DE

REFERENCIA

Cla

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Eje

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Juntas

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do

HV1 1 P1 HC1 Pl1 JC1 JP1 JT1 Opcional HV2 2 P2 HC2 Pl2 JC1 JP2 JT1 Recomendada HV3 3 P3 HC3 Pl3 JC2 JP3 JT1 ObligatoriaHV4 4 P4 HC4 Pl4 JC2 JP3 JT2 Obligatoria

Fuente: Antonia Pacios Álvarez


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PLANIFICACIÓN

Previsión desde el inicio, definición clara en Proyecto.

lo relacionado con el Encofrado: definición despiece o panelización superficies, según

existencia de juntas vistas o no diseño de detalles específicos según objetivos tectónicos,

condiciones de ejecución y envejecimiento previsto: aristas,juntas, goterones, etc.

lo relacionado con el Material: composición y dosificación hormigón condiciones de durabilidad por medio de la limitación de

fisuración superficial y recubrimientos de armaduras, etc.

lo relacionado con la Puesta en obra: amasado, transporte, vertido, compactación y curado procesos de encofrado y desencofrado protección de elementos ya acabados



1. Línea continua: hormigón visto en muros planos y juntas marcadas (panelado,dilatación, retracción, etc.). Hormigón estándar.

2. Línea a rayas: envolvente monomaterial, ambas caras vistas, incluyendo en suinterior instalaciones y aislamientos. Hormigón autocompactante.

3. Línea a puntos: lámina estructural en geometría compleja. Encofrado artesanal.


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Z. Hadid, Phaeno.

F.M. Menis, F.A. Rufino, J.M. Rodriguez Pastrana - Instituto Rafael Arozarena.



ENCOFRADOS: Geometría y Acabado

Tipos: Tradicional: ejecución artesanal por medio de tablas y tablillas

Industrializado:

Especial: moldes de acero, poliéster, etc. para una geometríaespecífica, con posibilidad de puestas múltiples.

Estándar: Modular: paneles tipo

A medida: encofrados de forma

Superficies: Capacidad de absorción: acabado especular o mate, uniformidad de la

porosidad

Textura superficial: lisa, rugosa, específica

Juntas: del panel, coincidentes o no con juntas construcción, dilatación,retracción, suplementos sellado o estanqueidad (pérdida lechada)

Fijación de panelados (clavos, tornillos) y sus exigencias de enmasillado ylijado.


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J. García, Estación Autobuses Casar de Caceres.

T. Ito, Grin Grin Park

Oceanographic




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C.A.S.T



Capacidad deAbsorción

Tipo de superficie encofrante Usos para hormigón visto

Absorbente Tejido drenante Drainvlies (parcialmente apto parahormigón visto, riesgo de formación de pliegues)

1 - 15, según indicacionesdel fabricante

Contrachapados de madera aglomerada sinrecubrimiento (Contrachapado aglomerado segúnDIN 68793, placas OSB (oriented strand board))

aprox. 3 - 5

Moderada Tablones, paneles con tablas, sin recubrimiento, alnatural

aprox. 3 - 5 (ev. 7)

Tableros tricapa sin recubrimiento aprox. 5 – 8Tableros contrachapado sin recubrimiento aprox. 5 – 8

Leve Tableros contrachapado con film absorbente aprox. 3 – 6

Encofrado de tubos de cartón impregnado (encofradode pilares)

1

Tablones y tableros de tablas con recubrimiento aprox. 8 – 12Tableros tricapa y contrachapado con film de resinamelamínica

aprox. 10 – 15

muy leve Tableros (contrachapado, tableros de astillasaglomeradas, tableros OSB) con film, (a mayorespesor del film menor capacidad de absorción)

según las solicitaciones a lasuperficie hasta 35,eventualmente más

Encofrado de tubo de cartón con folio intermedio 1Tableros macizos de plástico (estructura mixta) según las solicitaciones a la

superficiehasta aprox. 50

Matrices de plástico, folios, tubos según indicaciones delfabricante

Ninguna metálico según el tipo de estructura


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ENCOFRADOS


Burletes de estanqueidad entre tableros

Bandas de neopreno en arranque

Berenjeno deformado al clavarlo

Berenjeno con burlete estanqueidad T. Ando


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EL MATERIAL. DISEÑO DE HORMIGONES.

