Actualidad profesional - revistacyt.com.mx · construcción de un muro de contención de concreto...

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Actualidad profesional Carriles de concreto para el transporte urbano Cimento Hoje, el boletín informativo de la Asociación Brasilera del Cemento Portland (ABCP), da a conocer en su núm. 16 el llamado Vehículo Ligero sobre Neumáticos (VLN) que la prefectura de Sao Paulo puso en operación de prueba en el autódromo de Interlagos, en un circuito experimental de 1.2 kilómetros. El experimento ha impresionado, y no sólo por el vehículo, un superómnibus eléctrico biarticulado; la pista también es ejemplar. Los técnicos han procurado simular todas las condiciones que un VLN podrá encontrar en su operación comercial, incluyendo diferentes pavimentos, tipos de carriles, declives y varios radios de curvatura de la pista. El viaje, que se realiza a una velocidad de 30 km por hora sobre vías de concreto construidas con piezas prefabricadas, es suave, sin brincos, debido a que el sistema trabaja con una tolerancia lateral de 2 mm y un límite de variación, sobre una superficie horizontal, de 2 mm cada 4 m de pista. Las vías pueden ser instaladas sobre pistas existentes, elevadas o directamente sobre el suelo, permitiendo trayectos independientes del sistema vial existente. Los planes de la SPTrans, la empresa que maneja el transporte colectivo en Sao Paulo, prevén la instalación de 104 km de líneas del VLN para antes del año 2005. El sistema, basado en el de Adelaide, Australia, sirve a un sector intermedio entre el metro, los trenes urbanos y los autobuses convencionales, con una inversión menor y alta capacidad de tránsito. El costo de instalación de la primera línea será financiado por la prefectura de Sao Paulo, pero se pretende que la operación y la expansión del sistema sean asumidos por la iniciativa privada. La ABCP y la SPTrans están encontrando soluciones adecuadas para el ajuste de la pista, utilizando inclusive "perfiladores", un equipo que permite definir índices de confort de rodamiento y ayuda en la ejecución de pavimentos de mejor calidad. La construcción debe aprovechar los beneficios de la integración de sistemas La aplicación de sistemas integrados en la ingeniería de costos puede reportar beneficios múltiples a la industria de la construcción, señaló el ingeniero Jorge Luis Dávalos Miceli, director general de Neodata. Al referirse al software que da nombre a esa empresa, dijo que el mismo nació trabajando en red desde 1990, y que durante la década que entonces comenzó se produjo el primer sistema integrado en Windows, mientras que en 1998 se liberó una versión para 32 bits, única en el mercado para Windows 95 y NT. "La ventaja significativa –explicó– es la integración de sistemas: se puede hablar de leer un plano Autocad, hacer la propuesta técnica y la propuesta económica, ligarse por ejemplo con Microsoft Project o con Primavera por Air Planer." (¿o planner?) Sobre el esfuerzo invertido y los resultados obtenidos, expresó: "A nosotros nos costó cuatro años hombredesarrollo; no fue fácil, pero lo importante es que el usuario pueda hacer

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Actualidad profesional

Carriles de concreto para el transporte urbano

Cimento Hoje, el boletín informativo de la Asociación Brasilera del Cemento Portland (ABCP),da a conocer en su núm. 16 el llamado Vehículo Ligero sobre Neumáticos (VLN) que laprefectura de Sao Paulo puso en operación de prueba en el autódromo de Interlagos, en uncircuito experimental de 1.2 kilómetros. El experimento ha impresionado, y no sólo por elvehículo, un superómnibus eléctrico biarticulado; la pista también es ejemplar. Los técnicoshan procurado simular todas las condiciones que un VLN podrá encontrar en su operacióncomercial, incluyendo diferentes pavimentos, tipos de carriles, declives y varios radios decurvatura de la pista.

El viaje, que se realiza a una velocidad de 30 km por hora sobre vías de concreto construidascon piezas prefabricadas, es suave, sin brincos, debido a que el sistema trabaja con unatolerancia lateral de 2 mm y un límite de variación, sobre una superficie horizontal, de 2 mmcada 4 m de pista. Las vías pueden ser instaladas sobre pistas existentes, elevadas odirectamente sobre el suelo, permitiendo trayectos independientes del sistema vial existente.

Los planes de la SPTrans, la empresa que maneja el transporte colectivo en Sao Paulo,prevén la instalación de 104 km de líneas del VLN para antes del año 2005. El sistema,basado en el de Adelaide, Australia, sirve a un sector intermedio entre el metro, los trenesurbanos y los autobuses convencionales, con una inversión menor y alta capacidad detránsito.

El costo de instalación de la primera línea será financiado por la prefectura de Sao Paulo, perose pretende que la operación y la expansión del sistema sean asumidos por la iniciativaprivada. La ABCP y la SPTrans están encontrando soluciones adecuadas para el ajuste de lapista, utilizando inclusive "perfiladores", un equipo que permite definir índices de confort derodamiento y ayuda en la ejecución de pavimentos de mejor calidad.

La construcción debe aprovechar los beneficios de la integración de sistemas

La aplicación de sistemas integrados en la ingeniería de costos puede reportar beneficiosmúltiples a la industria de la construcción, señaló el ingeniero Jorge Luis Dávalos Miceli,director general de Neodata. Al referirse al software que da nombre a esa empresa, dijo que elmismo nació trabajando en red desde 1990, y que durante la década que entonces comenzóse produjo el primer sistema integrado en Windows, mientras que en 1998 se liberó una versiónpara 32 bits, única en el mercado para Windows 95 y NT. "La ventaja significativa –explicó– esla integración de sistemas: se puede hablar de leer un plano Autocad, hacer la propuestatécnica y la propuesta económica, ligarse por ejemplo con Microsoft Project o con Primaverapor Air Planer." (¿o planner?)

Sobre el esfuerzo invertido y los resultados obtenidos, expresó: "A nosotros nos costó cuatroaños hombre­desarrollo; no fue fácil, pero lo importante es que el usuario pueda hacer

rápidamente las cosas. Había una época en que los concursos significaban muchas horas dedesvelo; con este tipo de herramientas, una vez cerrado a costo directo, si yo tengo ya mipresupuesto totalmente costeado, el cumplir con los requisitos de la dependencia me tomasólo dos o tres horas, no un día o dos. Esa es la ventaja mayor".

"Quizá lo más fuerte de Neodata –dijo– es cumplir con el 100 por ciento de los reportes,propuesta técnica y propuesta económica, y el hecho de que los reportes se puedan modificaro definir en Excel. El usuario los modifica en Excel y eso se toma directamente para laimpresión final. Se puede cubrir así hasta el doble de concursos que con cualquier otraherramienta con la que hasta el momento se cuente. En dos o tres horas después de habercerrado la propuesta a costo directo, es posible tener programada e impresa toda la propuestatécnica y económica."

Hizo hincapié en la necesidad de que todos los sistemas sean integrados: "Ahora las mismasconstructoras hacen comités de evaluación que incorporan gente de sistemas, compras,abastecimiento, gente de concursos y de control. Si algún sistema de aísla estará fuera delmercado; por eso nosotros buscamos la comunicación con manejadores de proyectos comoPrimavera o Microsoft Project, con Autocad, con bases de datos como Prisma: esaintegración significa el éxito".

Aplicaciones estructurales del concreto lanzado

James Warner

PRESENTACIÓN:

Un reconocido profesional de la ingeniería, gran conocedor de la tecnología del concretolanzado, transmite en este artículo su experiencia de trabajo en estructuras fuertementereforzadas. Sus recomendaciones y sugerencias dan cuenta de los pormenores de unaaplicación que él considera con grandes perspectivas de desarrollo.

El uso extendido del concreto lanzado en colados masivos, secciones gruesas o seccionesfuertemente reforzadas no ha tenido lugar aún en muchas partes del mundo, incluyendo aEstados Unidos. Numerosos profesionales opinan con frecuencia que tales aplicaciones soninapropiadas, y frecuentemente expresan sus dudas de que el trabajo se pueda realizarsatisfactoriamente. A pesar de esta aparente resistencia, el hecho es que, durante muchosaños, una gran cantidad de concreto lanzado estructural de calidad se ha realizado con granéxito.

En la experiencia del autor de este artículo, se cuenta trabajo con varillas de refuerzo tangrandes como del núm. 14, con claros de espaciamiento tan pequeños como los de 7.6 cm,que se han encajonado satisfactoriamente, así como también capas múltiples de varillas dehasta el núm. 6, espaciadas a 1.50 cm a centros. Existe abundante literatura que describeinstalaciones de concreto lanzado en las que se trabajó satisfactoriamente con varillas muygrandes y, en algunos casos, refuerzo cerradamente espaciado. Se incluyeron fotografías de1965 de varillas del núm. 14 cerradamente espaciadas en un artículo que describe laconstrucción de un muro de contención de concreto lanzado. En 1973, Strand presentódetalles de los criterios de diseño para la rehabilitación de la estructura de un hospital deconcreto de 10 pisos, en la que se trabajó con varillas de refuerzo de hasta el núm. 11. En unartículo de 1979 acerca de la rehabilitación del edificio de una escuela secundaria, se describióel concreto lanzado de nuevos muros de apuntalamiento que tenían 43 cm de espesor por 3.7m de alto y contenían varillas del núm. 11. Isaak y Zynda presentaron casos que detallaban laconstrucción de cuatro estructuras separadas, incluyendo muchas fotografías de varillas derefuerzo pesadas y muy apretadamente espaciadas. Debe considerarse que tal trabajo requiereun operador de boquilla de habilidad excepcional, auxiliado por una cuadrilla igualmentecompetente.

California en el liderato

El liderato principal en este tipo de trabajo lo ha tenido California, en donde se ha practicadodurante mucho tiempo en trabajos de reparación sísmica y refuerzo de estructuras. Enrespuesta al terremoto de Long Beach de 1933, el estado de California adoptó la legislaciónconocida comúnmente como el Acta de Campo, que exige el reforzamiento de todos loshospitales y edificios de escuelas hasta un nivel prescrito. El concreto lanzado reforzado de

mezcla seca para aumentar los muros de tales estructuras –habitualmente de construccionesde mampostería no reforzada– llegó a ser tan frecuentemente usado que se convirtió casi enestándar. El aumento de los muros a menudo incluía nuevos o engrosados elementos defrontera, y en algunos casos, elementos completamente nuevos. Este autor recuerda muy bienla primera aplicación de concreto lanzado que observó en fecha posterior a 1950. Se trataba dela rehabilitación, según el Acta de Campo, del edificio de una escuela en donde el refuerzonuevo alrededor de las aberturas era de varillas del núm. 7 o del 8.

A medida que avanzaba la práctica, se hicieron comunes elementos reforzados cada vez másgrandes y más pesados, hasta el punto en que las secciones de concreto lanzado de ungrosor de varios centímetros (figura. 1) que contenían capas múltiples de refuerzo (figura. 2)con varillas individuales tan grandes que llegaban hasta el núm. 14, son ahora una cosarutinaria. A medida que los requisitos del trabajo se ampliaban, los contratistas establecidosdesarrollaron procedimientos para producir trabajos de calidad, y estos procedimientos estánahora bien establecidos y se usan rutinariamente en California, así como en muchas otraspartes, tanto para nuevas estructuras como para el reforzamiento de las ya existentes.

Otro procedimiento que tuvo su origen en California fue el concreto lanzado de mezclahúmeda. El desarrollo de máquinas para enlucido con las que podían rociarse mezclas dearena, condujo a la creación de equipo moderno de bombeo de concreto. Puesto que losmismos pioneros que construyeron aquellas primeras bombas para enlucido avanzaban haciael bombeo del concreto, era natural que se hiciera un intento por aplicar el concreto en formade espray.

Este autor ha tenido la buena fortuna de estar involucrado en aquella primera etapa deldesarrollo, y gracias a sus antecedentes con concreto lanzado, para sorpresa de sus colegasdel "gunite," realizó muchas obras pioneras de mezcla húmeda mucho antes de que esteproceso fuera ampliamente aceptado.

Mezcla húmeda frente a mezcla seca

El proceso de mezclado húmedo tiene muchas ventajas en las colocaciones masivasfuertemente reforzadas. En el concreto lanzado de mezcla seca, tiene suma importancia lamanipulación cuidadosa de la boquilla por parte del operador para mezclar completamente lacorriente del material cuando sale de la misma. En el concreto lanzado de mezcla húmeda nose requiere esta manipulación cuidadosa de la boquilla para completar el proceso de mezclado,de modo que la velocidad de colocación puede ser significativamente más alta, y lashabilidades requeridas del operador de la boquilla no son tan grandes. Sin embargo, es desuma importancia la habilidad para dirigir la boquilla hacia adentro, alrededor, y por detrás delrefuerzo, y para facilitar el encapsulamiento completo del acero de refuerzo. Además, elproceso de mezcla húmeda crea menos material de rebote y polvo y se obtiene una mayoreconomía. Se han realizado trabajos de mezclas húmedas en estructuras más altas de 90metros).

