Producción y puesta en obra de hormigón

Construcción de Obras PúblicasCurso 2013-2014

TE08

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Plantas de producción de hormigón. Transporte de hormigón.

Encofrados y armaduras. Puesta en obra y acabado.

Prefabricados.

Contenidos

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PLANTAS DE PRODUCCIÓN DE HORMIGÓN

Producción y puesta en obra de hormigón

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 Producción de hormigón

Principales tipos de hormigón

Según las armaduras: (EHE - INSTRUCCIÓN DE HORMIGÓN ESTRUCTURAL)- Hormigón en masa (HM): sin armaduras. Ej. Presas.- Hormigón armado (HA): con armaduras pasivas. Ej. Edificación.- Hormigón pretensado (HP): con armaduras activas. Ej. Estructuras.

Según la consistencia: (asentamiento en el Cono de Abrams UNE 83313:90)- Seca: 0-2 cm- Plástica: 3-5 cm- Blanda: 6-9 cm- Fluida: 10-15 cm

La docilidad del hormigón permite que, con los métodos previstos de puesta en obra, el hormigón rodee las armaduras y rellene completamente los encofrados sin que se produzcan coqueras. En el caso de hormigones para edificación, se recomienda en general que el asiento no sea inferior a 6  cm. 

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Por resistencia (Kg/cm2 )

Por tamaño máximo de árido en función  de los tipos de elementos a hormigonar.

Por dosificación ( Kg cemento/m3 hormigón )

Producción de hormigón

Análisis de la producción de hormigón

Comprar de hormigón preparado

Fabricar el hormigón en instalaciones propias

Siempre que necesitemos hormigón tendremos que decidir teniendo en cuenta costes, seguridad, calidad y medio ambiente, entre:

¿Qué tipo de planta de hormigón necesitamos?

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50556065707580859095

100

0 100 200 300 400 500

Co

ste

€

Producción Diaria m3

Comparativa Precio Hormigón

Planta PropiaMercado

Producción de hormigón

Análisis de costes

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FACTOR HUMANO + FACTOR TECNICO• Medidas de Protección Personal• Medidas Colectivas de Palas Cargadoras y Camiones• Medidas Específicas de una Central de Hormigonado

Producción de hormigón

CONTROL DE LA CALIDAD DE: MATERIAS PRIMAS Y CONDICIONES DE ALMACENAMIENTO: cemento, 

agua, áridos y aditivos. INSTALACIONES Y EQUIPOS HORMIGÓN COMO PRODUCTO FINAL

MINIMIZAR IMPACTOS AMBIENTALES: Emisiones atmosféricas: polvo, ruido y vibraciones. Vertidos: contaminación de aguas y suelos.

Seguridad

Calidad y Medio Ambiente

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  Móviles

  Fijas

  Transportables

Producción de hormigón

Tipología de plantas de hormigón

Según Movilidad Según la Automatización

- Manuales  (Móviles)

- Automáticas (Fijas)

- Semiautomáticas (Transportables)

http://www.ismaelandres.es/hormigon

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Producción > 50 m3 /h. Producción > 50 m3 /h.

Según el sistema de producción: Continuas (mezcladoras) Discontinuas (dosificadoras)

Producción de hormigón

INSTALACIONES FIJAS

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 Producción de hormigón

Componentes básicos:Componentes básicos:

ALMACENAMIENTO: Cemento 

En silos a granel Áridos

Playas Tolvas

Agua Depósitos

Aditivos Depósitos o silos

ALIMENTACIÓN: Cemento 

Tornillos sin fin,  Canal fluidificante,  Por gravedad

Áridos Dragalina Fija Scraper manual Cinta transportadora Elevador de cangilones Radio rascante Tolvas y palas cargadoras

Agua Bombas, tuberías, 

caudalímetros y filtros Aditivos

Sistema de dosificación

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- En ESTRELLA O RADIAL

Según la naturaleza del acopio de los áridos

Producción de hormigón

- En SERIE u HORIZONTALES

- En TORRE

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  Según la Forma de Dosificación

De Básculas Independientes

Producción de hormigón

De Báscula Móvil

De Báscula con Cinta Extractora

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 Producción de hormigón

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 Producción de hormigón

INSTALACIONES TRANSPORTABLES

Producción < 50 m3 /h. Producción < 50 m3 /h.

-Producción discontinua

-Fácil montaje (poca obra civil – transportables o semitransportables)

-Estructura horizontal

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-  Basculantes-  Inversión de marcha - eje horizontal

- Mezcla forzada - eje vertical

- > 500 lts. 

- < 500 lts.

