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Las juntas en los pavimentos de concreto

Las juntas en los pavimentos de concreto y en las construcciones en concreto en general son

necesarias por diversas razones. Los cambios volumtricos por cambios de temperatura y

humedad, la suspensin y reanudacin del trabajo y el aislamiento de estructuras, son algunas de

las razones del uso de juntas.

Por ejemplo, el concreto es un material que por su

naturaleza tiende a contraerse y cambiar de

volumen ante cambios trmicos y de humedad,

este hecho, sumado a las restricciones

circundantes a los elementos, provocan

agrietamiento en el concreto. Con tal de prevenir el

agrietamiento aleatorio se utilizan juntas, que en

tales circunstancias no son ms que una grieta

inducida o controlada (ver Ilustracin 1).

De manera sencilla puede decirse que el uso de

las juntas armoniza el comportamiento propio del

material con las limitaciones de la aplicacin y las necesidades constructivas que puedan

presentarse durante la ejecucin de los proyectos de pavimentacin. Los sistemas adecuados de

junteo para pavimentos de concreto aseguran la capacidad estructural y calidad de conduccin

(ACI 224.3R-95, 2002).

Tipos de juntas en los pavimentos de concreto y su funcionamiento

En el caso de los pavimentos de concreto, las juntas pueden dividirse segn su funcin en tres

grandes grupos: juntas de contraccin, aislamiento o expansin y de construccin. Asimismo,

segn su geometra pueden dividirse en juntas longitudinales y juntas transversales.

-Las juntas en los pavimentos de concreto -Pavimentos de concreto: Cuidado con la mezcla -Saba usted?

JUN 2014 NRO 51

Ilustracin 1. Grieta inducida por una junta aserrada

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Juntas de contraccin

Los pavimentos de concreto se contraen una vez que el concreto empieza a fraguar y endurecerse,

sin embargo la restriccin ocasionada por la base provoca que el concreto, a temprana edad, se

agriete al contraerse.

Las juntas de contraccin permiten que las grietas causadas por esta contraccin sean definidas

en un lugar predeterminado, con bordes ms fuertes, ms fciles de sellar y de mantener, caso

contrario de las grietas, que si bien es cierto siguen un patrn de ocurrencia ms o menos definido,

lo errtico de los bordes favorece el despostillamiento de las mismas y dificulta las operaciones de

sellado, mantenimiento y reparacin.

Los cambios de temperatura que ocurren en el pavimento a lo largo del da y la noche provocan

alabeos en las losas, los cuales, sumados a las condiciones de carga del pavimento, generan

esfuerzos de tensin y agrietamiento en el concreto. Un correcto espaciamiento de las juntas de

contraccin puede minimizar la ocurrencia de grietas por cambios trmicos al reducir los efectos

perjudiciales del alabeo.

El espaciamiento entre las juntas transversales de contraccin debe definirse en el diseo. Es

recomendable que la relacin de aspecto o coeficiente de esbeltez de la losa (largo/ancho) est

comprendida entre 0.71 y 1.4, preferiblemente las losas resultantes deben ser lo ms cuadradas

posibles.

Para las condiciones locales de Nicaragua es recomendable una relacin de aspecto entre 1 a 1.25

con una separacin mxima entre juntas de contraccin alrededor de 15 veces el espesor de la

losa de concreto.

En el caso de los pavimentos, las juntas de

contraccin se construyen mediante el aserrado

del concreto con sierra de disco (ver Ilustracin 2).

El aserrado debe realizarse entre 4 a 12 horas

despus del colado del concreto, con una

profundidad de 1/3 del espesor de la losa, este

corte generar un plano dbil por donde se

producir la grieta. Si se utiliza cortadoras de corte

en verde (concreto fresco), el tiempo puede

reducirse de 1 a 4 horas.

El tiempo en el que se realiza el corte es

fundamental para que la junta trabaje adecuadamente. Si el corte se realiza muy pronto, el

concreto no ha endurecido lo suficiente para soportar el corte de sierra y el resultado ser una

junta despostillada que deber repararse.

Si el corte se realiza demasiado tarde, la grieta se formar en un lugar distinto a la junta y generar

los problemas conexos de mantenimiento y reparacin. Esto es crtico para el desempeo del

pavimento si la transferencia de carga entre una losa y otra se realiza mediante dovelas, dado que

si la grieta se forma fuera de su rea de influencia, las dovelas no trabajarn.

