Equipos de Transporte y Colocación de Concreto - BOOKCIVIL
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Equipos de Transporte y Colocación de Concreto

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Introducción


En el área de la construcción es imprescindible el manejo de métodos, procedimientos y equipos a partir de conocimientos sustentados en experiencias e investigaciones.

En tal sentido el presente trabajo comprende:

·         Transporte
o     Transporte Horizontal
o     Transporte Vertical
o    Transporte Inclinado
o    Instalaciones para Hormigonado
·         Vaciado del Concreto
·         Colocación
o    Apisonado y Compresión
o    Centrifugación
el     Vibe
o    Succión
o    Proyectado a Presión


La experiencia del concreto en obra, haya sido elaborado en el sitio o traído desde un camión de premezclado inicia con el transporte de este a los encofrados a partir de carretillas, canaletas y tubos, elevadores, grúas y torres grúa, camiones transportadores o bombeo. Luego sigue la colocación del concreto en los encontrados donde todos los aceros de refuerzo deben quedar envueltos, evitando la deformación de los encofrados, el desplazamiento y espacios vacios, a partir de este la compactación o endurecimiento y por ultimo el curado.

Un concepto muy usado o redundante al referirse al transporte y colocación es el de la segregación, fenómeno que se desea evitar por encima de todo y ocurre cuando los agregados gruesos y finos, y la pasta de cemento llegan a separarse. Se puede dar durante la mezcla, transporte, vaciado o vibrado del concreto. Esto hace que el concreto sea más débil, menos durable y deja un pobre acabado de superficie.



Transporte



Cuando la mezcla deja la mezcladora, recién llega del camión de premezclado o ya esta dispuesta para ser aplicada, el tiempo corre rápidamente, por ello se debe diseñar una estrategia para ejecutar el proceso de transporte hasta el encofrado, colocación, vibrado y acabado final antes de que se produzca el fraguado del concreto. Si el tiempo no es suficiente, se generaran daños irremediables en el concreto, que se traducen en perdidas de tiempo, mano de obra, y por ende dinero

El concreto puede ser transportado por diversos métodos y equipos, asegurando que no se produzca segregación y se mantenga o se garantice una buena calidad de concreto. El equipo o método a utilizar depende en gran parte de la cantidad de concreto a transportar, de la distancia y dirección (vertical u horizontal) del transporte y de consideraciones económicas. Un óptimo sistema de transporte da garantía de la conservación de la calidad del material, entre los equipos de transporte más usados resaltan los siguientes:

Carretilla de Motor.
Transporte corto y plano en todo tipo de obra, especialmente donde la accesibilidad al área de trabajo es restricta. Sus ventajas son su versatilidad, ideales en interiores y en obras donde las condiciones de colocación están cambiando constantemente, sin embargo son lentas y de trabajo intensivo.

Camión de Volteo.
Transporte de concreto en distancias cortas sobre pavimentos lisos. Entre sus ventajas resalta el costo de capital del equipo no agitador es menor que el de los camiones agitadores o mezcladores. Puede existir la posibilidad de segregación, se necesita de una altura libre para levantar la caja del camión en la descarga.

Camión Tolva con Agitador.
Transporte de concreto para pavimentos, estructuras y edificios. La distancia de transporte debe permitir la descarga del concreto en 1 ½ hora. Se operan desde una central mezcladora. El tiempo de descarga debe adecuarse a la organización de la obra. El personal y los equipos deben estar listos en la obra para el manejo del concreto.

Camión Revolvedor.
Sirve como unidad agitadora de transporte. El tambor se hace girar a velocidad de carga durante la carga y luego se reduce la velocidad a velocidad de agitación, o se detiene después de completar la carga. El tiempo transcurrido para la descarga del concreto puede ser el mismo que en el caso del mezclado en el camión y el volumen transportado se puede aumentar hasta 80% de la capacidad del tambor.

Bombas de Concreto:
Transporte y Acomodo de Concreto. Permite una mejor distribución del cemento con descarga continua. Requiere de personal a cargo para evitar acumulo innecesario de concreto, es necesario un suministro de concreto fresco constante con consistencia media, y sin tendencia a segregarse.

Bandas transportadoras
Transporte horizontal del concreto o a niveles más abajo o más arriba. Posee alcance ajustable y velocidad variable. El tamaño máximo del árido no debe exceder de ¼ de diámetro de la tubería si es metálica, o de 1/3 si es de plástico. No deben emplearse tuberías de aluminio, material que reacciona con los álcalis del cemento.

