Estructura del Hormigón Armado

• Estructuras de Hormigón Armado. Los sistemas estructurales en base a Hormigón Armado y a Albañilerías , donde la Obra Gruesa se centra en la disposición de elementos estructurales verticales como muros, machones y pilares, combinados con elementos estructurales horizontales como vigas, cadenas y losas. El Hormigón Armado Juntar dos materiales distintos: hormigón y acero El hormigón es un material en base de tres elementos fundamentales: cemento, áridos y agua El moldaje o encofrado El hormigón es una “piedra reconstituida” que sólo trabaja a compresión Combinar hormigón con armaduras de acero data de mediados del s.XIX El hormigón protege al acero de la corrosión y de la acción de agentes dañinos (sales minerales y el fuego). La armadura de acero le entrega al hormigón el trabajo a tracción que no posee
  • De lo anterior queda claro que el hormigón armado es un material compuesto, siendo necesario estudiar su ejecución en obra desde tres ópticas complementarias:
  • La utilización del hormigón
  • La enfierradura
  • Los encofrados
• Estructuras de Hormigón Armado. Moldajes Conceptos Generales. Los Moldajes o Encofrados son los elementos construidos para dar forma a los distintos elementos de hormigón (u otros) mientras la mezcla fragua. Se ejecutan preferencialmente de MADERA y ACERO , siendo este primer material el más utilizado por la combinación de costo y facilidad de trabajo en Obra. La principal característica de todo moldaje debe ser su RESISTENCIA a la presión y peso del material de forma de impedir deformaciones y rupturas, y su PRESICIÓN de ejecución de manera de asegurar la óptima forma final de la pieza. Es necesario que posean estanqueidad e impermeabilidad , vale decir que no pierdan mezcla (lechada) ni absorban o pierdan humedad. También deben tener inmovilidad y rigidez para no someter al hormigón armado a cargas que no puede soportar mientras no haya endurecido Además de ser sencillo de armar y desarmar y ser antiadherente.
• Estructuras de Hormigón Armado. Moldajes Resistencia frente al Peso y Presión del Material. El principal trabajo de los moldajes está dado por resistir la presión y peso que el material ejerce sobre éste, mientras adquiere capacidad propia de resistencia y autosustentación.
  • El Hormigón recién preparado pesa alrededor de 2400kg por metro cúbico.
  • Una Losa de 6 x 9m, con 18cm de espesor pesa 23,33ton.
  • Una Viga de 30 x 70cm de sección y 6m de largo pesa un poco más de 3ton.
  Recordemos que la presión de un líquido se ejerce sobre todas las caras de su recipiente, influyendo fundamentalmente la altura que alcance el agua en dicho “ envase ”.
• Estructuras de Hormigón Armado. Moldajes Partes de un Moldaje. Definiendo que un factor de vital importancia es la forma más fácil para armar y desarmar el "encofrado" sin hacer daño al elemento relevante En el caso de los moldes de tablas de madera lo más frecuente es usar madera de Pino Insigne y Álamo por ser las más económicas. Se acepta que la madera de los moldajes que estén en contacto directo con la mezcla duren 3 usos, con un máximo de 5 . Maderas que no estén en contacto directo con el hormigón pueden durar entre 6 a 10 veces , dependiendo todo del trato que se les de. Los encofrados se miden en su parte interior útil que estará en contacto con el hormigón. Cuando el ancho es igual o menor a 30cm los moldajes se miden en metros lineales , mientras que si son más anchos se miden en metros cuadrados . Distancia entre apoyos. Si se usan en el moldaje tablas de 1 pulgada de espesor, La distancia entre los barrotes para el caso A, puede estar entre 60 y 55 cm. En el caso B, entre 50 y 40cm.
