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Cálculo de concreto para aplicación de vigueta y bovedilla

El sistema prefabricado de Vigueta y Bovedilla para losas de azotea y entrepisos, consiste en una serie de viguetas precoladas en forma de “I” o de “T” invertida de concreto reforzado o presforzado que se colocan lado a lado del claro apoyadas sobre muros de carga o trabes, y entre las viguetas se coloca la bovedilla de poliestireno o de bloque ahuecado que funciona como cimbra ahogada; sobre ambos elementos se cuela una losa de compresión con malla electrosoldada que es la que ayuda a que todo el sistema sea monolítico.

La losa de compresión de concreto es muy importante porque une todos los componentes en uno solo, permitiendo el traslado de las cargas y los esfuerzos a los elementos portantes.

 

Tipos de concreto y aplicaciones

El Manual Básico para el diseño de elementos prefabricados de ANIPPAC[1], explica los tres tipos de concreto, los cuales son:

  1. El concreto simple, es resistente a la compresión, pero débil a la tensión;
  2. El concreto reforzado lleva acero de refuerzo para resistir las tensiones, el acero restringe el desarrollo de grietas que se originan por la poca resistencia a la tensión, al mismo tiempo el acero de refuerzo aumenta la resistencia, reduce las deformaciones;
  3. El concreto presforzado, es el concreto reforzado en el que se crea un estado de esfuerzos a compresión ante la aplicación de cargas, de manera que los esfuerzos de tensión quedan reducidos.

De acuerdo con el fabricante, se pueden producir viguetas de concreto reforzado o de concreto presforzado, el concreto presforzado tiene mayor resistencia respecto al que se usa en construcciones ordinarias, el valor se encuentra entre f’c=350 kg/cm² a f’c=500 kg/cm², de manera que haya una transferencia de presfuerzo cuando haya alcanzado f’c=280 kg/cm².

El concreto tiene las características de resistencia dependiendo de la relación agua/cemento. A mayor agua, menor resistencia. El concreto al secado o fraguado tiene una disminución del volumen, debido a la evaporación del agua excedente que se usa en su hidratación, la cual es proporcional a la cantidad de agua que se usa en la mezcla. Por lo que, si se requiere que haya mínima contracción, la relación agua-cemento debe ser mínima. [2]

En cuanto al concreto que se usa en la capa de compresión, ya sea que se usen viguetas reforzadas o presforzadas, siempre debe ser de una resistencia mínima de f’c= 250kg/cm² y nunca será menos de 5cm de espesor. Así mismo, se deberá poner una malla electrosoldada, con la que se logrará que el concreto de la capa de compresión sea reforzado.

 

El cálculo del volumen de concreto

En la tabla siguiente se pueden ver los factores de acuerdo con el espesor de la losa de compresión y al tipo de viguetas que se vayan a ocupar.

Para calcular el volumen de concreto que se deberá usar en el colado de las losas prefabricadas es suficiente con calcular el área de metros cuadrados de losa por el factor que se indica en la tabla. Por ejemplo, si se va a colar una losa de 100m² con Vigueta de Alma Abierta de 15+5cm, la tabla indica que el factor es .062, entonces se requieren 100x.062= 6.2m³ de concreto de f’c= 250 kg/m². Esto sin contar trabes o algún otro elemento estructural. Hay que considerar también un extra de volumen, que se define en cada obra en particular, pues puede haber desperdicios. Lo ideal es que no haga falta, pero que tampoco sobre demasiado y se tenga que desechar.

Para el pedido del concreto, además del volumen que se necesita, se deberá referir la resistencia requerida, el tamaño del agregado, si tendrá aditivos o tratamientos de superficie monolítica, el revenimiento requerido y el tiempo que se requiere que alcance la resistencia especificada.

 

 

 

 

 

Recomendaciones adicionales para la aplicación de la capa de compresión

  • Verificar que las viguetas y bovedillas colocadas estén perfectamente apuntaladas siguiendo las instrucciones de cada sistema.
  • Que la malla electrosoldada esté traslapada 10 a 15cm y bien colocada con calzas o pollos para que quede dentro de la capa de compresión, cubriendo toda la losa, incluyendo las trabes.
  • No dejar caer el concreto en un solo punto, siempre distribuir homogéneamente para evitar fallas en el apuntalado por sobrepeso.
  • Iniciar el colado en dalas o trabes y posteriormente en elementos portantes de los extremos al centro del claro.
  • La capa de compresión usualmente es de 5cm. En peraltes mayores a 30cm es de 6cm y en estacionamientos de 7cm.
  • Compactar adecuadamente y utilizar cualquier método de vibrado que garantice que el concreto entre en el espacio entre la vigueta y la bovedilla.
  • Curar la capa de compresión para evitar agrietamientos excesivos. El curado es la manutención de la temperatura y el contenido de humedad satisfactorios. Consiste en aplicar agua extra a la superficie con un “rociado de agua continuo fino y neblinoso sobre el concreto”. También se pueden poner hojas de plástico si el clima es muy caluroso. Esta humedad debe mantenerse hasta 7 días para garantizar que llegue a la mayor resistencia y durabilidad.[1]
  • Retirar los apuntalamientos cuando se haya alcanzado el 80% de la resistencia del concreto

 

Otras recomendaciones durante la construcción

Considerar los accesos y pesos del camión revolvedor que llevará el concreto listo para su vaciado. El camión con una carga de 7m³ de concreto pesa 29,500 kg y mide 9.5 de largo por 3m de ancho, y tienen 4m de alto. Así como las medidas de la bomba pluma si se requiere, pues esta mide 12.4m de largo por 3m de ancho y 4.1m de alto. [2]

Así como programar muy bien los pedidos con el día de colada del concreto pues los retrasos pueden causar que el concreto pierda revenimiento, se seque o pierda humedad. El revenimiento es la trabajabilidad del concreto, es decir, qué tan fácil es de colocar, manejar y compactar.

Siempre considerar la seguridad con los equipos de protección adecuados para los trabajadores en la obra. Hay que evitar que tengan contacto directo del concreto con la piel, tener guantes, protección de ojos y calzado adecuado.

Estas recomendaciones mínimas son de gran utilidad para que la obra se lleve a cabo con éxito.

 

[1] Manual del usuario de concreto profesional. Gerencia de Tecnología del concreto. CEMEX. https://www.cemex.com/documents/27057941/45587277/aplicaciones-manual-usuario-concreto-profesional.pdf/285de141-23e7-47d6-b531-26815d1857fe. P. 19.

[2] Manual del usuario de concreto profesional. Gerencia de Tecnología del concreto. CEMEX. P. 9.

[1] Asociación Nacional de Industriales del Presfuerzo y la Prefabricación, A.C. Manual Básico para el diseño de elementos prefabricados. P. 25

[2] Ibidem. P. 27.

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