construcción de pavimentos rígidos con tecnología de alto rendimiento
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7/24/2019 Construccin de pavimentos rgidos con tecnologa de alto rendimiento
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Construccin de Pavimentos Rgidoscon Tecnologa de Alto Rendimiento
Estudio de Caso:Ruta 14 Tramo I Seccin I
Arq. Edgardo SouzaDivisin Tecnologa
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Tecnologa de Alto RendimientoImplicancias:
Produccin continua, y de grandesvolmenes. Alto consumo de materiales. Se transporta en camiones volcadores. Se deben mantener uniformes las
propiedades de las mezclas y lacolocacin debe ser a velocidadconstante.
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Consumos estimados para producir
100 m 3 /hora
Cemento
Agua
Arena
Piedra 6-20
Piedra 20-38
Plastificante
Incorporador
35 t/h
15 m 3 /h
65 t/h
55 t/h
70 t/h
140 Kg/h
14 Kg/h
350 t/da
150 m 3 /da
650 t/dia
550 t/da
700 t/da
1400 Kg/da
140 Kg/da
350Kg
150 l
650 Kg
550 Kg
700 Kg
1,14 Kg
0,114 Kg
Componente FrmulaTipo
Consumohora
Consumoda
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Filosofa del Control de Calidad
El camino para el logro de los objetivosinvolucra un proceso controlado:
Se debe establecer un control preventivopara: Cumplir las especificaciones tcnicas
Mantener en el tiempo la uniformidad de laspropiedades y la calidad final del pavimento.
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Pautas generalesEl objetivo perseguido es asegurar que elpavimento se construya con la calidad
especificada al menor costo posible.
El sistema de control debe actuar en forma
preventiva, y proveer herramientas para latoma rpida de decisiones, permitiendoadoptar las medidas correctivas apropiadas.
La metodologa debe apuntar no slo a lacalidad de los componentes, sino tambin ala uniformidad en el tiempo.
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Propiedades deseables del HEn Estado Fresco:
Trabajabilidad
Tiempo defraguado
Cohesin
Exudacin
En Estado Endurecido:
Resistencia
Estabilidaddimensional
Durabilidad
Economa
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Requisitos generalespara el hormign
Diseo estructuraldel pavimento
La experiencia indica claramente que esnecesario actuar en forma preventiva
Mdulo Resistente ala Flexin
Caractersticas delequipo pavimentador
Condicionafuertemente laspropiedades enestado fresco de la
mezcla
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Diseo de la mezcla
De acuerdo a los requisitos, se adopta la
resistencia de diseo en la etapa dedosificacin y ajuste en pastones de prueba enlaboratorio.
Determinacin de las proporciones.
La dosificacin se somete a consideracin dela Inspeccin.
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Frmulas empleadas
0,05 Kg/m 30,099 Kg/m 30,015 a 0,03 %Incorporador
0,35 Kg/m 31,55 Kg/m 30,25 a 0,4 %Plastificante
199 Kg/m 3416 Kg/m 3-----Fraccin 20-50
602 Kg/m 3385 Kg/m 3550 a 750 Kg/m 3Fraccin 10-38
378 Kg/m 3402 Kg/m 3550 a 750 Kg/m 3Fraccin 6-20
683 Kg/m 3690 Kg/m 3600 a 700 Kg/m 3Arena
137 Kg/m 3125 Kg/m 3140 a 160 Kg/m 3Agua
340 a 350 Kg/m 3330 Kg/m 3330 a 380 Kg/m 3Cemento
R 14 finalR 14 inicioUsualComponente
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Agregados: Recomendaciones Grales.
Es conveniente que 30-40 % del agregado grueso estconstituido por partculas que tengan al menos doscaras rugosas para mejorar la relacin MRF / Fcil.
No es conveniente el empleo de tamaos mximossuperiores a los 38 mm (37,5 mm)
Probablemente la limitacin ms severa estcondicionada por la uniformidad de los agregadosdurante toda la etapa de produccin del hormign decalzada
No es esencial encuadrarse dentro de los lmites de laIRAM 1627
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Mezclas de Agregados
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Tamiz IRAM
% P
a s a
14 TI SI Fuller IRAM A IRAM BIRAM C RN 127 RP 39 R 9 RoggR 9 Dyc R 6 T I R 6 T II R 6 TVIR 6 T VIII Calafate Ezeiza Acc. Glaciar
0,150 0,300 0,600 1,18 2,36 4,75 9,5 19,0 37,512,5 25 50 63
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Hormign en tiempo caluroso
Se define como tiempo caluroso, a cualquiercombinacin de elevada temperatura ambiente, baja H.R.y vientos, que tiendan a perjudicar la calidad del Hfresco.Se prestar especial cuidado en las tareas de curado.Trabajar con la menor demanda de agua posible.
Disear la mezcla con el menor contenido de arena, quepermita trabajabilidad y terminacin adecuadas.Mantener los acopios de ridos gruesos saturados.