El transporte del material mezclado hasta su ubicación definitiva consta de tres componentes diferentes tales como el transporte horizontal, transporte vertical, transporte inclinado y en obras de gran envergadura suelen usarse las instalaciones de hormigonado



Transporte horizontal

Se realiza a partir de tolvas con el material para transportarlo desde la mezcladora hasta su ubicación definitiva. Por lo general los equipos de transporte son operados manualmente y se conocen como carretillas o carretones según el tamaño. Disponen de tolvas metálicas con rueda frontal y poseen mangos traseros para su traslado por parte de un obrero. Su capacidad aproximada ronda entre los 55 y 60 lts de mezcla. De igual manera cuando la capacidad aun no es suficiente se usan tolvas de mayor tamaño y dos ruedas de goma, denominadas carretones o buggies, y su capacidad se estima en unos 150 lts.


Cuando la capacidad en el transporte representa un punto de honor, se pueden usar carretones motorizados, también llamados moto carretones su capacidad se acerca a los 750 lts de material y se utilizan cuando la distancia a cubrir no es tan pequeña o se debe realizar un vaciado de grandes proporciones sin transporte vertical

En obra los elementos de transporte deben utilizarse hasta la distancia máxima admisible, que por ejemplo en el caso de las carretillas y carretones manuales suele ser de 60 mts. En el caso de los motorizados aumenta a unos 120 mts. Esta limitación surge con la idea de poder realizar los vaciados de una forma eficiente y sin agotar a los obreros ni permitir la disgregación en el concreto por las vibraciones y golpes que sufren las carretillas en el tramo hasta el vaciado.

Es importante establecer caminos planos y lisos entre el sitio de mezclado y el de colocación, para que esta operación se torne lo más cómoda posible para el operador de las carretillas. Cuando el transporte del concreto se debe realizar hasta un punto con una cota significativa se deben construir rampas con ancho cercano a 1 mts y pendientes por lo menos de 1:10, con el fin de permitir un acceso cómodo con las carretillas. Las rampas deben ser lo suficientemente fuertes como para soportar el peso del operario y la carretilla que se traduce en unos 200 kg.

Pertenece a este grupo los procedimientos de distribución de hormigones realizados en el terreno tales como: transporte por carretillas, vagones, carros, etc. La eficacia del mismo se evidencia en el transporte del hormigón desde una hormigonera central a losas de cimentación, cimientos, sótanos y en la combinación con sistemas verticales.

Vale destacar que no debe haber agua libre en la superficie del hormigón al ser descargado ni sobrepasar la cantidad de árido grueso o endurecido en el fondo del equipo de transporte. Para evitar que se provoque la exudación causada por sedimentación. Esto no ocurriría en camiones dotados de agitadores que mezclan el hormigón durante el transporte


Transporte vertical



Cuando el sitio de mezclado se ubica muy por debajo del lugar de vaciado, es necesario disponer de equipos que permitan de alguna manera, transportar o elevar verticalmente la mezcla para su aplicación y en obras donde la construcción de rampas resulta riesgosa o más trabajosa. Resaltando entre los más usados las grúas, torres grúa y elevadores.

El uso de un tipo de equipo se ve influenciado con el alcance de la obra; por ejemplo si se debe trasladar concreto entre 2 o 3 pisos se suelen usar elevadores, por el contrario si la obra comprende un complejo de edificaciones que se construyen al mismo tiempo es necesario el uso de grúas o mecanismos de elevación de gran envergadura. Las grúas pueden ser tipo móvil o torres-grúa, las primeras poseen movimiento propio y pueden trasladarse, en cambio las torres-grúa permanecen en su ubicación en toda la construcción.

De igual manera pueden llegar a utilizarse plantas portátiles de concreto o de mezclado, que disponen de tolvas de descarga de material y bandas transportadoras para llevar los componentes a la mezcladora y depositan la mezcla directamente en la bombeadora, para luego transportarla hasta su ubicación definitiva. Del mismo modo cuando se realizan vaciados a gran altura, suele emplearse bombeo, descartando el transporte horizontal y vertical, ya que el concreto se desplaza en la bomba transportadora hasta el lugar del vaciado. Cuando se hace uso del bombeo, la mezcla debe tener un patrón de fluidez, con asentamientos superiores a los 18 cm y la existencia de agregados gruesos que no sean de mas de 1’’, a fin de que las tuberías de transporte de concreto no se atasquen con mezcla, suelen adicionarles aditivos súper plastificantes que permitan obtener una consistencia deseada

La distribución del concreto se lleva a cabo en altura, a través de elevadores, grúas, winches cubos, etc. que trasladan el hormigón a los distintos pisos de la construcción. Este es considerado uno de los mejores métodos siempre y cuando este ligado a un sistema horizontal.

