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PAVIMENTOS

Construcción de rellenos de carreteras 1a parte

Los materiales para rellenos para pedraplenes deben ser estables frente al agua y químicamente. La estabilidad frente al agua implica que, sometidos a 25 ciclos de humedad-sacado, su perdida de peso sea inferior al 2%. La estabilidad química se refiere a que no deben tener sales solubles, en particular yesos, ni piritas ni minerales combustibles. En el caso de terraplenes, con objeto de poder utilizar materiales con características inferiores a los tolerables actualmente, se forma un grupo de materiales denominados marginales cuya uso se admite siempre que se haga un estudio adecuado del comportamiento del relleno.
Dentro de estos materiales marginales están los suelos con límite liquido mayor de 65%, con un contenido en yeso inferior al 20%, los suelos con otras sales solubles –como el sulfato magnésico superior al 1%– los suelos con materia orgánica inferior al 5%, los suelos colapsables, es decir que bajo una carga de 0.2 N/mm2 sufran un asentamiento superior al 1 %, y los suelos con expansión libre inferior al 5%.

Uso de materiales marginales
Los materiales marginales sólo se podrán utilizar en el núcleo del relleno después de hacer un estudio que
contemple la valoración de las propiedades que le dan el carácter marginal, la influencia de estas características en el comportamiento del relleno, y la descripción de las medidas adecuadas para que el comportamiento del relleno sea aceptable. En el caso de suelos con un contenido en yeso entre el 5 y el 20%, se permite su uso en el núcleo del relleno, siempre que éste tenga una permeabilidad muy baja y que se impida el acceso del agua exterior al núcleo a través de los terraplenes.

Grado de compactación
En países como España se tiende a exigir una compactación que alcanza densidades superiores al 95% de la densidad obtenida en el ensayo Proctor modificado. La humedad óptima del ensayo Proctor define valores Wopt-2% y Wopt 1 %, a los que corresponden unos grados de saturación GS_2 y GS1. El grado de saturación de la muestra compactada ha de estar comprendida entre los valores GS_2 y GS1.
En el caso de suelos colapsables o expansivos el grado de saturación del suelo compactado estará dentro de la banda definida por los límites Wopt -1% y Wopt +3%.
A los terraplenes también se les exige que el módulo de deformación vertical en el segundo ciclo de carga EV2 sea mayor o igual que 30 Mpa y que la relación entre Ev2\Ev1 sea menor o igual a 2.2.

Control de compactación
En los terraplenes el control de compactación se realiza sobre el producto terminado. El tramo para el que se define el control corresponde a 500 m de longitud de capa colocada. En esta capa, que debe de ocupar todo el ancho de la calzada que se está construyendo, se distinguen tres bandas, las dos de borde y la central. El control se basa en determinar la densidad la humedad en cinco puntos (uno cada 100 m) en la zona central y otros cinco puntos en cada una de las bandas de borde. También se hará un ensayo de placa de carga por cada tramo de 500 m.

Aceptación o rechazo del terraplén compactado
Para que la capa controlada sea aceptada, se deberán cumplir las siguientes condiciones: El valor medio de la densidad y la humedad ha de estar en la zona definida como valida en el diagrama humedad-densidad. Además, el 60% de los valores humedad-densidad obtenidos en el control de compactación quedarán definidos como válidos. Por su parte, los módulos obtenidos en el ensayo de placa de carga, cumplirán las condiciones exigidas Ev230 y Ev2/Ev1 menor o igual que 2.2. .

Referencia: Boletín AMIVTAC (Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres AC), no. 33, noviembre de 2006

PREFABRICADOS
Refuerzo de fibras de carbón para doble T. 2da parte.

En las dobles “T” convencionales, los patines generalmente tienen menos de 10 cm de espesor. Los requisitos del ACI obligan a los ingenieros a incorporar al menos 5 cm de recubrimiento de concreto en el alma para proteger la malla de acero contra el agua y los elementos corrosivos.
“El refuerzo está sometido a corrosión en la mayor parte de los Estados Unidos, especialmente en donde se usa mucha sal para carretera y en las áreas costeras en donde hay sal transportada por el aire”, se señala. Pero todo lo que se necesita para la corrosión es agua y oxígeno, de modo que es un factor de preocupación aún en los estados del sur, en donde no se usa sal para carreteras.” Puesto que el refuerzo de fibras de carbón en una parrilla no es corrosivo, los productores de prefabricados no necesitan un recubrimiento de concreto para el único propósito de proteger el refuerzo.
Los fabricantes de prefabricados especifican parrillas de fibras de carbón con base en el ancho del patín de la doble “T”. Al igual que con el acero, se trata de optimizar su material de refuerzo para satisfacer los requisitos estructurales. Los patines más anchos con voladizos más grandes generan grandes fuerzas de tensión que necesita ser resistidas por el refuerzo. Esto significa que se necesita más carbón. El espaciamiento entre los torones de fibras de carbón varía de 7 a 10 cm, dependiendo del ancho de la doble “T”.

