Nociones básicas sobre la construcción de pavimentos de concreto hidráulico

Pavimentos de concreto: Menor consumo de materiales

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Nociones básicas sobre la construcción de pavimentos de concreto hidráulico

   

La calidad de la construcción de los pavimentos de concreto, y de los pavimentos en general, es crucial para alcanzar el desempeño esperado a lo largo de la vida útil del mismo. La calidad con la que se construyen cada una de las etapas, desde la preparación de la sub-rasante hasta las operaciones de acabado, tienen un efecto significativo sobre el desempeño del pavimento.

Es preciso señalar que un buen diseño de mezcla o un buen diseño estructural del pavimento no compensan una mala construcción, ni viceversa. Todos los procesos constructivos deben corresponderse con lo plasmado en el diseño y estar acompañados de su respectivo control de calidad.

La construcción de pavimentos de concreto puede definirse como una combinación de ciencia y arte, debido a que la misma puede hacerse de muchas formas diferentes, cada una de las cuales puede ser apropiada para una combinación específica de factores, entre los cuales podemos mencionar: la envergadura del proyecto, el plazo de ejecución del proyecto, el espesor del pavimento, las condiciones ambientales, los materiales, el equipo, etc. Es aquí donde entra en juego la habilidad de los ingenieros, “El Arte”, para delimitar, seleccionar, planificar y ejecutar las mejores prácticas posibles en la ejecución del proyecto.

Por mencionar algo, no es lo mismo construir una calle residencial que una carretera o una autopista, en el primer caso puede decirse que solo basta con un codal, un vibrador, una cortadora y el control apropiado de los niveles para colocar la losa de concreto, por otro lado al construir una carretera o una autopista es preciso contar con equipos que aseguren una correcta colocación de la losa con el rendimiento adecuado para el proyecto; generalmente la elección de los equipos dependerá del tamaño de la obra y de los plazos de ejecución que se tengan.

De lo anterior puede señalarse que el principio fundamental es el estudio de las características del proyecto para definir detalladamente el plan de ejecución de obra, a fin de disminuir la probabilidad de ocurrencia de sucesos que puedan afectar el normal desarrollo de la construcción y prever el aprovisionamiento técnico requerido en caso de aquellos sucesos que no puedan evitarse (ej. lonas o carpas para la protección del concreto contra la lluvia).

Ilustración 1 Construcción de carretera de concreto.

Aunque la construcción  de pavimentos de concreto puede variar según la logística de la obra, en la mayoría de los casos pueden identificarse los siguientes procesos: Preparación del terreno, elaboración de la mezcla de concreto, transporte, colocación y consolidación del concreto, nivelación o enrasado, acabado y texturizado, curado y corte y sello de juntas.

A continuación se presenta una explicación general de los procesos constructivos de un pavimento de concreto hidráulico. En los próximos boletines se dará una explicación más detallada del proceso constructivo, según los equipos de colocación del concreto (formaleta fija o formaleta deslizante).

Preparación del terreno

Antes de empezar la construcción del pavimento, el sitio de la obra debe ser preparado cuidadosamente. Una preparación adecuada de la superficie de construcción es esencial para el buen desempeño del pavimento, se dice que la mayoría de las fallas en los pavimentos de concreto se deben a problemas con los materiales donde se asienta la losa, estos problemas pueden ser: un drenaje pobre, inestabilidad, no uniformidad en los materiales ni en los niveles, compactación inadecuada, entre otros.

La preparación del terreno incluye la adecuación de la subrasante, sub-base, base (si es necesario), establecimiento de los mecanismos de control (cordel guía) o colocación de formaletas fijas, y colocación de las canastillas con dovelas o acero de refuerzo (cuando amerite). 

Subrasante

Es el material sobre el cual se construirá la estructura de pavimento, por tanto debe ser capaz de soportar los esfuerzos transmitidos por dicha estructura.

Es recomendable ampliar el ancho de preparación de la subrasante (alrededor de 1m) para proveer de una plataforma sólida a los equipos de pavimentación, esto es muy importante cuando se utilizan equipos de formaleta deslizante en la colocación del concreto.

Generalmente el acondicionamiento de la subrasante incluye el aumento de la capacidad de soporte mediante compactación (Ver Ilustración 2). Cuando la compactación no es suficiente, debido a que los suelos son sumamente plásticos o presentan materia orgánica, puede presentarse una estabilización química (cal, cemento, emulsión asfáltica, etc.) o la excavación y reemplazo del material por uno adecuado; la elección de uno u otro método dependerá de las especificaciones técnicas del proyecto.

