Diseño, desarrollo y caracterización de hormigones autocompactantes de alta resistencia: HyMPACTO® (HAC-80 y HAC-55)
La línea ferroviaria de alta velocidad de Córdoba a Málaga a su paso por el Valle de Abdalajís, en el término municipal de Álora (Málaga), discurre por un tramo de 7 kilómetros mediante túnel (uno en cada sentido) a través de la sierra de Huma. Ambos túneles horadan casi un kilómetro de rocas de características kársticas en el que, durante la construcción, aparecieron grandes caudales de agua de infiltración con importantes arrastres de sólidos por diversas zonas de falla. Para resolver esta situación, la solución elegida fue la construcción de unos anillos de refuerzo con HAC de alta resistencia, de 80 MPa para las zonas más comprometidas y otros de resistencia menor para las restantes (55 MPa).
La línea ferroviaria de alta velocidad de Córdoba a Málaga a su paso por el Valle de Abdalajís, en el término municipal de Álora (Málaga), discurre por un tramo de 7 kilómetros mediante túnel (uno en cada sentido) a través de la sierra de Huma. Ambos túneles horadan casi un kilómetro de rocas de características kársticas en el que, durante la construcción, aparecieron grandes caudales de agua de infiltración con importantes arrastres de sólidos por diversas zonas de falla. Para resolver esta situación, la solución elegida fue la construcción de unos anillos de refuerzo con HAC de alta resistencia, de 80 MPa para las zonas más comprometidas y otros de resistencia menor para las restantes (55 MPa).
Artículo de J.A. Hurtado cedido por SIKA
Diseño, desarrollo y caracterización de hormigones autocompactantes de alta resistencia: HyMPACTO® (HAC-80 y HAC-55)
Autor: J. A. Hurtado
RESUMEN
La línea ferroviaria de alta velocidad de Córdoba a Málaga a su paso por el Valle de Abdalajís, en el término municipal de Álora (Málaga), discurre por un tramo de 7 kilómetros mediante túnel (uno en cada sentido) a través de la sierra de Huma. Ambos túneles horadan casi un kilómetro de rocas de características kársticas en el que, durante la construcción, aparecieron grandes caudales de agua de infiltración con importantes arrastres de sólidos por diversas zonas de falla. Para resolver esta situación, la solución elegida fue la construcción de unos anillos de refuerzo con HAC de alta resistencia, de 80 MPa para las zonas más comprometidas y otros de resistencia menor para las restantes (55 MPa).
El diseño, desarrollo, caracterización y posterior suministro de estos hormigones, correspondió a Hormigones y Minas quien, además de satisfacer los requerimientos de la obra, debía dar fiel cumplimiento al pliego de la Consejería de Obras Públicas y Transportes de la Junta de Andalucía. Se realizaron más de 100 amasadas y 500 ensayos de laboratorio para determinar las dosificaciones más adecuadas y seleccionar el perfil de las materias primas. Teniendo presente condicionantes de índole técnico-económica, y tras probar una gran variedad de componentes, se decidió que los materiales idóneos eran: cemento I 42,5 R/SR fabricado por Financiera y Minera en Málaga (Cementos Goliat), árido clasificado procedente del machaqueo de piedra caliza en la finca Taralpe sita en Alhaurín de la Torre (Málaga) propiedad de Compañía General de Canteras (grupo FYM), Sikament 175 (Sika) como aditivo superplastificante polivalente, Viscocrete 3425 (Sika) como aditivo superplastificante de alto rendimiento y adición de microsílice (Ferroatlántica).
Los resultados experimentales corroboraron la validez de la fórmula seleccionada así como su robustez ante las exigencias de la puesta en obra, donde se consideró esencial la verificación de las condiciones de autocompactabilidad como criterio de aceptación de todas las amasadas y factor decisivo para decidir el tiempo límite de uso del producto durante la colocación en el interior de los túneles.
1. INTRODUCCIÓN
Durante la construcción de dos túneles de la línea férrea de alta velocidad de Córdoba a Málaga en los tramos XII y XIII a su paso por la zona de El Valle de Abdalajís, término municipal de Álora (Málaga), se atravesó casi un kilómetro de roca de naturaleza kárstica, apareciendo grandes caudales de agua de infiltración con importantes arrastres de sólidos a través de diversas zonas de falla, lo que provocó un grave contratiempo afectando seriamente el avance de las tuneladoras.
