Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de...
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Conferencia Internacional
Construcción de Pavimentos con Equipos de Encofrado Deslizante
Algunos aspectos a considerar en las etapas de diseño y construcción
Lima, viernes 5 de noviembre de 2010
Ing. Edgardo BECKER
IX CONVENCIÓN INTERNACIONAL DEL ACI PERÚ
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Pavimentos de Concreto
Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina
Fuentes: ICPA – Instituto del Cemento Pórtland ArgentinoLOMA NEGRA CIASA – Gerencia de Ventas Técnicas
0
50
100
150
200
250
300
19961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015
Long
itud
equ
ival
ente
[km
]
año
1.500 km
1.270 km
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Pavimentos de Concreto
¿Qué preguntas deberíamos saber responder para obtener pavimentos durables y buen nivel de servicio?
• ¿Cómo funcionan los pavimentos?
• ¿Por qué materializamos juntas en los pavimentos de concreto?
• ¿Por qué se deterioran los pavimentos de concreto?
• ¿Qué deberíamos tener en cuenta en el diseño para evitar las fallas tempranas?
• ¿Qué implica pavimentar con equipos de alto rendimiento (TAR)?
• ¿Qué debemos conocer y hacer para evitar las fisuras tempranas durante la
construcción?
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¿Cómo funcionan los pavimentos?
Pavimentos de Concreto
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Distribución de Esfuerzos a la Base
Pavimento Flexible Pavimento Rígido
60°
4,90 m
0,20
5°
Pavimentos Rígidos y Flexibles
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Cortes Transversales Típicos de Pavimentos UrbanosPavimento Flexible Pavimento Rígido
2,5 cm7,5 cm
20 cm
15 cm
15 cm
5 1
3
4
2
6
1.- Carpeta de concreto asfáltico2.- Base granular asfáltica (base negra)3.- Base de suelo-cemento / suelo granular / suelo-cal4.- Subrasante VS > 5 %5.- Riego de liga con ER1 (0,50 lts/m2)6.- Imprimación con EBRL (1,50 lts/m2) + riego de liga
1.- Losa de hormigón MR = 4,5 MPa2.- Subbase de suelo seleccionado3.- Subrasante VS > 3 %
1
2
3
Pavimentos Rígidos y Flexibles
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Pavimento Flexible Pavimento Rígido
6 cm10 cm
15 cm
15 cm
25 cm
6 1
3
4
2
7
1.- Carpeta de concreto asfáltico2.- Base granular asfáltica (base negra)3.- Base de suelo-cemento / suelo granular / suelo-cal4.- Subbase de suelo granular / suelo-cal5.- Subrasante VS > 5 %6.- Riego de liga con ER1 (0,50 lts/m2)7.- Imprimación con EBRL (1,50 lts/m2) + riego de liga
1.- Losa de hormigón MR = 4,5 MPa2.- Subbase de suelo seleccionado3.- Subrasante VS > 3 %
1
2
315 cm
5
Cortes Transversales Típicos de Pavimentos de Ruta
Pavimentos Rígidos y Flexibles
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Estrategias de Mantenimiento Mayor5
4
3
2
1
00 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Tiempo de análisis [años]
Niv
el d
e Se
rvic
io
Pavimento de asfalto
Pavimento de concreto
Funcionamiento y durabilidad
Pavimentos Rígidos y Flexibles
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Costo del Pavimento a lo Largo de su Vida Útil
Costo de Construcción
Costo de Mantenimiento Rutinario
Costo de Reparación Mayor
Costo de Operación
Valor Residual
Costo Total del Pavimento
+
+
+
-
Pavimentos Rígidos y Flexibles
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Pavimento Flexible Pavimento Rígido
Costo de Operación
Pavimentos Rígidos y Flexibles
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Pavimento de Asfalto Pavimento de Concreto
Pavimentos Rígidos y Flexibles
Costo de Operación
50 % ahorro en energía eléctrica
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Análisis de Costo Total del Pavimento60
50
40
30
20
0
Tiempo de análisis [años]
Cost
os [$
/m2 ]
Pavimento de asfalto
Pavimento de concreto
Costo MantenimientoMayor
Costo MantenimientoRutinario
CostoConstrucción
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Pavimentos Rígidos y Flexibles
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Pavimentos de Concreto
¿Por qué materializamos juntas en los pavimentos de concreto?
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Pavimentos de Concreto
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Fisuras de contracción por secado
Pavimentos de Concreto
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Pavimentos de Concreto
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¿Por qué se deterioran los pavimentos?