Metromont and High de Altus Group son fabricantes de concreto y utilizan fibras de carbón. Al usar fibras de carbón, han fabricado dobles “T” de prueba con patines tan delgados de hasta 8 cm, aunque en las aplicaciones en la vida real han usado espesores de 10 cm o más, especialmente cuando los códigos de resistencia al fuego son un tema de discusión.
Teóricamente, los patines con refuerzo de fibra de carbón podrían ser de menos de 7.5 cm, aunque todavía tiene que probar sus supuestos o experimentar con modelos. La cautela no está relacionada con la capacidad de la “T” para soportar cargas de diseño. Obtener mucho por debajo de 7.5 cm –además del desmolde y acarreo– son grandes problemas, refiriéndose a incidentes no estructurales que pueden causar grietas. Sería una cuestión de mejorar sus procesos y técnicas para el levantamiento con grúa y el embarque.
Al mismo tiempo, al usar parrillas de fibras de carbón se evita a los fabricantes el costo de recubrimientos de sacrificio en el acero. También elimina la necesidad de agregar aditivos inhibidores de corrosión al concreto.
Mientras tanto, los propietarios pueden adelantarse a aplicar selladores a la superficie de la plataforma de prefabricado después de la instalación y evitar volver a aplicar estos selladores cada 5 a 10 años. Aunque las fibras de carbón cuestan aproximadamente tres veces más que la malla de acero, los pequeños incrementos en sus costos están más que compensados por los beneficios de la durabilidad a largo plazo.

Facilidad en la colocación
Al usar fibras de carbón se ha dado a los fabricantes de prefabricados la oportunidad de mejorar la manera de introducir el refuerzo en el patín. La empresa Metromont and High está dirigiendo un proceso automatizado para colocar parrillas de fibras de carbón en los patines de las dobles “T”. El sistema es un mejoramiento importante comparado con la manera en que los productores instalan la malla de acero.
Cuando se usa la malla de acero, las cuadrillas de colado necesitan ponerla en filas, mantener el lecho limpio de herrumbre y evitar que la gente camine sobre el lecho, con el nuevo proceso, hay poca acción después de que el torón es jalado. La empresa instala las placas de anclaje y los conectores laterales, y luego colamos el concreto. La fibra de carbón automáticamente se introduce dentro del concreto fresco. Esto simplifica la producción y requiere de menos mano de obra. El uso de fibras de carbón y una máquina de colado puede reducir el tiempo del ciclo para cada “T”. Esto permite que todo el proceso de curado empiece una hora más temprano.

Referencia: El autor de este artículo es Michael Drabenstott, escritor de negocios que tiene su base en Pennsylvania y que ha cubierto la industria de la construcción por 15 años. Apareció en Concrete Producer, octubre de 2007.

PREMEZCLADOS

Concreto estampado para granjas

El concreto estampado ha disfrutado de muchos años de popularidad, tanto en el sector comercial como en el residencial y en la industria de la construcción en general. Por mucho tiempo se le ha reconocido como una manera única de agregar color y textura al concreto normal gris.
El concreto estampado ya tiene un nuevo mercado en todo el mundo, la aplicación de tinturas por medio de un pulverizador e inclusive a base de ácidos, ofrece una gran variedad de superficies alternativas para los profesionales del concreto.
Existe ahora un nuevo desarrollo que introduce el concreto estampado en el mercado nuevo de las granjas.
A los diseñadores de moldes de Creative Impressions se les dio una tarea que involucraba diseñar una superficie de un pavimento que ayudara a evitar que el ganado se resbalara sobre superficies mojadas de concreto y se hicieran daño. En cooperación con el departamento de agricultura de la Universidad Reading, la compañía experimentó con varias alterativas. Puesto que no había necesidad de estar preocupado con la estética, involucrada en el concreto decorativo normal, se descartó la parte de la coloración en el proceso, ya que se consideró que era un paso innecesario. La eliminación de esta parte, por sí misma, minimizó inmediatamente los costos y aceleró el proceso de aplicación. La preocupación principal de los granjeros era que la superficie debería ser tan resistente a resbalones como fuera posible, y que el trabajo de la instalación pudiera llevarse a cabo rápidamente y con facilidad, e inclusive por ellos mismos.