Como ocurre con todo, existen desventajas en el mezclado húmedo. La principal es el

demasiado revenimiento o contracción debido al agua excesiva que debe incluirse para obtenerbombeabilidad. Esto no constituye un problema tan grande como alguna vez lo fue, porqueahora se dispone de moderno equipo de bombeo de muy alta calidad, capaz de bombearmezclas de muy bajo revenimiento. Además, los aditivos reductores de agua pueden disminuirdrásticamente los requisitos de agua. Sin embargo, a veces se encuentra uno con problemasrelativos a la obtención de una buena adherencia entre el nuevo concreto lanzado y el exteriorde la construcción existente. Pero esto no es una gran dificultad si se cuenta con operadores ocuadrillas que posean gran habilidad y utilicen la tecnología más avanzada en elproporcionamiento de la mezcla; tales problemas pueden evitarse deteniendo la colocación acorta distancia de la construcción existente, y completándola después de cierto tiempo,probablemente con un material de mezcla seca (figura 3).

Después de haber aprendido desde hace mucho tiempo la tecnología del concreto lanzado enaplicaciones estructurales fuertemente reforzadas, y después de haber participado en muchosproyectos estructurales importantes que involucraron concreto lanzado de mezcla seca y demezcla húmeda, a este autor se le hace difícil entender por qué la tecnología ha avanzado tanlentamente, y por qué tantos trabajadores experimentados de concreto lanzado siguendesconociendo su bien adquirido estatus.

Trabajo estructural

La diferencia principal entre el concreto estructural pesado y sus variedades más comunes, esel requerimiento de grandes cantidades de acero de refuerzo, con frecuencia combinado consecciones más gruesas o más profundas. A fin de facilitar el encapsulamiento completo delacero, se requiere un buen criterio en la configuración y junteo del refuerzo, a fin de permitir lalatitud más grande posible en la dirección de la boquilla lanzadora. Además, existe la granposibilidad de que material de rebote quede atrapado, especialmente en secciones profundasen las que hay múltiples capas de acero de refuerzo. Así pues, se requiere y se dispone detécnicas de concreto lanzado que minimizan el encapsulamiento del material de rebotecombinado con un medio para quitar efectivamente aquel que no es acumulable.

Acero de refuerzo

Se debe tener un cuidado extra en el diseño, detallado e instalación de refuerzo estructuralpesado. Es importante en el proceso de diseño medir el tamaño y configurar el acero derefuerzo a fin de proporcionar el mayor acceso posible para la operación de la boquilla, yreducir la oportunidad de que quede atrapado el material de rebote. Deben colocarse muchascapas de varillas de modo que permitan el encapsulamiento completo de la capa más distante.Se deben evitar los empalmes traslapados empleando empalmes soldados o mecánicos (figura4), o procurando una separación de las varillas traslapadas. Se puede aliviar la congestión deamarres para columnas y estribos de vigas que tienden a estar muy cerradamente espaciadosen áreas de actividad sísmica, utilizando empalmes mecánicos del tipo agarradera (figura 5)que pueden obtenerse fácilmente y están aprobados por las autoridades de los reglamentos.

Control de moldes y de alineamiento

Hasta donde sea posible, no deben utilizarse moldes que restrinjan o limiten la dirección de laboquilla. El diseño de los moldes y la secuencia de construcción deben establecerse conmucha anticipación, con la colaboración del contratista de concreto lanzado. Debeconsiderarse el montaje en secuencia de los moldes para elementos que contienen una granconcentración de varillas de refuerzo en una sola superficie, tales como el lecho bajo de unaviga. En tales casos, el molde para el lecho bajo puede construirse sólo inicialmente. Elrefuerzo concentrado en la parte inferior de la viga puede después encajonarse con concretolanzado (figura 6), facilitado por la posibilidad de lanzarlo desde cualquier lado o desde arriba.Una vez que esto se ha completado, se puede levantar inmediatamente un molde lateral contrael cual colocar el concreto lanzado restante (figura 7). De manera similar, en donde existenfronteras u otras grandes varillas de refuerzo adyacentes a aberturas o esquinas (figura 8), esmejor evitar los moldes para las aberturas. En tales casos, se pueden utilizar alambres paralograr el alineamiento.6

El acceso de la boquilla debe ser una consideración prioritaria en todas las fases deplaneación para los proyectos de concreto lanzado estructural. Esto generalmente necesitaráde la cooperación y la planeación previa de todos los participantes, incluyendo carpinteros decimbra y constructores, habilitadores de varillas de refuerzo, y operadores de concretolanzado.

Operación de la boquilla

Es de vital importancia que la acumulación progresiva del concreto lanzado sea ocurra de talmanera que deje la menor posibilidad para que se junte material de rebote. Las seccionesgruesas deben ser construidas en capas que tengan una inclinación de aproximadamente 45grados, y también debe mantenerse una pendiente en la dirección longitudinal, de modo que elmaterial de rebote no se acumule por detrás de las varillas de refuerzo horizontales (figura 9).

Se requerirá el movimiento constante de la boquilla, y con frecuencia será necesariomantenerla de tal manera que el material se extienda completamente alrededor del refuerzo. Elproceso de mezcla húmeda presenta una ventaja muy marcada en los lugares donde se tienemucho refuerzo ya que el concreto puede ser aplicado más fácilmente alrededor y dentro delas varillas (figura 10). Con el concreto lanzado de mezcla seca, la boquilla debe sermanipulada de tal manera que extienda y mezcle completamente el material al golpear lasuperficie receptora. Esto requiere que la boquilla se mueva continuamente sobre el refuerzo,resultando así una gran cantidad material de rebote. Obviamente, a medida que la densidad delrefuerzo se hace más grande, la cantidad del material de rebote se incrementa, y puede llegara más de 50 por ciento del material total lanzado. Por esta razón, el proceso de mezclahúmeda es preferible en donde existe refuerzo muy pesado. Puesto que el agua en la mezclahúmeda se dispersa completamente antes de alcanzar la boquilla, se requiere mucho menosmanejo de ésta, que se puede posicionar de manera de dirigir a discreción el material yamezclado según se requiera. De hecho, con el refuerzo muy pesado o colocaciones muyprofundas, no es extraño mantener la boquilla en la sección y entre el refuerzo (figura 11).

Puede ser necesario incrementar la cantidad de agua en la boquilla de mezcla seca o

incrementar el revenimiento en el caso de la mezcla húmeda, para auxiliar al concreto lanzado"a envolver" el acero. Una ventaja del concreto lanzado de mezcla seca es que el operador dela boquilla puede ajustar constantemente la cantidad de agua en la mezcla, tal como serequiera. Con el concreto lanzado de mezcla húmeda, el revenimiento no puede ser ajustadocuando se desee, de modo que en la obra usualmente se continuará empleando el máximorevenimiento que se requiera. En algunos casos, esto puede restringir el espesor del materialque pueda depositarse en una pasada cualquiera.

Obviamente, es una necesidad absoluta el uso continuo de un operador de soplete para quitarcualquier acumulación del material de rebote (figura 12) al colocar concreto lanzado para estetipo de aplicación estructural, ya que siempre da lugar a una gran cantidad de material derebote atrapado.

Juntas

Al igual que con cualquier concreto lanzado, es crucial la limpieza apropiada y la preparaciónde las juntas entre las capas o entre colocaciones individuales, a fin de obtener un productosatisfactorio. Esto se vuelve todavía más crítico cuando existen secciones profundas. Antesdel fraguado, todas las superficies contra las cuales habrá de colocarse más concreto lanzado,deben ser raspadas o cepilladas con un cepillo grueso (figura 13), a fin de quitar cualquierlechada u otros materiales inapropiados, y proporcionar una superficie limpia y rugosa. Debequitarse del acero de refuerzo todo el material rociado en exceso antes de su endurecimiento.

Las juntas horizontales deben tener una pendiente a un ángulo de aproximadamente 45 grados,a fin de facilitar la aplicación y evitar la acumulación del material de rebote (figura 14). Se hanexpresado algunas preocupaciones ocasionales en el sentido de que tal geometría podríadisminuir la capacidad de carga de los miembros sujetos a cargas de compresión, y, de hecho,tal discusión se incluyó en la "Revisión Propuesta de: Especificaciones para Materiales,Proporcionamiento, y Aplicación de Concreto Lanzado (ACI 506.2)", que apareció en el númerode enero­febrero de 1994 del ACI Materials Journal. Esta revisión recomienda: "especifiquejuntas cuadradas para juntas de construcción sujetas a cargas de compresión".Desafortunadamente, el uso de juntas cuadradas incrementa el riesgo de que quede atrapadomaterial de rebote, especialmente en secciones más profundas o muy reforzadas, que soncomunes en la práctica actual (figura 1) y también incrementan en gran medida la dificultad deun relleno apropiado de los espacios por detrás del refuerzo.

Se han usado juntas inclinadas en literalmente miles de aplicaciones estructurales durantemás de 45 años, sin que se haya presentado algún problema de transferencia de carga.Apartarse de tal práctica, cuya validez está bien probada, no ofrece beneficios, y es seguroque creará muchos nuevos problemas. La convicción firme de este autor es que las juntashorizontales deben continuar estando inclinadas, tal como se ha hecho de modo casiexclusivo, y con éxito en virtualmente todas las aplicaciones estructurales previas.

Calificación del contratista

El concreto lanzado estructural requiere los más avanzadas procedimientos y habilidades, yéstos pueden estar más allá de la capacidad de muchos aplicadores de concreto lanzado quetienen experiencia en los otros aspectos. Es por lo tanto imperativo que los contratistaspropuestos presenten evidencia de la terminación exitosa de proyectos estructurales decomplejidad similar al que se está considerando. Del mismo modo, los requisitos de habilidadpara los operadores de boquilla y la cuadrilla de apoyo son mucho mayores que los que amenudo se encuentran en otros trabajos de concreto lanzado. Por esta razón, la precalificacióntanto de los contratistas como de las cuadrillas se recomienda de manera especial para lasaplicaciones estructurales. Debe hacerse notar que la precalificación del operador de boquillaestá de acuerdo con ACI 506.3R, que especifica que un aplicador de boquilla posee lacapacidad básica para la operación de la boquilla, pero no necesariamente está calificado paraaplicaciones estructurales complejas.

En proyectos grandes o particularmente difíciles, se recomienda la terminación satisfactoria depaneles de prueba grandes o modelos a escala real (figura 15) representativos de la secciónmás difícil del trabajo de producción. El trabajo debe desarrollarse bajo las condiciones detrabajo en la obra y con el mismo operador de boquilla, cuadrilla y equipo que han deemplearse en el trabajo de producción. La sección de prueba debe preseleccionarse ydetallarse en los documentos del contrato, incluyendo el tamaño y disposición del acero derefuerzo. La sección de prueba también debe ser representativa de la mayor congestión que hade encontrarse en el trabajo de producción. Después de terminarse, pero antes delendurecimiento, se puede escarbar una pequeña parte de modo que se confirme la ausenciade material de rebote o vacíos por detrás del refuerzo.

Después del endurecimiento, se pueden quitar los especímenes de la sección de prueba pormedio de corte con sierra de diamante o puede sacarse un corazón para inspección visual, afin de confirmar el encajonamiento del acero de refuerzo, la ausencia de material de reboteatrapado y la calidad general del trabajo. Si la resistencia es una preocupación, puedenpracticarse pruebas apropiadas a los especímenes en un laboratorio.

En donde vaya a emplearse más de una cuadrilla u operador de boquilla, cada uno debecompletar satisfactoriamente los paneles de prueba. Sólo debe permitirse desarrollar el trabajoreal de producción a aquellos operadores de boquilla y cuadrillas de apoyo que hayan sidoprecalificados como resultado de la terminación satisfactoria. Mientras que tales pruebas decalificación generalmente se hacen en modelos a escala real de la estructura pertinente,también se puede utilizar una sección apropiada del trabajo real como el principio del proyecto.(¿O al comenzar el proyecto?) (ver)

Se debe contratar un inspector calificado de base con tiempo completo para el trabajo deconcreto estructural. Además de observar constantemente la operación de la boquilla,ocasionalmente debe quitarse algo del material de concreto fresco lanzado desde atrás delrefuerzo grande o congestionado. Esto confirmará el relleno completo y la ausencia de materialde rebote u otras condiciones no satisfactorias. Obviamente, tal inspector debe tambiénprocurar los especímenes requeridos para la evaluación de la resistencia. En los casos en quela resistencia del trabajo terminado sea cuestionada, se pueden procurar especímenes de

corazones para pruebas, tal como se hace con el concreto normal.

Concreto lanzado frente a concreto

Debido a la naturaleza de su composición, el concreto lanzado no debe compararsedirectamente con el concreto colado convencionalmente. Aunque pueden obtenerse fácilmentelas resistencias especificadas, y con frecuencia éstas pueden sobrepasarse ampliamente, escomún que haya una considerable variación de resistencia en diferentes lugares dentro de unacolocación.

En el trabajo de mezcla seca, se puede experimentar también una considerable variación de larelación agua/cemento. Deben esperarse imperfecciones menores tales como pequeñosvacíos, pequeñas cantidades de material de rebote atrapado y visibles líneas de aplicación, yno deben desviarse de la aceptabilidad general, tal como se establece para el rendimiento alargo plazo de muchas aplicaciones estructurales significativas.

Un método práctico para evaluar el significado de tales imperfecciones en corazones deconcreto estructural es el que establece que el área total de vacíos o de material de rebote nodeben exceder el uno por ciento del área del corazón. Sin embargo, se requiere sentido comúnal juzgar tanto el tamaño como la configuración de los defectos individuales, y debeconsiderarse su relación con el acero de refuerzo. Por ejemplo, un vacío de 1 pulg.2 (600 mm2)debe ser de mucha mayor importancia si se localiza adyacente a una pequeña varilla derefuerzo que si estuviera adyacente a una varilla mucho más grande. Obviamente, si estuvieracompletamente alejada de cualquier refuerzo, sería de poca importancia.

