RESUMEN En respuesta a una inquietud personal y la intencin de que un trabajo de investigacin como el desarrollado, sirviera de apoyo a otros estudiantes, se ha abordado el tema de la presente memoria. En ella podemos encontrar informacin, recopilada y analizada, referida al estado del arte de los hormigones sumergidos. La memoria en s, consta de cuatro partes, que van desde los problemas que genera el mantener un hormign armado en ambiente sumergido, pasando por la manera de dosificar y de hormigonar, hasta la metodologa de diseo de estructuras portuarias. En el Captulo II, se muestra la informacin referente a los inconvenientes de tener un hormign armado sumergido en ambiente marino. Esto se refiere a los efectos del ambiente propiamente tal, ya sea la sumersin, la composicin qumica del agua marina, la presin (profundidad), la temperatura del agua, los organismos marinos que se adhieren, los hielos que solicitan al quedarse adheridos, e incluso el movimiento del agua por mareas o por sismos. Adems muestra los efectos de: la causa de la abrasin, la cavitacin, el ataque qumico, la corrosin y la durabilidad. La corrosin se trata con especial cuidado, por ser uno de los fenmenos ms dainos en el hormign armado, colocado en ambiente marino. El Captulo III, muestra lo referente a la tecnologa de los hormigones sumergidos, vale decir, contiene la informacin relativa a las cualidades y calidades de los constituyentes de la mezcla (agua de amasado, ridos, cemento, aditivos) y de los diferentes tipos de hormigones que se pueden utilizar en ambiente sumergido. Adems entrega la informacin necesaria para obtener buenas dosificaciones de hormigones bajo agua. El Captulo IV trata sobre las tcnicas que se utilizan para hormigonar bajo el agua, pasando desde algunas bastante rudimentarias, como lo es el talud que avanza, hasta inyecciones de mortero activado, claro est, pasando por otras tcnicas como: el hormign ensacado, el tubotolva y el hormign en cubas. Por ltimo se tiene el Captulo V, que trata sobre las estructuras marinas, esto quiere decir que muestra la clasificacin de estructuras, las tcnicas de diseo y las consideraciones que se deben tener en el momento de ejecutar un proyecto de construccin de una estructura marina. NDICE DE MATERIAS APNDICE A. CORROSIN..............................................................................110 APNDICE B ADITIVOS...................................................................................117 APNDICE C ESTRUCTURAS PORTUARIAS ...............................................129 BIBLIOGRAFA ................................................................................................. 137 NDICE DE TABLAS TABLA 31 ADITIVOS ............................................................................33 TABLA 41 DOSIFICACIN PARA HORMIGN BOMBEADO .................47 TABLA 42 DOSIFICACIN PARA HORMIGN TREMIE ..........................50 TABLA 51 CLASIFICACIN DE ESTRUCTURAS MARINAS .................87 1

TABLA 52 CRITERIOS PARA DIMENSIONES SEGN TIPO DE CARGA (PUERTO DE PANAM) ............................................................91 TABLA 53 CARGAS DE DISEO SEGN ESTRUCTURA ........................94 TABLA 54 CARGAS DE IMPACTO PARA GRAS ..................................96 TABLA 55 COMBINACIONES DE CARGA, FACTORES DE CARGA Y CARGA ADMISIBLE ...........................................................99 TABLA B1 ESCURRIMIENTO, SENTAMIENTO DE CONO Y RESISTENCIA A LA COMPRESIN DE UN HORMIGN FLUIDIFICADO CON DIFERENTES DOSIS DE ADITIVO .........................................122 TABLA B2 EFECTO SOBRE LA RESISTENCIA ................................123 TABLA B3 EFECTO SOBRE LA PERMEABILIDAD ................................123 NDICE DE FIGURAS FIGURA 41 MODELO DE EQUIPO PARA TUBOTOLVA ........................51 FIGURA 42 ESQUEMA DE HORMIGONADO POR TUBOTOLVA ..........52 FIGURA 43 MURO DE MUELLE, EN BASE A HORMIGN EN SACOS ..54 FIGURA 44 ESQUEMA PARA HORMIGONADO POR TALUD QUE AVANZA .................................................................................56 FIGURA 45 CUBA PARA HORMIGONADO ..............................................57 FIGURA 46 ESQUEMA HORMIGONADO POR CUBA .............................58 FIGURA 47 AMASADOR MECNICO .......................................................63 FIGURA 48 ESQUEMA DE AMASADOR COLCRETE ..............................64 FIGURA 49 ESQUEMA DE MEZCLADO DE MORTERO ACTIVADO ......66 FIGURA 410 MAMPUESTO SELLADO CON MORTERO ...........................71 FIGURA 411 SELLADO DE MACIZO CON MORTERO ..............................72 FIGURA 412 ENCOFRADO TIPO FAYE .....................................................76 FIGURA 413 ENCOFRADO DE VIGA DIRECTRIZ, ESQUEMA DE AVANCE VERTICAL ..............................................................................77 FIGURA 51 MODELO DE DEFORMACIN DE UN PILOTE ..................104 FIGURA 52 GRFICO DE MOMENTO V/S GIRO ...................................105

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FIGURA 53 MODELACIN DE LA CUBIERTA DE UN MUELLE EN BASE A PILOTES ..............................................................................106 FIGURA B1 GRFICO DE PERDIDA DE MASA DE HORMIGN CON ADITIVOS ............................................................................119 FIGURA B2 GRFICO DE RESISTENCIA A LA PRESIN EN EL HORMIGN CON ADITIVOS ...............................................120 INTRODUCCIN Uno de los elementos ms utilizados en las obras civiles, es el hormign. Este se presenta en una gran variedad, dependiendo de los requerimientos de la estructura en proyeccin. Dentro de esta variedad se encuentra el hormign sumergido, el cual se caracteriza por ser utilizado para estructuras que deben estar en continuo contacto con el agua. Para cumplir con este requisito, es que este tipo de hormign debe constar con caractersticas especiales en sus constituyentes, como los son el tipo de agregado, el agua de amasado, el cemento y aditivos. El hormign sumergido propiamente tal, es un hormign el cual debe mantenerse inerte a las caractersticas del ambiente en el cual se encuentra, esto significa que el cemento y agregados no deben reaccionar con elementos presentes en el agua. Adems este debe ser impermeable, para que as las armaduras utilizadas no sufran de corrosin. Esas caractersticas anteriormente enunciadas deben acompaar a las de resistencia requerida por la estructura. Dentro de las utilizaciones que se le da a este tipo de hormign, se encuentra la construccin de estructuras martimas (puertos, muelles, embarcaderos, amarraderos), cimentaciones de puentes, estanques, lastres para emisarios y todo tipo de estructura que est en constante contacto con el agua. En este estudio se har especial nfasis en las estructuras marinas y el ambiente martimo. Como es de esperar la tarea de construir estructuras en un ambiente que no sea le comn (fuera del agua) tiene algunas complicaciones, en este caso los mayores problemas que se presentan son durante su proceso constructivo. Durante este proceso, se pueden encontrar problemas o interrogantes tales como qu hormign utilizar?, qu moldaje es el apropiado?, cmo realizar la faena de hormigonado?, preguntas que en construcciones fuera del agua estn ms que estudiadas, en el caso del ambiente sumergido, se estudian para cada caso en particular, ya que cada zona de construccin presenta sus caractersticas especiales, ya sean las caractersticas del agua, las mareas, el tipo de suelo, etc. En la actualidad el desarrollo de tecnologas especiales, para los requerimientos que presenta el trabajo en este ambiente tan especial, ha hecho que las labores se hagan en forma menos complicada y costosa. Dentro de los progresos que ms han ayudado, se encuentran: el estudio de los aditivos, que se necesitan para mantener las caractersticas del hormign durante el proceso de hormigonado y posterior fraguado, utilizacin de estructuras prefabricadas y maquinarias especficas para estas labores. Claro est que los materiales y tecnologas a utilizar para y durante la construccin de una estructura que est en ambiente sumergido, dependern de su magnitud y posterior utilizacin. Para llegar a conocer el comportamiento del hormign, las formas de hormigonar, y los cuidados que hay que tener al construir estructuras en un ambiente complicado, como lo es el sumergido, es que se ha procesado una cantidad importante de informacin, recopilada de publicaciones, tanto de aos anteriores como actuales. Con dicha informacin es que se ha realizado este texto, donde se puede encontrar la informacin necesaria, ordenada de tal forma que se puede pasar desde los efectos que tiene el ambiente marino en el hormign, las dosificaciones, las tcnicas de hormigonado, los efectos del ambiente marino en las armaduras, hasta el diseo 3

de estructuras portuarias. AMBIENTE SUBMARINO Y LA DURABILIDAD Es claro que todo ambiente tiene su incidencia en los materiales de construccin, en este caso es el agua (marina o dulce) la que afecta al hormign. Para el hormign sumergido, se tiene que el efecto del ambiente submarino o sumergido se presenta de varias maneras. El objetivo general de este captulo es sealar las consecuencias de que est el hormign permanentemente en agua (efectos del ambiente, la durabilidad, la corrosin). Adems se tiene como objetivo especfico, el explicar cada uno de los factores que influyen en la variacin de las cualidades del hormign cuando est sumergido y de la estructura cuando ya est construida, esto incluye; la sumersin, la constitucin qumica del agua, los gases disueltos en el hormign,, la presin del agua, la temperatura del agua, los organismos marinos adheridos a la estructura, los hielos que se forman en torno a las estructuras, las ondas generadas por sismos y tsunamis. EFECTOS DEL AMBIENTE MARINO El ambiente marino puede actuar de forma favorable o desfavorable en cuanto a las caractersticas del hormign. Por ello es que a continuacin se detallan algunos de los efectos de este ambiente. SUMERSIN El efecto general de la sumersin podra considerarse como positivo, esta evidencia se avala con el hecho de que un buen hormign sumergido en agua marina, incrementa su resistencia con el paso del tiempo. La sumersin tambin minimiza los cambios de temperatura, disminuyendo la velocidad y dimensin de las expansiones y contracciones, evitando el agrietamiento, la erosin, el descascaramiento y por ende la corrosin. Ahora, si se analiza desde un punto de vista menos positivo, tenemos que debido a la permeabilidad que posee el hormign, el agua marina tiende a penetrar, ya sea por diferencia de presin o por capilaridad. Cuando el hormign no est sumergido totalmente, el agua es continuamente evaporada de la superficie del hormign que sobresale del nivel del agua, la penetracin del agua marina ser continua, quedando un poco de residuo de sal depositado en el hormign, luego las sales se difunden por capilaridad dentro de los poros, dependiendo del grado de saturacin del hormign. El oxgeno que entra con el aire, se disuelve en el agua en forma diferencial, siendo menor su concentracin en zonas donde la sal y el grado de saturacin son mayores, generando pilas galvnicas. CONSTITUCIN QUMICA DEL AGUA Los constituyentes primarios del agua marina son los iones del cloro, sodio, magnesio, calcio y potasio y su mayor funcin la cumplen como un muy buen electrolito entre metales dismiles y entre concentraciones de sal y el acero. Como el pH del agua marina, es alrededor de 8, y la corrosin de la armadura ocurre con un pH por debajo de 11, la alcalinidad debe ser suplida por el cemento. GASES DISUELTOS Y ATRAPADOS EN EL CEMENTO Los gases disueltos de importancia en el hormign son anhdrido carbnico (CO2), oxgeno (O2), vapor de agua y aire. Estos gases sumados a los disueltos en el agua son un contribuyente a la erosin del hormign por cavitacin, que ocurre en zonas de azota viento. PRESIN 4