Producción de hormigón

INSTALACIONES MÓVILES

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TRANSPORTE DEL HORMIGÓNProducción y puesta en obra de hormigón

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• Obras pequeñas• Transporte horizontal• Rendimientos = 3 m3/hora/hombre

• Sistema habitual y buen método• Transporte horizontal y vertical• Rendimientos = 12 m3/hora

 Carretillas 

GRÚA Y CUBAS

 Montacargas o Dumpers 

CAMIONES HORMIGONERA

Transporte del hormigón

TRANSPORTE INTERMITENTE

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 Transporte del hormigón

Cubas

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El transporte de hormigón mediante CAMIONES HORMIGONERAS  puede realizarse:

 Introduciendo los materiales en el camión y realizar el amasado durante el trayecto. 

Realizando el  amasado en Planta e  introduciendo  la pasta en el  camión para su traslado a Obra. 

 Introduciendo los materiales en el camión excepto el agua, ésta se añade una vez en obra, realizando allí el amasado . 

En función de:• Tipo de Hormigón  • Volumen• Distancia a Obra

• Temperatura exterior  • Aditivos o No•  Etc....

Transporte del hormigón

Camiones hormigonera

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 Tambor 

12º - 19º

Canaleta de Descarga 

Boca Carga 

ControlesHidráulicos 

Agua  4 -  6 r.p.m. agitado6 - 18 r.p.m. amasado

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Gran Rendimiento

 Cintas Transportadoras  o cintas rápidas

Transporte del hormigón

TRANSPORTE CONTINUO

 Bombeo del hormigón

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 Transporte del hormigón

• Transporte horizontal• Permite mayores tamaños máximos de áridos• Exige consistencia plástica y descarga sobre embudos o trompas.• Precauciones ante: Lluvia, Viento, Sol.

Cintas transportadoras

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 Transporte del hormigón

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Antes de bombear hay que...

  Estudiar las características de la Obra

Seleccionar tipo y características del         equipo de bombeo.

  Organizar la Obra en función del Bombeo

Estudiar la dosificación y el abastecimiento continuo del hormigón.

  Prever alternativas por: interrupciones del 

suministro roturas accidentes 

Transporte del hormigón

Bombeo de hormigón

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El hormigón bombeado

requiere unas

características

especiales:

• Áridos rodados 

• Granulometrías muy continuas y proporciones elevadas de finos

• El tamaño máximo de árido no debe superar a 1/4 del diámetro de la 

tubería

• Consistencia blanda (asentamiento de 5 cm o más en el Cono de 

Abrams)

Transporte del hormigón

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 ALGUNAS RECOMENDACIONES EN EL BOMBEO DE HORMIGON

Las tuberías deben seguir los recorridos

mínimos con pocas curvas.

Se arriostrarán adecuadamente para que

resistan los esfuerzos que trasmiten la

circulación del hormigón.

Debe evitarse la proyección directa del

chorro de hormigón sobre las armaduras.

Evitar la segregación durante el bombeo.

Transporte del hormigón

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ENCOFRADOSProducción y puesta en obra de hormigón

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ENCOFRADO

1.- Superficie encofrante

2.- Microrrigidizadores

3.- Macrorrigidizadores

APUNTALAMIENTO

Encofrados

ELEMENTOS ESTRUCTURALES

1.- Puntal

2.- Cimbra

3.- Cercha

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· Material a emplear

· Espesor del mismo

· Distancia entre microrrigidizadores

· Paneles Fenólicos

· Madera

· Paneles metálicos

Materiales Cálculos

Encofrados

Superficie encofrante

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• Presión del hormigón + peso propio

• Separación entre microrrigidizadores

• Material del microrrigidizador

Estructuras portantes de las superficies encofrantes

Cálculos:

Encofrados

Microrrigidizadores

· Apoyan a los microrrigidizadores

· Apoyan a la superficie encofrante

· Reúnen toda la carga de los paneles

Macrorrigidizadores

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• Absorben cargas de los encofrados

• Son esbeltos: necesidad de arriostramiento

• Cabeza regulable• Cuerpo

Partes

Propiedades

Encofrados

Puntales

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• Sostienen verticalmente los encofrados • Diseñadas para cargas verticales: deben arriostrarse

Encofrados

Cimbras

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• Sostienen horizontalmente los encofrados en el caso de no poder utilizar una cimbra 

• Diseñadas para cargas verticales: pandeo y flecha

Encofrados

Cerchas o celosías

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• Superficies planas horizontales

• Superficies planas verticales

• Piezas prismáticas

• ENCOFRADOS TREPANTES

• ENCOFRADOS DESLIZANTES

Encofrados

TIPOLOGÍA DE ENCOFRADOS

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Aplicación: Placas Forjados Tableros

