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G.R.
Shshaani, Jim Vahman, y Ed Valdez
1.
Llevar a cabo una junta previa a la construcción para establecer una buena
ejecución de la instalación y la colocación de la losa sobre rasante.
2. Facilitar la comunicación en el sitio entre el proveedor y los contratistas,
con visitas continuas al sitio por los consultores y los servicios de
supervisión/pruebas.
3. Seleccionar un contratista experimentado en la construcción de pisos
con un registro probado de construcción de pisos de concreto reforzado
con fibras de acero.
4.
Exigir el cumplimiento de las tolerancias especificadas y rechazar productos
defectuosos.
5.
Reducir costos sin comprometer la calidad y la seguridad, mejorando el
programa de construcción.
6.
Insistir en un lugar de trabajo limpio, con áreas de almacenamiento bien
organizadas.
7.
Retener a supervisores y coordinadores entrenados y responsables e insistir
en la supervisión de campo por el contratista general.
8. Coordinar la entrega oportuna de materiales.
9.
Revisar los detalles de las juntas, el tamaño de la colocación y la secuencia
de actividades, antes de la programación de cada colocación. Corregir
las interferencias y resolver las limitaciones del sitio antes de la colocación
del concreto.
10.
perfeccionar la mezcla del concreto sobre una base cuantitativa para mejorar
la productividad de la construcción, así como para reducir el costo. Usar
un tamaño máximo de agregado grueso de 1-1/2 pulg. (40 mm) y una relación
de 50 / 50 de una combinación de 1-½ y 3/8 de pulg. (40-10 mm) de agregados
gruesos.
11.
Esforzarse por obtener una relación consistente de agua/materiales cementantes
(a/mc) de 0.45, más o menos 0.02.
12.
Tratar de mantener un contenido de cemento consistente para reducir el
ajuste posterior a las proporciones de arena.
13.
Lograr la durabilidad de la superficie usando roca trapeana y sellador/endurecedor
líquido.
14.
Usar el concreto reforzado con fibras de acero para lograr un concreto
con mayor resistencia a la tensión, mayor dureza y ductilidad. 15. Usar
el patrón de juntas de contracción de pasador para aislar columnas y para
controlar grietas irregulares por contracción.
16.
Diseñar un menor número de juntas de construcción para reducir el costo
de la construcción y controlar el ondulamiento en las juntas.
17.
Usar un tamizado de cal de una hilada delimitadora de13 mm como hoja de
derrape entre la losa sobre rasante y la subrasante.
18.
Diseñar usando un material granular compactable para la subrasante y el
espesor apropiado.
19.
Usar concreto de 30 MPa con el contenido mínimo de cemento de 330 kg/m³.
20. No usar ceniza volante en lugar de un contenido de cemento portland
en la aplicación de losas de piso.
21. Mantener una superficie de la subrasante y la sub-base compactada,
lisa y bien nivelada.
22.
Permitir el tiempo de mezclado suficiente entre el aditivo reductor de
agua de alto rango y la fibra de acero.
23.
Usar una enrasadora láser para obtener una superficie plana y libre de
fibras, reducir el número de colados y colocar áreas más grandes.
24.
Insistir en operadores hábiles y técnicos que utilicen nuevas herramientas
y equipo con buen mantenimiento.
Desde
la construcción en 1990, de la planta ensambladora Jefferson North en
Detrit, Mich. -una de las primeras aplicaciones industriales exitosas
del concreto reforzado con fibra de acero (CRFA; en inglés Steel Fiber
Reinforced Concrete, SFRC) para losas sobre rasante-, la Corporación Daimler
Chrysler (CDC) se ha dedicado a la construcción de pisos de concreto con
calidad.
En las expansiones posteriores de la planta ensambladora (notablemente
en Bramalea, Ontario y Toledo, Ohio), la metodología de las losas de pisos
evolucionó todavía más, culminando con los mejores resultados vistos hasta
ahora en la Planta Ensambladora de Minicamionetas en Windsor, Ontario,
Canadá. Este artículo es un estudio de caso que presenta la feliz realización
de un piso de calidad sobre rasante para los nuevos talleres de ensamble
de carrocerías de la Daimler Chrysler.
El proyecto de los Talleres de la Planta Ensambladora Windsor de La Daimler
Chrysler (WAP) proporciona el espacio de piso adecuado para el nuevo equipo
en el proceso de fabricación para la Minivan modelo 2001 "RS". La primera
fase crítica de la construcción comenzó en mayo de 1998.