En reconocimiento de lo anterior, el Comité 506 del ACI ha incluido un sistema de graduaciónde corazones en su documento recientemente revisado "Especificación para Materiales,Proporcionamiento y Aplicación del Concreto Lanzado." En él, se delinean cinco grados decorazones, siendo el más alto el grado 1, que permite un vacío máximo de 1/8 por 1/4 de pulg.(3.2 por 6.4 mm). Un corazón de grado 4 puede contener una imperfección mayor condimensiones de hasta "1 pulg. (25 mm ) perpendicular a la cara del corazón con un anchomáximo de 1 1/2 pulg. (38 mm)", y el extremo del corazón "puede ser arenoso y con vacíosque contengan material rociado en exceso a una profundidad de 1/8 pulg. (3 mm)." El corazónde grado 5, el de menor calidad, sería cualquier corazón que no cumpliera con los requisitosdel grado 4.

Existe una gran controversia respecto al sistema de graduación de corazones, en la queparticipan muchos oponentes, incluidos varios miembros del comité. El sistema, aunquesignifica un paso en la dirección correcta, tiene sin embargo algunas deficiencias. Una, de lamayor importancia, es que falla en la correlación del tamaño del defecto permitido con laproximidad y tamaño del acero de refuerzo.

Finalmente, se impone una advertencia. En reconocimiento a su uso extendido y bienestablecido en aplicaciones estructurales, las expectativas respecto al concreto lanzado soncada vez mayores. Sin embargo, existen limitaciones prácticas, y es imperioso que se

reconozcan. Las colocaciones individuales deben procurar un espacio para mover la boquillahasta los lugares más distantes y permitir la salida tanto de aire como de material de rebote.Se requiere suficiente espacio para que el operador de boquilla y el operador de soplete puedantrabajar uno al lado del otro todo el tiempo que sea necesario. Tanto los contratistas como losespecificadores deben saber cuándo decir "no". A este respecto, se aconseja una consultacon los operadores de boquilla muy experimentados en aplicaciones estructurales, antes deespecificar aplicaciones que requieran un rendimiento extraordinario.

FOTOGRAFÍAS

Figura 1. Con frecuencia se encuentra uno con elementos muy gruesos y fuertementereforzados en obras de concreto lanzado estructural, especialmente en áreas de actividadsísmica.

Figura 2. Son comunes las múltiples capas de refuerzo que se trabajan fácilmente con elconcreto lanzado.

Figura 3. Es importante una buena adherencia a una construcción ya existente al usarconcreto lanzado de mezcla húmeda; la colocación puede detenerse a corta distancia de lasuperficie superior, y rellenarse después, generalmente con mezcla seca.

Figura 4. Los empalmes mecánicos en estas grandes varillas verticales ayudan a minimizar lacongestión. El espacio más pequeño que resultaría de los empalmes traslapados estándar enesta situación inhibiría seriamente el lanzamiento óptimo.

Figura 5. Estos empalmes mecánicos del tipo agarradera minimizan el congestionamiento enamarres y estribos de columnas.

Figura 6. La eliminación de la parte lateral del molde de esta viga cuando su denso refuerzo enla parte inferior se ha encapsulado, ayuda a obtener una buena calidad de comportamiento.

Figura 7. Una vez que la parte inferior del refuerzo ha sido bien encapsulado, se coloca la partelateral del molde y se continúa el lanzamiento del concreto.

Figura 8. Los moldes rígidos utilizados para el control de alineamiento de esquinasdensamente reforzadas impedirá el encapsulamiento apropiado del refuerzo. Un alambre demasa como el que se muestra no restringe la dirección de la boquilla o la salida de aire y delmaterial de rebote.

Figura 9. Las secciones gruesas deben construirse en capas con una inclinación deaproximadamente 45 grados respecto a la cara. La superficie también debe estar inclinadalongitudinalmente, a fin de resistir el material de rebote atrapado.

Figura 10. Boquilla dirigida hacia la complejidad del refuerzo congestionado.

Figura 11. Boquilla mantenida muy cerca de la superficie trabajada; de hecho, dentro del

refuerzo.

Figura 12. Es importante que el operador del soplete trabaje junto al operador de la boquilla entodo tiempo.

Figura 13. Preparación de una superficie con un cepillo de cerdas duras, antes del fraguadoinicial.

Figura 14. Limpieza de una junta a aproximadamente 45 grados para facilitar la operaciónadicional de la boquilla y resistir el material de rebote atrapado.

Figura 15. Un modelo de tamaño real de una columna de cabezas ensanchadas para el puenteque se ve al fondo. La terminación exitosa de este modelo a escala real calificó al contratistapara el recubrimiento de las columnas, muy altas, del puente de intersección de una carreterainterestatal.

Referencias

1. "Chemicals Solidity Beach Sand", Southwest Builder and Contractor, 14 de mayo, 1965.

2. Strand, Donald R., "Earthquake Repairs, Kaiser Hospital, Panorama City, California",Proceedings, American Society of Civil Engineers, National Structural Engineering Meeting,San Francisco, abril de 1973.

3. "1931 High School is Retyrofit for Seismic Loading", Engineering News­Record, 1 de marzode 1979.

4. Isaak, Merlin y Chris Zynda, "Innovating with Shotcrete", Concrete International, vol. 4, núm5, mayo de 1992, pp. 31­35.

5. ACI Committee 506, "Proposed Revisions of: Specifications for Materials, proportioning, andApplication of Shotcrete (ACI 506.2), ACI Materials Journal, enero­febrero de 1994.

6. Warner, James, "Understanding Shotcrete –Finishing, Curing, and Quality Control", ConcreteInternational, vol. 17, núm. 8, agosto de 1995, pp. 72­75.

7. Warner, James, "Understanding Shotcrete –Its Application", Concrete International, vol. 17,núm. 6, junio de 1995, pp. 37­41.

James Warner, Miembro del ACI, es un ingeniero consultor que tiene su base en Mariposa,California. Su práctica internacional incluye análisis y solución de problemas de cimientos,estructurales y de materiales. Es miembro del Comité 364 del ACI, Rehabilitación.

Este artículo se publicó en Concrete International y se reproduce con la autorización delAmerican Concrete Institute.

De libros, revistas, memorias

Comportamiento sísmico de puentes con apoyos elastoméricos

O. García, A.G. Ayala y U. Mena

Memoria del XI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Veracruz, México, 1997, 10 pp.

Se estudia la influencia de los apoyos elastoméricos sobre el comportamiento no lineal demodelos estructurales de puentes de concreto, incluyendo el efecto de la carga viva aplicadaexcéntricamente a la calzada. Los resultados obtenidos se comparan con la respuestaestructural obtenida a partir de modelos lineales y se proporcionan las conclusiones yrecomendaciones más relevantes del estudio.

La seguridad sísmica en las presas en México

R. Flores Berrones, X Li Liu, V. Trueba y J. Avilés

Memoria del XI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Veracruz, México, 1997, 9 pp.

Se hace una revisión de las normas y lineamientos que existen o están en proceso en Méxicopara garantizar que las presas que se diseñan, construyen y operan en el país, están segurasdesde el punto de vista sísmico. Se incluyen los casos de las presas de jales y las presasabandonadas, por la relevancia de su peligrosidad en zonas de alta sismicidad. Se anotanvarias recomendaciones encaminadas a revisar la estabilidad de las presas construidas en elterritorio nacional mediante procedimientos simplificados de análisis y realizando unainstrumentación apropiada para cada caso.

Comportamiento de tuberías enterradas durante sismos

E. Musito

Memoria del XI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Veracruz, México, 1997, 18 pp.

Se presenta el modelo numérico que muestra la importancia de los efectos de las condicionesdel suelo sobre la vulnerabilidad de las tuberías enterradas para transporte de gas natural enun ambiente sísmico, ya que gran parte de los daños durante la operación de las tuberías sonoriginados por el movimiento de la tierra. Se estudiará la relación cuantitativa entre el grado dedeformación de la tubería y la estructura del suelo, por ejemplo, cambios bruscos en la capasuperficial blanda alteran la respuesta de la tubería ante un sismo. Por lo tanto, se desarrollauna metodología que permite obtener resultados en el modelo de interacción tubería­suelo­carga sísmicas

Estudios del comportamiento sísmico de edificios prefabricados de concreto

Mario E. Rodríguez y John Jairo Blandón

Memoria del XI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Veracruz, México, 1997, 9 pp.

En esta investigación se estudia el comportamiento sísmico de un edificio prefabricado deconcreto. En la estructura se combinan marcos y muros de concreto reforzado; éstos toman lamayor parte de las acciones laterales. Además del comportamiento global de la estructura, sepretende estudiar el comportamiento sísmico de las conexiones entre vigas y elementosverticales, así como el del sistema de piso prefabricado. Se describen las características delespécimen que se pretende ensayar, los criterios empleados para su diseño, así como algunascaracterísticas de su posible comportamiento estructural ante acciones sísmicas.

Sismicidad y riesgo sísmico

Mario Ordaz

Memoria del XI Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Veracruz, México, 1997, 21 pp.

Se hace una revisión sobre algunos de los avances más importantes de los últimos años enlos procedimientos de evaluación de riesgo sísmico en México. Se tocan aspectos detectónica, estimación de sismicidad local, estimación de movimientos fuertes,microzonificación y evaluación de pérdidas esperadas por sismo. Se pone especial énfasis enlas investigaciones y prácticas llevadas a cabo en México. Se hacen ver algunas de lasdeficiencias en las técnicas actualmente en uso y, en algunos casos, se plantean posiblessoluciones. Se incluyen numerosas referencias.

Use of blended silica fume cement in commercial concrete mixtures

K.H. Khayat, M. Vachon y M.C. Lanctôt

ACI Materials Journal, vol. 94, núm. 3, mayo­junio de 1997, 10 pp.

El objetivo de este documento es proporcionar datos acerca de las propiedades del concretohecho con cemento de sílice amorfo mezclado y compararlo con valores obtenidos en mezclassimilares que contienen cementos normales portland Canadian CSA de Tipo 10 y de Tipo 20(similares a los cementos ASTM C 150 de Tipo I y de Tipo II). Las mezclas se probaron encuanto a consistencia, contenido de aire, sangrado, tiempo de fraguado, elevación detemperatura, desarrollo de resistencia a compresión, rápida permeabilidad de iones de cloruro ydurabilidad a la congelación­deshielo.

Diseñar para obtener durabilidad

Joseph F. Lamond

PRESENTACIÓN:

Construir estructuras de concreto que, además de resistentes, sean durables, requiere demanera ineludible desarrollar especificaciones con ese fin. La permeabilidad del material y lascondiciones microclimáticas a que estará expuesto son factores estrechamente relacionadoscon la durabilidad y deben tomarse en cuenta al diseñar. Si a esto se agrega un buenproporcionamiento de la mezcla, métodos adecuados de construcción y buenos trabajos deconsolidación, acabado y curado, el éxito es un hecho.

El diseño de una estructura de concreto requiere una investigación del entorno microclimáticoen el que va a funcionar. La investigación deberá realizarse al comienzo del proyecto, nocuando se están preparando las especificaciones finales.

El proyectista debe reconocer que la humedad es crítica para la durabilidad del concreto; por lotanto, se deben disponer el drenaje, las juntas y otros detalles de diseño para mantener lahumedad al mínimo. Se ha sabido y documentado a lo largo de los años que la selección delos materiales apropiados tiene influencia en la durabilidad del concreto.

El informe ACI 201.2R1 indica que para obtener resistencia a la congelación y descongelación,resistencia al ataque de sulfatos y resistencia a la corrosión, la relación agua / cemento (a / c)se debe mantener abajo de un valor máximo. Sin embargo, pocos proyectistas especifican unaa / c máxima. En cualquier proyecto en que la relación a / c no se pueda convertir a unaresistencia a la compresión, se deberá especificar la relación de agua respecto de losmateriales cementantes.

El ACI 318 Building Code2 tiene un capítulo sobre durabilidad del concreto para el diseño deestructuras de concreto reforzado El proyectista no siempre comprende los requerimientos delreglamento o los especifica correctamente. En su primera conferencia sobre durabilidad delconcreto, Katherine and Bryant Mather desafiaron a los proyectistas:3 el concreto no necesitadeteriorarse; los proyectistas deben asegurar que no se deteriore sin que el costo se elevemás de lo necesario; y deben eliminarse las recomendaciones excesivas en lasespecificaciones. Esto se puede lograr si se proyecta para obtener durabilidad.

Además, Neville4 expresó que sigue existiendo una fascinación por los resultados de laresistencia a la compresión. Nada, o poco, se especifica en lo que toca a durabilidad, y losproyectistas continúan en la creencia de que el concreto resistente es concreto durable.

La Portland Cement Association (PCA) dio a cono conocer un estudio de conciencia delconsumidor para una investigación de mercado sobre los temas de cemento y concreto. Losresultados no fueron sorprendentes para cualquiera que esté en la industria de la construcción:

61 por ciento de los consumidores piensan que "cemento y concreto son la misma cosa", y 91por ciento cree que "el cemento portland viene de Portland, Oregón". Según la experiencia delautor en el seminario para durabilidad, los asistentes de ingeniería y construcción creen que elcemento portland de tipo II es el especificado y empleado cuando se necesita cemento de bajoálcali.