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento en estado ideal
Pavimento durante asoleamiento
Pavimento durante la noche
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento en estado ideal
Pavimento durante asoleamiento
Pavimento durante la noche
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento durante asoleamiento
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento durante asoleamiento
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento durante asoleamiento
detalle de micro -fisuración bajo la carga
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento durante asoleamiento
detalle de micro -fisuración bajo la carga
zona afectada
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento durante asoleamiento
detalle de micro -fisuración bajo la carga
Si σz > σz adm fisura
z
D
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento durante asoleamiento
detalle de micro -fisuración bajo la carga
detalle de posible micro -fisuración por alabeo forzado
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento durante la noche
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento durante la noche
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento durante la noche
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento durante la noche
zD
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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Pavimento durante la noche
zD
detalle de micro -fisuración superior por carga de esquina sobre losa alabeada
Si σz > σz adm fisura
zona afectada
Durabilidad de Pavimentos de Concreto
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¿Qué deberíamos tener en cuenta en el diseño para evitar fallas tempranas?
Comportamiento Temprano
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Estado inicial
Luego de algunas horas
Luego de algunos días
restricción
Comportamiento Temprano
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Fuente: E. Becker, 2005. “Deformaciones y Fisuración Temprana del Hormigón” . Trabajo de Tesis.
Influencia de la contracción, creep y resistencia en el tiempo de fisuración.
Tiempo
Tens
ión
de t
racc
ión
Edad de fisuración
TiempoTe
nsió
n de
tra
cció
n
No hay fisuración por
contracción
a) Hormigón fisurado b) Hormigón no fisurado
Menor relajación que en caso a)
¿por qué se fisura el concreto?
Comportamiento Temprano
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Ventana de aserrado
Demasiado temprano para
aserrar
Demasiado tarde para aserrar (fisuración descontrolada)
Resistencia del hormigón = tensión generada por la restricción
Resistencia mínima de aserrado
Fraguado del hormigón
Hormigón en estado fresco Hormigón en estado endurecido
Tiempo
Tens
ione
s
Tens
ión in
ducid
a
Resistencia a tracción
Comportamiento Temprano
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Aserrado temprano
Foto: M. Dalimier, presentación sobre “Pavimentos de Hormigón con TAR”, 29/05/2008.
Comportamiento Temprano
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Aserrado tardío
Foto: M. Dalimier, presentación sobre “Pavimentos de Hormigón con TAR”, 29/05/2008.
Comportamiento Temprano
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0 2 16 28 40 52
10:30 12 24 12 24 12
1 2
Edad [hs]
Horario [hs]
Horario [días]
Tens
ones
de
trac
ción
Comportamiento Temprano
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Edad [hs]
Horario [hs]
Horario [días]
Se fisura si no se hace el aserrado
Tens
ones
de
trac
ción
Comportamiento Temprano
0 2 16 28 40 52
10:30 12 24 12 24 12
1 2
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edad [hs]
horario [hs]
tiempo [días]
Se fisura si no se hace el aserrado
Tens
ones
de
trac
ción
Comportamiento Temprano
0 2 16 28 40 52
10:30 12 24 12 24 12
1 2
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edad [hs]
horario [hs]
tiempo [días]
Tens
ones
de
trac
ción
aser
rado
Envolvente de tensiones inducidas la losa
Comportamiento Temprano
0 2 16 28 40 52
10:30 12 24 12 24 12
1 2
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edad [hs]
horario [hs]
tiempo [días]
Tens
ones
de
trac
ción
aser
rado
Envolvente de tensiones inducidas la losa
¿de qué dependen las tensiones inducidas?
Comportamiento Temprano
0 2 16 28 40 52
10:30 12 24 12 24 12
1 2
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
σ = ε . E
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 43: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/43.jpg)
¿de qué dependen las tensiones inducidas?