El efecto de la presin en las propiedades del hormign, no est totalmente estudiado. Aunque se ha llegado a establecer muy bien que alrededor de los 60m de profundidad, el hormign mejora en todas sus cualidades. Este efecto, presumiblemente, debera mejorar la densidad y resistencia de la mezcla en su estado ya fraguado. Esto se entendera al establecer el proceso de fraguado en profundidades, como el fraguado de hormign pretensado. Se ha sugerido que a profundidades muy altas (por ende presiones altas) se podra obtener hormigones con resistencias a compresin de 500 (kg/cm2) o ms. Como se mencion anteriormente las profundidades marinas se podran utilizar para la fabricacin de elementos pretensados, que sern utilizados en ambientes saturados de agua (estanques, tuberas, muros de reactores atmicos). Ensayos no destructivos de cilindros prefabricados expuestos en el mar a profundidades de 1.700 m, por un periodo de 4 meses, han indicado diferencias no significativas con respecto a otros ensayos en cmaras de niebla por el mismo tiempo. En el caso del hormigonado bajo el ambiente marino se ha llegado a profundidades de 50 m por colado y a 90 m por inyeccin, teniendo resultados excelentes. TEMPERATURA Este factor puede ser beneficioso o perjudicial. Como una incidencia favorable puede nombrarse, que las propiedades del hormign generalmente mejoran a bajas temperaturas, ya que la resistencia a la compresin y el mdulo de elasticidad son inversamente proporcionales a este factor. Pero como efecto daino no se debe olvidar que los ataques qumicos y electroqumicos son ms severos en las aguas tropicales, ya que la temperatura del agua favorece a tales fenmenos. ORGANISMOS MARINOS Dentro de la gran gama de organismos marinos, se pueden destacar como los ms perjudiciales a los grupos de organismos ssiles y el fouling (suciedad). Este ltimo se adhiere a las paredes de las estructuras flotantes, aumentado su espesor, y por ende el peso de las mismas. Adems el incremento de las dimensiones (secciones, ancho, etc.), conduce a una mayor resistencia al oleaje y agua en movimiento. En el caso de los organismos ssiles, como picorocos, piures, cholgas, etc., el efecto es parecido al del fouling, pero ms daino, ya que el tamao de los organismos es mayor, provocando aumento de secciones en pilares de hasta un 30%. Adems si se toma en cuenta que los organismos crecen en forma irregular, stos contribuyen a las turbulencias creadas por el movimiento de las aguas marinas. Otro efecto contrario que ocasionan los organismos marinos, es el desprendimiento de material que se produce al retirarlos mecnicamente. Este desprendimiento de material puede contribuir a la corrosin de las armaduras y por ende a al debilitamiento de la estructura. HIELOS De las diversas formas en que se puede encontrar el hielo en el ambiente marino, lo podemos destacar como flotante o adherido a las estructuras. En el caso de las masas de hielo adheridas a las estructuras, aumentan el peso de stas al fluctuar el nivel del agua (descenso). Adems el hielo adherido aumenta secciones donde es solicitado por el oleaje y/o corrientes, distorsionando las caractersticas del diseo hidrulico. En el caso de los hielos flotantes el efecto que puede causar es el impacto sobre las estructuras, al moverse 5

junto con las mareas y/o corrientes. FUERZAS SSMICAS, TSUNAMI Y ONDAS EXPANSIVAS DE EXPLOSIONES En el diseo de fuerzas ssmicas que golpean una estructura sumergida debe considerarse, la aceleracin de la masa de agua que golpea; el hormign es particularmente efectivo para resistir fuerzas ssmicas y tsunamis a causa, de la masa y homogeneidad del hormign. Si se analiza el caso de las ondas producidas por las explosiones submarinas, el hormign es especialmente resistente, debido a su resistencia a la compresin, bajo mdulo de elasticidad, gran masa y gran espesor. En el caso de que la estructura presente grietas o pequeas cavernas, las ondas viajaran por el interior aumentando su efecto. Para el diseo de estructuras que resistan las ondas producidas por explosiones, se debe tener especial cuidado en que stas no presenten ngulos entrantes y/o perforaciones. En el caso de que se deba proteger una estructura contra el efecto de una explosin, se puede crear una cortina de burbujas enfrente de la misma, por medio de una manguera perforada conectada a un compresor. MOVIMIENTO DEL AGUA El movimiento de las olas o corrientes tienen numerosos efectos sobre el hormign durante la puesta en obra y despus del fraguado. Los movimientos del agua transportan: arena, grava y hielo que son causantes de abrasin. La salpicadura de las olas deposita sal sobre la lnea de mareas, lo que contribuye a la formacin de corrientes galvnicas, causante directa de la corrosin en las armaduras. El golpe de las olas, al tapar y destapar alternativamente cualquier grieta, produce en el interior un aumento brusco de la presin que erosiona y desgasta, aumentando el volumen de la cavidad, este fenmeno se conoce como efecto pistn, importante causa de erosin en estructuras. El deterioro de las estructuras de hormign debido a las causas enumeradas anteriormente, puede verse incrementado por las solicitaciones debidas a las presiones que ejercen las olas. El estudio el mecanismo de la disipacin de energa hidrodinmica, permite desarrollar la teora de las presiones que las olas ejercen sobre la estructura bajo la accin del viento. Bsicamente, se pueden considerar dos causas de disipacin de energa: por friccin interna y por rompiente de las olas. La friccin interna se produce, para las olas originales en aguas profundas, por las oscilaciones de las partculas de agua, alrededor de su posicin de equilibrio, con rbitas aproximadamente elpticas. La longitud y velocidad de las olas van disminuyendo a medida que se van acercando a la costa y aumenta la friccin del fondo. Se produce en consecuencia, un cambio energtico que torna inestable las partculas de agua y se origina una concentracin de energa cintica y potencial en la cresta de las olas, que se empinan hasta sobrepasar la tensin superficial y rompen. En otros casos, a las presiones enumeradas, se debe sumar la fuerza dinmica debida a la turbulencia del agua mezclada con aire, que puede alcanzar valores muy altos, de efectos ms destructivos que las olas pasantes. La relacin que existe entre la altura (h) y la profundidad (d) para que se produzca la rompiente es de d = 1.3 a 1.5 h. Los efectos de las mareas se pueden resumir en: Presiones horizontales en varias direcciones. 6

Fuerzas verticales descendentes, que tienden a modificar el fondo marino donde se apoya la estructura. Fuerzas cortantes ascendentes, que levantan la cresta de la ola y tienden a seccionar salientes de la estructura. Acciones hidrodinmicas por transmisin de la energa cintica contenida en el volumen de agua. Oscilaciones verticales y horizontales en la estructura, debido a fuerzas de inercia. Succiones y presiones radiales en orificios de las estructuras. Impactos causados por el arrastre de objetos flotantes Flexiones. DURABILIDAD DEL HORMIGN El ambiente marino constituye la ms severa prueba a la durabilidad del hormign. Una estructura construida inapropiadamente puede sufrir un rpido y serio deterioro. El hormign est sujeto a: ataque qumico, disrupcin por accin del hielodeshielo y ataque de corrosin electroqumica; abrasin por el movimiento sedimentario o del hielo; cavitacin por golpes de viento y ataque de los organismos marinos. Todo lo cual contribuye al deterioro del hormign martimo. ABRASIN En las zonas de vientos y a profundidades menores de 18 m, la arena y la grava pueden encontrarse en continuo movimiento, lo que producir abrasin en las estructuras de hormign; tambin las corrientes de fondo son causantes del movimiento de materiales. Los ngulos, aristas y resaltes de las estructuras, estn particularmente sujetos al rompimiento, desgaste y cada, por causa de la abrasin, hechos que se deben tener muy presentes en el diseo. Para hacer un hormign resistente a la abrasin, se deber incrementar su solidez y densidad por medio del uso de un buen compactado, con un diseo de mezcla de mxima compacidad y baja razn aguacemento. Se deber seleccionar agregados duros y resistentes a la abrasin. Las terminaciones debern ser muy buenas (lisas) por lo que es preferible el uso de mquinas de terminaciones, cuando sea posible. Un curado apropiado producir superficies antiabrasivas. El uso de moldajes metlicos vibratorios es una prctica muy recomendable. CAVITACIN Es causada por la accin de turbulencias producidas por rpidos movimientos de agua, como por golpes de viento y es agravada por las obstrucciones. La resistencia a la cavitacin es ms dificultosa de prever y se puede minimizar con un diseo apropiado que llene o alise las obstrucciones en reas de aguas en movimiento rpido. Se recomienda el uso de hormigones densos y duros; los agregados se debern seleccionar prefiriendo los que produzcan alta adherencia y trabazn mecnica, es decir, se prefieren los ridos de cantera (chancado) que los de lecho de ro (canto rodado). 7

ORGANISMOS MARINOS Los organismos que atacan al hormign son los moluscos, ya que ejercen una alta presin sobre la superficie de ste, desde su etapa embrionaria hasta su madurez. Esta presin puede erosionar o desgastar radialmente el hormign que se haya usado, adems de depositar cidos, que pueden disolver el cemento y son ms agresivos en un hormign poroso. Este tipo de ataques es ms peligroso y serio, en aguas tropicales y subtropicales que en aguas fras. Las estructuras se cubren de pelillo y lama, adems de los organismos ssiles mencionados, las grietas pequeas son usadas como moradas por jaivas, cangrejos, y las ms grandes, los peces. Un hormign de superficie densa y dura, proveer generalmente una proteccin adecuada. ATAQUE QUMICO El ataque qumico del hormign, se origina por la accin de los cloruros y sulfatos del agua marina, que se combinan con el cemento, formando compuestos solubles como hidrxido de magnesio, que se expande y explosiona dentro del hormign en los moldajes (causa grietas y fisuracin). Este tipo de ataque es ms rpido en aguas tibias y es de mayor significancia en aguas tropicales. La impermeabilidad es el mejor medio de proteccin del hormign. El uso de cementos con un moderado o bajo contenido de Aluminio Triclcico (Ca3Al), mximo 8%; producir un hormign resistente a los sulfatos. Los ngulos y aristas sobresalientes son altamente vulnerables al ataque y debern ser evitados, cuando sea posible, en la etapa del diseo. HIELODESHIELO Este ataque, en un hormign fisurado o poroso, es la ms destructiva de todas las fuerzas, debido al aumento de volumen del agua, al pasar de lquido a slido. Se ha comprobado la absoluta necesidad de aire incorporado, para este tipo de exposicin. Con aire incorporado y con baja razn aguacemento, se puede obtener muy buena durabilidad. CORROSIN DE ARMADURAS El cambio ms serio que se produce en una estructura de hormign armado en ambiente marino, es la corrosin de sus armaduras. En trminos generales, este fenmeno se produce en un hormign poroso y permeable, que est expuesto alternativamente al agua salada y al aire, en las zonas expuestas a la marea y salpicadura de las olas. La sal en concentraciones variadas es depositada sobre la superficie de hormign, producindose una penetracin por capilaridad, formndose una accin electroqumica que corroe la armadura de acero, como consecuencia de esto, se produce una oxidacin que gasifica, expande y termina por botar el recubrimiento de hormign, quedando la armadura al aire, comenzando su desintegracin. INSPECCIN Y MEDICIN DE LA CORROSIN Al efectuar la inspeccin visual, de una estructura de hormign armado posiblemente afectada por problemas de corrosin, se deber hacer un exhaustivo anlisis de las grietas, para poder tratar de detectar las posibles causas del deterioro. Al efectuar ducho anlisis, se deber tener presente lo siguiente: 8