EstándarAditivos según caso: en masa o superficialesModifican:

Repercusión juntas constructivas, retracción Uniformidad superficial (porosidad, fisuración) Puesta en obra (consistencia, docilidad, desencofrado) Durabilidad (ante carbonatación, corrosión)

Trazabilidad componentes:Componentes y medios productivos invariables.Sobrecoste procedimental.

Hormigones especiales:Tipos y marcas comerciales concretas= resultados previsiblesHAC. Gran capacidad de reproducción superficies y ángulos complejos. Independencia mano obra. Puesta en obra específica (vertido continuo, encofrados reforzados).



PUESTA EN OBRA

Muestra de referencia:Ejecución modelo, comprobación correcto diseño de material y proceso de ejecución. Referencia para aceptación.

Proceso Pautado:Reflejado en Plan de Control de Ejecución. Marca hitos específicos para rechazo o aceptación previo a finalización unidad.

Equipo específico: Exigencia experiencia previa, tanto en Planificación como Ejecución material.

Prefabricación:Suma de anteriores. Exige despieces vistos y diseño de transporte (dimensiones, protección)


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COSTES: comparativa caso HV3 y HV4



CLASIFICACION DE HORMIGON VISTO

1. Defectos procedentes de dosificación y puesta en obra.

2. Defectos procedentes exclusivamente de una incorrecta

puesta en obra.

3. Defectos procedentes de una incorrecta dosificación y

de un mal curado

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Defectos procedentes de dosificación y puesta en obra.


Defectos procedentes exclusivamente de una incorrecta puesta en obra.

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Defectos procedentes de una incorrecta dosificación y de un mal curado


CONCLUSIÓN:

Sostenibilidad del Hormigón Visto se basa en:

Evitar duplicidad acabados (no revestimientos)

Alta durabilidad (pétreo, endurecedores, hidrofugantes)

Variedad de acabados (color, textura)

Obtención por mejora de:

Formación, cualificación y

productividad intervinientes

Control calidad específico

Industrialización proceso (encofrados, puesta en obra)


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HORMIGON




INDICE

1. Conceptos generales. Normativa.

2. Reflexiones.

3. Hormigón Fluido.

4. Conclusiones.

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Conceptos Generales.

La puesta en obra es fundamental para el aseguramiento de la calidad final de los elementos de hormigón.



La puesta en obra es fundamental para el aseguramiento de la calidad final de los elementos de hormigón.

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La ejecución y puesta en obra es tema legislado en EHE-08 y EN-206.

Art 71.5 (EHE-08) Puesta en obra del hormigón

•Vertido y colocación del hormigón.

•Compactación del hormigón.

•Puesta en obra del hormigón en condiciones

climáticas especiales.

•Juntas de hormigonado.

Conceptos Generales. La puesta en obra es fundamental para el aseguramiento de la calidad final de los elementos de hormigón.

Comportamiento en estado fresco del hormigón

Vibrado



•Compactación del hormigón. Vibrado

“Coppola, L. Concretum. McGrawHill, 2007. Como adaptarse a la nueva EHE-08. J. M. Pereira, S. Jimenez Sánchez.”

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Conceptos Generales. El comportamiento en fresco del hormigón debe garantizar durante el tiempo necesario y requerido su buena colocación en los encofrados para que desarrolle sus características en estado endurecido.

