Control de Producción de Mezclas y Recepción de la Calzada ...ficem.org/CIC-descargas/argentina/Control-de-produccion-de-mezclas... · • Conocer la resistencia potencial del hormigón

Construcción de Pavimentos Rígidos con Tecnología de

Alto Rendimiento

Control de Producción de Mezclas y

Recepción de la Calzada de HormigónArq. Edgardo Souza

D.N.V. Distrito Nº VI – Jujuy S. Salvador de Jujuy 20 y 21 Marzo 2012

INSTITUTO DEL CEMENTO PORTLAND ARGENTINO

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Temario

• Control de Calidad del Hormigón

• Propiedades deseables del Hº

• Control de Recepción de la Calzada

• Curado

• Compactación

• Gráficos de Control

• Hormigón en Climas Rigurosos


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Control de Calidad

• Conjunto de procedimientos técnicos empleados paralograr que el producto final cumpla con los requisitosespecificados en el proyecto.

• Adicionalmente genera economía.

Estado Fresco

Estado Endurecido

Aplicación

en el Hº en :


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Paradoja

“Paradójicamente, unhormigón buenoy uno malo estánconstituidos por losmismos materiales, y ladiferenciaradicaencomoestánhechos”

Adam Neville

INSTITUTO DEL CEMENTO PÓRTLAND ARGENTINO


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Evaluación de los componentes

Ensayos de Aptitud Ensayos de caracterización

Objetivo Determinan la aprobación del uso de determinado componente

Indican las propiedades de los componentes

Frecuencia Baja Alta Oportunidad Antes del inicio Durante toda la obra Resultados En general que demandan

mucho tiempo. En general son rápidos, y se emplean en forma inmediata .

Ejemplos Desgaste Los Angeles Reactividad álcali-agregado Estabilidad en Na 2SO4 Inmersión en etilenglicol Aptitud del agua de amasado Moldeos a 7, 28 y 56 días CET, etc.

Granulometrías Humedad Contenido de polvo Asentamiento Aire incorporado Temperatura, etc.


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Control de calidad del hormigón

Estado fresco

�Consistencia�Trabajabilidad�Temperatura�Aire incorporado�PUV�Tiempo de Fraguado�Exudación

Estado endurecido

� Resist. a compresión en probetas cilíndricas moldeadas

� Resistencia a la flexión en vigas prismáticas moldeadas

Se debe poner énfasis en los controles sobre lascaracterísticas y uniformidad de los componentes y laconstancia en el asentamiento. La frecuencia de muestreodebe ser máxima en Hº fresco, de modo de reducir elesfuerzo en los controles en el estado endurecido.Carácter Preventivo


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Por qué interesa el estado fresco

• Es el momento en que se puededecidir si se coloca la mezcla, hay quecorregirla, o debe ser rechazada.

• Aporta información temprana sobreel comportamiento futuro del Hºendurecido.


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Ley de Sitter

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

Tiempo

Cos

to d

e la

repa

raci

ón

Eta

pa d

e pr

oyec

to

Eta

pa c

onst

ruct

iva

Man

teni

mie

nto

Rep

arac

ione

s


9

HORMIGON EN ESTADO FRESCO: Propiedades deseables

• Trabajabilidad adecuada

• Cohesión (ausencia de segregación)

Se busca que el material sea homogéneo(punto de vista macro)

• Temperatura (13 °C < T < 32° C)

• Tiempo de fraguado (acorde con los tiemposde transporte, colocación, compactación yterminación).


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Control de Recepción :Hº en Estado Fresco

• Es una práctica habitual que laconsistencia del hormigón seevalúe exclusivamente en forma visual, por lo se introduce unagran variabilidad.Desconocemos la cantidad de agua que tiene lamezcla.

• Recordemos que la resistencia y la durabilidad son fuertemente dependientes de la a/c.

Por ello es imprescindible determinar el asentamiento, y las propiedades en estado fresco.

• Posteriormente, se deberán moldear además probetas paraverificar el cumplimiento de la resistencia especificada.


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Resistencia en función de a/cACI 211

100

200

300

400

500

0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Relación a/c

R. c

ompr

esió

n [K

g/cm

2 ]


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Equipamiento necesario

• Se debe disponer en obra de un equipamientomínimo, para determinar el asentamiento y elmoldeo de probetas para evaluar la resistencia ala compresión.