1. La corrosin ocurre antes de que se evidencie exteriormente, por el desprendimiento del hormign que recubre la armadura. 2. Generalmente, la corrosin se presenta por sobre el nivel mnimo de mareas. La mayor parte de la corrosin se produce en la zona de amplitud de mareas y zonas expuestas a salpicaduras. 3. La corrosin se presenta en forma de grietas localizadas, algunas veces, se presenta a gran altura por sobre el nivel mximo de mareas. En las estructuras con arcos, se presenta en la clave, debido a la propagacin interna de la corrosin. 4. Siempre, el hormign del entorno de la zona corroda, es altamente permeable, fisurado y de baja resistencia. 5. En el hormign del entorno de la barra corroda, se ha encontrado invariablemente, una alta concentracin de sales marinas. 6. La naturaleza de la corrosin es galvnica, a causa de las pilas elctricas que se originan, como se mencion anteriormente. 7. La zona andica se encuentra separada de la zona catdica en una distancia que vara de los 5 cm a los 3 m. 8. El avance de la corrosin es mayor, mientras menor sea la resistencia elctrica del hormign y sta es mayor en las zonas catdicas que en las andicas. 9. Las posibilidades de corrosin disminuyen a medida que aumenta la profundidad, debido a que disminuye el oxgeno disuelto en el agua, pero en el fondo, y por diferencia de concentracin de oxgeno en el agua y suelo marino, se produce una pila, lo que da origen a una zona potencial propensa a la corrosin, sobre todo, si el fondo, se encuentra a poca profundidad. 10. La circulacin de corriente alterna por el hormign armado, no tiene ningn efecto corrosivo apreciable y conocido, sobre las armaduras de acero. 11. No se considera el ataque qumico al hormign, como causa directa de la corrosin de las armaduras. ANLISIS DE LAS GRIETAS Y SU INFLUENCIA EN LA CORROSIN Existen muchos tipos de grietas, con respecto a su profundidad, medida en la superficie, hay grietas superficiales, profundas y continuas. Con respecto a la direccin en la superficie, hay dos tipos principales; grietas de mapa, o grietas modelos, que son ms bien grietas cortas, distribuidas uniformemente y que corren en todas las direcciones, formando casi siempre una figura que se aproxima a una hexgono; este tipo de grietas, indica retraccin de las capas superficiales causadas por el hormign de las capas intermedias o fondo, la mayora de las veces por grandes nidos de piedras. El otro tipo importante de grietas, es la grieta sola y continua, que ocurre en direcciones definidas, a menudo en paralelo y a intervalos definidos; este tipo indica una retraccin en la direccin perpendicular a ella. Adems, existen grietas internas, alrededor de grandes nidos de agregados, es posible que fallas de compresin, se originen en tales grietas. Tambin hay grietas originadas en el hormign fresco (capilares) y grietas que se originan despus del fraguado como las grietas incipientes en el hormign fresco, las cuales vienen a descubrirse ms tarde, slo si otra influencia o factor viene a actuar como decantador.

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Las grietas recogen polvo, basuras, agregados y escombros, aparte de dar facilidades de vida a organismos ssiles. Pero originalmente las grietas, se producen para permitirle al hormign moverse hacia ambos lados y as ayudar a las fatigas internas. Este movimiento llega a ser restringido o se anula, cuando las grietas se llenan de material y el hormign adyacente puede entonces desmoronarse agrandndose la grieta. Algunas grietas son seal evidente de que el hormign est bajo un deterioro interno. Las grietas directamente sobre las armaduras y que corren en la misma direccin de las barras o grietas que estn manchadas o teidas de caf (orn), es signo seguro que la armadura de acero est corroda, en tal grado, que se ha producido una invasin del producto de la corrosin en el hormign. Generalmente, grietas profundas acompaadas con expansin, pueden ser causadas por el ataque de sulfatos, algunas veces esto significa que la mezcla contena ms sulfato que lo normal, o tambin puede ser que el sulfato provenga de otra fuente y que durante el servicio haya encontrado un medio de propagacin. Otras grietas generalizadas, pueden resultar del uso de varios tipos de agregados que reaccionan qumicamente con el cemento, o del uso de agregado grueso altamente poroso. MEDICIN DE LA CORROSIN Un poderoso arsenal de ensayos sirve de inapreciable ayuda al investigador, para determinar los deterioros, ya sean visibles o no, y para determinar si la corrosin se activa o si las grietas han sido iniciadas por otra causa. Lo ms importante es la inspeccin visual, la medicin y anlisis de las grietas; luego con muestras tomadas de la estructura, pueden ser ensayadas para medir el contenido de ion cloruro, gravedad especfica, porcentaje de vacos, absorcin y resistencia a la compresin. Los resultados de estos ensayos nos ayudan a : medir el grado de susceptibilidad de la estructura, determinar los aditivos y la ulterior corrosin. Adems, el ensayo de los agregados reactivos puede ser hecho para determinar si los agregados son causantes o contribuyentes del agrietamiento. El ensayo de ultrasonido, puede ser realizado en el hormign en obra, para estimar la severidad y extensin del deterioro por agrietamiento o los vacos del hormign, an cuando estos no pueden ser vistos. Otras reas daadas por corrosin a causa de un insuficiente recubrimiento de las armaduras, pueden ser detectados por el Pacmetro, un aparato magntico que mide la profundidad de las armaduras, si el tamao de las barras es conocido. La existencia de corrosin activa, puede ser detectada por la medicin directa de un flujo de corriente. Se hace una conexin elctrica de un borne de un voltmetro a una barra de la armadura expuesta. El otro borne del voltmetro es conectado a un elemento de pila de sulfato de cobre, que es entonces puesto en contacto con la superficie de hormign en varios puntos. La magnitud y signo del voltaje resultante es un indicador de la actividad de la corrosin en el hormign. Un potencial de alrededor de 0.30 Volts, es generalmente considerado un valor de inicio, y que sobre el cual, el dao por corrosin ocurrir sobre seguro. Muchas observaciones indican que un potencial igual o mayor a 0.20 Volts es indicador de avera por corrosin en miembros verticales de hormign. Resumiendo, si se obtienen bajas lecturas en una regin agrietada, el agrietamiento puede ser considerado como estructural y no a causa de la corrosin. CONCLUSIONES CAPTULO II Teniendo en cuenta que la corrosin es el mayor, y ms daino, de los efectos que produce el ambiente marino en los hormigones sumergidos, sta se debe controlar de todas las maneras posibles. El control se puede lograr sabiendo a cabalidad las condiciones a las cuales ser sometido el hormign, en estado fresco y, una ves terminado su fraguado. Por lo que es necesario controlar una serie de factores tale como. 10

La lnea de marea: Esta se debe controlar debido a que es en este punto donde se produce, debido a la salpicadura del agua marina, una concentracin de sales, que asociada de la porosidad en el hormign, genera una diferencia en la concentracin de O2.. Es en este punto del proceso donde se produce la fuga de O2 del acero, generndose la corrosin. Mantencin de la superficie de la estructura: Esto tiene que ver con la eliminacin de la suciedad de la superficie del hormign, ya que esta puede ocultar grietas o anuncios de posibles fallas. Tambin se considera la extraccin de moluscos, los que distorsionan las medidas de la estructura y descascaran la superficie, aumentado la porosidad. Terminaciones: El cuidado que se debe tener va mas all de un factor esttico, lo que se debe tener en cuenta es la existencia de salientes que puedan sujetar hielos, los que solicitan la estructura al momento de baja marea, descascarndola, y por ende dejando las armaduras al descubierto. Tambin se debe tener cuidado con la existencia de cuevas tanto sobre como bajo la lnea de marea, ya que en el caso de las que estn bajo el agua se socavan con el movimiento de la grava o arena del fondo marino. En el caso de las cuevas que estn sobre la lnea de marea se socavan con el viento o movimiento marino debido a que hacen las veces de pistn. TECNOLOGA DE LOS HORMIGONES MARTIMOS Para obtener hormigones de la calidad que uno desea, es necesario establecer, mediante el uso de dosificaciones adecuadas, la combinacin adecuada de los agregados. En este captulo se establece como objetivo general el presentar los cuidados que se deben tener en el diseo de las dosificaciones para obtener un hormign sumergido de calidad. Adems se tienen como objetivos especficos el detallar las dosificaciones y tipos de hormigones necesarios para realizar obras de calidad en ambiente sumergido, esto quiere decir el establecer las cantidades de: agregados ptreos, de agua de amasado, de aire incorporado, la cuanta de armadura, de aditivos y de cemento. DISEO DE HORMIGONES El diseo de hormigones comprende la correcta determinacin cuantitativa de los componentes del mismo. Para ello es que se debe tener especial cuidado en las caractersticas deseadas en el producto final, ya que la dosificacin, siendo como una receta, si se vara la cantidad de alguno de los agregados se obtiene quizs un producto que perjudique, en forma no pensada, la estructura a hormigonar. CALIDAD DE LOS MATERIALES La calidad de los materiales es proporcional a la calidad que se espera de la mezcla de hormign en la cual se utilizaran. Por ello es que a continuacin se muestran los cuidados que se debe tener a elegir y cuantificar cada elemento que constituir la mezcla. AGREGADOS PTREOS Constituyen la porcin mayor de la dosificacin y no ha de contener materias orgnicas, substancias solubles, pelculas adheridas, ni elementos blandos, deleznables o susceptibles de descomposicin. Ha de ser qumicamente inerte respecto del cemento y mecnicamente tenaz y adhesivo con la pasta de cemento. Estar constituido por trozos duros, no absorbentes ni permeables, estables e indivisibles. Su granulometra ser aquella que d el mnimo de huecos, o sea, la mxima compacidad. En cuanto a su forma, el ideal para los agregados redondeados es la esfrica y para los agregados angulosos, es la cbica. Los que tienen formas laminadas, aplanadas y largas, cilndricas o formas torcidas, dan mezclas poco trabajables y con tendencia a causar sedimentacin o exudacin. 11