REOLOGÍA Mecánica de los fluidos.La propiedad física que caracteriza la resistencia al movimiento de los fluidos sencillos es la viscosidad

Fluidos no Newtonianos

Fluidos Newtonianos

=η*γ

Viscosidad

Tensión tangencial

FA

= η*υy

Gradiente de velocidades



o

Binghan

Newtoniano 0 + μ

Viscosidad

Cohesión

Fluidos no Newtonianos

Hormigón

El comportamiento reológico del hormigón fresco se representa modelo Binghan. Se comporta como un sólido (no fluye) hasta que la tensión tangencial supera la tensión crítica (0) y entonces es un fluido que tiene relación lineal tensión aplicada ( ) y velocidad ()

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Reflexiones

Estudio de la vida en fresco de mezclas de hormigones fluidos y autocompactantes.

Aplicaciones innovadoras

Una correcta puesta en obra es parte fundamental del aseguramiento de la calidad de la obra. Pero todo ello repercute en toda su vida útil y con ello todas las actuaciones en busca de una construcción sostenible suman o restan a lo largo de todo el ciclo de vida de la estructura.

Conseguir mayor consistencia mejora la puesta en obra

1. Manteniendo y mejorando Resistencias Mecánicas.

2. Mayor durabilidad

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Consistencia Asentamiento (cm)

Seca (S) 0-2

Plástica (P) 3-5

Blanda (B) 6-9

Fluida (F) 10-15

Líquida (L) 16-20

EHE-08EN 206

Clase Asiento (mm)

S1 10-40

S2 50-90

S3 100-150

S4 160-210

S5 ≥ 220

Hormigón Convencional Art. 31.5

Hormigón Autocompactante. Anejo 17

Clase Escurrimiento (mm)

AC-E1 550 ≤ df ≤ 650

AC-E2 650 < df ≤ 750

AC-E3 750 < df ≤ 850

Clase Viscosidad (seg)

AC-V1 5 ≤ T50 ≤ 8

AC-V2 2 < T50 < 8

AC-V3 T50 ≤ 2


•Mayor facilidad para la puesta en obra con mayor rapidez en la colocación

•Aseguramiento de la consistencia durante el transporte y puesta en obra. Mezclas más robustas

•Se consigue menor vibración•Menor contaminación acústica. Prevención de riesgos

•Menor riesgo de deficiencia en compactación asegurando mayor calidad y durabilidad

•Mejores acabados superficiales.

•Mezclas buenas para bombearArt.31.5 (EHE-08) Comentarios: “…En el caso de hormigones para bombeo, las consistencias con asentamientos inferiores a 10 cm pueden dificultar notablemente dicha operación, por lo que se recomienda el empleo de consistencias fluidas,…”

Hormigón de consistencia 10-15

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•Muy trabajable y de uso habitual en Europa

Hormigón Fluido

ERMCO. European Ready-Mixed Concrete Industry Statistics. Year 2009. http://www.ermco.eu

•Hormigones de toda la gama de resistencia


Hormigones: Cono 6-9 y Cono 10-15•Se obtiene con un mayor contenido de aditivo y no agua. Controlando mejor la trabajabilidad del hormigón.

Materias Primas: Arido calizo y CEM II

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Blando Fluido

Cemento 275 275

a/c efectiva 0.5 0.5

Grava (11/22) 385 385

Grava (5/16) 769 769

Arena 764 764

Aditivo (%) 1.0 1.5

Hormigones: Cono 6-9 y Cono 10-15

• Hormigones convencionales y comunes


• Ensayos en estado fresco y estado endurecido

• Estado Fresco

• Peso unitario

(UNE-EN 12350-6)

• Contenido de Aire

(UNE-EN 12350-7)

• Cono de Abrams

(UNE-EN 12350-2)


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•Estado Endurecido

•Densidad saturada de probeta.

(UNE-EN 12390-7)

•Rotura a compresión.

(UNE-EN 12390-3)



•Fabricación de hormigones.