La expansión de los talleres involucró aproximadamente 30,000m² de construcción
nueva, realizada en tres fases. La fase 1 expandió el Taller de Carrocerías
del Modelo "NS" existente hacia el oeste, en cuatro bahías a lo ancho
(60m) y 22 bahías a lo largo (340m) para un área total de 20,400 m². Todas
las áreas de las bahías son de 15 ´ 15 m, para igualar el taller existente.
Dentro de la fase 1, existía la necesidad inmediata de tomar en cuenta
una plataforma de acceso para la recepción continua de camiones hacia
la planta existente, mientras se estaba realizando la construcción.
Esta necesidad fue satisfecha por una oportunidad a corto plazo para terminar
las 12 bahías en la esquina sudoeste.
La fase 2 expandió el taller del modelo "NS" existente hacia el sur, por
medio de cuatro bahías 60 m de ancho, llenando el espacio entre los talleres
y el Edificio Grand Marais Road, que era lo que quedaba de una antigua
planta de motores. La adición total de la fase 2 fue de cuatro bahías
por 10 bahías (9,300m²).
La fase 3 incluyó la limpieza de las oficinas y talleres existentes y
la integración de esta área al taller de carrocerías para una área total
agregada de 11,500m². La cara norte se modificó ampliamente para proporcionar
una buena condición al nuevo taller de carrocerías.
La altura de la armadura del techo existente fue de 5.5 m desde el piso
hasta la cuerda inferior de acero, mientras que la nueva altura del taller
de carrocería es de 8 metros. Se acordó realizar juntas de equipos antes
del comienzo del diseño, a fin de identificar las mejores prácticas de
diseño y construcción a partir de la experiencia en proyectos recientes.
Esta colaboración generó una especificación maestra, un programa de evaluación
de pruebas de laboratorio y una lista de verificación para la instalación
exitosa del piso.
Esta lista de verificación de 24 pasos se convirtió en el procedimiento
seguido para lograr la calidad en la losa del piso.
Los
24 pasos pueden dividirse en tres áreas de enfoques diferentes. Los primeros
ocho pasos tienen que ver con el liderazgo y el proceso de administración.
Los siguientes
doce pasos están relacionados con el diseño y la ingeniería, y los cuatro
pasos finales (21-24) se refieren a prácticas de construcción (véase la
lista de 24 pasos en el recuadro).
Administración
(Pasos del 1 al 8) Se debe tener mucho cuidado en el paso 1, la junta
previa a la construcción, en la que todos los participantes contribuyen
con sus puntos de vista y conocimiento del producto y revisan en detalle
el alcance de la obra, las especificaciones y los planos (véase la agenda
de la junta previa a la construcción, al final del artículo).
La actitud de cooperación que se infunde aquí debe preservarse por medio
de una comunicación continua y abierta que facilite las metas y objetivos
(paso 2).
Un buen ejemplo de esto fue la decisión de cargar las fibras de acero
en los camiones mezcladores en la planta de dosificación del proveedor
de premezclado, la cual estaba a 0.8 km del sitio, para hacer más expedita
la entrega del concreto. El contratista general logró la acomodación necesaria
a través de la cooperación entre el proveedor y el subcontratista.
La presencia del ingeniero de proyecto en el sitio para resolver las discrepancias
y tratar inmediatamente cualquier diferencia respecto a la especificación/plan
es extremadamente efectiva para lograr un buen resultado y no puede sobreestimarse.
El paso 3, la competencia de cada participante en el proceso, está asegurado
por el sistema de evaluación de Daimler Chrysler.
La seguridad y la calidad en el sitio de la obra no son negociables en
ningún momento.
No existen áreas grises en la aceptación del trabajo (paso 4).
Tolerancias
Las especificaciones exigían superficies acabadas con llanas, a fin de
cumplir con las tolerancias de planicidad Ff y horizontalidad Fl, de acuerdo
con el ASTM E1155, como sigue: Valores totales Ff 8, Fl = 25 Valores locales
mínimos Ff =26 F l = 17 Con el uso de una máquina de enrasado y colocación
del concreto guiada por láser (véase la figura 1), las cuadrillas pudieron
consistentemente lograr, e inclusive exceder, estas tolerancias. Debido
a que los resultados de planicidad y horizontalidad son muy comunes y
predecibles hoy día, y que se ha mejorado mucho la resistencia al punzonamiento
de los pisos, el nuevo equipo para el taller de carrocerías se instala
sin placas base lechadeadas; esto es, se montan directamente al piso sin
la necesidad, en absoluto, de usar calzas.