Elementos constitutivos: Tablero horizontal Sopandas que lo rigidizan

Puntales de apoyo y riostras en diagonal 

Soleras y cuñas que transmiten las cargas al terreno o forjado inferior

Encofrados

Superficies planas horizontales

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Aplicación: Muros a una o dos caras

Elementos constitutivos: Latiguillos que garantizan el espesor 

o separación entre tableros Costales que rigidizan las tablas que 

definen el tablero Carreras cruzadas con los costales  Codales oblicuos, que actúan como 

tornapuntas anclado en una solera inferior

Sujeción de pie constituida generalmente por una solera

Encofrados

Superficies planas verticales

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Elementos (pilares): Cuatro tableros laterales Tablas verticales Costales horizontales Bridas metálicas Arriostramientos Cogotes Cuñas Berenjenos o listones de 

sección triangular Ventanas de registro Codales

Aplicación: • Pilares • Jácenas

Encofrados

Piezas prismáticas

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Elementos de los encofrados de jácenas (vigas maestras):

Solera Cuñas Puntales Cabecero con riostras Fondo Costeros Carrera Sujeción de pie Codales Latiguillos

Encofrados

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Aquellos que aprovechan, de forma repetitiva, el elemento de hormigón ejecutado anteriormente como base de sustentación para encofrar el siguiente. 

Es decir, un encofrado trepante es un ENCOFRADO APOYADO SOBRE UNA ESTRUCTURA ANCLADA EN LA TONGADA INMEDIATAMENTE INFERIOR A LA QUE SE VA A HORMIGONAR.

Encofrados

Encofrados Trepantes

Aplicación:• Hormigonado en altura en:

– Presas– Pilas de puentes– Grandes muros– Edificación

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• Paneles de encofrado

• Consolas de trepa

• Elementos de fijación

ELEMENTOS PRINCIPALES DE LOS ENCOFRADOS TREPANTES

Encofrados

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• Plataforma superior 

• Plataforma intermedia

• Plataforma inferior

• Plataforma inferior de vela (opcional)

ELEMENTOS AUXILIARES DE LOS ENCOFRADOS TREPANTES

Encofrados

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 FASES DE LA TREPA

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Aquellos que instalados por primera y única vez, no se desmontan ni se abren; sino que se desplazan de modo uniforme y continuo, simultaneando el hormigonado; hasta finalizar la totalidad de la obra.

Aplicaciones: 

• Estructuras en las que domina la longitud sobre la sección transversal (ej. torres o pozos) .

•Obras de sección constante y continua (en obras de sección variable es necesario un mecanismo del conjunto bastante complejo).

Encofrados

Encofrados Deslizantes

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 Los encofrados deslizantes avanzan en el sentido vertical manteniendo su forma y apoyándose en gruesas barras metálicas, denominadas barras de trepa, embebidas en el hormigón ya endurecido.

Encofrados

VAINA DE LA BARRA DE TREPA

CRUCETA DE LOS YUGOS

GATO HIDRÁULICO

YUGOS

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 Encofrados

PARTES DE LOS ENCOFRADOS DESLIZANTES

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DOBLADORAS DE VARILLAS: Se encargan de doblar barras de acero, incluso en forma de espiral para armado de pilares.

Armaduras

FERRALLA

CORTADORA DE ARMADURAS: Permiten cortar y doblar varillas para armaduras con facilidad y eficiencia.

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 ATADORAS  DE  ARMADURAS:  Se  emplean  para  el  atado  de  barras  de acero  para  la  armadura.  Apto  para  aplicaciones  horizontales  (losas  o placas de hormigón) como también aplicaciones verticales (muros).

Armaduras

http://juancastarcreaciones.blogspot.com.es/2010/12/armadura-minima-y-maxima-en-vigas-de.html 

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PUESTA EN OBRA Y ACABADOProducción y puesta en obra de hormigón

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Con frío: Riesgo de pérdida de resistencia (la acción expansiva del agua al congelarse disgrega la masa).

Recomendaciones: Por debajo de 5ºC de temperatura ambiente NO debe hormigonarse. Se debe suspender el hormigonado cuando se prevea que dentro de 

las 48 horas siguientes puede bajar la temperatura por debajo de 0ºC. Utilizar relaciones a/c bajas. Calentar el agua y/o áridos Cubrir las superficies (ej. con mantas térmicas). Utilizar aditivos (ej. anticongelante).

Puesta en obra y acabado

HORMIGONADO

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 Puesta en obra y acabado

Con calor: Riesgo de pérdida de resistencia, fisuración y aumento de la retracción en las primeras edades.

