Jornada Técnica 2007 HORMIGÓN AUTOCOMPACTANTE. José Antonio Rodríguez Departamento Técnico Admixture Systems

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1 Jornada Técnica 2007 HORMIGÓN AUTOCOMPACTANTE José Antonio Rodríguez Departamento Técnico Admixture Systems

2 Introducción

3 INTRODUCCIÓN Durabilidad del hormigón y puesta en obra La durabilidad del hormigón, además de los factores ambientales, depende de forma importante del diseño de la mezcla de hormigón y de su ejecución (puesta en obra): DISEÑO O DE LA MEZCLA R A/C Contenido de cemento Controlable por el productor de hormigón PUESTA EN OBRA Compactación Depende de la cualificación de los operarios de obra

4 INTRODUCCIÓN Durabilidad del hormigón y puesta en obra Factores relacionados con la durabilidad del hormigón y su puesta en obra: Cada vez resulta más difícil encontrar personal especializado La mano de obra se encarece progresivamente Estructuras cada vez más complicadas y armadas Se tiene en cuenta los acabados superficiales/texturas Debe asegurarse la durabilidad de las estructuras de hormigón n independientemente de la cualificación n de los operarios de la obra

5 INTRODUCCIÓN El hormigón autocompactante ELIMINAR LA DEPENDENCIA DURABILIDAD vs PUESTA EN OBRA REDUCIR EL TIEMPO DEL CICLO DE PRODUCCIÓN ELIMINAR LA NECESIDAD DE LA COMPACTACIÓN EXTERNA REDUCIR EL TIEMPO NECESARIO PARA LA COLOCACIÓN DEL HORMIGÓN HORMIGÓN N AUTOCOMPACTANTE

6 DEFINICIÓN H.A.C. (HORMIGÓN AUTOCOMPACTANTE) Es un hormigón capaz de fluir y recubrir cualquier parte y rincón del encofrado y a través del armado simplemente por la acción de su propio peso y sin la necesidad de ningún otro tipo de método de compactación, sin segregación ni indicios de bloqueo. H.A.C. según la EHE-08 se define como hormigón autocompactante aquel hormigón que, como consecuencia de una dosificación estudiada y del empleo de aditivos superplastificantes específicos, se compacta por la acción de su propio peso, sin necesidad de energía de vibración ni de cualquier otro método de compactación, no presentando segregación, bloqueo de árido grueso, sangrado, ni exudación de la lechada.

7 Conceptos básicos Propiedades básicas que debe cumplir un HAC

8 CONCEPTOS BÁSICOS La capacidad autocompactante de un hormigón es un balance entre alta fluidez y elevada resistencia a la segregación. Estas son las dos propiedades esenciales pero a la vez opuestas en un H.A.C., las cuales deben establecerse en un equilibrio estable y óptimo. Capacidad de relleno Capacidad de paso

9 CONCEPTOS BÁSICOS Capacidad de relleno Capacidad para rellenar completamente todas las zonas del encofrado así como recubrir y fluir a través de las armaduras, sin formación de vacíos (perfecta compactación) y sin la necesidad de vibrado ni otros métodos de compactación externos. FLUIDEZ Aditivo superplastificante Contenido de agua

10 CONCEPTOS BÁSICOS Capacidad de paso Capacidad para fluir libremente a través del armado, ofreciendo un perfecto relleno, sin indicios de bloqueo del árido grueso ni otros fenómenos relacionados con la pérdida de homogeneidad (segregación y exudación) RESISTENCIA A LA SEGREGACIÓN Contenido en finos (< 0,1 mm) = kg/m 3 Relación agua/finos en volumen = Aditivos moduladores de viscosidad SIN BLOQUEO Tamaño máximo limitado = mm Volumen árido grueso limitado = l/m 3

11 MATERIALES CONSTITUYENTES Los materiales básicos b en la composición n del H.A.C. son: Cemento Adiciones Áridos Agua Aditivo Superplastificante/Reductor de agua de alta actividad Aditivo modulador de viscosidad

12 REQUERIMIENTOS DE DISEÑO Contenido en finos, <0.1 mm: kg/m3 Relación árido grueso/árido total, (en vol.): máx. 50% Contenido mínimo de cemento: 350 kg/m3 Relación agua/ligante (A / CEM+ADC) <0.4 Relación agua/finos (A/F), en volumen: SLUMP-FLOW: cm /T50 = 3-9 seg. V-FUNNEL 5-12 seg L-BOX (sin bloqueo) H2/H1 > 0.8 / T20 < 1,5 /T40 < 3,5 U-BOX (sin bloqueo) < 3 cm KAJIMA FILL BOX (relleno completo)< 10% /> 90%