Para solventar la situación, el ADIF eligió una solución basada en la construcción de anillos de refuerzo con hormigones autocompactantes de alta resistencia, concretamente 80 MPa en las zonas más comprometidas y de resistencia menor en las restantes (55 MPa), encomendando las empresas constructoras a Hormigones y Minas el suministro de estos hormigones que, además de satisfacer los requerimientos planteados, debían cumplir los requisitos de la Consejería de Obras Públicas y Transportes de la Junta de Andalucía.
El equipo del departamento de Calidad e Innovación de Hormigones y Minas, ubicado en Málaga, fue responsable del diseño, desarrollo y caracterización, emprendiendo para ello una línea de investigación y ensayos con diversos materiales que permitieran alcanzar tanto la dosificación como las materias primas idóneas.
Según el Documento anteriormente mencionado de la Junta de Andalucía la autocompactabilidad (fluidez, resistencia a la segregación y capacidad de paso entre armaduras sin bloqueo) se cuantifica según varios parámetros con valores recomendados y que se determinan mediante los correspondientes ensayos normalizados, que se detallan en la Tabla 1
Diseño, desarrollo y caracterización de hormigones autocompacta Tabla 1. Recomendaciones de la Consejería de Obras Públicas y Transporte de la Junta de Andalucía.
Diseño, desarrollo y caracterización de hormigones autocompacta Además de estos parámetros, la dirección de obra establecía otros requerimientos para asegurar el éxito de la ejecución, tales como los siguientes:
Durante los ensayos las probetas se mantienen a una temperatura ambiente de 20°C y el procedimiento debe seguir la recomendación del comité técnico RILEM TC 107-CPS ( "Measurement of time-dependent strains of concrete", Materials and Structures, Vol 31, 1998, pgs. 507-512).
2. DISEÑO DE HyMPACTO®
2.1 Experimentación
A fin de determinar las dosificaciones óptimas de los HAC que obedecieran a las necesidades para la ejecución de los citados anillos de refuerzo, se llevaron a cabo más de 100 amasadas y 520 ensayos. Dichas fórmulas de dosificación, debían alcanzar una solidez tal que se adecuaran a las materias primas procedentes de la zona, cuya variabilidad era conocida por haber sido utilizadas previamente durante el desarrollo de la obra de construcción de los túneles.
Las series de experimentos realizadas así como los materiales ensayados en cada una de ellas, se exponen en la tabla 2. Se ensayaron dos cementos del tipo I con características sulforresistentes, 30 aditivos de 6 empresas diferentes (Axim, Basf, Grace, Fosroc, Chryso y Sika) proporcionados por los fabricantes y varias adiciones, fabricando amasadas de hormigón y realizando con las mismas los ensayos anteriormente citados.
Las amasadas se codificaron atendiendo a las iniciales del fabricante del aditivo y al número de dosificación propuesta.
Tabla 2. Relación de materias primas ensayadas
La investigación dio como resultado 22 fórmulas apropiadas, de las cuales fue extraído el perfil de las materias primas a utilizar; considerando tanto condicionantes de índole técnica como económica, se decidió que la fórmula idónea fuera la de la tabla 3.
Tabla 3. Componentes de los HAC-80 y HAC-55
Diseño, desarrollo y caracterización de hormigones autocompacta
2.2 Ensayos de caracterización
Para llegar a ser considerados como hormigones incluidos dentro de la marca HyMPACTO®, los hormigones ensayados tenían que cumplir con las siguientes premisas:
Gráfico 1. Resistencia a 7 y 28 días en probetas pulidas y refrentadas para HAC-80 y HAC-55.
El resultado obtenido a 28 días fue mejor mediante pulido de probetas, utilizando una pulidora del tipo mostrado en la figura 1, modelo DBP-02 fabricado por INMAQ, que el conseguido mediante refrentado convencional.