• Ellos son:

• Un tronco de cono IRAM1536

• Una varilla de compactación normalizada

• Un juego de moldes cilíndricos de 15 x 30 cm

• Una carretilla, cuchara de albañil, metro, etc.


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Toma de muestras

• No deberá estar alterada ni

contaminada

• Se toman al momento de la descarga

• Se evitará la primera y última

porción del pastón

• Cantidad 40 % mayor que la

necesaria, y como mínimo 30 litros

• Siempre se remezclará

manualmente.


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Trabajabilidad

–Es la facilidad con que el hormigón puede sermezclado, transportado, colocado y compactado conlos medios disponibles en obra.

–No depende exclusivamente del hormigónsino también del equipamiento disponible, del tipo de elemento a hormigonar y de los métodos de colocación y compactación a utilizar.

–En este sentido se debe recordar que se trabaja con encofrados deslizantes.

–Está influenciada además, por el clima, distancias de transporte, etc.

–La característica del hormigón que puede medirse es la consistencia.


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Control de producción H° FrescoAsentamientoAjuste de la consistencia a las condiciones de hormigonado (humedad de los áridos, distancias de transporte, temp. amb., etc.) para tener la trabajabilidad adecuada.Uniformidad del asentamiento en el tiempo.

• En los primeros 3 o 5 camiones,a la salida de planta y a la descarga, determinado sobre el mismo camión.• Luego cada 100 ≈≈≈≈ m3

• El cono nos entrega información adicional, idea de trabajabilidad, terminación y aspecto.


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Control de producción H° FrescoPeso Unitario y Contenido de aire incorporadoSe determina el contenido de aire y se controla el rendimiento de la fórmula de hormigón.

Controlar periódicamente la terminación superficial y

bordes de calzada

Temperatura del hormigón frescoControlar la temperatura y llevar un registro, complementarlo con la temperatura ambiente.

• Dos primeros camiones, luegocada300 m3, y/o tres (3) veces al día.


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Cohesión

• Es la aptitud del hormigón de mantenerse como una masa plástica sin ningún tipo de segregación.

• Depende del contenido de material fino (pasa # 300 µµµµ), de la cantidad de agua, del asentamiento, y del aire intencionalmente incorporado.

• Es muy importante en nuestro caso al transportarse sin agitación, y en función de la alta energía de compactacióndisponible.


18

Detalledel Hº


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Exudación• Se produce luego de la colocación y terminación del

hormigón por la sedimentación de las partículas sólidas de mayor P.e., y el ascenso a la superficie del agua.

• Depende del contenido de material fino (pasa # 300 µ), del cont. de polvo, de la finura del cemento de la cantidad de agua, del tiempo de fraguado y del aire intencionalmente incorporado.

• La exudación es necesaria para evitar la fisuración plástica.

• Una exudación excesiva se transforma en un problema.


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Tiempo de Fraguado

• Se define como el tiempo a partir del cual el hormigón se transforma en un sólido.

• Depende del contenido y del tipo de cemento, de la relación a/c, del uso de aditivos.

• Está fuertemente influenciado por la temperatura de exposición.

• Condiciona el tiempo disponiblepara transportar, colocar, compactar y terminar el hormigón.

• Modifica los tiempos de aserrado


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HORMIGON EN ESTADO ENDURECIDO Propiedades deseables

• Resistencia

• Flexión

• Compresión

• Abrasión

• Espesores

• Capacidad de carga

• Estabilidad dimensional

• Adecuada textura yterminación


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Resistencia:flexión, compresión y desgaste

• Es un parámetro importante ya que junto con elespesordefine la capacidad portante del pavimento.

• Se debecumplir con los requisitosestablecidos en eldiseño del pavimento.

• Depende de la relación a/c, del conjunto demateriales, de la compactación, del curado, y estáinfluenciada por la calidad de los ensayos.


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Control de producción: H° Endurecido

Objetivo:

• Conocer la resistencia potencialdel hormigón y verificar el cumplimiento de la condición establecida en el PET.

• Contar con datos a edad temprana, con el fin de llevar un autocontrol preventivo.

• Conocer la evolución de las resistencias a larga edad.

Frecuencias:

• Un moldeo por cada 500 m3 (mínimo 2 al día uno por la mañana y otro por la tarde), con 6 probetas cilíndricas (150 x 300 mm) y cuatro probetas prismáticas (150 x 150 x 600 mm) por moldeo. Siempre dos probetas por ensayo y por edad.

