Pavimentos Industriales

Guías técnicas

Pavimentos industriales de hormigón

Octubre de 2013

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1. Introducción En la construcción, una gran parte se concentra en la edificación y obra civil asociada a las instalaciones industriales y comerciales. Dentro de este ámbito los pavimentos industriales son la superficie donde se desarrollan estas actividades y es de vital importancia que su comportamiento sea correcto para no dificultarlas.

2. Características de los pavimentos industriales Las actividades que se pueden desempeñar sobre estos pavimentos son muy diversas. Así, las cargas que se pueden presentar son muy variadas dadas las grandes diferencias entre los pavimentos para usos industriales, desde las debidas al tráfico peatonal, hasta las producidas por vehículos especiales. También la tipología de estas puede ser muy diferente, desde cargas uniformemente distribuidas (mercancías apiladas directamente sobre la solera) a cargas puntuales (estanterías o ruedas de un vehículo). En los pavimentos industriales pueden existir elementos que rompen la continuidad de la superficie, tales como tuberías, pilares, registros o cimentaciones de máquinas, que no son frecuentes en otro tipo de construcciones. Por otro lado, los pavimentos industriales pueden verse sometidos a solicitaciones y circunstancias que en otros pavimentos son excepcionales (ataques de agentes químicos, características especiales de resistencia al desgaste, no producción de chispas y polvo,…), mientras que otras circunstancias normales tienen escasa relevancia por encontrarse a cubierto (gradientes térmicos o de humedad, heladas,...). Las velocidades a las que circulan los vehículos en las instalaciones industriales no son elevadas. Por ello, a diferencia de lo que ocurre en las carreteras o aeropuertos, en las soleras pueden emplearse pavimentos menos rugosos o incluso, en algunas ocasiones, muy lisos como sucede, por ejemplo, en las naves de montaje de motores, donde es necesario reducir al mínimo la producción de polvo por abrasión del pavimento. Otras características diferenciadoras de este tipo de pavimentos son el volumen de obra y el ritmo de ejecución, que en muchas ocasiones son poco importantes en comparación con los de carreteras o aeropuertos, por lo que en su construcción es habitual la utilización de métodos semimanuales o de rendimiento reducido. Generalmente el hormigón no se fabrica in situ, optándose por la utilización de hormigón preparado procedente de plantas cercanas. Por último, las características de las soleras, como las de cualquier pavimento de hormigón, dan lugar a una serie de

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problemas característicos como, por ejemplo, los requisitos de regularidad superficial o bien los derivados de su geometría prácticamente bidimensional –al ser de espesor muy pequeño en comparación con la superficie- tales como fenómenos de combado de las losas o mayores riesgos de desecación y fisuración.

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3. Tipos de pavimentos industriales de hormigón 3.1. Pavimentos de hormión en masa con juntas Se trata de los pavimentos de hormigón más económicos y sencillos de construir. En ellos se controla la fisuración mediante la ejecución de juntas, en general, ortogonales entre sí. Estas juntas pueden ser longitudinales o transversales y, dependiendo de su función, pueden ser juntas de construcción, de contracción, de dilatación o de aislamiento. Cuando las cargas que han de soportar este tipo de pavimentos son muy importantes, se disponen pasadores en las juntas para aumentar la eficacia de la transmisión de cargas entre las losas. En caso contrario, este tipo de dispositivos no son necesarios, bastando el efecto conseguido por un machihembrado, en el caso de las juntas de construcción, y por el encaje entre los áridos en el caso de las juntas de contracción.

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se mantiene, como en el caso anterior, en torno a los 4 - 6 m. La cuantía geométrica de armadura utilizada suele estar comprendida entre el 0,07% y el 0,1%, siendo muy habitual emplear mallas electrosoldadas ME15x15 Φ6-6 B500T. En este tipo de pavimento la armadura puede disponerse de forma continua o interrumpirse en las juntas. En el primer caso, que es el más habitual, las juntas transversales se ejecutan mediante serrado, o bien en fresco mediante inductores colocados en la capa de apoyo a una distancia no superior a 7,5 metros. Una regla práctica de tipo empírico que suele utilizarse es limitar la superficie de las losas formadas a valores comprendidos entre 25 y 35 metros cuadrados. 3.2.1. Continuos Son pavimentos sin juntas transversales en los que se dispone una armadura con una cuantía muy superior al anterior, para provocar la formación de fisuras transversales a distancias próximas (entre 0,5 y 2,5 m) con una abertura inferior a 0,5 mm que las mantiene cerradas. Las únicas juntas que se disponen en este caso son las de aislamiento y las estrictamente necesarias de construcción, tanto longitudinal como transversal.