Fundamentalmente, los agregados debern estar limpios y libres de suciedad o depsitos de sal, por que lo es deseable, en caso de duda el lavado de los ridos. El contenido de sales no deber superar los lmites establecidos en la Norma NCh 163. AGUA DE AMASADO Generalmente, deber tener la calidad de ser potable y estar libre de turbidez excesiva y materiales orgnicos. Para una mayor durabilidad, y particularmente en exposiciones en climas semitropicales, se deber imponer estrictas limitaciones con respecto al porcentaje aceptable de cloruro de magnesio (1%). Con respecto al uso del agua de mar, algunos autores lo aceptan, pero con severas limitaciones y recomiendan un alto contenido de cemento con el fin de incrementar la alcalinidad e inhibir la corrosin. Toda esta propensin a la corrosin de las armaduras, limita el uso del agua marina en el hormign armado y prohbe su uso en el hormign pretensado. Shaln y Raphael, dicen adems, que cuando la estructura est permanentemente sumergida, la corrosin podra no ocurrir, siempre que exista un alto pH y un contenido de sal uniforme. La norma NCh 163 limita el contenido de Cloruros a 0.250 (Kg/m3) en hormigones pretensados. AIRE INCORPORADO Es esencial para un hormign martimo, ya que permite lograr mayor plasticidad, por la distribucin uniforme del aire en la mezcla, estos esferoides de aire, obran a la vez como un rido fino y como un sistema de rodamiento de bolas que facilitan la movilidad y acomodamiento del agregado grueso. Los beneficios que se pueden obtener con el uso del aire incorporado, son: a. Disminucin del contenido de arena en un volumen absoluto igual al del aire incorporado. b. Disminucin del agua de amasado, sin prdida de asentamiento. c. Mejora de la trabajabilidad y disminucin de la razn agua cemento. d. Los glbulos, se constituyen en una defensa contra la segregacin y exudacin, lo que facilita el transporte, vaciado y da un mejor acabado superficial. Su porcentaje vara de un 4 a 6 %. Actan tambin como vlvulas de absorcin de presiones internas y como freno a la penetracin salina. ADITIVOS Son los ingredientes que se agregan al hormign, antes o durante el amasado, con el fin de conferirles alguna cualidad determinada. En los hormigones martimos son frecuentemente usados los reductores de agua, para mejorar la trabajabilidad y reducir la segregacin durante la manipulacin. Retardadores y Plastificantes son muy usados en los hormigones sumergidos. A continuacin se muestra una tabla con algunos aditivos utilizados en hormigones bajo agua. TABLA 31 ADITIVOS

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ADITIVO

Sikament FF86

Sikament NF

Sika Ferrogard 901

Sikacrete W

Sikacrete 950

Fro Be

CARACTERSTICA Es un producto sinttico que produce en el hormign una consistencia superfluida o permite trabaja con una fuerte reduccin de agua de amasado. No contiene cloruros, no es txico, custico ni inflamable. Este aditivo es absorbido por las partculas de cemento confirindoles una carga elctrica negativa produciendo su separacin, permitiendo con esto una hidratacin completa de los granos de cemento, sin efectos secundarios. Es un aditivo superfluidificante y reductor de agua de alta capacidad que produce en el hormign una consistencia superfluida o permite trabajar con una fuerte reduccin de agua de amasado. Es un aditivo inhibidor de la corrosin de las armaduras de acero insertas en el hormign armado. Mediante su accin se aumenta considerablemente la vida til de los elementos de construccin de hormign armado. Es una combinacin de inhibidores orgnicos e inorgnicos. Este aditivo forma una pelcula protectora sobre la superficie del acero e impide la disolucin del metal, protegiendo especialmente sobre la accin de cloruros. Es un aditivo en polvo compuesto por microslice (Silica Fume) de alta calidad y aditivos especiales que, adicionado a la mezcla de hormign o mortero, disminuye el lavado del cemento en el vaciado de la mezcla bajo agua. No contiene cloruros y puede utilizarse en hormigones y morteros en conjunto con un superplastificante para obtener la fluidez necesaria para la colocacin del hormign. Es un aditivo basado en microslice de alta pureza que, combinado con un superplastificante, produce mxima resistencia mecnica, alta impermeabilidad y alta durabilidad del hormign. En la mezcla fresca se produce una lata cohesin, una reduccin de exudacin y una mejor trabajabilidad. Es un aditivo el elaborado a base de agente tensoactivo, ligeramente ms viscoso que el agua, que adicionado al hormign, genera microburbujas que se reparten uniformemente. Adems permite un aumento en la trabajabilidad y/o disminucin del agua de amasado, reduce la segregacin, reduce la exudacin e incrementa la cohesin interna de la masa del hormign.

Es conveniente realizar mezclas de prueba, para establecer dosificaciones y determinar cualitativamente y cuantitativamente los resultados. ARMADURAS Debern estar bien distribuidas para reducir el tamao de cualquier fisura o grieta que pueda ser causada por la retraccin u otras causas. Un adecuado recubrimiento de hormign sobre las armaduras, deber ser previsto. Asimismo se verificar que alguna pieza o trozo de armadura, no quede topando el moldaje. Muchas autoridades recomiendan un espesor de recubrimiento de 6 a 5 cm, y se deber prever que el hormign sea muy denso e impermeable, sobre todo en la zona de amplitud de mareas y expuesta a salpicaduras. CEMENTO Un alto contenido de cemento es preferible, por la debilidad, un mnimo de 425 (kg/m3) es recomendado. La razn aguacemento, deber ser lo ms baja posible, en orden a reducir la permeabilidad se recomienda un 13

0,4 + 0,05. En cuanto a la calidad del cemento, este deber tener un moderado contenido de Ca3Al (alrededor de un 8%) para prevenir una reaccin qumica entre el hormign y el agua marina. Adems, deber tener un bajo contenido alcalino (de 0,6% de Na2O y K2O) para prevenir una reaccin con ciertos agregado, que pueda ser acelerada en ambiente marino. De preferencia pueden aceptarse los cementos con adiciones activas como puzolana y escorias. El cemento, como principal adherente entre los agregados ptreos que conforman el hormign, se puede encontrar en diferentes tipos, algunos de ellos se describen a continuacin: CEMENTO PRTLAND Cemento Portland sin agregados, es el producto que se obtiene de la pulverizacin de una mezcla de clnquer y sulfato de calcio con agua (yeso hidratado). CEMENTOS SIDERRGICOS Es el producto que se obtiene de la mezcla conjunta de clnquer, escoria bsica granulada de alto horno y yeso. La escoria bsica granulada, es el producto que se obtiene por enfriamiento brusco de la masa fundida no metlica, que resulta en el tratamiento de mineral de hierro, en un alto horno. Si tiene menos de 30% de escoria bsica, se denomina Cemento Portland Siderrgico. CEMENTO CON AGREGADO A Es el producto que se obtiene de molienda conjunta con clnquer, agregado tipo A y yeso. El agregado tipo A es una mezcla de sustancias, compuestas por un material clcicoarcilloso, que ha sido calcinado a temperatura superior a 900 C, y otros materiales a base de xidos de silicio, aluminio y fierro. Si contiene menos del 30% del agregado tipo A se llama Cemento Portland Tipo A, y si tiene entre 30 y 50% se llama Cemento Tipo A. CEMENTO PUZOLMICO Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta del clnquer, puzolana y yeso. La Puzolana es el material slicoaluminoso que, aunque no posee propiedades aglomerantes por si solo, las desarrolla cuando est finamente dividido y en presencia de agua, por reaccin qumica con el hidrxido de calcio, a la temperatura ambiente. Si tiene menos de 30% de puzolana, se denomina Cemento Portland Puzolnico, en contrario se llama Cemento Puzolnico. DOSIFICACIN Y CURADO Al disear un hormign, se debe tener especial cuidado que las propiedades especficas que se estn dando al hormign, sean las necesarias, pues los requerimientos de exposicin son generalmente mucho ms exigentes, con las dosificaciones; que los requerimientos de resistencia. En todo caso, al disear una dosificacin, se deber tener presente lo siguiente: Ocupar un mtodo de dosificacin (se recomienda el mtodo ASCII). 14

Que, la trabajabilidad del hormign, determinada por el Asentamiento de Cono sea alto, de 15 a 18 cm., a causa de que los hormigones sumergidos, no se pueden vibrar ni compactar, porque se desintegran y con un asentamiento alto, al momento del vaciado en los moldajes, se compacta solo, ocupando y llenando perfectamente todo los moldes. Hay que tener presente que el tipo de rido, tambin influye en el descenso del cono, sobre todo cuando se trata de chancado con aristas vivas, pues producen trabazn mecnica. La razn aguacemento mxima que se podr adoptar ser de 0.4; siempre se tratar de usar la mnima posible. Todo esto es debido a que el cemento para su hidratacin, necesita alrededor de de su peso en agua. Todo el exceso de agua sobre lo indispensable, producir poro y por consiguiente aumentar su permeabilidad, dejndolo vulnerable al ataque del agua marina (penetracin por capilaridad). Cantidad de Agua; como el exceso de agua es perjudicial a los hormigones, sta debe ser la mnima posible de acuerdo a la estructura, medios de colocacin y trabajabilidad; la cantidad de agua, est determinada por dos variables, el Asentamiento de Cono y el tamao mximo de los agregados, y oscila alrededor de los 200 (L/m3), es recomendable el uso de aditivos humectantes. Cantidad de cemento; cuando se imponga el uso de cemento corriente, es necesario adoptar para el hormign una dosificacin rica, de 400 a 600 (kg/m3); se puede mejorar su impermeabilidad por medio de la adicin de otro aglomerante que lo complemente, como puede ser, puzolana bien cribada y finamente triturada en una porcin del 20 al 30% del peso del cemento o todava mejor, recurrir al empleo de cemento puzolnico. Cantidad de Aire; se recomienda el uso de aditivos incorporadotes de aire, ya que se forman glbulos microscpicos de are, uniformemente repartidos en toda la masa del hormign, que mejoran su durabilidad e impermeabilidad, ya que sellan cualquier canal capilar que se pueda producir durante el fraguado. Cantidad de ridos finos y gruesos; como es sabido, los ridos finos deben ir llenando los huecos que los ridos de tamao superior, para obtener en el total el mnimo de huecos. El exceso de fino sobre la cantidad justa para llenar los vacos de los gruesos, acarrea inconvenientes que hacen perder cualidades a los hormigones, pues el exceso de mortero, hace que se requiera una mayor cantidad de agua para una misma trabajabilidad, por consiguiente, se baja la resistencia mecnica y las defensas contra los ataques de agua marina. Consolidacin y Curado; los hormigones sumergidos no podrn apisonarse y menos vibrarse, porque con ello se desintegraran, por lo tanto, lo que ms se acepta, es que durante el hormigonado, se golpeen suavemente los moldajes con un combo de madera, con el fin de ayudar a la eliminacin de las burbujas de aire y as, obtener una mejor compactacin, mayor apretado y por ende, mayor densidad. TIPOS DE HORMIGONES MARTIMOS Es bueno tener en cuenta para el desarrollo de un proyecto, en el que alguna estructura deba estar sumergida, que se cuenta con mas de una alternativa de hormign a utilizar. A continuacin se muestran lo diferentes tipos de hormign que se pueden utilizar, y en las estructuras que se recomienda su uso. HORMIGN PESADO Se define as a todo hormign que posee un peso especfico superior a 3.7 (ton/m3), debido al uso de agregados de gran peso especfico. Son numerosas las aplicaciones de hormigones sumergidos, en donde un 15

