Losas de Hormigón sobre el Terreno

Losas de Hormigón sobre el Terreno
M. Sc. Marlon Valarezo A.
mfvalarezo@gmail.com
www.mvalarezo.wordpress.com

Clases de Piso
Pisos monolíticos (una sola capa):
1. Superficie expuesta-trafico peatonal.
2. Superficie cubierta -trafico peatonal.
4. Superficie expuesta o cubierta-trafico peatonal y vehicular ligero.
5. Superficie expuesta-trafico vehicular industrial con rodamiento
neumático moderadamente suave.
6. Superficie expuesta-trafico vehicular industrial pesado con rodamiento
duro y cargas pesadas.
ACI 302.1 Guide for Concrete Floor and Slab Construction
17/01/2015 2mfvalarezo@gmail.com
Pisos de dos capas:
Cuando la capa superior no esta adherida a la capa base de la losa.
Cuando la capa superior esta adherida a la capa base de la losa.
Pisos clase 9:
Donde las actividades de manipulación de materiales requieren extraordinarios niveles de
lisura y planicidad. Pisos “súper planos” y “súper lisos”.
Pisos con terminados especiales.

ACI 360R: Diseño de losas sobre el
terreno.
Losas sobre el terreno.

Especificaciones.
• Material de base y sub-base, requerimientos de preparación y
retardadores de vapor (si se requiere).
• Espesor de hormigón.
• Resistencia a la compresión del hormigón y/o resistencia a la flexión.
• Requerimientos del diseño de la mezcla de hormigón (ASTM C94).
• Localización y detalle de juntas.
• Reforzamiento si se requiere (tipo, tamaño y localización).
• Tratamiento superficial (si se requiere).
• Acabado de la superficie.
• Tolerancias (base, sub-base, espesor de losa y superficie).
• Curado.
• Material para sellado de juntas e instalación.
• Dispositivos embebidos.
• Reunión previa a la construcción, aseguramiento de calidad y control de
calidad.
Los siguientes items deben ser especificados en los documentos del contrato de
construcción.

El endurecimiento es un proceso químico llamado hidratación.
TECNOLOGIA BASICA DEL CONCRETO
Concreto normal 2400 kg/m3 (150 lb/pie3)
Concreto estructural ligero 1440-1920 kg/m3 (90-120 lb/pie3)
Concreto pesado 3200 kg/cm3 (200 lb/pie3)

Relación w/c
1. f’c
2. trabajabilidad
3. sangrado
• La relación w/c generalmente esta
entre valores de 0.4 y 0.7.
• Para la reacción de hidratación una
relación w/c de 0.28 es suficiente.

MATERIALES Y PROPORCIONAMIENTO DE MEZCLAS.
• I Normal.
• IA Normal con aire incluido.
• II Moderada resistencia a los sulfatos.
• IIA M. R. a los sulfatos con aire incluido.
• III Alta resistencia inicial.
• IIIA Alta resistencia inicial con aire incluido.
• IV Bajo calor de hidratación.
• V Alta resistencia a los sulfatos.
ASTM C 150 (AASHTO M 85)
Cemento:

Aridos:  Naturaleza (forma, porosidad, textura, fuente)
 Granulometría (tamaño y distribución)ASTM C 33

Tamaño máximo del árido.
Por economia se debe utilizar el
máximo tamaño posible.
El arido rodado presenta mayor
asentamiento que el triturado
con la misma w/c.
Se pueden alcanzar mayores
resistencias, con arido triturado.

17/01/2015 mfvalarezo@gmail.com 10
Materiales perjudiciales en los áridos.
Sustancia Efecto en el concreto
Impurezas orgánicas
Afecta el tiempo de fraguado y el
endurecimiento, puede causar
deterioro
Material más fino que 75 m
(tamiz No. 200)
Afecta adherencia, aumenta la
demanda de agua
Carbón, lignito u otro material
ligero
Afecta la durabilidad, puede causar
manchas y erupciones
Partículas blandas Afecta la durabilidad

Aire:
• Atrapado: falta de
consolidación.
• Incorporado: mejora
la durabilidad,
trabajabilidad.
Aire incluido
Aire atrapado
• CLORUROS: Corrosión del
acero
• SULFATOS: Reacciones
expansivas
Agua:
ASTM C1218 : Método para determinar iones de cloro soluble en agua en concreto y mortero.