En la parte inferior de la imagen se ve la prensa utilizada para llevar a cabo las roturas por compresión fabricada por IBERTEST, modelo MEH-3000SW. En el gráfico 2, se observa la evolución de las resistencias con la edad. Se comprobó experimentalmente durante el control de recepción de la obra, con la participación del Laboratorio Central de GEOCISA en Madrid, el laboratorio de CEMOSA en Málaga (acreditado por ENAC) y el de Hormigones y Minas, que los resultados conseguido conseguidos cuando las probetas se pulían se ajustaban a los valores obtenidos para la caracterización del producto.
2.3 Resultados experimentales Los resultados promedio obtenidos experimentalmente para el HAC-80 fueron los de la tabla 4:
Tabla 4. Resultados experimentales para el HAC-80.
Diseño, desarrollo y caracterización de hormigones autocompacta
Además se determinó el desarrollo de resistencias a compresión y tracción indirecta, como se puede observar en el gráfico 3.
Gráfico 3 - Evolución de la resistencia a compresión a 7 y 28 días.
En el gráfico están representados los puntos que corresponden a valores de resistencia a compresión y la resistencia a tracción de las mismas probetas. Pese a la dispersión de los resultados se ha realizado un ajuste lineal para compararlo con las condiciones prescritas por la EHE y la norma BS 8110, respectivamente.
3. HyMPACTO® (HAC-80 y HAC-55)
Para facilitar la ejecución de los anillos de refuerzo, de gran esbeltez, cuyo esquema se muestra en la figura 3, se decidió suprimir todo tipo de vibrado y construirlos con los citados hormigones autocompactantes de alta resistencia.
Las obras han supuesto la construcción de un sistema de refuerzo e impermeabilización del doble túnel con anillos de 40 centímetros de hormigón armado, de los cuales un tramo de 550 metros se ha construido con HAC 80 y 575 metros con HAC 55, utilizando cintas flexibles de PVC en las juntas de hormigonado como barreras de estanqueidad.
El hormigón se ha fabricado en dos centrales amasadoras propiedad de Hormigones y Minas modelo CP-302 de FRUMECAR, correspondiendo su suministro y montaje a la empresa Sevillana de Maquinaria. Se situaron en la Boca Norte y en la Boca Sur de los túneles, respectivamente, desde donde se ha realizado el suministro para su transporte al tajo en trenes de "mixers" como el que se muestra en la figura 2.
La construcción del revestimiento se ha hecho por módulos. En casos como éste, el hormigón se vierte a la bomba, tal y como se puede apreciar en la figura 4, para su colocación en el interior de los anillos.
La armadura de los anillos se ha dispuesto en dos capas, de acuerdo con el diseño aprobado definitivamente por la Dirección de la Línea. En general, la entrada de las mangueras de la bomba de hormigón ha sido permitida en todos los casos, ya que la separación de armaduras ha superado los 100 x 100mm de hueco.
Figura 2. Trenes de "mixers.
Fig. 3 – Esquema de los anillos de refuerzo. Fig. 4 – Vertido de hormigón a las bombas.
En las plantas se disponía de 4 tolvas de acopio de áridos (60 m3), dos silos de cemento (120 Tm) y un silo para humo de sílice (60 Tm). La fabricación se hizo en dos amasadoras de 3 m3 cada una, modelo TEKA de eje vertical en la Boca Sur y modelo GALETTI de doble eje horizontal en la Boca Norte, respectivamente.
Fig. 5 Plantas de producción de Hormigones y Minas: Boca Sur (izquierda) y Boca Norte (derecha).
Una vez iniciada su producción, el HyMPACTO® cumplió con ciertos requerimientos para una correcta puesta en obra y, por tanto, una optimización de su uso. Así durante el transporte de hormigón desde la planta y a lo largo del túnel hacia el punto de vertido no debía producirse segregación de los componentes o pérdida de agua y el ritmo de trabajo tenía que ser suficiente para evitar juntas de trabajo dentro de los módulos de los anillos.