• Estructuras de Hormigón Armado. Moldajes Moldajes de Vigas. El principal cuidado con el moldaje de vigas y de cualquier pieza de Hormigón es su precisión en sus niveles y escuadría. Los puntales deben apoyarse en un tablón de manera de repartir la carga en una mayor superficie. Para conseguir un nivel parejo se utilizan cuñas también llamadas alzaprimas. Para contrarrestar la presión lateral se colocan refuerzos diagonales, lo mismo que un listón de traba superior. Se pueden agregar amarras de alambre que trabajen a la tracción.
• Estructuras de Hormigón Armado. Moldajes Moldajes de Losas. Se diferencia del anterior por la magnitud del entablado, el que descansa sobre costillas ubicadas cada 50cm (más o menos), estas costillas se apoyan sobre cuartones o soleras (4x4”) dispuestas cada 1m. Estas soleras están sostenidas por puntales de la misma forma que en el ejemplo anterior. La construcción del encofrado comienza por la toma de niveles respecto del N.P.T. de forma de marcar el nivel de fondo de losa. Se ubican tablas de borde en los muros de manera armar las costillas y disponer el entablado. Luego se ubican las soleras, amarrándolas provisionalmente a las costillas mientras se ubican los pies derechos, siendo lo último la colocación de la tabla o tablón de base y las cuñas para definir niveles.
• Estructuras de Hormigón Armado. Moldajes Moldajes de Losas. Cuando se hormigona losa con viga de borde aparecen listones para mantener la distancia entre los bordes y amarras de alambre para evitar que el moldaje de borde se abra. Se debe tener cuidado con las costaneras y refuerzos en los encuentros de vigas y losas para poder retirar de buena manera el encofrado. En todos los casos se debe cuidar mantener la sección de los elementos con listones de madera llamados codales , los que se retiran mientras se hormigona.
• Estructuras de Hormigón Armado. Moldajes Moldajes de Pilares Aislados. Para los pilares, por ser elementos aislados y eminentemente verticales, se utilizan preferentemente tablas dispuestas verticalmente para sus moldajes, de forma que el mayor cuidado debe tenerse con la posible filtración de lechada (mayor que en disposición horizontal). Lo usual es armar dos tableros del mismo ancho del pilar y dos más anchos que incluyan el espesor de los otros tableros, se montan con guías en su base cuidando la distancia a la enfierradura y se asegura su integridad hacia arriba con listones de amarre horizontales dispuestos a distancias regulares. La posición vertical del pilar se asegura con la colocación de vientos Importante resulta disponer de registros tanto en los moldajes de pilares como de muros. Los registros son aberturas (con sus tapas) dispuestas tanto en la base como en zonas intermedias del moldaje
• Estructuras de Hormigón Armado. Moldajes Moldajes de Muros. La particularidad de los moldajes para muros se basa en que se ejecuta una cara antes que la otra, de forma de asegurar la correcta posición y distancia entre enfierradura y molde. El entablado del encofrado se sostiene con costales (verticales), los que son amarrados con carreras (horizontales), toda esta estructura es sostenida en su posición vertical con elementos diagonales llamados riostras o vientos , los que van fijas a cuartones que están clavados al suelo. Luego de asegurar la enfierradura se ejecuta la segunda cara del molde, y cuyo entablado conviene ir disponiendo por fase para hormigonar por etapas y evitar los problemas de arrojar la mezcla desde mucha altura. Aquí también es necesario dejar codales y amarras de alambre para asegurar el correcto ancho de la pieza al hormigonar. Los listones deben retirarse en el proceso mientras que el alambre queda imbuido en la mezcla.
• Estructuras de Hormigón Armado. Moldajes Moldajes Metálicos. Los moldajes metálicos están formados por planchas de acero dispuestas sobre bastidores de perfiles del mismo material. Los bastidores son los que llevan el sistema de unión (generalmente pernos) que permite su gran combinatoria y resistencia. Su duración es muy alta, dependiendo únicamente del trato que se les dé en obra. Se arman como mecanos y tienen la ventaja de ser fabricados en varios tamaños y formas, de manera que presentan una amplia gama de combinaciones. Su desventaja más grande está por su mayor peso lo que los hace de complicado manejo y puesta en obra, y el costo mayor frente a los moldajes tradicionales de madera, cuestión relativa si se compara con su mayor duración y resistencia.