Blando Fluido

Cemento 275 275

a/c efectiva 0.5 0.5

Grava (11/22) 385 385

Grava (5/16) 769 769

Arena 764 764Aditivo (%) 1.0 1.5


Fabricación del hormigón fluido

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•CONSISTENCIA CONO DE ABRAMS

•Conseguir el hormigón fluido SOLO añadiendo cantidad de aditivo.



•Ensayos en estado FRESCO y toma de muestras


1. Hormigón blando y luego fluido

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• Ensayos en estado fresco y estado endurecido

• Estado Fresco

• Peso unitario

(UNE-EN 12350-6)

• Contenido de Aire

(UNE-EN 12350-7)

• Cono de Abrams

(UNE-EN 12350-2)



Hormigones: Cono 6-9 y Cono 10-15Coeficiente de Variación (%)

0.0%

0.2%

0.4%

0.6%

0.8%

1.0%

Hormigón Blando Hormigón Fluido

0%

1%

2%

3%

4%

5%

6%

Densidad fresco COV (%)Densidad saturado COV (%)Resist Comp COV (%)

Densidad

Resistencia a Compresión

Hormigón Blando Hormigón FluidoDensidad fresco Media (kg/dm3) 2,557 2,586

Densidad fresco Desv (kg/dm3) 0,009 0,003Densidad fresco COV (%) 0,37% 0,10%

Contenido Medio Aire (%) 1,533 0,817

Cono Medio (cm) 6 15

Densidad saturado Media (kg/dm3) 2,38 2,39Densidad saturado Desv (kg/dm3) 0,012 0,007

Densidad saturado COV (%) 0,49% 0,27%

Resist Comp Media (MPa) 50,63 53,13Resist Comp Desv. (MPa) 2,708 2,21

Resist Comp COV (%) 5,35% 4,16%

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La ejecución y puesta en obra es tema legislado en EHE-08 y EN-206.

Art 71.5 (EHE-08) Puesta en obra del hormigón

•Vertido y colocación del hormigón.

•Compactación del hormigón.

•Puesta en obra del hormigón en condiciones

climáticas especiales.

•Juntas de hormigonado.

Conceptos Generales. La puesta en obra es fundamental para el aseguramiento de la calidad final de los elementos de hormigón.

Comportamiento en estado fresco del hormigón

Vibrado


La importancia del BUEN vibrado

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Productividad

Calidad en la ejecución y garantía de prestaciones

Mejoría en el entorno

Valor añadido a la construcción.

•Reducción nivel ruido (-90%)

•Reducción carga física

•Eliminación riesgoseléctricos

•Comunicación verbal


Conclusiones.

•Se resalta, además, la contribución de la tecnología del hormigónactual sobre la sostenibilidad de la construcción garantizando,mediante una mejora en la puesta en obra (con menor uso deenergía y menor emisión de ruido), la calidad del hormigón enestado endurecido, asegurando que mantenga sus prestacionesdurante la vida útil.

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Conclusiones.

•Hormigones con consistencia 10-15 minimizan los errores por mal vibrado y son trabajables y muy robustos. Fluidos por mayor contenido de aditivo, no agua.

•Hormigones con consistencia 10-15 tienen menos aire, más densos y son incluso un poco más resistentes. Se consigue mejorar las propiedades en estado fresco y también en estado endurecido, disminuyendo incluso los coeficientes de variación tanto de densidades como de resistencia a compresión el usar hormigones con consistencia fluida en vez de blanda.

•Hormigones autocompactantes no necesitan vibrado y buen acabado exterior en hormigón visto. Es fundamental el estudio del tiempo abierto, siendo la evolución del T50 y el anillo J ensayos que reflejan la garantía de autonivelación y capacidad de paso.


GRACIAS POR SU ATENCION

Angel Castillo talavera. Dr. Ingeniero de Caminos. IETcc-CSIC . [email protected]

la importancia del acabado en un entorno sostenible y el...

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