3.2. Pavimentos de hormión armado 3.2.1. Con juntas La diferencia con el sistema anterior estriba en que se dispone una armadura en el tercio superior de la losa para controlar la fisuración, aumentándose la separación entre juntas. El pavimento queda así dividido en largas losas con juntas transversales distanciadas 10 - 15 m, con lo que se reduce el número total de juntas. La distancia entrejuntas longitudinales

Puesto que las oscilaciones térmicas que se van a producir en un pavimento industrial son pequeñas al estar en un interior, la cuantía puede estimarse en valores del orden de 0,5-0,6 %. Con el fin de que la armadura efectúe un cosido eficaz de las fisuras es recomendable que se sitúe a unos 50 mm de la superficie. En algunos casos la armadura debe situarse más profundamente para evitar interferencias con guías o carriles para vehículos u otros elementos, pero nunca debe quedar por debajo del plano medio de la sección. Las principales ventajas que presenta esta técnica son las derivadas de que el pavimento pueda colocarse con muy pocas juntas, disminuyendo por tanto el efecto provocado por el aumento de las tensiones originadas por cargas de borde y de esquina, lo que simplifica el diseño estructural y permite la disminución del espesor de la losa. El mantenimiento a largo plazo es generalmente menos costoso que el de un pavimento con juntas.

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En cuanto a los inconvenientes, cabe citar que la construcción es más complicada que en el caso de un pavimento sin armar, y también más cara, y que la existencia de fisuras puede incrementar los riesgos de que se produzcan problemas derivados de un ataque químico, al tiempo que puede suponer un componente antiestético.

3.3. Pavimentos de hormión armado con fibras En pavimentos industriales es frecuente utilizar hormigones armados con fibras para mejorar alguna de las propiedades del hormigón. En función de su funcionamiento en la matriz del hormigón, las fibras pueden clasificarse en dos grandes grupos: las que exclusivamente controlan la retracción, y las que además tienen capacidad estructural de armado. En cuanto a su composición, existen varios tipos de fibras: fibras de polipropileno, fibras de acero, fibra de vidrio con tratamiento antialcalino, fibras de poliolefina, etc., siendo las dos primeras las más utilizadas. Las fibras de polipropileno se añaden, normalmente, en una proporción de 0,6 a 1 kg/m3 de hormigón, siendo las más recomendables para este tipo de aplicación las de monofilamento de longitud inferior a 12 mm. Si bien su utilización no produce un incremento apreciable en la resistencia del hormigón, sí tiene un efecto beneficioso al evitar fenómenos de fisuración por retracción plástica y de secado durante las primeras 24 horas.

Las fibras de acero, de 40-60 mm de largo y en torno al milímetro de diámetro, pueden tener diversas formas: rectas, de extremos conformados, etc. Se añaden en una proporción que depende de las características de la fibra y que habitualmente oscila entre 20 y 35 kg/m3. Contenidos elevados pueden dar lugar a problemas con la trabajabilidad y el acabado del hormigón, por lo que será preciso aumentar el contenido de finos de éste. Este tipo de fibras producen un marcado efecto en la resistencia del hormigón, particularmente en las resistencias a flexión y a fatiga, permitiendo la construcción de losas más delgadas o que puedan soportar cargas más elevadas.

El empleo de fibras de acero en soleras de áreas residenciales (paseos, pistas deportivas, etc.) debe ir acompañado de un correcto vibrado del hormigón y en ocasiones de la realización de tratamientos superficiales complementarios, con el fin de evitar el riesgo de que puedan quedar en superficie y producir algún tipo de daño.

4. Aplicaciones 4.1. Pavimentos de almacenes Los pavimentos de almacenes se caracterizan por tener que soportar pesadas cargas estáticas y tráfico rodado, y por tratarse generalmente de superficies de gran tamaño. En la mayor parte de los almacenes es suficiente un acabado de hormigón visto, si bien pueden utilizarse recubrimientos con otro material cuando existan requisitos especiales (estéticos, señalización, etc.). Los condicionantes de regularidad superficial y resistencia al desgaste pueden ser más o menos estrictos, siendo menos frecuente la necesidad de una especial resistencia al ataque químico.

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Entre las situaciones más habituales se pueden encontrar almacenes con bloques apilados, con estanterías fijas o móviles y plataformas elevadas o entreplantas.

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Los vehículos y maquinarias que pueden circular por estos almacenes suelen ser transpaletas, carretillas elevadoras o carretillas retráctiles.

caídas de objetos pesados sobre el mismo. Al no existir unas directrices claras de resistencia al impacto, se recomienda realizar pruebas previas en una losa de ensayo utilizando algún procedimiento normalizado. Las fibras de acero, por su gran capacidad de absorción de energía, incrementan considerablemente la resistencia al impacto (hasta diez veces) y la tenacidad (más de siete).

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4.3. Pavimentos especiales

Se corresponden con los pavimentos utilizados en fábricas e instalaciones industriales de toda índole, desde pequeños talleres a plantas de procesamiento de alimentos, pasando por edificios de ensamblaje de componentes electrónicos, o naves de montaje de maquinaria o automóviles. A causa de esta gran diversificación, el pavimento industrial debe proyectarse en función de su uso específico.

Dentro de este apartado se incluyen aquellos pavimentos sometidos a condiciones específicas de ciertos tipos de industrias o aplicaciones. Los más frecuentes son cámaras frigoríficas, estudios de televisión y pavimentos antiestáticos.

Los equipos instalados en las fábricas pueden ser muy pesados y dar lugar a importantes cargas concentradas. Cuando sea posible prever su emplazamiento, o su posición sea fija, la solución más económica es cimentarlos sobre zapatas independientes. En otros casos, cuando las cargas no sean tan elevadas, o la posición de los equipos pueda variar, será más recomendable proyectar el pavimento para resistir las cargas directamente.