Por último, la elevación de la subrasante debe ajustarse estrechamente a las elevaciones indicadas en los planos de construcción. Disconformidades en la elevación deben ser solucionadas antes de seguir con la siguiente capa.

Sub-base

En la mayoría de los pavimentos de concreto hidráulico las

Ilustración 2 Preparación de la subrasante.

Ilustración 3 Conformación de sub-base de suelo cemento.

Ilustración 4 Colocación del cordel guía.

losas se colocan directamente sobre la sub-base, aunque esto puede variar según las condiciones del proyecto. La sub-base puede definirse como una capa de material colocada sobre la subrasante con el propósito de proveer drenaje y estabilidad a las losas de concreto.

Según las necesidades de drenaje y estabilidad pueden utilizarse distintos tipos de sub-bases. Una sub-base granular (mínimamente compactada y compuesta de partículas uniformes) es la sub-base más drenante pero no provee un aporte estructural significativo, por otro lado una sub-base que contiene partículas trituradas con una granulometría densa es moderadamente drenante pero provee mayor estabilidad que una sub-base granular. Una sub-base compuesta de materiales bien gradados (grava, arena, con o sin piedra triturada) provee mayor soporte y estabilidad pero es la menos drenante. Otras opciones abarcan la estabilización con cemento u otro material estabilizante (Ver Ilustración 3).

La conformación y compactación de la sub-base deben realizarse de acuerdo a las especificaciones del proyecto. Es preciso mencionar que la UNIFORMIDAD de la sub-base es fundamental para obtener un pavimento de concreto fuerte y durable.

Antes de la colocación del concreto es necesario humedecer la superficie de la sub-base (o base, tal sea el caso) para evitar pérdida de humedad en la mezcla de concreto.

Establecimiento de los mecanismos de control (cordel guía) o colocación de formaletas fijas

En dependencia del equipo que se utilizará en la colocación del concreto (pavimentadora deslizante, rodillos y cerchas vibratorias) se colocarán los mecanismos de control (cordel guía) o  formaletas fijas.

1. Cordel guía: Se utiliza cuando la colocación del concreto se realizará mediante una pavimentadora deslizante u otros equipos que requieran del mismo, para controlar el alineamiento y nivelación en su funcionamiento (Ver Ilustraciones 4 y 15). El cordel guía debe ser cuidadosamente colocado y protegido, ya que una pequeña variación en el mismo puede reducir el espesor, producir jorobas y depresiones en el pavimento.

2. Formaletas fijas: Son utilizadas cuando los equipos de colocación del concreto no cuentan con formaletas deslizantes (rodillos y cerchas vibratorias). Las formaletas deben tener una altura igual al espesor de la losa a construir y poseer la suficiente rigidez para no deformarse durante la colocación del concreto, ya sea que se utilicen como rieles para los equipos o no (Ver Ilustraciones 5 y 6).

Colocación de las canastillas con dovelas o acero de refuerzo

Las dovelas son barras lisas de acero colocadas a la mitad del espesor de la losa, de forma transversal a la junta de construcción y a todo lo ancho de la misma, tienen la función de transmitir las cargas impuestas en una losa hacia la losa subyacente, además de permitir el movimiento (dilatación) de dichas losas. Son utilizadas cuando las cargas en el pavimento

Ilustración 5 Colocación de formaletas fijas.

Ilustración 6 Colocación de formaletas fijas y canastillas de barras pasajuntas.

Ilustración 7 Colocación de canastillas de barras pasajuntas.

son excesivas, a fin de prevenir la falla del pavimento en las juntas (escalonamiento).

Cuando en el diseño se especifique el uso de dovelas en el pavimento y su colocación se haga de forma manual, éstas deben colocarse en canastillas construidas de tal forma que las dovelas alcancen el nivel requerido (mitad del espesor), con una longitud embebida de al menos 15cm en cada losa, con un recubrimiento epoxi para protección contra la corrosión y engrasadas para prevenir la adherencia al concreto, el diámetro de las dovelas debe ser de al menos 1/8 del espesor, la resistencia del acero debe ser la especificada en el diseño, la separación entre las barras debe ser homogénea con un paralelismo total entre las barras, para finalizar el anclaje de las canastillas a la sub-base debe hacerse de tal manera que las mismas no sufran ninguna perturbación con las actividades de colocación del concreto (Ver Ilustraciones 6 y 7).

Los pavimentos de concreto con refuerzo continuo son aquellos que cuentan con acero de refuerzo a todo lo largo y ancho del pavimento. Este tipo de pavimento es utilizado únicamente cuando las solicitaciones de carga son excesivamente grandes por lo cual se decide reforzar completamente las losas de concreto con acero de refuerzo convencional.