alto peso unitario sumergido, es de gran importancia. El hormign convencional, pesa en el aire 2.4 (ton/m3), con un peso efectivo sumergido de solo 1.4 (ton/m3) y se puede lograr hormign pesado (hechos con agregados con gran densidad) que pueden llegar a tener un peso sumergido efectivo de 2.7 (ton/m3). Esta alta densidad puede tambin ser efectivamente utilizada en proveer anclaje o empotramiento para tubera, puentes de pontones, etc., y para proveer proteccin en contra de radioactividad. La alta densidad, es de suma importancia para resistir la fuerza de las olas, pues es importante tener un peso sumergido que impida el desplazamiento causado por las olas. Desde hace poco, se ha estado extendiendo el uso de hormign pesado en tetrpodos y otros elementos de proteccin prefabricados. La magnetita es el material o agregado pesado ms comnmente usado, con la salvedad que impone el limitar al contenido de sulfatos para prevenir la corrosin. Otros agregados pesados son; Ilmenita, Limonita, Barita y desfunde de fierro. HORMIGN LIVIANO Se define as a todo hormign cuyo peso especfico es inferior a 2 (ton/m3) y se usa en todas las obras submarinas en que se requiere un aumento de boyantes o disminucin del peso efectivo por unidad de volumen. Es frecuentemente empleado en estructuras flotantes, donde hay problemas de recubrimientos de armaduras, permeabilidad y colado a causa de losas y muros de poco espesor. El hormign liviano es de dos tipos bsicos: estructural y celular. HORMIGN LIVIANO ESTRUCTURAL Se consigue empleando agregados livianos, provocando la formacin de burbujas en las pastas, aadiendo espuma o suprimiendo los finos (es un hormign con slo ridos gruesos y pasta de cemento, para ligar los ridos, exclusivamente por sus puntos de contacto). Tiene un peso unitario de 1.7 (ton/m3); y una resistencia sobre 250 (kgcm2). Con la adecuada asesora se puede lograr un hormign liviano estructural durable y de alta resistencia, la mezcla deber ser diseada de modo que sea rica y densa con agregados de excelente calidad. En los ltimos aos, se han desarrollado numerosas aplicaciones para hormigones livianos pretensados como ser pilas, pilotes y estructuras a flote. Un hormign de este tipo sobre todo bien pretensado no tiene ninguna desventaja frente a u hormign convencional. HORMIGN LIVIANO CELULAR Se define as al hormign que tiene una multitud de burbujas o celdillas en su masa, producida o creadas por la reaccin de un aditivo aireante o expansivo. Tambin es de muy bajo peso especfico, generalmente vara de 1.3 a 1.5 (ton/m3), en el aire. Su resistencia celular se usa frecuentemente, para proveer un llenado ncleo de poco peso; como su mayor problema es la porosidad, normalmente, deber ser cubierto con un hormign de densidad normal, para 16

proveer impermeabilidad, y proteccin, en contra de la corrosin de las armaduras y contra el ataque de los organismos marinos. HORMIGN CICLPEO En este tipo de hormign se utiliza la facilidad y economa del uso de grandes rocas de la localidad, unidas entre s por medio de hormign Tremie, para formar una gran masa submarina de gravedad (algo as, como un muro submarino), adems, se usa tambin para el llenado de caisson y para trazar fundaciones en el fondo marino. Se usan grandes rocas (limpias) que pesan sobre 0.6 (ton) y con un dimetro no menor de 40 cm., son puestas y acomodadas a aproximadamente 90 cm., de lado. Luego el hormign es colado(como siguiendo estos caminos entre las rocas) llenando todos los intersticios homogeneizando la masa. El resultado es aproximadamente 40% de hormign y 60% de rocas colocadas. El hormign es usualmente vaciado con un balde abierto por el fondo y que descarga el hormign sobre y dentro de la masa de rocas. Este mtodo ha sido usado muchas ocasiones y tiene la desventaja que produce un considerable aumento de la exudacin. El mtodo tremie, ha sido tambin empleado y tiene la ventaja de ser mejor dirigida la descarga y ms uniforme la tongada y con menos segregacin y exudacin. CONCLUSIONES CAPTULO III En al etapa de diseo de un hormign, la dosificacin de sus constituyentes es de gran importancia, ya que de ella dependen cualidades fundamentales en el hormign fresco y fraguado. Si se desea obtener un hormign trabajable: Se necesita controlar la forma del rido a utilizar. Si es parecida a una esfera o a un cubo, dependiendo del tipo (canto redondeado o chancado), se mejora la trabajabilidad. Tambin se puede aumentar la cantidad de agua, acarreando porosidad y lavado en la colocacin, por lo que se recomienda el uso de aditivos incorporadores de aire, lo que hace un hormign ms trabajable y ms denso, manteniendo una cantidad de agua razonable (sin consecuencias dainas). Si se desea impermeabilidad. Lo recomendable es aumentar la cantidad de cemento en la mezcla y agregar aditivo incorporador de aire (4 a 6 %). El agregar cemento hace que la mezcla no se deslave en la colocacin, lo que evita poros y por tanto capilaridad (fomenta la corrosin). El aditivo incorporador de aire ayuda a que las partculas de cemento se mezclen con el agua, as aprovechando toda el agua incorporada y por ende una disminucin de los poros. TCNICAS DE HORMIGONADO Muchas estructuras martimas pueden ser construidas a base de elementos prefabricados de hormign, con cada elemento fabricado de un modo convencional, por lo que la faena martima se reduce al montaje; otras estructuras, mediante el uso de elementos de servicio, pueden ser construidas en el aire, sobre agua. El hormigonado sumergido es requerido en ciertas estructuras que deben ser construidas en el lugar, bajo la superficie del agua; tcnicas especializadas han sido desarrolladas, para asegurar que el hormign sea puesto en obra en forma apropiada y eficiente, ya que ste debe ser capaz de desarrollar la resistencia y caractersticas asignadas en el diseo. El captulo que se presenta a continuacin, tiene como objetivo general establecer la diferencia que existe 17

entre un hormigonado fuera del agua y uno sumergido. Tambin se tiene como objetivo especfico el explicar las diferentes formas que existen para hormigonar bajo el agua, esto incluye las tcnicas de hormigonado (hormign tremie, hormign ensacado, hormign por talud, hormign en cubas y cementos hidrulicos), los tipos de hormigones usados, la inyeccin de morteros, los moldajes utilizados y las protecciones de las estructuras ya hormigonadas. HORMIGN TREMIE (TUBOTOLVA) En la Norma NCh 170 Hormign Especificaciones Generales, se denomina procedimiento de TuboTolva. Esta tcnica es empleada en diversos propsitos, incluyendo hormigones sumergidos, estructuras submarinas, reparaciones de hormigones sumergidos, construccin y juntas de secciones de tneles submarinos, pilas para fundaciones de estructuras tales como: puentes y plataformas de costa adentro. Este proceso puede ser usado en casos que se quiera lograr una muy alta calidad estructural, y se han logrado exitosas operaciones de hormigonado en profundidades de hasta 50 m, como el hormigonado de machones de puentes. Este proceso o tcnica, consiste en colocar el hormign en obra, por medio de un tubo, cuyo extremo inferior queda siempre embebido en el hormign fresco, de modo que el lavado y segregacin son substancialmente prevenidos. Se puede sugerir (para uso comparativo) la siguiente dosificacin, para obtener un hormign apropiado para esta tcnica: TABLA 41 DOSIFICACIN PARA HORMIGN BOMBEADO Use un tamao mximo de 2cm. para propsitos generales. Agregado Grueso Use un tamao de 3.8 cm., para grandes masas y gravilla, para juntas y reparaciones, evite el uso de ridos de partculas alongadas y de aristas vivas. Use de 42 a 45% de arena. Use una mezcla rica de 425 a 600 (kg/m3) Use de 15 a 20 cm. Use aditivos plastificantes e incorporadotes de aire, con el objeto de reducir la segregacin, formacin de exudacin y punto de hidratacin.

Agregado Fino Cemento Asentamiento de Cono Aditivos

TCNICA DE HORMIGONADO. La instalacin utilizada, se compone de tubos de 25 a 45 cm., de dimetro, soportados por un puente gra con cabrestantes mviles, que permiten subir y bajar el tubo, toda la instalacin va montada en un andamio con plataforma de servicio. Gracias al cabestrante por una parte y al puente gra por otra, es posible cubrir con precisin toda la zona a hormigonar. El tubo termina en su parte superior en una tolva o un embudo para el vertido del hormign. Se usa tolva cuando se est operando con aportaciones intermitentes de hormign, Ej. Transporte por cubas. Se usa embudo cuando se est operando con aportacin continua, Ej. Hormign bombeado.

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La operacin de hormigonado comprende tres fases: Cebado del tubo; formacin del Bulbo y Vertido. Cebado del tubo: se debe llenar completamente el tubo con hormign, sin contacto con el agua que contiene. Para esto pueden imaginarse varios artificios (hasta el empleo de aire comprimido), pero el ms sencillo parece ser, hacer bajar por el tubo un tapn perdido, que acte como sello estanco, de modo que la columna de hormign baje lentamente, sin contacto con el agua y evitar segregacin por cada libre; o bien, reemplazar el tapn por una cmara de pelota inflado que se recupera luego de cada cebada. Formacin del bulbo: bajo el empuje del peso de la columna de hormign fresco, este, por efecto de la tensin superficial se extiende progresivamente alrededor del tubo, cuyo extremo inferior no debe estar levantado ms de 30cm. del fondo, con el fin de evitar la segregacin y lavado. Luego, bajo el efecto de la resistencia sobre el fondo, as como por la resistencia en la masa, la superficie toma la forma de una cpula, en la que, con el tubo hundido a la profundidad deseada, se forma el bulbo en la base. Vertido: en tales condiciones puede realizarse el vertido, desplazando el tubo, mediante el cabestrante y el puente gra. El tubo debe estar permanentemente lleno, realizndose la carga del hormign regular y continuamente, con el fin de asegurar que no se descebe, dando lugar a la entrada del agua. El peso del hormign contenido en el tubo, debe ser en todo momento, superior al efecto de la presin del agua en su base. Siempre, se debe contar con la ayuda de buzos especializados para supervisar la buena ejecucin del proceso. Adems, esta faena se debe programar de modo que coincida con la alta marea, para tener la seguridad de trabajar con mar tranquilo. Un hormign tremie bien hecho, puede dar resistencias de 282 (kg/cm2) si su curado es bueno, no tiene problemas de contraccin; el factor que el hormign sea puesto en obra baja presin, hace que se logre una alta densidad. Su adherencia es buena con el acero, roca, madera y otros hormigones, cuando es puesto bajo agua. Una satisfactoria adherencia mecnica ha sido lograda con bentonita usada como una especie de soporte o moldaje. Grandes masas de hormign y altos rangos de volumen puesto en obra han dado los mejores resultados, incluso a temperatura ambiente de 3 C. A continuacin se muestra una dosificacin (uso comparativo) para el Grout Tremie. TABLA 42 DOSIFICACIN PARA HORMIGN TREMIE Arena gruesa o gravilla, de un tamao mximo de 1cm., mezclada con arena en un volumen de 810 (L/m3), la gravilla debe ser de cantos redondeados y la arena 675 (L/m3). Se usa una mezcla rica de 510 (kg/m3). Use aditivos plastificantes y fluidificantes.