La retracción del hormigón había de ser mínima para conseguir una fábrica lo más impermeable posible. El hormigón de alta resistencia, debido a sus bajos valores del contenido en agua, suele presentar una baja retracción por secado. Por otra parte, el alto contenido de cemento podía provocar también altas temperaturas iniciales que podían producir fisuración por retracción térmica. Para reducir al mínimo este riesgo era imprescindible la optimización tanto del contenido en cemento como de la incorporación de finos. Esto se consiguió con la dosificación finalmente adoptada. El hormigón de alta resistencia HyMPACTO®, por la compacidad de su matriz presenta una permeabilidad al agua inferior a 100 veces la de un hormigón convencional. La posibilidad de que se presenten fisuras debidas a la retracción u otras causas, reduce la resistencia del hormigón frente a la penetración de agentes agresivos. Con este fin, se hace necesario limitar el ancho de las fisuras a 0,1 milímetros siguiendo el artículo 49.2.4 de la EHE.
El "know how" de Hormigones y Minas en el diseño, fabricación y suministro de hormigones autocompactantes a través de HyMPACTO®, ha permitido prever muchas de las condiciones específicas de este tipo de hormigonados especiales. No obstante es preciso poner de manifiesto algunas consideraciones generales:
El hormigón autocompactante, HyMPACTO®, de alta resistencia ha cubierto perfectamente los requerimientos exigidos por la obra tanto de resistencia a compresión 80 y 55 MPa tras 28 días para el HAC-80 y HAC-55, respectivamente, como de fluencia, estabilidad y capacidad de relleno durante el hormigonado.
- El correcto diseño en su dosificación ha garantizado una gran fluidez y la ausencia de indicios de segregación o exudación de la mezcla, permitiendo su colocación en lugares de difícil acceso y densamente armados.
En cuanto a su colocación y puesta en obra, ambas estuvieron asociadas a un proceso continuo de suministro y ejecución para evitar tiempos de espera entre las diferentes capas hormigonadas.
Fue preciso asegurarse de la estanqueidad del enconfrado y su capacidad para aguantar el empuje activo que ejerce este tipo de hormigón sobre sí mismo, impidiendo pérdidas y roturas.
Este tipo de hormigón de alta resistencia precisa un especial cuidado en la elaboración y rotura de las probetas, habiéndose detectado una mejora considerable con el pulido de las mismas.
En obras altamente exigentes como ésta, HyMPACTO® pasa por ser la mejor solución, pero sería un error pensar que únicamente está destinado a casos donde se requiere una ejecución compleja o una alta resistencia; de hecho, su uso se está generalizando cada vez más dentro de las aplicaciones tradicionales compitiendo con el hormigón convencional, para cualquier tipo de resistencia.
Autor: J. A. Hurtado
RESUMEN
La línea ferroviaria de alta velocidad de Córdoba a Málaga a su paso por el Valle de Abdalajís, en el término municipal de Álora (Málaga), discurre por un tramo de 7 kilómetros mediante túnel (uno en cada sentido) a través de la sierra de Huma. Ambos túneles horadan casi un kilómetro de rocas de características kársticas en el que, durante la construcción, aparecieron grandes caudales de agua de infiltración con importantes arrastres de sólidos por diversas zonas de falla. Para resolver esta situación, la solución elegida fue la construcción de unos anillos de refuerzo con HAC de alta resistencia, de 80 MPa para las zonas más comprometidas y otros de resistencia menor para las restantes (55 MPa).
El diseño, desarrollo, caracterización y posterior suministro de estos hormigones, correspondió a Hormigones y Minas quien, además de satisfacer los requerimientos de la obra, debía dar fiel cumplimiento al pliego de la Consejería de Obras Públicas y Transportes de la Junta de Andalucía. Se realizaron más de 100 amasadas y 500 ensayos de laboratorio para determinar las dosificaciones más adecuadas y seleccionar el perfil de las materias primas. Teniendo presente condicionantes de índole técnico-económica, y tras probar una gran variedad de componentes, se decidió que los materiales idóneos eran: cemento I 42,5 R/SR fabricado por Financiera y Minera en Málaga (Cementos Goliat), árido clasificado procedente del machaqueo de piedra caliza en la finca Taralpe sita en Alhaurín de la Torre (Málaga) propiedad de Compañía General de Canteras (grupo FYM), Sikament 175 (Sika) como aditivo superplastificante polivalente, Viscocrete 3425 (Sika) como aditivo superplastificante de alto rendimiento y adición de microsílice (Ferroatlántica).