En el caso de cubos, es necesario seguir ciertas especificaciones:

1._ Igual capacidad entre el cubo y la hormigonera o a un múltiplo de ella

2._Igual capacidad del cubo o múltiplo de la capacidad de las carretillas en el caso de estar ligado a un sistema horizontal

3._ Los calderos deben estar proyectados de manera que permitan la descarga por una abertura central que posibilite la caída vertical del hormigón en el centro de la carretilla



Transporte Inclinado

Consiste en un agrupamiento del transporte horizontal y vertical, lo cual salva al mismo tiempo una distancia y una altura. El más típico de los equipos es el elevador, cuya plataforma alargable va montado sobre un carro y sobre este una cinta sin fin con cangilones, canalones, etc. Este sistema es exitoso en combinación con canales de vertido considerando que tengan una pendiente con tal inclinación que no causen la perdida de asiento, haciéndose necesario la protección contra el sol y el viento, cuando sea una distancia considerable.


Instalaciones para Hormigonado

Constituye un sistema de maquinas, articulados entre si, por castilletes ligados a sistemas inclinados o por tuberías. De acuerdo a CEAC (1981) los más utilizados en la práctica son torres de hormigonado y distribución por tubería.

a) Torres de distribución: Se describen como un castillete de armaduras metálicas de elevada altura (50 o mas metros) en cuyo interior sube un cubo de volumen determinado y al llegar a la altura fijada por el tajo vuelca a través de una serie de canales y por gravedad llega al destino. En este caso corresponde a la “Torre” pues en el caso en el que el cubo circule por el exterior es llamada “Mástil”.

Este sistema ofrece ventajas en obras de gran duración

b) Distribución por tuberías: Consiste en trasportar el hormigón desde la hormigonera hasta el encofrado a través de una tubería con el apoyo de una bomba de construcción llamada “Pumporete”, que esta equipada con un deposito de alimentación y unas válvulas de entrada y salida combinadas con un pistón, que permiten que el hormigón circule en continuidad desde la bomba hasta el otro extremo para entrar en el encofrado. Hay varios tipos de maquinas bombas sencillas con un solo aparato de bombo, dobles con dos cuerpos y gigantes compuestas de 3 bombas. Antes de instalar cualquiera de estas bombas hay que realizar un estudio de las necesidades que se esperan cubrir, además de tener presente la clase de trabajo a realizar, las dimensiones de la estructura, el volumen del hormigón y su transporte hasta donde la bomba esta localizada, el tamaño del árido; además de realizar un esquema de distribución

El hormigón transportado por tubería por su condición para ser bombeado, no es propenso a la separación, los agregados gruesos deben ser mayores a 65 o 75 mm

Vaciado del concreto


Cuando se requiera de vaciados cuya ubicación se encuentra por debajo del nivel de transporte, se deben utilizar canales o canalones metálicos inclinados, de fondo curvo y que no permitan derrames, a fin de descargar desde las carretillas al canalón, de manera que el concreto fluya continuamente por el canalón sin segregarse. Así mismo, debe controlarse el flujo del concreto al extremo del canalón para evitar esta segregación. Cuando el vaciado se ejecuta al mismo nivel de las carretillas, este podrá hacerse en forma directa, volcando el contenido de las mismas en el lugar definitivo de ubicación considerando que la caída libre máxima no debe superar 1.50 mts. Para esto se colocaran tablas de madera por encima de la zona a vaciar y este se ejecutara comenzando desde el lugar más lejano hasta llegar al borde del vaciado, quitando las tablas de paso en la medida en que el lugar de vaciado vaya retrocediendo.

En el caso de un trabajo en una superficie con pendiente, como rampas, escaleras, etc., el vaciado deberá hacerse comenzando por el nivel más bajo, recortando la rampa para ir subiendo a medida que se ejecuta y tomando precauciones para que la mezcla no caiga libremente, colocando un control al final de la rampa.

Cuando sean vaciados de elementos de directriz vertical como muros y columnas, debe hacerse desde la parte superior, sin que caiga libremente por dentro del encofrado, ya que se produce la segregación de inmediato. Para evitarla se coloca una manga desde la parte superior y se deposita el concreto en la boca de ésta, con lo que el concreto queda depositado en su sitio sin que el agregado grueso se acumule en el fondo por exceso de velocidad de caída. Esta manga es de material sintético flexible. En vaciados de alturas considerables también se pueden abrir ventanas laterales para evitar que la caída libre de la mezcla sea de más de 1.50 mts.

