Tipos de compactación (manual, con vibración, al vacío, etc)

El proceso de compactación del concreto consiste esencialmente en la eliminación de aire atrapado, por lo tanto una mezcla de consistencia seca requiere una compactación más enérgica que una mezcla fluida. En los más antiguos métodos se apisonaba o consolidaba la superficie del concreto a fin de desalojar el aire y juntar las partículas en una configuración más estrecha. En la actualidad éste tipo de compactación, de forma manual, se hace cada vez menos usual, dando paso a un método más moderno, el método de vibrado.

4.2.10.4.1 Compactación manual.

La compactación manual es el método más elemental, el que da menos rendimiento y su uso va decayendo día tras día. Los pisones manuales constan generalmente de una placa de hierro cuadrada o redonda con lado o diámetro que varía entre 10 y 15 cm, masa media de 15 kg y manipulado por medio de un mástil, comúnmente de madera. Cuando se trata de apisonar elementos de reducidas dimensiones, suelen emplearse pisones mucho más manejables y rápidos, no excediendo normalmente de 7 kg de masa. La reducción máxima de volumen por este método de compactación es aproximadamente de un 20%, valor que depende de la clase de agregados empleados, granulometría, etc.

El apisonado debe efectuarse sin interrupción en lo posible, toda la superficie del hormigón debe ser apisonada de una manera uniforme, los golpes deben repetirse en un mismo lugar pero sin llegar a ser violentos, ya que tendría lugar una segregación de las zonas próximas recién compactadas.

4.2.10.4.2 Vibrado del concreto.

El método más moderno de compactación del hormigón es la vibración, por medio de la cual las partículas se separan momentáneamente, lo cual permite acomodarlas en una parte compacta. El uso de la vibración como método de compactación hace posible usar mezclas más secas que las que pueden ser compactadas a mano (reducción de volumen hasta de un 40%).

De hecho las mezclas extremadamente duras y secas pueden ser vibradas satisfactoriamente, a fin de hacer concreto de una resistencia deseada con un menor contenido de cemento, esto significa un ahorro en costo; pero en contra tenemos que considerar el costo de equipo de vibrado y de una formaleta más fuerte y rígida. En cualquier caso el factor clave reside en el costo de mano de obra si la elección se hace con base al costo exclusivamente.

En lo que a la calidad del concreto concierne, tanto la vibración como la compactación manual, con la mezcla justa y buena calidad de mano de obra pueden producir un excelente concreto; así mismo, ambos medios de compactación pueden producir concreto de baja calidad; en el caso del concreto apisonado a mano la causa más común es la compactación inadecuada, cuando se usa vibración es posible que no se aplique uniformemente a la masa completa de concreto, de modo que algunas de sus partes no queden compactadas del todo, mientras que otras se segregan debido a la sobre - vibración.

4.2.10.4.2.1 Vibración Interna.

La vibración interna llamada también "pervibración", consiste en aplicar directamente al hormigón la acción de la vibración, colocando un aparato en el interior de la masa que se desea vibrar; la cantidad de concreto vibrado en un tiempo determinado depende de la rapidez de desplazamiento, de la eficiencia del vibrador y de la consistencia de la mezcla; la compactación de la mezcla se realiza más enérgicamente que en los otros métodos de vibración. La pervibración se aplica preferentemente en la fabricación de vigas, cimientos, muros, etc. La frecuencia puede variar entre 6000 y 30000 vibraciones por minuto, siendo las más eficaces las frecuencias comprendidas entre 10000 y 18000 vibraciones por minuto. Estos vibradores se basan casi exclusivamente sobre el principio de una masa excéntrica sometida a rotación, pero existen algunos tipos basados en el péndulo cónico. Aparte de la electricidad suministrada por las centrales eléctricas o grupos electrógenos y el aire comprimido como fuentes de

alimentación, pueden emplearse también motores de gasolina o diesel. _{Figura 4.14} Vibración interna

La transmisión de energía de la fuente al vibrador se efectúa por medio de los siguientes métodos:

9 Un eje flexible, en una o varias piezas, cuya longitud máxima es de 10 m, siendo la velocidad propia del eje de 3000 revoluciones por minuto.

9 Un cable eléctrico conectado directamente con el motor incorporado en el cilindro vibrador.

9 Un tubo que lleva el aire comprimido al turbo - motor, situado en el interior del vibrador y de una longitud aproximada de 6 m.

Cuando hay que vibrar elementos de paredes más o menos delgadas, conviene emplear vibradores cuya aguja no roce constantemente con la superficie de los moldes. El rendimiento de un vibrador de 45 mm es de aproximadamente 2 m3 de hormigón vibrado por hora, cifra que puede variar según la consistencia de la masa, refuerzo existente, etc.

4.2.10.4.2.2 Vibración Externa.

Este tipo de vibrador se fija rígidamente en la formaleta y descansa sobre un soporte elástico, así que vibran tanto la formaleta como el concreto, como resultado una considerable proporción del trabajo realizado se usa en el vibrado de la formaleta, que debe ser fuerte y rígida para prevenir deformaciones y fugas de lechada.

Los vibradores externos se usan en prefabricados o en secciones delgadas o en formas o espesores en los que un vibrador interno no puede usarse. Cuando se usa un vibrador externo, el concreto tiene que colocarse en capas de espesor adecuado, ya que el aire no puede salir a través de un espesor muy grande de concreto. La posición del vibrador tiene que cambiarse a medida que se avanza en el vaciado del concreto.

