Concreto Bajo El Agua

CONCRETO VACEADO BAJO AGUA

USO EN EL PASADO • La aplicación de echar concreto bajo agua es amplio, como por ejemplo: andenes, diques, malecones, plataformas costeras puertos, estructuras en puentes, etc.

USO EN EL PRESENTE • Con nuevas técnicas de colocación y materiales, ahora se puede vaciar concreto con alta calidad que refuerza a los miembros estructurales. • En muchos aspectos no hay ninguna diferencia en poner concreto sobre y debajo del agua. • Ahora con la no-dispersión del concreto llegan a resistencias de 459 Kg/ cm2.

USO EN EL PRESENTE Muchas de las primeras aplicaciones ha sufrido deteriorización, por la calidad pobre del concreto puesto y por la falta del control de colocación. En 1973 en el informe de la Sociedad del Concreto cosideró imprudente el fundamentar diseños para resistencias mayor que 230 Kg/cm2.

PROBLEMAS • En la práctica el concreto bajo agua sufrirá deteriorización en calidad, siendo la causa principal el deslave de cemento y finos por la segregación del concreto. • La agitación del concreto húmedo, por la acción del agua circundante, causará el lavado de los elementos constitutivos de la mezcla.

PROBLEMAS • Algunos productos no tan recientes como la microsílice (sílese fume), mezclas plásticas y otros, permite al concreto dejarse caer en una corta distancia a través del agua y sin segregarse o lavarse el cemento. • Otra innovación es el encofrado flexible que ha permitido la construcción de concreto relativamente delgado en la abrasón 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 dejándose caer el concreto a través del agua. • Para evitar el mezclado con el agua se recomienda usar técnicas como la del tremie y bombeo, que son basados con el principio de conducción por tuberías.

• La segregación de la mezcla se manifiesta cuando el concreto se deja caer a través del agua. • La calidad global del trabajo será afectada finalmente como el grado de control sobre la operación.

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 debilidad y serpan vulnerable a la erosión o abrasión. Para un vaceado, la capa debilitada esta en la cima y puede ser de espesor considerable debido a que ha podido mezclarse con los finos depositados del agua circundante. Esta capa de detrito debe ser quitada para un vaceado subsiguiente, normalmente esto es una operación del buzo y cosecuentemente caro.

LAS TECNICAS PARA LA CONSTRUCION BAJO EL AGUA, SE MUESTRAN EN LA SIGUIENTE TABLA: Técnica

Posible aplicación

Contacto entre el concreto y Conveniente para la masa de agua en la masa, previamente el concreto y las secciones concretas concreto fluido puesto, ej. Tremie, reforzadas macizas simples. bombeando, hidroválvula. Todos avisan entre el concreto fresco y agua prevenidas, del ej. Bagwork, bombeado dentro formas flexibles derrumbado.

Usado por apuntalar, socavaciones delantales y llena huecos a la superficie de una estructura, apoyo de la tubería y protección.

La introducción de mezclas y/o sumas al hormigón para dar reforzado cohesivo y propiedades de la autonivelación.

Conveniente para los miembros reforzados, esto es las secciones y encajonar de miembros estructurales.

Lechada, con o sin las mezclas

Precolocación de agregado de concreto, inyecciones cementicias en un espacio, abertura estrecha y junta.

LOS METODOS DE COLOCACIÓN SON: • Bagwork • Cajones • Tremie • Hidroválvula.

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, ocasionando que disminuya la maleabilidad requerida para el funcionamiento de colocación

APLICACIÓN DEL BAGWORK aguas tempranas para construir elementos

• Bajo grandes de trabajos temporales y algunos permanentes. • Da una solución ingenieril económica.

• En la construcción de retener paredes para actuar como encofrado y amasar el vaceado de concreto. • Pell-mell que pone al bagwork para formar protección de socavación.

CAJONES • Es una técnica similar al bagwork que da una entrega optima 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 las tapas en la cima están cerradas. • El cajón se baja despacio en el agua, evitando perturbación del concreto. • 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, así logrando un grado de inyección y el vaceado avanza lateralmente a través del sitio.