El hormigón debe ir dirigido durante el vertido mediante canaletas u otros dispositivos que impidan su choque libre contra el encofrado o las armaduras.
Evitar arrojar el hormigón con pala a gran distancia y no distribuirlo con rastrillos para no disgregarlo, tampoco se le hará avanzar más de un metro dentro de los encofrados.

La colocación se efectuará por capas o tongadas horizontales de espesor inferior al que permita una buena compactación de la masa (en general, de 20 a 30 cm, sin superar los 40 cm cuando se trate de hormigón en masa, ni los 60 cm en hormigón armado

En las piezas muy armadas y, cuando las condiciones de colocación son difíciles, puede ser conveniente, colocar una capa de 2-3 cm del mismo hormigón pero exento del árido grueso, vertiendo inmediatamente después el hormigón ordinario.

En el hormigonado de superficies inclinadas, el hormigón fresco tiene tendencia a correr o deslizar hacia abajo, especialmente bajo el efecto de la vibración. Si el espesor de la capa y la pendiente son grandes, es necesario utilizar un encofrado superior. En caso contrario, puede hormigonarse sin este contra encofrado colocando el hormigón de abajo a arriba, por roscas, cuyo volumen y distancia a la parte ya compactada deben calcularse de forma que el hormigón ocupe su lugar definitivo después de una corta acción del vibrador

Durante el vaciado del concreto, se deben controlar todos los factores que puedan segregar o separar los agregados de la mezcla. Para evitar la segregación durante el vaciado se recomienda:

1.    Colocar el concreto tan cerca de su posición final como sea posible.

2.    Empezar colocando el concreto desde las esquinas de la cimbra o, en el caso de un sitio con pendiente, desde el nivel más bajo.


Se debe vaciar desde alturas inferiores a 1.20 m. Cuando no se pueda efectuar, se debe hacer uso de canaletas o tubos para evitar que la mezcla choque contra los refuerzos y la formaleta. En el caso de usar canaletas, hay que verificar que la pendiente de ésta se encuentre entre el 30% y 50%.

Al vaciar el concreto es necesario tener cuidado de no dañar o mover las cimbras, formaletas y/o el acero de refuerzo. Estas deben resistir la presión del concreto que se vacíe en esta.

Según JIMÉNEZ & GARCÍA & MORÁN (2000) en la colocación debe evitarse la proyección directa del chorro de hormigón sobre las armaduras; hay que vigilar que el hormigón no aparezca segregado a causa del aire comprimido y adoptarse precauciones en materia de seguridad de los operarios.


Colocación




Debe efectuarse de manera que no se produzca la disgregación de la mezcla. Usualmente el hormigón se prepara a pie de obra, debiendo ser colocado lo antes posible en los encofrados o moldes. El peligro de disgregación es mayor, en general, cuanto más grueso es el árido y más discontinua su granulometría, siendo sus consecuencias tanto peores cuanto menor es la sección del elemento que se hormigona. En la práctica constructiva para colocación del hormigón armado en los encofrados, las formas son:

Apisonado y Compresión

Consiste en asentar el hormigón golpeando la masa con un pisón de 5 o 6 kg y superficie plana de 20x20cm considerándose difícil obtener una masa bien comprimida. No obstante, se mejora el resultado de la operación con pisones neumáticos y eléctricos

Centrifugación

Consiste en dar a la masa del hormigón un movimiento de rotación alrededor de un eje para que el hormigón de las paredes de las piezas se comprima. Este procedimiento es muy aplicado en la confección de tubos, extendiéndose a la construcción de postes, bloques y otros aglomerantes del hormigón. La principal ventaja de este sistema es que expele fuera del molde el agua en exceso resultando elementos más resistentes

Vibración

La compactación o vibrado del concreto consiste en eliminar el exceso de aire atrapado en la mezcla, logrando una masa uniforme que se distribuya adecuadamente en el encofrado y alrededor del refuerzo. Este proceso también es de suma importancia para conseguir un buen concreto. La compactación puede efectuarse manualmente mediante el chuceo o haciendo uso de vibradores.

Permite obtener un hormigón de mejor calidad mediante el movimiento en los elementos que forman su masa de manera que adquiera mayor compacidad, expulsando al exterior las burbujas de aire quedando en su lugar mortero fino. La vibración puede realizarse con alta o baja frecuencia, con alta frecuencia para lograr un aumento progresivo en la capa asentada y una des aireación bastante perfecta o una vibración de baja frecuencia que implica el empleo de mezclas con alto porcentaje de agua resultando hormigones poco des aireados.

