Densidad, compactación y resistencia del hormigón ¿Estamos consolidando bien el hormigón?

La densidad del hormigón endurecido se ve fuertemente influenciada por sus componentes, así un hormigón con alta razón A/C, tendrá menor densidad y por tanto menor resistencia. El rango de densidad para hormigones convencionales es de 2300 a 2500 kg/m³, sin embargo, también se utilizan hormigones livianos con baja densidad para aplicaciones como rellenos o sobrelosas, y hormigones de alta densidad para aplicaciones más específicas como centrales nucleares, hormigones que no son el foco de esta columna.

En términos generales, un hormigón más denso tiende a ser más resistente, a mayor densidad se tendrá una menor cantidad de poros y una mejor compactación de los materiales constituyentes. Se debe tener en cuenta que una pérdida de 1% en la densidad provoca una pérdida de resistencia entre el 5 y 7% , el mismísimo Neville reporta en sus textos esta situación llegando al extremo en que una pérdida del 10% de densidad puede provocar una merma del 50% de la resistencia.

La norma Chilena NCh170-2016 indica respecto a la compactación que se debe efectuar con los equipos adecuados y mediante los procedimientos necesarios para que, manteniendo la homogeneidad del hormigón, se obtenga la máxima compacidad eliminando el exceso de aire atrapado, asegurando que las armaduras queden completamente embebidas en el hormigón y se obtenga la terminación superficial requerida, pero ¿qué se quiere decir con: los equipos adecuados y los procedimientos necesarios? Pues bien, cuando se habla de los equipos adecuados se debe considerar que el vibrador de inmersión utilizado sea compatible con la cuantía y espesor de los elementos. Por otro lado, cuando se indica mediante los procedimientos necesarios, se debe considerar el espaciamiento entre inserciones, alturas de capa de hormigonado y en especial el rendimiento de los equipos.

Tristemente no siempre se relaciona la velocidad de avance con el número de equipos vibradores; el hormigón colocado se tiende a medir como los m3 descargados en obra y no en base a los m3 de hormigón bien colocado y vibrado. En este contexto, la velocidad de avance debiera considerar un número de vibradores suficientes para realizar una adecuada compactación, en caso contrario ocurrirá que sacrificaremos el buen vibrado y, por ende, una buena compactación y resistencia, por sobre el avance.

Con todo, es relevante tener a la vista los rendimientos en m3/h de los vibradores que utilizaremos en obra de modo de contar con el número de equipos suficientes, más un equipo de respaldo en caso de emergencia para que, la compactación se ejecute buscando la máxima compacidad del hormigón que asegure la resistencia que el calculista espera que tenga el material utilizado.

En particular, para los distanciamientos entre inserciones (S) se debe considerar el diámetro de la sonda (d), el cálculo se realiza en base a S=0,75*8*d, y para el distanciamiento de la primera inserción desde el moldaje (S1), se tiene que S1=3*d. Esto no quiere decir que transmitimos las fórmulas a la cuadrilla, la instrucción debe estar dada en base al número de inserciones que deben realizar a lo largo del elemento a vibrar.

Adicionalmente, se hay que considerar que el vibrado debe aplicarse rápido en la inserción y lento en la extracción de la sonda, la velocidad recomendada es de 5 cm/seg, nuevamente la instrucción a la cuadrilla debe considerar el espesor de la capa de hormigonado, si la capa tiene 1 m de espesor, la extracción del vibrador deberá demorar 20 segundos, al menos. 

Se debe recordar además, que el vibrado debe introducirse verticalmente y que no utilizar el vibrador como equipo de acomodación de la mezcla, el vertido del material debe ser en el lugar definitivo y evitar el aplicar el vibrado a través de la enfierradura, esto último es una práctica habitual, en especial cuando tenemos alta cuantía en elementos de bajo espesor, pero se debe tener claridad de que puede afectar a la adherencia entre hormigón y acero.

Con estos simples consejos mi llamado es a realizar el vibrado adecuado considerando que es parte fundamental de la calidad del elemento terminado considerando que un hormigón bien compactado tendrá mejor comportamiento mecánico y mayor durabilidad.