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CONCRETO VACEADO BAJO AGUA
HUGO E. MUÑOZ M. IC. MBA.
USO EN EL PASADO
La aplicación de colocar concretobajo agua es amplio, como porejemplo: cimientos, andenes,diques, malecones, plataformascosteras puertos, estructuras enpuentes, etc.
Los primeros ejemplos de colocarconcreto bajo agua están en laforma de bagwork.
USO EN EL PRESENTE Con nuevas técnicas de colocación y materiales, ahora se puede
vaciar concreto con alta calidad que refuerza a los miembrosestructurales.
En muchos aspectos no hay ninguna diferencia en ponerconcreto sobre y debajo del agua.
Ahora con la no-dispersión del concreto
se puede llegan a resistencias de 459 Kg/ cm2.
USO EN EL PRESENTE
Muchas de las primeras aplicaciones han sufrido deteriorización,por la calidad pobre del concreto puesto y por la falta delcontrol de colocación.
En 1973 el informe de la
Sociedad del Concreto ACI
consideró imprudente el
fundamentar diseños para
resistencias mayor que 230
Kg/cm2.
PROBLEMAS
En la práctica el concreto bajo agua sufrirá deteriorización encalidad, siendo la causa principal el deslave del cemento y finospor la segregación del concreto.
La agitación del concreto húmedo, por la acción del aguacircundante, causará el lavado de los elementos constitutivos dela mezcla.
PROBLEMAS
Algunos productos no tan recientes como la microsílice (sílesefume), mezclas plásticas y otros, permite al concreto dejarsecaer en una corta distancia a través del agua y sin segregarse olavarse el cemento.
Otra innovación es el encofrado
flexible que ha permitido la
construcción de concreto
relativamente delgado en la abrasión
de delantales y manteniendo una
técnica muy versátil para trabajos de
reparación.
CONSIDERACIONES PARA EL VACEADO DE CONCRETO
Evitar la segregación de la mezcla; no dejándosecaer el concreto a través del agua.
Para evitar el mezclado con el agua se recomiendausar técnicas como la del tremie y bombeo, que sonbasados con el principio de conducción por tuberías.
La segregación de la mezcla se manifiesta cuando elconcreto se deja caer a través del agua.
La calidad global del trabajo será afectadafinalmente como el grado de control sobre laoperación.
METODOS
El método de colocar concreto bajo agua dependerá de:
- La situación en condiciones (baja o alta profundidad; movimiento de aguas lentas o fuertes, etc.)
- Volumen de material a ser puesto.
No dejar juntas horizontales, debido a que son zonas de debilidady serán vulnerables a la erosión o abrasión. Para un vaciado, lacapa debilitada esta en la cima y puede ser de espesorconsiderable debido a que ha podido mezclarse con los finosdepositados del agua circundante.
Esta capa de detrito debe ser quitada para un vaciadosubsiguiente, normalmente esto es una operación del buzo yconsecuentemente caro.
Técnica Posible aplicación
Contacto entre el concreto y agua enla masa, previamente el concretofluido se prepara y se introduce, ej.Tremie, bombeado con hidroválvula.
Conveniente para obras de concretomasificadas y construcción de seccionesreforzadas macizas simples.
Colocación del concreto fresco enbolsas previene el contacto con elagua. Ej. Bagwork, bombeado dentroformas flexibles.
Usado para apuntalar, socavacionesdelantales y llena huecos en lasuperficie de una estructura, apoyo detuberías y protección.
La introducción de mezclas dehormigón para dar reforzado cohesivoy propiedades de auto nivelación.
Conveniente para los miembrosreforzados, esto es las secciones yencajonar (revestir) miembrosestructurales.
Lechada, con o sin mezclas Precolocación de agregado de concreto,inyecciones cementicias en un espacio,abertura estrecha y junta.
LAS TECNICAS PARA LA CONSTRUCION BAJO EL AGUA, SE MUESTRAN EN LA SIGUIENTE TABLA:
LOS METODOS DE COLOCACIÓN SON:
Tremie
Bagwork
Cajones
Hidroválvula.