Recomendaciones: Los materiales y encofrados deben estar 

protegidos del sol. Utilizar cemento de bajo calor de hidratación  Utilizar relaciones a/c altas. Enfriar el árido grueso con agua fría. Amasar el hormigón con agua fría y/o trozos de 

hielo. Realizar el hormigonado por la noche. Una vez hormigonado, proteger del sol y el viento 

con plásticos, cubiertas móviles, etc. Mantener la humedad mediante regado continuo 

de la superficie.

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Elementos de poco espesor y mucha superficie horizontal, con hormigones de consistencia plástica y blanda.

Hormigones de consistencia blanda y fluida.

Apropiado para masas de consistencia seco-plástica.

Picado con barras

 Vibrado

 Apisonado

Puesta en obra y acabado

COMPACTACIÓN

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• Las bajas frecuencias (2000 c.p.m.) mueven los áridos gruesos.• Las frecuencias medias (6000 c.p.m.) mueven los áridos finos.• Las altas frecuencias ( > 12000 c.p.m.) afectan al mortero más 

fino haciéndolo más fluido, actuando como lubricante y facilitando la colocación de los áridos en posición de máxima densidad.

• En el gráfico se muestran las amplitudes y frecuencias que no deben excederse para evitar la cavitación.

• 1 Hz = 60 ciclos por minuto.

Puesta en obra y acabado

Compactación por vibración:

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Vibración Interna Vibración Externa

Vibración Superficial

Mesa Vibrante

Puesta en obra y acabado

Tipos de Vibrado

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 Puesta en obra y acabado

Vibradores internos

El vibrador interno o de inmersión se utiliza para compactar tongadas de hormigón de gran espesor y/o muy armadas.

Es una vaina vibrante alargada de acero o aguja vibradora que se sumerge en el hormigón desde su superficie. 

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Sumergir rápida y profundamente en la masa a vibrar.

Introducir la punta hasta que penetre en la capa subyacente.

No desplazar horizontalmente durante su trabajo.

Evitar todo contacto del vibrador con las armaduras.

Vibrar como máximo 1 - 1,5 min. por punto.

Retirar con lentitud y a velocidad constante.

Separar los puntos de inmersión 1,5 veces el radio de acción.

Recomendaciones de uso de los vibradores internos:

Puesta en obra y acabado

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 Puesta en obra y acabado

Vibradores externos

Son vibradores que se acoplan a los moldes o encofrados y transmiten a través de estos las vibraciones al hormigón. Suelen ser de pequeñas dimensiones, metálicos y muy rígidos.

Mesas vibrantes

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 Puesta en obra y acabado

Vibración superficial

Reglas vibrantes: diseñadas para trabajos de acabado y corrección de pavimentos de hormigón. Su manillar articulado permite realizar giros adelante y atrás con suavidad, siendo extensible para que el usuario se mantenga fuera de la superficie de trabajo.

Cerchas modulares: diseñadas para compactar, nivelar y terminar superficies de hormigón (pavimentos, pistas o puentes) de hasta 25 metros de anchura. 

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El curado es el proceso que engloba el conjunto de reacciones químicas y fenómenos de hidratación que constituyen la esencia del fraguado y endurecimiento del hormigón. Durante el curado es necesario asegurar la presencia del agua como elemento reaccionante y catalizador (humedad suficiente).

Los cuidados asociados al curado deben prolongarse hasta que el hormigón haya alcanzado el 70% de su resistencia característica.

Puesta en obra y acabado

CURADO

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•Curado por aportación de humedad:

•  Agua Pulverizada en forma de neblina.

•Curado por recubrimiento:• Cubrición con materiales con

elevada capacidad de retención de agua.

• Membranas impermeables.• Productos Filmógenos. (PG3.

Art. 285).

•Curado al vapor:• Cámaras reguladas de vapor.

Sistema de ProtecciónPérdida de agua

(g/cm2)

Sin protección

Hoja de polietileno 1mm

Líquido de curado

0,400

0,088

0,011

Puesta en obra y acabado

Tipos de curado:

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• En caso de lluvia:•  Protección mecánica - recubrimiento con materiales impermeables.

• En caso de radiación solar y/o viento:• Utilización de productos de curado, de pigmentación blanca, impermeables o películas plásticas opacas.

•  Control de temperatura de la mezcla (< 30º C).•  Riego del cimiento de apoyo.•  Cobertizos provisionales de protección.•  Pulverización de agua sobre la superficie.

• En caso de heladas:•  Adicionar cloruro de calcio al hormigón.•  Emplear esteras, lonas, paja, arena. etc.. sobre la superficie como protección.