• Eventualmente se moldearán probetas adicionales para la evaluación de la resistencia a la edad de 56 días


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Control de recepción del Hormigón de Calzada

�Extracción de testigos calados del Pavimento para la determinación de:

�Resistencia a la Compresión

�Espesores

�El PETG ´98 establece tomar dos testigos cada 300 m2 de pavimento. Se debería revisar esta exigencia en virtud de las elevadas producciones y los bajos C.V. obtenidos.

�Se considera razonable extraer 6 muestras por jornada de producción y/o por cada 1000 m3.


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En qué difieren el pavimento y las probetas moldeadas?

� Condiciones de compactación

� Condiciones de curado

� Régimen de temperatura

RECORDEMOS QUE...


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... la resistencia del pavimento dependerá de:

• Hº empleado

• Compactación

• Curado

• Temperatura

• Evaluado en probetas

• Evitar defectos de compactación en todo el espesor

• Uniformidad y tiempo de protección.

• Controla la velocidad de evolución de resistencia


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Curado

• Todo hormigón debe curarse

• El curado consiste en evitar el secadoprematuro del hormigón.

• Hay distintos procedimientos de curado eficiente

• El curado debe aplicarse inmediatamente luego de las tareas de terminación y texturizado


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CuradoUn curado adecuado tiene como fin:

�Prevenir la fisuración plástica.

�Reducir el riesgo de fisuración temprana por contracción porsecado.

�Garantizar una correcta evolución de las resistencias.

�Mejorar la resistencia al desgaste de la superficie del pavimento.

�Evitar pérdidas de temperatura en el hormigón de calzada entiempo frío.

�En tiempo caluroso, la pigmentación de las membranas (colorblanco), reduce las ganancias de calor por radiación solar.


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Qué aspectos pueden evaluarse en un sistema de curado?

• Eficiencia

• Metodología de aplicación

• Momento de la aplicación

• Retardo en el régimen de secado

• Facilidad, homogeneidad de la protección

• Mientras más temprano, mejor. Contribuye a reducir fisuración plástica

El único método de curado que puede aplicarse en estado fresco, inmediatamente luego del texturado

es la membrana química en base solvente


30

Curado:Buena

aplicación


31

Mala distribución del curado


32

Efectos del curado

defectuoso


33

Compactación

• Todo hormigón debe compactarse (salvo excepciones particulares)

• La energía de compactación necesaria debe estar relacionada con la consistencia del hormigón

• La compactación debe ser eficiente en todo el espesor y no debe provocar segregación de los componentes.


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Defectos en la Compactación

DEFICIENTE• Oquedades, cuando el espacio entre

partículas de agregado grueso no se llena con mortero.

• Pérdidas importantes de resistencia.• Aire atrapado en forma excesiva.• Juntas frías.• Asentamiento plástico.• Fisuras.

EXCESIVA• Segregación• Pérdidas de resistencia superficial.

La energía de compactación está relacionada con la consistencia del Hº


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agua / cemento

Res

iste

ncia

a la

com

pres

ión

Compactación completa

Compactación Deficiente

Compactación manual

Vibrado

Resistencia vs. a/c y efecto de la compactación


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Hormigón en tiempo frío

El Reglamento CIRSOC, indica que existe condiciónde tiempo frío cuando:

�La temperatura media diaria es menor a 5 °Cdurante tres días consecutivos.

�El Código ACI, establece además del requisitoanterior, el siguiente:

�Temperatura ambiente menor o igual a 10 °Cdurante 12 horas consecutivas dentro de las primeras72 horas del hormigón.


37Acción de las bajas temperaturas Condición de Servicio

En el Hº sometido a ciclos de congelamiento y deshielo, se debeprevenir el daño asociado con la expansión de volumen que sufreel agua al congelarse.

Pautas Fundamentales:

• Baja relación a/c: El CIRSOC indica para el hormigón “frecuente o continuamente humedecido y expuesto a los efectos de congelación y deshielo” relación a/c < 0,45para estructuras de espesor < 500 mm

• Curado Efectivo: Mediante el empleo de membranas de resina

•Incorporación de aire: El AII proporciona “centros de alivio de tensiones”, para lo que debe estar distribuido uniformemente, formando burbujas pequeñas dentro de la masa.