La gente del diseño y de la industria de la construcción deberá entender que el concreto seentrega y se deposita en estado fresco y que, casi inmediatamente, por una reacción química,comienza un proceso de endurecimiento.

En estado fresco o recién mezclado, las preocupaciones principales son las propiedades detrabajabilidad y de colocación. En el estado endurecido, son la resistencia, la durabilidad, lacapacidad de servicio y el comportamiento lo que preocupa. Estas inquietudes no se puedenencauzar apropiadamente a menos que el proyectista y el contratista reconozcan que el"tiempo para hacer el trabajo correcto" es durante el estado fresco inicial.

Diseño

Los tres usos más citados del concreto son: 1) calles y caminos; 2) oficinas, almacenes,fábricas y edificaciones; y 3) cimientos, entradas a cocheras y casas. ¿Por qué un propietariode casa no querría una entrada de cochera que dure al menos tanto como la hipoteca?

Importantes para la durabilidad del concreto son los líquidos y gases que lo penetran. Loslíquidos y gases más comunes son el agua, los iones puros o agresivos, el dióxido de carbonoy el oxígeno. La durabilidad del concreto depende en gran medida de la facilidad con que loslíquidos o los gases (o ambos) entran y se mueven a través del concreto. A esto se llamacomúnmente permeabilidad del concreto.5 Por lo tanto, durante el diseño se deberá evaluarcada estructura en cuanto a la presencia de estos líquidos y gases y a las exposicionesrelacionadas con la durabilidad.

Las condiciones microclimáticas son también importantes. Un puente orientado en la direcciónnorte­sur tendrá un microclima diferente a otro que esté orientado en la dirección oriente­poniente. El sistema estructural de concreto de una edificación puede no estar expuesto alíquidos o gases mientras está en servicio; sin embargo, el pavimento exterior estará expuestoa la humedad y a la congelación y descongelación. El área de plataforma de carga de laedificación puede estar expuesta a humedad, iones de cloro, congelación y descongelación, ya la abrasión. Estos son sólo dos ejemplos de la necesidad de evaluar condicionesmicroclimáticas.

Materiales

El concreto está compuesto por materiales cementantes, agregados, agua y, usualmente, unaditivo químico. Cada constituyente puede tener un efecto en la durabilidad del concreto.

Los materiales cementantes son cementos hidráulicos que están algunas veces combinados

con ceniza volante, puzolanas naturales, escoria molida granulada de alto horno o humo desílice. Cada uno de estos materiales cementantes puede tener un efecto en la durabilidad;algunos pueden ser benéficos y otros pueden ir en detrimento de la misma.

El problema más común que afecta a los materiales cementantes es la reacción álcali­agregado. El proyectista deberá conocer la disponibilidad de cemento de bajo álcali. Si secuenta con ésta, deberá especificarse. De lo contrario, habrá que emplear otros requerimientospara anular este problema de durabilidad.

Los agregados pueden tener efecto sobre la resistencia a la abrasión, congelación ydescongelación y reactividad álcali­agregado. El proyectista deberá saber si los agregados sonpotencialmente reactivos, de manera que se puedan proporcionar especificaciones paranulificar este problema de durabilidad.

El agua que es potable y no tiene sabor u olor pronunciado se puede utilizar como agua demezclado al mezclar el concreto. Sin embargo, el agua que no es potable puede serconveniente para mezclar concreto. El agua que no es conveniente para beber puede conteneringredientes que afecten la durabilidad del concreto. Cuando se utiliza agua cuestionable, lasespecificaciones deberán incluir criterios de aceptación, los cuales se basan usualmente en laresistencia a la compresión y en los resultados de pruebas establecidas.

Algunos aditivos químicos pueden tener un efecto en la corrosión de metales empotrados en elconcreto y otros se pueden utilizar para reducir el contenido de agua. La evaluación de laspropiedades de aditivos químicos da por resultado especificaciones que pueden anular lacorrosión de metales. Un contenido inferior de agua puede hacer más impermeable el concreto.

Exposiciones de durabilidad

Además de dar al contratista la más amplia selección de materiales especificados al menorcosto, el proyectista debe también atender a las exposiciones de durabilidad a las que laestructura de concreto estará sometida durante su construcción y servicio.

Una solución es proyectar para obtener durabilidad a fin de evitar el problema. La alternativa esque alguien tenga que aprender a vivir con el problema. Para proporcionar un diseño completo,es preciso saber qué datos son necesarios para las condiciones de durabilidad.

Las condiciones externas más comunes comprenden: resistencia a congelación ydescongelación, exposición química agresiva, abrasión y prevención de corrosión de metalesempotrados. El problema interno más común en el concreto es una reacción química deagregados y álcalis.

Para obtener resistencia a congelación y descongelación, el informe ACI.201.2R1 recomienda:

reducir al mínimo la exposición a la humedad;una relación a / c de 0.45 o menos;

proveer un sistema apropiado de vacíos de aire;emplear un agregado resistente a la congelación;curar el concreto adecuadamente;no exponer el concreto a congelación sino hasta que alcance suficiente resistencia;poner en práctica métodos confiables de construcción.

El informe ACI 201.2R1 también tiene recomendaciones para exposiciones químicas agresivastales como ataque de sulfato, exposición al agua de mar, ataque de ácido y carbonatación.Para reducir al mínimo el ataque moderado de sulfato se deberá utilizar cemento portland detipo II, cemento hidráulico portland de tipo IP (MS) mezclado con puzolana, cemento portlandhidráulico mezclado con escoria de alto horno de tipo IS (MS), una mezcla de cementoportland de tipo I, y una escoria de alto horno molida granulada o una puzolana que se hadeterminado que da resistencia a sulfato equivalente. La máxima a / c deberá ser de 0.50.

Para resistencia a la abrasión, el informe ACI 201.2R1 recomienda que la resistencia a lacompresión sea de más de 28 MPa. La consistencia (revenimiento) del concreto deberá ser delmenor valor práctico para colocar y compactar. Cuando las losas de servicio pesado esténsujetas a severa abrasión, se deberá utilizar un piso de dos capas con una capa superior paraservicio pesado. Los agregados resistentes a la abrasión se deberán tomar en cuenta, y losmétodos de construcción deberán incluir procedimientos apropiados de colocación y acabado.

Para corrosión de metales empotrados en el concreto, el informe ACI 201.2R1 y ACI222R13recomienda una a / c baja y el recubrimiento adecuado para la condición de exposición delacero de refuerzo. Además, el concreto tiene que ser compactado apropiada y completamente.

Para agregados potencialmente reactivos en el concreto, el informe ACI 201.2R1 y el 221R10recomiendan un cemento portland de bajo álcali o una mezcla de cemento portland y unapuzolana, escoria de alto horno molida granulada o un cemento hidráulico mezclado.

Cada estructura de concreto tiene diferentes condiciones de entorno y de exposición dedurabilidad. Por lo tanto, el proyectista debe especificar y seleccionar los materiales y laspropiedades del concreto recién mezclado y endurecido que proporcionará comportamiento delargo plazo durante la vida de servicio proyectada.

Construcción

El contratista selecciona los materiales más económicos para el concreto. Los mismos debenestar en proporciones tales que permitan su trabajo y colocación, y satisfagan losrequerimientos de resistencia y durabilidad. Hay muchos factores durante la construcción quepueden dar por resultado la baja durabilidad del concreto:

alta a / cinsuficiente contenido de cementoinsuficiente sistema de vacíos de airerevenimiento alto

sangrado excesivomala compactaciónmal acabadocurado inadecuadosecado al aire inadecuado

El concreto de la estructura debe estar plenamente compactado. Si no ocurre así,particularmente en el recubrimiento de concreto, el resultado será un concreto más permeabley, consecuentemente, menos durable que lo proyectado.

Cuando el concreto está expuesto a congelación y descongelación en presencia de sales paradeshielo, deberá tener un contenido de cemento de 310 kg. / m3.2 Si el contenido de cementoes menor que el necesario, el concreto puede ser menos durable que lo proyectado.

Cuando el revenimiento excede lo especificado, el contenido de agua es usualmente más altoque lo requerido, y esto da por resultado una a / c más alta que la necesaria, lo cual hacenuevamente menos durable el concreto.

En muchos proyectos en los que se necesita concreto con aire para obtener resistencia a lacongelación y la descongelación, no se determina el contenido de aire. Si éste es menor que loespecificado o requerido, el sistema de vacíos de aire puede ser inadecuado, y el concreto,menos durable. El concreto expuesto a congelación y descongelación a una edad temprana enuna condición saturada con resistencia insuficiente y sin secado al aire adecuado puedetambién ser menos durable.

Otro aspecto que puede volver al concreto menos durable son las malas prácticas de acabado,tales como acabado con agua de sangrado presente, lo cual da por resultado una a / c másalta en la superficie.

El curado se puede realizar por varios métodos. Sin embargo, en muchas obras no se aplica yse ha determinado que un curado inadecuado o la falta de curado puede dar por resultado unconcreto menos durable.

Resumen

Durante el diseño del proyecto se deberá estudiar la exposición al entorno de cada segmentode la estructura de concreto, poniendo especial atención en las condiciones microclimáticas.Habrá que considerar todos los aspectos de durabilidad que vayan a tener efecto durante laconstrucción y la vida en servicio de la estructura.

Estos estudios de diseño se deben traducir en requerimientos de especificaciones de proyectoque sean razonables y no excesivas. La mezcla de concreto deberá estar proporcionada conbase en los materiales seleccionados por el contratista para asegurar que se satisfagan losrequerimientos de durabilidad. Para asegurar la durabilidad proyectada, se tendrán quemantener los métodos de construcción apropiados, particularmente aquellos que afectan las

propiedades del concreto fresco conforme es entregado. La consolidación, el acabado ytambién el curado se deberán ejecutar de tal manera que las propiedades del concretoendurecido tengan la durabilidad proyectada.

Referencias

1. ACI Committee Report 201.2R­92, "Guide to Durable Concrete", Manual of ConcretePractice, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1997, p. 38.

2. ACI 318­95, "Building Code Requirements for Reinforced Concrete", Manual of ConcretePractice, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1997, pp. 33­37.

3. Mather, K. y B. Mather, "Reflections on Concrete Durability and on International Conferenceon Durability"., Concrete Durability / Proceedings of the Katharine and Bryant MatherInternational Symposium, SP­100, American Concrete Institute, Detroit, 1987, pp. 1­9.

4. Neville, A., "Why We Have Concrete Durability Problems", Concrete Durability / Proceedingsof the Katharine and Bryant Mather International Symposium, SP­100, American ConcreteInstitute, Detroit, 1987, pp. 21­30.

5. Neville, A. M., Properties of Concrete, 4a. de., Longman Group Ltd., Londres, 1995, p. 483.

6. ACI Committee Report 225R­91, "Guide to the Selection and Use of Hydraulic Cements",Manual of Concrete Practice, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1997, p. 29.

7. ACI Committee Report 232.2R­96, "Use of Fly Ash in Concrete", Manual of ConcretePractice, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1997, p. 29.

8. ACI Committee Report 233R­95, "Ground Granulated Blast Furnace Slag as a CementitiousConstituent Concrete and Mortar", Manual of Concrete Practice, American Concrete Institute,Farmington Hills, MI, 1997, p. 34.

9. ACI Committee Report 234R­96, "Guide for Use of Silica Fume in Concrete", Manual ofConcrete Practice, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1997, p. 56.

10. ACI Committee Report 221R­96, "Guide for Use of Normal­Weight Aggregates in Concrete",Manual of Concrete Practice, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1997, p. 29.

11. ACI Committee Report 212.3R­91, "Chemical Admixtures for Concrete", of ConcretePractice, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1997, p. 31.

12. ACI Committee Report 212.4R­93, "Guide for the Use of High­Range Water­ReducingAdmixtures (Superplasticizers) in Concrete", Manual of Concrete Practice, American ConcreteInstitute, Farmington Hills, MI, 1997, p. 28.

13. ACI Committee Report 222R­96, "Corrosion of Metals in Concrete", Manual of Concrete

Practice, American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1997, p. 30.

Joseph F. Lamond es ingeniero consultor de Jefferson, Virginia

Este artículo fue publicado en Concrete International, en noviembre de 1997 y se reproducecon la autorización del Aberdeen Concrete Institute.

Evaluación de pavimentos de concreto hidráulico

Una metodología original basada en criterios de durabilidad

Maestra Cecilia Olague Caballero y doctor Pedro Castro Borges

PRESENTACIÓN: El deterioro de los pavimentos de concreto construidos en nuestro paísdurante los últimos años es el punto de partida de este estudio que busca contribuir a lasolución de un problema tan importante de la infraestructura vial. Los autores proponen unametodología para evaluar la acción de diversos factores que inciden en la durabilidad de lasestructuras, con el objeto de que los resultados que se desprendan de su aplicación se tomenen cuenta al formular las especificaciones de diseño y construcción de nuevas carreteras.

Durante los últimos años, la red carretera del país se ha ido modernizando. Comoconsecuencia de ello, se utilizan cada vez más los pavimentos de concreto (simple,rehabilitado o reforzado con pasajuntas).1 Sin embargo, las especificaciones de diseño yconstrucción que se aplican no contemplan, por lo general, la acción del ambiente sobre lospavimentos, ni consideran los tipos de suelo que existen en la república y que podrían, enambos casos, afectar su durabilidad.