Agregados Cemento Aditivos Agua

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Potable, suficiente para dar la consistencia de una sopa espesa Colocacin en Obra: El Grout deber ser muy bien mezclado en una mquina amasadora y puesto en obra a travs de un tubo y ocupando la fuerza de gravedad o bien, ocupando una manguera de paredes duras de dimetro adecuado, se deber contar con la suficiente presin para vencer la friccin de las paredes de la manguera, pero se debe tener bastante cuidado para no usar una presin excesiva. Fig. 41 MODELO DE EQUIPO PARA HORMIGN TREMIE

Figura 42 ESQUEMA DE HORMIGONADO POR TUBOTOLVA HORMIGN ENSACADO Este mtodo se usa para construir muretes o plataformas bajo el agua o para formar la base de una cimentacin, ej. Muros de muelles o malecones, siempre la arista ms cargada descansa sobre un murete de hormign en sacos, que transmite los esfuerzos a un fondo de cimentacin satisfactorio, descansando el resto, sobre un macizo de escollera. Similar mtodo, se ha usado para sellar juntas, soportar o proteger del oleaje y corriente a elementos prefabricados o tuberas submarinas, en orden de prevenir movimientos dando soporte y proteccin. Dos mtodos son usados para ensacar el hormign: En el primero, la mezcla de hormign seco es ensacada; se llena hasta la mitad y se cierra, luego es sumergido por medio de pallets y es colocado en obra por un buzo. El cemento se va hidratando, segn el agua va penetrando. Este mtodo tiene la ventaja de que el tiempo de manipulacin y colocacin no es crtico, pero la hidratacin es baja y el saco puede ser dislocado por las olas y/o corrientes, antes que haya fraguado. La adherencia entre sacos adyacentes puede no ser buena y el cemento puede no ser distribuido uniformemente en la mezcla. En el otro mtodo, se usa un hormign con un asentamiento de cono bajo, y de estado plstico; los sacos a usar pueden ser de arpillera o yute, deben ser flexibles para que formen un cuerpo entre s y no deben llenarse completamente (hasta 2/3 de su capacidad), la arpillera deber estar escardada, y la tela empapada con una lechada muy clara antes de recibir el hormign. El saco una vez cerrado, puede envolverse en una malla galvanizada de 2 mm y trama 5 cm. Fig. 43 MURO DE MUELLE, EN BASE A HORMIGN EN SACOS Los sacos se sumergen en pallets y envueltos en una funda (manga de polietileno, del doble de dimetro que los sacos y con sus dos extremos abiertos). Luego un buzo sostiene el saco en posicin y el otro extrae la funda. Una pareja de buzos puede colocar en obra de 250 a 300 sacos en un da (con un promedio de profundidad de 10 m.). Con este mtodo, se puede lograr una muy buena adherencia con el fin de obtener una obra monoltica, se asegura una total hidratacin y la calidad general del hormign puede ser controlada. Cuando se trata de sellar juntas en que no se requiera adherencia, el hormign puede ser colocado en bolsas de polietileno de alta densidad, para prevenir cualquier lavado de ste. A veces, para el mejoramiento de fondos, se han sumergido mediante gras, grandes bolsas que contenan varios metros cbicos de hormign. Una variante de este mtodo, son los salchichones de fondo, que se emplean como asientos de malecones y rompeolas, son de hasta 25 m de largo y 1,5 m de dimetro; se preparan en cajones flotantes o pontones que 20

los llevan de la obra al punto de inmersin, en donde se sumergen abriendo el fondo de aquellos. Los salchichones se rellenan de hormign y se cosen al borde del pontn. Como el hormign de relleno es plstico, los salchichones se amoldan a las desigualdades del fondo, lo que se ayuda por medio de la labor de buzos. Con dosis suficientes de cemento, las capas de salchichones sueldan entre s, formando una obra monoltica. Este mtodo es muy adecuado, cuando la furia del mar impide ocupar otro sistema de fundacin. HORMIGN POR TALUD QUE AVANZA Este procedimiento o tcnica, slo aplicable bajo pequeos espesores de agua (inferiores a 80 cm.). El hormign se deposita en A (ver Fig. 44), se incorpora por peso a la masa B en fluencia que avanza con un talud C, que es el nico en contacto con el agua y sometido al deslavado. Es necesario actuar continuamente para evitar los movimientos del agua sobre este talud, en el que efectivamente se forman lechadas (mezcla de cemento y arena muy fina), que no fraguan y que crearan en el macizo planos de deslizamiento y ruptura. Despus de cada interrupcin, se limpia el talud con escobillas de acero para descarnar la superficie, eliminar los excesos de lechada, que despus se bombearn sin agitacin. La dosificacin a ocupar, es la misma del hormign tremie estructural, el macizo en avance no puede apisonarse ni vibrarse. La faena se debe programar para hacerla en alta marea, si la mar se agita, hay que interrumpir el trabajo. Fig. 44 ESQUEMA PARA HORMIGONADO POR TALUD QUE AVANZA HORMIGN EN CUBAS Esta tcnica se aplica en profundidades de agua superiores a 80cm. El hormign atraviesa la capa de agua en una cuba perfectamente estanca, que se hace bajar lentamente, mediante cabestrante o gra hasta llegar al macizo a hormigonar. La cuba se deposita sobre el macizo y un buzo la abre, elevndose despus suavemente para que el hormign fluya en agua tranquila. Fig. 45 CUBA PARA HORMIGONADO Fig. 46 ESQUEMA HORMIGONADO POR CUBA Este mtodo se debe proscribir, cuando se debe verter en un encofrado de dimensiones reducidas, pues el ascenso y descenso de la cuba, produce un efecto pistn que agita el agua, producindose remolinos en el agua que rodea al hormign fresco, con resultados desastrosos. Es especialmente apropiado, cuando se trata de hormign en masa, hormigones ciclpeos, en que capas de rocas son alternadas con capa de hormign, cubrimientos y proteccin de tuberas submarinas. En aguas poco profundas, en donde las olas y la accin del viento pueden tender a lavar al hormign tremie, puesto por medio de una tubo; el hormign en cuba, puede ser ms estable y puede ser puesto con un asentamiento de cono bajo, se pueden usar agregados de hasta 20 mm. Las cubas son recipientes perfectamente estancos, con paredes inclinadas para facilitar la salida del hormign, 21

se abren por el fondo por sistemas hidrulicos y/o neumticos, adems llevan un sistema de pata que le permiten posarse con seguridad, quedando la cuba a cierta altura, de modo que las portezuelas pivotean libremente. La capacidad de las cubas vara de 200 a 1000 L. Durante la operacin, las cubas vacan su carga primero en el fondo y luego, sobre las capas anteriormente vertidas an frescas, por tanto, el hormign no entra en contacto con el agua, sino al extenderse, de modo que se logra una buena trabazn. Cuando el rea a hormigonar sea grande, se subdivide en secciones pequeas, no mayores a 6x6m., ya que el hormign tiene un radio de extensin de 30 cm. y las cubas no se abrirn a mas de 30 cm., de altura. Una variante del sistema, que se emplea en obras de poco volumen de hormign, consiste en ocupar bolsas de lona impermeabilizadas, que se bajan boca a bajo, amarradas por el fondo y cerradas en la boca por medio de un nudo de maniobra, que permite abrirlas manualmente. Su capacidad no sobrepasa de los 100 L. La labor de los buzos, se limita a ubicar el capacho sobre el punto a hormigonar y abrirlo, luego enviarlo a la superficie para repetir el ciclo. El mtodo de la inmersin en cubas, tiene las ventajas de tener una operatoria sin complicaciones y rapidez de hormigonado, se logran hormigones de buena calidad, con excelente trabazn y no exige ms aparatos especiales, que el depsito para sumergir el hormign. INYECCIONES SUBMARINAS DE MORTERO ACTIVADO Por este proceso, se construye directamente dentro del moldaje, el hormign, in situ, con grandes ventajas cuando es necesario una buena adherencia y alta resistencia. Se ocupa cuando se trata de construir un hormign en masa sumergido, reparaciones de estructuras submarinas, relleno de pilas, sellado y unin de estructuras submarinas, recubrimiento y proteccin de tuberas submarinas, plataformas submarinas de faros y petrolferas y anclajes submarinos. El hormign in situ, que es el obtenido por medio de una inyeccin de mortero, se define como una mezcla de granulometra discontinua, obtenida partiendo de un esqueleto de ridos gruesos colocados en obra previamente, cuyos huecos se rellenan despus, mediante la inyeccin de mortero activado. El porcentaje de huecos es, en general, del orden del 45 a 50% para permitir la penetracin del mortero, y el tamao mximo de los ridos, alcanza de 8 a 10 veces, la de los granos ms gruesos de la arena del mortero. Los ridos gruesos colocados previamente, deben estar rigurosamente limpios para obtener una adherencia conveniente, en la superficie de contacto ridomortero. Si se fluidificara un mortero comn, por adicin de agua para poder inyectarlo, el exceso de agua dara lugar a porosidad y a una gran retraccin, o por otra parte, se produciran segregaciones separndose la arena del cemento. Se evitan estos defectos utilizando morteros coloidales y tixotrpicos. Los morteros activados son morteros convertidos en coloidales y tixotrpicos por medios fisicoqumicos, mecnicos o combinados. Estos morteros, pueden atravesar sin grandes perjuicios una capa de agua, lo que les hace particularmente adecuados para el hormigonado submarino. Su dosificacin en arena, cemento y agua debe estudiarse cuidadosamente, pues deben cumplir las siguientes condiciones, algunas de las cuales son contradictorias: a. Admitir bastante agua para que el mortero sea bastante fluido (35 a 40% de peso del cemento). b. Que no contenga demasiada agua, pues no tendra lugar el fraguado trixotrpico y habra segregacin de 22