5. Ventajas 5.1. Elevada durabilidad y reducidos costes de conservación

El sellado de juntas es siempre recomendable por los beneficios que supone para el comportamiento en servicio del firme al impermeabilizarlo frente a la entrada de agua hacia las capas subyacentes. Además el hormigón se puede ver atacado por diversas sustancias, algunas de las cuales son frecuentes en ciertos tipos de industrias. Para resolver este problema se recurre en la mayoría de los casos a pinturas y tratamientos superficiales. En ocasiones el pavimento deberá ser especialmente resistente a los impactos, por estar sometido a frecuentes

La durabilidad de estos pavimentos industriales viene directamente influida por las características del hormigón. Si se cumplen las reglamentaciones vigentes (en España la Instrucción del Hormigón Estructural EHE-08), en cuanto a dosificaciones mínimas de cemento y relaciones máximas agua/cemento, el hormigón posee una gran durabilidad. Para aplicaciones especiales, en las cuales se requieran unas características especiales como mayor resistencia superficial o resistencia a ataques químicos específicos, existen tratamientos superficiales o en masa que consiguen estas propiedades con un coste reducido y con una aplicación fácil. Esta durabilidad y su adaptabilidad a requisitos específicos consiguen que los pavimentos industriales de hormigón tengan un mantenimiento mínimo y nos reducidos costes de reparación durante su vida útil.

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5.2. Ventajas medioambientales Como todo elemento construido con hormigón tiene unas ventajas medioambientales relacionadas con la durabilidad del material y la utilización de materiales locales para su fabricación. La facilidad de encontrar plantas de hormigón próximas, disminuye los impactos medioambientales ocasionados por su transporte. Como ventaja adicional se debe considerar la posibilidad de su completo reciclaje para su posterior uso como base o árido reciclado en un nuevo pavimento de hormigón.

6. Propiedades del hormigón 6.1. Propiedades del hormigón en fresco • Trabajabilidad, o facilidad con la que el hormigón puede ser puesto en obra. Depende de su composición: forma, granulometría y tamaño máximo del árido, dosificación de cemento, cantidad de agua de amasado y del tipo y cantidad de aditivo utilizado (que permite evitar el aumento indiscriminado de agua en la masa del hormigón). • Acabado superficial, obtenida generalmente por fratasado o pulido. Depende, en buena medida, de las características de la capa de mortero que se forma en la superficie del hormigón, por lo que los parámetros que más pueden influira son el agua, el cemento y los finos. • Relación agua/cemento: suele estar comprendida entre 0,40 y 0,60 en peso, aunque no se recomienda que, en general, se rebasen valores de 0,55. Los inconvenientes que conlleva el uso de una baja relación agua/cemento pueden ser superados mediante el empleo de plastificantes o superplastificantes, si bien no hay que olvidar que aunque se consiguen mezclas trabajables se necesita también una cantidad suficiente de agua libre para obtener un buen acabado.

• Exudación: se trata de un fenómeno por el que las partículas sólidas tienden a descender provocando la migración del agua hacia la superficie mientras el hormigón se encuentra en estado fresco. Depende fundamentalmente del contenido inicial de agua, de las densidades de las partículas, de la proporción de finos en la mezcla y de la duración de la vibración. • Tiempo de fraguado: que tiene gran importancia puesto que determina el plazo disponible para realizar los trabajos de acabado. Si el hormigón fragua demasiado deprisa no habrá tiempo para realizar un buen acabado y si lo hace de forma demasiado lenta se elevarán los costes de ejecución. Depende de muchos factores entre los que destacan la temperatura, el empleo de adiciones activas y el uso de algunos aditivos como, por ejemplo, los aceleradores o retardadores de fraguado. Como ocurre con otras muchas reacciones químicas, la hidratación del cemento se acelera a altas temperaturas, pudiendo llegar a inhibirse a bajas temperaturas. Esto crea problemas tanto en épocas de mucho calor como de mucho frío. • Retracción plástica, o reducción de volumen que experimenta el hormigón en estado plástico al perder parte del agua y aire que contiene. Al escapar la mayor parte hacia la atmósfera, la retracción se produce en dirección vertical, dando como resultado un descenso de la superficie, que puede dar lugar a la aparición de fisuras, si no se cura adecuadamente, y a la pérdida de planeidad, debido a la no uniformidad del asiento, especialmente en elementos de gran superficie. En el caso de pavimentos armados la probabilidad de que aparezcan fisuras es mayor debido el impedimento que ofrecen las armaduras al asiento del hormigón siendo tanto más acusado, cuanto mayor sea el diámetro de las armaduras y su proximidad a la superficie.

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6.2. Propiedades del hormigón endurecido • Resistencia a compresión: aunque la resistencia mecánica de los pavimentos de hormigón no debe caracterizarse por su resistencia a compresión, sino a flexotracción, esta permite realizar una estimación de otras características del hormigón, como la misma resistencia a flexotracción, el módulo de elasticidad, o la resistencia a la abrasión, presentando la ventaja de poder determinarse con relativa sencillez, a un coste reducido. • Resistencia a flexotracción: es la que mejor caracteriza la capacidad del hormigón para soportar los esfuerzos creados en el pavimento por las cargas y la que se utiliza en la mayoría de los métodos de dimensionamiento, dado que los pavimentos de hormigón no suelen tener armadura estructural. Se determina sobre probetas prismáticas normalizadas.