• Estructuras de Hormigón Armado. Moldajes Moldajes Metálicos.
• Estructuras de Hormigón Armado. Enfierradura. Aspectos Generales. La enfierradura para piezas de hormigón armado nos referimos a barras de acero que arman un esqueleto interno cuya misión principal es tomar los esfuerzos para los cuales el hormigón no es tan resistente, fundamentalmente tracción. Lo ideal es colocar armadura sólo en los lugares donde se requiera. Debemos recordar que el acero para construcción tiene una nomenclatura específica A 44 28 H A 56 35 H
• Estructuras de Hormigón Armado. Enfierradura. Proyecto y Puesta en Obra. El encargado de definir la enfierradura de las piezas de H.A. es el calculista, dentro del Proyecto de Estructura del edificio, el que se entiende tanto en planos como en especificaciones técnicas. La cubicación de esta partida debemos separar las barras de distintos diámetros ( Ø ) y sumar sus largos totales. Una vez que tenemos el largo total por cada barra de diferente sección se debe calcular su peso ( kg ) En obra el maestro enfierrador y sus ayudantes son los encargados de ejecutar las armaduras. Las barras deben estar, idealmente, libres de corrosión. Para ello hay que limpiar las barras con escobillas de acero hasta que todo el óxido suelto salga. Recordemos que la corrosión del acero genera descamación degenerativa, la que juega en contra de una buena adherencia acero-hormigón. El acero es un material flexible, pero sensible a los cambios de temperaturas y a los golpes bruscos. En obra el doblado se hace en frío, en un mesón especialmente acondicionado para este fin (con una matriz de doblez) y con una grifa, herramienta que toma al fierro y permite doblarlo en el arco que fije la matriz, haciendo palanca.
• Estructuras de Hormigón Armado. Enfierradura. Proyecto y Puesta en Obra. Cuando se ejecuta una armadura para H.A. se debe considerar que toda barra longitudinal debe empezar y terminar en un anclaje , vale decir, con un doblez que puede ser a 90º o un gancho en U . Uniones de barras o empalmes conviene hacerlas por traslapo, o sea, cruzando las barras y amarrándolas en tres puntos (cerca de los extremos y al centro). La dimensión de este traslapo depende de la pieza estructural, aunque siempre se habla de la regla de 40 veces el diámetro de la barra. El armado privilegia la unión con alambre negro Nº18, ya que no altera su rigidez y trabajo estructural y sólo se requiere hasta que el hormigón fragüe, ya que de allí en adelante es el éste el que mantiene en su lugar al acero.
• Estructuras de Hormigón Armado. Enfierradura. Proyecto y Puesta en Obra. Como la estructura avanza secuencialmente, las piezas que son hormigonadas deben quedar con “ armadura pasada ”, o sea, las barras deben sobresalir de los últimos elementos hormigonados si continúa la estructura. El exceso de armadura provoca una exceso de rigidez en el nudo y mayor dificultad para el hormigonado, lo que trae otras consecuencias como discontinuidad estructural (por presencia de zonas sin mezcla), mala protección al acero y reducción del trabajo solidario. En cuanto a su disposición, siempre se aconseja que la distancia mínima entre dos barras sea un 50% mayor que el tamaño máximo del árido empleado en la mezcla.
• Estructuras de Hormigón Armado. Hormigonado. Aspectos Generales El transporte y vaciado del hormigón son tan importante como la preparación de la mezcla para definir la calidad de la pieza de H.A. ejecutada. El hormigón depende de varios factores más o menos controlables: Su dosificación : la cantidad de cada ingrediente. Su proceso de mezclado. La incorporación de otros agentes. Los tiempos de fragüe . La razón agua – cemento es una de estas variables. Transporte. Independiente del sistema de fabricación de la mezcla, el hormigón debe ser transportado hasta el lugar donde debe ser dispuesto. Una de las formas más simples de traslado es con carretillas , las que tienen una capacidad entre 70 a 100 litros según el modelo utilizado. Cuestión similar pasa con los capachos , grandes baldes que se llenan en el lugar donde se produce o recibe el hormigón y que la grúa traslada hacia el lugar de hormigonado. Cuando se necesita el hormigón bajo la cota donde se recibe o produce, se pueden ocupar mangas de material flexible para aprovechar la gravedad reduciendo la velocidad de caída por el roce de la manga.
