El documento describe el fisuramiento temprano de losas de concreto en clima frío y las acciones correctivas implementadas. Se identificaron tres tipos de fisuramiento y se rediseñó la geometría de las losas a módulos más pequeños para reducir la contracción. También se realizaron controles de temperatura, granulometría y slump para mejorar los procesos constructivos y reducir el fisuramiento.

1. Día del conocimiento
Fisuramiento temprano de
losas de concreto en clima frio
Lima. Diciembre 2012
Rev0 / 01-07-08

2. Presentación:
Ing. Carlos Tupayachi Marmanillo

3. Introducción
 El fisuramiento de concreto en condiciones de Clima Frio, es un
tema estudiado y se tiene publicaciones de instituciones
reconocidas como del:
ACI (American Concrete Institute).
PCA (Portland Cement Association).
ACPA (American Concrete Pavement Association), etc.
Pese a existir extensas y muy bien elaboradas publicaciones, se
sigue repitiendo errores en la ejecución de obra, careciendo de
una herramienta integre todas las variables y que ayude a
identificar el potencial de fisuramiento de una losa de concreto
expuesta a condiciones de clima adverso.
3

4. Datos Generales
 Obra: Pavimentación de la zona
de Estacionamiento, en el Nuevo
Campamento
 Ubicación: Campamento Minero
Yanacancha
 Cliente: C. M. Antamina
 Ejecuta: CHACON Contratistas
Generales SA
 Supervisa: GMI SA
 Ppto de Obra: US$ 1.4 M
 Calendario de ejecución:
 1ra. Etapa de AGO/2011 a ENE/2012.
 2da Etapa de MAY/2012 a JUL/2012
 Meta Física: 20,000 m2 de
pavimento
4

5. Ubicación Geográfica:
Región: Ancash, Provincia: Huari, Distrito: San Marcos -
Yanacancha
5

6. Área de Trabajo
Nuevo Campamento de Yanacancha
6

7. Antecedentes
Características del Clima:
 Temperatura del medio ambiente:
De 23.8 °C A -1.5°C
 Humedad relativa:
DE 60.5% A 84.9%
 Ráfagas de viento - diaria:
DE 12m/seg A 19 m/seg
 Velocidad promedio de viento:
DE 2.0m/seg A 2.9 m/seg
 Altimetría: 4200 msnm
(FUENTE: Compañía Minera Antamina, 1998)
7

8. Antecedentes
Características del
terreno de Fundación
(base granular) :
Máx. Densidad Seca :
2.34
Humedad Optima :
5.63%
CBR: 96%
Tipo de Suelo: A-1
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9. Antecedentes
 Características del concreto,
proporcionado por la empresa
UNICON :
 Resistencia de diseño f’c=30 MPa
 Tamaño máximo del agregado
3/4”
 Tipo de piedra: canto rodado
 Arena: Modulo de fineza 2.98%
 Aditivo incorporador de aire SIKA
Aer: Porcentaje 6%
 Aditivo Plastificante Pozzolith
130N: Slump inicial 7.5”
 Aditivo Acelerante de fragua
Pozzolith NC534
 Calidad de Agua: PH 7.43
 Relación agua/cemento A/C : 0.455
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10. Antecedentes
Diseño Original de losa, de acuerdo a Exp.
técnico:
10
10.60 m
5.30
m