Los resultados experimentales corroboraron la validez de la fórmula seleccionada así como su robustez ante las exigencias de la puesta en obra, donde se consideró esencial la verificación de las condiciones de autocompactabilidad como criterio de aceptación de todas las amasadas y factor decisivo para decidir el tiempo límite de uso del producto durante la colocación en el interior de los túneles.
1. INTRODUCCIÓN
Durante la construcción de dos túneles de la línea férrea de alta velocidad de Córdoba a Málaga en los tramos XII y XIII a su paso por la zona de El Valle de Abdalajís, término municipal de Álora (Málaga), se atravesó casi un kilómetro de roca de naturaleza kárstica, apareciendo grandes caudales de agua de infiltración con importantes arrastres de sólidos a través de diversas zonas de falla, lo que provocó un grave contratiempo afectando seriamente el avance de las tuneladoras.
Para solventar la situación, el ADIF eligió una solución basada en la construcción de anillos de refuerzo con hormigones autocompactantes de alta resistencia, concretamente 80 MPa en las zonas más comprometidas y de resistencia menor en las restantes (55 MPa), encomendando las empresas constructoras a Hormigones y Minas el suministro de estos hormigones que, además de satisfacer los requerimientos planteados, debían cumplir los requisitos de la Consejería de Obras Públicas y Transportes de la Junta de Andalucía.
El equipo del departamento de Calidad e Innovación de Hormigones y Minas, ubicado en Málaga, fue responsable del diseño, desarrollo y caracterización, emprendiendo para ello una línea de investigación y ensayos con diversos materiales que permitieran alcanzar tanto la dosificación como las materias primas idóneas.
Según el Documento anteriormente mencionado de la Junta de Andalucía la autocompactabilidad (fluidez, resistencia a la segregación y capacidad de paso entre armaduras sin bloqueo) se cuantifica según varios parámetros con valores recomendados y que se determinan mediante los correspondientes ensayos normalizados, que se detallan en la Tabla 1
Diseño, desarrollo y caracterización de hormigones autocompacta Tabla 1. Recomendaciones de la Consejería de Obras Públicas y Transporte de la Junta de Andalucía.
| ENSAYO | PARÁMETRO MEDIDO | RANGO ADMISIBLE |
| Escurrimiento UNE 83361:2007 | T50 | T50≤8 seg |
| df | 550 mm ≤ df ≤ 850 mm | |
| Embudo en V UNE 83364:2007 | Tv | 4 seg ≤ Tv ≤ 20 seg |
| Caja en L UNE 83363:2007 | CbL | 0,75 ≤ CbL ≤ 1,00 |
| Escurrimiento con anillo J UNE 83362:2007 | dJf | dJf ≥ df -50 mm |
Diseño, desarrollo y caracterización de hormigones autocompacta Además de estos parámetros, la dirección de obra establecía otros requerimientos para asegurar el éxito de la ejecución, tales como los siguientes:
Resistencia característica a compresión a 28 días: 80 ó 55 MPa en probeta cilíndrica de 150 x 300 milímetros.Retracción endógena, determinada por la deformación axial de la zona central de una probeta cilíndrica de 150 x 300 mm, una vez selladas, adecuadamente, las probetas con cinta metálica o varias capas de papel de aluminio, inmediatamente después de desmoldarlas a la edad de 24 horas, realizando un mínimo de 3 ensayos para obtener un valor representativo.
Resistencia característica a compresión a las 12 horas: 12,5 MPa en probeta cilíndrica.
Resistencia a tracción de 8 MPa a los 28 días y de 1,3 MPa a las 12 h, como resistencias medias sobre probetas, de 150 x 300 milímetros, sometidas al ensayo de tracción indirecta o "brasileño"para el HAC-80.
Durante los ensayos las probetas se mantienen a una temperatura ambiente de 20°C y el procedimiento debe seguir la recomendación del comité técnico RILEM TC 107-CPS ( "Measurement of time-dependent strains of concrete", Materials and Structures, Vol 31, 1998, pgs. 507-512).
