Optimización del tiempo de desencofrado en piezas verticales de hormigón autocompactantedesarrollo de metodología y estudio experimental

Résumé

La industria de la construccion actual ha ido evolucionando al ritmo de los avances tecnologicos que aspiran a incrementar al maximo la libertad de diseno de las estructuras. El hormigon autocompactante se adapta facilmente a las exigencias modernas, ya que tiene la capacidad de fluir y consolidarse bajo su propio peso, sin necesidad de compactacion, y al mismo tiempo, es lo suficientemente cohesivo para llenar todos los espacios del encofrado sin segregacion y sangrado. Estas caracteristicas, ademas de ser muy utiles en la ejecucion de estructuras complejas y densamente armadas, permiten aumentar la velocidad de llenado, reduciendo el tiempo de obra. Sin embargo, estas ventajas conllevan a la necesidad de modificar los criterios del diseno de encofrados verticales utilizados para hormigones convencionales. El coste de los encofrados puede llegar al 60% del costo de la estructura de hormigon. La forma de optimizar dicho coste depende de dos factores: el tiempo minimo necesario para retirar el encofrado, para que este pueda ser reutilizado y de esta forma incrementar su rentabilidad; y la correcta eleccion de sus paneles, que depende de la presion lateral que le ejerce el hormigon, y que los mismos deben ser capaces de soportar. El tiempo de desencofrado se ve condicionado por el desarrollo de resistencia de la mezcla, ya que el encofrado podra ser retirado una vez que la misma sea capaz de soportarse a si misma y a los esfuerzos correspondientes a dicha tarea. La presente Tesis se ha centrado en el desarrollo de una metodologia de desencofrado, con su correspondiente analisis, y su validacion experimental en obra. Para la aplicacion de dicha metodologia es necesario registrar dos parametros: resistencia y temperatura. De esta manera, se profundizo en el estudio delas distintas metodologias existentes en la literatura para determinar la resistencia del hormigon a edades tempranas. Posteriormente, se realizo una campana experimental, con la elaboracion de aproximadamente 10 vigas y 100 probetas de hormigon para estudiar el ensayo que mejor se ajusta a la metodologia de desencofrado descrita. Una vez finalizada dicha campana experimental, se procedio a validar la metodologia de desencofrado en dos obras reales ubicadas en Montevideo, con diferentes dosificaciones y en diferentes epocas del ano. Por otro lado, tal como se ha explicado anteriormente, el diseno de los encofrados verticales tambien incluye una correcta eleccion de los paneles que lo componen. Esta eleccion depende de la presion lateral que la mezcla realice sobre dichos paneles, ya que una sobrestimacion de la misma conduciria a elegir paneles de mayor espesor y, por lo tanto, mayor costo. La solucion mas conservadora para la determinacion de la presion lateral es considerar la distribucion hidrostatica de un liquido de igual densidad que el hormigon, cuya utilizacion produciria encofrados sobredimensionados. Ademas, el aspecto economico se ve limitado por la seguridad, ya que una subestimacion de la presion lateral puede dar lugar a piezas de mala calidad o, en el peor de los casos, el fallo del encofrado. Se han recopilado en la bibliografia aproximadamente 126 datos experimentales obtenidos por diferentes autores. Estos datos han permitido, en primer lugar, detectar areas donde era necesario un mayor esfuerzo experimental. En ese sentido, se ha realizado una campana experimental para estudiar la influencia de la temperatura y la presencia de armaduras, y su cuantia, en los tiempos de desencofrado y en el valor de la presion lateral. En segundo lugar, dicha base de datos permitio evaluar la precision de los distintos modelos experimentales descritos,para predecir la maxima presion lateral, en funcion del nivel de control de la obra y la velocidad de llenado. Finalmente, se ha desarrollado un modelo estadistico, en base a intervalos de confianza de regresiones lineales simples, que permite obtener muy buenos resultados de la prediccion de la maxima presion lateral in situ, optimizando su valor en el caso de elevadas velocidades de llenado. Se pretende que todo el trabajo realizado en esta Tesis permita el desarrollo de herramientas que optimicen los tiempos minimos de desencofrado, asi como avanzar en la mejora del conocimiento de la presion lateral ejercida por estos hormigones altamente fluidos.