11. Controles por parte de la
Supervisión de Obra
 CONTROLES PREVIOS A LA PRODUCCION Y
AUTORIZACION PARA EL INICIO DE TRABAJOS DE
CONCRETO
 Certificado de calibración de balanzas de agregados y cemento.
 Informe de verificación de balanzas de agregados y cemento.
 Registro de uniformidad de mixer 530, mixer 515, mixer 518.
 Certificado de operatividad de mixer 530, mixer 515, mixer 518.
 Ensayo de granulometría de arena.
 Ensayo de granulometría de piedra Huso 67.
 Ensayos químicos de agua.
 Certificado de calidad de cemento Atlas 1P
 Certificado de calidad de aditivo plastificante Pozzolith 130N
 Certificado de calidad de aditivo acelerante Pozzolith NC534
 Certificado de calidad aditivo incorporador de aire Sika Aer
 Informe de verificación de equipos de laboratorio: Olla de Washington.
 Diseño de concreto f’c=30MPa
 Diseño de concreto con acelerante f`c=30 Mpa
 Resultado de Ensayos en estado fresco: Temperatura, aire incorporado, slump,
perdida de trabajabilidad.
 Resultados de Ensayos en estado endurecido: Resistencia a la compresión a los 03 y
07 días.
11

12. Controles por parte de la
Supervisión de Obra
CONTROLES DURANTE LOS TRABAJOS.
Diferenciamos dos tipos de controles:
1. Los que son de responsabilidad del Ejecutor de
Obra, quien efectúa sus propios controles de
calidad con VB de la Supervisión de Obra
(Suelos, Topografía, Concreto), que son de rutina
y de forma continua.
2. Los controles aleatorios de responsabilidad de la
Supervisión de Obra, que sirven para contrastar
y recomendar correctivos.
12

13. Fisuramiento Temprano
en losas de Concreto
Marco Teórico:
 Contracción (Shrinkage)
1. Contracción Intrinseca: Proceso F-Q,
intercambio del agua contenida en los poros del
gel y los poros capilares con el cemento aún no
hidratado, generando cambio de volumen. En
términos generales, no produce fisuración.
2. Contracción por secado: Se produce por la
pérdida de humedad de la pasta debido a la
acción de agentes externos.
13

14. Fisuramiento Temprano
en losas de Concreto
Marco Teórico - :
2. Contracción por secado (0.04% – 0.08%):
2.1 Agregados.
 A menor “Tamaño Máximo” > Contracción
 A menor “Módulo de Fineza global”>Contracción
2.2 Aditivos.
 Reductores de agua: Reduce contracción ≈ 30%
 Incorporadores de aire hasta 5%: No contrae
 Acelerantes: Incrementa contracción ≈ hasta 50%
 Puzolana (cementos puzolanicos): Incrementa contracción, se
refleja en estructuras de secciones delgadas.
2.3 Duración curado húmedo.
“ …la duración del curado húmedo del concreto NO reduce la
contracción por secado… propicia el desarrollo de las
características resistentes del concreto y su capacidad de soportar
esfuerzos generados por la contracción…” (Pasquel, 1998).
14

15. Fisuramiento Temprano
en losas de Concreto
2.4 Geometría
En función al diseño del espesor de
losa y TMA, se determina la
geometría de la losa. (sugerido por la
PCA).
2.5 Curvado y Alabeo.
“…Directamente relacionado a la
contracción por secado. Por eso, si
se hace un esfuerzo por reducir la
contracción por secado, también se
reducirá el curvado…” (ACI 360R).
(Se mide desde la esquina en dirección
diagonal hacia adentro)
15
Espesor de losa
TM< 3/4" TM> 3/4"
5" 3 m 4 m
6" 3.7 m 4.6 m
7" 4.3 m 5.5 m
8" 4.9 m 6.1 m
9" 5.5 m 7 m
10" 6.1 m 7.3 m
Agregado
ESPACIAMIENTO DE JUNTAS DE CONTRACCION
Marco Teórico:
LONGITUD CRITICA POR ALABEO
Espesor de losa Gradiente Termico
11 °C 17°C 21°C
4" 6.3 m
6" 7.8 m 8.1 m
8" 10.2 m 10.5 m
10" 11.4 m 12.0 m

16. Fisuramiento Temprano
en losas de Concreto
2.6 Condiciones de Clima
Presentará problemas de
contracción con tasas de
evaporación mayor a
1.0 kg/cm2/hora
16
Marco Teórico:
Velocidad de evaporación afectada por
condiciones ambientales,
FUENTE: PCA, Portland Cement Association