σ = ε . Eσ: tensión inducidaε: deformación específica (∆l/l)E: módulo de elasticidad
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
σ = ε . E
¡OJO! Es una deformación restringida
σ: tensión inducidaε: deformación específica (∆l/l)E: módulo de elasticidad
depende del grado de restricción
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
σ = ε . Eσ: tensión inducidaε: deformación específica (∆l/l)E: módulo de elasticidad
∆l = α . ∆T . l
CET : coeficiente de expansión térmica
variación de temperatura
longitud
¡OJO! Es una deformación restringida
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
σ = ε . Eσ: tensión inducidaε: deformación específica (∆l/l)E: módulo de elasticidad te
nsió
n
deformación
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
σ = ε . Eσ: tensión inducidaε: deformación específica (∆l/l)E: módulo de elasticidad te
nsió
n
deformación
E = f (Epasta;Wpasta; Eag;Wag)
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
En resumen:
• grado de restricción al movimiento
• longitud de las losas
• CET (coeficiente de expansión térmica)
• variación de temperatura
• módulo de elasticidad del agregado
• contenido de AG
• módulo de elasticidad de la pasta o mortero
• contenido de pasta
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
En resumen:
• grado de restricción al movimiento
• longitud de las losas
• CET (coeficiente de expansión térmica)
• variación de temperatura
• módulo de elasticidad del agregado
• contenido de AG
• módulo de elasticidad de la pasta o mortero
• contenido de pasta
tipo y lisura de la base
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
En resumen:
• grado de restricción al movimiento
• longitud de las losas
• CET (coeficiente de expansión térmica)
• variación de temperatura
• módulo de elasticidad del agregado
• contenido de AG
• módulo de elasticidad de la pasta o mortero
• contenido de pasta
tipo y contenido de AG
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
En resumen:
• grado de restricción al movimiento
• longitud de las losas
• CET (coeficiente de expansión térmica)
• variación de temperatura
• módulo de elasticidad del agregado
• contenido de AG
• módulo de elasticidad de la pasta o mortero
• contenido de pasta
• temperatura ambiente• asoleamiento• espesor de losa• velocidad de hidratación
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
En resumen:
• grado de restricción al movimiento
• longitud de las losas
• CET (coeficiente de expansión térmica)
• variación de temperatura
• módulo de elasticidad del agregado
• contenido de AG
• módulo de elasticidad de la pasta o mortero
• contenido de pasta• tipo y contenido de cemento• relación a/c• aditivos
• temperatura ambiente• asoleamiento• espesor de losa• velocidad de hidratación
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
En resumen:
• grado de restricción al movimiento
• longitud de las losas
• CET (coeficiente de expansión térmica)
• variación de temperatura
• módulo de elasticidad del agregado
• contenido de AG
• módulo de elasticidad de la pasta o mortero
• contenido de pasta
tipo de agregado
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
En resumen:
• grado de restricción al movimiento
• longitud de las losas
• CET (coeficiente de expansión térmica)
• variación de temperatura
• módulo de elasticidad del agregado
• contenido de AG
• módulo de elasticidad de la pasta o mortero
• contenido de pasta
diseño de la mezcla
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
En resumen:
• grado de restricción al movimiento
• longitud de las losas
• CET (coeficiente de expansión térmica)
• variación de temperatura
• módulo de elasticidad del agregado
• contenido de AG
• módulo de elasticidad de la pasta o mortero
• contenido de pasta
• relación a/c• resistencia
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 56: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/56.jpg)
¿de qué dependen las tensiones inducidas?
En resumen:
• grado de restricción al movimiento
• longitud de las losas
• CET (coeficiente de expansión térmica)
• variación de temperatura
• módulo de elasticidad del agregado
• contenido de AG
• módulo de elasticidad de la pasta o mortero
• contenido de pasta • diseño de la mezcla• resistencia
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 57: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/57.jpg)
¿de qué dependen las tensiones inducidas?
En resumen:
• grado de restricción al movimiento
• longitud de las losas
• CET (coeficiente de expansión térmica)
• variación de temperatura
• módulo de elasticidad del agregado
• contenido de AG
• módulo de elasticidad de la pasta o mortero
• contenido de pasta
diseño como consecuencia de todo lo demás
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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¿de qué dependen las tensiones inducidas?
En resumen:
• grado de restricción al movimiento
• longitud de las losas
• CET (coeficiente de expansión térmica)
• variación de temperatura
• módulo de elasticidad del agregado
• contenido de AG
• módulo de elasticidad de la pasta o mortero
• contenido de pasta
diseño como consecuencia de todo lo demás
ATENCIÓN DISEÑADORES
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 59: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/59.jpg)
Pavimentos con TAR
¿Qué implica pavimentar con equipos de alto rendimiento (TAR)?
