*Por el Ing. Marcelo F. Barreda (LEMaC UTN FRLP CIC PBA).
Introducción
El control de aceptación es el conjunto de procedimientos y ensayos realizados por la inspección de obra que son empleados para la recepción del pavimento.
Los pliegos de especificaciones técnicas para la construcción de pavimentos de hormigón determinan que la recepción del pavimento se realice previa verificación del espesor y la resistencia del hormigón de la calzada. Estas mediciones se efectúan sobre muestras cilíndricas extraídas directamente de la calzada (testigos) y sirven como base para la aceptación del pavimento, la aceptación mediante un descuento en el precio unitario de contrato, o su rechazo. De esta manera, se evalúa no sólo la calidad del hormigón colocado sino también las operaciones de compactación y curado.
Resistencia del hormigón de los pavimentos
La resistencia del hormigón de un pavimento es un parámetro importante porque, junto con el espesor, define su capacidad portante.
Como los pavimentos de hormigón se encuentran solicitados a la flexión, el parámetro resistente que interesa en este tipo de estructuras es el Módulo de Rotura (MR), determinado en vigas ensayadas con cargas en los tercios de la luz (IRAM 1547). Sin embargo, como el ensayo de resistencia a la compresión es más simple, difundido y repetible que el ensayo de resistencia a la flexión, y en virtud de que su valor puede ser correlacionado con ella, en muchos casos se emplea el ensayo a compresión (IRAM 1546) para el control de calidad en obra. Las probetas cilíndricas no son tan sensibles al manipuleo y transporte, como lo son las vigas, y los laboratorios en general disponen de prensas adecuadas, de más equipamiento y personal capacitado para realizar el ensayo de resistencia a la compresión.
Es importante establecer la diferencia entre la resistencia potencial y la resistencia efectiva del hormigón. La resistencia potencial es la que adquiere el hormigón en situaciones ideales de compactación y curado. Se mide en probetas moldeadas, curadas y ensayadas en las condiciones establecidas por las normas correspondientes. La resistencia efectiva del hormigón es la que se obtiene al ensayar testigos obtenidos de la calzada mediante una máquina extractora provista de broca con corona de diamantes.
El control de la resistencia potencial del hormigón generalmente no es obligatorio dado que el control de recepción del pavimento solo comprende la evaluación de la resistencia efectiva del hormigón. Sin embargo, su determinación es útil para juzgar la calidad del hormigón recibido y permite establecer un control de la producción a edades diferentes.
Condiciones de aceptación
El Pliego Único de Especificaciones Técnicas Generales de la Dirección de Vialidad de la Provincia de Buenos Aires (Edición 2019) establece que la verificación del espesor y la resistencia del hormigón se practica subdividiendo la calzada en zonas.
La aceptación de una zona se realiza considerando al mismo tiempo el espesor promedio (em) de la calzada y la resistencia promedio (Rm) del hormigón.
Para establecer las condiciones de aceptación de una zona se determina el número C, producto del cuadrado del espesor medio por la resistencia media, que se denomina capacidad de carga de la calzada. El espesor medio se expresa en cm y la resistencia media en kg/cm2, por lo tanto, la capacidad de carga (C) resulta expresada en kg:
C [kg] = (em)2 [cm²] x Rm [kg/cm2]
a) Aceptación sin descuento. Si el número C correspondiente a la zona considerada es igual o mayor que el producto del noventa y cinco por ciento de la resistencia teórica (Rt) por el cuadrado de la diferencia entre el espesor teórico(et) y tres milímetros, es decir:
C ≥ C1 = 0,95 Rt [kg/cm2] x (et – 0,3)2 [cm2]
El pavimento es aceptado y no se aplica descuento alguno.
