¿Cómo se realiza la puesta en obra del hormigón/hormigonado (vertido, extendido, vibrado y nivelado)?

Entrega y vertido del suministro de hormigón

Antes del inicio del vertido del suministro se debe comprobar que todos los puntos de preparación mencionados en el apartado anterior han sido cumplidos y aceptados por los vigilantes de la calidad y la dirección facultativa. Si estos no estuvieran conformes se recomienda aplazar el vertido hasta que esté todo dispuesto.

Antes del inicio del vertido del suministro se debe comprobar que todos los puntos de preparación mencionados en el apartado anterior han sido cumplidos y aceptados por los vigilantes de la calidad y la dirección facultativa. Si estos no estuvieran conformes se recomienda aplazar el vertido hasta que esté todo dispuesto.

En el apartado 6.5 de este mismo manual, relativo al transporte y entrega del hormigón se puntualizó que es necesario evaluar previamente las rutas de transporte, entradas y salidas de obra y los impedimentos que estas ocasionen en el suministro, teniendo en cuenta, especialmente, los horarios de tráfico denso que pudieran per­judicar o afectar el suministro.

Los entornos que se deben encontrar en la obra para acometer dicha entrega y vertido del hormigón, y ejecutar un pavimento continuo serán de competencia de la propiedad o la contrata principal, si el pavimento fuera una subcontrata; y serán siempre los adecuados para asegurar unas condiciones de estancas de la losa del pavimento a realizar a cualquier entrada de aire y vía de entrada de agua, evitando que se pueda afectar a la productividad de la obra y a la calidad del propio pavimento.

Si por las características de la obra, la planta estuviera en la misma obra o en zonas aledañas, se debe procurar un buen batido previo, buscando homogeneización y dispersión de la masa efectiva. En casos de producción vía seca, esta precaución debe elevarse, procurando controles en los tiempos de amasado tras las carga y transporte con batido-amasado continuo, sin paradas por el camino, ni adición de agua o aditivo alguno sin previo aviso.

La descarga podrá hacerse por los siguientes métodos:

• Vertido directo desde el mismo camión hormigonera, directamente en el tajo de trabajo de obra, por ba­jante de canaletas de tres tramos, con una altura máxima de caída de 60 cm.
• Vertido en elementos de transporte-trasiego mecanizados en obra: dumpers, camiones volquete, tolvas móviles, cintas transportadoras, carretillas o blondines; vigilando que durante el vertido del hormigón se realiza de manera correcta y paulatina sin patologías reológicas: segregaciones, sangrados, sedimentaciones, exudaciones. Sí las hubiera deben ser comunicadas de inmediato.
• Transporte desde el punto de llegada del camión al tajo a distancia por impulsión o bombeo del hormigón por tubería: tubería corta con pluma o mediante acoples de diferentes tramos de tuberías a diferentes distan­cias, donde el transportista debe respetar las normas de colocación, espera de turno y vertido del hormigón a la tolva de la bomba y procurar en todo momento un vaciado continuo del camión, así como vigilar, en todo momento, que no existan atascos en la bomba o en la rejilla-tolva y el conjunto basculante previa de la misma.

Vigilancia de la calidad del suministro del hormigón en las llegadas a la obra

Como se detalla más ampliamente en el capítulo 9 (Vigilancia de la calidad y trazabilidad con sistemas de mo­nitorización) de este mismo documento, no sólo se debe realizar la vigilancia en las salidas de suministro, sino que también es interesante realizarla, de manera aleatoria, en las llegadas; definiendo, para ello, la intensidad y cadencia que determine la importancia y singularidad de la obra. Al igual que en las salidas, se deberán su­pervisar las consistencias, la homogeneidad, la reología, y el aspecto del hormigón, por si hubiera patologías de exudación, segregación, sedimentación, etc. Otro punto a tener en cuenta son los tiempos de transporte y el modo de entrega, el cual se aconseja que esté sincronizado en todo momento por todos los vigilantes, mediante sistemas de localización y gestión de la producción para procurar suministro ininterrumpido.