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Equipos de Moldes DeslizantesComponentes Básicos
concreto
concreto en espera
distribuidor vibradores terminador
molde de extrusión
molde lateralsentido de avance
compuerta dosificadora
Fuente: FHWA, 2007. IMCP Manual, Integrated Materials and Construction Practice for Concrete Pavements
Pavimentos con TAR
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Equipos de Moldes DeslizantesComponentes Básicos
Inserción de Pasadores (DBI)Dosificación(Compuerta)
Inserción de Barras de Unión (DBI)
Molde de Arrastre
Retoques
Distribución(sin fin o cuchilla)
Pre esparcido frenteal equipo
Dirección de Avance
Suministro deConcreto
Logística deobra
Extrusión(Molde)
Viga Oscilante
Curado Texturizado
Nivelación
Fratachado
Pavimentos con TAR
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Equipos de Moldes DeslizantesComponentes Básicos
Inserción de Pasadores (DBI)Dosificación(Compuerta)
Inserción de Barras de Union (TBI)
Molde de Arrastre
Retoques
Distribución(sin fin o cuchilla)
Pre esparcido frenteal equipo
Dirección de Avance
Suministro deConcreto
Logística deobra
Extrusión(Molde)
Viga Oscilante
Curado Texturizado
Nivelación
Fratachado¿de qué estamos hablando?????
Pavimentos con TAR
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¿Qué significa hacer una obra de pavimento de hormigón?Impacto logístico, volumen de materiales involucrados en el proceso
Equipos necesarios:
- Planta de hormigón: 200 m3/h (capacidad)- Silos de almacenaje: 500 t – 750 t (1,5 a 2 días de trabajo)- Palas cargadoras: 2 de 2-4 m3
- Camiones para transporte de H°: 6 unidades de 8-12 m3 c/u- Pavimentadora de moldes deslizantes- Equipo de curado- ¿Pala frontal para distribución?- Camión regador- Personal involucrado directamente en el proceso: 30 personas
Pavimentos con TAR
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¿Qué significa hacer una obra de pavimento de hormigón?Impacto logístico, volumen de materiales involucrados en el proceso
Ruta Nacional N°9 (autopista Córdoba-Rosario, tramo Armstrong):
Ancho de calzada: 8,40 mEspesor de pavimento: 0,25 mVolumen de hormigón: 2,10 m3/m
Dosificación:- Cemento: 335 kg/m3
- Agua: 138 kg/m3
- Arenas: 666 kg/m3
- Piedras: 1.336 kg/m3
- Plastificante: 0,68 kg/m3
- Incorporador de aire: 0,07 kg/m3
Pavimentos con TAR
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Ruta Nacional N°9 (autopista Córdoba-Rosario, tramo Armstrong):
Avance esperado: 1.200 m3/día (570 ml/día)
O sea:
- Cemento: 400 t/día (14 camiones x 28 t)- Arena: 800 t/día (27 camiones x 30 t)- Piedra: 1.600 t/día (54 camiones x 30 t)
¡ 190 camiones / día !!!!!(sólo para materias primas del hormigón)
¿Qué significa hacer una obra de pavimento de hormigón?Impacto logístico, volumen de materiales involucrados en el proceso
Pavimentos con TAR
![Page 67: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/67.jpg)
¿Qué significa hacer una obra de pavimento de hormigón?Impacto logístico, volumen de materiales involucrados en el proceso
Ruta Nacional N°9 (autopista Córdoba-Rosario, tramo Armstrong):
Certificación esperada: 1.200 m3/día x US$/m3 150.-
O sea:
¡ US$ 180.000 / día !!!!!(sólo por el rubro pavimento de hormigón)
Pavimentos con TAR
![Page 68: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/68.jpg)
¿Qué debemos conocer y hacer para evitar la fisuración temprana durante la
construcción?
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 69: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/69.jpg)
Tipos de Fisuras
Fisuras en Estado Fresco
Fisuras en Estado
Endurecido
• Congelamiento temprano
• Plásticas
• Movimientos constructivos
• contracción • asentamiento• encofrados• base
• Físicas
• Químicas
• Térmicas
• Estructurales
• contracción de agregados• contracción por secado• mapeo (crazing)• corrosión de armaduras• reacción álcali-sílice• carbonatación• ciclos de congelación y deshielo• variaciones estacionales de temp.• contracción térmica temprana• sobrecarga accidental• creep• cargas de diseño
Fuente: Concrete Society - “Non-structural Cracks in Concrete”, Third edition (1992)
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 70: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/70.jpg)
Comportamiento Temprano y Durabilidad
Tipos de Fisuras
Fisuras en Estado Fresco
Fisuras en Estado
Endurecido
• Congelamiento temprano
• Plásticas
• Movimientos constructivos
• contracción • asentamiento• encofrados• base
• Físicas
• Químicas
• Térmicas
• Estructurales
• contracción de agregados• contracción por secado• mapeo (crazing)• corrosión de armaduras• reacción álcali-sílice• carbonatación• ciclos de congelación y deshielo• variaciones estacionales de temp.• contracción térmica temprana• sobrecarga accidental• creep• cargas de diseño
Fuente: Concrete Society - “Non-structural Cracks in Concrete”, Third edition (1992)
pavimentos
![Page 71: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/71.jpg)
Fuente: E. Becker, 2005. “Deformaciones y Fisuración Temprana del Hormigón” . Trabajo de Tesis.