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sea tan elevado) como el de tracción indirecta, también conocido como ensayo brasileño, con el que se obtienen correlaciones más precisas que las obtenidas con el ensayo a compresión. • Resistencia a la abrasión: que está muy relacionada con su resistencia a compresión, si bien en el caso del desgaste producido por la acción del paso del tráfico rodado depende a su vez de la naturaleza de la arena que conforma el mortero superficial del pavimento. • Resistencia al impacto: que no guarda una relación tan clara con la resistencia a compresión del hormigón como otras variables (por ejemplo la resistencia a la abrasión), por lo que pueden obtenerse hormigones de resistencia elevada y baja resistencia al impacto. Esto obliga, en su caso, a la realización de un ensayo de caracterización del material que está normalizado, aunque en rigor éste sólo es aplicable a hormigones con fibras de acero y/o polipropileno. • Retracción de secado: la cantidad de agua empleada en la hidratación del cemento es bastante inferior a la necesaria para el amasado y la trabajabilidad adecuada. Cuando el hormigón ha fraguado y se encuentra en un ambiente no saturado comienza a perder agua, produciéndose una retracción de carácter irreversible conocida como retracción de secado que, a diferencia de la retracción plástica que tiene lugar en el hormigón fresco y fundamentalmente en dirección vertical, se produce en el hormigón endurecido y en todas direcciones.

7. Dimensionamiento del pavimento 7.1. Consideraciones generales Se consideran los pavimentos de hormigón masa y armados (no se consideran losas con armadura estructural, ni forjados o con fibra) apoyados sobre el terreno y sometidos a la acción de las cargas usuales producidas por: -- Ruedas de vehículos industriales (carretillas, transpaletas, etc.). -- Cargas estáticas concentradas (pilares de estanterías). -- Cargas distribuidas originadas por materiales directamente almacenados sobre el pavimento.

• Resistencia a tracción indirecta: es frecuente tratar de estimar la resistencia a flexotracción a través de otros ensayos menos complicados (en lo que se refiere a la fabricación y manipulación de las probetas cuyo peso no

Los principales elementos para abordar el dimensionamiento de un pavimento son la capacidad de soporte del apoyo de las losas, las características mecánicas del hormigón (resistencia a flexotracción y módulo de elasticidad) y naturaleza y frecuencia de las cargas actuantes.

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El objeto fundamental es la determinación del espesor del pavimento para asegurar su funcionamiento en servicio bajo las cargas previstas, evitando que pueda producirse un nivel de tensiones excesivo que produzca la rotura del hormigón. En el caso de suelos especiales (suelos con una capacidad de soporte muy baja, con elevada compresibilidad, o suelos expansivos) o pavimentos no apoyados sobre el terreno, para el dimensionamiento se recomienda consultar con un especialista.

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7.2. Dimensionamientos para cargas dinámicas Estas cargas son producidas por el paso de vehículos, y se caracterizan por la carga por eje, el número de repeticiones de carga, el área de contacto de las ruedas, o la presión de inflado de las mismas, así como la distancia entre ejes y entre ruedas, en el caso de ejes de ruedas gemelas. El dimensionamiento de un pavimento de hormigón sometido a la acción de cargas dinámicas producidas por el paso de vehículos, se basa en calcular las tensiones de flexión producidas en la losa por la acción de cargas concentradas, correspondientes a las ruedas del vehículo cargado, y comprobar que son inferiores a unas tensiones máximas admisibles, fijadas en función del número previsto de aplicaciones de carga durante la vida de servicio del pavimento. Se basa en conocer la magnitud de las cargas, estimar el tráfico previsto durante la vida de servicio del pavimento y la limitación de las tensiones para que no se produzca rotura por fatiga en función del número de repeticiones de la carga.

7.3. Dimensionamiento para cargas estáticas puntuales Son cargas producidas, normalmente, por los pilares de estanterías. En este caso debe tenerse en consideración: las cargas máximas por pilar, el área de contacto con la solera y la distancia entre pilares. Las dimensiones de los apoyos y su rigidez deben ser las necesarias para evitar que se produzcan fallos por compresión excesiva del hormigón o por fenómenos de punzonamiento. Para ello, las tensiones de compresión bajo la máxima carga de servicio deben ser inferiores a 4,2 veces la resistencia a flexotracción del hormigón a 28 días de edad (fct,fl) para cargas centradas en la losa, reduciéndose a la mitad para cargas aplicadas en esquinas o bordes de la losa. Con apoyos suficientemente grandes como para no producir compresiones excesivas, y con espesores de losa adecuadamente dimensionados para soportar los esfuerzos de flexión, los esfuerzos cortantes que pueden aparecer quedan suficientemente cubiertos por las consideraciones de proyecto contenidas en esta guía, en el que se admite para los mismos valores no superiores a 0,27fct,fl a una distancia del borde de la superficie de apoyo igual a la mitad del espesor de la losa. El criterio de dimensionamiento utilizado se basa en limitar el valor de las tensiones de tracción originadas por la flexión a la que se va a ver sometida la losa. Como regla general, cuando las consecuencias del fallo de la solera no son muy importantes

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las tensiones de tracción admisibles suelen limitarse a la mitad de la resistencia a flexotracción del hormigón (1/2 fct,fl) reduciéndose este valor hasta un quinto de la resistencia a flexotracción del hormigón (1/5 fct,fl) cuando las consecuencias del fallo son muy importantes.