b) Aceptación con descuento. Si el número C está comprendido entre el valor de C1 dado en a) y el valor C2 que resulta al efectuarse el producto del ochenta y uno por ciento de la resistencia teórica por el cuadrado de la diferencia entre el espesor teórico y un centímetro, es decir:
C2 = 0,81 Rt [kg/cm²] x (et – 1,0)2 [cm²] ≤ C < C1
La zona se acepta y se aplica un descuento (D) por unidad de superficie de la zona:
D = 0,1 x P donde P es el precio unitario del ítem.
c) Rechazo por falta de espesor. Si el espesor promedio (em) de la zona es menor que [et – 1,0 cm] siendo (et) el espesor del proyecto calculado sobre el perfil correspondiente en los puntos donde se extrajeron los testigos, la zona se rechaza por falta de espesor.
em < [et – 1,0 cm]
d) Rechazo por falta de resistencia. Si la resistencia promedio (Rm) de la zona es menor que el ochenta y uno por ciento de la resistencia teórica (Rt), siendo Rt la resistencia establecida en las especificaciones, la zona se rechaza por falta de resistencia:
Rm < 0,81 Rt
Por lo tanto, la recepción del pavimento se realiza con base en el conocimiento cierto de la resistencia del hormigón que lo integra y no en una suposición de esa resistencia.
La resistencia del hormigón determinada en probetas normalizadas (resistencia potencial) difiere de la del hormigón colocado en la estructura (resistencia efectiva) cuantificada mediante el ensayo de testigos. Las diferencias se atribuyen, fundamentalmente, al distinto grado de compactación y curado que alcanza el hormigón en ambas situaciones.
Compactación
La compactación es el proceso de eliminar el aire atrapado en el hormigón recién colocado. Son varios los métodos y técnicas aplicables, la elección depende principalmente de la consistencia de la mezcla, las condiciones de colocación y el grado de eliminación de aire deseado. Por lo general se emplea alguna forma de vibración.
El hormigón recién colocado no compactado contiene una cantidad excesiva y perjudicial de aire atrapado. Si se permite que endurezca en esta condición, el hormigón será poroso, tendrá resistencia baja, permeabilidad alta, resistencia al deterioro escasa e incluso puede tener una apariencia pobre. La mezcla fresca debe compactarse para obtener las propiedades requeridas y esperadas en el hormigón endurecido.
Los dos métodos más empleados para la construcción de pavimentos de hormigón son la ejecución con pavimentadoras de encofrados deslizantes y la pavimentación con moldes fijos. En el primer caso, las pavimentadoras están provistas de vibradores internos de inmersión, que cumplen la función de consolidar y densificar la masa de hormigón y facilitar el proceso de extrusión del pavimento. En la pavimentación con moldes fijos, la compactación de la mezcla en losas sin armadura de refuerzo, si bien la consolidación externa que pueden producir las reglas o rodillos vibratorios suele ser suficiente, se recomienda verificar los resultados obtenidos en testigos calados, para determinar la necesidad del empleo de vibradores adicionales en losas de mayor espesor. Aún en muchos casos en que se utiliza vibración externa, es conveniente utilizar vibradores de inmersión para la consolidación del hormigón en los bordes de la calzada, es decir, junto al encofrado.
Curado
El curado consiste en mantener un contenido satisfactorio de humedad y temperatura en el hormigón recién colocado para que se puedan desarrollar las propiedades deseadas. La resistencia y la durabilidad del hormigón se desarrollarán plenamente solo si se cura de manera adecuada.
Un curado inadecuado o ausente puede provocar graves deterioros en el hormigón, tales como fisuración por contracción y secado en el hormigón joven, o desarrollo insuficiente de resistencia y menor durabilidad en el largo plazo. Esta tarea resulta particularmente importante en los pavimentos debido a la elevada relación superficie/volumen que presentan.
El momento oportuno para el inicio del curado es quizás el aspecto más crítico, principalmente para evitar los efectos de la pérdida de humedad y la fisuración a edad temprana. La mayor parte de los métodos de curado tienen el inconveniente que requieren cierta resistencia o la desaparición del agua superficial para su aplicación.
