¿Cómo seleccionar el sistema vibratorio adecuado para la consolidación del hormigón?

No existe un procedimiento exacto para seleccionar un sistema de vibración adecuado para compactar hormigón recién colocado. Esto se debe a variaciones en varios parámetros concretos; por ejemplo, las modificaciones en la mezcla de hormigón hacen que cada caso de construcción sea único. Las variaciones en la mezcla de concreto pueden originarse por modificaciones en el asentamiento, aditivos químicos, tamaños y formas de los agregados, contenido de cemento, consistencia de la mezcla, condiciones climáticas e incluso el tipo de encofrado utilizado. Por lo tanto, cada caso de construcción es diferente y debe evaluarse individualmente. No obstante, se han establecido ciertas reglas generales que los ingenieros de obra y los contratistas pueden consultar al seleccionar las máquinas vibratorias adecuadas para el trabajo en cuestión.

Selección de vibradores internos

Los vibradores internos se consolidan mediante un cabezal vibratorio que se inserta en el hormigón fresco. El número de frecuencia y amplitud de vibración describen el movimiento de vibración. Los parámetros que deben considerarse al seleccionar las vibraciones internas son la disponibilidad del equipo de vibración, el tamaño del cabezal y la longitud del accionamiento flexible.

Vibradores internos utilizados para consolidar hormigón

La disponibilidad del equipo podría controlar la selección de vibración. Esto se debe a que es posible que el contratista no posea el mejor y más adecuado equipo de vibración para el trabajo en cuestión. El tamaño del cabezal y el tipo de vibración son otros criterios que deben tenerse en cuenta. Comúnmente, el contratista prefiere el tamaño de cabeza más grande ya que tiene mayor área de influencia y, en consecuencia, termina el trabajo antes de tiempo. Sin embargo, la efectividad del equipo de vibración está controlada por su amplitud y frecuencia. El área compactada efectiva es 1,6 veces el área de la cabeza del equipo vibratorio. El espaciamiento de refuerzo, la dimensión del encofrado y la trabajabilidad del concreto controlan la selección del tamaño de la cabeza. Por ejemplo, se debe utilizar un vibrador de cabeza pequeña para espacios pequeños entre refuerzos, encofrados poco profundos y hormigón de alto asentamiento.

Radio de influencia del vibrador interno

Con respecto a la longitud del accionamiento flexible, a un contratista normalmente le gustaría emplear el accionamiento flexible más corto que permita un acceso completo al concreto que se está consolidando. ACI 309R -5 (guía para la compactación de concreto) proporcionó una tabla para guiar a los contratistas a elegir el equipo de vibración interna adecuado. Los datos proporcionados en la tabla son empíricos, es decir, basados ​​en trabajos anteriores. A continuación se presenta un resumen de la tabla:

Tabla 1: Selección de vibradores internos según el tamaño del cabezal del equipo, amplitud, radio de influencia y tasa de colocación de concreto

Selección de vibradores externos

Al seleccionar el sistema de vibración externo se debe considerar la trabajabilidad del hormigón y la rigidez del encofrado. Por ejemplo, el hormigón plástico con un asentamiento superior a 75 mm se puede consolidar adecuadamente con vibración de alta frecuencia. Por el contrario, se requiere vibración de alta amplitud para hormigón fresco más rígido con un asentamiento inferior a 75 mm para iniciar la fluidización. La vibración externa con una velocidad entre 3000 y 12000 rpm es adecuada para la vibración del encofrado. Sin embargo, la frecuencia de resonancia natural del cemento Portland oscila entre 9000 y 12000 rpm, y los vibradores neumáticos son el único equipo disponible que produce esta frecuencia requerida. Con frecuencia, sería necesario utilizar más de un equipo de vibración para generar la fuerza necesaria para consolidar adecuadamente el hormigón. Después de determinar el peso total del hormigón fresco y el encofrado, se puede utilizar la Tabla 1 para seleccionar el equipo de vibración adecuado. Si el peso específico del hormigón no está disponible, utilice el peso estandarizado de 2400 kg/m3 como aproximación.

Tabla-2: Selección de vibrador externo según la consistencia del concreto, el peso y la fuerza del equipo de vibración

Vibradores externos acoplados a encofrados