En la etapa de preparación del terreno también se presenta la localización (rayado) de las juntas del pavimento, a excepción de las juntas de construcción, para facilitar el posterior corte de las mismas, sin embargo este punto será tratado más adelante.

Elaboración de la mezcla de concreto

Aunque el concreto puede producirse in-situ o en planta (premezclado), en la construcción de pavimentos de concreto es recomendable la utilización de concreto premezclado, entre otras razones por el estricto control de calidad que se da a los procesos de elaboración en planta, la capacidad de producción y entrega, la selección y almacenamiento de los materiales, la dosificación por peso y la dificultad de mezclar in-situ concretos de bajo revenimiento (secos) utilizados en la construcción de pavimentos. En adelante se abordará la producción del concreto premezclado.

A groso modo la producción del concreto premezclado involucra la dosificación y mezclado de los agregados, el cemento, el agua y posibles aditivos especificados en el diseño de la mezcla. Los métodos de producción más comúnmente utilizados en la elaboración de concreto premezclado son: mezclado en camión mezclador, mezclado en planta y mezclado parcial en planta y camión mezclador. 

Mezclado en camión mezclador

Para el mezclado en camión mezclador los ingredientes son cargados directamente en la planta de producción de forma separada en el tambor mezclador del camión, siguiendo usualmente un orden específico para asegurar un correcto mezclado de los mismos (Ver Ilustración 8).

Este método puede utilizarse en cualquier tipo de construcción de pavimentos, pero es particularmente ventajoso utilizarlo en situaciones en las que es preciso mantener agitado el volumen de concreto y colocar el mismo utilizando la canaleta de salida. La desventaja de este método son los grandes tiempos de carga y descarga de los camiones mezcladores que luego son

Ilustración 8 Dosificación de materiales para mezclado en camión mezclador.

Ilustración 9 Planta móvil para elaboración de concreto premezclado.

Ilustración 10 Planta estacionaria para elaboración de concreto premezclado.

traducidos en costos adicionales a la obra. 

Mezclado en planta

El mezclado en planta puede realizarse ya sea en una planta estacionaria o una planta móvil (Ver Ilustraciones 9 y 10), la principal diferencia entre ellas son los volúmenes de producción que pueden alcanzarse con uno u otro tipo y la disponibilidad de una planta estacionaria cerca del sitio del proyecto.

El mezclado en planta es utilizado cuando se requiere colocar grandes volúmenes de concreto en tiempos muy cortos, los materiales son mezclados completamente antes de ser descargados en los vehículos de transporte (camión de volteo o camión mezclador).

Las principales ventajas comprenden un alto volumen de producción (en el orden de 3000 m3/día), mayor control de calidad (un solo sitio de mezclado y no un camión individual) y el ahorro de energía al no requerir que los tambores de los camiones mezcladores alcancen la velocidad de mezclado. La principal desventaja es que la planta de producción debe estar cerca o movilizarse (planta móvil) al sitio del proyecto. 

Mezclado parcial en planta y camión mezclador

Los ingredientes se mezclan primeramente en planta durante cierto periodo de tiempo y luego son descargados en el camión mezclador para finalizar la mezcla, esto ayuda a reducir los volúmenes de aire que son introducidos al tambor mezclador cuando los ingredientes se depositan directamente en el tambor del camión sin ninguna mezcla previa, lo cual aumenta la capacidad del camión de transportar concreto.

Indistintamente del método elegido para la producción del concreto, este debe ser compatible con la capacidad de colocación que se tenga en la obra y las particularidades del proyecto. 

Transporte

El transporte de la mezcla involucra todas las actividades requeridas para llevar la mezcla de concreto desde la planta de dosificación hasta el sitio de pavimentación. Estas actividades pueden incluir carga del camión, revisión en planta, transporte al sitio de pavimentación, revisión en la obra, agitación y mezclado (si requiere), descarga, regreso a la planta y lavado.

Debe tenerse en cuenta que el tipo de transporte puede afectar las características de homogeneidad, trabajabilidad, contenido de agua y contenido de aire en el concreto fresco. El éxito en el transporte de la mezcla consiste en entregar el concreto fresco hasta el lugar de colocación conforme las propiedades especificadas en el diseño (relación agua/cemento, revenimiento, contenido de aire incluido, homogeneidad). 

Camiones utilizados en el transporte de la mezcla

Los dos tipos de camiones utilizados en el transporte de concreto premezclado son:

1. Camiones mezcladores: Poseen un tambor

Ilustración 11 Descarga frontal con camión de volteo.

Ilustración 12 Descarga frontal con camión mezclador y conformación de losa con regla vibratoria tipo perfil.

giratorio capaz de mezclar completamente los ingredientes, su volumen puede variar de 6.9 a 9.2 m^3 (Ver Ilustraciones 8, 12 y 13).

