RESUMEN:
El proceso de vibración del concreto en la construcción es de vital importancia, especialmente al hablar de durabilidad de la estructura. Consiste en someter al concreto fresco a vibraciones de alta frecuencia inmediatamente después de ser vertido, mediante vibradores que funcionan con presión de aire comprimido o electricidad. Con este procedimiento la mezcla de concreto adquiere una consistencia un poco más fluida y licuada, permitiendo cubrir los espacios de manera homogénea; haciendo que se adhiera al acero más fácilmente.
El principal objetivo del proceso de vibrado es lograr que las burbujas de aire asciendan dentro de la masa del concreto fresco y de este modo salgan al exterior, eliminándose con el ambiente y homogenizándose. Debido al proceso de mezclado, transporte y colocación del concreto, se atrapa aire en forma de vacíos o poros, que varían tanto en tamaño como en distribución, y que es necesario remover para darle el carácter de sólido monolítico. Como es sabido, estos vacíos disminuyen la densidad del concreto haciendo que este sea más permeable, poco resistente y menos durable.
Para remover el aire se utilizan también procedimientos tales como el “chuzado con varilla o varillado” (recomendable en espacios pequeños; no es recomendable en obras de gran envergadura ya que no brindan la suficiente eficiencia y puede acarrear otros problemas en la mezcla), y la vibración (interna o externa). Estos buscan disminuir la fricción entre los diferentes componentes del concreto (entre el concreto y el acero de refuerzo, y entre el concreto y la formaleta). Algunos de los métodos más comunes de compactación por vibración son:
- Vibración interna: consiste en aplicar directamente al concreto la acción de la vibración, insertando un vástago vibratorio en el interior de la masa. Los vibradores de aplicación interna, también conocidos como vibradores de inmersión o de aguja, son los más comunes para consolidar concreto en muros, columnas, vigas y losas.
- Vibración externa de formaleta: consiste en adosar masas excéntricas a la formaleta, que son movidas por un motor eléctrico o neumático, de manera que cuando giran le transmiten al concreto, a través de la formaleta, la vibración que se persigue. Desde luego, la formaleta debe ser lo suficientemente rígida y hermética para evitar deformaciones del elemento y fugas de lechada. Los vibradores de formaleta, también conocidos como vibradores de pared, son muy comunes en la industria de los prefabricados de concreto, en algunos trabajos de obra en los que el uso de los vibradores de aguja se vea restringido por secciones muy estrechas o muy congestionadas de refuerzo, en elementos donde se requiera complementar la vibración interna, y especialmente en la consolidación de mezclas muy secas en las que no se puedan usar vibradores internos. Adicionalmente su uso se restringe a la construcción de elementos delgados cuyo espesor no supere los 300 mm.
- Vibración externa superficial: los vibradores externos superficiales, también llamados reglas vibratorias, se usan para compactar el concreto desde la superficie de las losas. En estos casos, las mezclas se diseñan para que el asentamiento no supere los 75 mm, con el fin de limitar el contenido de mortero superficial, pues la vibración superficial de mezclas con asentamientos mayores tendrá como resultado la acumulación excesiva de mortero y de material fino en la superficie, y con ello, no sólo se reducirá la resistencia al desgaste sino también se incrementará la probabilidad de aparición de cuarteaduras superficiales, el eventual descascaramiento y, en casos extremos, se originarían grietas de contracción plástica.
- Mesas vibratorias: Otro sistema de vibración externa lo constituyen las mesas vibratorias, las cuales se utilizan con frecuencia en la producción de elementos prefabricados. Normalmente, se trata de equipos desarrollados específicamente para la producción industrializada de un elemento o conjunto de elementos particular. Las mesas vibratorias consisten en un tablero rígido apoyado elásticamente en soportes fijos. Al tablero se le adosa por debajo un equipo generador de vibraciones, que pueden ser unas masas excéntricas movidas por correas, o bien, motores resistentes a la vibración, dotados de mesas giratorias excéntricas, adheridas directamente al tablero. Lógicamente, la mesa vibratoria debe ser sólida puesto que sobre ella se pone el molde de la pieza a producir más la masa del concreto que la conformará.
- Vibración por rodillos: en este tipo de vibración externa del concreto, están los rodillos lisos estáticos y los rodillos lisos vibratorios que se emplean en la construcción de pavimentos y presas construidos con concretos secos. Dentro de los rodillos lisos estáticos, están los de ruedas neumáticas y los rodillos lisos metálicos.
- Revibrado: la revibración del concreto se utiliza en algunos casos para mejorar la adherencia entre el concreto y el acero de refuerzo, para liberar el agua atrapada debajo de las barras horizontales de refuerzo, y para remover vacíos adicionales de aire atrapado. Esta práctica no genera ningún daño, si el concreto es aún trabajable. Sin embargo, es importante no tocar el acero de refuerzo con la aguja del vibrador. La revibración transmitida a través de las armaduras al concreto semiplástico produce pérdida de adherencia de la barra con el concreto y fisuras sobre las armaduras.
Los aparatos vibratorios convencionales que se encuentran en el mercado poseen una frecuencia de giro de eje entre 3,000 a 14,000 vpm, las cuales entre los 3,000 a 12,000 vpm (bajas y medias) movilizan los granos finos; por otro lado las frecuencias (13,000 a 14,000 vpm) son capaces de movilizar los finos alrededor de los gruesos dando como resultado una buena distribución de los mismos y facilitando la expulsión de las burbujas de aire retenido dentro de la mezcla de concreto.
Las razones más importantes para efectuar la vibración de las mezclas de concreto y evitar posteriores daños en el material son:
- Aumentar la resistencia y durabilidad del concreto.
- Expeler el aire excedido y distribuir en forma más homogénea las partículas dentro del concreto.
- Disminuir la posibilidad de segregación del concreto fresco y los cambios de volumen por posterior retracción.
- Lograr que el concreto se comporte “como un líquido” dentro del diámetro de acción del vibrador, permitiendo un mejor llenado de los encofrados.
- Obtener mezclas con una compactación que permita mantener el nivel de aire ocluido dentro de los límites previstos.
Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados.
El principal objetivo del proceso de vibrado es lograr que las burbujas de aire asciendan dentro de la masa del concreto fresco y de este modo salgan al exterior, eliminándose con el ambiente y homogenizándose.
CONCLUSIÓN
De la adecuada puesta en obra y el vibrado del concreto dependen factores primordiales como los que nombramos anteriormente, obtendremos obras más duraderas y seguras. Debemos tener muy en cuenta, que del diseño de mezcla y de las necesidades respectivas de la obra, dependen el tipo de vibrado y equipo que vayamos a utilizar.