Influencia de la contracción, creep y resistencia en el tiempo de fisuración.
Tiempo
Tens
ión
de t
racc
ión
Edad de fisuración
TiempoTe
nsió
n de
tra
cció
n
No hay fisuración por
contracción
a) Hormigón fisurado b) Hormigón no fisurado
Menor relajación que en caso a)
¿por qué se fisura el concreto?
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 72: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/72.jpg)
Compuestos S-C-H
Hidratación del cemento
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 73: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/73.jpg)
T = 0, α = 0cemento anhidro
T = horas, α = 0,15cemento en proceso
de hidratación
T = días, α = 0,6cemento con estado
avanzado de hidratación
T : tiempo desde el mezcladoα: grado de hidrataciónC-S-H: silicatos de calcio hidratados
grado de hidratación
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 74: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/74.jpg)
Fuente: F. Irassar, 2004. Estructura de la Pasta de Cemento Pórtland. Apuntes de clase de la materia “Materiales Componentes del Hormigón” de la Maestría de Tecnología y Construcciones de Hormigón.
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
20
40
60
100
80
0
Grado de Hidratación, α
Volu
men
Ocu
pado
[%]
Productos de hidratación
Poros del gel
Poros capilares
Cemento anhidro
Volúmenes relativos en función del grado de hidratación para a/c = 0,50
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 75: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/75.jpg)
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
20
40
60
100
80
0
Relación a/c [kg/kg]
Volu
men
Ocu
pado
[%]
Poros capilaresPoros del gel
Productos de hidratación
Cemento anhidro
Fuente: F. Irassar, 2004. Estructura de la Pasta de Cemento Pórtland. Apuntes de clase de la materia “Materiales Componentes del Hormigón” de la Maestría de Tecnología y Construcciones de Hormigón.
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 76: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/76.jpg)
0.50 0.50 w/cw/c
0.30 0.30 w/cw/c
Incremento del grado de hidratación
0.50 0.50 w/cw/c
0.30 0.30 w/cw/c
Granos de cemento inicialmente
separados por agua
Fuente: Zachary C. Grasley & David A. Lange, 2005. “Autogenous Shrinkage as a Viscoelastic Response to Self-Desiccation”
Fraguado inicial de la pasta
La contracción química asegura alguna porosidad remanente aún en α = 1
Agua “extra” disponible en poros pequeños, incluso
hasta α = 1
Poros hasta 50 nm vacíos
HR interna y la presión de poros se reduce a medida que los poros pequeños se vacían
Contracción autógena
Contracción temprana
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 77: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/77.jpg)
estado fresco estado endurecido
alta a/c
(relación agua/cemento, en
masa)
baja a/c
(relación agua/cemento, en
masa)
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 78: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/78.jpg)
Fuente: Oskar Esping & Ingemar Löfgren, 2005. “Cracking Due to Plastic and Autogenous Shrinkage – Investigation of Early Age Deformation of Self-Compacting Concrete” (Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden).
r2 r1
r1
r2r2 r1
r1
r2
∆Pc
**
Esquema de un líquido entre 2 partículas esféricas en la superficie.
Contracción temprana
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 79: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/79.jpg)
Ecuación de Gauss – Laplace:
Pc – Pv = γ . ( )1 1+
r1 r2
Ecuación de Kelvin:
Pc – Pv = ( RH )R . T . lnM . v
Pc : presión capilarPv : presión de vaporr1 y r2 : radios de curvaturaγ: tensión superficial del agua capilar
Pc : presión capilarPv : presión de vaporR : constante de los gases [8.314 J/mol.K]T : temperatura absolutaM : masa molar del aguav : volumen específico del agua
Fuente: Oskar Esping & Ingemar Löfgren, 2005. “Cracking Due to Plastic and Autogenous Shrinkage – Investigation of Early Age Deformation of Self-Compacting Concrete” (Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden).