El hormigón debe suministrarse a una velocidad compatible con la capacidad de colocación del equipo y de la cuadrilla de colocación del contratista del pavimento. La velocidad de descarga del suministro puede controlarse variando la velocidad del tambor del camión hormigonera.

Una demora excesiva en el suministro puede hacer que las colocaciones previas se rigidicen formando juntas frías. Es esencial evitar segregación entre el agregado grueso y el mortero o entre el agua y los demás componen­tes. El excesivo manejo y transporte del hormigón por distancias grandes entre el vehículo de entrega y el punto de colocación en la estructura puede provocar la segregación de los materiales. Por consiguiente, se requiere que el hormigón se deposite lo más cerca posible de su ubicación final.

Un correcto suministro debe estar exento de adiciones puntuales de aportes de agua, aunque estén autorizadas y registradas, ya que todo el trabajo de homogeneidad quedará adulterado e influirá de manera notoria en la calidad final del pavimento.

Vigilancia de la evolución del hormigón en la ventana de trabajo

Todos los procesos que comprenden la puesta en obra del hormigón (su vertido, extendido, vibrado y colocación) corresponden a la fase de “ventana de trabajo” (cuando el hormigón está en fase fresca y durante la fase inicial del inicio de fraguado) deben realizarse siempre, en la medida de lo posible, de forma secuencial, de manera constante e igual en cada día de vertido y dentro de los tiempos marcados para cada proceso

Dichos tiempos pueden quedar definidos por estudios previos y posteriores controles monitorizados en obra:

• Determinación del tiempo de fraguado y de la estabilidad de volumen en pasta de cemento mediante método de Vicat UNE EN 196-3:2007.
• Determinación de Resistencia a la penetración en masas cementicias ASTM C403/C403 M-08
• Determinación de Madurez y evolución TTF en masas cementicias ASTM 1074
• Determinación y evolución de la temperatura en una masa cementicia ASTM C 12022

Es necesario realizar previamente estos estudios, contrastarlos con lo que suceda en cada momento en la obra y hacer que se correspondan con los objetivos marcados inicialmente consiguiendo una “ventana total de trabajo satisfacto­ria”. Estas revisiones servirán para estar alerta, por si algún parámetro difiriera del patrón objetivo y modificara la cantidad de tiempo necesario para la realización de cualquiera de estos trabajos, ya que estos cambios pueden afectar a la relación agua/cemento y, con ello, alterar significativamente la calidad del futuro pavimento.

La evolución de esta fase y de la siguiente, de trabajo de pulido de la superficie, es primordial para el buen desempeño del futuro pavimento. Una velocidad excesiva, con tiempos productivos cortos, perjudicará notable­mente a la calidad del hormigón, generando excesiva retracción en fase fresca, alta tasa de evaporación y falsas intersecciones entre la capa de rodadura endurecedora y el hormigón, generando en un futuro a medio plazo múltiples y diversas patologías.

Todo ello debe ser recogido y registrado en sistemas de “Gestión de la Calidad” para disponer de trazabilidad absoluta y realizar análisis por profesionales que posean el conocimiento necesario para establecer alertas y medidas correctivas si fuera necesario.

Extendido del hormigón

Todas las operaciones de manipulación del hormigón deben minimizar la segregación de éste, ya que es difícil y nada recomendable volver a mezclarlo una vez colocado.

En todo momento, en la descarga, los operarios del contratista del pavimento deben procurar que ésta sea cons­tante y correcta y, nunca, superior a la que pueda extender, colocar y trabajar el equipo de producción, asegu­rando así que la masa requerida fluya continuamente y se asiente en el tajo sin que se produzca una segregación.