7.4. Dimensionamiento para cargas distribuidas Son cargas correspondientes al almacenamiento o apilamiento directamente sobre la solera (bobinas de papel, bidones, graneles, etc.). En este caso los elementos a considerar son los siguientes: magnitud de la carga, almacenamiento o apilamiento, anchura de las áreas cargadas y existencia de juntas en la zona de pasillos. El dimensionamiento de un pavimento para cargas uniformemente distribuidas tiene un doble objetivo: por un lado prevenir la aparición de fisuras en pasillos y zonas no cargadas originadas por esfuerzos flectores negativos, y por otro evitar que se produzcan asentamientos diferenciales producidos por una consolidación de la explanada.

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• Retracción: debida a una serie de factores tales como la desecación, las variaciones de temperatura de la masa del hormigón durante su fraguado, y los descensos de la temperatura ambiente, sobre todo durante la primera noche después del extendido. Esta retracción es impedida por el rozamiento existente con la capa sobre la que se apoya, creando tracciones en el hormigón, tanto mayores cuanto mayor es la distancia entre las juntas. • Alabeo: debido al gradiente de temperaturas existente entre la superficie y el fondo de la losa de hormigón, que provoca un combado de los bordes y la aparición de tensiones. • Expansión: provocados por el aumento de la temperatura o del contenido de humedad. Su valor depende de las características del hormigón, y sobre todo de la naturaleza del árido utilizado.

La magnitud de las tensiones producidas en la losa debido a cargas uniformemente distribuidas depende del espesor de la losa, del tipo de terreno, de la anchura de los pasillos entre cargas, de la anchura de la zona cargada y de la presencia de juntas en los pasillos.

7.5. Dimensionamiento para cargas extraordinarias Se incluyen todas aquellas producidas por vehículos de características especiales, o disposiciones de estanterías no usuales, cuyo análisis debe realizarse a través de diagramas de influencia, o a través de programas de cálculo por ordenador. En el caso de cargas producidas por vibraciones, como es el caso de grandes máquinas o compresores, suele ser necesaria una cimentación especial.

8. Detalles especiales de construcción del pavimento 8.1. Diseño de juntas La junta es un plano de discontinuidad o rotura dispuesto voluntariamente en el pavimento de hormigón con la misión de situar en emplazamientos adecuados y dar una forma rectilínea a las fisuras que inevitablemente se producirán en el pavimento por efecto de las tensiones originadas por la acción del tráfico y por fenómenos de contracción y alabeo.

Las tensiones que producen los fenómenos de retracción y alabeo se suman a las producidas por las cargas que actúan sobre el pavimento. Este se fisurará en aquellos puntos donde se rebasen sus tensiones admisibles de tracción, lo cual se produciría de una forma totalmente aleatoria si no se dispusiera un sistema ordenado de juntas.

Los fenómenos que favorecen la fisuración del pavimento son:

Conviene indicar que estas juntas permiten controlar esta fisuración, pero no otros tipos (retracción plástica, de curado

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defectuoso, fatiga, etc.) que deberán controlarse en las distintas fases de proyecto, diseño del hormigón y ejecución.

problemas de fisuración, debido al considerable aumento de la distancia entre juntas de construcción.

Atendiendo a la misión principal que desempeñan, las juntas pueden clasificarse en:

La construcción por paneles puede ser hormigonando paneles pequeños de forma rectangular o cuadrada, o por paneles de gran tamaño, donde en algunos casos se llegan a hormigonar más de 3.000 m2/día sin utilizar encofrados, excepto al final de la jornada de trabajo. El primero presenta los inconvenientes derivados de la existencia de numerosas juntas de construcción y los costes de ejecución se incrementan, por la necesidad de disponer encofrados en cada junta y por el menor rendimiento final.

• Juntas de aislamiento. Estas juntas separan la solera de elementos fijos de la edificación como muros, pilares, pozos de registro, cimentaciones de máquinas y otros, siendo su misión principal evitar las tensiones que se inducirían como consecuencia de la restricción al movimiento. • Juntas de construcción. Son debidas al final de la jornada de trabajo o a los casos en que no se realice un hormigonado continuo sino que se requiera un hormigonado por tramos. Las juntas de construcción pueden funcionar como juntas de contracción o dilatación. Asimismo, pueden presentar caras planas o bien algún tipo de machihembrado (ranura y lengüeta, por ejemplo) para mejorar las condiciones de transferencia de cargas. • Juntas de contracción. Este tipo de juntas permite el libre movimiento horizontal de las losas, con el objeto de disminuir hasta valores admisibles las tensiones causadas por las contracciones originadas tanto por fenómenos de retracción por secado como por variaciones térmicas. • Juntas de dilatación. Se denominan así a aquéllas que se prevén únicamente para hacer frente a las expansiones provocadas por los aumentos de temperatura (las juntas de aislamiento son también de dilatación). Cada vez son menos empleadas ya que, debido a la retracción de las losas, aunque se produzca una dilatación térmica, es difícil que se supere su longitud inicial.