Figura 4.15

Vibración externa Se pueden usar vibradores externos portátiles, no fijos, en secciones _{que de otra manera serían inaccesibles, pero el intervalo de} compactación en este tipo de vibrador es muy limitado.

La frecuencia de los vibradores externos suele variar de 3000 a 6000 ciclos por minuto, los datos del fabricante deben examinarse cuidadosamente, ya que algunas veces se cita el número de impulsos que es la mitad de un ciclo. Existen algunos tipos que pueden alcanzar valores de 9000 vibraciones por minuto necesitando un cambiador de frecuencia.

4.2.10.4.2.3 Vibración Superficial.

En general tiene menos aplicación que los anteriores métodos de vibración, consiste en desplazar sobre la superficie del hormigón un plato o plataforma o regla encima de los cuales se monta un vibrador del tipo de masa excéntrica.

Figura 4.16

Regla vibratoria (cercha)

Esta modalidad es ventajosa cuando el espesor del concreto es reducido, pero su efecto disminuye considerablemente a medida que aumenta el espesor, no debiéndose vibrar capas superiores a 25 cm (este valor viene determinado por la consistencia del hormigón y la potencia del vibrado).

La vibración superficial se emplea, generalmente, en la construcción de pavimentos para carreteras o aeropuertos, placas, etc. La fuente de alimentación de los aparatos puede ser indistintamente la electricidad, aire comprimido, gasolina o diesel.

4.2.10.4.2.4 Recomendaciones a seguir en la Vibración.

Normalmente en cada posición, la duración del vibrado oscila entre 10 y 30 segundos dependiendo de la frecuencia del vibrador y de la consistencia de la mezcla; cuanto más acelerada sea la vibración menor será su duración, una vibración excesiva termina por segregar el concreto. Para obtener un buen rendimiento es preciso que la introducción del pervibrador se haga verticalmente y no debe colocarse dos veces en el mismo sitio; así mismo, debe procurarse que el vibrador penetre unos 5 cm en la capa inferior ya compactada anteriormente pues de esta manera se asegura la trabazón entre las dos capas. El desplazamiento del vibrador se hará a distancias siempre iguales teniendo en cuenta el radio de acción del vibrador, el cual suele ser alrededor de 2/3 de la longitud de la aguja vibrante. Cuando hay que compactar capas superpuestas no es conveniente vibrar espesores superiores a 30 cm. Tanto al introducir como al retirar el vibrador de la masa de concreto hay que hacerlo lentamente para evitar la formación de huecos en la misma; la introducción debe hacerse sin forzar el aparato dejando que penetre en la masa por si mismo, no conviene transmitir la vibración a través del refuerzo poniendo el vibrador en contacto con la armadura; una vez retirada la aguja se procede rápidamente a introducirla en otra posición adyacente; la vibración se considera completa cuando la pasta de cemento empieza a aparecer en la superficie.

4.3 REFERENCIAS.

4.3.1 ANEFHOP (Agrupación Nacional Española de Fabricantes de Hormigón Preparado). Manual de consejos prácticos sobre hormigón. Madrid (España).

4.3.2 BAUD, G. Tecnología de la construcción. Barcelona (España): Editorial Blume. Tercera edición. 1970.

4.3.3 Código colombiano de construcciones sismo - resistentes. Decreto 1400 de 1984. Capítulo C.5 Bogotá (Colombia). 1984.

4.3.4 GRACÍA, C., Guillermo. Artículo: Colocación del concreto con bomba. Memorias técnicas: I Reunión del concreto. Cali (Colombia). 1986.

4.3.5 ICONTEC. Normas técnicas colombianas para el sector de la construcción - I. Bogotá (Colombia): Legis editores s. a. 1989.

4.3.6 ICPC, SOLINGRAL. Manual de dosificación de mezclas de concreto. Medellín (Colombia). 1974.

4.3.7 MENA F., Víctor Manuel y LOERA P., Santiago. Guía para fabricación y control de concreto en obras pequeñas. México: UNAM. 1972.

4.3.8 NEVILLE, A. M. Tecnología del concreto tomo I y II. México: Instituto mexicano del cemento y del concreto. Primera edición, tercera reimpresión. 1980.

4.3.9 NORMAS COLOMBIANAS DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN SISMO RESISTENTE. NSR/98. Asociación colombiana de Ingeniería sísmica. Bogotá (Colombia). 1998.

4.3.10 LEMOINE, Catherine y SAENZ Roberto. Artículo: Sistemas de colocación de concreto. Memorias técnicas: II Reunión del concreto. Cartagena (Colombia). 1988.

4.3.11 PAYA PEINADO, Miguel. Hormigón vibrado y hormigones especiales. España: Ediciones CEAC. 12o Edición. 1979.

4.3.12 PORTLAND CEMENT ASSOCIATION (P.C.A.). Proyecto y control de mezclas de concreto. México: Limusa. Primera edición. 1978.

4.3.13 RUIZ DE M. Julia y RIVERA L. Gerardo. Comportamiento de mezclas de concreto elaboradas con agregados del área de Popayán. Popayán (Colombia): Universidad del Cauca. 1984.

4.3.14 SANCHEZ DE GUZMAN, Diego. Tecnología del concreto y del mortero. Bogotá (Colombia): Pontificia Universidad Javeriana. 1987.

4.3.15 SANCHEZ DE GUZMAN, Diego. Artículo: Nuevas tendencias en la especificación y diseño de mezclas de concreto. Memorias técnicas: X Reunión del concreto. Cartagena (Colombia). 2004