cemento
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O H2OH2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
retardadores
aceleradores
Tipo de
elemento
Contenido
máximo de
iones solubles
en agua (Cl-)
en el concreto,
porcentaje de
la masa de
cemento
Concreto Pretensado 0.06
Concreto reforzado
(armado) expuesto a
cloruros durante su
servicio
0.15
Concreto reforzado que
va a secar o va a estar
protegido de la
humedad durante su
servicio
1.00
Otras construcciones de
concreto reforzado
0.30
Aditivos:

Material Cementante Suplementario: Los materiales cementantes
suplementarios se usan en cantidades relativamente grandes, reemplazando
del 10%-50% del cemento portland.
DISEÑO DE MEZCLAS DE CONCRETO
• RESISTENCIA
• DURABILIDAD
• ACABADO
• TRABAJABILIDAD
• ECONOMIA
ACI 211

Efectos de los Materiales Cementantes
Suplementarios en el Concreto Fresco
Reducido Ningún/poco
efecto Ceniza
volante
Escoria
Humo
de sílice
Puzolana
NaturalAumentado Variado
Demanda de agua
Trabajabilidad
Sangrado y segregación
Contenido de aire
Calor de hidratación
Tiempo de fragauado
Acabado
Bombeabilidad

Efectos de los Materiales Cementantes
Suplementarios en el Concreto Endurecido
Reducido Ningún/poco
efecto Ceniza
Volante
Escoria
Humo
de Sílice
Puzolanas
NaturalesAumentado Variado
Desarrollo de la resistencia
Resistencia a Abrasión
Resistencia a congelación-deshielo y
descascaramiento por
descongelantes
Contracción por secado y fluencia
Permeabilidad
Reactividad álcali-sílice
Resistencia química
Carbonatación

1. Muestreo
Requisitos:
• Tamaño de la muestra  28 L
(1 pie3).
• Se la debe obtener durante
los 15 minutos entre la
primera y la última porción
de la amasada.
• No se la debe tomar ni de la
porción inicial de la descarga,
ni tampoco a la porción final.
ASTM C 172 (AASHTO T 141), NTE 1763
Muestreo del concreto fresco
16mfvalarezo@gmail.com17/01/2015
PRUEBAS DE CONTROL EN EL CONCRETO

2. Consistencia
• Asentamiento mediante el
cono de Abrams
ASTM C 143 (AASHTO T 119), NTE 1578
• Medidor K de asentamiento
ASTM C 1362
Este método permite una evaluación rápida de la fluidez y consistencia del hormigón
recién mezclado.

Sample collected
Slump Measured
Cone Removed and Concrete
Allowed to ‘Slump’
Slump Cone Filled
1817/01/2015 mfvalarezo@gmail.com

Aparato de vibración inclinada de la FHWA (Federal Highway
Administration).
Consistencia (2)
Diseñado para medir la trabajabilidad
de hormigón de bajo asentamiento, resultó ser
un método muy indirecto y de difícil uso para la
medición de viscosidad del hormigón bajo
vibraciòn .

Consistencia (3)
• Consistómetro Vebe ASTM C 1170
Método de prueba utilizado para
determinar la consistencia y la
densidad de mezclas
extremadamente secas.
De uso común en concreto
compactado con rodillo.

Penetración de la esfera de Kelly ASTM C 360
Consistencia (4)
Este método de ensayo determina la
profundidad de penetración de una masa de
metal en hormigón de cemento hidráulico
recién mezclado.

3. Temperatura
ASTM C 1064 (AASHTO T 309):
Temperatura del concreto de
cemento portland fresco
4. Masa Volumétrica y Rendimiento
Masa volumétrica (Masa unitaria),
rendimiento y contenido de aire
(gravimétrico) del concreto.
Masa volumétrica en la obra del
concreto no endurecido y endurecido a
través de métodos nucleares.