Las ventajas de la vibración son: reducción de la relación agua – cemento, mayor compacidad, menor consumo de cemento, aumento en pocos días de la resistencia a compresión, flexión y elasticidad, mayor impermeabilidad y mayor adherencia del hormigón a la armadura

Los aparatos vibradores pueden clasificarse en: externos o aplicados sobre encofrados o moldes, internos o introducidos en la masa de hormigón y superficiales que son los aplicados en la superficie del hormigón

Un vibrador esta sometido dentro del hormigón determinado tiempo variable, de acuerdo a los siguientes factores: frecuencia del vibrador, granulometría del árido empleado, docilidad y riqueza en cemento del hormigón, tipo de estructura y separación de las barras de la armadura y del espesor de la capa del hormigón

Los vibradores mas usados en construcción se clasifican en 2 grupos:

1.    Los de aire comprimido o vibradores alternativos, compuestos de un cilindro del que sale un pistón tipo martillo que va golpeando el encofrado para conseguir mayor asiento del hormigón

2.    Los accionados eléctricamente, cuyo empleo es ventajoso por fácil manejo y economía, pueden ser de movimiento giratorio o de movimiento alternativo, el primero es de fundamento electromagnético y el alternativo permite una vibración unidireccional de gran frecuencia, logrando un martilleo de frecuencia doble o normal de la frecuencia de alimentación

También existen equipos de per vibradores eléctricos que poseen una aguja vibrante de 45 a 200mm de diámetro, con el cual se logra gran eficacia, estos también pueden ser flotantes accionados por aire comprimido pero no permiten trabajar con elementos que contengan gran cantidad de armaduras. Existen también per vibradores con motor y pueden funcionar a velocidades variables de 3000 a 9000 vibraciones por minuto

Otra opción, son las mesas vibratorias que son silenciosas y sirven para vibrar vigas, tubos o pequeños elementos, a base de un sistema de vibración unidireccional de amplitud regulable


Succión

Este procedimiento consiste en la salida del exceso de agua a través de un material filtrante, que además se combina, con una fuerte presión que comprime el hormigón haciéndolo mas resistente y compacto. Se aplica por medio de unas esteras de vacio o raquetas de succión y posteriormente se vibra el hormigón para cerrar las pequeñas aberturas formadas por el vacio al ser absorbido el agua, lográndose la calidad e impermeabilidad esperada, así como la reducción de contracción por re secamiento

Proyectado a Presión

Consiste en lanzar una masa de cemento y arena por medio de aire comprimido a una, dos o cuatro atmosferas contra una superficie que va aumentando de espesor a medida que el mortero es lanzado. Parte de este mortero rebota y es devuelto por la pared, por efecto de la gran velocidad con que es proyectado, la cantidad de mortero que rebota varia inversamente con la relación agua – cemento. La finalidad de este tipo de mortero es la reparación de estructuras deterioradas, revestimiento de canales, construcción de tanques, etc.

Para estas obras por lo general no se requieren encofrados, siendo suficiente la proyección sobre la armadura metálica que en las distintas capas le da el espesor deseado. Las maquinas que lanzan cemento y arena contra la superficie son conocidas como Cement – Gun y consisten en dos cámaras y un mecanismo movido por un motor y aire comprimido. Este tipo de hormigón proyectado o mortero proyectado da altas resistencias a compresión y una gran impermeabilidad. 



Bibliografía

·         Transporte y Colocación del Concreto
http://www.asocem.org.pe/bivi/re/dt/cons/transporte_rivera_feijoo.pdf
15/11/2013 - 7:46 p.m.
·         Transportación y Colocación del concreto
http://www.imcyc.com/cyt/diciembre04/CONCEPTOS.pdf
15/11/2013 - 8:11 p.m.
·         Manejo y Colocación del concreto
http://eccs.mex.tl/913761_1-05---Manejo-y-Colocacion-del-Concreto.html
15/11/2013 - 8:13 p.m.
·         Recomendaciones para la colocación del concreto
http://360gradosblog.com/index.php/recomendaciones-para-la-colocacion-de-concreto-en-obra/
15/11/2013 - 8:14 p.m.
·         CEAC, Monografías sobre Construcción y Arquitectura
Técnica y Practica del Hormigón Armado
Barcelona, España. Ediciones CEAC, 1981
·         ORUS ASSO, Felix
Materiales de Construcción
Madrid, España. Editorial Dossat, 1973
·         FEBRES CEDILLO, Rafael J.
Materiales de Construcción y Ensayos Relacionales


Mérida, Venezuela. Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Civil ULA, 2006

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