Ilustracin 2. Aserrado de junta de contraccin

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Para evitar estos problemas, es fundamental determinar el tiempo o ventana de corte para cada

proyecto especfico. Es recomendable un tramo de prueba en el sitio del proyecto, con los

materiales, la mezcla, equipos a utilizar y horario de colocacin para su determinacin.

Las juntas de contraccin pueden ser transversales y longitudinales. Las juntas transversales

deben cortarse primero, siempre tratando de reducir los esfuerzos de contraccin. Para esto, el

corte de las juntas transversales debe empezar por la mitad del tramo, luego se debe cortar a la

mitad de los 2 tramos resultantes, a partir de este punto puede cortarse cada dos juntas y luego la

del centro.

Juntas de aislamiento o expansin

Como ya se ha mencionado, el concreto expuesto a cambios trmicos experimentar cambios

volumtricos, este hecho adems de provocar las grietas por contraccin, que son minimizadas por

las juntas aserradas (juntas de contraccin), tambin provoca que las estructuras construidas

dentro o alrededor de las losas sean presionadas contra estas.

Esta presin entre las losas de concreto y las estructuras aledaas provoca esfuerzos

concentrados que agrietan el pavimento. Para evitar esta situacin, alrededor de toda estructura

que est en contacto con el pavimento debe construirse una junta de aislamiento.

Estas juntas de aislamiento permiten el movimiento relativo, horizontal y/o vertical, entre las losas

de concreto y las estructuras, de manera tal que absorben o minimizan los esfuerzos que pueden

resultar en grietas. Las juntas de aislamiento deben construirse alrededor de pozos de visita,

entradas de alcantarilla y en los bordes entre el pavimento y la cuneta (en caso de existir).

En el caso de los pozos de visita o de estructuras

embebidas dentro del pavimento, las juntas de

aislamiento se construyen formando aberturas

circulares o en forma de diamante (ver Ilustracin

3). Estas aberturas no sern llenadas hasta que el

concreto del pavimento alrededor de la abertura

haya endurecido y que se haya colocado un

material aislante a todo el espesor de la junta, de

forma tal que separe el concreto endurecido y el

nuevo concreto.

Un tipo de junta de aislamiento o expansin

especial es aquella que se construye entre las mismas losas del pavimento para aislar

completamente una de la otra, pero en estas se utilizan dovelas para transferir carga de una losa a

la otra.

Juntas de construccin

En los proyectos de pavimentacin muchas veces se requiere suspender el trabajo y continuarlo

posteriormente, pero, para que exista continuidad estructural entre una colada y otra, el pavimento

debe proveerse de una junta de construccin antes de retomar el trabajo.

Ilustracin 3. Junta de aislamiento en un pozo de visita

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Por lo general, estas suspensiones de trabajo ocurren entre el final de una jornada laboral y la

siguiente o cuando el tiempo entre una colada y otra ha superado el tiempo de fraguado inicial del

concreto.

Las juntas de construccin pueden ser planeadas o no, sin embargo es conveniente lograr que las

juntas de construccin transversales coincidan con la localizacin de una junta de contraccin.

Una junta de construccin que no coincide con una

junta de contraccin solo puede ejecutarse si no se

ha colado an la banda contigua. Asimismo,

cuando se cuela la banda contigua ser necesario

reforzar la losa adyacente a la junta de

construccin ejecutada fuera de lugar, si esto no

ocurre, la losa se agrietar.

Dado que las juntas de construccin son juntas a

tope, deben proveerse de transferencia de carga

mediante el uso barras de acero (dovelas), lisas

para el caso de las juntas de construccin transversales y corrugadas para el caso de la junta de

construccin longitudinal, esta barra corrugada evita el desplazamiento de las losas hacia los lados

y el ensanchamiento de la junta (ver Ilustracin 4).

Algunos problemas relacionados con las juntas en los pavimentos

Como ya se ha visto, las juntas en los pavimentos no son ms que mecanismos que permiten

minimizar el agrietamiento aleatorio del concreto, y sus problemas conexos, por efecto de los

cambios volumtricos que sufre a lo largo de su puesta en servicio.

Sin embargo, las juntas tambin traen consigo efectos secundarios que pueden afectar el

desempeo del pavimento. Estos efectos secundarios estn ligados principalmente a la intromisin

de material no compresible dentro de la junta y a la filtracin de agua hacia las capas de

terraceras a travs de la junta.