La reducción en los costos (paso 5), incentivada por los programas de
mejoramiento continuo de la DCC, se logra principalmente por la entrega
temprana del trabajo al contratista del proceso de instalación.
Se usa también una losa de 15 cm de espesor para acomodar la carga de
instalación y construcción.
En este paso, como en todos los otros, es importante no descuidar las
cuestiones de calidad y seguridad.
Es esencial la administración en el sitio (paso 6), con el almacenamiento
apropiadamente localizado, bien organizado y a prueba de la intemperie
del equipo y los materiales. Con el liderazgo responsable (paso 7), los
trabajadores sentirán el orgullo y el sentimiento de ser dueños de su
trabajo y lograr así una calidad excelente. La entrega oportuna (paso
8) es un paso clave, así como también un plan de respaldo para mantener
en movimiento las cuadrillas de trabajo.
Cuando ocurría alguna situación en la que pudiera haber un retraso de
los materiales, estaba a disposición una cimbra de contención por si fuera
necesario.
Diseño e ingeniería (Pasos del 9 al 20)
importancia,
pero se puede lograr que se tenga mayor conciencia de la calidad atendiendo
los detalles y caminando alrededor del área de la obra para inspeccionar
las condiciones de los moldes y del sitio del trabajo antes de colocar
el concreto (paso 9).
Al usar una base cuantitativa para la mezcla del concreto, se pueden colar
áreas más grandes y se mantiene un mejor control del contenido del cemento
(paso 10). Con un agregado grueso máximo de 1-1/2 pulg. (40 mm), y con
el 50% que pase una malla de 3/8 de pulgada (10 mm), se obtiene una mezcla
de agregado grueso que es bastante trabajable (figura 2). Una relación
de agua/material cementante de 0.45 logra la mejor condición de resistencia
versus trabajabilidad, y también puede verificarse visualmente con facilidad
para cuidar las variaciones mínimas (paso 11).
Haga uso de las pruebas para monitorear el contenido de cemento (paso
12) y evite los ajustes con arena.
El CRFA exhibe características superiores cuando se utilizan los mejores
productos (pasos 13, 14 y 16).
Es
un material compuesto cuya resistencia de apoyo está determinada por sus
partes constituyentes que son el concreto y las fibras de acero.
Considerando un ahorro de costos de 20 por ciento sobre la construcción
convencional de pisos, y el deseo de construir el mejor piso posible dentro
de las restricciones del programa y presupuesto de construcción del propietario,
se invitó a tres diferentes proveedores de fibras de acero, a fin de que
sometieran sus propuestas de diseño y comportamiento, con una reacción
de la subrasante y cargas estáticas y dinámicas dadas, con una consideración
especial para el proceso de carga y las cargas de construcción.
La expansión del piso para el taller de carrocerías del modelo RS requirió
4,500 m3 de concreto de 30 MPa sin aire incluido, con una relación máxima
de agua/material cementante de 0.45.
La AGRA Environmental probó cada camión para verificar un revenimiento
de 7.5 cm (figura 3), y la compañía Lafarge Concrete agregó un aditivo
reductor de agua de alto rango para incrementar la trabajabilidad de la
mezcla de concreto a un revenimiento tan alto de hasta 15 cm, permitiendo
un tiempo de mezclado de 5 minutos previo a la adición de las fibras de
acero.
Más tarde se introdujo una dosis de 30 kg/m³ de fibras de acero Dramix
por medio de una banda transportadora y se mezcló durante un tiempo adicional
de 8 minutos a velocidad de mezclado regular (figura 4).
La especificación BEI requería que se aplicara un endurecedor de piso
de roca trapeana de 5 kg/m² antes del acabado final con llana de acero,
para eliminar cualquier posibilidad de fibras de acero pegadas a la superficie
e incrementar la dureza de la superficie.
La instalación de las fibras de acero en la planta del mezclado dio como
resultado un rápido cambio de posición del camión mezclador. Puesto que
las fibras de acero son un componente agregado al concreto, la densidad
de la mezcla no se ve reducida, y la durabilidad del material compuesto
se mejora enormemente.
