Compactación de Hormigón-Métodos y Resultados de Vibraciones Inadecuadas de Hormigón
La compactación de hormigón es una operación en la que el hormigón fresco se compacta en formas y lo hace rodear refuerzos y otros objetos incrustados, como tubos en el molde.
Hay varios problemas que pueden surgir si la compactación del hormigón no se lleva a cabo correctamente, como el nido de abeja y la retención dentro de la pasta de hormigón. Además, la mala compactación del hormigón podría causar problemas de permeabilidad y, por lo tanto, corrosión del acero y disminución de la capacidad final del hormigón endurecido.
Figura 1: Mala Compactación de los resultados de hormigón a Bolsas de Nido de abeja y Roca
Los métodos de Compactación de hormigón
La consolidación de hormigón se puede llevar a cabo a mano o a máquina. Hay muchos factores que se deben considerar para elegir métodos de compactación, como cantidades y espaciado de armaduras, consistencia de pasta de concreto y complejidad de encofrado.
Método de compactación manual
Las mezclas de hormigón razonablemente manejables y fluidas se consolidan a mano empleando una varilla. La barra debe alcanzar adecuadamente la parte inferior del trabajo de encofrado y el diámetro de la varilla debe compactar el hormigón entre el espaciado de la armadura y los encofrados.
La herramienta de varilla apisona repetidamente el hormigón para consolidarlo. Las mezclas con bajo valor de caída podrían consolidarse a mano si se agregan superplastificantes para disminuir la caída y hacer que el concreto sea viable.
Además, herramientas como la pala se utilizan para proporcionar una buena apariencia de la superficie y los lados del encofrado golpeados hacen que el aire atrapado salga del hormigón.
No se recomienda el uso de consolidación mecánica si la mezcla está diseñada para compactar a mano para evitar la segregación.
Método de compactación mecánica
El método de consolidación mecánica es capaz y adecuado para mezclas de concreto con gran cantidad de contenido de agregado grueso y baja relación agua / cemento en elementos estructurales fuertemente reforzados. Los diferentes tipos de métodos de compactación mecánica se explican en los siguientes párrafos:
1. Mesa de choque o caída
La mesa de choque o caída se utiliza para consolidar hormigón extremadamente rígido de baja caída en la fabricación de unidades prefabricadas.
2. Centrifugación
Se emplea para compactar mezclas de depresión moderada a alta en la construcción de postes, tuberías y pilotes.
3. Método de vibración de compactación de hormigón
El método de vibración es probablemente la técnica más utilizada para compactar hormigón. En este método, la fricción interna entre partículas agregadas se elimina durante un corto tiempo y las mezclas de concreto se comportan como líquido y la fuerza gravitacional entrará en vigor. Esto hace que el aire atrapado se mueva hacia arriba y la mezcla se asiente en los encofrados.
Cuando se detiene la vibración, la fricción interna se desarrolla de nuevo inmediatamente. Para expresar la vibración se utiliza el número de vibraciones por minuto (vpm) o vibraciones por segundo (Hertz).
La compactación de hormigón con vibradores se divide en los siguientes tipos:
a) Vibradores internos
Los vibradores internos, a veces llamados vibradores de esputo o de póquer, se aplican generalmente al hormigón compacto en vigas, paredes, columnas y losas. El rendimiento de los vibradores no solo está influenciado por la trabajabilidad del concreto, sino también por la frecuencia, la amplitud y las dimensiones de la cabeza de los vibradores.
En general, el diámetro de la cabeza del vibrador está entre 2-18 cm y la forma de la cabeza es cilíndrica. A medida que aumenta el diámetro de la cabeza de los vibradores, el área de acción efectiva se eleva, por ejemplo, el radio de acción de los vibradores con un diámetro de cabeza de 4 cm es de 15 cm, mientras que el radio de acción de los vibradores con un diámetro de cabeza de 8 cm es de 45 cm.
Además, es considerablemente importante utilizar vibradores internos correctamente para lograr la mejor compactación. Se debe evitar el movimiento horizontal de los vibradores para evitar la segregación del concreto y bajar la cabeza de los vibradores al fondo de la capa de concreto considerada, y debe sobre la capa anterior del laboratorio en aproximadamente 15 cm. El grosor de la capa de concreto compactado es de aproximadamente la longitud de la cabeza o 50 cm.
Con respecto al uso de vibradores para compactar losas, el vibrador debe mantenerse sumergido en concreto y esto se puede hacer usándolo horizontalmente o en un ángulo específico, además de usar 1,5 veces la acción del radio como la distancia para garantizar la superposición de la capa vibrada previamente adyacente. El vibrador no solo debe mantenerse estable, sino que también debe mantenerse en una estación específica durante 5-15 segundos para obtener una consolidación deseable.
El tiempo que el vibrador empleado en la misma estación se basa en la trabajabilidad del concreto, la fuerza del vibrador y la naturaleza del elemento que se está compactando. La vibración interna adecuada se decide mediante modificaciones de la superficie del concreto, por ejemplo, cambios en partículas de agregados gruesos, nivelación general de lotes y apariencia de la superficie superior de una película delgada de mortero.
En situaciones en las que no es posible vibrar internamente el concreto, podría ser beneficioso vibrar la parte expuesta del refuerzo porque conduce a eliminar el aire y el agua atrapados bajo el refuerzo y aumentar la unión entre el concreto y el acero. La Figura 2 muestra el funcionamiento de la vibración interna.
Figura 2: Vibradores internos para Compactación de concreto
b) Vibradores externos
Hay dos tipos principales de vibradores externos que son
- Vibrador de mesa o superficie, y
- Vibrador de forma.
El vibrador de mesa es ampliamente adecuado para compactar superficies de concreto, como pisos y losas. Consolida adecuadamente losas de hasta 20 cm de espesor; se requiere vibración interna para espesores de losas más altos.
El vibrador de forma está unido a la cara exterior del molde o forma correctamente, de lo contrario, se perderá energía debido a los accesorios incorrectos. Además, form vibrator es la opción adecuada para compactar concreto en formas delgadas y muy congestionadas, consolidar mezclas rígidas y complementar vibradores externos.
Además, los vibradores de forma pueden ser ventajosos para construir tuberías, unidades de mampostería y otros tipos de hormigón prefabricado. Sin embargo, no se recomienda emplear vibración de forma en la parte superior de formas verticales, como columnas, porque podría causar huecos entre el hormigón y los moldes como consecuencia de los movimientos de entrada y salida, por lo que es mejor usar vibración interna en este caso.
Los vibradores de forma deben estar espaciados adecuadamente para hacer una distribución uniforme de la intensidad por encima de la forma. La Figura 3 muestra la utilización del vibrador de forma para compactar concreto fresco.
Figura 3: Compactación de hormigón mediante el Método de vibración
Leer más: Tipos de Vibradores para Compactación de hormigón
Resultados de Vibraciones inadecuadas de hormigón
Hay varios problemas y defectos que podrían surgir cuando el hormigón no se vibra adecuadamente.
- Nido de abeja
- Rayas de arena
- Juntas frías
- Cantidad excesiva de huecos de aire atrapados que la mayoría de las veces se llaman agujeros de insectos.
- Grietas por hundimiento
- Líneas de colocación
Gráfico 4: Nido de abeja en hormigón debido a una mala compactación o vibración
Figura 5: Juntas frías debido a una mala compactación del hormigón