5. Contenido de Aire
Método por presión ASTM C 231 (AASHTO T 152)
Método volumétrico ASTM C 173 (AASHTO T 196)
Método gravimétrico ASTM C 138 (AASHTO T 121)
Indicador de aire de bolsillo AASHTO T 199

Contenido de Aire
• El registro de la temperatura del concreto
se debe mantener.
Frecuencia de los Ensayos
• Primera amasada del día.
• Siempre que la consistencia parezca variar.
• Siempre que se moldeen en la obra cilindros
para ensayos de resistencia.
24mfvalarezo@gmail.com
Asentamiento
• Normalmente realizado en el sitio de
entrega del concreto para garantizar el
contenido de aire adecuado.
• Siempre que se moldeen en la obra
cilindros para ensayos de resistencia.
Temperatura
17/01/2015

6. Especímenes de Prueba
Especímenes moldeados en la obra ASTM C 31 (AASHTO T 23)
Especímenes moldeados en el laboratorio ASTM C 192 (AASHTO T 126)
Límite de tiempo:
Empiece el moldeo  15 minutos después del muestreo

Tamaño de los Especímenes de Prueba
Cilindros :
– Tamaño Máx. del agregado 50 mm (2 pulg.):
150 × 300 mm (6 x 12 pulg.)—Cilindro
estándar
100 x 200 mm (4 x 8 pulg.)
– Tamaño Máx. del agregado > 50 mm (2 pulg.):
Diámetro = 3 x tamaño max. agreg.
Altura = 2 x diámetro
Vigas para Flexión:
• Tamaño máx. del agregado 50 mm (2 pulg.):
Sección transversal: 150 × 150 mm (6 x 6 pulg.)—Viga estándar
Longitud:  500 mm (20 pulg.)
• Tamaño máx. del agregado > 50 mm (2 pulg.):
Sección transversal = 3 x tamaño máx. agreg.
Longitud = 3 x profundidad + 50 mm (20 pulg.)

Curado de las Probetas
Curado inicial
tiempo máximo de almacenamiento:
48 horas
Temperatura: 16 a 27 °C
20 a 26 °C (hormigón alta
resistencia)
Curado final
Temperatura: 23 + 2°C.
ASTM C 511

7. Ensayo de Resistencia a Compresión
Mortero de azufre Almohadillas no adherentes
ASTM C 39

Mortero de Azufre
ASTM C 617 (AASHTO T 231) Capping
de cilindros de concreto
Almohadillas de Neopreno
ASTM C 1231
Uso de almohadillas no adherentes
en la determinación de la resistencia
a compresión de cilindros de concreto
endurecido

30cm
 15 cm
ASTM
C39
BS15 cm
15 cm
15 cm
   0.85c cASTM BS
f f 
cf  Ensayo de compresión en cilindros estandar a los 28 dias.
Normalmente: 21, 24, 28, 35 MPa
Alta resistencia: 60 - 90 MPa
Concreto simple : < 15 MPa
3017/01/2015
Se puede realizar en:
• Probetas moldeadas de
muestras del concreto fresco.
• Especímenes extraídos o
aserrados.
• Cilindros colados en el sitio.

http://www.antouncivil.com.au/vca/Images/testing.jpg
http://www.concrete-curb.com/wp-
content/uploads/BreakageCylinder.jpg

8. Ensayo de Resistencia a Flexión ASTM C 78

Ensayo viga estandar : P
r
Mc
f
I
  Modulo de rotura
L
d
b
2
bd
PL
R
3317/01/2015

Frecuencia del Ensayo de Resistencia
• ACI 318 y ASTM C 94 requiere que se realicen ensayos :
– Para cada clase de concreto colocado en cada día, por lo menos una vez
al día.
– Y por lo menos una vez para cada 115 m3 (150 yd3)
– Y por lo menos una vez cada 500m2.
• Se requiere el promedio de la resistencia de 2 cilindros a los 28 días.

9. Carbonatación
ASTM C 856
A través de la prueba de color de fenoftaleina se puede estimar la
profundidad de carbonatación mediante la prueba de PH del concreto.
La carbonatación reduce el PH, con ello las áreas no carbonatadas se
vuelven rojizas, mientras que las áreas carbonatadas no cambian de
color.

10. Numero de rebote (Schmidt) ASTM C 805
Este metodo es aplicable para evaluar la uniformidad del concreto en sitio, para
delinear regiones de concreto pobre o deteriorado en una estructura y para
estimar la resistencia del concreto en sitio.