En este trabajo se presenta una propuesta de metodología de evaluación con base en criteriosde durabilidad que se elaboró a partir del análisis del estado de deterioro que guardan lospavimentos de concreto recientemente construidos en México. Dicha metodología propone laevaluación de pavimentos de concreto hidráulico considerando cinco áreas básicas: materialesy concreto, procedimientos de construcción, tipos de carga, efectos ambientales y respuestasdel pavimento a los efectos ambientales.

Desarrollo de los pavimentos de concreto en México

A partir de 1993 se inicia a gran escala la construcción de pavimentos rígidos nuevos,1 asícomo la construcción de sobrecapas ultradelgadas de concreto hidráulico tanto en el estado deChihuahua como en el resto del país. Por lo tanto, la experiencia en cuanto al comportamientode este tipo de pavimentos es escasa en México, y prácticamente nula en relación con sudurabilidad.2

Actualmente existen varios tramos de carreteras de concreto en el país. Uno de ellos es ellibramiento Ticumán –con una extensión de 8,350 km–, que consiste en una sobrecapa deconcreto hidraúlico de aproximadamente 20 cm de espesor que fue aplicada sobre elpavimento de asfalto existente con el propósito de rehabilitarlo para proporcionar un tránsitoseguro y eficiente a una vía que tiene un alto porcentaje de vehículos pesados. El tramoTihuatlán­Poza Rica (La Nacional); la autopista Cárdenas­ Agua Dulce en el estado deTabasco, con una longitud de 84 km; a autopista Guadalajara­Tepic con 34 km de longitud endos cuerpos; la ehabilitación del camino Yautepec­Jojutla (La Nacional) en el estado deMorelos, con una longitud de 32 km; la construcción del cuerpo nuevo de 38 km de la

autopista Querétaro­San Luis Potosí; El Huizachal e Ixtapa­Aeropuerto. También seencuentran en etapa de tendido de concreto las autopistas Tulum­Nizuc y Pirámides­Tulancingo. En diciembre de 1996 salieron a concurso dos carreteras federales más: ElHuizachal­Matehuala y el libramiento Ruta Dos en Nuevo Laredo, las cuales ya se encuentranen construcción. La longitud total de carreteras construidas o en proceso de 1993 a febrero de1997 está distribuida como sigue: de concreto simple, 110 km­carril de refuerzo y 64 km­carrilde pavimento nuevo. De concreto con pasajuntas, 752 km­carril de pavimento reforzado y1,272 km­carril de pavimento nuevo.1 Como se puede observar, el volumen de pavimentos deconcreto crece de manera significativa, y no sólo en México, como se evidencia aquí, sino entodo el mundo. Esto denota la necesidad de aportar metodologías nuevas de evaluación con elobjeto de tener una red de carreteras en óptimas condiciones.3,4

En el estado de Chihuahua, a raíz de la creación de consejos de urbanización municipal y a lainfluencia del Grupo Cementos de Chihuahua, se ha promovido en las principales ciudades,incluida la capital, la pavimentación de zonas residenciales con concreto hidraúlico, así comola técnica de rehabilitación de pavimentos flexibles que no presentan falla estructural mediantela colocación de una sobrecapa de concreto hidraúlico. A la fecha se han construido en elestado alrededor de 1,730,000 m2 de losa de concreto por año.5

En las carreteras principales donde se han utilizado los pavimentos de concreto, las cargas detránsito de diseño varían de 2 ´ 107 a 8 ´ 107 ejes equivalentes de 8.2 ton. Los espesores delas losas están en el rango de 200 a 300 mm. Se han utilizado dos tipos de pavimento rígido:de concreto con pasajuntas (JRCP), que constituye 92 por ciento de la longitud total, y el restode concreto simple (JCP). Esto es independiente de las rehabilitaciones efectuadas sobrepavimentos flexibles a los cuales se les ha colocado una sobrecarpeta de concreto hidráulico.6

En general, el espaciamiento de las juntas de contracción sin pasajuntas varía de 3.8 a 4.7 my, en caso de contar con pasajuntas, de 4.5 a 6.0 m. Los pasajuntas son de barras lisas deacero de 50 cm de largo con diámetros de 31.8 a 38.1 mm , aproximadamente 1/8 del espesorde las losas donde se colocaron. Las juntas longitudinales se han diseñado con unaseparación de 3.5 a 6.0 m y han sido unidas con barras de amarre, formadas por secciones deacero de 12.7 mm de diámetro. Para el sellado de las juntas se ha utilizado sello preformadoplástico y un material a base de silicón o tiras de PVC como alternativa para las juntaslongitudinales. Los acotamientos se han hecho de concreto, con el mismo espesor delpavimento e integrados a la losa de rodamiento por medio de barras de amarre. La resistenciaa la flexión del concreto medida en la prueba de carga en los tercios medios de vigas havariado de 45 a 55 kg/cm2 a los 28 días.6

Algunos de ellos, por problemas de diversa índole han suspendido su construcción porperíodos largos y la han reiniciado posteriormente. Esta situación ha causado que, en el casode ambientes marinos, los pasajuntas hayan quedado parcialmente expuestos al cloruro delmar y hayan resultado precorroídos antes de ser completamente embebidos. Puede hablarsede problemas similares en diversas carreteras de concreto en el país que no se han tomado encuenta y que, definitivamente, a corto plazo repercutirán en costosos programas de

mantenimiento u operación inadecuada.

Importancia del estudio de la durabilidad

El deterioro sufrido por algunos de los pavimentos construidos ha sido excesivo y lasdeficiencias se han atribuido a fallas en el diseño,7 control de calidad, escasa capacitación delpersonal dedicado a la construcción de este tipo de pavimentos, lo cual ha inducido defectosen el proceso constructivo, influencia de la temperatura, sistemas de juntas deficientes,curado y texturizado escaso o no uniforme ,entre otras.5 La atribución de fallas se ha basadomuchas veces en experiencias y conocimientos empíricos, sin que se haya desarrollado unametodología detallada que permita dictar recomendaciones tendientes a aumentar ladurabilidad en los pavimentos de concreto sobre la base de la detección de las causas realesde los problemas observados.5

Algunos de los principales problemas de durabilidad relacionados con los materiales deconcreto son la resistencia al congelamiento y descongelamiento, la reactividad alcalina y laresistencia a la abrasión. Como consecuencia de éstos problemas se inducen otros en elacero (pasajuntas o mallas). Por ejemplo, en zonas de hielo y deshielo se utiliza sal para evitarel congelamiento y los accidentes; en las zonas marinas la sal del mar se deposita en lospavimentos, y en grandes ciudades con determinado nivel de humedad hay carbonatación delpavimento. Estas situaciones producen la corrosión del acero y por ende una degradación másrápida del concreto.

Joseph Lamond8 indica que para evitar problemas de congelamiento y deshielo, el pavimentono deberá estar críticamente saturado, los vacíos de la pasta habrán de ser los adecuados, sedeberá verificar que los agregados no sean susceptibles al congelamiento. Para controlar lareactividad álcali carbonato, habrá que especificar la selección de la cantera de agregados y eluso de un cemento portland bajo en álcalis. Para asegurar un concreto resistente a la abrasiónse tendrá que especificar la adecuada resistencia a la compresión y la calidad de losagregados finos y gruesos. De igual manera, deben tomarse precauciones especiales paraminimizar el ingreso de sales y gases al concreto que afecten su durabilidad. Lo anterior sóloserá posible cuando se logre conocer las propiedades físicas y químicas de nuestrosmateriales y se emitan metodologías y reglamentos de acuerdo con nuestras condicionesclimáticas y orográficas.

Los primeros pasos para desarrollar una metodología de evaluación de pavimentos en términosde durabilidad se están dando en el estado de Chihuahua donde se encuentra ubicada la zonade mayor susceptibilidad del país a presentar problemas de durabilidad en el concreto porcongelamiento y deshielo. Por otra parte, existen evidencias de agregados reactivos en elestado de Nuevo México y en Texas, lo que hace suponer que en Chihuahua es altamenteprobable la existencia de reacciones álcali­agregado que influyan en la baja durabilidad delconcreto. Esta situación podría repetirse de manera similar en varias partes del país.

Como resultado de una evaluación preliminar del deterioro de los pavimentos del estado de

Chihuahua se observó una serie de condiciones de relajamiento de los esfuerzos, definidascomo defectos de la superficie, agrietamientos (desde leves hasta severos), deformaciones ydeficiencias de las juntas, que mostraban pasajuntas esviajados, superficiales y expuestos,cedencia del terreno de apoyo y diversos problemas constructivos (figuras 1 y 2).

Parámetros de durabilidad en pavimentos de concreto hidráulico

La durabilidad del concreto9 empleado para la construcción de pavimentos debe estudiarse enfunción de la influencia que en ella ejercen:10

los materiales constituyentes del concreto,los procesos de construcción a los que se somete el concreto,las propiedades químicas y físicas del concreto,los tipos de carga yla naturaleza del ambiente al que es expuesto el pavimento.

Asimismo debe analizarse la degradación que sufre al ser expuesto a :

procesos de congelación y descongelación,efecto de elevados gradientes de temperatura y fuertes oscilaciones de la humedadrelativa

En el caso de los pavimentos de concreto reforzado con pasajuntas o con pasajuntas y barrasde amarre, debe además estudiarse:

el efecto de la corrosión del acero de refuerzo en el deterioro de los pavimentos,la contaminación por sulfatos11la carbonatación,la contaminación por clorurosel efecto que los aditivos empleados ejercen en la durabilidad de las mezclas deconcreto elaboradas en la construcción de pavimentos12.

Metodología propuesta para estudiar la influencia de los parámetros de durabilidad

Con base en el análisis efectuado del estado de deterioro que guardan los pavimentos deconcreto recientemente construidos en México y considerando los parámetros de durabilidadmencionados anteriormente, se propone aquí una metodología original para evaluar pavimentosde concreto considerando criterios de durabilidad. Dicha metodología global, que se muestraen la figura 3, considera cinco áreas básicas: materiales y concreto, procedimientos deconstrucción, tipos de carga, efectos ambientales y respuesta del pavimento a estos efectos.Del conocimiento del efecto de cada una de estas áreas básicas en la estructura delpavimento y su respuesta en términos de durabilidad, se deducirán una serie derecomendaciones, normas y criterios que permitan contar con pavimentos más durables.

Inventario

Inicialmente se contempla la realización de un inventario de los pavimentos de concreto de laregión en estudio. En esta etapa, la recopilación de la información existente está orientada alconocimiento de datos relativos a tipos y volúmenes de carga que circulan por las áreasseleccionadas para el estudio, fecha en que se construyeron los tramos, ubicación, área (longitud y ancho), características geométricas, historial del tránsito, espesores del pavimento,espesores de la base, tipo de cemento, peso del material cementante, relación agua/cemento,resistencia a la flexión, resistencia a la compresión, tamaño máximo del agregado usado, tiposde juntas utilizadas localmente, datos climatológicos, entre otros. El inventario servirá paradefinir la organización para el levantamiento de datos de campo relacionados con la evaluaciónpreliminar o somera.

Evaluación preliminar

Este estudio tiene por objeto definir la calidad de la circulación del camino, la que seconsiderauna medida de la distorsión del pavimento, indicando la condición funcional del mismo. Losíndices más utilizados son:

Índice de Servicio Actual (ISA). Es utilizado en México por la SCT y los gobiernosestatales.Índice de Serviciabilidad Presente (PSI). Este concepto fue desarrollado durante laprueba AASHO Road Test (Carey y Rick, 1960). Correlaciona la apreciación subjetivade la calidad de manejo, medida como la capacidad del pavimento para proporcionar altránsito de todo tipo una alta velocidad con altos volúmenes de tránsito, con medidasfísicas del camino como son longitudes o áreas de deterioro y levantamientos del perfillongitudinal y transversal.Índice de Rugosidad Internacional (IRI). Indica la rugosidad del tramo o calidad decirculación como una medida de la distorsión del pavimento en un plano.

Existen en la literatura correlaciones de estos índices que pueden ser útiles, dependiendo decuál indicador se utilice para evaluar la condición de los caminos de la región considerada.

Evaluación detallada

Con base en los resultados de la evaluación preliminar se podrán definir áreas a las que sehará una evaluación detallada de deterioros utilizando el catálogo de deterioros del SHRP(Strategic Highway Research Program) para pavimentos de larga duración. Es importantemencionar que se consideró necesario incluir en la evaluación los deterioros provocados por lacorrosión del acero de refuerzo, el estado de corrosión de pasajuntas y barras de amarre,evidencias de reactividad álcali agregado y de contaminaciones químicas entre otros efectos.

Donde se considere necesario se complementará el estudio con la determinación de sitios demuestreo para profundizar en el conocimiento de cada área básica y su efecto en la durabilidadde los pavimentos de concreto.

A continuación se detallan las cinco áreas básicas que inciden en la durabilidad de los

pavimentos de concreto hidráulico.

Materiales y Concreto

Estudios de caracterización de materiales. Resulta fundamental en los análisis de durabilidaddel concreto el conocimiento de las propiedades de los materiales empleados en cada regiónpara la construcción de pavimentos de concreto, para lo cual se deberán realizar estudios decaracterización de materiales mediante análisis petrográficos, estudios básicos paradeterminar los agregados potencialmente reactivos, estudios básicos de los cementosempleados en la región que considetren la composición química de los mismos, su contenidode álcalis y su finura. Esta información facilitará la formulación de una caracterización químicay física de los materiales empleados en la construcción de las losas de concreto.