2. Camiones de volteo o no agitadores: No tienen la capacidad de mezclar el concreto, consisten de camiones equipados de una caja o “volquete” cuya capacidad puede variar según el modelo (Ver Ilustración 11).

La elección de uno u otro tipo dependerá de un estudio cuidadoso de las características propias del proyecto y de los equipos.

Claves en el transporte del concreto fresco

Los vehículos de transporte deben contar con un mantenimiento adecuado, fallas mecánicas en los vehículos pueden causar inconvenientes serios durante el transporte.

Transportar y descargar el concreto en el sitio de trabajo dentro de los periodos de tiempo especificados. Si los tiempos o las distancias de entrega son muy grandes debe considerarse el uso de un aditivo retardante en la mezcla.

Lavar los vehículos después de cada entrega.

Coordinar detalladamente los pedidos de concreto con la capacidad de colocación en la obra.

Depositar el concreto lo más cerca posible de su posición final.

Colocación y consolidación del concreto

El concreto puede ser colocado directamente en la posición deseada utilizando preferiblemente los camiones de transporte (volquetes y mezcladores) y sus aditamentos (canaleta del camión mezclador), esto para aumentar la productividad, evitar gastos extras, ya sea en equipos o mano de obra para colocar el concreto sobre la vía, y disminuir la posibilidad de segregación en la mezcla.

La consolidación debe buscar compactar lo máximo posible y uniforme la masa de concreto sin producir segregación del material grueso.

La conformación de la losa puede hacerse de distintas formas, desde casi manuales hasta la utilización de equipos de alto rendimiento, la elección de uno u otro tipo dependerá de la logística de la obra.

Descarga

Cuando se utilizan camiones para el transporte del concreto

Ilustración 13 Descarga lateral con camión mezclador.

Ilustración 14 Descarga lateral con estera conectada a una máquina esparcidora (Spreader arm) y conformación de losa con pavimentadora

de formaleta deslizante.

Ilustración 15 Vibración del concreto mediante vibrador mecánico manual.

fresco, la descarga de la mezcla puede ser frontal o lateral, su elección dependerá de las condiciones de la obra.

1. Descarga frontal: Se da cuando en la sub-base no existen obstáculos, tales como las canastillas con dovelas o acero de refuerzo. Si las losas son diseñadas con barras pasajuntas, las canastillas deberán colocarse en el momento y espacio libre que queda entre el camión mezclador y el concreto descargado (Ver Ilustraciones 11 y 12)) o mediante el uso de dispositivos de inserción de barras o pasajuntas (DBI por sus siglas en inglés – Dowel Bar Inserter) incluido en la pavimentadora de formaleta deslizante.

2. Descarga lateral: La descarga del concreto se presenta desde un costado de la vía debido a la existencia de obstáculos en la sub-base. Generalmente se realiza mediante la canaleta del camión mezclador (Ver Ilustraciones 13 y 14).

Cuando se utilizan camiones para el transporte del concreto fresco, la descarga de la mezcla puede ser frontal o lateral, su elección dependerá de las condiciones de la obra.

Cuando el concreto ha sido descargado no se debe circular con equipos sobre él, esto para evitar la alteración del concreto y de las canastillas (si hubieren), los únicos equipos que deben circular sobre el concreto descargado son aquellos destinados al esparcimiento (en el caso que existan) y a la conformación de la losa (cerchas y rodillos vibratorios, pavimentadoras).

Asimismo, se debe tener cuidado con la cantidad de concreto colocada por delante de los equipos de pavimentación, esto debido a que mucho o poco concreto por delante provocará perturbaciones en la losa conformada, que deberán ser reparadas posteriormente de forma manual, generando así mayores gastos. 

Consolidación

Alcanzar una buena consolidación del concreto es fundamental para lograr un óptimo desempeño del pavimento. La consolidación del concreto se consigue con la eliminación de los vacíos (bolsas de aire) mediante vibración. En el caso de los pavimentos la vibración es mecánica utilizando vibradores manuales (Ver Ilustración 15) o vibradores incluidos como aditamentos de las pavimentadoras.

Debe tenerse cuidado con la vibración, ya que una vibración excesiva puede producir segregación y sangrado excesivo en la mezcla, por otro lado una vibración insuficiente produce un concreto con aire atrapado excesivo y una baja resistencia. 