HERRAMIENTAS DE COLOCACIÒN Y ACABADO
Extendido del concreto con regla vibratoria:
La regla vibratoria es un equipo de colocación que consta de una estructura tipo
cercha, tornillos de ajuste y un motor lateral con sistema de vibración por eje
rotatorio. Se usa para compactar losas no reforzadas o ligeramente reforzadas de
hasta 20 cm de espesor.
Con este equipo nivela y compacta el concreto, se pueden colocar hasta 100 metros
lineales por día, requiere de concreto con asentamiento entre 7 y 10 cm.
Fig. Extendido del concreto con la regla vibratoria

Enrasado del concreto
Se utiliza para abrir los poros en el concreto fresco y sacar el agua de sangrado a la
superficie, permitiendo un mejor acabado.
Alisador de mango largo (Flotador-Bullfloat): consiste en una superficie metálica, lisa y
rígida, provista de un mango largo articulado, que le permite el deslizamiento planeado
sobre la superficie del concreto.
Alisadores manuales (Llanas): Son herramientas de acabado superficial que se utilizan
para allanar, pulir o alisar la superficie después de pasar el flotador.
Fig. Alisado (Flotado) del concreto.

Suelo de soporte.
Los requerimientos de la preparación del sitio pueden incluir compactación
con rodillo y verificación mediante métodos in-situ de contenido de
humedad o densidad. Una delgada capa de material con gradación fina es
normalmente usada para un mejor control de los espesores del concreto y
para minimizar la fricción entre el material de base y la losa.
COLOCACIÒN DEL CONCRETO Y ACABADO DE LA SUPERFICIE

Retardador de vapor.
Minimiza la transmisión del vapor de agua desde el suelo de soporte a la losa,
pero no es del todo efectivo en prevenir su paso. Generalmente se reconoce
como retardador de vapor a materiales con una permeabilidad menor de 0.2
gramos/dia/m2/mmhg (metric perms) ASTM E96.
Mantener la humedad adecuada es
necesario en cualquier losa (sobre el
terreno) en donde el piso estará cubierto
por baldosa, madera, alfombra,
revestimiento impermeable (epòxicos), o
cuando el piso estará en contacto con
cualquier equipamiento sensible a la
humedad. Usualmente se utilizan
películas de polietileno con espesores no
menores a 0.25mm como retardadores de
vapor.
Las laminas deben traslaparse
150mm.

Reforzamiento por contracción y temperatura.
El Wire Reinforcement Institute recomienda que el refuerzo se debe colocar en
el tercio superior de la losa ò a 50mm debajo de la superficie y extenderse
hasta 50mm de los bordes de la losa.
Los soportes de barras de acero fabricados de hormigón son considerados los
mas eficaces para las losas sobre el terreno. Los bloques deben ser
cuadrados, de por lo menos 100mm de lado, con una resistencia a la
compresión de por lo menos igual a la especificada para la losa y con una
altura que asegure la posición del acero refuerzo y el recubrimiento mínimo.

• Los cables de electricidad y las tuberías deben cubrirse con un mínimo
de 5 cm de sub-base, de modo que no causen agrietamiento por
restricción a la contracción de la losa, o en su defecto por reducción de la
sección de la losa.
• Marcar con anticipación en los bordes del encofrado la localización de
juntas que se fabricaran con ranuradoras.

Secuencia de colado de superficies planas de concreto.

Números F
FF medida de lisura.
FL medida de nivelación.
Determinados por muestreo
estadístico.
Tolerancias en la construcción de losas:
¿Qué tan plana, nivelada y lisa debe ser una losa de concreto?
ASTM E 1155
FF y FL
Pisos ordinarios tienen
números F entre 12 y 17.
Pisos muy planos se
especifican con números FF y
FL mayores que 50.