TREMIEUna de las técnicas tradicionales para la colocación de concreto bajo agua.
Característica
Colocación
Aplicación
CARACTERISTICAS DEL TREMIE
El concreto se conduce por tuberías al sitio de colocación y porconsiguiente evita la segregación e infiltración del agua.
La técnica hace que el concreto se coloque en el corazón delvaciado y así minimiza la superficie de contacto con el aguacircundante.
El Tremie consiste en una cañería de acero montadaverticalmente en el agua.
Grúa
Proporción del vaceado
Controla el levantado y bajado de
concreto
Deposito de alimentación
Tubería de conducción de tremie
Taladro liso con uniones impermeables
Unión de descarga rápida
Extremo de tremie Concreto sumergido
para asegurar el sellado
Arreglo de la
Unidad Tremie
CARACTERISTICAS DEL TREMIE
La colocación del concreto tremie se hace a través de tuberíasde acero de 150 mm a 300 mm.
Tubería de 150 mm para tamaño de agregado de ¾” y 200mm para tamaño de agregado de 1 ½”.
Puede hacerse una junta en la tubería para poder variar lalongitud de la tubería tremie, lográndose mantener un buensello
COLOCACION DEL TREMIE
La colocación de carga inicial es importante para elfuncionamiento; para controlarlo existen 2 opciones:
1. Sellar el extremo del fondo del tubo del tremie hastacargar por completo; se suelta cuando se inicia elvaciado.
2. Usar un tampón de grúa puente, sirve como barreraentre el agua y el concreto; muchas veces el tapón esenterrado en el concreto y otras se recupera.
1. Tubería Tremie.
2. Unión empernada.
3. Tolva.
4. Tapón.
5. Alambre.
6. Mezcla arena-cemento.
7. Concreto tremie.
8. Encofrado.
Técnica del
Tapón viajante
1
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COLOCACION DEL TREMIE
Muchas veces no sirve recuperar el tapón de la masa de concretopor que los esfuerzos en quitar el tapón causan más daño quedejarlo en el lugar.
Por ello se han hecho tapones móviles de plástico espumado,pelotas inflables, bolsas de concreto y sacos, y el más recientetendencia de uso de verniculita exfoliada. Como regla la longituddel tapón debe ser por lo menos de 1.5 veces el Φtub tremie.
COLOCACION DEL TREMIE
Si el flujo se vuelve demasiado rápido a medida de la subida del tremie, existe el peligro de dejar aire arrastrado en el concreto puesto.
APLICACIÓN DEL TREMIE
Para volúmenes grandes de concreto en una plataforma fija yflujo continuo.
Para vaciados de áreas grandes, se pondrá una red de tremie,considerando que el área aproximada por tremie es de 20 a 30m2, y depende de las propiedades de concreto a usar.
1. Concreto tremie
2. Tubería tremie
3. Tolva
4. Encofrado
5. Sacos de arenas para
sellar el perímetro de la
forma (alternativamente
se llena de concreto)
Red de Tremie´s
1
2
3
4
5
BAGWORK
Es una de las técnicas más antiguas y simples de colocar concreto bajo agua.
Característica
Colocación
Aplicación.
CARACTERÍSTICAS DE BAGWORK Bolsa de lona o bolsa de neopreno llenas de concreto o de
arena.
Debe llenarse de concreto con un agregado máximo de 1/2 “ (12 mm)
La bolsa debe ser llenada con un concreto muy plástico.
COLOCACIÓN DEL BAGWORK Las bolsas se colocan a mano por un buzo.
Se aplica como un enladrillado, teniendo la flexibilidad de amoldarse.
• Las bolsas serán maleables o puede forjarse en láminas más o menos gruesas.
• Si las bolsas se sobrellenan, disminuye la maleabilidad requerida para el funcionamiento de colocación
APLICACIÓN DEL BAGWORK Bajo aguas tempranas para construir elementos grandes de
trabajos temporales y algunos permanentes.
Da una solución ingenieril económica.