4 ± 1,04,5 ± 1,05 ± 1,06 ± 1,57 ± 1,5% total de aire

53,037,526,519,013,2TM en mm


38

Para que ocurra daño porcongelamiento el Hº debe estarsaturado, por lo que allí secentran los fenómenos defisuración por C-D. La fisuratípica adopta la forma de unaletra “D”, identificándose eninglés como “D-cracking”.

Daño por Congelamiento


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Relación entre temperatura del aire y el comportamiento del hormigón

- 10 °C 0 °C 5 °C 15 °C

Fresco

Jovenf’c < 4 Mpa

Endurecidof’c > 4 Mpa

Precauciones Retardo fragüe

Evolución lentade la resistencia

Evolución lenta de

resistencia

Deterioro irreversible

Hum < Sat crít.

Hum > Scrít sin AII

Hum > Scrít. + AII

No hormigonar

- 5 °C


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Hormigón en tiempo frío

�A pesar de que el pavimento no esté sometido a ciclos decongelamiento y deshielo, se deben tomar precauciones enel momento de la colocación del hormigón y algunas horasposteriores, Hº joven con resistencia menor a los 4 MPa.

�Se debe prevenir eldeterioro asociado con laexpansión de volumen quesufre el agua al congelarse.

�Monitorear y registrar laevolución de temperaturasen la sección de hormigóny del ambiente.


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Evolución de las temperaturas en invierno

-5

0

5

10

15

20

25

15:00 18:00 21:00 0:00 3:00 6:00 9:00 12:00 15:00 18:00

05-Jun 08-Jun 13-Jun

Hora del día


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Tiempo frío: recomendaciones prácticas

�Utilizar relaciones a/c menores a 0,45

�El AII reduce la demanda de agua, si bien no es requisitopor no estar afectado a ciclos de congelamiento y deshielo.

�Se ha verificado experimentalmente el aporte de lamembrana de curado (resina) en la conservación de latemperatura del Hº.

�Comenzar la jornada de trabajo con temperatura > 2ºC enascenso.

�El Reglamento CIRSOC indica no colocar hormigón contemperatura inferior a 16ºC, la experiencia indica que estevalor puede ser menor manteniendo ciertos controles.

�Finalizar la jornada con temp. amb. de 5ºC en descenso.


43

Temperatura bajas (< 5°C)

Efecto

Retardo del fraguado

Retardo en la hidratación del

cemento

Consecuencia

•Mayor tendencia a la fisuración plástica •Alteración en los

tiempos de aserrado

•Menor resistencia inicial•Mayor resistencia final


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Hormigón en tiempo caluroso

� Se define como tiempo caluroso, a cualquier combinación deelevada temperatura ambiente, baja H.R. y vientos, quetiendan a perjudicar la calidad del Hº fresco.

� Se prestará especial cuidado en las tareas de curado.

� Trabajar con la menor cantidad de agua posible.

� Diseñar la mezcla con el menor contenido de arena, quepermita trabajabilidad y terminación adecuadas.

� Mantener los acopios de áridos gruesos saturados.

� Regar la cancha, previo a la colocación del Hº.

� Controlar la evolución de las temperaturas.

� Si bien CIRSOC indica no colocar Hº con temp > 30ºC laexperiencia demuestra que ese valor puede ser superado.


45

Temperatura altas

Efecto

Aceleración del fraguado

Evaporación rápida

Aceleración de las reacciones de hidratación

Mayores gradientes de temperatura

Consecuencia

Menor tiempo disponible

Mayor tendencia a la fisuración plástica

Mayor resistencia inicialMenor resistencia final

Riesgo de fisuración Térmica


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Evolución de las temperaturas en tiempo caluroso

-15

-5

5

15

25

35

45

55

65

Edad del Hº [horas]

Tem

pera

tura

[ºC

]∆τ −15 / −2,5 -15 cm -10 cm -2,5 cm ambiente

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


47Evolución de las temperaturas

Evolución de las temperaturas Ruta 6 T IV 12-01-05

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

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

Hora del día

Tem

pera

tura

[ºC

]

-15

-10

-5

0

5

10

15

Dife

renc

ia d

e te

mp.

Sup

-Inf

Dif. Sup - Inf

inferior

medio

superior

ambiente

Hora coloc: 11:30Temp. Coloc: 32,5ºC

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


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25

30

35

40

45

50

55

60

9:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00

Hora

Tem

pera

tura

[ºC

]

Efecto de la hora de colocación en la temp. del pavimento


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MUCHAS GRACIAS!!!Arq. Edgardo [email protected]

www.icpa.com.ar

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