2. DISEÑO DE HyMPACTO®
2.1 Experimentación
A fin de determinar las dosificaciones óptimas de los HAC que obedecieran a las necesidades para la ejecución de los citados anillos de refuerzo, se llevaron a cabo más de 100 amasadas y 520 ensayos. Dichas fórmulas de dosificación, debían alcanzar una solidez tal que se adecuaran a las materias primas procedentes de la zona, cuya variabilidad era conocida por haber sido utilizadas previamente durante el desarrollo de la obra de construcción de los túneles.
Las series de experimentos realizadas así como los materiales ensayados en cada una de ellas, se exponen en la tabla 2. Se ensayaron dos cementos del tipo I con características sulforresistentes, 30 aditivos de 6 empresas diferentes (Axim, Basf, Grace, Fosroc, Chryso y Sika) proporcionados por los fabricantes y varias adiciones, fabricando amasadas de hormigón y realizando con las mismas los ensayos anteriormente citados.
Las amasadas se codificaron atendiendo a las iniciales del fabricante del aditivo y al número de dosificación propuesta.
Tabla 2. Relación de materias primas ensayadas
La investigación dio como resultado 22 fórmulas apropiadas, de las cuales fue extraído el perfil de las materias primas a utilizar; considerando tanto condicionantes de índole técnica como económica, se decidió que la fórmula idónea fuera la de la tabla 3.
Tabla 3. Componentes de los HAC-80 y HAC-55
Diseño, desarrollo y caracterización de hormigones autocompacta
| COMPONENTE | TIPO | PROCEDENCIA |
| Cemento | I 42,5 R/SR | FyM (CementosGoliat) |
| Árido | Caliza machacada | Taralpe (C.G.C.) |
| Aditivo plastificante | Sikament 175 | Sika |
| Aditivo superfluidificante | Viscocrete 3425 | Sika |
| Adición | Microsílice | Ferroatlántica |
| Agua | De manantial | Acuífero Valle de Abdalajís |
2.2 Ensayos de caracterización
Para llegar a ser considerados como hormigones incluidos dentro de la marca HyMPACTO®, los hormigones ensayados tenían que cumplir con las siguientes premisas:
Comprobación de la autocompactabilidad en hormigón fresco con slump-flow entre 650 y 750 milímetros.
Relación agua/cemento menor de 0,31.
Resistencia a compresión a 28 días superior a 80 ó 55 MPa según se trate de hormigones HAC-80 o HAC-55.
La determinación de resistencias se llevó a cabo mediante ensayos de rotura de probetas cilíndricas de 150 mm de ancho por 300 mm de alto.
Se detectó que muchas de ellas presentaban una rotura incorrecta: rotura en cabeza o incluso rotura del mortero del refrentado. Ante esta anomalía se plantearon dos alternativas: por un lado el uso de un mortero de azufre de altas prestaciones de la marca Axim para el refrentado de las probetas y por otro el pulimentado de las mismas.
Se procedió a la rotura de una serie de probetas comparando el método de pulido frente al refrentado con mortero de azufre de altas prestaciones.
Los resultados obtenidos para hormigones HAC-80 y HAC-55 figuran en el gráfico 1.
Gráfico 1. Resistencia a 7 y 28 días en probetas pulidas y refrentadas para HAC-80 y HAC-55.
El resultado obtenido a 28 días fue mejor mediante pulido de probetas, utilizando una pulidora del tipo mostrado en la figura 1, modelo DBP-02 fabricado por INMAQ, que el conseguido mediante refrentado convencional.
En la parte inferior de la imagen se ve la prensa utilizada para llevar a cabo las roturas por compresión fabricada por IBERTEST, modelo MEH-3000SW. En el gráfico 2, se observa la evolución de las resistencias con la edad. Se comprobó experimentalmente durante el control de recepción de la obra, con la participación del Laboratorio Central de GEOCISA en Madrid, el laboratorio de CEMOSA en Málaga (acreditado por ENAC) y el de Hormigones y Minas, que los resultados conseguido conseguidos cuando las probetas se pulían se ajustaban a los valores obtenidos para la caracterización del producto.
| Grafico 2. Evolución de la resistencia (MPa) con la edad de las probetas del HAC-80. | Figura 1. Pulidora (arriba) y prensa (abajo). |
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2.3 Resultados experimentales Los resultados promedio obtenidos experimentalmente para el HAC-80 fueron los de la tabla 4:
Tabla 4. Resultados experimentales para el HAC-80.