17. Fisuramiento Temprano
en losas de Concreto
17
PROBLEMAS !!!!
LOSAS FISURADAS…

18. Fisuramiento Temprano
en losas de Concreto
18
En la presente Supervisión de Obra se identificó 03 tipos de
fisuramiento:
TIPO “1”
Transversal.
Fisuramiento por
Corte tardío
Fuente: ACPA American Concrete Pavement Association

19. Fisuramiento Temprano
en losas de Concreto
19
En la presente Supervisión de Obra se identificó 03 tipos de
fisuramiento:
TIPO “2”
Erratico.
Fisuramiento por alta
fricción con Sub Base
Fuente: ACPA American Concrete Pavement
Association

20. Fisuramiento Temprano
en losas de Concreto
20
En la presente Supervisión de Obra se identificó 03 tipos de
fisuramiento:
TIPO “3”
Mixto.
Fisuramiento por
Corte tardío y
Fisuramiento por alta
fricción con Sub Base

21. Fisuramiento Temprano
en losas de Concreto
21

22. Acciones correctivas
RE-Diseño de geometría de losa:
22
10.60 m
5.30
m
5.20 m
4.70
m

23. Acciones de Seguimiento y Control
Granulometria de Concreto Fresco
(Uniformidad).
23
MUESTREO A INICIO DE VACIADO (A)
1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 4 8 16 30 50
100 200
100 96.1 83.2 64.5 53.3 38.1 29.7 21.6 13.5 5.1 0.9 0.2
MUESTREO A TERCIO DE VACIADO (B)
100 97.3 85.5 62.7 50.9 34.2 25.4 18.1 11.2 4.2 0.8 0.3
DIFERENCIA (A-B)
0.0 1.2 1.7 1.8 2.4 3.9 4.3 3.5 2.3 0.9 0.1 0.1
Unidad muestrada: Camión mixer Nº B3J - 905
MUESTREO A INICIO DE VACIADO (A)
1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 4 8 16 30 50
100 200
100 95.8 84.1 65 55.3 39.1 29.3 20.8 12.9 4.9 1.2 0.4
MUESTREO A TERCIO DE VACIADO (B)
100 97.8 89.3 72.3 60.7 42.2 31.4 21.7 12.9 4.0 0.7 0.4
DIFERENCIA (A-B)
0.0 2.0 5.2 7.3 5.4 3.1 2.4 0.9 0.0 0.9 0.5 0.0

24. Acciones de Seguimiento y Control
Controles de granulometría del agregado fino,
(%) que pasa la malla 200= 8.40 y MF= 2.74
24

25. Acciones de Seguimiento y Control
25

26. Acciones de Seguimiento y Control
 Registro de Temperatura Ambiente y Temperatura de
Concreto (Durante 5 meses), DT≈ 8°C.
26

27. Acciones de Seguimiento y Control
 Controles de Temperatura, para medir la efectividad de
la cobertura sobre las losas de concreto.
27
Se registró:
•Protección con
carpa y lona, a 3.0
m de altura.
•Protección con
bastidores y lona a
20 cm de altura.

28. Acciones de Seguimiento y Control
28
REGISTRO DE SLUMP EN OBRA
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
Registro de Slump - diario, para acciones
correctivas por parte del proveedor de Concreto.
1er MES 5 Meses

29. Acciones de Seguimiento y Control
29
Cobertor de piso. Cobertor en carpas

30. Acciones de Seguimiento y Control
 ASERRAMIENTO DE LOSA:
 De acuerdo a Proyecto: Luego de 4 a 6 horas del vaciado.
 De acuerdo a Condiciones de Obra: Luego de 23 horas del
vaciado, debido a problemas de astillamiento.
30
FOTOGRAFIAS – (ACPA) American Concrete Pavement Association
Corte muy temprano –
astillamiento NO
aceptable
Corte temprano
Astillamiento leve
Corte en tiempo
correcto
Sin Astillamiento

31. Acciones de Seguimiento y Control
Intervalo de tiempo
para Corte de Losa:
Intervalo de tiempo
para la Obra:
31
FUENTE– (ACPA) American Concrete Pavement
Association

32. Acciones de Seguimiento y Control
Proceso Constructivo
32
Problema de segregación Inicial, por uso de
bomba, altura de caída.