la arena. c. Las dosificaciones de cemento respecto a la arena s/c y respecto al agua a/c deben estudiarse con gran cuidado, ya que una insuficiencia de cemento, incluso ligera, puede evitar el fraguado trixotrpico del mortero. Los procedimientos de activacin empleados, actan sobre la floculacin y conducen a una suspensin peptizada y estabilizada comparable, salvo en el tamao de los granos, a una suspensin coloidal. Este tipo de suspensin, es anlogo al de la sangre en circulacin. Lo mismo que la sangre en reposo, cuando el mortero coloidal deja de moverse, pierde progresivamente su electrizacin granular y se gelifica segn un mecanismo, llamado fraguado trixotrpico. Este fraguado, permite evitar segregacin de la arena y del cemento, antes de que comience a actuar el fraguado qumico de hidratacin. FORMAS DE ACTIVACIN PARA MORTEROS Con este procedimiento se obtiene la desfloculacin, por adicin al agua de amasado de los siguientes productos qumicos. a. Un agente dispersante, que al ser absorbido en la superficie de los granos de cemento y a menudo, tambin en los finos de la arena, desflocula los granos, mantenindolos en un estado de dispersin estable, gracias a acciones repulsivas de naturaleza elctrica entre granos. b. Una agente puzolnico muy fino. ste polvo debe ser ms fino que el cemento, que determina la suspensin viscosa intergranular. c. Un polvo de aluminio muy fino, que tiene dos efectos principales: aumenta la rigidez y adems, compensa parcialmente la retraccin, por la expansin que resulta de la accin del polvo de aluminio sobre la cal libre, lo que da lugar a la produccin de numerosas burbujas gaseosas. En la figura 4.7 se muestra un tipo de mezclador mecnico, que consta de un circuito nico, en base a dos rodillos amasadores que hacen girar la mezcla dentro del depsito. Fig. 47 AMASADOR MECNICO PROCEDIMIENTOS DE ACTIVACIN MECNICO. En este procedimiento, la electrizacin intergranular, se obtiene mecnicamente por laminado de la pasta a gran velocidad. Esto se logra en una amasadora de dos circuitos o molino coloidal, en el primer circuito, un disco macizo gira a 1500 r.p.m, como es excntrico respecto a las paredes fijas de la cuba, el disco produce una gradiente de velocidad en la pasta y la lamina. La pasta tratada de esta forma durante un minuto, se enva al segundo circuito anlogo el primero, en el que se hace la mezcla con la arena; estando aqu sustituido el disco macizo del primer circuito, por una estrella de cuatro brazos. Despus de 30 segundos de este tratamiento, el mortero activado o Colgrout, est terminado y listo para ser inyectado. Fig. 48 ESQUEMA DE AMASADOR COLCRETE PROCEDIMIENTO DE ACTIVACIN MIXTO. 23

En este procedimiento, el mortero comprende, adems de la arena, cemento y agua, un aditivo, llamado Intraplast, compuesto de un producto defloculador y un polvo puzolmico muy fino. Los materiales constituidos del mortero, se introducen en una primera cuba de amasado, en la que una placa con agujeros cnicos est sometida a enrgica vibracin. El laminado se produce por el paso a gran velocidad del mortero a travs de los orificios cnicos de la placa. La mezcla terminada, se enva a una segunda cuba o agitador, en la que una placa perforada giratoria mantiene el mortero en agitacin. Una bomba situada a continuacin de esta cuba, permite enviar el mortero al punto de inyeccin. El esquema de la maquinaria que realiza la mezcla se puede apreciar en la figura 4.8, que se muestra a continuacin. Fig. 49 ESQUEMA DE MEZCLADO DE MORTERO ACTIVADO TCNICAS DE INYECCIN. El equipo utilizado se compone de; una amasadora para preparar el mortero activado; de una bomba impulsora del mortero, generalmente de doble pistn; de un juego de mangueras de goma, cada tira lleva en sus extremos una unin americana y un juego de lanzas de inyeccin (10 o 12), que en forma y cometido son iguales a una aguja hipodrmica, salvo en el largo, 1.5m. Para la instalacin del equipo, se deber preparar una tarima aproximadamente de 1m., de altura para situar la amasadora; a un costado se acopiarn las bolsas de cemento y aditivos y al otro costado se colocar un plano inclinado, para la llegada de la arena, la que estar acopiada a una distancia conveniente; el suministro de agua, tambin deber estar previsto. Junto a la tarima y debajo de la amasadora, deber instalarse la bomba, esta instalacin deber estar equidistante de todas las lanzas a inyectar. Siguiendo este proceso, previamente el agregado grueso es colocado bajo el agua, bien compactado, preferiblemente llenando todos los confines de un elemento estructural, en moldaje o una cavidad a reparar. El agregado deber estar rigurosamente limpio y saturado con agua potable y se cuidar especialmente que quede bien apretado dentro del moldaje. Luego son insertadas las lanzas de inyeccin, generalmente, se ponen antes de la colocacin del agregado o tambin, son fijadas al moldaje o a un refuerzo especial. En el caso de colocar las lanzas horizontales se ponen a travs de perforaciones o troneras, hechas previamente en el moldaje, para lo que se deber contar con tapones de madera para sellar la tronera, luego de la inyeccin. Enseguida, el mortero activado es bombeado a travs de las mangueras y lanzas y rellena todos los intersticios, y huecos del esqueleto de ridos gruesos, colocado previamente. Siempre la inyeccin, es comenzada por las lanzas del fondo, en el caso de obras verticales y por la lanza del centro, en obras horizontales. La inyeccin no deber detenerse y se continuar hasta que el mortero aparezca por la lanza siguiente (verticales) o hasta que el mortero reviente o borbotee en la superficie de los ridos en el caso de las obras horizontales. Luego, la lanza deber ser extrada, la tronera sellada con el tapn y la inyeccin continuada en la lanza siguiente. El proceso es continuado hasta que la grieta o moldaje, est completamente lleno.

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Distribucin de las lanzas La distribucin entre las lanzas deber ser levemente mayor que el espesor o profundidad del miembro a inyectar, para asegurar que la cara superior de la masa del mortero, alcance la cara opuesta o fondo del miembro, antes que alcance o desborde la siguiente lanza. Es decir, si el espesor o profundidad, tiene un valor D la distancia entre lanzas deber ser un poco mayor a D (1,1 a 1,2D). En caso de inyectar cavernas, se deber sondear el rea con un martillo para obtener una estimacin de su tamao. Luego, se perforar la primera tronera de inyeccin, a una distancia conveniente del borde y las troneras adicionales a una distancia levemente mayor, que la distancia de la primera lanza al borde de la caverna, con el fin de asegurar que la cara superior del mortero en inyeccin, alcance y llene el borde, antes de que alcance la siguiente lanza. La ms importante precaucin, es la de evitar la presencia de agregados finos en los gruesos, ya que al perderse la granulometra discontinua; se crea la tendencia a impedir una buena penetracin del mortero; estos finos se originan de la abrasin del agregado grueso durante su manipulacin y se depositan en el fondo de los recipientes de transporte. Es igualmente importante que el lugar de acopio de los agregados, est limpio y libre de mugre, sal, aceite u otros contaminantes. El mortero deber ser bombeado inmediatamente despus de la colocacin y el agregado deber ser protegido en lo posible, contra cualquier contaminante, entre el tiempo de colocacin y de inyeccin, que deber ser lo ms breve posible. CEMENTOS HIDRULICOS Se da este nombre genrico a un cierto grupo de cementos especiales o aditivos, que pueden ser dosificados como si fueran un mortero submarino; que se sumergen, para su aplicacin, en cubas especiales (estancas y con una capacidad de 4 a 5 (L.)) y son puestos en obra, por un buzo como parches, sellos y otros pequeos requerimientos, como ser tapones de cavidades de insertos, etc. Estos cementos hidrulicos son de fraguado rpido, lo que permite su uso en muchas aplicaciones submarinas, son muy efectivos como juntas submarinas de elementos prefabricados. Uno de los ms recientes y promisorios productos desarrollados no contiene cloruros, por lo que es apto para ser usado en condiciones muy corrosivas o donde el efecto de la corrosin puede ser muy serio, como el hormign pretensado. Adems del agua potable, el agua marina, tambin puede ser usada como agua de amasado; pero el agua marina, en general es rica en in cloruro, por lo que produce la tendencia a promover la corrosin. El cemento puede fraguar en 4 a 5 minutos, muestra excelentes caractersticas de adherencia y resistencia, no presenta contradicciones de fraguado y es qumicamente muy resistente. Ha sido usado como parches de perforaciones, en emergencias, a profundidades tan grandes como 40m. Tambin en el mercado existen aditivos, que pueden ser adicionados a un cemento corriente para producir caractersticas de fraguado rpido (aceleradores de fraguado); lo que los hace muy aptos para su uso submarino; pero, muchos de estos aditivos contienen cloruros por lo que siempre, se deber considerar el posible dao por corrosin. 25

APLICACIONES DE CEMENTOS HIDRULICOS El mayor empleo de este tipo de cementos, es en obras en las que se desea muy rpidamente una gran dureza sin gran resistencia, aproximadamente 80 Kg. a los 28 das, como ser, la obturacin de fugas de vas de agua y el sellado de mampostera, ejecutadas en la carrera de mares como ser rampas de atraque. Fig. 410 MAMPUESTO SELLADO CON MORTERO Para evitar el deslavado de los macizos de mampostera o rampas de atraque, ejecutados en la marea baja se obturan en las juntas al final del trabajo, antes de que la obra sea cubierta por la marea, mediante mortero de cemento de fraguado rpido, por lo que constituye el sellado. Al reanudar el trabajo, este mortero se quita cuidadosamente con martillo picador, para que no quede ninguna traza de l. Tambin se puede sellar la superficie superior de los macizos de hormign, si las caras laterales estn protegidas por moldajes estancos. A la marea siguiente, se quita la capa de mortero y se descarna la superficie para continuar el hormigonado. Fig. 411 SELLADO DE MACIZO CON MORTERO El sellado de las vas de agua se presenta, entre otros casos, en la ejecucin de soleras de esclusas o diques, sometidos a grandes subpresiones. Cualesquiera que sean las precauciones tomadas en el hormigonado, siempre se producen afloramientos localizados. La obturacin de estas fugas localizadas, se obtiene limpiando los orificios de salida y sellndolos primero, mediante trapos impregnados hasta saturacin, en pasta fluida de cemento de fraguado rpido y despus, mediante mortero introducido a presin. A menudo, las fugas se acentan en los ltimos puntos a obturar, por lo que pueden montarse tubos piezomtricos sellados con cemento de fraguado rpido, en los que se establece el equilibrio del lquido a nivel superior de la solera, 7 a 8 cm. Se termina mediante inyecciones de lechada de cemento a presin conveniente, a partir de estos tubos. Estas inyecciones deben hacerse simultneamente en todos los tubos, con un ligante que no presente incompatibilidades con el del hormign de la solera. MOLDAJES PARA HORMIGONES SUMERGIDOS Los moldajes, debern estar montados y ajustados antes de comenzar el hormigonado; esto es, que debern estar slidamente apernados o fijados, para evitar su destruccin o desarme debido a la furia del mar. Adems, debern estar impregnados de humedad (agua dulce) de modo que no absorban el agua de amasado del hormign o agua de mar. Los moldes sern macizos con un adecuado sistema de fijaciones, que deber ser slido y sencillo de montar y descimbrar, por las dificultades que presentan estas maniobras, que slo se pueden hacer desde arriba con ayuda de gra, lo que implica un rudo manipuleo. La madera en combinacin con el acero, se usa ampliamente en las vigas de coronamiento de los tablestacados; en este caso, el moldaje se monta sobre una viga de acero (longuerina), la que a su vez, descansa sobre unas consolas metlicas apernadas al tablestacado. 26