Conformación de la losa

La conformación de la losa puede realizarse utilizando distintos equipos, seleccionados en dependencia del rendimiento esperado. Los equipos de pavimentación pueden clasificarse de dos formas:

1. Equipos de formaleta fija: Son aquellos que requieren la utilización de moldes o encofrados para contener y dar forma al concreto mientras conforman y consolidan la losa de concreto. En este

Ilustración16 Conformación de losa con rodillo vibratorio.

Ilustración 17 Conformación de losa con pavimentadora de formaleta deslizante.

Ilustración 18 Flotado manual del concreto con llana (flota canal)

grupo se encuentran las reglas (tipo perfil - Ver Ilustración 12 -o tipo cerchas) y rodillos vibratorios (Ver Ilustración 16).

2. Equipos de formaleta deslizante: No requieren el uso de encofrados, ya que el equipo cuenta con un molde extrusor que da forma a la losa después que el concreto ha sido esparcido y vibrado (Ver Ilustraciones 14 y 17).

Nivelación o enrasado

Normalmente los equipos de pavimentación dejan la superficie y los bordes (en el caso de pavimentadoras de formaleta deslizante) listos para las operaciones siguientes, sin embargo esto no siempre es así, cuando existen excesos o perturbaciones, ya sea en la superficie o en los costados, éstas deben arreglarse lo más rápido posible. El enrasado se consigue normalmente arrastrando un nivel sobre la losa hasta la altura requerida.

Acabado y texturizado

El acabado determina la apariencia final, la lisura y cualquier otra propiedad superficial de la losa que condicione tanto la durabilidad de la superficie de concreto a lo largo del tiempo como la seguridad operacional de los vehículos.

Generalmente las actividades de acabado pueden dividirse en dos grandes grupos el flotado y el texturizado, aunque para esta última actividad, muchos autores la colocan como actividad independiente, debido talvez a lo crucial de un buen texturizado en la seguridad vial. 

Flotado o aplanado

El flotado o aplanado se realiza utilizando un llana (flota) sobre la superficie de concreto recién nivelada (Ver Ilustraciones 18 y 19), con el fin de eliminar los puntos altos y bajos, eliminar pequeñas imperfecciones y embeber las partículas grandes de agregados, también se dice que ayuda a preparar la superficie para el posterior texturizado compactando el mortero superficial.

Generalmente para el flotado de losas de pavimentos de concreto hidráulico se utilizan llanas metálicas, las cuales son herramientas manuales de acabado, acanaladas, rígidas y de mango largo articulado, con los bordes ligeramente curvos para evitar que se hundan en el concreto.

Lluego del flotado se pasa sobre la losa de concreto una herramienta manual denominada “bump cutter” (Ver Ilustración 20), utilizada para remover secciones altas y rellenar secciones bajas que pudieran haber quedado luego del flotado (corrección de planicidad).

El flotado se debe completar antes que el agua de sangrado se acumule sobra la superficie, también se debe tener precaución que la superficie no se trabaje en exceso, ya que puede resultar en una superficie de menor calidad. 

Texturizado

El texturizado de los pavimentos de concreto se realiza con el fin de mejorar la interacción de la losa con las llantas de los

metálica.

Ilustración 19 Flotado mecanizado del concreto.

Ilustración 20 Corrección de planicidad con "Bump Cutter".

Ilustración 21 Microtexturizado del concreto.

vehículos, creando una superficie antideslizante para estos últimos.

El texturizado puede realizarse de forma manual o automática, arrastrando sobre la superficie de concreto un elemento que proporcione textura a la losa. El texturizado se debe realizar antes que el concreto haya endurecido completamente, sin embargo debe estar lo suficientemente duro para retener la impresión de rayado y evitar desgarramientos de la superficie.

Generalmente el texturizado de los pavimentos de concreto hidráulico se divide en microtexturizado y macrotexturizado. 

1. Microtexturizado: Después que el exceso de agua de sangrado ha desaparecido de la superficie de concreto, se procede a pasar sobre la misma tela de yute o arpillera (Ver Ilustración 21), esto elimina el remanente de agua de exudación y proporciona cierta rugosidad que aumenta la fricción entre los neumáticos de los vehículos y la superficie del pavimento y mejora la seguridad a baja velocidad.

2. Macrotexturizado: Se consigue al pasar un cepillo de cerdas metálicas sobre la superficie del pavimento (Ver Ilustraciones 22 y 23), esto genera una superficie estriada que ayuda a la evacuación del agua superficial y mejora la adherencia de las llantas de los vehículos con el pavimento, se dice que mejora la seguridad a velocidades altas.

Curado

El propósito del curado es promover la hidratación del cemento previniendo la pérdida de humedad y manteniendo la temperatura en un rango adecuado para que el concreto desarrolle las propiedades de resistencia y durabilidad para las que fue diseñado.