FF define la curva del piso sobre una
longitud de 24pulg (60cm).
FL define la conformidad con un
plano horizontal, medido sobre una
distancia de 10pies (3m).
• Los datos pueden ser recogidos por varios métodos de medida: straightedges, niveles
ópticos y cualquier otro método que sirva para el propósito determinado.
• Los números d y q se calculan en sitio y sus desviaciones estándar a través de métodos
estadísticos sirven para determinar los números FF y FL

Compactación del concreto.
ACI 309R
• Vibración de superficie para losas de hasta 15 cm de espesor siempre
que no estén reforzadas o contengan una malla ligera.
• Vibración superficial o interna para losas no reforzadas de 15 a 20 cm.
• Vibración interna para losas de 20 cm de espesor o más delgadas con
refuerzo.
Texturizado del concreto.
Los pavimentos de concreto deben tener una textura superficial, la cual
debe de proporcionar un grado de aspereza, con el fin de mejorar la
adherencia.
Se emplean dientes con un ancho de cerda de 3mm±1mm y una separación
entre cerdas de 20mm±2mm. La textura se la puede realizar por
Microtexturizado y Macrotexturizado.

Microtexturizado
Se realiza en sentido
longitudinal mediante el paso
de una tela de yute o de malla
cerrada posterior al proceso de
flotado.
Fig. Mantas de yute para el micro-texturizado.
Macrotexturizado
Fig. Macro-texturizado del concreto.
Se ejecuta en sentido transversal
cuando el concreto se encuentra en
estado fresco. Este texturizado
genera canales o surcos que sirven
como micro drenes, para evacuar el
agua bajo las llantas de los vehículos
y evitar el deslizamiento superficial.

Operaciones de acabado.

Juntas.
En losas sobre el terreno
se usa comúnmente tres
tipos de juntas: Dilatación
(Expansión), Contracción y
Construcción.
La ubicación y detalle de
las juntas debe ser
proporcionado por el
diseñador.

Junta de Aislamiento.
1. Inserte el material para junta en el lugar adecuado,
coloque el concreto y elimine la parte de arriba (del
material de junta) después de que se endurezca el
concreto.
2. Introduzca una tira de madera igual a la profundidad
deseada del material de junta en el lugar adecuado.
Retire la tira de madera después de que el concreto
haya endurecido y coloque el material para junta.
Métodos para conformación de la junta:
El material para juntas de aislamiento debe ser elastomèrico y
suficientemente grueso para permitir la compresión al momento de
ocurrir un movimiento vertical u horizontal. Tiras prefabricadas de 13mm
de espesor son generalmente utilizadas.

Juntas de Aislamiento.

Junta de Construcciòn.
Las juntas de construcción no se deben colocar a una distancia menor de 1,50m de
cualquier otra junta cercana paralela. Longitud del dowel 75cm.
Pavimentos:
• Liso en junta transversal.
• Corrugado en junta longitudinal.

Dowels (pasadores) con recubrimiento
epòxico, en una junta de construcción.
Junta de construcción longitudinal y
transversal.
Conformando una junta de construcción.
Juntas de Construcción.

Junta de Contracciòn.
Tienen como función determinar previamente la ubicación de las grietas
(contracción por secado) con fines estéticos y de funcionalidad.
Para losas de concreto sin reforzamiento la separación de las juntas de
contracción debe ser de 24 a 36 veces el espesor de la losa (en
centímetros) pero no mayor de 5.5m

Juntas de Contracción.
¼ t para todo tipo de losa.
1/3 t para losas reforzadas con fibra.

El corte se debe realizar cuando el concreto presente las condiciones de
endurecimiento propicias para su ejecución. Generalmente de 4 a 12 horas
después de que el acabado se ha terminado.
Fig. Equipo para corte del concreto.
Juntas aserradas.
Fig. Aserrado seco del concreto.

• Los paneles deben ser cuadrados preferiblemente.
• Evite paneles alargados y en forma de L.
• El lado largo nunca debe ser más de 1,5 veces el lado corto.
• En entradas de vehículos y aceros las juntas deben estar
espaciadas en intervalos iguales al ancho.
• Las aceras y entradas de vehículos con ancho de 3 a 4m deben
tener una junta longitudinal en el centro.
• En losas de patio las juntas no deben estar separadas mas de 3m
en ambas direcciones.
Modulado de Juntas

La modulación en intersecciones se deben modular las losas de tal manera
que se eviten formas irregulares y esbeltas.