13 ADITIVO SUPERPLASTIFICANTE / REDUCTOR DE AGUA DE ALTA ACTIVIDAD La capacidad fluidificante del aditivo superplastificante debe permitir obtener masas de elevada fluidez partiendo de consistencias secas

14 AGUA DE AMASADO Contenido de agua de amasado SIN EMPLEAR MODULADOR DE VISCOSIDAD FALTA DE FLUIDEZ CONTENIDO DE AGUA ÓPTIMO SEGREGACIÓN BLOQUEO FALTA DE FLUIDEZ CONTENIDO DE AGUA ÓPTIMO SEGREGACIÓN BLOQUEO EMPLEANDO MODULADOR DE VISCOSIDAD

15 DISEÑO DE LA MEZCLA CEMENTO ADICIÓN ARENA ÁRIDO AGUA HAC 18.1% 33.8% 28.6% 20% Hormigón convencional 9.4% 32.8% 37.0% 20%

16 MÉTODOS DE ENSAYO Los métodos de ensayo propuestos para HAC deben considerar sus dos propiedades básicas: Capacidad de relleno Fluidez Deformabilidad en estado fresco Slump Flow, V- Funnel Capacidad de paso Balance fluidez / resistencia a la segregación Factor de bloqueo L-Box, Anillo J

17 Slump-flow: Fluidez - Ensayo de asentamiento Clase AC1 AC2 AC3 Valor nominal Fluidez: Clase de asentamiento mm mm mm ± 80 mm del valor nominal especificado = SF 900

18 Slump-flow: Fluidez - Ensayo de asentamiento AC1 ( mm) Estructuras en masa o poca densidad de armaduras que sean llenadas desde la parte superior con desplazamiento libre desde el punto de entrega (p.ej. Losas de cimentación o pavimentos). Hormigones de relleno por bombeo (p.ej. Encofrados de túneles). Elementos suficientemente pequeños que no precisen largos flujos horizontales (p.ej. Pilares y algunas cimentaciones profundas). AC2 ( mm) Adecuado Para muchas aplicaciones normales (p.ej, muros, pilares) AC3 ( mm) Se elabora normalmente con una limitación del tamaño máximo de los áridos (menor de 16 mm) y se usa Para aplicaciones verticales en estructuras muy armadas, estructuras de forma complejas, o rellenos bajo los encofrados. El AC3 da normalmente un mejor acabado superficial que el AC2 para aplicaciones verticales pero la segregación es más dificil de controlar.

19 Caracterización en planta: Slump Flow o Flujo de escurrimiento = 50cm = 66cm

20 Slump Flow: información que se extrae Rapidez de Avance: T50 Diámetro de la torta Planitud de la torta: nivelación Diámetro y simetría de la torta: capacidad de relleno Distribución del árido: posibilidad de bloqueo

21 Frentes de Avance: Ensayo de Flujo de Escurrimiento

22 Frente de Avance: información que se extrae Cohesividad del hormigón Uniformidad Avance árido grueso Posibilidad de disgregación

23 ENSAYO SLUMP FLOW Capacidad de relleno VÍDEO

24 ENSAYO SLUMP FLOW Capacidad de relleno VÍDEO

25 Viscosidad: V-Funnel / T500 Clase V-Funnel T 500 VF1/VS1 8 s 2 s VF2/VS s > 2 s Valor nominal ± 3 s del valor nominal especificado = VF

26 ENSAYO V-FUNNEL Capacidad de relleno VÍDEO

27 Capacidad de paso: L-Box Clase PA1 PA2 Capacidad de paso 0.8 with 2 obstáculos de barras 0.8 con 3 obstáculos de barras H 2 PA = H1 H H 2

28 ENSAYO L-BOX Capacidad de paso VÍDEO

29 Otros métodos de ensayo Existen otros métodos de ensayo para caracterizar el HAC: Ensayo J-RING : Capacidad de paso (resistencia a la segregación) Ensayo ORIMET : Capacidad de relleno (deformabilidad en estado fresco) Ensayo GTM : Capacidad de paso (resistencia a la segregación) Ensayo U-BOX : Capacidad de paso (resistencia a la segregación)

30 EHE 2008 ANEJO 17

31 EHE 2008 ANEJO 17

32 EHE 2008 ANEJO 17

33 Encofrados Pueden ser realizadas formas complejas y poco usuales que no son viables con un hormigón vibrado tradicional. Se considera presión hidrostática. La alta fluidez del HAC puede provocar la flotación de alguna unidad del encofrado que no han sido debidamente fijados. Atención a la fijación, sellado y deformaciones. Las fugas serán menores que en un hormigón vibrado convencional.