• Estructuras de Hormigón Armado. Hormigonado. Relleno de Moldajes. Disponer la mezcla en los moldajes tiene varios puntos delicados que dependen mucho del sistema empleado, de la calidad de la mano de obra y del elementos de H.A. que se trate. En este último punto hay una diferencia sustancial: disponer la mezcla en elementos horizontales, como losas o vigas, es más simple que hacerlo en elementos verticales, como pilares y muros, ya que la mayor altura de caída de la mezcla puede producir disgregación de la mezcla . El hormigonado de losas y vigas debe hacerse en sentido contrario al avance de las carretillas o el personal, de forma de no cargar la mezcla fresca. Para hormigonar una losa en pendiente o una rampa de este material se comienza por la parte inferior, vaciando el hormigón contra la pendiente. Al proceder al revés, desde la parte alta, se produce una doble segregación bastante peligrosa: primero al avanzar el hormigón hacia abajo en el momen­to de vaciarlo y luego, por efecto del vibrado.
• Estructuras de Hormigón Armado. Hormigonado. Vibrado. El vibrado hoy se entiende como un procedimiento mecánico, donde se somete al hormigón recién dispuesto en el encofrado a un movimiento vibratorio de lata frecuencia con el objeto que las diferentes partes de la mezcla llenen completamente el molde, evitando la formación de nidos, vale decir, zonas sin relleno de mezcla que cortan la continuidad estructural del hormigón, desprotegen la armadura y hacen más permeable la pieza a la humedad y a otros agentes. Existen diversos sistemas de vibración, los que pueden ser externos o internos respecto de la masa de hormigón; por ejemplo, pueden actuar en su superficie, como en el caso de pavimentos o losas, por medio de pisones, tablas o cerchas vibratorias. La aplicación interna es la más recomendada en edificios, y se logra con un vibrador provisto de un vástago que se sumerge en la masa del hormi­gón, conocido como vibrador de inmersión .
• Estructuras de Hormigón Armado. Hormigonado. Juntas de Hormigonado. Ya hemos señalado que una estructura de hormigón trabaja como un elemento monolítico, continuo, sin embargo, el proceso constructivo de todo edificio implica cortes en el proceso de hormigonado que hacen que necesariamente convivan hormigones de distinta data. Hay juntas de hormigonado denominadas juntas de trabajo , que están programadas y autorizadas por el profesional responsable de la obra, pero también se producen interrupciones imprevistas para las que también se hace necesario estar preparados. Es preferible utilizar elementos como las resinas epoxi y el poliacetato de vinilo que resultan muy eficaces, aunque sean más caras. Si es indispensable interrumpir el llenado de una losa o de una viga, por una emergencia, ello debe hacerse en el centro de los paños o de las luces , o bien en las proximidades del cuarto de la luz , donde el esfuerzo de corte es menor. En el Primer caso, la unión debe ser vertical En el Segundo caso, inclinada a 45º o siguiendo el talud natural del hormigón
• Estructuras de Hormigón Armado. Hormigonado. Desmolde. También se le conoce como desencofrado o descimbra, vale decir, retiro de los moldes. Se puede retirar la totalidad del encofrado, o por etapas o partes, siendo el requisto fundamental que la pieza de H.A. esté endurecida y con resistencia mínima para autosoportarse. Debemos distinguir los encofrados de las alzaprimas (puntales), las que en el caso de losas y vigas sostienen su peso mientras gana resistencia, y por ende se pueden ir sacando de manera homogénea a medida que estas piezas ganen resistencia.