Las membranas químicas de curado formuladas en base a resinas y solventes de rápida evaporación, no solubles en agua, permiten ser aplicadas inmediatamente detrás de las tareas de terminación y texturizado del hormigón, incluso con la presencia de agua en la superficie. Aplicadas sobre la superficie del pavimento por aspersión, forman una película protectora en pocos minutos, impidiendo la evaporación del agua de exudación. Por sus características se adhieren a la superficie del hormigón mejorando su acción preventiva.
Este aspecto las hace especialmente aptas en la pavimentación con encofrados deslizantes, con hormigones de muy bajo asentamiento y, por consiguiente, más riesgosos desde el punto de vista de la pérdida de humedad. Las membranas de resinas han mostrado ser las más seguras y confiables con este tipo de tecnologías.
La aplicación debe hacerse, entonces, inmediatamente detrás de las tareas de terminación, en dotaciones mínimas recomendadas por el fabricante, en forma uniforme en todo el ancho de la sección de pavimento y en los bordes. Estas membranas suelen tener un pigmento blanco que, además de reducir la ganancia de calor por incidencia de los rayos solares, ayudan en la inspección visual de la uniformidad de aplicación.
El pulverizado se debe efectuar con equipos mecánicos autopropulsados o de tracción manual, qué poseen picos aspersores distribuidos uniformemente en el ancho de pavimentación y bordes, en los que se puede regular la altura de aplicación y la velocidad de traslación. Para garantizar la uniformidad del riego es imprescindible una limpieza frecuente y adecuada de los picos aspersores, o su reemplazo cuando estén obstruidos. El equipamiento debe contar con un sistema de recirculación de la membrana líquida, de manera de evitar la sedimentación y/o separación en los depósitos.
El uso de equipos autopropulsados es conveniente en todos los casos, e imprescindible en los grandes proyectos de pavimentación, quedando los distribuidores remolcados manualmente para obras de menor envergadura. La aplicación con mochilas de bombeo mecánico o de accionamiento manual se encuentra restringida a trabajos de menor cuantía o áreas pavimentadas con moldes fijos de anchos variables, siempre que se utilice un puente, o el ancho de trabajo sea tal que se pueda asegurar una distribución homogénea en toda la superficie.
En la pavimentación con moldes fijos, el curado debe realizarse en dos etapas: inicialmente el compuesto es aplicado sobre la superficie del hormigón de la calzada y posteriormente sobre las superficies verticales que queden expuestas luego del retiro de los encofrados.
Frente a desperfectos en los equipos que se empleen para la distribución de la membrana, puede utilizarse una lámina de polietileno como curado alternativo. Con ese propósito, una vez finalizados los trabajos de terminación y texturizado, debe mantenerse húmeda la superficie del pavimento mediante agua nebulizada. Cuando el hormigón haya alcanzado la resistencia suficiente, se procede a humedecer hasta que el agua escurra sobre la superficie y se coloca la lámina de polietileno, lastrada convenientemente, cubriendo toda la extensión del pavimento.
Conclusión
La recepción de los pavimentos se realiza sobre la base de la resistencia efectiva del hormigón dado que las determinaciones en las que se fundamenta se realizan sobre testigos extraídos de la calzada; por lo tanto, es importante advertir la magnitud que, particularmente en este caso, adquieren los procedimientos de compactación y curado empleados en su construcción.
Las operaciones de compactación y curado de los hormigones permiten garantizar su calidad final. No solo sirven para asegurar la resistencia requerida en el hormigón, sino que además aumentan considerablemente su durabilidad y disminuyen el riesgo de aparición de fisuras.
Bibliografía
Calo, D., Souza, E., Marcolini, E., Manual de Diseño y Construcción de Pavimentos de Hormigón, Instituto del Cemento Portland Argentino, 2014
Dirección de Vialidad de la Provincia de Buenos Aires, Pliego Único de Especificaciones Técnicas Generales, 2019
Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, Compactación del Concreto ACI 309R-05, 2013
Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, Práctica Estándar para el Curado del Concreto ACI 308,1994