Elección de la forma
Después de experimentar por un tiempo con varios diseños, Creative Impressions llegó a la conclusión de que una forma –el hexágono– era la más efectiva. Con juntas profundas para permitir el rápido escurrimiento de las corrientes de agua, el tamaño de cada lado del diseño hexagonal fue determinado como el óptimo, con juntas de 5 cm de lado y 12 cm de espesor. Esto permitiría a la mayoría de los animales un grado de confort al estar caminando, pero el máximo frenado si el animal se resbalara en cualquier dirección. Sin embargo, es posible lavar mecánicamente o con un cepillo la superficie cuando se requiera.
Texturización de la superficie
La texturización normal de la superficie impresa del concreto es lograda por la aplicación de una serie de moldes de poliuretano aplicados a la superficie en manera semejante a los brincos repetidos de una rana, cubriendo eventualmente la superficie completa. Debido a la naturaleza única de este diseño particular y a las necesidades de la industria del ganado, se decidió que un rodillo era la mejor alternativa. El rodillo tiene 0.91 m de ancho y 20 cm de diámetro con mangos desprendibles; es fácil de usar y puede cubrir grandes áreas rápidamente.
El concreto es colado de la manera normal, luego compactado y allanado con un acabado 'abierto' usando llanas de madera o magnesio manuales y/o llanas de mango largo. Se aplica una pulverización fina de desmoldante líquido al área y luego se pasa el rodillo a través de la superficie en franjas de 0.91 m de ancho hasta que el área completa adquiere el patrón deseado. Si el concreto empieza a fraguar y resulta más difícil la impresión, se provee un contenedor con un tapón en un extremo del rodillo. El tapón puede quitarse y así, verterse agua dentro del rodillo para incrementar su peso. Usando este método, siempre puede obtenerse una impresión más profunda.
Como parte de ésta y otras nuevas adiciones, la compañía ha desarrollado un nuevo programa de software digital de imágenes destinado a los profesionales del concreto, los diseñadores de paisajes, arquitectos y desarrolladores involucrados en la instalación y especificación de toda clase de pavimentos.

El programa permite una fotografía digital del área que ha de ser pavimentada para ser descargada, manipulada y superpuesta con una elección de más de 1,700 diseños de concreto estampado o con aplicación de tintura. La elección final puede entonces ser capturada e impresa como parte de una presentación del trabajo para el cliente.

Referencia: Glyn Thomas, Creative concrete.

BLOQUES DE CONCRETO

Guía de calidad para fabricantes de bloques de concreto 2a parte.

En el caso de los aditivos, éstos deben ser suministrados por un proveedor confiable que garantice la consistencia a través del tiempo, y de preferencia proveer y mantener un equipo de dosificación. Aunque los productos de calidad de concreto pueden ser manufacturados sin aditivos, generalmente proveen beneficios tanto al productor como al usuario final.
Los aditivos formulados para mezclas no tienen que satisfacer ASTM C 494 (mezclas de concreto colados en húmedo o de revenimiento). Como resultado, muchos aditivos plastificantes están diseñados específicamente para mezclas de concreto colados en seco. Estos aditivos pueden aumentar la producción de la máquina; mejorar la eficiencia del cemento; incrementar la resistencia, densidad y durabilidad y reducir el desgaste de la máquina o del molde. Los aditivos repelentes al agua y controladores de la eflorescencia reducen la tasa de absorción, mejoran la vitalidad del color, y disminuyen el potencial de eflorescencia. Ambos tipos pueden ayudar a lograr la textura superficial deseada. Otros materiales cementantes/puzolánicos, tales como escoria, ceniza volante –la más popular– y humo de sílice, pueden reemplazar el 10-20% del cemento. Cabe decir que la norma ASTM para la ceniza volante es ASTM C 618, ASTM C 989 para escoria, y ASTM C 1240 para humo de sílice.

Optimización del diseño de la mezcla
A menos que la planta sea de una operación de arranque, la mayoría de los productores han estado usando el mismo diseño de la mezcla de concreto por muchas razones. Aunque éstas han pasado la prueba y son seguras, es importante evaluar anualmente estas dosificaciones para la mejor optimización.
Es necesario ver el contenido de cemento para considerar si está cerca de los rangos. Muchos productores optan por compensar de más con cemento para ganar resistencia temprana. Asimismo, muchos productores han tenido éxito al usar materiales cementantes suplementarios tales como ceniza volante, escoria, o humo de sílice. Estos materiales pueden mejorar los diseños de las mezclas, ayudando en la apariencia final del producto y/o bajando los costos unitarios. Una vez más, puesto que la consistencia de la apariencia final es punto clave de venta (especialmente con bloques de color), determine cuáles dosificaciones han generado menos problemas.
Periódicamente, vuelva a verificar de qué manera los aditivos plastificantes están trabajando con los materiales actuales. El aditivo apropiado puede proveer resistencia adicional. La mayoría de los proveedores de aditivos evalúan varios plastificantes y es importante analizar el tiempo del ciclo de producción, la densidad, la resistencia y la apariencia de cada tipo de unidad. Conviene subrayar la necesidad de más pasta de cemento para cubrir el área de superficie más alta. La granulometría general del agregado es muy importante y mientras mejor sea el ajuste de los agregados, se necesitará menos pasta de cemento para llenar los vacíos.
Típicamente, se puede usar las curvas que mejor se ajusten para analizar y optimizar la granulometría de sus agregados; dichas curvas fueron diseñadas para la mejor fluidez granular, compactación, densidad, y desempeño. Cabe decir que se han desarrollado diferentes curvas para varios productos. Para la optimización completa de la mezcla, los expertos recomiendan mezclas de ensaye para demostrar la mejor producción, apariencia, desempeño, diseño; para considerar densidades húmedas, junto con la apariencia superficial y los tiempos de ciclo de producción. Muchos consultores y laboratorios de prueba ofrecen estos servicios técnicos.

Referencia: The Concrete Producer, diciembre de 2007