Debe tenerse cuidado de curar todas las superficies expuestas y no solo la parte superior de la losa de concreto, inmediatamente después que acaben las operaciones de acabado.

Para pavimentos de concreto pueden mencionarse dos tipos de curado, el curado húmedo, ya sea por rociado de agua o por recubrimiento de la losa con un material que será humedecido continuamente (yute), y métodos de barrera de humedad, los cuales no adicionan agua sino que impiden el paso de la humedad de la mezcla hacia el exterior mediante el uso de cubiertas plásticas o de compuestos químicos formadores de membrana (Ver Ilustraciones 24 y 25).

Cuando se utilizan compuestos químicos formadores de membrana, es aconsejable que estos sean de color blanco, pues esto ayuda a reducir la absorción de calor al mismo tiempo que facilita una mejor visualización del área tratada.

El curado también puede hacerse de forma manual o automática en dependencia de la logística de la obra. 

Corte y sello de juntas

Las juntas de contracción en los pavimentos de concreto hidráulico tienen la función de controlar el agrietamiento

Ilustración 22 Macrotexturizado manual con cepillo de cerdas metálicas.

Ilustración 23 Macrotexturizado mecanizado con cepillo de cerdas metálicas.

Ilustración 24 Curado manual con aspersión de compuesto químico

causado por las variaciones de humedad y temperatura a los que está sujeto el concreto, en otras palabras son grietas controladas. La localización y la profundidad del corte de las juntas deben ser igual a los especificados en el proyecto.

El sello debe asegurar la hermeticidad de las juntas, con el fin de prevenir el ingreso de humedad y de elementos que pueden perjudicar el buen desempeño del pavimento. 

Localización

Con excepción de las juntas de construcción (juntas forzadas debido al fin de la jornada laboral o al fin de la “bachada” de concreto), todas las juntas deben ser debidamente marcadas antes de la colocación del concreto (Ver Ilustración 26), siguiendo estrictamente el diseño, esto es primordial cuando la transferencia de cargas se realiza mediante el uso de dovelas.

Los puntos de control deben colocarse lo más alejados posibles de la orilla para evitar su remoción por las actividades de colocación del concreto. Cuando se utilizan formaletas fijas es preferible marcar con pintura en aerosol las posiciones correctas de los cortes, utilizando cuerdas que atraviesen el ancho total del pavimento. 

Tiempo de corte

Dado que las juntas de contracción se diseñan para eliminar la aparición de grietas por contracción no controladas, las juntas deben cortarse en el tiempo tal que los esfuerzos ocasionados por la contracción en el concreto no superen la resistencia a la tensión del mismo, por otro lado también debe tenerse cuidado con un corte temprano que puede producir desprendimiento de los agregados y juntas con planos de corte débiles (desportillamiento). Al  lapso de tiempo comprendido entre estos dos sucesos se conoce como “Ventana de Corte” (Ver Ilustración 27). De manera general, la ventana de corte depende de la mezcla de concreto, de factores climáticos y del grado de fricción de la base.

Sellado

Una vez aserrada la junta, esta debe ser limpiada y sellada para evitar la introducción de humedad y de materiales incompresibles que limiten el movimiento de la losa.

Típicamente se utilizan tres tipos de sellantes: 

1. Sellos líquidos en caliente: Se calientan para disminuir su

viscosidad. El tráfico puede circular tan pronto el

sello se enfría. Se utilizan más en pavimentos de bajo

tráfico. Duración entre 3 y 5 años. 

2. Sellos de silicona o poliuretanos: Compuestos de silicona polimérica.

Colocados a temperatura ambiente.

El tráfico puede circular tan pronto se endurezca.

Es el tipo de sellante más utilizado.

formador de membrana.

Ilustración 25 Curado mecanizado con aspersión de compuesto químico formador de membrana.

Ilustración 26 Localización de las juntas de contracción.

Ilustración 27 Ventana de corte.

Duración entre 8 y 10 años. 

3. Sellos de silicona o poliuretanos: Sellos de compuesto preformado de

caucho. Forma un sello al comprimirse contra la

cavidad. El tráfico puede circular tan pronto se

coloca. Duración entre 15 y 20 años.

Conclusiones

La construcción de los pavimentos de concreto hidráulico puede tomar diferentes lineamientos o directivas en dependencia de las características propias del proyecto, por tanto la elección  de la metodología a utilizar en la ejecución de la obra de pavimentación debe basarse en un análisis concienzudo de las diferentes alternativas de las que se dispone, contrastado con las características y necesidades del proyecto, a fin de elegir la alternativa más compatible y viable.

