PAVIMENTOS INDUSTRIALES EN HORMIGÓN

Introducción

Los pavimentos industriales constituyen un elemento de obra civil complejo que debe considerarse estructural, si bien hasta la fecha se ha tratado como un trabajo más de ejecución sin consideraciones especiales de diseño y adoptando soluciones por analogía con obras anteriores sin prestarle de inicio la importancia que se merece a la hora de conseguir un rendimiento pleno para la producción de la industria para el que se ha diseñado..

Cuando se llega a la conclusión que un pavimento es un elemento portante, que va a estar sometido a cargas, y que al mismo tiempo es el soporte de toda una industria por el que transitarán carretillas, transportes, mercancías móviles, material estático (estanterías, raíles, pequeñas o grandes estructuras) es cuando comenzamos a exigir nuevos requisitos de estudios y ejecución que hasta la fecha no entraban en nuestros cálculos. Es ahora cuando hablamos de planimetrías, resistencia al desgaste y durabilidad.

Aspectos a considerar en el diseño de pavimentos

Elementos que deben considerarse en el diseño y ejecución de un pavimento industrial:

Suelo sobre el que apoyan las losas (subbase):

Las soleras de hormigón apoyan sobre un suelo que reacciona en mayor o menor medida frente a las deformaciones que pueda sufrir la solera por efecto de las cargas que soporta.

La “calidad” del suelo se mide, por tanto, por su capacidad elástica (deformación con recuperación), definida por su coeficiente de balasto K (habitualmente llamado K de Westergaard), obtenido a partir de un ensayo de placa circular de 760 mm de diámetro y expresado en unidades de N/mm3. El valor mínimo de k deberá ser de 0,056 N/mm3.

En caso de disponer del ensayo sobre otro tipo de placa, deberá realizarse la adecuada conversión. Otro dato que puede caracterizar al suelo es el CBR (California Bearing Ratio), cuyo valor mínimo ha de ser 13, o la relación Ev2/Ev1 (relación entre los módulos de deformación vertical), cuyo valor ha de ser inferior a 2, con un valor de Ev2 > 80 MPa (1 MPa = 1 N/mm²).

Hormigón:

El hormigón podría ser reforzado con fibra de acero o malla electrosoldada, siguiendo las recomendaciones del EHE (Instrucción del Hormigón Estructural). El contenido recomendado de cemento será de 300 Kg/m3 a 350 kg/m3 dependiendo de la calidad del árido y de la curva granulométrica que presente y la relación agua/cemento tendrá un valor máximo de 0,55. Será de consistencia blanda y dosificado con aditivos superfluidificantes de última generación.

Fibras de acero:

Aun cuando hay varios tipos de fibra de acero disponibles en el mercado (consultar informe sobre tipos de fibra), sólo se consideran en este informe aquellos que son destinados a aplicaciones estructurales, es decir, cuando la adición de fibras contribuye a la capacidad portante de un elemento de hormigón y, por tanto, la estructura final ha sido calculada de acuerdo a las recomendaciones de la EHE.

A día de hoy, sólo existe información de resultados de ensayos del tipo de fibra con extremos en forma de gancho, trefilada en frío y con esbeltez mínima de 50 (cociente entre longitud y diámetro). Los ensayos necesarios para incorporar la fibra al cálculo estructural de la solera son los correspondientes a la norma UNE 83510:2004 o de determinación del índice de tenacidad y resistencia a primera fisura. GESPAVI S.L. suministra estos tipos de fibra bajo la marca de ARCELOR MITTAL, acompañando en cada caso los estudios de carga y la dosificación necesaria.

Prediseño con malla electrosoldada

En numerosas ocasiones, los proyectos de soleras parten de un diseño previo de hormigón armado con malla electrosoldada a raíz de unos estudios de resistencia, flexotracción y retracción que no vamos a entrar a valorar y que en algunos casos hay que dar por buenos ante las dificultades que se nos presentan con D.F.  a la hora de hacer cambios en proyectos ya comenzados. No obstante, las mejoras que conlleva la incorporación de fibras de acero y la substitución del mallazo, hace que se deba reconsiderar esta idea y deba realizarse un rediseño de la solera basada en fibra (diseño estructural) de forma que tenga una capacidad de carga portante equivalente o superior. Este trabajo de rediseño de estudios y cálculos esta avalado por nuestro fabricante y explicado y presentado de la mano por técnicos de nuestra empresa y técnicos de ArcelorMittal

Entre las mejoras relativas del uso de fibra de acero frente al mallazo están la reducción del espesor de losa para una misma capacidad de carga, una menor retracción y una mayor resistencia al desgaste y los impactos.

Cálculo de momentos máximos según teoría de estados límite

El diseño de una solera de hormigón reforzado con fibras de acero se basa en la teoría de placas apoyadas sobre un medio elástico caracterizado por su coeficiente de balasto k (es decir, se considera al suelo como un medio deformable). Siguiendo las recomendaciones de la EHE, el cálculo debe basarse en la teoría de los estado límite (Estado Límite Último, ELU, y Estado Límite de Servicio, ELS).