La intromisin de material incompresible acarrea

consigo el despostillamiento de la junta. Cuando

las losas se expanden por efecto de los cambios

trmicos, las juntas tienden a cerrarse, lo que

presiona el material incompresible despostillando la

junta y rompiendo la losa (ver Ilustracin 5). Las

juntas despostilladas disminuyen el confort de los

usuarios al circular por el pavimento y facilitan la

filtracin de una mayor cantidad de agua.

Por otro lado, la filtracin de agua a travs de las

juntas trae consigo diversos problemas que

condicionan el buen funcionamiento del pavimento. En principio, si la junta est provista de dovelas

de transferencia de carga o de barras de amarre, el agua que se infiltre corroer el acero y se

perder la transferencia de carga o el amarre entre las losas, cuyos efectos pueden ser nefastos

para el desempeo estructural de la va.

Ilustracin 4. Junta de construccin longitudinal

Ilustracin 5. Juntas despostilladas y losas agrietadas.

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En el caso de juntas sin dovelas, el agua infiltrada puede disminuir la efectividad de la transferencia

de carga por trabazn (friccin) de agregados, al producir un efecto lubricante entre las caras

irregulares de la grieta que se forma debajo de la junta. Esta situacin puede propiciar el

escalonamiento de las losas (diferencial de nivel entre los dos lados de una junta) y otros

deterioros estructurales como grietas de esquina

Asimismo, cuando el agua alcanza las capas inferiores del pavimento puede provocar cambios de

volumen en la base y bombeo o eyeccin del material fino a travs de la junta. Los cambios de

volumen y bombeo ocasionan prdida de soporte en la losa, lo que resulta en el agrietamiento del

concreto.

El dilema del sello en las juntas de los pavimentos de concreto

Para reducir los problemas asociados a las juntas, la prctica convencional recomienda sellarlas

con un material que segn ACI 224.3R debe cumplir, entre otras cosas, con los siguientes

requisitos:

Ser relativamente impermeable.

Deformarse para acomodar el movimiento y ritmo en que ocurra.

Tener suficiente recuperacin de sus propiedades originales y forma.

Permanecer en contacto con las caras de la junta.

No romperse internamente (falla de cohesin).

No endurecerse o hacerse inaceptablemente quebradizo a bajas temperaturas.

Ser sustituible al final de una razonable vida de servicio.

En el caso de los pavimentos, se han utilizados

materiales bituminosos, sellos de silicn y sellos

pre-moldeados. Entre ellos, los ms utilizados en

Nicaragua son los sellos de silicn porque tienen

una vida til aceptable a un costo relativamente

econmico (ver Ilustracin 6).

Sin embargo, se debe tener presente la necesidad

del cambio de este material como actividad de

mantenimiento peridico. En dependencia de la

vida til del material, puede requerirse cambio el

sello cada 4 o 5 aos.

Una tcnica que se est utilizando recientemente como alternativa al sello de las juntas consiste en

producir una junta ms delgada mediante el aserrado en verde de 3 mm de espesor. Con esta

tcnica se pretende minimizar el rea por donde puede infiltrarse el agua y el tamao de las

partculas incompresibles que puedan introducirse y despostillar la junta.

Sin embargo, debe tenerse presente que por efectos de la contraccin por secado, la junta

terminar abrindose ms all de los 3 mm y que por muy angosta que sea la junta, siempre se

introducir agua a travs de ella y potencialmente se pueden producir los problemas mencionados

con anterioridad.

Ilustracin 6. Sellado de una junta con silicn

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Una de las medidas utilizadas para reducir los posibles efectos adversos de la filtracin de agua a

travs de las juntas es la utilizacin de bases estabilizadas con cemento, que en teora reducen el

riesgo de bombeo de finos, sin embargo, se desconoce que tanto tiempo pueden soportar dichas

prestaciones, sobre todo en zonas con altas precipitaciones.

Conclusiones

Las juntas en los pavimentos de concreto son necesarias para garantizar un adecuado desempeo

durante su vida til, dado que armonizan el comportamiento del material con las limitaciones de la

aplicacin y las necesidades constructivas.

Para un correcto desempeo del pavimento, las juntas de contraccin deben ser diseadas en

funcin de minimizar el agrietamiento ocasionado por los cambios de volumen que sufrir el

pavimento, tomando en cuenta las dimensiones de la va y de las losas resultantes, as como el

espesor del concreto que ser colocado.