Una preparación adecuada del sitio de construcción es fundamental para garantizar la vida útil de los pavimentos de concreto hidráulico, por esta razón se debe tener sumo cuidado con las etapas que involucran la preparación de las capas donde se asentará la losa de concreto (subrasante, sub-base y base), con el propósito de disminuir la posibilidad de falla del pavimento. 

La logística es fundamental en el proceso de construcción. Todas y cada una de las actividades deben apegarse a la planificación y programación de la obra, cuando por uno u otro motivo ocurran modificaciones en el transcurso de la obra, éstas deben ser formuladas correctamente y ser del conocimiento de todo el personal involucrado con la ejecución de las tareas.

Todo el personal en el sitio del proyecto es responsable por la calidad en la construcción de la obra, para conseguir esto el personal debe estar capacitado en las tareas asignadas a fin de agilizar el reconocimiento y solución de los problemas potenciales que puedan presentarse a lo largo del proyecto. 

Ilustración 28 Aserrado del concreto a diferentes edades.

Ilustración 29 Aserrado del concreto..

Bibliografía

American Concrete Pavement Association (ACPA). Construction of Portland Cement Concrete Pavements [Report]. - Washington, D.C. : [s.n.], 1995..

Becker, Edgardo. Construcción de Autopistas con Equipos de Formaleta Deslizante.- Managua : [s.n.], 2010.

Jaramillo Porto, Diego. Construcción de Pavimentos de Concreto. - 2009.

Kosmatka, Steven H. [et al.] Diseño y Control de Mezclas de Concreto [Book]. - México, D.F. : Portland Cement Association, 2004. - 0-89312-233-5.

Salazar Rodríguez, Aurelio [et al.] Pavimentos de concreto para carreteras [Book]. - México, D.F. : Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C., 2002.

         

 

         

Pavimentos de concreto: Menor consumo de materiales

         

La respuesta estructural de los pavimentos rígidos es distinta a la respuesta estructural de los pavimentos flexibles, la diferencia radica principalmente en la distribución de cargas en la estructura de pavimento (Ver Boletín Técnico # 10 INCYC, Pavimentos de Concreto: Una mejor distribución de esfuerzos).

Esta diferencia en la respuesta estructural de los pavimentos rígidos permite la reducción del espesor de la sub-base y la eliminación de la base en un pavimento de concreto hidráulico, debido a que la losa de concreto absorbe la mayor parte de los esfuerzos impuestos en la vía.

          A fin de explicar de una mejor forma lo expuesto anteriormente, la Ilustración 30 muestra tres estructuras equivalentes de pavimento para un tráfico de 7,000,000 ESAL flexibles y 10,500,000 ESAL rígidos, para un subrasante con un CBR de 3%. En la gráfica puede observarse que el pavimento flexible consta de una sub-base de 30 cm, una base de 20 cm y una carpeta asfáltica de 15 cm, las estructuras de pavimento rígido en cambio, solo presentan una sub-base estabilizada de 15 cm, con 25 cm y 19 cm de concreto para la losa convencional y optimizada respectivamente.

Si tomamos estos datos y los aplicamos a un kilómetro de carretera con 8.4 m de calzada (Ver Ilustración 31 e Ilustración 32), encontramos que el volumen de materiales compactados a colocar en las estructuras de pavimento, sin contar la carpeta de rodamiento, es de 4700.0 m^3 para el pavimento flexible y 1305.0 m^3 para los pavimentos rígidos, esto significa que en los pavimentos de concreto hidráulico se requiere, aproximadamente, sólo del 28% de material de base y sub-base requerido en un pavimento flexible (Ver Tabla 1).

Esta diferencia en los volúmenes de materiales trae consigo numerosas implicaciones, tanto desde el punto de vista económico como ambiental. Al requerir una menor cantidad de materiales, los pavimentos rígidos disminuyen la utilización de equipos de compactación, la explotación de los bancos de materiales, el sobre-acarreo, entre otros.

Tabla 1 Volumen de material según el tipo de estructura de pavimento.

 

Ilustración 30 Estructuras equivalentes de pavimento.

Ilustración 31 Sección típica pavimento flexible.

Ilustración 32 Sección típica pavimento rígido.

               

¿Sabía usted?

           

Que una relación Agua/Cemento (A/C) de aproximadamente 0.36 es lo que se necesita para hidratar el cemento sin la existencia de “agua sobrante o de conveniencia” (agua que no se utiliza para hidratar el cemento); esta agua ocupa un espacio dentro del concreto fresco que luego, cuando la mezcla se endurece, se convierte en poro (vacío); estos vacíos reducen la calidad del concreto porque disminuyen la resistencia a la compresión y otras propiedades de durabilidad del mismo.

