La colocación del hormigón en estructuras esbeltas, y con alturas de caída relevantes (mayor de 2,5 m), se encuentra tratada en el documento desarrollado por ICH, Especificación Técnica ET 002-05 “Altura de Vaciado en Elementos de Hormigón Armado” el cual se recomienda consultar.
En general, el uso de mangas no sería necesario si la compactación del hormigón se puede completar en toda la sección antes que fragüe el material que ha rebotado en el moldaje o en el refuerzo, de modo de no afectar la homogeneidad del material, o si el hormigón se puede colocar entre las mallas de refuerzo sin generar pérdida de homogeneidad debida a segregación. Para ello es importante que el ingeniero diseñador considere un cierto orden de los ganchos de los estribos y las trabas en los muros de manera de permitir que el vibrador sea introducido en toda la altura del elemento y pueda inclinarse en el fondo para lograr una adecuada consolidación. Se hace notar que espaciamientos entre trabas inferiores a 200 mm dificultan esta labor.
Sin embargo, en caso que se especifique, o considere, el uso de mangas o tubos para colocar el concreto en este tipo de elementos, los siguientes puntos deben tenerse en consideración:
I. El tamaño máximo del árido no deberá exceder del mínimo entre 1/5 de la menor dimensión entre las caras de moldaje y 3/4 de la distancia libre mínima entre barras individuales de refuerzo. Adicionalmente, la Tabla A.5.2 de ACI211.1 hace recomendaciones un tanto más restrictivas en particular en relación con la distancia entre barras, tal que el tamaño máximo del árido no deberá exceder de 2/3 de la distancia
mínima entre barras longitudinales. Esta última restricción equivale a que, dado un tamaño máximo de árido, las barras longitudinales deberán disponerse dejando un espacio libre mínimo entre ellas de 1,5 veces el tamaño máximo nominal del árido por condición de colocación del hormigón. Al usar tubos de descarga del hormigón, un tamaño máximo del árido recomendado para elementos reforzados es de 20 mm (3/4 pulgada)
II. El diámetro mínimo del tubo de descarga se recomienda que sea de 8 veces el tamaño máximo del árido en el extremo superior, extendiéndose por una altura entre 2 a 3 m, y luego el diámetro del tubo se puede reducir a 6 veces el tamaño del árido, en la base del tubo, si la altura de éste excede los 3 m. Normalmente el diámetro varía entre 200 y 300 mm, situación que lo hace poco práctico para permitir su paso entre los refuerzos de una obra de construcción típica. En ACI 304R-09 no existe una limitación explícita entre el diámetro del tubo de descarga y la profundidad que pueda alcanzarse con éste.
III. La distancia entre puntos de colocación del tubo, o entre tubos contiguos, no deberá exceder 2 (máximo 3) veces la altura del hormigonado, de modo de evitar que el hormigón se traslade horizontalmente grandes distancias, condición que dificulta la obtención de capas horizontales adecuadamente compactadas. No se recomienda que esta separación exceda de 1,5 m, siendo su rango típico entre 1 a 1,5 m, la cual se podrá ajustar según el tipo de elemento y la dosificación del hormigón empleado. Además, se debe poner especial cuidado en que el hormigón se vaya colocando en capas cuyos espesores no excedan del largo del vibrador usado en la faena, de tal forma que se logre vibrar
efectivamente la interface con la capa inferior.
IV. El flujo de concreto en el tubo debe ser constante, manteniendo siempre libre el extremo de la descarga, tanto para evitar bloqueos al interior del tubo, como para prevenir segregación. En hormigonados profundos, se recomienda iniciar con una primera capa de hormigón, de un espesor menor, que será consolidada con el equipo vibrador inclinado, la que servirá de apoyo a las sucesivas capas de hormigón.
V. El tubo debe estar vertical y asegurado de modo que no se mueva horizontalmente durante el hormigonado y el hormigón se debe depositar verticalmente en capas cuyo espesor no exceda lo indicado en el punto (c) precedente. El tubo se debe alzar lentamente a medida que se completa el vaciado de una etapa para mantener el extremo de descarga libre por sobre el nivel de la última capa colocada, de modo de evitar que se coloque hormigón fresco bajo capas que han empezado a fraguar, lo cual puede causar una junta fría, sin adherencia entre capas horizontales de hormigón, segregación, huecos y fisuras.
El uso de tubos puede generar conos de deposición del hormigón, y si el vibrado no se realiza metódicamente, el material entre puntos de colocación puede quedar mal compactado, con los problemas que esto implica.
En general con la tecnología de hormigones actualmente disponible en el mercado, el uso de este tipo de implementos no debiera ser necesario.
Las Figuras III.1 y III.2 ilustran otras opciones sugeridas por el documento ACI 304R-19 para vaciar hormigón en elementos esbeltos.
Usar buzones adosados y ventanas en los moldes de muros que permitan un flujo suave del hormigón en el molde. Se hace notar que el método de vaciado presentado en la Figura III.1 de la izquierda no se usa en Chile. Por su parte el mostrado a la derecha se ha usado con resultados satisfactorios al reparar nidos,
posiblemente debido a la mayor docilidad que presentan los hormigones actualmente usados para tal propósito.
Otro método que resulta satisfactorio es la utilización buzones con tubos cortos para dirigir la caída en las pasadas existentes entre las barras. Estos buzones son permanentes durante la colocación y a distancias de no más de 2 metros entre ellos. De esta forma se consigue una caída sin tocar las armaduras y un traslado horizontal no mayor a 1 metro
Cabe señalar que las figuras III.1 y III.2 o el método antes descrito son recomendaciones y, por tanto, una constructora puede usar métodos alternativos que le den resultados satisfactorios según lo descrito en la especificación ET002-005 de ICH.
Referencias:
- ET002-005. Especificación Técnica – Altura de Vaciado en Elementos de Hormigón Armado. Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile.
- Concrete Dumping Height Specification. Cristian Masana, Concrete International. February 2008.
- ACI 304R-09. Guide for Measuring, Mixing, Transporting and Placing Concrete.
- ACI 211.1-09. Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete.