Diseño, desarrollo y caracterización de hormigones autocompacta
| Rc 24 horas (MPa) | 41,36 |
| Rc 3 días (MPa) | 59,27 |
| Rc 7 días (MPa) | 68'49 |
| Rc 28 días (MPa) | 85'47 |
| Slump flow (mm) | 703 |
| Relación a/c | 0,30 |
Además se determinó el desarrollo de resistencias a compresión y tracción indirecta, como se puede observar en el gráfico 3.
Gráfico 3 - Evolución de la resistencia a compresión a 7 y 28 días.
En el gráfico están representados los puntos que corresponden a valores de resistencia a compresión y la resistencia a tracción de las mismas probetas. Pese a la dispersión de los resultados se ha realizado un ajuste lineal para compararlo con las condiciones prescritas por la EHE y la norma BS 8110, respectivamente.
3. HyMPACTO® (HAC-80 y HAC-55)
Para facilitar la ejecución de los anillos de refuerzo, de gran esbeltez, cuyo esquema se muestra en la figura 3, se decidió suprimir todo tipo de vibrado y construirlos con los citados hormigones autocompactantes de alta resistencia.
Las obras han supuesto la construcción de un sistema de refuerzo e impermeabilización del doble túnel con anillos de 40 centímetros de hormigón armado, de los cuales un tramo de 550 metros se ha construido con HAC 80 y 575 metros con HAC 55, utilizando cintas flexibles de PVC en las juntas de hormigonado como barreras de estanqueidad.
El hormigón se ha fabricado en dos centrales amasadoras propiedad de Hormigones y Minas modelo CP-302 de FRUMECAR, correspondiendo su suministro y montaje a la empresa Sevillana de Maquinaria. Se situaron en la Boca Norte y en la Boca Sur de los túneles, respectivamente, desde donde se ha realizado el suministro para su transporte al tajo en trenes de "mixers" como el que se muestra en la figura 2.
La construcción del revestimiento se ha hecho por módulos. En casos como éste, el hormigón se vierte a la bomba, tal y como se puede apreciar en la figura 4, para su colocación en el interior de los anillos.
La armadura de los anillos se ha dispuesto en dos capas, de acuerdo con el diseño aprobado definitivamente por la Dirección de la Línea. En general, la entrada de las mangueras de la bomba de hormigón ha sido permitida en todos los casos, ya que la separación de armaduras ha superado los 100 x 100mm de hueco.
Figura 2. Trenes de "mixers.
Fig. 3 – Esquema de los anillos de refuerzo.
En las plantas se disponía de 4 tolvas de acopio de áridos (60 m3), dos silos de cemento (120 Tm) y un silo para humo de sílice (60 Tm). La fabricación se hizo en dos amasadoras de 3 m3 cada una, modelo TEKA de eje vertical en la Boca Sur y modelo GALETTI de doble eje horizontal en la Boca Norte, respectivamente.
Fig. 5 Plantas de producción de Hormigones y Minas: Boca Sur (izquierda) y Boca Norte (derecha).
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Una vez iniciada su producción, el HyMPACTO® cumplió con ciertos requerimientos para una correcta puesta en obra y, por tanto, una optimización de su uso. Así durante el transporte de hormigón desde la planta y a lo largo del túnel hacia el punto de vertido no debía producirse segregación de los componentes o pérdida de agua y el ritmo de trabajo tenía que ser suficiente para evitar juntas de trabajo dentro de los módulos de los anillos.
