Importancia del vibrado en el concreto
La compactación, que tiene un papel fundamental en la resistencia final del concreto, es el proceso por medio del cual se logra un mayor contacto entre los granos de la mezcla, para eliminar en lo posible, el aire atrapado dentro de esta. Puede llevarse a cabo por medios mecánicos o manuales, de acuerdo con la sección y los requisitos de calidad que deban cumplirse.
El concreto es una mezcla de agregados de diversa granulometría, cemento como material aglutinante y agua, que permite que el cemento se hidrate y alcance todo su potencial.
Los diversos procesos que se llevan a cabo durante su producción y la calidad de cada uno de sus componentes influyen en el resultado y en la resistencia final que alcanzará una vez endurecido.
Al elegir buenos agregados y con la granulometría adecuada, se procura que la mezcla logre una mejor acomodación de los granos y una uniformidad que garantice la resistencia adecuada. Para ello la compactación juega un papel fundamental en la resistencia final que se logre.
Aire atrapado
Su presencia dentro de la mezcla de concreto se puede deber a la evaporación del agua de amasado, a un ineficiente mezclado o al agregado de aditivos. Inevitablemente, durante los procesos de mezclado, transporte y colocación, se incorporará a la mezcla aire atrapado, que puede llegar a un nivel tal que disminuya la resistencia del elemento, por lo que el objetivo principal del vibrado es reducir su porcentaje a menos del 1%.
La relación del aire en la mezcla con su trabajabilidad es directa. Por ejemplo, un revenimiento de 7.5 cm en la mezcla se asocia a un 5% de aire atrapado, en tanto que los concretos de 2.5 cm de revenimiento pueden contener un 20%, razón por la cual se requiere de un mayor esfuerzo para compactarla.
La importancia de eliminar el aire tiene que ver con los siguientes puntos:
- Cada 1% de aire atrapado reduce la resistencia del concreto en un 5 ó 6%.
- Los vacíos generados por ese aire aumentan la permeabilidad del concreto y disminuyen su durabilidad.
- Los vacíos reducen el contacto del concreto con la varilla de refuerzo y otros elementos embebidos, lo que reduce la adherencia y la resistencia del elemento.
- Los vacíos producen defectos visibles, poco estéticos y que pueden requerir de costosas reparaciones.
Procedimientos de compactación
La selección del método de compactación depende de las características del concreto y de la obra que se esté construyendo. Los métodos de densificación del concreto pueden ser:
- Manuales
- Mecánicos o por vibrado
La compactación manual es la forma más antigua de densificación. Se realiza con barras o pisones que golpean verticalmente al concreto, para penetrarlo o aplastarlo, según el elemento que se emplee. Es claro que estas formas no son las más eficientes, sin embargo bajo condiciones limitadas se sigue recurriendo a ellas.
La compactación por vibrado aprovecha la disminución de la viscosidad del concreto cuando está en movimiento, para volverlo momentáneamente más moldeable y expulsar gran cantidad de aire atrapado.
Vibrado
Si la mezcla tiene el diseño y cohesión adecuados, el vibrado minimiza la segregación y el sangrado. Si tuviese una excesiva relación agua/cemento, el agregado grueso puede asentarse y generar en la superficie una lechada de baja resistencia que debe ser retirada.
Los vibradores disponibles en el mercado utilizan los siguientes procedimientos:
· Interno, por medio de vibraciones de inmersión o previbradores
· Externo, con vibradores de contacto con el encofrado
· Por el uso de mesas vibradoras
· Superficial
VIBRACION INTERNA:
El equipo más empleado en la mayoría de los procesos de construcción es el vibrador de inmersión o atizador. Sus resultados son excelentes, porque trabaja directamente sobre el concreto y sus características permiten cambiar rápidamente de una posición a otra.
El atizador consiste en una masa excéntrica que gira en el interior de un tubo, cuyo diámetro va desde 1 hasta 4 pulgadas. El movimiento del vibrador se logra con un motor eléctrico o diésel y se transmite a la masa de concreto cuando se sumerge en la mezcla.