La buena calidad del concreto, con suficiente densidad y colocación y
acabado bien ejecutados, dio como resultado una losa de piso excelente.
Losas
de prueba Antes de la especificación de los tratamientos de superficie,
la DCC y el BEI hicieron que el contratista general presentara tres losas
de prueba con varios materiales y fibras de superficie.
Una era la losa de control (sin roca trapeana ni endurecedor líquido),
y en las otras dos se usaron diferentes productos. La experiencia en el
mezclado, colocación, acabado y observación de las losas de prueba incrementó
el nivel de confianza de todas las partes involucradas, en que se había
seleccionado la combinación correcta.
Una junta de pasador (paso 15) tiene muchas ventajas. La cal tamizada
(paso 17) crea una capa resbalosa durante la contracción con un material
compatible, a diferencia de la arena, y no cambia el contenido de arena.
Los agregados granulares compactados se recomiendan para bases y subrasantes
(paso 18). La resistencia más alta del concreto (paso 19) mejora el cortante
por punzonamiento.
Hay que evitar la ceniza volante (paso 20) ya que retarda el tiempo de
fraguado, y, al ser cohesiva llena los poros.
Juntas
de aislamiento en las columnas El patrón de juntas de pasador en las columnas,
usadas primero en el Ensamblado de North Jefferson, se ha convertido en
un detalle estándar de la DCC. Su justificación original -eliminar el
paso extra de una colocación aislada separada de una columna circular
o de diamante y proporcionar un detalle más claro- se ha ampliado para
incluir dos buenas razones adicionales para la efectividad de este patrón.
Primero está la eliminación de la separación potencial entre la colocación
de aislamiento y el borde ondulado de la losa y la necesidad de colocar
una capa de acabado separada para igualar los niveles del piso.
La segunda es un indicador visual automático del rendimiento efectivo
de la losa. Al detener el aserrado de la junta de contracción a aproximadamente
2.5 cm desde la columna, ahorrando con esto el tiempo de levantar el resguardo
de la hoja y aserrar en la junta de aislamiento, se formará de manera
natural una grieta a los pocos días del curado, conectando las dos juntas
para probar que la junta de contracción está trabajando tal como fue diseñada
(véase la figura 5).
El coautor Vahman se apoya en esta verificación tan rutinaria mediante
la observación para juzgar el rendimiento exitoso de las losas de piso
-nosotros la hemos llamado "la prueba de Vahman"-, a fin de excluir cualquier
explicación ulterior del fenómeno.
Otra mejora que ha ahorrado costos en el detalle de la junta es la eliminación
del encajonamiento del concreto de la base de la columna mediante el uso
de una pintura asfáltica para todas las partes de la columna de acero
por debajo de la línea del piso, incluyendo la placa base y los pernos.
En la columna de concreto se rellena el espacio entre los patines hasta
la parte superior de la placa base. Prácticas de construcción (pasos del
21 al 24) El concreto se colocó y se niveló usando una enrasadora láser
Somero.
La enrasadora láser aseguró las tolerancias de planicidad requeridas y
ayudó también a empujar las fibras desde la superficie hacia adentro.
Una vez que el concreto fraguó hasta convertirse en una superficie trabajable
(aproximadamente 2 horas), se aplicó un acabado con llana motorizada,
junto con el esparcido de roca trapeana, a una dosificación típica de
5 kg/m² y 7.5 kg/m² para los pasillos y plataformas de carga (véanse las
figuras 6 y 7). El trabajo de la superficie con roca trapeana también
aseguró una superficie libre de fibras. El concreto se curó con carpeta
geotextil y una hoja de recubrimiento de polietileno que fue continuamente
monitoreada. Después de un periodo de curado de siete días, se quitaron
las carpetas y se permitió que el concreto se secara al aire. La primera
capa de sellador/endurecedor líquido se aplicó una vez que el concreto
se había curado durante dos días.
La segunda capa se aplicó siete días más tarde.
El mejor plan y el mejor diseño no se hacen evidentes hasta el momento
de la construcción, cuando el enfoque del equipo del proyecto cambia a
los detalles de la implementación, empezando por la subrasante.
Un cerramiento a prueba de agua del edificio asegura el paso 21, y los
resultados demuestran el cuidado que se ha tomado. Deben calcularse cuidadosamente
los tiempos para los aditivos y el mezclado (paso 22).