Se sugiere la definición de regiones climáticas en el área de estudio con la realización deestudios petrográficos de agregados gruesos y finos. En el caso de los agregados gruesos, seubicarán los bancos de calizas de donde se los extrae por tener una dureza 3, y se procederáa la toma de muestras tanto del material triturado final como del material directo del banco.Debe realizarse una exploración detallada del banco en la misma ocasión en que se realice elmuestreo. En el caso de los agregados finos el material generalmente es arena de río, razónpor la cual deben ubicarse los ríos de donde se la extrae, y se procederá al muestreo delmaterial necesario para el estudio, conforme a las diferentes regiones climáticas consideradas.

Los estudios petrográficos se complementarán con análisis de difracción de rayos X paraobtener información relativa a la composición química de los agregados.

Estas muestras se utilizarán además para determinar el carácter reactivo o no de losagregados de cada región climática. La reactividad álcali­agregado se sugiere que se realicecon base en:

a) Ensayes de barras de mortero (ASTM C 227), prueba que requiere de tres a seis mesespara obtener

resultados.

b) Prueba química rápida (ASTM C 289), la cual determina el contenido de agregados silíceos

potencialmente reactivos (dos o tres días para obtener resultados).

c) Prueba de núcleo de roca ( ASTM C 586 ), que determina agregados de roca con carbonatos

potencialmente reactivos (se tienen resultados en 28 días).

La evaluación detallada permitirá definir criterios para ubicar los sitios de donde se extraeráncorazones a los que se efectuarán pruebas de resistencia a la compresión y de permeabilidad.Se considera necesario la determinación del módulo de ruptura de los pavimentos de cadaregión.

La permeabilidad de un concreto es un buen indicador de su durabilidad frente a agresionesfísicas y químicas. La baja permeabilidad y una mejora sustancial de la microestructura de supasta implicarán una reducción de la permeabilidad. Hustand y Loland confirman lo anterior.13Skurdal presenta resultados de la influencia que en la permeabilidad tiene la temperatura de lasuperficie.

Propiedades químicas y físicas del concreto. Los distintos elementos qe intervienen en lamezcla de concreto deben cumplir con los siguientes requisitos en términos de durabilidad:

a) Los agregados finos deben ser químicamente inertes, libres de cualquier recubrimiento;deben ser satisfactorios en términos físicos, es decir, en cuanto a dureza, absorción,propiedades térmicas y elásticas, aspectos todos que deben ser estudiados y evaluados enlos concretos elaborados para construir pavimentos.14

b) El agregado grueso debe ser petrográficamente aceptable en cuanto a dureza y tenacidad;debe ser químicamente inerte, libre de cualquier recubrimiento, tener granulometría y formaapropiadas; debe ser satisfactorio tanto en términos físicos como en densidad y absorción,cualidades que serán analizadas en cada uno de los bancos de materiales de la región.14

c) El agua de mezclado debe ser compatible y debe estimular la hidratación química delcemento; ésta deberá estar libre de cloruros o sulfatos.14

d) Los aditivos deben ser mutuamente compatibles en el sentido químico.14, 12

La importancia de estudiar el espesor se desprende de un estudio en el que se evidencia lainfluencia del espesor del pavimento en la durabilidad del mismo.

Se ha visto que uno de los factores que más inciden en la durabilidad de las mezclas deconcreto es la relación agua / cemento: cuanto más baja es esta relación más resistente es elconcreto y más densa e impermeable es la mezcla.15

Los compuestos químicos que se encuentran en la base hidráulica pueden contener elementosreactivos con el pavimento de concreto. Si estos compuestos ascienden por capilaridadpueden llegar al pavimento y ocasionarle deterioros.16

El estudio de dosificaciones adecuadas de mezclas y el empleo de aditivos se analizarán conel fin de determinar las más adecuadas de acuerdo con los materiales de la región. Seanalizarán los bancos de materiales de la zona con el objeto de conocer la calidad de losmismos, la posible reactividad álcali­agregado,17, 13 la contaminación con sulfatos11 o clorurosque puedan afectar la durabilidad de los concretos empleados en pavimentación.14

En esta parte del estudio, y con fundamento en el conocimiento previo de la caracterizaciónquímica y física de los materiales, se plantea la realización de un estudio que defina lainfluencia del método de dosificación de mezclas en la durabilidad del concreto obtenido. Se

sugiere la comparación entre el método tradicional del ACI y un método experimental –desarrollado por un investigador cubano, el doctor V. O Reilly– cuya aplicación plantea laobtención de mezclas más económicas y durables.

Procedimientos de construcción

Como se puede apreciar en las imágenes de las figuras 1 y 2, los deterioros más severos ymás numerosos que presentan los pavimentos de concreto hidráulico en la ciudad deChihuahua se encuentran ubicados tanto en las juntas de construcción como en las juntas deexpansión. Por ello, un aspecto fundamental para considerar en la metodología es el análisisde las causas reales que están ocasionando estos deterioros.

En primer término debe realizarse una recopilación de los procedimientos y equipos deconstrucción empleados en la región. Posteriormente, y con base en la evaluación tantosomera como detallada que se realizó previamente, se debe crear una base de datos por tiposde juntas y grietas profundas de acuerdo con una convención sugerida en las mismasmetodologías. Se sugiere determinar la eficiencia de las juntas mediante la medición de lasdeflecciones del área cargada contra el área no cargada empleando la viga Benkelman, equipoeconómico y fácilmente accesible.

Tipos de carga

Los volúmenes vehiculares máximos, así como los datos del TDPA (Tránsito Diario PromedioAnual), dimensiones y peso máximo de los vehículos que circulan por los pavimentos, sondatos básicos que deben ser considerados en los análisis de durabilidad. Esta informaciónpuede obtenerse mediante una recopilación de datos existentes en las dependenciascorrespondientes. Asimismo se procederá a la verificación, cuando se considere necesario,mediante aforos vehiculares que determinen tanto el volumen como la composición del tránsitoque circula por las vialidades. Esto se hace con el fin de contar con una información confiabley segura.

Efectos ambientales

Las condiciones del medio ambiente en que se encuentran las estructuras son tan importantescomo lo es el cemento, los agregados y el material de base; esto reafirma el verdadero papelque los agregados desempeñan como componentes activos utilizados en la construcción de laestructura del pavimento.13

Es importante el estudio de los mecanismos que inducen el agrietamiento por contracciónplástica del concreto5 así como el agrietamiento por cargas de servicio ya que este redunda enuna menor durabilidad de los pavimentos.18 Esto requiere información relacionada con elgradiente térmico, la humedad relativa y datos de contaminación por sulfatos, CO2 y cloruros.

El conocimiento del gradiente térmico de la losa así como de la humedad relativa interna delpavimento es muy importante para cada región y en cada caso particular de interés.

Respuesta del pavimento a los efectos ambientales

Los estudios de resistencia al congelamiento y al deshielo deben efectuarse en las regionescon susceptibilidad alta y media, de acuerdo con la regionalización del país propuesta en elmanual del concreto de la CFE 1996. Esta se relacionará con datos, previamente obtenidos,de porosidad, absorción, permeabilidad y estructura del poro de los agregados. En general laspartículas gruesas presentan más porosidad por lo que son las más propensas a saturarse y,en consecuencia, a expandirse cuando se someten a la congelación. Este aspecto deberácuidarse especialmente en las zonas críticas (ASTM C 666).

Adicionalmente, se sugiere la realización de pruebas para determinar la profundidad decarbonatación en los pavimentos existentes en cada región, seleccionando los sitios demuestreo con base en la antigüedad y las condiciones que propicien la presencia de esteproblema.

Es importante estudiar el efecto colateral que la carbonatación podría tener en el agrietamientodel pavimento, ya que al densificarse la mezcla como resultado de la reacción álcali­carbonatopodría la sobrecapa ser más susceptible de agrietarse con el paso del tránsito.18 Ello permitirárealizar diseños más acordes con las características climatológicas del lugar y no utilizarúnicamente normativa que no se sabe si es aplicable a las condiciones del medio. Paraestudiar estos efectos es necesario seleccionar pavimentos y elaborar un mapeo de grietasseñalando su ubicación y espesor. Esta evaluación se llevará a cabo con el Manual SHRP(Strategic Highway Research Program) 1993.19 Posteriormente se extraerán corazones deconcreto en zonas agrietadas y zonas sanas para observar su resistencia a la compresiónsimple, su carbonatación y su permeabilidad. La correlación de estos factores permitiráconocer las causas de las fallas encontradas en pavimentos de este tipo.

Se deberá determinar además el frente de sulfatación y el perfil de cloruros en dondecorresponda, dependiendo de la información relativa a contaminaciones existentes.

Otro aspecto fundamental es el que se refiere al conocimiento de las condiciones locales queinducen el deterioro del acero empleado en el pavimento rígido (pasajuntas y barras de amarre)y que,, en caso de ignorarse sus efectos, inducirían un proceso de corrosión con losconsecuentes daños a la estructura. Cabe hacer mención de la importancia del estudio de esteparámetro que no es considerado de manera sistemática en ninguna metodología, y querepercute considerablemente en los costos de un pavimento ya que, si bien 61por ciento deéstos corresponde al costo del cemento, le sigue el costo de los pasajuntas y barras deamarre con 17por ciento del costo total de la losa. Esto pone en evidencia la importancia dedictar recomendaciones relativas a mejorar la durabilidad del concreto y su protección contralos agentes que corroen el acero.

Los estudios básicos de corrosión se fundamentan desde luego en toda la informaciónpreviamente obtenida. Dada la importancia de este aspecto y el desconocimiento delfenómeno mismo, se plantea la realización de una investigación profunda de los mecanismosque inducen la corrosión de pasajuntas y barras de amarre en carreteras construidas en

ambientes marinos y se propone como blanco de este estudio el caso de los pavimentos deChihuahua.

Es importante tener en cuenta que en este trabajo se pretende únicamente presentar demanera general la metodología para evaluar en términos de durabilidad los pavimentos deconcreto. Los detalles de tal metodología se especificarán en trabajos posteriores, de acuerdocon los resultados de su aplicación en el plan piloto que se realiza en algunos estados de larepública.

Normas y criterios de durabilidad para el diseño, construcción y rehabilitación depavimentos de concreto

Una vez analizada la influencia de cada uno de los factores, se estará en posibilidades dedeterminar criterios de diseño y construcción de pavimentos de concreto hidráulico paraobtener una mayor durabilidad del concreto al reducir su susceptibilidad al agrietamiento,20, 18y aumentar su impermeabilidad, dureza y resistencia a la compresión. El ahorro en costos demantenimiento y conservación de nuestras vialidades mediante el empleo de metodologíasacordes con nuestras características climáticas y nuestros materiales es una forma decontribuir al desarrollo de cada región.

Conclusiones

Los pavimentos de concreto hidráulico son muy utilizados en Europa y Estados Unidos dondese les han hecho rigurosas pruebas para adaptarlos a las condiciones de cada sitio. No esrecomendable que estas metodologías se apliquen por igual en climas diferentes a aquellospara los cuales fueron desarrolladas sin hacerles las adecuaciones necesarias porque sepuede incurrir en altos costos innecesarios o en errores.

Los pavimentos de concreto reforzado son una excelente alternativa para el país, pero esnecesario evaluar su comportamiento en diferentes ambientes para adecuar su diseño a lascaracterísticas climatológicas y de los materiales de cada sitio. Esta metodología permitirá elconocimiento del comportamiento de los pavimentos de concreto reforzado con pasajuntas ybarras de amarre que serán expuestas a diferentes condiciones del ambiente –cálido seco,cálido húmedo y cálido húmedo con contaminación de cloruros– así como al tránsito,obteniendo en cada caso recomendaciones que incidan en la durabilidad.

El objetivo de la metodología es conocer la influencia del medio ambiente en la durabilidad delmaterial (corrosión, agrietamientos, permeabilidad, carbonatación contaminación por cloruros,etcétera) y las condiciones que conduzcan a construir un pavimento más durable con mayorresistencia a la abrasión menor susceptibilidad al deterioro por efecto de las condicionesclimatológicas de nuestra región y con un mejor comportamiento.8 Como consecuencia de supuesta en práctica, se podrán ejercer también acciones correctivas, las que no se discutiránen este trabajo.

A partir de resultados de la aplicación de esta metodología se podrán iniciar y consolidar

normas y recomendaciones para mejorar procedimientos constructivos y utilizar de maneraóptima los materiales empleados en la construcción de pavimentos de concreto hidráulico enlas diferentes regiones del país.

Agradecimientos

Los autores agradecen el apoyo parcial del CONACyT, la Facultad de Ingeniería de la UACH,El CINVESTAV­Mérida y Cementos Chihuahua. Uno de los autores, Cecilia Olague Caballero,agradece la beca doctoral recibida a través de FOMMES y de la UACH.

Referencias bibliográficas

1. Scorza, R. "Experiencias en las carreteras y vialidades recientemente construidas enMéxico con concreto hidráulico". I Congreso Internacional de Vías Terrestres, Chihuahua Mex.1997.