Contracción temprana
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 80: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/80.jpg)
Combinando ambas ecuaciones y suponiendo Pv = 0 y r1 = r2:
Pc = =2 γr
De acuerdo a Powers (1968), la presión capilar en la pasta de cemento es:
( RH )R . T . lnM . v
Pc : presión capilar [MPa]γ : tensión superficial del agua capilar [N/m2]S : superficie específica del cemento [m2/kg]w/c : relación a/c, en masa
γ . S
w/cPc = 1 . 10-3 .
Fuente: Oskar Esping & Ingemar Löfgren, 2005. “Cracking Due to Plastic and Autogenous Shrinkage – Investigation of Early Age Deformation of Self-Compacting Concrete” (Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden).
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 81: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/81.jpg)
Fuente: E. Holt, 2001. Early Age Autogenous Shrinkage of Concrete.
Relación entre humedad relativa y presión (succión) basado en una combinación de las ecuaciones de Laplace y Kelvin.
0 20 40 60 80 100
Humedad relativa [%]
1.000.000
100.000
10.000
1.000
100
10
1
Pres
ión
capi
lar [
kPa]
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 82: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/82.jpg)
Fuente: P.C. Aïtcin, G. Haddad & R. Morin, 2004. “Controlling Plastic and Autogenous Shrinkage in High-Performance Concrete Structures by an Early Water Curing”, ACI SP-220, Autogenous Deformation of Concrete, pp 69-82.
Esquema de la experiencia de Le Chatelier.
∆Vvolumen de agua que penetró en la pasta
=
Antes
Después
Después
Antes
Nivel de pasta de cemento en el frasco
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 83: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/83.jpg)
Comportamiento Temprano y Durabilidad
![Page 84: Conferencia Internacional Construcción de Pavimentos con ......Pavimentos de Concreto Proyectos de pavimentos de concreto ejecutados con TAR en Argentina Fuentes: ICPA – Instituto](https://reader031.fdocumento.com/reader031/viewer/2022012007/611907c6aca3ce40e827e7a4/html5/thumbnails/84.jpg)
a) Exudación de mezclas de pavimento b) Rango de exudación recomendado
Exudación de mezclas de hormigón para pavimentación con TAR
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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estado endurecido
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100
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Tiempo [h, días]
Exte
nsib
ilida
d [x
106 ]
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ansi
ción
esta
do fr
esco
Fuente: Concrete Society, 1992. “Nos-Structural Cracks in Concrete” , adaptado por el autor
Extensibilidad : capacidad de deformación del material
Comportamiento Temprano y Durabilidad
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estado endurecido
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Fuente: Concrete Society, 1992. “Nos-Structural Cracks in Concrete” , adaptado por el autor
Extensibilidad : capacidad de deformación del material
peligro
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Las 4 acciones prácticas para evitar la fisuración temprana:
1) Minimizar la contracción temprana
2) Aumentar la extensibilidad de la mezcla
3) Disminuir la restricción entre la losa de pavimento y la base
4) Adecuado debilitamiento controlado (materialización de juntas)
Contracción temprana
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1) Minimizar la contracción temprana
a) Utilizar 0,42 ≤ w/c ≤ 0,58b) Utilizar un cemento adecuado (finura, contracción, resistencia)c) Minimizar el CUC (contenido unitario de cemento)d) Minimizar el volumen de pasta de cementoe) Maximizar el volumen de AGf) Evitar la pérdida temprana de aguag) Reducir la evaporaciónh) Realizar un curado húmedoi) Provocar una expansión controlada de la mezclaj) Reducir la contracción de la mezcla
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2) Aumentar la extensibilidad de la mezcla
a) Utilizar piedra partida como AGb) Utilizar un AG de bajo móduloc) Utilizar fibrasd) Incorporar aire en forma controlada
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3) Reducir la restricción entre la losa y la base
a) Colocar una lámina que facilite el deslizamientob) Colocar una capa de material compresiblec) Maximizar la planicidad de la superficie de la based) Pintar la superficie de la base con una lechada de cal
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4) Adecuado debilitamiento controlado (juntas)
a) Asegurar la alineación y ubicación de los pasadoresb) Asegurar la alineación y paralelismo de las juntasc) Aserrar en el momento adecuadod) Aserrar con la secuencia adecuadae) Aserrar a la profundidad adecuadaf) Diseñar una separación de juntas adecuada
Comportamiento Temprano y Durabilidad