Cajon en el

Grua

fondo apertura Traslapando Alas flexibles de lona

Concreto Cerradura de descargo Compuerta de fondo Delantal de acero

APLICACIÓN DE LOS CAJONES • Se usa para vaceados pequeños y la colocación de cantidades discretas de concreto en situaciones exactas como un tapón hueco. • Sirve para hacer protección de socavación.

TREMIE • Una 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 por consiguiente evita la segregación e infiltración del agua. • La técnica hace que el concreto se coloque en el corazón del vaceado y así minimiza la superficie de contacto con el agua circundante. • El Tremie consiste en una cañería de acero montada verticalmente en el agua.

Grúa

Arreglo de la Unidad Tremie

Proporción del vaceado Controlado el levantado y bajando

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

CARACTERISTICAS DEL TREMIE La colocación del concreto tremie son llevados por tuberías de acero de 150 mm a 300 mm. Tremie es de 150 mm para tamaño de agregado de ¾” y 200 mm para tamaño de agregado de 1 ½”. Puede hacerse una junta en la tubería para poder variar la longitud de la tubería tremie, lográndose mantener un buen sello

COLOCACION DEL TREMIE • La colocación de carga inicial es importante para el funcionamiento; para controlarlo existe 2 opciones: 1. Sellar el extremo del fondo del tubo del tremie hasta cargar por completo; se suelta cuando se inicia el vaceado. 2. Usar un tampón de grúa puente, sirve como barrera entre el agua y el concreto; muchas veces el tapón es enterrado en el concreto y otras se recupera.

Técnica del

5 3

Tapón viajante 6

1.

Tubería Tremie.

2.

Unión empernada.

3.

Tolva.

4.

Tapón.

5.

Alambre.

6.

Mezcla arena-cemento.

7.

Concreto tremie.

8.

Encofrado.

4 2 1 8

7

COLOCACION DEL TREMIE • Muchas veces no sirve recuperar el tapón de la masa de concreto por que los esfuerzos en quitar el tapón causan más daño que dejarlo en el lugar. Por ello se han hecho tapones móviles de plástico espumado, pelotas inflables, bolsas de concreto y sacos, y el más reciente tendencia de uso de verniculita exfoliada. Como regla la longitud del 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 y flujo continuo. • Para vaceados de áreas grandes, se pondrá una red de tremie, considerando que el área aproximada por tremies es de 20 a 30 m2, y depende de las propiedades de concreto a usar.

Red de Tremie´s

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)

3

4 2

5

1

HIDROVALVULA • Técnica desarrollada en Rotterdam 1972, que tiene el objetivo de eliminar los problemas del sistema tremie clásico. • Características. • Colocación. • Aplicación.

Tremie con válvula Aplastante. 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.

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 debe satisfacer los husos de agregados según ASTM C33. • Al no usar arena graduada puede aumentar a gran cantidad la exudación.

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 Portland rico en oxido de fierro. • 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) o N (natural ) con limitación en el carbón libre, sulfuro y CaO. • Cuando se requiera altas resistencias e impermeabilidad se usa micro sílice condensada (sílice fumes).

LAS MEZCLAS • Concreto • Aditivos.

LAS MEZCLAS: EL CONCRETO • Debe ser permeable para que resista la penetración de las aguas. • La impermeabilidad se mejora con el empleo de elementos cementantes de gran fineza, siempre que el valor se mantenga por encima de 1600 m2/g. • Debe resistir a la erosión, directamente ligado con la resistencia a la resistencia a la comprensión. • La reducción en la relación agua/cemento aumenta la resistencia del concreto al ataque de sulfatos.

LAS MEZCLAS: EL ADITIVO Plastificantes: • Permite usar un menor volumen agua para una buena trabajabilidad. • Produce un concreto de mayor resistencia, densidad y reduce la permeabilidad. • Para un mismo volumen de agua aumenta trabajabilidad y facilita la colocación y consolidación.

la

LAS MEZCLAS: EL ADITIVO Agentes de no disperción: • Reduce el riesgo de deslave del cemento en el concreto, cuando en contacto con el agua circundante. • Normalmente consiste en un agente reductor de agua, en combinación de un aumentador de viscosidad como el éter celulosa u óxido de polietileno.