El procedimiento adecuado de aplicación es sumergir verticalmente el vibrador en la masa de concreto y retirarlo lentamente en el momento en que la mezcla produce un flujo de agua y cemento hacia la superficie, adquiriendo una apariencia acuosa y abrillantada.
Debe elegirse con cuidado el tamaño del vibrador, pues de él depende su área de influencia. Uno de gran tamaño en una sección pequeña induce a la segregación y puede dañar el encofrado, en tanto que si es muy pequeño puede no alcanzar a reducir el aire atrapado en la proporción requerida.
Debe colocarse de manera tal que los radios de acción del vibrador se traslapen, pero como estos dependen del diámetro de la cabeza vibratoria y del tipo de mezcla, se considera como regla práctica que el radio debe ser de ocho veces el diámetro de la cabeza, aunque este valor puede obtenerse por observación directa de la mezcla.
Entre los internos existen dos tipos básicos de atizadores vibradores:
-Los que tienen en la cabeza solamente el mecanismo de vibración, el cual opera mediante una flecha flexible, activada ya sea por un motor de gasolina, diésel, eléctrico o neumático.
-Los que tienen el motor, que puede ser eléctrico o neumático, y el mecanismo de vibración en la cabeza. Si opera eléctricamente requiere una intensidad de corriente especial, con una frecuencia de 200 ciclos por segundo y no debe conectarse directamente a la toma de corriente.
VIBRACION EXTERNA:
En este caso el equipo vibrante se coloca sobre una o varias caras del encofrado, que recibe directamente las ondas y la transmite a la masa de concreto. Este tipo es el más usado en elementos prefabricados, donde se emplean concretos de resistencias secas en secciones más o menos constantes, lo que justifica el empleo de encofrados metálicos.
La efectividad del procedimiento de vibración dependerá de la aceleración que sea capaz de transmitir el encofrado a la masa de concreto.
Existen algunas relaciones que permiten determinar la fuerza que deberá desarrollar el vibrador de encofrado. En el ACI Manual of Concrete Practice, de 1994 se señala:
·Para consistencia plástica, en encofrado de vigas o muros:
Fuerza = 0.5x (peso del encofrado + 0.2 peso del concreto)
· Para consistencia seca en prefabricación:
Fuerza = 1.5 x (peso del encofrado + 0.2 peso del concreto)
En general, los vibradores externos se colocan con una separación de entre 1,5 y 2,5 m, lo que permite calcular para cada caso las características requeridas de frecuencia y amplitud.
El vibrador externo, que se fija en la cimbra, consta de un motor eléctrico y un elemento no balanceado. Se emplea principalmente en trabajos de concreto prefabricado, aunque a veces es necesario en construcciones comunes, cuando no es posible insertar un atizador, como en el caso de secciones muy esbeltas o con demasiado acero de refuerzo, pues tienen el inconveniente de limitarse a secciones de menos de 30 cm de espesor.
La cimbra deberá estar diseñada y construida para soportar las repetidas revisiones del esfuerzo y ser capaz de extender uniformemente las vibraciones sobre un área considerable.
Mesa vibrante:
Se emplea en las plantas de prefabricado. La cantidad de vibradores que se colocan a la mesa depende del peso del elemento a vibrar. El ACI permite calcular la fuerza centrífuga que debería desarrollar cada vibrador en función del peso de la mesa, del encofrado y de la masa del material, de acuerdo con la siguiente fórmula:
Fuerza = (de 2 a 4) x [(peso de la mesa) + (de 0,2 a 1,0 x (peso del encofrado)]
Donde los rangos de los factores dependen de la rigidez de la mesa y de la vinculación del encofrado a ella.
REGLAS VIBRATORIAS:
Se emplean en pavimentos. Las reglas vibratorias se deslizan al ras de la superficie y transmiten el movimiento al resto de la masa. Su acción se limita a capas de poco espesor (20 cm).
Deben correr apoyadas sobre rieles y no ser apoyadas directamente sobre la masa blanda.
Otros métodos
Hay otras formas de vibración, entre las cuales la más conocida es la centrifugación, empleada en la fabricación de postes, tubos, etc.
Fuente: www.revistacontruir.com