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36 Encofrados El HAC reproduce la forma del encofrado. Es un espejo. Son posibles nuevas técnicas de encofrado (p.ej. unidos magnéticamente). Son factibles nuevos métodos de puesta en obra (p.ej. Bombeo desde la parte inferior del molde).

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38 Curado El curado es importante para todos los hormigones, especialmente para la superficie. El curado superficial se iniciará tan pronto como sea posible después de los trabajos de colocación y acabado. El HAC puede secar rápidamente debido a: Mayor cantidad de pasta. Baja relación A/F Falta de lechada en la superficie.

39 Cómo especificar un HAC Requisitos básicos de HAC por propiedades: Resistencia a compresión. Clase de exposicíón. Tamaño máximo del árido. Diámetro nominal en el ensayo Slump-Flow. Requisitos adicionales (sólo en caso necesario): T50. Viscosidad. Importante para un buen acabado y donde hay mucho acero de refuerzo. Capacidad de paso. En función del refuerzo. Resistencia a la segregacíón. Para alta fluidez y baja viscosidad.

40 Cómo especificar un HAC Tener en cuenta: Geometría y cuantía del armado. Presión moldes. Colocación de juntas. Ubicación de los equipos (bomba, vertido, cubilote, etc). Posición y cantidad de puntos de vertido en la obra. Métodos de acabado.

41 APLICACIONES CON HAC HAC como solución al hormigonado de estructuras complejas HAC como hormigón para aplicaciones convencionales HAC en la prefabricación

42 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS PUENTE DEL BARRIO DE LA FUENTES - ZARAGOZA Primera aplicación n en España Relleno de la sección trapezoidal del arco atirantado

43 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS NUEVO EDIFICIO DEL AYUNTAMIENTO DE MOLLET DEL VALLÈS - Primera aplicación n en una estructura postensada

44 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS NUEVO EDIFICIO DEL AYUNTAMIENTO DE MOLLET DEL VALLÈS - Primera aplicación n en una estructura postensada Armado y vainas de postensado en la parte superior de los muros que imposibilitaban la aplicación por vertido desde la parte superior.

45 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS NUEVO EDIFICIO DEL AYUNTAMIENTO DE MOLLET DEL VALLÈS - Primera aplicación n en una estructura postensada Hormigonado desde la parte central del encofrado para acelerar el proceso y para obtener un perfecto relleno del armado interior y de las vainas de postensado.

46 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS NUEVO EDIFICIO DEL AYUNTAMIENTO DE MOLLET DEL VALLÈS - Primera aplicación n en una estructura postensada

47 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS NUEVO EDIFICIO DEL AYUNTAMIENTO DE MOLLET DEL VALLÈS - Primera aplicación n en una estructura postensada

48 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS Sencilla puesta en obra y perfecta compactación de la estructura sin necesidad de vibrado REHABILITACIÓN N DE VIVIENDAS Solución n a puestas en obra complejas Calidad asegurada del producto ejecutado Solución a los difíciles accesos Reducida contaminación acústica Importante incremento productivo Video

49 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS REHABILITACIÓN N DE VIVIENDAS Solución n a puestas en obra complejas Difíciles accesos para permitir un correcto vibrado del hormigón para su compactación

50 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS

51 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS

52 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS

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58 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS

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61 Ejemplos de obras: ESTRUCTURAS COMPLEJAS HAC-60 Puente sobre el río r o Bidasoa N-121N

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63 APLICACIONES CON HAC HAC como solución al hormigonado de estructuras complejas HAC como hormigón para aplicaciones convencionales HAC en la prefabricación

64 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES

65 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES

66 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES EJECUCIÓN N DE FORJADOS Y MUROS Aplicaciones convencionales con HAC Reducción del tiempo de aplicación del hormigón Menor implicación de mano de obra Producto ejecutado de calidad elevada con independencia de las aptitudes de los operarios implicados Eliminación de la contaminación acústica de los vibradores Acabados de alta calidad

67 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES EJECUCIÓN N DE FORJADOS Aplicaciones convencionales con HAC

68 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES EJECUCIÓN N DE FORJADOS Rápida puesta en obra del hormigón n con dos operarios