2. Padilla, E. " La práctica de las carreteras de concreto en México" I Congreso Interamericanode Pavimentos Rígidos

3. La Hue, Stan "Incentives/desincentives for concrete pavements"

4. Velázquez, H. "Ventajas económicas de los pavimentos de concreto hidráulico", I CongresoInternacional de Vías Terrestres", Chihuahua, Méx. Abril 1997.

5. Mora, J. "Control del agrietamiento en pavimentos rígidos adicionados con fibra", Tesis degrado Maestría en Vías Terrestres, UACH Marzo 1997.

6. Ortiz O. " Consideraciones Generales sobre Procedimientos Constructivos. Experiencias yTendencias". Ponencia presentada en Mesa Redonda sobre el Estado del Arte de losPavimentos Rígidos en México. México D.F. Octubre 1997.

7. Olague, C. Castillo, S. Clemente, M. "Criterios para el diseño y construcción de pavimentosde concreto hidráulico para un camino A4S". Diciembre 1995.

8. Lamond J. "Durability of concrete pavements" memoria del Seminario Internacional sobreTecnología del Concreto: Durabilidad" Monterrey N.L. Mex. 1993

9. Mehta, P.K. "Durability­critical issues for the future concrete international" ConcreteInternational V. 19 No. 7 Julio 1997

10. Bryan Mather, " How to obtain durable concrete" Memoria del Seminario Internacional sobreTecnología del Concreto: Durabilidad, Monterrey, N.L. Mexico 1993.

11. Metha, K. "Sulfate Attack on concrete a critical review" , Memoria del SeminarioInternacional sobre Tecnología del Concreto: Durabilidad, Monterrey, N.L. Mexico 1993.

12. Rivera, R. "Función de los aditivos en la durabilidad del concreto", Memoria del SeminarioInternacional sobre Tecnología del Concreto: Durabilidad, Monterrey, N.L. Mexico 1993.

13. Hustand, T. , Loland, K.E. "Report 4: Permeability", FCB/ Sintef Norwegian Institute ofTechnology Trondheim 1981, Report stf 65 A81031.

14. Kosmatka S.H., Panarese W.C. "Design and control of concrete mixtures" PortlandCement Asociatión, 1988.

15. Scanlon, J. "Innovations in concrete technology", Memoria del Seminario Internacionalsobre Tecnología del Concreto: Durabilidad, Monterrey, N.L. Mexico 1993.

16. Cottier, J. "Efectos de la reacción álcali­agregado en el concreto", Memoria del SeminarioInternacional sobre Tecnología del Concreto: Durabilidad, Monterrey, N.L. Mexico 1993.

17. Helmuth, R. Stark D. "Alkali­Silica Reactivity" Research report SHRP­C­342 WashingtonD.C. 1993

18.Mendoza, C. "Evitando agrietamientos se mejora la durabilidad", Memoria del SeminarioInternacional sobre Tecnología del Concreto: Durabilidad, Monterrey, N.L. Mexico 1993.

[19. SHRP, National Research Council, " Distress Identification Manual for the Long­TermPavement Performance Project" Washington .D. C. 1993

20. Sanjaya P. Zollinger, D. "Influence of coarce aggregate in portland cement concrete onspalling of concrete pavements", Research report 1244­11 Texas Transportation Institute Nov.1995 revised oct 1996.

Cecilia Olague Caballero es coordinadora de la Maestría en Vías terrestres de la Facultad deIngeniería de la UACH y Pedro Castro Borges es investigador del Cinestav del IPN, UnidadMérida.

El artículo transcribe la ponencia que los autores presentaron en el Primer Foro Interamericanopara la Promoción y el Desarrollo de los Pavimentos de Concreto Hidráulico, efectuado enMéxico en mayo de 1998.

La metodología expuesta se encuentra en proceso de protección con derechos de autor ante laSecofi y la SEP.

Guía de métodos para colocar materiales de reparación

David F. Dorsch

PRESENTACIÓN: La presentación que aquí se hace de los métodos más a menudo utilizadospara la colocación del material en los trabajos de reparación del concreto serán de gran utilidadpara el constructor que deba enfrentar este tipo de obras, pues al conocer las ventajas ylimitaciones de cada técnica podrá seleccionar con rapidez y acierto la más conveniente segúnlas necesidades del caso.

La reparación del concreto requiere con frecuencia técnicas especiales para la colocación delmaterial. Debido a que el área de reparación puede ser solamente una pequeña porción de unelemento existente, a menudo no puede utilizarse la misma técnica que se empleó para elmaterial original. La capacidad para seleccionar el método apropiado, con base en lasnecesidades del trabajo más que en la consideración del tipo de moldes y equipo que puedahaber en el almacén del constructor, es una de las muchas cualidades que separan a losconstructores especializados en reparación de concreto de otros contratistas que tambiéntrabajan con este material.

Al seleccionar un método, considere aquel que permita el relleno más completo del vacío y elempleo de materiales de reparación con contracción mínima, además de ser el máseconómico. Aunque muchas obras de reparación son únicas, los siguientes son los métodosde colocación de material que se utilizan con mayor frecuencia.

Aplicación neumática (concreto lanzado)

Dónde emplearlo. En superficies verticales y horizontales elevadas sin refuerzo

congestionado.

Descripción. Al aplicar el concreto lanzado, el material de reparación es soplado al lugarindicado por medio de aire comprimido (figura 1). Existen dos tipos de concreto lanzado: demezcla húmeda y de mezcla seca. En el proceso de mezcla húmeda, el agua se mezcla conlos materiales secos antes de ser lanzados a la superficie. En el proceso de mezcla seca, elagua se agrega a los materiales secos en la boquilla. Cada uno de estos métodos tieneventajas y desventajas muy marcadas, haciendo que un proceso sea más apropiado para unareparación determinada que el otro.

Ventajas. El concreto lanzado tiene generalmente una baja relación agua­cemento y está biencompactado, lo que con frecuencia produce un material de reparación con altas resistencias ala compresión y a la flexión. El material de reparación debe aplicarse rápidamente y se puedecrear casi cualquier forma o configuración. El concreto lanzado se aplica generalmente sinmoldes y resulta frecuentemente más barato que otros métodos que requieren gran utilizaciónde moldes.

Desventajas. La calidad del producto final depende en gran medida de la habilidad del operadorde boquilla, y el material de rebote atrapado puede formar bolsas de arena dentro de la masa.Debido a que el concreto lanzado no contiene por lo regular agregados gruesos, necesita máspasta de cemento que el concreto convencional para formar una capa adecuada sobre losagregados. Esto puede dar como resultado una contracción excesiva si el concreto lanzadocontiene demasiado cemento o demasiada agua.

Abertura en la parte superior

Dónde emplearlo. Para reparaciones parciales o a toda profundidad en superficies horizontales.

Descripción. El material de reparación se cuela directamente en la parte superior de la cavidado molde preparado (figura 2). Debe vibrarse muy bien y después enrasarse, de modo que elnuevo material esté parejo y a nivel con el concreto circundante. Este es el método decolocación más fácil y menos costoso.

Colado al fondo desde la parte superior

Dónde emplearlo. En reparaciones de la parte inferior de elementos delgados, tales comolosas. Esta técnica con frecuencia se utiliza para reparar losas de entrepisos deestacionamientos y otras losas elevadas.

Descripción. Se taladran agujeros de colocación a través de la parte superior de la losa hastael espacio vacío de abajo (figura 3). Por debajo de la superficie del área preparada se instalaun molde y se vierte el material de reparación en la cavidad a través de los agujerostaladrados. El material puede colocarse por medio de embudos para crear una cabeza depresión a fin de ayudar a llenar el vacío.

El relleno completo de la cavidad depende de una muy buena vibración del material dereparación. El método preferido es colocar cabezas vibradoras en la cavidad que está siendoreparada a través de los agujeros de colocación y luego vibrar los moldes desde abajo.

El lado inferior del vacío en la losa debe prepararse de tal modo que minimice el aire atrapadoa medida que el material nuevo rellena la cavidad. Trate de no crear bolsas grandes en elvacío que puedan atrapar el aire. Si la formación de tales bolsas es inevitable, perfore unagujero a través de la losa hasta el área para dar salida al aire.

Ventajas: No se requiere equipo especial, tal como bombas de concreto, para colocar elmaterial de reparación. Puesto que el material se coloca desde arriba, la gravedad ayuda arellenar la cavidad. Al rellenar los agujeros de colocación, se logra anclar el material dereparación al elemento.

Desventajas. No siempre es posible perforar los agujeros de colocación donde se los necesita,ya que puede uno topar con acero de refuerzo o cables de postensado. El costo de laperforación puede ser alto si el constructor no tiene su propio equipo. Además, siempre existela posibilidad de atrapar aire entre el nuevo material y la parte superior de la cavidad. Cualquier

pérdida de material en el molde que no sea restituida puede causar un vacío en la línea deadherencia. Esta técnica es práctica solamente para elementos relativamente delgados,debido a que los más gruesos requieren muchos agujeros y la vibración del material dereparación se hace más difícil.

Pico de pájaro

Dónde emplearlo. Para reparar cavidades verticales que no pueden ser rellenadas desde laparte superior.

Descripción. La cara de la cavidad de reparación se prepara con un molde desde la parteinferior hasta justo unos pocos centímetros abajo de la parte superior. Esta sección del moldese asegura fijamente a la superficie de concreto. Después se agrega una sección inclinada o"pico de pájaro" desde la parte superior del molde plano, proyectándose hacia afuera desde lasuperficie acabada con un ángulo de aproximadamente 45 grados y extendiéndose varioscentímetros por encima de la parte superior de la cavidad (figura 4). Esto forma una canaletaque permite que el material pueda colarse en la cavidad. También facilita la colocación delmaterial en el molde desde un punto más alto que la parte superior de la cavidad para permitirel llenado completo de la misma. Después que la cavidad ha fraguado, se quita el materialsobrante.

La garganta creada por el pico de pájaro y la parte superior de la cavidad deben ser losuficientemente grandes para permitir que se inserte un vibrador en el área de reparación. Lavibración es muy importante para asegurar el rellenado completo de la cavidad y para quitar lasbolsas de aire.

Ventajas. Esta técnica de colocación no requiere equipo especial –a menudo el material selleva desde la mezcladora hasta el molde por medio de cubos–. También se puede utilizar unabomba para colocar el material en el molde.

Desventajas. Este método debe usarse solamente para colocaciones que no sean muy altas,ya que el agregado puede segregarse de la mezcla cuando el material cae en caída libre hastala parte inferior del molde. Además, para quitar el pico de pájaro es necesario cincelar y repararla superficie de la que deba retirarse.

Empaquetado seco

Dónde emplearlo. En reparaciones de áreas pequeñas y confinadas como son las nervadurasde una losa tipo wafle con refuerzo limitado u otras obstrucciones.

Descripción. El empaquetado seco emplea un mortero seco con suficiente humedad paraformar bolas cohesivas al ser apretado en las manos, pero no tan húmedo como para hacerlasplásticas. Se utilizan un mazo y una varilla compactadora para empaquetar el material en sulugar, de modo que forme una masa uniforme y altamente compactada. En las nervaduras, seemplean un molde de respaldo y un molde inferior para proporcionar confinamiento (figura 5).

Después de colocar el material y dar un acabado a la superficie expuesta para igualar con elconcreto existente, debe curarse apropiadamente. El método preferido de curado es el rociadode agua sobre una manta de yute mojada.

Ventajas. No se requiere equipo especializado y los materiales de reparación –arena ycemento– no son caros. El empaquetado seco produce un material de reparación de altacalidad con contracción mínima, alta resistencia temprana y buena adherencia al material debase.

Desventajas. El empaquetado seco necesita cierto grado de trabajo intensivo y tambiénrequiere habilidad al mezclar el material para obtener el contenido de humedad adecuado. Consólo agregar unas pocas gotas de agua de más, la mezcla se volverá plástica y, al aplicar lapresión, no podrá empaquetarse apretadamente sino que solamente se obtendrá un pandeo yse moverá de un lado a otro. El empaquetado seco no es aplicable a grandes superficies o enáreas profundas, y no es una buena técnica cuando hay una gran cantidad de acero derefuerzo muy apretadamente espaciado que evita la consolidación apropiada del material en lacavidad. El empaquetado seco requiere un técnico con mucha habilidad para colocarlo.

Moldes y bombas

Dónde emplearlo. En áreas de reparación elevadas y verticales en las que no son apropiadasotras técnicas de colocación debido a la geometría de los elementos que han de repararse. Seincluyen en tal situación la parte inferior de vigas de gran peralte, elementos con acero derefuerzo apretadamente espaciado y áreas de reparación muy grandes.

Descripción. El concreto del substrato se prepara adecuadamente y se instala el molde. Confrecuencia se trata de un molde completamente cerrado e impermeable que está equipado conpuertos de bombeo, válvulas y respiraderos (figura 6). Para manejar la presión del bombeo, losmoldes se hacen más fuertes que los convencionales. La manguera de la bomba de concretose conecta directamente al molde y el material se bombea hacia el interior de éste. Si el moldeestá completamente cerrado, puede inyectarse presión con la bomba.

Ventajas. La colocación del material de reparación es más rápida que en la mayor parte de losotros métodos. Si el molde está presurizado, se obliga al material de reparación a estar encontacto más íntimo con el concreto original. Esto crea una mejor adherencia entre el concretonuevo y el viejo y permite un encapsulamiento completo del acero de refuerzo. Se dependemenos de la habilidad de los trabajadores que en algunas de las otras técnicas de reparación.