8.2. Métodos de construcción Aunque una pequeña solera puede ser construida de una vez mediante un único panel, un pavimento se ejecuta por paneles sucesivos separados por juntas de construcción. Así, se puede distinguir entre construcción por calles o por paneles. La construcción por calles es el método más empleado en el hormigonado de pavimentos industriales. El pavimento se suele dividir en bandas de hormigonado de anchos inferiores a 6 m (normalmente comprendidos entre 4 y 5 m), aunque existe la posibilidad de construir calles anchas, donde, para el enrasado y vibración del hormigón, se utilizan generalmente reglas vibrantes montadas en celosías para que su flecha sea pequeña. Pueden llegar a tener hasta 25 m de ancho, si •bien los valores normales suelen ser inferiores a 15 m debido a las limitaciones que imponen las distancias entre pilares. Con este sistema de ejecución hay que prever la creación de juntas longitudinales de contracción intermedias para evitar

8.3. Consolidación La consolidación del hormigón tiene por objeto eliminar la mayor cantidad posible del aire atrapado en el vertido con el fin de evitar sus efectos perjudiciales: bajadas de resistencias mecánicas, aumento de la porosidad y, por tanto, pérdida de durabilidad, reducción de la adherencia con las armaduras, problemas de regularidad superficial, presencia de asientos, grietas, etc. La consolidación se efectúa casi siempre por vibración, empleando regla vibrante, vibradores de aguja o ambos. El aire atrapado no debe confundirse con el aire ocluido introducido con un aireante.

8.4. Nivelación La regla vibrante ejerce un doble efecto de consolidación y de enrasado del hormigón. Existen otros dispositivos concebidos exclusivamente para nivelar la superficie del hormigón y que son complementarios de la consolidación, que debe realizarse independiente, como las reglas para maestrear transversales y longitudinales, los dispositivos de nivelación mediante rodillo y las terminadoras (“finishers”).

9. Acabados y tratamientos superficiales 9.1. Acabados de hormigón visto Los pavimentos, a diferencia de otros elementos estructurales, no disponen de encofrados en la cara vista. Con el acabado se pretende lograr sus características funcionales más importantes: regularidad, resistencia al desgaste y resistencia al deslizamiento. Así, pueden clasificarse en: a) Tratamientos sobre hormigón fresco: -- fratasado: es un tratamiento superficial que compacta y alisa la superficie del hormigón mediante la acción mecánica de unas paletas metálicas que pueden tomar

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distintos grados de inclinación con respecto a la superficie del pavimento.

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-- chorro de arena: proyección sobre la superficie un chorro de arena de sílice, de tamaño comprendido entre 1 y 2 mm, mediante un compresor de caudal variable con una presión de 7 atmósferas aproximadamente. -- fresado: fresado mecánico del soporte mediante máquina fresadora equipada con un tambor de cuchillas de carburo de tungsteno, que penetran en el hormigón a la profundidad deseada (generalmente 4-5 mm). La finalidad de estos acabados es muy diferente: mientras algunos se utilizan para conseguir una superficie lisa y otros buscan aumentar su rugosidad, unos son acabados definitivos mientras otros son sólo preparaciones de la superficie para tratamientos posteriores.

-- pulimentado a edad temprana: una vez extendido y compactado el hormigón se procede al alisado de la superficie cubriéndola a continuación con una lámina de polietileno. Varios días después, cuando el hormigón ha adquirido suficiente resistencia como para que no se produzca el arranque de partículas, se procede al pulimentado del pavimento en una profundidad de varios milímetros. -- cepillado: obtiene una textura estriada poco acentuada, lo que se consigue arrastrando un cepillo a lo largo de la superficie del hormigón después del fratasado. -- estriado: es una operación cuya única finalidad es la preparación del pavimento para recibir un recubrimiento. Consiste básicamente en la realización de estrías, de profundidad y distancia variables, sobre el hormigón fresco con la ayuda de un cepillo metálico o de cerdas plásticas. b) Tratamientos sobre hormigón endurecido: -- tratamiento por vacío: el procedimiento se basa en aplicar sobre la superficie de hormigón una cubierta de plástico u otro material impermeable, dejando una cámara de aire entre ella y una capa filtro que permite el paso del agua pero no de las partículas de mortero. Dicha cubierta se conecta a una bomba de vacío la cual succiona el agua del pavimento. -- chorro de granalla: procedimiento utilizado para “descarnar” la superficie del pavimento mediante la acción mecánica de partículas de acero.

9.2. Capas suplementarias de terminación La obtención de un pavimento de alta calidad puede obtenerse mediante la utilización de hormigones de calidad y buenos procedimientos de acabado, o bien mediante la utilización de capas suplementarias que permitan alcanzar los requisitos especificados a la superficie del pavimento. Se trata de capas de mortero u hormigón que se colocan sobre la solera o sobre el forjado con alguno de los siguientes propósitos:

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• Proporcionar alta resistencia al desgaste. • Reducir el suministro de áridos de mayor calidad y los costes de los materiales usando hormigones más resistentes y caros en la superficie, y hormigones más débiles y baratos en la losa base. • Proporcionar una base de hormigón para realizar otros trabajos de construcción, ejecutándose las capas complementarias posteriormente. • Reparar defectos superficiales. Para alcanzar alguno de estos objetivos puede procederse al espolvoreado de un material adecuado, o bien a la extensión de una capa, que puede ser monolítica, adherida o despegada.