•  Precalentamiento del agua o los áridos, para que la mezcla conserve una temperatura superior a 5º C durante las primeras horas.

•  Prolongar la duración de la protección mientras persiste el hielo.

Puesta en obra y acabado

Recomendaciones durante el curado:

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“El Desencofrado debe llevarse a cabo lo antes posible para conseguir un alto número de usos pero no antes de que se alcance la resistencia para soportar el propio peso y sobrecargas”

Metodología:

• Empleo previo de barnices antiadherentes (desencofrantes).

• Retirar elementos que estorben al desencofrado

• Proceder sin sacudidas ni choques con la estructura

• Seguir un programa para evitar que la estructura sufra esfuerzos no previstos

• Medir flechas al descimbrar.• Limpieza del encofrado si es necesario

Puesta en obra y acabado

DESENCOFRADO

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SuperficieAplanada

SuperficieFratasada

SuperficiePulimentada a máquina

SuperficieNivelada

SuperficieEnrasada

SuperficieBarrida

El nivel de acabado depende del tratamiento manual o mecánico que se le dé a la superficie.

Puesta en obra y acabado

ACABADO SUPERFICIAL DE PAVIMENTOS DE HORMIGÓN

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 Puesta en obra y acabado

FratasadoFratasadora: equipo provisto de una hélice que a través de su movimiento rotatorio permite pulir la superficie de pavimentos de hormigón.

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Maq. Vacío

MantaVacío

Fratasado

Vibrado

Puesta en obra y acabado

Alisado

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PREFABRICADOSProducción y puesta en obra de hormigón

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La  prefabricación  como  actividad  industrializada  permite  la  obtención  de elementos y/o componentes de la obra con una calidad muy superior a la de su ejecución “in situ” aportando grandes ventajas técnicas y económicas:

Reduce la mano de obra en la ejecución 

Reduce el tiempo de ejecución 

Disminuye el consumo de materiales 

Aumenta la calidad de construcción 

Aumenta la precisión y exactitud en la ejecución de la obra 

Humaniza la participación del trabajo en la construcción 

Prefabricados

Características fundamentales

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Prefabricación en obra (plantas de prefabricados temporales):

• producción inestable.

• personal no especializado.

•  infraestructuras temporales (pueden resultar deficientes).

•  control de calidad deficiente.

Prefabricación en plantas (industria del prefabricado):

• producción industrializada de elementos.

• personal especializado.

• medios de control e infraestructuras óptimas.

• transporte final a obra caro.

Prefabricados

Tipología

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Condicionantes tecnológicos:•Dimensiones y número de piezas o elementos.•Intensidad de la producción en la unidad de tiempo.•Sistemas constructivos que se emplearán en su elaboración.•Reserva de almacenaje que es necesaria en función de la producción.•Características y parámetros de los equipos de manipulación y transporte.•Necesidades de instalaciones para servicios generales.

Prefabricados

PREFABRICACIÓN EN OBRA

http://www.laverdad.es/murcia/multimedia/fotos/lucentum/41377-fotos-aereas-construccion-nuevo-puerto-laredo-3.html 

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La superficie de  una planta se divide básicamente en:

•Área de Fabricación.

•Área de Preparación: donde se elaboran los diferentes componentes de las piezas: moldes, ferralla, etc.

•Área de Almacenaje: donde se almacenan los productos terminados o en preparación.

•Área de Servicios y Circulación (aproximadamente el 5% del área total).

Prefabricados

PREFABRICACIÓN EN PLANTAS FIJAS

http://www.tecnyconta.es/index.php?sec=23&id=26&idS=155&idioma= 

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Lab. - Ofic.Serv. Grales

Almacén Líneas de Producción

Puent e-Grúa

PLANTA DE PRODUCCIÓN DE HORMIGÓN

Prefabricados

Talleres auxiliares

Preparación

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  Procedimientos  generales  de  construcción:  apuntes  sobre procesamiento  de  áridos,  instalaciones  de  hormigonado, puesta  en obra de hormigón  /Juan Tiktin. Madrid:  Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, 1995.

 Civil engineering reference manual for the PE exam / Michael R. Lindeburg. 10th ed. Belmont, CA: Professional Publications, Inc, cop. 2006.

  Manual  integrado  de  diseño  y  construcción  /  Frederick  S. Merritt, Jonathan T. Ricketts. 5ª ed. Santafé de Bogotá; Madrid [etc.]: McGraw-Hill, 1997. 

Fuentes de los contenidos e imágenes no referenciados:

Archivo histórico del Área de Ingeniería de la Construcción de la Universidad de Cantabria.

Bibliografía recomendada