El uso efectivo de la enrasadora láser (paso 23) está bien documentado.
Son posibles áreas de colocación tan grandes como de 2,800 a 3,700 m².
Y finalmente, el paso 24 habla de la importancia de un buen entrenamiento,
de la certificación ISO 9000, infundiendo la pasión por la calidad -lograr
este objetivo no es una actividad insignificante. Es inherente a través
de este procedimiento de 24 pasos una apreciación mediante los programas
de mejoramiento continuo incorporados en la DCC, que incluyen el COS (Chrysler
Operating System) y el SCORE (Supplier Cost Reduction Effort). El SCORE
involucra a todos los consultores y contratistas en un proceso de mejoramiento
proactivo y rentable. Se registraron ahorros significativos SCORE usando
concreto reforzado con fibras de acero, en comparación con varillas de
acero de refuerzo o mallas, juntas de pasador en vez de empotramientos
de diamante, y un número reducido de colados.
Los miembros del equipo que poseen la certificación ISO -9000 también
articularon políticas de calidad y fueron el instrumento para lograr los
resultados positivos obtenidos. La Daimler Chrysler Facilities Design
and Construction y la BEI Associates Inc., así como la Duron Corp., poseen
la certificación ISO-9000 o 9002.
En este proyecto se dio satisfacción a los cinco pilares de un proyecto
de construcción exitoso -el costo, la calidad, la seguridad, el programa
y el buen estado de ánimo- y se preparó el escenario para continuar y
mejorar los procedimientos aplicados.
Agenda de reuniones previas a la construcción de una losa sobre rasante
1. Propuesta Diseño de concreto reforzado con fibra de acero Diseño de
la mezcla de concreto Material superfluidificador Material endurecedor
líquido Material rellenador de juntas Tamaño y secuencia de los colados
Programa de colados Disposición de juntas de control Firma de aceptación
(firma de acuerdo) de la elevación de la subrasante.
Procedimiento de colocación del concreto con fibras (colocación, acabado,
curado e instalación de fibras de acero en el sitio)
2.
Subrasante Confirmación del material granular e instalación Reportes de
pruebas de compactación Firma de aceptación de la elevación Capa delimitadora
de13 mm de piedra caliza . 3. Concreto Revisión del diseño de la mezcla
Proveedor del superfluidificador Proveedor de las ibras de acero Prueba
de cilindros (un conjunto de cuatro por cada 176 m³) Prueba de vigas (un
conjunto por cada colado) Prueba de revenimiento (cada camión) Procedimiento
para la colocación del concreto (con fibras, enrasadora láser, etc.) Tarjeta
de la liberación de la colocación Juntas de control con corte de sierra
y juntas de construcción según se requiera Liberación de restricciones
(es decir, topes, elevadores, sumideros, etc.). 4. Curado y acabado Acabado
con llana de acero para losas sobre rasante interior.
Nota: No debe haber fibras de acero en la superficie. Curado con agua
a siete días y secado al aire durante dos días, antes de la aplicación
de endurecedor líquido.
Nota: Usar la tela filtro G2000 de color blanco que no manche para el
curado con agua y retener la humedad durante siete días. La tela debe
traslapar los bordes y debe mantenerse empapada en las juntas de construcción
para evitar el ondulamiento.
Procedimiento y material del endurecedor líquido (dos capas) Piedra trapeana.
5. Rellenador de juntas Procedimiento de instalación y material del rellenador
de juntas 6. Cimbras Mamparas de 15 cm y espigas lisas de 46 cm, de 25
a 61 mm de diámetro, separadas 61 cmde los centros. 7. Protección de las
áreas colocadas contra los elementos Filtraciones en el techo y penetraciones
en los muros Bordes de las juntas de construcción y espigas blandas Limpieza
de exteriores y sumideros Temperatura ambiente Almacenamiento y espacio
disponible para la operación de bombeado de concreto o la instalación
de fibras de acero. Ventilación, luz, provisión de electricidad y agua
durante la colocación y el acabado. Derrames de aceite y marcas de llantas
8. General
Las
losas no deben cargarse con material a lo largo de las juntas. Apilar
los materiales colocados en el centro de los paneles sólo después de que
el piso de concreto haya alcanzado 85 por ciento de la resistencia especificada.
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