Todo elemento extrao a la superficie de rodadura que deba quedar inmerso en la losa de

concreto, debe estar aislado mediante juntas de aislamiento adecuadamente construidas. Esto

minimizar las posibles grietas que pueden generarse por el contacto losa-elemento.

Las juntas de construccin deben coincidir preferiblemente con las juntas de contraccin para

evitar problemas de agrietamiento. A las juntas de construccin transversales siempre se le deben

colocar dovelas de acero lisas para asegurar la transferencia de carga entre una losa y la otra, a

las juntas longitudinales se le deben colocar barras corrugadas para evitar el ensanchamiento de la

junta.

Las juntas originan efectos adversos que deben ser evaluados y tratados para reducirlos. El sello

es una de las medidas tomadas para ello, su utilizacin o no deber estar sopesada considerando

el nivel de tolerancia antes los problemas o costos que puedan surgir a raz de tal decisin.

Bibliografa

ACI 224.3R-95 Juntas en las construcciones de concreto ACI 224.3R-95 [Libro]. - Mxico, D.F. :

Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto A.C., 2002.

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Pavimentos de concreto: Cuidado con la mezcla de concreto

Aunque el concreto puede producirse in-situ o en

planta (premezclado), en la construccin de

pavimentos de concreto es recomendable la

utilizacin de concreto premezclado, entre otras

razones por el estricto control de calidad que se

da a los procesos de elaboracin en planta, la

capacidad de produccin y entrega, la seleccin y

almacenamiento de los materiales, la dosificacin

por peso y la dificultad de mezclar in-situ

concretos de bajo revenimiento (secos) y en las

cantidades requeridas durante la construccin de

pavimentos (ver Ilustracin 1).

La eleccin del revenimiento de la mezcla de concreto debe estar en funcin de los equipos de

colocacin disponibles, 3 a 4 pulg. para codales, reglas y rodillos vibratorios. El tamao nominal

mximo del agregado para losas de pavimento no debe superar 1/3 del espesor de la losa, se debe

procurar que sea lo ms grande posible, sobre todo cuando la transferencia de carga entre las

losas ser por trabazn de agregados (sin dovelas).

La mezcla de concreto para pavimentos se especifica para cumplir un mdulo de ruptura a la

flexin o Mr, por lo que su control debe realizarse mediante la elaboracin de viguetas. Sin

embargo, puede aceptarse el control mediante cilindros convencionales para pruebas de

resistencia a compresin, siempre y cuando en el momento del diseo de la mezcla se hayan

elaborado especmenes de los dos tipos (cilindros y viguetas) que sirvan para determinar una

ecuacin de correlacin especfica para la mezcla de la forma Mr = C *(f`c)1/2. Donde C es un

coeficiente numrico.

Ilustracin 1. Concreto premezclado de bajo revenimiento

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Saba usted?

Que la calibracin de las mquinas de fuerza

utilizadas para realizar pruebas de compresin en

el concreto debe ser verificada rutinariamente, esto

para garantizar la confiabilidad de sus resultados.

Mquinas no calibradas pueden ser fuentes de

controversias en los proyectos, dado que

condicionan la precisin de los resultados.

Las verificaciones de calibracin de las mquinas

de fuerza, as como del resto de equipos utilizados

en un laboratorio de materiales, deben ser

realizadas por personal capacitado con los

conocimientos y equipos necesarios para tal fin.

Segn ASTM C 39 las verificaciones deben

realizarse al menos 1 vez cada 18 meses (de

preferencia cada 12 meses), cuando sean

instaladas, reubicadas, cuando se realicen

mantenimientos, reparaciones o ajustes que

afecten el sistema de fuerza y la salida de los

resultados o cuando existan dudas acerca de la

precisin de los mismos.

Las verificaciones se realizan mediante patrones

de fuerza trazables, tambin conocidos como

celdas de carga (ver Ilustracin 1), los cuales permiten conocer la precisin y el error inherente a

las mediciones de las mquinas, cuyos valores deben estar dentro de los lmites permisibles. Por

ejemplo, ASTM C 39 especifica que el porcentaje de error para las cargas con el rango de uso

propuesto para la mquina de ensayo no deber exceder 1.0 % de la carga indicada.

Ilustracin 1. Celda de carga utilizada para verificar la calibracin de una mquina de

fuerza

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Algunos problemas relacionados con las juntas en los pavimentosEl dilema del sello en las juntas de los pavimentos de concretoConclusionesBibliografa

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