Regar la cancha, previo a la colocacin del H.Controlar la evolucin de las temperaturas.Si bien CIRSOC indica no colocar H con temp > 30C laexperiencia demuestra que ese valor puede sersuperado.
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Temperatura altasEfecto
Aceleracin delfraguado
Evaporacin rpida
Aceleracin de lasreacciones de
hidratacin
Consecuencia
Menor tiempodisponible
Mayor tendencia a lafisuracin plstica
Mayor resistenciainicial
Menor resistencia final
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Evolucin de las temp. R 14 TI SI
Hora inicio 13:20 - Hora de elaboracin: 14:30 - Jornada de Losa N 746 a 635
Fisuras transversales en losas N 720 y 711
Registro de Temperatura en Losa N737 - (19/11/07)
-10-5
0
5
10
1520
25
30
35
40
45
50
55
60
16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00
Hora
T e m p e r a t u r a
[ C ]
T (3-2) T (3-4)
Canal 1: Temperatura AmbienteCanal 2: Medio (a 12 cm de prof.)Canal 3: Superficie (a 2 cm prof.).Canal 4: Inferior (a 23 cm de prof.)
ACI 305
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Evolucin de las temperaturas Ruta 6 T IVEvolucin de las temperaturas Ruta 6 T IV 12-01-05
15
20
25
30
3540
45
50
5560
65
70
12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00
Hora del da
T e m p e r a t u r a
[ C ]
-15
-10
-5
0
5
10
15
D i f e r e n c i a d e
t e m p .
S u p - I n
f
Dif. Sup - Inf
inferior
medio
superior
ambiente
Hora coloc: 11:30Temp. Coloc: 32,5C
Gradiente del orden de 3C / hora - delta de 27 C en 9:00 horas
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Influencia del Agregado
Fuente: The Importance of Concrete Temperature Control During Concrete Pavement Constructionin Hot Weather Conditions Anton K. Schindler, M.S.E; B. Frank McCullough, Ph.D., P.E.
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Evolucin de las temperaturas Ruta 7(04-01-03)
-15
-5
5
15
25
35
45
55
65
Edad del H [horas]
T e m p e r a
t u r a
[ C ]
15 / 2,5 -15 cm -10 cm -2,5 cm ambiente
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Hora de elaboracin 18:00
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Influencia del cemento
Heat of hydration: (a) Type I Cement, (b) Type I Cement with 17% Class F Fly Ash
Fuente: The Importance of Concrete Temperature Control During Concrete Pavement Construction in
Hot Weather Conditions - Anton K. Schindler, M.S.E; B. Frank McCullough, Ph.D., P.E.
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Influencia del Contenido de Agregado
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Influencia del Tipo de Agregado
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Fisuracin del Hormign
Como es sabido, el hormign se fisura cuando lasdeformaciones restringidas generan tensionessuperiores a la resistencia a traccin del material.
Usualmente, un curado eficiente, sumado a unadecuado diseo de juntas y el aserrado
oportuno de las mismas, resultan suficientespara el control de fisuracin.
Tiempo en horas
T e n s
i o n e s y r e s
i s t e n c
i a d e
l
h o r m
i g n
Fisuracin Temprana
debida a contraccin
Resistencia atraccin del H
Tensiones impuestaspor contraccin
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Fisuras en la R 14 TI SI
En la obra de referencia, desde el inicio de lapavimentacin, se han registrado problemas de fisuracin
de distinta magnitud, lo cul motiv la implementacin delas medidas que se resumen a continuacin:
Cambio de la membrana de curado;Evaluacin de discos diamantados de distintas marcas y tipo;Cambio del proveedor de cemento;Cambios en la integracin del agregado total;Reduccin del aditivo plastificante e incremento del contenidounitario de agua.
Sin embargo, en principio, la adopcin de estas medidasno permitieron obtener confiabilidad en el control defisuracin en el proceso constructivo.
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Ventana de Aserrado
Hay un tiempo ptimo para el aserrado de las juntas enpavimentos, el cual ocurre dentro de la denominadaventana de aserrado .
La ventana es un perodo corto luego de la colocacindel hormign, cuando el pavimento permite ser cortadoy de este modo, controlar exitosamente la formacin de
fisuras. La misma comienza cuando la resistencia de hormign
es aceptable para el aserrado sin que se observe unexcesivo desprendimiento de ridos a lo largo del corte
Finaliza cuando el volumen de hormign se reducesignificativamente y la restriccin a esta contraccininduce tensiones de traccin mayores que la resistenciadel hormign.
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Problemas detectados
En nuestro caso en particular, la baja adherenciasuperficial del agregado grueso junto a su elevadadureza requiere que el hormign cuente con mayormadurez para ser cortado sin desprendimientos.