9.3. Incremento de la resistencia al desgaste La abrasión o desgaste es el deterioro o erosión de la superficie del pavimento causada por objetos que ruedan, se deslizan o arrastran sobre él. Se trata de un problema importante en pavimentos industriales sometidos a acciones mecánicas importantes, que además lleva asociado el problema de la producción de polvo que en algunas industrias puede ser de mayor gravedad que la propia abrasión. La resistencia a la abrasión de un pavimento de hormigón depende fundamentalmente de la calidad del mortero superficial, por lo que influyen los siguientes factores: • Materiales: sobre todo las características de la arena utilizada (los hormigones fabricados con arenas naturales silíceas muestran un desgaste hasta tres veces inferior al correspondiente a los fabricados con arenas procedentes del machaqueo de rocas calizas), siendo prácticamente independiente de la naturaleza y forma del árido grueso (por no estar sometido de forma directa a la acción de desgaste). • Puesta en obra: especialmente el curado del hormigón para evitar una desecación excesiva de la superficie que dé lugar a un mortero superficial de escasa calidad. Un curado insuficiente puede tener un efecto tan negativo sobre la resistencia a la abrasión como lo tiene sobre la resistencia a compresión del hormigón. • Acabado: el fratasado densifica la zona superior de la losa aumentando su dureza. El efecto conseguido es mayor cuando se emplean dispositivos mecánicos, y cuanto más elevado es el número de pasadas realizadas. Como regla general los acabados que conducen a superficies rugosas proporcionan menor resistencia al desgaste que los que producen superficies lisas.

Para elevar la resistencia al desgaste del pavimento puede recurrirse a la aplicación de los siguientes tipos de tratamientos superficiales: • Capas suplementarias: ya comentadas en el apartado 9.2. • Endurecedores superficiales: son productos químicos, generalmente silicatos disueltos en agua, que aplicados sobre la superficie aumentan la resistencia a la abrasión. Son aconsejables para incrementos de la resistencia al desgaste no muy elevados, especialmente en el caso de soleras ya construidas. • Resinas selladoras: en el mercado existen una amplia gama de productos a base de resinas, mayoritariamente epoxi, con una función selladora de la superficie. Son productos de alta resistencia a tracción, a compresión y abrasión, pudiendo tener además otras propiedades beneficiosas, como una baja retracción o resistencia a los ataques químicos. Las resinas selladoras y los endurecedores superficiales se aplican mediante brocha, cepillo, rodillo o pistola, según las indicaciones del fabricante. La superficie debe prepararse previamente, eliminando totalmente la suciedad existente. Si tiene materiales extraños poco adheridos al soporte, será suficiente con un cepillado mecánico, debiéndose recurrir a la eliminación de la lechada superficial mediante un tratamiento mecánico cuando haya viejas pinturas o materias extrañas adheridas. Los tratamientos superficiales son generalmente eficaces y evitan que se produzca un desgaste excesivo. Sin embargo, presentan el inconveniente de que en ocasiones fallan por pérdida de adherencia con el soporte, dando lugar a unas superficies de muy mala calidad y regularidad.

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9.4. Incremento de la resistencia al ataque La protección del hormigón contra el ataque químico mediante la aplicación de un tratamiento superficial es, sin químico La naturaleza de los agentes que pueden atacar al hormigón es variada. Por lo general éste tiene buena resistencia frente a los álcalis y los aceites minerales. Por el contrario, se muestra vulnerable al ataque de ácidos inorgánicos (nítrico, sulfúrico, clorhídrico, etc.), ácidos orgánicos concentrados (presentes en vinagres, grasas animales, aceites vegetales oxidados, leche fermentada, yogur, zumo de frutas, etc.), sales (sales amoniacales en solución, salmuera con cloruro cálcico, etc.) y aceites de uso doméstico. Conviene establecer la gravedad de la actuación del agente químico -si se trata de salpicaduras ocasionales o de un fenómeno constante-, y la procedencia del ataque: del suelo o de la actividad desarrollada sobre el pavimento. Para evitar el deterioro de la solera producido por el ataque de estos productos puede optarse por aumentar la resistencia al ataque químico del hormigón, o bien protegerlo mediante la disposición de un tratamiento superficial específico.

duda, un mecanismo muy eficaz. Existe una amplísima gama de productos (sellados a base de poliuretanos o resinas, capas suplementarias, etc.) adaptados a las diferentes necesidades y usos. Otro punto a tener en cuenta es la protección de juntas y fisuras por las que puede progresar el ataque al hormigón. Éstas deben sellarse con un material adecuado, que sea resistente a los agentes agresivos y que tenga la elasticidad necesaria para mantener la estanquidad. En casos extremos, o de agresiones químicas severas, puede recurrirse a la solución de una solera de hormigón recubierta por un pavimento de baldosas, en el que las juntas se rellenan mediante una lechada a base de resinas epoxi.