Para una correcta supervisión de la descarga y extendido del hormigón debe disponerse y formarse a un operario específico (a poder ser que sea siempre el mismo) que realice las siguientes acciones:

• Supervisión de las inspecciones de llegada los camiones.
• Organización de los turnos de posicionamiento y descarga de los camiones.
• Supervisión de las lecturas de manómetro y realización de los contrastes con las lecturas objetivas de cada camión.
• Vigilancia y aseguramiento de que nadie adultere el hormigón con aportes extras de agua o aditivos. Si hubiera que hacerlo es el responsable de avisar a dirección facultativa o responsables diversos de la vigilancia de la calidad.
• Recogida y custodia la documentación de entrega, contrastando la misma: matrícula, horas de carga y des­carga, volumen, relación agua/cemento, etc.
• Supervisión del tiempo productivo y coordinación con los diferentes Vigilantes de la Calidad por si hubiera demoras o alteraciones en la rueda de transporte.
• Intento de que la descarga se realice lo más cerca de la zona de trabajo que toque en ese momento.
• Procurar que haya homogeneidad en la velocidad, en la acumulación de masas, en el extendido de las mismas, en el fondo de lecho en contacto con la subbase, en la cubrición de las armaduras, dowells, conectores, pasa­dores, etc., evitando los vertidos largos, en el llenado y cierre de encuentros con encofrados, esquinas, etc.
• Evitar que haya grandes acumulaciones de masa en montones de difícil esparcimiento.
• Vigilancia de cualquier alteración visible en el hormigón y que afecte a la calidad del hormigón.
• Sería interesante realizar un registro de vertidos en un plano del paño-hormigonado “Mapeo de vertidos” que se rea­licen en cada jornada de trabajo. En dicho registro debe señalizarse la zona concreta del vertido de cada camión registrando incluso notas a considerar además de los datos básicos de trazabilidad: albarán, camión, hora, etc.

Se debe iniciar el vertido desde una esquina del paño e ir avanzando a partir de este punto finalizando, de manera ordenada por la última esquina contraria, al inicio, vigilando en la fase de cierre el montaje y nivelado del encofrado.

Vibrado y consolidación del hormigón

La consolidación es el proceso por el cual se elimina el aire atrapado en el hormigón recién vertido. Generalmen­te, en pavimentos continuos se logra mediante vibración.

Un buen proceso de vibrado consta de dos fases:

1. Licuación: se eliminan las oquedades y se llenan de mortero los grandes vacíos entre los agregados gruesos. Aunque, en esta fase, el mortero aún contiene muchas burbujas de aire atrapado, con diámetro que puede llegar hasta los 15 mm y en cantidad de hasta 4 ó 5% del volumen total de concreto.
2. Expulsión del aire: comienza a producirse el ascenso de las burbujas a la superficie del hormigón. Las más grandes son fáciles de expulsar por su mayor fuerza ascensional; y las que están más cercanas al vibrador son liberadas más rápido que las que están en la zona límite del radio de acción. Durante la primera etapa se requiere un gran consumo de energía (si el esfuerzo de vibración es demasiado bajo, la resistencia interna de la mezcla amortigua el movimiento y el hormigón absorbe la energía sin que exista deformación plástica).

El vibrado asegura una mayor homogeneidad del hormigón, evitando o reduciendo al mínimo la formación de oquedades o “nidos de abeja”. En el hormigón endurecido, el efecto en la resistencia a compresión es clave; para una relación agua/ cemento constante, por cada 1% de aire atrapado la resistencia a la compresión disminuye entre un 3 y un 5%.

Asimismo, con este proceso también se logra la mejora de la resistencia a la abrasión del hormigón en su superfi­cie; aunque, igualmente, se debe señalar que con una vibración excesiva puede producirse un exceso de cantidad de mortero en la superficie, lo que consecuentemente, puede reducir la resistencia a la abrasión.

