Aplicación del concepto de madurez en pavimentos urbanos de hormigón

Abstract

La aceptación de obras de pavimentación con hormigón, de acuerdo a la resistencia requerida, en particular para proyectos de pavimentación urbana que deben ser aprobados por el Servicio de Vivienda y Urbanización SERVIU de cada región de Chile, es realizada mediante la extracción y evaluación de testigos de hormigón. Esto implica un ensayo destructivo que demora un tiempo, a veces excesivo, para obtener un resultado que asegure una apertura a tránsito y correspondiente aceptación de pavimentos urbanos. Es por esta razón que es necesario un método no destructivo, predictivo y práctico más eficiente para obtener la resistencia del hormigón a edades tempranas y que sea representativo de las condiciones reales de la obra. En este trabajo de investigación se analizó el método de madurez como herramienta para optimizar los tiempos de apertura a tránsito de pavimentos urbanos de hormigón tipo SERVIU, a partir de la experiencia y resultados obtenidos en un proyecto de pavimentación urbana en Santiago, en coordinación con dos contratistas participantes del proyecto, y sus respectivas empresas proveedoras de hormigón. El método de Madurez estudia el efecto del historial de temperatura interna del hormigón producto de la reacción de sus componentes y la influencia de la temperatura ambiente sobre la resistencia del hormigón. Este método permite estimar la resistencia in situ del hormigón, mediante una relación única entre el índice de madurez y el desarrollo de resistencia del hormigón, y su uso es específico para una mezcla determinada, por ello, cada vez que cambie alguna proporción de sus materiales, se debe estudiar si esta tendría efectos en la relación o en caso contrario desarrollar una nueva relación de índice de madurez y resistencia. Como primera etapa se elaboró una curva característica para cada contratista, mediante los resultados de tiempo vs temperatura y la resistencia a compresión de los cilindros, y posteriormente se colocaron los sensores de temperatura embebidos en el hormigón, para registrar el comportamiento de la temperatura y realizar un perfil de temperatura vs tiempo, en 5 sectores para contratista 1 y 6 sectores para contratista 2, con lo cual fue posible estimar la resistencia a compresión en cada sector, mediante la aplicación de la función de madurez propuesta por Nurse-Saul. Con esto fue posible obtener los tiempos en los cuales se alcanzó la resistencia objetivo del proyecto, correspondiente a 34 MPa. Para el caso del contratista 1 esto se alcanzó, en promedio, a los 5 días, y para el contratista 2 a los 3 días en promedio. Considerando como requisito un 75% de resistencia final, como límite de aceptación, se podría realizar la apertura a transito al tercer día para contratista 1 y al segundo día para el contratista 2. Lo cual es una considerable disminución respecto al periodo habitual de 28 días para este efecto. Finalmente, se realizó una comparación entre este método y el ensayo de testigos, donde se obtuvieron diferencias de 30% para el contratista 1 y de 14% para el contratista 2, con estos resultados se puede validar el uso y concepto de madurez, con una precisión suficiente, como método complementario a los métodos de aceptación del proyecto, de manera de aportar a la hora de tomar decisiones con rapidez, como lo es la apertura a tránsito, minimizando los tiempos del proyecto y costos del mismo.