El proceso seguido para diseñar una solera de hormigón reforzado con fibras de acero es, esencialmente, el siguiente: en primer lugar se deben calcular las tensiones que se originan en el hormigón a causa de la flexión de la solera producida por las cargas que actúan sobre ella. Estas tensiones se deben comparar con la resistencia del material frente a este tipo de solicitaciones. La resistencia del hormigón reforzado se debe, por una parte, a la resistencia a la flexión del hormigón en masa y, por otra, a la ductilidad aportada por la fibra de acero utilizada para reforzarlo.

 

Capa de rodadura

La capa de rodadura constituye la capa de terminación de una solera y por tanto la que va a marcar la estética y la vida útil de la misma, ya que de un buen acabado conjugado con una buena aplicación y acierto a la hora de decidirse por una u otra es la que nos va a llevar a tener buen éxito en la terminación de la solera. Independientemente del aspecto estético ya remarcado, es de mayor importancia las prestaciones que me aporte al sistema: tránsito de vehículos, medios de manipulación, impactos, roces y desgaste en general.

Se define capa de rodadura a todo material que bien en espolvoreo manual, automático, en seco o en hidratado, es incorporado a la masa del hormigón en su proceso de fraguado aportando elementos endurecedores, de forma que crea una mezcla homogenea y monolítica entre la capa de rodadura y el hormigón.

Los productos que forman parte de una capa de rodadura son sometidos a ensayos de laboratorio tanto como material seco antes de la incorporación al sistema como hechos mortero en laboratorio. También son ensayados una vez constituyen parte intrínseca del hormigón a través de ensayos in situ en la propia solera.

Regularidad superficial

En este apartado estamos ante la pregunta o afirmación más repetida en una obra cuando se trata de trabajar una solera de hormigón y es que no se quieren charcos de ningún tipo y que la solera tienen que estar completamente plana. Ante esta afirmación o exigencia tantas veces repetida la respuesta es siempre la misma: Es imposible conseguir una solera totalmente plana o toda con la misma cota +0.00. Es más, cuanto más exigencias de planimetría mayor es el costo de la solera y viceversa, es decir, el trabajo a desarrollar para conseguir una solera plana o muy plana es mayor qua para una solera de regularidad superficial normal. Ahora bien, el sistema que se utilice para medir la regularidad superficial de una solera debe de estar bien elegido y definido.

Es por ello que contamos con los números F:

Los números-F es un método estadístico para determinar planitud y nivelación en superficies horizontales de hormigón. Para las losas de hormigón existen dos números F, los que se usan para evaluar la planitud y horizontalidad, FF y FL respectivamente.

Ambos son adimensionales y a mayor valor del número F mejores son las características del pavimento. La planitud (FF) representa la curvatura relativa de una losa de pavimento, y está directamente relacionada con el proceso de terminación superficial.

La nivelación (FL) indica la horizontalidad de la losa en el espacio con respecto a la Vertical.

Las especificaciones de números F se dan según dos niveles. Por un lado, los valores que se aplican al conjunto del pavimento (superficies), que se denominan valores globales, y los valores correspondientes a cada una de las secciones, valores locales, y que suelen ser del orden de 2/3 de los valores globales.

El método de la regla de 3 m es muy ambiguo e imperfecto. Ni el procedimiento de medida, ni el de calibración, ni el número de ensayos o donde realizarlos está normalizado, midiéndose únicamente la amplitud de la irregularidad pero no su longitud de onda. Se da la circunstancia que pavimentos con terminaciones e irregularidades muy diferentes pueden cumplir las mismas tolerancias.

Equipos de ejecución de soleras

 

Este punto es, a muestro modo de entender el trabajo que realizamos, el de mayor importancia de todos los que aquí se han mencionado, ya que de él depende el éxito de una buena ejecución de la solera en un 80 % y no es otro que la mano de obra.

Toda ejecución que sea «in situ» como es el caso de una solera de hormigón con la terminación que se precise, el refuerzo que se haya estudiado o reestudiado, el hormigón con las dosificaciones acordadas o defendidas técnicamente y en definitiva todo material que pase por las manos del operario y que entren a formar parte de la ejecución de una solera de hormigón se ven laureadas o desestimadas si no hay un equipo humano lo verdaderamente mentalizado y responsable de su trabajo para que, sin perder de vista todos los puntos anteriores, lleven a buen puerto el éxito en la ejecución de una solera con todos los puntos de vista que hemos referenciado.

Así mismo, toda maquinaria que posibilite un menor esfuerzo en la ejecución del trabajo , tales como máquinas extendedoras de hormigón, espolvoreadores automáticas, fratasadoras dobles,etc, incrementa en gran medida el éxito de unas buenas terminaciones y reducen el riesgo de una equivocación humana, así como permiten un mayor rendimiento en obra y un menor número de juntas de construcción en una obra ( Punto crítico para el deterioro de la solera )

 

Nota : Apuntes de este texto y comentarios se han obtenido del texto » Regularidad Superficial de Pavimentos Industriales » del Sr. D. Ignacio Sánchez Salinero