Relaciones A/C mayores de 0.36 se utilizan para facilitar la colocación del concreto al aumentar el revenimiento y la trabajabilidad del mismo, sin embargo debe tenerse cuidado con la cantidad de “agua de conveniencia” dentro de la mezcla, a fin de garantizar la calidad del concreto endurecido, sobre todo se debe respetar la dosificación de los materiales.

El agua de conveniencia siempre está incluida en el diseño de la mezcla, dentro de la relación A/C especificada. Por esta razón, la cantidad de agua con la que se produce la mezcla no puede ser “al gusto”, ya que usualmente se introduce más agua de la necesaria para una mayor facilidad de colocación, en detrimento de la resistencia y durabilidad del concreto.

Ilustración 33 Agua de mezclado.

               

Noticias y eventos

         

Conferencia: "Control de calidad del concreto en obra"

          Debido a la gran demanda de participantes, el INCYC llevó a cabo, el pasado viernes 30 de julio, la segunda edición de la conferencia "Control de calidad del concreto en obra". Nuevamente la conferencia dictada por el Ing. Juan Carlos Villanueva, Gerente Técnico del INCYC, fue del agrado de todos los asistentes.El INCYC agradece la asistencia de todos los participantes y espera contar con su presencia en los próximos cursos y conferencias. 

 

         

INCYC participa en taller internacional en Costa Rica

          Los días 16 y 17 de agosto, el Ing. Juan Carlos Villanueva, Gerente Técnico del INCYC, participó en el Curso - Taller Internacional Diseño de Pavimentos Utilizando el Nuevo Método Mecanístico-Empírico (MEPDG) – AASHTO 2008, organizado por el Instituto Costarricense del Cemento y del

Concreto (ICCYC) e impartido por el Dr. Carlos Chang Albitres, Ph.D., P.E. El INCYC agradece al ICCYC por su cordial invitación al curso. 

 

         

Conferencia: "Ventajas de los pavimentos de concreto hidráulico"

          

El pasado viernes 27 de agosto, en el auditorio de la Cámara Nicaragüense de la Construcción, el INCYC realizó la conferencia "Ventajas de los pavimentos de concreto hidráulico". La conferencia

dictada por el Ing. Juan Carlos Villanueva, Gerente Técnico del INCYC, presenta las bondades inherentes a la utilización del concreto hidráulico en las carreteras, el INCYC agradece la asistencia de todos los participantes.Debido a la gran demanda de asistentes, el INCYC repetirá dicha conferencia el día viernes 3 de septiembre a las 8:30 a.m. en el auditorio de la Cámara Nicaragüense de la Construcción. Conferencista: Ing. Juan Carlos Villanueva, Gerente Técnico INCYC. Contribución: C$100, para inscripciones llamar al 22683328. Cupo limitado: 40 personas. 

 

         

Seminario Internacional "Construcción Sismorresistente"

          El Instituto del Cemento y del Concreto de Guatemala (ICCG) organiza el Seminario Internacional "Construcción Sismorresistente", a realizarse en Guatemala los días 20 y 21 de septiembre del corriente. El seminario contará con la participación de conferencistas expertos de Chile, Canadá, México, Costa Rica, Nicaragua, Honduras, El Salvador y Guatemala.

El evento está dirigido a ingenieros estructurales, diseñadores, constructores, arquitectos, desarrolladores, supervisores de edificaciones y supervisores de infraestructura. El seminario tiene un costo de inversión de US$ 300.00.

Para reservaciones contactarse a los correos del ICCG xsapón@iccg.org.gt o rceituno1@iccg.org.gt, o al teléfono (502) 2413-3565. 

 

         

INCYC realizará conferencias en la UNI

         

En el marco del convenio de colaboración con la UNI, el INCYC realizará a partir del próximo 2 de septiembre su programa de conferencias en esta Alma Mater, ello con el fin de fortalecer los conocimientos de los estudiantes en lo que corresponde a los usos y aplicaciones del cemento y del concreto, así como de las nuevas tecnologías aplicadas en este importante campo de la ingeniería.

         

Conferencia: "El uso de aditivos en el concreto"

El INCYC en su misión de contribuir al desarrollo social, económico y tecnológico del país y dentro de su programa de cursos y conferencias del año 2010, brindará la conferencia: "El uso de aditivos en el concreto" el día viernes 24 de septiembre a las 8:30 a.m. en el auditorio de la Cámara Nicaragüense de la Construcción. Conferencista: Ing. Josefina Ramírez, Gerente de Ventas Sol Industrial. Contribución: C$100, para inscripciones llamar al 22683328 antes del 17 de septiembre. Habrá refrigerio. Cupo limitado: 40 personas.

                     

 

 

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