33. Acciones de Seguimiento y Control
Proceso Constructivo
33
Mala practica en el proceso de vibrado, Primero se ejecutaba con
Vibrador tipo Aguja, para luego vibrar y emparejar con Regla
Vibratoria.

34. Acciones de Seguimiento y Control
Proceso Constructivo
34
Actividad de Alisado de superficie:
Luego de 3.0 a 4.30 h del vaciado ,
por lentitud en el fraguado inicial
Actividad de aserramiento de
losas de concreto: Luego de
23 h, por astillamiento
excesivo

35. 35

36.  Con referencia al Diseño
(Expediente Técnico)
• La geometría y modulación
de losas del Exp. Técnico
Fue necesario
redimensionar a módulos
mas pequeños, reduciendo
el área en
aproximadamente el 55%,
para liberar tensiones en la
interface losa-terreno de
fundación y disminuir
contracciones iniciales.
 Con referencia a las
características del
Concreto:
 De acuerdo al diseño el TM
del agregado es de ¾”,
variable que contribuye
con la Contracción Inicial
del concreto, no pudiendo
incrementar el TM por
consideraciones de
bombeo.
 Variabilidad Inicial del
Slump, que repercutió de
forma negativa, para
determinar los tiempos de
alisado, curado y
aserramiento de juntas de
concreto.
36

37.  Con referencia a las
características del Concreto:
 La utilización de aditivos como
Incorporador de Aire y
Plastificante, contribuyen con la
disminución del efecto de
contracción temprana del
concreto.
 La utilización de aditivos como
Acelerantes y el tipo de cemento
puzolanico, incrementan el
potencial de contracción inicial
del concreto
 Con referencia a las
condiciones de clima:
 La altimetría por si sola no
es un problema (4200
msnm), el problema es la
condición de Clima Frio que
representa.
 De acuerdo a las variables
“locales” la temperatura del
aire, humedad relativa,
temperatura del concreto, y
velocidad del viento;
representa tasas de
evaporación menores a 1
kg/cm2/hora, lo que significa
que no constituye un riesgo
potencial para el
fisuramiento por
evaporación.
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38.  Con referencia a las
condiciones de clima Local:
 El diferencial de temperatura
ambiente durante el día
(11.6°C) y la temperatura del
concreto (19.3°C) es de
aproximadamente 8 °C, que
no constituye un factor que
contribuya al fisuramiento.
 El diferencial de temperatura
absoluto del día a la noche
es de 25.3°C, que si
constituye un potencial alto
que contribuye al
fisuramiento temprano de
losas de concreto, por lo que
es necesario la colocación
de cobertores nocturnos que
ayuden a desarrollar al
concreto sus propiedades
resistentes.
 Con referencia al proceso
Constructivo:
 Mala práctica constructiva
en el vibrado de concreto
fresco.
 Mala práctica constructiva
en los tiempos de curado
temprano.
 Mala práctica constructiva
en la determinación de la
hora de aserrado de juntas
 Se requiere capacitar al
personal técnico sobre las
labores de colocación de
concreto fresco y acabado,
por constituir la mano de
Obra no capacitada, un
potencial de riesgo para el
fisuramiento de losas de
concreto fresco.
38

39. El proceso de aprendizaje constituye un ciclo permanente de Teoría –
Obra y viceversa
GRACIAS…