Desventajas. Los costos de los moldes son más altos debido a la rigidez que se requiere pararesistir la presión del bombeo. Además, este método implica el costo adicional de las válvulas,los respiraderos y el equipo de bombeo. Si el molde debe ser impermeable, como se requiereal colocarse en una posición elevada, también hay un costo adicional.

Concreto de agregado precolocado

Dónde emplearlo. En reparaciones que demandan un material de muy baja contracción para

evitar asentamiento, tal como la reparación de columnas estructurales.

Descripción. Después de haber preparado adecuadamente la cavidad de reparación, y una vezinstalado el molde, se llena completamente la cavidad con un agregado grande especialmentegraduado. Luego se bombea una lechada de cemento y arena al agregado, llenandocompletamente los espacios que hubiera en éste. La lechada se coloca a través de puertos enel molde o mediante agujas de inyección de lechada (tubos de metal o de plástico) que seextienden hasta el fondo de los moldes. A medida que la lechada se bombea a través de lasagujas, éstas se van sacando, hasta que el área completa ha sido inyectada con lechada.

Ventajas. La mayor ventaja de esta técnica es la reducción de la contracción. Con un contactopunto a punto de los agregados, hay poco espacio para que ocurra contracción.

Desventajas. Se requieren agregados especialmente graduados y puede ser difícil llenarcompletamente la cavidad con el agregado. Si se utilizan agujas de inyección de lechada, serequiere espacio por encima de la reparación para poder sacarlas.

Aplicación con llana

Dónde emplearlo. En áreas de reparación horizontales o elevadas de menos de dos y mediocentímetros de espesor, con poco o ningún acero de refuerzo.

Descripción. Después de preparar la superficie, los materiales se mezclan hasta unaconsistencia apropiada y entonces el trabajador utiliza una llana para presionar el material en lacavidad o aplicarlo en la superficie. En superficies horizontales tales como pisos y banquetas,se emplea un material delgado para nivelar la superficie, repararla si está desconchada, ocambiar su textura. En superficies elevadas, se debe usar un material que no se asiente, ypuede ser necesario colocarlo en varias capas para evitar que se asiente o contraiga.

Ventajas. Los costos del equipo son mínimos, y los trabajadores pueden lograr diferentestexturas de superficie. Este método se utiliza con frecuencia para pequeñas áreas dereparación.

Desventajas. El acabado y la compactación del material de reparación dependen de lahabilidad del trabajador que lo coloca. Puesto que las reparaciones son delgadas y puedennecesitar hacerse en superficies elevadas, tal vez hagan falta materiales especialespatentados. Si hay que colocar varias capas, es habitual que se requiera preparación entre lasmismas. Debido a que no se emplean moldes, se debe dar énfasis especial al curado.

(Pies de figuras:)

Figura 1. El concreto lanzado es un método de colocación efectivo para reparaciones desuperficies verticales y elevadas que no contienen refuerzo congestionado.

Figura 2. Las superficies horizontales que tienen una abertura en la parte superior son las másfáciles y económicas de reparar.

Figura 3. No se requiere equipo de bombeo para esta reparación elevada. Esta técnica seemplea con frecuencia para reparar losas, entrepisos de estacionamientos y otras losaselevadas.

Figura 4. El método de pico de pájaro se utiliza para reparar cavidades verticales que nopueden ser llenadas desde la parte superior. La sección inclinada del molde permite que elmaterial se coloque en éste desde un punto más alto que la parte superior de la cavidad, parapermitir un llenado completo de la misma.

Figura 5. Aunque el empaquetado seco requiere trabajo intensivo, produce un material dereparación con muy poca contracción.

Figura 6. Al inyectar presión al material de reparación, el método de molde y bombeo lo obligaa estar en íntimo contacto con el concreto original y con el acero de refuerzo.

Figura 7. En concreto de agregado precolocado, el contacto de punto a punto de los agregadosgrandes da como resultado un material de reparación con contracción mínima.

Figura 8. Los morteros que no se contraen se aplican a menudo con llana en áreas dereparación poco profundas en superficies elevadas.

David F. Dorsch es consultor y exvicepresidente de Structural Preservation Systems Inc., deBaltimore.

Este artículo fue publicado en Concrete Repair Digest y se reproduce con la autorización deConcrete Repair Magazine, de The Aberdeen Group.

ICA Xometla

Una planta productora de agregados pétreos de alta calidad

Los agregados pétreos son, junto con el cemento y el acero de refuerzo, los principalesinsumos del mercado constructor ya que se utilizan tanto en pequeñas construcciones comoen obras de mediana y gran magnitud. Es necesario reconocer que han adquirido este carácterdesde que el hombre les encontró empleo y les dotó de valor económico; hasta entonces, lasrocas sólo eran un mineral más.

Con el objeto de ofrecer información acerca de los agregados pétreos de alta calidad y suproceso de manufactura, se presenta este reportaje sobre una de las más importantes plantasde producción en la zona metropolitana de la ciudad de México: ICA Xometla.

Cabe recordar que los agregados son materiales naturales, naturales procesados omanufacturados que se mezclan con cementantes para hacer morteros o concretos. En elcaso de los productos ICA Xometla, su origen es la piedra natural y por ello se clasifican comoagregados pétreos.

Entrevista con un directivo de ICA

El ingeniero Armando Tinajero Gallardo, director de Plantas de la empresa Ingenieros CivilesAsociados, S.A. de C.V. –en la cual participa desde hace 19 años–, tiene entre susresponsabilidades la operación de la planta de agregados pétreos que se ubica en el cerro delMetecatl, en San Miguel Xometla, municipio de Acolman, Estado de México. Él mismo noscondujo en un recorrido por las instalaciones y respondió algunas preguntas que le hicimos.

— ¿Cómo se origina ICA Xometla?

— El crecimiento metropolitano de la ciudad de México ha provocado la necesidad deincrementar y mejorar su infraestructura básica, tanto en edificación como en vías detransporte, y esto llevó al Grupo ICA a plantearse como objetivo primario el contar con elabastecimiento de agregados pétreos de alta calidad, para satisfacer su propia demanda yofrecer el producto a todo el mercado de la región, pues es sabido que las fuentes deaprovisionamiento de este material se han reducido, por varias razones. Después de una arduabúsqueda, se concluyó que este banco es el que ofrece las mejores condiciones de calidad entoda la zona metropolitana. Así fue como a partir de 1994 iniciamos las operaciones de laplanta.

—¿Cuáles son los usos más frecuentes del agregado pétreo?

— Por lo regular, los agregados pétreos se utilizan para fabricar concreto hidráulico, mezclasasfálticas, y también se emplean en la construcción de la capa de balasto en las vías férreas.

— ¿A qué se llama agregado pétreo de alta calidad?

— A un agregado que presenta las condiciones más favorables para elaborar concretoshidráulicos de alto desempeño –debido a la larga duración que le da su resistencia a losálcalis, a la abrasión, a la salinidad y a otros agentes– y que permite a la vez lograr concretoscon mayor resistencia a la fatiga, impermeabilidad y una minimización de los cambiosvolumétricos. A esto se suman otros beneficios que proporciona el agregado como sonmejores condiciones de manejabilidad del material en la etapa de fabricación del concretohidráulico y una importante reducción en el consumo de cemento al diseñar las mezclas.

— ¿Cuáles son las diferencias entre el agregado común y el de alta calidad?

— En general, un agregado de alta calidad presenta una densidad que supera en 20 por cientola del agregado común, con mejores condiciones de sanidad. Tiene también una menor eincluso nula reactividad potencial con los álcalis del cemento, su resistencia a la abrasión esmayor y presenta gran resistencia a la compresión axial de la roca, la que llega a estar 70 porciento encima de la del agregado común.

— ¿Cuáles son las ventajas de este producto para la industria de la construcción?

— Un ahorro en el consumo de cemento para los concretos hidráulicos, mejor adherencia de lapasta de cemento portland al agregado y una larga vida útil de los elementos constituidos poreste material, que ven incrementadas sus condiciones de durabilidad.

Es conveniente destacar que la técnica para producir mezclas o concretos de alto nivel decalidad no se basa exclusivamente en el empleo de grandes proporciones de cemento oaglutinante, sino más bien en la correcta combinación de aquellos elementos y factores quefavorecen la obtención de mezclas o concretos de calidad adecuada.

— ¿Cuál es el grado de avance de la tecnología utilizada en el proceso de producción?

— Es política del Grupo ICA mantenerse a la vanguardia en cuanto a equipos yprocedimientos, y, más aún, contar con el personal calificado para la realización de losprocesos. Por ello, estamos pendientes de los avances tecnológicos para incorporar anuestras actividades aquellos elementos que nos permitan lograr una ventaja competitiva. Enconsecuencia, ICA Xometla cuenta con el mejor equipo en lo que respecta a tecnología, deacuerdo con sus objetivos de operación. Asimismo, estamos en vías de certificación denuestro proceso productivo mediante el Sistema de Aseguramiento de la Calidad de acuerdocon la norma internacional ISO 9001, a la vez que se está realizando el proceso decertificación de nuestros productos por un organismo acreditado para tal función.

— ¿De qué manera contribuye ICA Xometla al cuidado del ambiente?

— Dentro del Grupo ICA tenemos también como prioridad la protección y preservación denuestro entorno ambiental, cualquiera sea la actividad que desarrollemos. En esta línea, ICAXometla opera en forma amigable con el ambiente al poner en práctica medidas tales como elreciclado de los derivados del petróleo utilizado, la reforestación y el control de emisiones a laatmósfera.

Características de la producción de la planta

Respecto a los agregados pétreos que produce ICA Xometla, el ingeniero Tinajero hizo algunasprecisiones. Informó que los materiales tienen su origen en roca andesítica basáltica sana, noreactiva, resistente a la abrasión e impermeable. Señaló entre las cualidades mássignificativas de la roca extraída del banco las siguientes:

Densidad: 2.89Absorción: 1.26%Deformación diferida (Creep): 1,100 × 10­6 m/m para 5 años, ASTM 512­64TAgregado: inocuo

Durante el recorrido pudimos observar la flexibilidad de los procesos de manufactura, la queles permite ofrecer a mercado una gama de productos destinados a satisfacer losrequerimientos de agregados pétreos para la elaboración de concretos hidráulicos y asfálticos.Esta es la variedad de materiales que se producen:

Grava 1/2" para concreto hidráulicoGrava 3/4" para concreto hidráulicoGrava 1­1/2" para concreto hidráulicoBalasto para vías férreasAgregado para carpeta asfálticaSello Open GradedCarpeta asfáltica

Por último, la visita nos hizo reflexionar acerca de la importancia que tiene para quienesorientan su trabajo a un mercado cada vez más sujeto a la competencia como es el de laconstrucción, conocer los productos e insumos que puedan significar no sólo una economía enla operación, sino también la completa satisfacción del cliente, quien es a la postre el quedetermina el futuro de la empresas.

Productos y equipos

Cortadoras de mampostería y concreto

BBC cortadora compacta de mampostería

Estas versátiles cortadoras son las más portátiles de las cortadoras de mampostería de laexitosa línea Clipper. Se hallan disponibles con motores eléctricos de 1 ½ y 2 HP o motoresde gasolina de 5 HP con capacidad para disco de 14 pulgadas.

Cortadoras portátiles Chopper de alta velocidad

Estas cortadoras se presentan en dos tamaños. El modelo CC312 tiene un motor de 4.2pulgadas cúbicas con capacidad para disco de 12 pulgadas. El modelo CC314 se ofrece conmotor de 5.8 pulgadas cúbicas, con capacidad para disco de 14 pulgadas.

Sistemas para superficies

Una superficie PERMA · CRETEâ consiste en un sistema de recubrimiento de polímeroacrílico de cementación de tres partes, con una resistencia a la compresión superior a 422kg/cm2, que proporciona una superficie arquitectónica capaz de resistir cargas.

Los tres componentes del sistema PERMA · CRETEâ SON: 1) una mezcla aglomerante deconcreto y aditivos especialmente mezclados con un pigmento colorante estándar dedispersión a base de agua (el cliente puede elegir entre 20 colores estándar), 2) un químicoaditivo aglutinante que es una resina de polímero acrílico soluble en agua, y 3) un selladorcolorante de resina acrílica.

Canastillas­pasajuntas

Los armazones de barras pasadores, comúnmente conocidos como canastillas­pasajuntas, seutilizan para sostener y alinear los pasadores o pasajuntas de transferencia de carga en lasjuntas de los pisos y pavimentos de concreto, manteniendo la alineación vertical entre laslosas de concreto adyacentes.

La introducción de pasajuntas para transferencia de cargas en las juntas de pavimentos deconcreto ha disminuiso los costos de mantenimiento, y aumentado muchos años de vida útilde los mismos.

Reducción de permeabilidad

El fly ash (ceniza volante) reduce la permeabilidad del concreto, lo cual reporta una serie debeneficios entre los que se cuentan los siguientes:

resistencia mejorada de aguas agresivas;reducción considerable de la expansión debido a la reacción álcali­agregado con elcemento;reducción de la posibilidad de corrosión del armado del acero;reducción sustancial de eflorescencia;reducción de la penetración de agua y humedad a través de pisos de concreto, paredesde sótanos y áreas subterráneas;reducción de la erosión en el concreto empleado para tubería, canales, canaletes deriego, vertederos y puentes expuestos al flujo de aguas.