Para conseguir una excelente compactación por vibrado es muy importante realizar previamente un estudio granu­lométrico del esqueleto de la mezcla según los siguientes métodos: ShilStone ACI 211.1-91”; DIN 1045-2:2001; DIN 933-1; ISO 3310-1:2016; ACI 301-99; ACI 302-1 R96; ACI 304; ASTM C33-87, ATSM C37-23; ATSM 1923; PCA Gradations.

Además, con el propósito de evitar la eventual segregación, se recomienda realizar previamente, además de los estudios granulométricos un test sencillo, denominado Box Test o Ensayo de la caja, el cual sirve para determinar la depresión, el asentamiento en los bordes y la capacidad de llenado la pasta de mortero del hormigón.

Otro aspecto clave a tener en cuenta tiene que ver con la duración e intensidad del vibrado. Para cada tipo de mezcla, existe un periodo óptimo de vibración, que proporciona la máxima resistencia del hormigón. Superar este periodo no produciría grandes cambios, pues no se aumentará la resistencia; en cambio sí podría presen­tarse segregación. Cuanto menor es el contenido de agua, o cuanto más baja es la relación agua/cemento, con igual contenido de cemento, mayor es el trabajo y el tiempo que requiere su consolidación. En cualquier caso, el vibrado podrá darse por concluido cuando cese la reducción del volumen de hormigón y el desprendimiento de burbujas. En este momento, no debe verse en la superficie más que un pequeño exceso de mortero que recubra ligeramente el agregado grueso, señal indicativa de que las oquedades han sido llenadas.

Por otra parte, existen dos tipos de métodos de vibración:

• Vibración interna: emplea uno o más elementos vibratorios, genéricamente llamados “vibradores de aguja”, que son cilindros metálicos que se insertan en el hormigón fresco en los lugares seleccionados. En pavimentos de calidad con sistemas de enrasado, nivelación y vibración mecánicos, los vibradores internos solo deben utilizarse para zonas de dudosa compacidad por la densidad de armado o encuentros con encofrados que necesiten que en esa parte de la losa exista una excelente esbeltez y asentamiento.
• Vibración superficial: emplea una plataforma horizontal portátil, denominada “reglas vibrantes”, donde la vibración se transmite desde la superficie hacía abajo, siendo capaz de compactar el hormigón a una considerable profundidad. Se recomienda efectuar al menos dos pasadas por la misma área a vibrar-consolidar. En la primera se debería mantener delante de la regla un frente de hormigón de una altura de unos 50 mm. En la segunda pasada, la regla debería arrastrar solo una pequeña cantidad de hormigón. No se deben realizar más pasadas ya que ocasionaría diversas patologías, como altas migraciones de finos a la superficie, mayor cantidad de agua libre, generación de segregaciones, etc.

Los que principales tipos de regla vibrantes empleados en los procesos de vibración son:

– Regla simple: tiene una longitud reducida para limitar su deformación por flexión. Es ligera y fácil de maniobrar. Requieren poco mantenimiento y son fáciles de limpiar y transportar.

– Regla doble: constituida por dos reglas simples colocadas en paralelo. Su mayor campo de acción está en la construcción de calles estrechas (inferiores a 6 m).

– Celosía vibrante: viga en celosía metálica de sección triangular provista de vibradores externos. Su ma­yor campo de acción es en calles anchas, pudiendo llegar a salvar luces de más de 25 m.

Además, las extendedoras guiadas por láser ya cuentan con rodillos vibratorios que ayudan en este proceso, pudiendo combinarse las pasadas de regla vibrante previas o posteriores con estas pasadas de nivelación y regu­larización vibrada.

Enrasado y nivelación del hormigón

En la actualidad, la mayor demanda en los pavimentos continuos se sitúa en la construcción instalaciones logís­ticas que requieren altos niveles de planimetría.