69 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES EJECUCIÓN N DE FORJADOS Fácil reparto y alisado con el mismo personal

70 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES EJECUCIÓN N DE FORJADOS Imprescindible curado

71 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES EJECUCIÓN N DE MUROS Rápida puesta en obra del hormigón

72 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES EJECUCIÓN N DE MUROS Perfecto relleno del encofrado y las armaduras sin vibrado

73 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES EJECUCIÓN N DE MUROS Vertido regular y controlado para un buen acabado

74 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES EJECUCIÓN N DE MUROS Acabados de calidad

75 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES

76 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES

77 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES EJECUCIÓN N DE FORJADOS Y MUROS Aplicaciones convencionales con HAC Por la reducción en el tiempo de aplicación y mano de obra y la mayor calidad de la estructura, el HAC resulta un hormigón rentable a pesar de su mayor coste

78 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES EJECUCIÓN N DE MUROS Sistemas constructivos más m s rápidos r y ágiles

79 Ejemplos de obras: APLICACIONES CONVENCIONALES EJECUCIÓN N DE MUROS Asegurar la estanqueidad del los encofrados

80 APLICACIONES CON HAC HAC como solución al hormigonado de estructuras complejas HAC como hormigón para aplicaciones convencionales HAC en la prefabricación

81 Ejemplos de obras: INDUSTRIA DEL PREFABRICADO HAC EN LA PREFABRICACIÓN Máxima rentabilidad económica y mejor ambiente de trabajo Reducción de hasta un 90% del ruido emitido Incremento de la capacidad productiva Reducción de costes energéticos Mejora de las condiciones de trabajo Acabados de alta calidad Menor mantenimiento de los moldes Posibilidad para nuevos diseños

82 Ejemplos de obras: INDUSTRIA DEL PREFABRICADO HAC EN LA PREFABRICACIÓN Acabados de calidad Producto de mayor estética y que minimiza las reparaciones a posteriori

83 Ejemplos de obras: INDUSTRIA DEL PREFABRICADO HAC EN LA PREFABRICACIÓN Reducción n del tiempo de ejecución n del hormigón

84 Ejemplos de obras: INDUSTRIA DEL PREFABRICADO HAC EN LA PREFABRICACIÓN Mayor capacidad productiva con menor mano de obra LOSA de 3,5 m 3 LOSA EN DOBLE T de 5,5 m 3 Hormigón convencional HAC Hormigón convencional HAC Método de vertido Cubeta, pala y vibrador Cubeta y rastrillo Cubeta, pala y vibrador Cubeta y rastrillo Personal implicado Tiempo de vertido 6 hombres 3 hombres 6 7 hombres 3 hombres 3 hora 1 hora 3,5 horas 1 hora

85 Ejemplos de obras: INDUSTRIA DEL PREFABRICADO HAC EN LA PREFABRICACIÓN Perfecto relleno del molde y del refuerzo metálico sin vibración

86 Ejemplos de obras: INDUSTRIA DEL PREFABRICADO HAC EN LA PREFABRICACIÓN Posibilidad para nuevos diseños Nuevas posibilidades más productivas para los encofrados y para los sistemas de hormigonado, con menor mantenimiento por la ausencia de vibrado

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89 Resumen El tipo de elemento estructural y molde condiciona el diseño del H.A.C. o La cantidad mínima de finos es un parámetro decisivo en estos hormigones o No menos importante es la relación A/F en volumen (normalmente oscila entre 0,90 y 1,05) o La R A/F impone una cantidad mínima de agua, lo que implica a su vez una cantidad mínima de cemento compatible con la R A/C deseada.

90 Resumen Para HAC de alta resistencia se requiere un estudio más detallado hasta llegar a un compromiso de autocompacidad y resistencia El ensayo de Slump Flow es una forma rápida de aceptar/rechazar en planta/obra un H.A.C. o Caracterizaciones de la EHE AC E1, AC E2, AC E3: AC E1 AC E2 AC E3 - Rapidez del HAC + Ojo: Un diámetro de escurrimiento grande no implica un T 50 bajo o rápido V1 V2 V3

91 PRINCIPALES VENTAJAS Mejor durabilidad Gran calidad de los acabados Menos implicación de mano de obra Menor dependencia de la calidad del hormigón con la cualificación de los operarios Economía: mejores rendimientos productivos Mejores condiciones de trabajo y de entorno. Eliminación de ruidos al eliminar el vibrado Permite nuevos diseños Bombeable Compatible con fibras metálicas y de polipropileno

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