En la construcción de retener paredes para actuar comoencofrado y amasar el vaciado de concreto.
Pell-mell que pone al bagwork para formar protección desocavación.
CAJONES
Es una técnica similar al bagwork que da una entrega óptima de concreto.
Característica.
Colocación.
Aplicación.
CARACTERISTICA DE LOS CAJONES
Se complementa con los bagwork.
Se coloca el concreto con el mínimo de perturbación.
El cajón debe tener lados rectos sin afilamiento en el fondo.
COLOCACIÓN DE LOS CAJONES
Se coloca el concreto en el cajón completamente lleno, con lastapas cerradas en la cima.
El cajón se baja despacio en el agua, evitando perturbación delconcreto.
• Cuando el cajón esta en el fondo, las puertas se sueltan y el cajón se levanta despacio.
• Luego el concreto se pone en la masa de concreto (o lechada ) previamente puesto, logrando así un grado de inyección y el vaciado avanza lateralmente a través del lugar.
Grúa
Traslapando
Alas flexibles de lona
Concreto
Cerradura de descargo
Compuerta de fondo
Delantal de acero
Cajón en el
fondo apertura
APLICACIÓN DE LOS CAJONES
Se usa para vaciados pequeños y la colocación de cantidadesdiscretas de concreto en situaciones exactas como un tapónhueco.
Sirve para hacer protección de socavación.
HIDROVALVULATécnica desarrollada en Rótterdam 1972, que tiene el objetivo deeliminar los problemas del sistema tremie clásico.
1. Tremie conducido por tubería (150
mm)
2. Válvula aplastante (150mm)
3. Sensor de presión.
4. Sensor nivelado. (Interruptor de
nivelación)
5. Control de unidad (Hidráulico)
6. Lámpara que indique el tablero.
7. Manga de entrega flexible
Tremie con
válvula
Aplastante
LOS MATERIALES
Agregado
Cemento.
LOS AGREGADOS Para lograr una alta trabajabilidad se usa agregados
redondeados, es mucho más conveniente que piedra chancada.
El agregado debe ser de granulometría graduada y debesatisfacer los husos de agregados según ASTM C33.
Al no usar arena graduada puede aumentar a gran cantidad laexudación.
EL CEMENTO Para lograr una mezcla cohesiva, a menudo se usa entre 350 –
425 Kg/cm2, pudiendo utilizarse más.
Se usa cemento aluminoso o cemento Pórtland rico en óxido de Hierro.
Para estructuras marinas con mediana agresividad a sulfatos se usa el ASTM Tipo II o si no el cemento puzolánico IP.
EL CEMENTO Para estructuras marinas con alta agresividad a sulfatos se usa
el ASTM tipo V.
En la práctica se puede usar ASTM clase F (cenizas volantes) oN (natural ) con limitación en el carbón libre, sulfuro y CaO.
Cuando se requiera altas resistencias e impermeabilidad se usamicro sílice condensada (sílice fumes).
LAS MEZCLAS
Concreto
Aditivos.
LAS MEZCLAS: EL CONCRETO
Debe ser permeable para que resista la penetración de lasaguas.
La impermeabilidad se mejora con el empleo de elementoscementantes de gran finura, siempre que el valor se mantengapor encima de 1600 m2/g.
• Debe resistir a la erosión, directamente ligado con la resistencia a la comprensión.
• La reducción en la relación agua/cemento aumenta la resistencia del concreto al ataque de sulfatos.
LAS MEZCLAS: EL ADITIVOPlastificantes:
Permite usar un menor volumen agua para una buenatrabajabilidad.
Produce un concreto de mayor resistencia, densidad y reduce lapermeabilidad.
Para un mismo volumen de agua aumenta la trabajabilidad yfacilita la colocación y consolidación.
LAS MEZCLAS: EL ADITIVO
Agentes de no dispersión:
Reduce el riesgo de deslave del cemento en el concreto, cuando entra en contacto con el agua circundante.
Normalmente consiste en un agente reductor de agua, encombinación de un aumentador de viscosidad como el étercelulosa u óxido de polietileno.