Hacer un pequeño pavimento plano es relativamente fácil, pero hacerlo a gran escala es un enorme desafío. La dificultad se multiplica cuando se pasa de niveles de planimetría de tráfico aleatorio a tráfico guiado para almacenes robotizados donde décimas de milímetro se convierten en centímetros en estructuras de almacenaje a alturas de más de 16m donde carretillas con operarios o sistemas robotizados tienen que maniobrar y manipular mercancía sin desviación alguna.

En este sentido, la nivelación con técnicas y tecnologías motorizadas guiadas por láseres de alta precisión se tornan fundamentales e imprescindibles para lograr los altos niveles de planimetría requeridos.

No obstante, estas técnicas deben combinarse con las técnicas tradicionales de enrasado y nivelación en muchas áreas, donde las primeras, por espacio o imposibilidad de acceso, no pueden ser utilizadas.

Es este caso, su resultado dependerá de la buena pericia y experiencia que tenga el/los oficial/es que las eje­cuten.

La precisión de la operación de enrasado está directamente relacionada por la estabilidad y el grado de ni­velación de los encofrados de borde o de las guías de la regla seleccionados por el contratista, por lo que se recomienda tener sumo cuidado de adaptar el sistema de encofrado y el método de enrasado a la tolerancia de nivelación especificada.

El enrasado puede realizarse a mano, utilizando métodos empleados desde hace mucho tiempo en el mundo de pavimento tradicional:

• Técnica de nivelación con enrasado manual continuo sobre maestras de hormigones frescos (wet scree­ding): es un método que resulta rápido y económico, pero requiere de profesionales con alta capacitación y experiencia, siendo difícil cumplir con las exigencias de regularidad superficial, por lo que solo se debería utili­zarse en aquellos casos en los cuales los requerimientos de nivelación y planimetría no sean muy exigentes.
• Técnica de nivelación con enrasado manual continuo por puntos sobre hormigón fresco (floating strikee off): es el método más utilizado por contratistas de pavimentos locales. Su nivel de nivelación y planimetría no es el más recomendado para proyectos con altos estándares de calidad y niveles de planimetría muy exi­gentes. Es un método indicado únicamente para empresas con experiencia en su realización.
• Técnica de nivelación con maestras auxiliares: combina los métodos de construcción en bandas estrechas y por grandes paneles. Para conseguir los niveles requeridos, las maestras se van apoyando sobre unas guías colocadas sobre la base con la altura necesaria, vertiendo el hormigón a ambos lados de las guías. Si se colo­can y nivelan cuidadosamente, las guías permitirán obtener una correcta planimetría final.

También se puede enrasar mecánicamente, en el proceso de vibración descrito anteriormente, generando doble efecto de consolidación, enrasado y alta nivelación. Además, existen otros dispositivos concebidos exclusiva­mente para aplanar la superficie del hormigón y que son complementarios de la consolidación del mismo y deben realizarse independientemente. Entre ellos pueden citarse los siguientes:

• Nivelación con rodillo: las reglas de rodillos vibratorios no consolidan, pero aplastan, aplanan y proporcionan una leve vibración. Estas reglas son las más adecuadas para mezclas de hormigón con mayor asentamiento.
• Nivelación con extendedoras-terminadora motorizadas guiadas por láser (“laser screeding”): son equipos autopropulsados que no precisan de colocación de encofrados, maestras, ni hilos de guiado y con los que es posible obtener una buena regularidad superficial, con un considerable ahorro de mano de obra y obtención de grandes rendimientos.
• Nivelación con terminadora “finisher”: son equipos con una concepción similar a los terminadores para pavimentos “laser screeding”. Se desplazan sobre unos tubos metálicos especialmente preparados sorbe los encofrados para servirles de camino de rodadura. Normalmente, estos equipos trabajan entre encofrados fijos, aunque algunos fabricantes ofrecen también versiones con encofrados deslizantes.

Enlaces

• Contenidos del Manual de diseño, proyecto y planificación de pavimentos continuos I

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