10. Regularidad superficial La regularidad superficial resulta de gran importancia por el uso de maquinaria de gran altura que requiere estabilidad. Así, se debe asegurar cierta regularidad superficial en base a dos parámetros no ligados entre sí: planeidad (grado de acercamiento del pavimento a una superficie plana) y nivelación (grado de horizontalidad de la superficie del pavimento). Para especificar la regularidad superficial del pavimento es necesario tener en cuenta si éste va a estar sometido a un tráfico de trayectoria conocida, en cuyo caso es posible definir perfiles detallados, o desconocida, obligando a trabajar con parámetros estadísticos, extrapolando los resultados obtenidos en puntos o líneas de la superficie a todo el pavimento, y establecer unas tolerancias distintas al primer caso.

El primer caso puede ser suficiente en situaciones de agresión que no sean muy importantes, ya que la capacidad del hormigón para resistir el ataque químico es limitada. Para ello, basta con conseguir que el hormigón sea menos poroso, a fin de evitar la penetración de los agentes agresivos. Esto se consigue aumentando el contenido de cemento, reduciendo la relación agua/cemento, y compactando y curando adecuadamente el hormigón.

La regularidad superficial de un pavimento industrial puede evaluarse a través de alguno de los siguientes procedimientos:

Este tipo de medidas son muy comunes cuando la agresión procede del terreno, a través de agentes disueltos en el agua (fundamentalmente sulfatos). En estos casos es recomendable la utilización de cementos con un alto contenido de adiciones, del tipo CEM IlI, CEM IV o CEM V, cuando la agresividad sea media o baja, o bien la utilización de cementos resistentes a sulfatos (SR) cuando la agresividad sea alta.

-- el número de la planeidad, FF, que representa la curvatura del pavimento sobre una distancia horizontal de 600 mm, calculada a través de las diferencias de elevación existentes entre puntos separados entre sí 300 mm.

• Sistema de números F: resulta especialmente apropiado para el caso de tráficos de trayectorias indeterminadas. El sistema utiliza dos números para definir la regularidad superficial:

-- el número de la nivelación, FL, basado en la pendiente del mismo a lo largo de una distancia de 3 metros.

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11. Conclusiones Los pavimentos de hormigón para usos industriales realizan una importante labor gracias a sus características resistentes, su amplia gama de acabados superficiales en función de los requisitos y su adaptabilidad a diferentes necesidades constructivas. Cabe destaca su durabilidad, lo que implica un ahorro económico durante su vida útil al minimizar las dificultosas operaciones de mantenimiento y reparación. Como todo elemento construido con hormigón tiene unas ventajas medioambientales relacionadas con esta durabilidad del material y la utilización de materiales locales para su fabricación. • El sistema de la Concrete Society (Reino Unido) para áreas de tráfico definido: clasifica la regularidad superficial en pavimentos sometidos a tráficos de trayectorias determinadas en tres categorías: pavimentos superplanos (para pasillos muy estrechos en almacenes con separaciones mínimas), categoría 1 (para pasillos estrechos de almacenes con una altura de almacenamiento de 8 a 13 m) y categoría 2 (con altura de almacenamiento inferior a 8 m y vehículos guiados de baja capacidad de elevación).

12. Bibliografía • “Manual de pavimentos industriales”. IECA. • ACI 302.1R-96: “Guide for concrete floors and slab construction”; ACI Manual of Concrete Practice, Farmington Hills, 1998.

La regularidad superficial se define a través de tres parámetros:

• BS 8204 - Part 2 - 1987: “In-situ floorings. Part 2: Code of practice for concrete wearing surfaces”; Londres 1987.

-- Nivelación longitudinal, definida como la diferencia de altura existente entre dos puntos situados a una distancia de 300 mm en la dirección del tráfico.

• The Concrete Society; “Technical Report 34: Concrete industrial ground floors”; Slough 1994.

-- Planeidad o diferencia de las pendientes definidas por tres puntos consecutivos en la dirección del tráfico. -- Nivelación transversal o diferencia de altura entre las rodadas externas de los vehículos, medida en sentido transversal a la dirección del tráfico. • Sistemas de medida con regla: Durante muchos años se ha utilizado como referencia la regla, generalmente de 3 m, nivelada, rodante o directamente apoyada sobre el soporte, con la que se mide las irregularidades existentes bajo la misma, lo que permite obtener una tolerancia de planeidad. Como inconveniente cabe destacar que mide únicamente la amplitud de la irregularidad pero no su longitud de onda, que tiene una importante incidencia en la circulación a velocidades elevadas y no está sujeta a un ensayo normalizado.

• Cement and Concrete Association of Australia; “Concrete Industrial floor and pavements design”; North Sydney, 1985. • Pickett, G. and Ray, G.; “Influence charts for concrete pavements”; Transactions American Society of Civil Engineers, paper 2425, vol. 116, 1951. • Westergaard, R.M.; “Computation of stresses in concrete pavements”; Proceedings of Highway Research Board; Vol. 5, part 1, 1925. • Hetenyi, M.; “Beams on elastic foundations”; University of Michigan Press, 1946

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