La retracción del hormigón había de ser mínima para conseguir una fábrica lo más impermeable posible. El hormigón de alta resistencia, debido a sus bajos valores del contenido en agua, suele presentar una baja retracción por secado. Por otra parte, el alto contenido de cemento podía provocar también altas temperaturas iniciales que podían producir fisuración por retracción térmica. Para reducir al mínimo este riesgo era imprescindible la optimización tanto del contenido en cemento como de la incorporación de finos. Esto se consiguió con la dosificación finalmente adoptada. El hormigón de alta resistencia HyMPACTO®, por la compacidad de su matriz presenta una permeabilidad al agua inferior a 100 veces la de un hormigón convencional. La posibilidad de que se presenten fisuras debidas a la retracción u otras causas, reduce la resistencia del hormigón frente a la penetración de agentes agresivos. Con este fin, se hace necesario limitar el ancho de las fisuras a 0,1 milímetros siguiendo el artículo 49.2.4 de la EHE.
El "know how" de Hormigones y Minas en el diseño, fabricación y suministro de hormigones autocompactantes a través de HyMPACTO®, ha permitido prever muchas de las condiciones específicas de este tipo de hormigonados especiales. No obstante es preciso poner de manifiesto algunas consideraciones generales:
La fabricación de hormigón autocompactante requiere más experiencia y cuidado que la del hormigón convencional. El personal de la planta de producción necesita ser instruido y estar experimentado para fabricarlo y manipularlo con éxito.4. CONCLUSIONES
El diseño en laboratorio y fabricación en planta de cualquier HyMPACTO® responde convenientemente y de forma robusta a las especificaciones del proyecto de obra y cumple los requisitos aplicables de la EHE. Por tanto, sus propiedades mecánicas y reológicas son verificadas conforme al estado del arte y las normas vigentes.
Los equipos de amasado, sean fijos en planta o móviles sobre camión, responden a las necesidades de mezclado, superiores en este tipo de hormigones, verificándose la consistencia desarrollada a través del control de las humedades de las materias primas, el agua de amasado añadida y la energía de batido desarrollada. Todas las materias primas se dosifican en la central de mezclado mediante un sistema informático automatizado, bien sea en peso o en volumen (en el caso de los aditivos).
Los conductores de camiones-hormigonera fueron instruidos acerca de las condiciones de manipulación del producto, incluidos los parámetros de aceptación que deben comprobar sobre las mediciones indirectas que realiza el vehículo, y la observación de las medidas preventivas habituales para los procesos de carga y descarga del hormigón.
En la etapa de colocación de una nueva capa sobre otra anterior, la adherencia entre el viejo y el nuevo hormigón, en el caso de HyMPACTO®, es igual o mejor que en el caso del hormigón vibrado convencional. Pero, si por alguna circunstancia se produce una junta fría, se previó la posibilidad de mejorar la interfase con un ligero vibrado o, en los peores casos, abordar un tratamiento específico para la unión.
El hormigón autocompactante, HyMPACTO®, de alta resistencia ha cubierto perfectamente los requerimientos exigidos por la obra tanto de resistencia a compresión 80 y 55 MPa tras 28 días para el HAC-80 y HAC-55, respectivamente, como de fluencia, estabilidad y capacidad de relleno durante el hormigonado.
- El correcto diseño en su dosificación ha garantizado una gran fluidez y la ausencia de indicios de segregación o exudación de la mezcla, permitiendo su colocación en lugares de difícil acceso y densamente armados.
En cuanto a su colocación y puesta en obra, ambas estuvieron asociadas a un proceso continuo de suministro y ejecución para evitar tiempos de espera entre las diferentes capas hormigonadas.
Fue preciso asegurarse de la estanqueidad del enconfrado y su capacidad para aguantar el empuje activo que ejerce este tipo de hormigón sobre sí mismo, impidiendo pérdidas y roturas.
Este tipo de hormigón de alta resistencia precisa un especial cuidado en la elaboración y rotura de las probetas, habiéndose detectado una mejora considerable con el pulido de las mismas.
En obras altamente exigentes como ésta, HyMPACTO® pasa por ser la mejor solución, pero sería un error pensar que únicamente está destinado a casos donde se requiere una ejecución compleja o una alta resistencia; de hecho, su uso se está generalizando cada vez más dentro de las aplicaciones tradicionales compitiendo con el hormigón convencional, para cualquier tipo de resistencia.
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