De lo observado en las jornadas de pavimentacinresulta razonable pensar que la generacin de
tensiones de traccin en el hormign se originanfundamentalmente en la contraccin trmica delhormign joven.
Cabe aclarar que el agregado empleado cuenta conun elevado coeficiente de dilatacin trmica y unaalta rigidez, lo que se traduce en un incremento delas tensiones de traccin generadas para igualcambio de temperatura.
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Ventana de Aserrado Demasiado Tarde
Fisuracin Temprana
Resistencia mnima del H
que permita el corte sindesprendimiento de ridos
Tensiones por contraccinrestringida superan a laresistencia a traccin delhormign
R
e s
i s t e n c
i a d e
l H
Tiem o
TempranoDesprendimiento
de agregados
Ventana de Aserrado Demasiado TardeFisuracin Temprana
Mayor tiempo para lograrun corte sano por la bajaadherencia de losagregados redondeados,y por su elevada dureza
Tensiones mayores por altoCET.
Menor resistencia a traccin delhormign por interfase dbil aedad temprana
R e s
i s t e n c
i a d e
l H
Tiem o
TempranoDesprendimiento
de agregados
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Lneas de Trabajo probables
Incremento de la resistencia a la traccindel hormign
Reduccin de los Gradientes deTemperatura
Reduccin de las restricciones a ladeformacin
Mejorar la estabilidad dimensional del Hfrente a cambios de temperatura
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Incremento de la resistencia a latraccin
Una alternativa que se ha evaluado ennuestro laboratorio es el reemplazo de un30% de la arena natural por arena trituradade origen grantico.
En forma complementaria se confeccionuna mezcla reemplazando totalmente el
rido grueso por piedra partida grantica.Los resultados obtenidos se resumen acontinuacin:
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Mezclas evaluadas
3,22,92,9MPaTraccin por Comp. Diametral 28 d
36,538,934,4MPaResistencia acompresin a 28 das
30,832,027,0MPaResistencia a
compresin a 7 das
2,002,101,80MPaTraccin por Comp. Diametral 1 d.
14,713,711,0MPaResistencia acompresin a 24 hs
4,83,34,8%AII
6,05,04,0cmAsentamiento 30 min
0,420,390,39---Relacin a/c
340340340Kg/m 3Contenido Unitariode Cemento
Mezcla c/piedrapartida
Mezcla c/arenatrituracinMezcla OriginalUnidad
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Resultados obtenidos De la tabla anterior puede observarse que el
reemplazo parcial de arena de trituracincondujo a un incremento de la resistencia atraccin del material a 24 horas de edad.
Asimismo, se verifica un incremento de laresistencia a compresin a todas las edadesevaluadas, posibilitando emplear un menorcontenido de cemento, lo que redundar enuna reduccin del calor generado por lahidratacin y adicionalmente compensara elcosto de la alternativa.
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Reduccin del Gradiente Trmico
Empleo de una pantalla lateral para reducirla incidencia solar.
Trabajo en horario restringido (a partir delas 15:00 hs. hasta las 22:00 hs.aproximadamente).
Durante la ejecucin del Tramo I Seccin I de
la Ruta 14, la empresa Chediack adoptmediadas extraordinarias tendientes a mitigarel problema descrito, entre ellas se cita:
E i d fi
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Fisuras de Borde Este tipo de fisuras seobserv en otras obras,
sin embargo soncapilares, y a las 48 hs.Ya no son detectables.Se considera que seautocuran
En esta obra enparticular algunastomaban un espesormayor, y se consideraque en ocasiones
pueden inducir fisurasde ancho completo.
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Proteccin de Borde
Con la proteccinimplementada se redujomuy significativamentea aparicin de fisurasde borde.
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Trabajo en horario vespertino
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Nuestro DESAFIO
El tramo construido consta de 18 Km.
Restan ejecutar ms de 400 Km. depavimento de hormign.
La alternativa local al Canto Rodado es
piedra partida de origen basltico.
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Antecedentes de los Basaltos
Se encuentran en explotacin canteras concapacidad de abastecer a la obra, en laslocalidades de Yeru, Curuz Cati, Yofr,Mercedes, etc.
El Basalto en general posee un CET mucho
menor al canto rodado, menor mdulo, ymejor adherencia. Por lo cual su uso sera,en principio ventajoso.
Como desventajas se puede mencionar: Potencialmente reactivo en IRAM 1674 Moderadamente reactivo en prisma de H
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Recomendaciones
Es conveniente la incorporacin de al menosuna fraccin de agregado triturado.
Verificar la incidencia de contenidos crecientesde reemplazo en el CET, y en el mdulo. Evaluar las mezclas de agregados frente a
IRAM 1674 e IRAM 1700. Definir los cementos con posibilidad de
abastecer a cada tramo. Diseo y ajuste de la mezcla de hormign para
pavimento. Evaluacin de la nueva combinacin de
agregados junto con el cemento a emplear en elensayo de IRAM 1700.