Para la modulación en vías con accesos se recomienda que las juntas
transversales de un sentido coincidan con las longitudinales del otro, no es
recomendable hacer losas con ángulos menores a 75 °

Sellado de Juntas 5mm
10mm
SELLANTE FRIO
50mm
CORDÓN
El material sellante deberá ser
elástico , con propiedades adherentes
con el concreto y deberá permitir las
dilataciones y contracciones que se
presenten en las losas, sin agrietarse
o desprenderse.
Fig. Equipo de sellado de juntas

Mecanismos de transferencia de carga.
Junta de construcción con pasajuntas liso (ideal para
transferencia de carga).
Dowel liso con manguillo de polietileno
para asegurar la lubricación.
Para que la transferencia de carga sea efectiva, el DOWEL debe:
• Ser liso
• Alineado y apoyado en paralelo con el plano horizontal y vertical
de la losa.
• Se colocaran a no más de 300mm de la intersección de juntas.

Junta de contracción con dowels.

Soporte para colocación de Dowels.

El curado debe proteger al concreto de:
• Deshidratación precoz debida al viento, sol, frío.
• Temperaturas extremas.
• Intemperie.
• Acción prematura de sustancias nocivas como aceites y
otras.
¿Qué es el curado?
CURADO Y PROTECCIÒN DEL CONCRETO

El curado involucra tres
factores:
1. Humedad
2. Temperatura
3. Tiempo
Importancia del curado
• Durabilidad.
• Resistencia.
• Impermeabilidad.
• Resistencia a la abrasión.
• Estabilidad dimensional.
• Resistencia a congelación-deshielo.

Periodo de curado:
• 3 semanas o más para concretos usados en estructuras masivas.
• Sólo unos pocos días en mezclas ricas, especialmente si se emplean cementos
de alta resistencia inicial, tales como el tipo III (ASTM) y el HE (ASTM).
• Desde algunas horas hasta 3 días, generalmente ciclos de 24 horas. (vapor)
• En losas de concreto de por lo menos 7 días.

Métodos y Materiales de Curado
1. Mantienen el agua de la mezcla:
 Encharcamiento o inmersión:
El agua de curado no debe estar
(11 C) más fría que la temperatura
del concreto para evitar las
tensiones térmicas.
 Rociado, aspersión o niebla:
Excelente para temperaturas altas
y humedad baja.
 Coberturas húmedas:
Cubiertas de tela saturada con
agua (yute, esteras de
algodón, mantas que retengan
humedad). CONCRETO
AGUA
ADICIONAL
EVAPORACIÓN
SATURADO

2. Reducen la perdida del agua de la mezcla:
 Hojas de plástico: La película de
polietileno debe cumplir con ASTM C
171, que especifica un espesor de
0.10mm (4 mpulg.) para el curado del
concreto.
 Papel impermeable: Consiste en dos
hojas de papel kraft cementadas entre
si por un aditivo bituminoso y
reforzadas con fibras.
No requiere de riego periódico.
Traslape de hojas adyacentes de
150mm (6 pulg.) y estar sellados con
arena, tablón de madera, cinta.
Recomendado para losas que serán
pintadas o teñidas.

•Compuestos líquidos a base de parafinas,
resinas, hules coloreadas y otros materiales.
•Capaces de conservar la humedad relativa de la
superficie del concreto superior al 80% por 7 días.
•Transparentes o translúcidos y pigmentados de
blanco.
•Una capa lisa y uniforme en una tasa típica de 3
a 4 m2 por litro (150 a 200 pies2 por galón).
 Compuestos formadores de
membrana
CONCRETO
MEMBRANA
EVAPORACIÓN
SATURADO
PARCIALMENTE
SATURADO

3. Aceleran el desarrollo de la resistencia:
 Vapor directo
 Espiral de calentamiento
 Cimbras o almohadillas calentadas eléctricamente

HORMIGÓN CON DIFERENTE TIPO DE CURADO (edad 28 días)
0
60
120
180
240
300
360
28200
28500
28800
29100
29400
29700
30000
30300
30600
30900
31200
31500
31800
32100
32400
32700
Abscisado del canal
Resistenciaalacompresión(Kg/cm2)
ambiente compuesto formador de membrana agua f´c -35 (mínimo)

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