Las secciones de moldajes son entonces puestas en servicio, primero, las partes horizontales o tableros de fondo, en secciones pequeas con traslapos a media madera, para la estanquidad y luego los tableros verticales, en secciones de dimensiones mayores, las juntas se sellan con empaquetaduras de goma blanda. El acero ha sido extensamente usado en grandes unidades de moldajes prefabricados, con todos los refuerzos puestos en su lugar. Las tablestacas de acero, son tambin efectivamente usadas como moldajes. El hormign prefabricado es, en general, el mejor material para moldajes, ya que combina con xito, peso, robustez, adherencia. Forma, permanencia y economa. Tiene la ventaja, de que su adherencia con el hormign de la obra, ser tal, que pasar a formar parte de la estructura. Los moldajes debern ser sellados, para prevenir la fuga de la lechada de cemento. Pesadas lonas, han sido usadas con mucho xito para taponar vas de fuga o bien, para sellar un fondo demasiado irregular, sacos de arena pueden ser similarmente empleados. Las perforaciones de pernos, juntas de secciones de moldajes, etc., deben ser selladas por medio de calafateo que consiste fundamentalmente en introducir a presin, trozos de lona o de driza enrollados para detener la fuga. Tambin se puede usar para el calafateo, una pasta de cebo animal con carbn vegetal, revuelto en caliente, hasta formar una pasta espesa y homognea, que el buzo aplica a mano o esptula tambin en caliente, por lo que se debe bajar cantidad suficiente, que se pueda aplicar antes del endurecimiento. Algunas veces, el moldaje se deja en el sitio para proveer una proteccin adicional al hormign y eliminar el costo de la faena submarina de descimbre. Cuando se trata de hormigonar elementos cilndricos, se puede usar un moldaje de madera prensada (cholgun). La tcnica a ocupar es la siguiente: Se corta el manto del cilindro (cholgun), se deja 24 horas sumergido en agua dulce, despus se le aplica el desmoldante. En el nter tanto, se colocan las armaduras y se debe prestar especial atencin en la colocacin de las calugas de separacin, deben quedar slidamente fijas a la armadura en cantidad tal, de modo que el moldaje quede firmemente apoyado en las calugas. Se le colocarn listones de refuerzo al manto del cilindro, en el sentido vertical, para rigidizarlo. En la colocacin del moldaje, se ajusta y se amarra con alambre tortoleado. Debe quedar firmemente colocado, sin ninguna posibilidad de movimiento. La unin moldajefondo, se tapona con sacos de arena. En la parte superior, se puede poner un poncho de polietileno de alta densidad.

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Fig. 412 ENCOFRADO TIPO FAYE

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Fig. 413 ENCOFRADO VIGA DIRECTRIZ. ESQUEMA DE AVANCE VERTICAL CUBRIMIENTOS PROTECTORES A diferencia de lo dicho hasta aqu, que es hacer a un hormign impermeable por s mismo y que es indudablemente lo mejor; existen otros mtodos de impermeabilizarlo y son el cubrimiento protector o la pintura de hormign; estos cubrimientos se aplican particularmente en la zona de amplitud de mareas y afecta a salpicaduras, que es donde se producen los mayores daos de corrosin de armaduras. Adems los cubrimientos pueden servir para prevenir daos por abrasin. Se distinguen los siguientes tipos. CUBRIMIENTOS HECHOS DE HORMIGN Con este mtodo se trata de cubrir con un hormign denso, toda la estructura de hormign convencional, cuando se trata de cubrir pilotes, toma el nombre genrico de pantalones de concreto o polainas de concreto o calzoncillos de concreto, ya sea, si se cubre el pilote completo o parcialmente en su tramo inferior o tramo superior, respectivamente. Este cubrimiento protector es generalmente de gunita y su armadura es malla de alambre galvanizado. La gunita hace que se tenga una capa de cubrimiento muy denso y rica, de por s, impermeable. Existe siempre el peligro del agrietamiento por retraccin, por lo que se debe tomar todas las medidas de prevencin. Otra forma de aplicar el cubrimiento, es reemplazar la gunita por una inyeccin submarina y usar moldajes flexibles. FUNDA METLICA 29

Otro tipo de cubrimiento, es de la funda metlica y consiste en usar planchas metlicas para aislar e impermeabilizar la estructura. Se han usado planchas de acero para impermeabilizar tuberas y tanques submarinos. El metal Monel y fundas de fierro forjado, se han empleado en ocasiones en la zona de amplitud de mareas. MACIZOS ELSTICOS El empleo de aglomerados bituminosos puede permitir la constitucin de macizos elsticos en el mar, o como proteccin de escolleras. En el puerto de Marsella, se trat en 1954 por penetracin de mstic bituminoso vertido a 200C mediante una cuba colorifugada, una seccin de macizo de escollera que sirve de apoyo al dique exterior a 12m. de profundidad, cuya estabilidad estaba comprometida por la reflexin de las olas sobre el dique. En 1956, se realiz un ensayo de arranque de los bloques tratados de esta forma, siendo necesario un esfuerzo de varias decenas de toneladas para separar cada uno de los 3 bloques arrancados, se rompi bajo esfuerzo. PINTURAS BITUMINOSAS Son soluciones de asfalto con un disolvente voltil apropiado. En impermeabilizacin, se emplean como pinturas sobre el cemento, para lograr una proteccin qumica (0.5 L/m2). Se ha desarrollado en gran nmero de pinturas, que se han usado con gran xito en los hormigones sumergidos. La desventaja de las pinturas bituminosas es que no resisten los efectos de la abrasin, ni la ruptura causada por la intensa presin localizada, de los organismos ssiles. PINTURAS Y ENLUCIDOS PROTECTORES Con estas pinturas plsticas, se trata de aislar la estructura a la difusin del aire dentro de ella; hay pinturas de fondo reactivo wash primer, que contienen cido fosfrico y un aglomerante de resina, butiralpolivinilo y el pigmento antioxidante, tetraoxicromato de zinc. As se consigue, en una sola operacin, una defensa contra el xido y una capa de fondo adherente. Tambin se recomiendan las pinturas antifouling, para evitar la adherencia de algas y moluscos; la ms empleada por su economa y efectividad, son las que tienen como txico las sales de cobre. Su vida til, es muy breve, de 6 a 8 meses. Tambin se puede impermeabilizar, por medio de una capa o pelcula de pintura de caucho colorado, para el enlucido de hormigones sumergidos. Otros enlucidos son: fluosilicatos o fluoruros, mezcla de neopreno con parafina. RESINA EPXICA Este es el material de ms reciente aparicin y hasta ahora, ha cumplido un exitoso papel, por lo que su uso tiende a ser cada vez ms intenso. Con esta resina, se logra proteccin contra la corrosin y abrasin y puede ser aplicada en reas secas, mojadas (ya sea bajo el agua y en la zona de amplitud de mareas) y en aguas de temperatura de 2C.

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Ciertas formulaciones de resinas, pueden curar en la zona de rompientes de oleaje. Los cubrimientos epxicos, tienen una adherencia extremadamente buena, y pueden ser aplicados por un buzo, en una faena simple y lograr una superficie impermeable y densa, resistente a la abrasin. La tcnica de aplicacin del cubrimiento epxico es la siguiente: Los ayudantes colocan una lonasoporte sobre una mesa y all, le aplican la resina en una capa densa y uniforme, quedando el soporte totalmente impregnado y sin ninguna burbuja. Se baja la lona al buzo, quien la aplica y amarra firmemente a la obra. Con un rodillo se diluyen todas las burbujas que pudieren haber quedado atrapadas. Para el buen xito del cubrimiento, es esencial que la superficie a tratar est totalmente limpia y libre de materias extraas, incluyendo organismos marinos, pelillo, musgo, aceite, grasa, sal, moluscos y orn con el fin de asegurar la buena adherencia. Los equipos arenadores de uso submarino y el jet de agua, son especialmente efectivos. Las resinas epxicas, fueron descubiertas en USA en 1947, son termoestables, qumicamente inerte, resistentes al calor, no se encogen, presentan extraordinaria adherencia y buenas propiedades elctricas. Adems, se puede combinar con otros plsticos para obtener compuestos con nuevas caractersticas. Las resinas epxicas, son producto de la condensacin del difenol con epiclorhidrina; el endurecimiento o curado se lleva a cabo por la reaccin del grupo epoxi con cidos o aminas. Adems, del endurecedor, tienen cargas minerales, pigmentos minerales y orgnicos, diluyentes y flexibilizadores. Al conjunto de componente se le llama formulacin. Sus principales objetivos son: Cargas Minerales: abarata el costo, mejora las caractersticas mecnicas (resistencia a la abrasin), adems da la consistencia necesaria para su aplicacin, el aditivo ms usado es la brea de hulla. Pigmentos Minerales y Orgnicos: tienen la funcin de mejorar el aspecto de los acabados dndoles el color. Diluyentes: mejoran la facilidad de aplicacin y permiten el aumento de carga. Los diluyentes convencionales, slo se usan en casos de proteccin de superficies libres. Usos de las resinas epxicas. Unin hormign hormign; Es bsico que las superficies a unir deben estar limpias, pues es imprescindible el contacto ntimo de la resina con la superficie a unir, se recomienda limpieza por arenado o bien, el uso de cido clorhdrico al 10%, debe cuidarse que despus de la limpieza, no queden restos de cido, que reaccionaran con los endurecedores de la resina, impidiendo el curado. Reparacin de grietas; Se pueden hacer por simple colada, por gravedad o inyeccin de una formulacin epxica, con las debidas precauciones referentes a la limpieza previa. Juntas de Trabajo; La unin del hormign fresco con uno ya curado, es el uso ms importante de esta resina. Se aplica la formulacin en el momento de vaciar el hormign fresco, sobre el antiguo, actuando como membrana de unin. Fcilmente se puede lograr una tensin de rotura a la traccin de 100 kg/cm2, que es ms que suficiente para construir una buena unin. Mejora la resistencia a la abrasin; Cubriendo al hormign con una delgada membrana de formulacin epxica, o bien, una capa de refuerzo (lona, fibra, etc.) y sobre ella, una capa de acabado. Unin hormign metal; A las estructuras de hormign pueden unirse alimentos metlicos como herrajes, etc. Incluso, cuando las armaduras son de gran dimetro y la escasa superficie de contacto de ambos materiales hace precaria su adherencia, se pinta la armadura con una formulacin epxica, poco antes del 31

vaciado del hormign, cuidando eso s, que el metal no est oxidado. Unin metal metal; Fue una de las primeras aplicaciones de estas resinas, estas uniones llegan a resistir una traccin de cizalle de 220 kg/cm2 y su resistencia qumica es tambin muy alta. Otras aplicaciones; Se le emplea en construccin como proteccin anti corrosiva; reparacin de firmes de pavimentos de trfico intenso. Adems de otros usos especiales como adhesivo y pinturas. CONCLUSIONES CAPTULO IV En el caso del hormigonado submarino, se debe tener en cuenta que el mayor de los problemas que se genera es el lavado del hormign fresco. Por ello que se debe tener un debido cuidado en la dosificacin del hormign y una correcta forma de hormigonar. Para ello se debe tener en cuenta que: