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Se llama piso industrial a cualquier piso interior que esté sometido a cualquiera de las siguientes cargas:
- Cargas móviles (vehículos pesados, montacargas y cualquier vehículo con ruedas).
- Cargas puntuales (racks o anaqueles).
- Cargas uniformemente distribuidas aplicadas directamente sobre la superficie de la losa de concreto.
Los pisos industriales son losas sobre terreno las cuales a su vez se encuentran clasificadas de acuerdo con la ACI 360R-10 como sigue:
- Concreto no reforzado (simple).
- Reforzada con barras o mallas para controlar el ancho de la fisura.
- Continuamente reforzadas.
- Losas de concreto de contracción compensada.
- Losas Postensadas.
- Losas de concreto con refuerzo de fibras de acero.
- Losas de concreto reforzado con fibras sintéticas.
- Losas estructurales reforzadas por requerimientos de código.
Ahora bien, teniendo en cuenta la definición de piso industrial y los distintos tipos, entremos en materia con respecto a las características y el desempeño que debe tener el concreto para la adecuada construcción de este elemento. Se llama entonces concreto para piso industrial aquel que es “diseñado para la construcción de losas y pisos, ofreciendo los niveles de contracción por secado requeridos para este tipo de aplicación y un adecuado comportamiento para la colocación, según los requerimientos del diseño y sistema constructivo”.
Teniendo en cuenta lo anterior, proponemos tener en cuenta las siguientes variables para el diseño de un concreto para piso industrial:
- Seguimiento de recomendaciones y parámetros ACI 302.1R-04 (Guía para la Construcción de Losas y Pisos de Concreto) y ACI 360 R-10 (Guía de Diseño de Losas sobre terreno).
- Definición del asentamiento.
- Tamaño máximo del agregado (trabajar con el TM posible permisible).
- Contenido de aire (usualmente debe estar entre 0 % y 2 %, se contempla solo el naturalmente atrapado. Para pisos expuestos a ciclos de congelamiento y deshielo se requiere un contenido de aire entre el 5 % y 8 %).
- Contenido de agua (definido por el asentamiento y TM del agregado)
- Relación A/MC (0,5 máx).
- Conformidad con Fcr (resistencia promedio requerida), f’c (resistencia de diseño), S (desviación estándar) y V (coeficiente de variación).
- Proporción de agregados.
- Ajuste por humedad.
Además, dentro del control de calidad se realiza verificación constante de:
- Temperatura (NCT-3657).
- Asentamiento (NTC-396).
- Elaboración y curado de especímenes (NTC-550).
- Peso unitario y rendimiento volumétrico (NTC-1926).
- Resistencia del concreto a la flexión (NTC-2871).
- Contracción del concreto (NTC-5640). Este ensayo es fundamental dentro de lo que respecta a un concreto para piso industrial ya que, lo que se busca dentro del diseño del concreto es precisamente el mínimo de contracción posible; mide los cambios de longitud dentro de unos moldes definidos producidos por causas diferentes a las fuerzas externas aplicadas y a los cambios de temperatura. Se aplica la siguiente fórmula:
Este ensayo regularmente se mide a los 90 días de vida del concreto y debe cumplir con máximo 0,05 %.
Contracción del concreto
El Concreto es un excelente material, pero en los pisos industriales siempre debemos esperar que se contraiga, se alabee y/o se agriete. La contracción del concreto es un fenómeno conocido que ha sido muy estudiado en los últimos años y que básicamente se trata de su reducción de volumen.
El concreto, por razones que analizaremos más adelante, se encoge o se hincha en las tres dimensiones… Pero esto no necesariamente debe ser un problema.
Si el concreto se encogiera libremente no habría ningún problema, el tema es que, ya colocado en la estructura se encuentra amarrado a algo que puede ser otro elemento estructural, a la base o a la misma armadura que restringe el movimiento; y estos amarres pueden generar esfuerzos de tensión (tracciones considerables).
Y como muy bien sabemos, el concreto es un material que puede ofrecer muy buenas resistencias a Compresión, pero la resistencia a tensión no es su mayor cualidad…es muy baja. En un aproximado podríamos expresarlo de la siguiente manera: f´t ≈ 10%f´c.
Tipos de contracción:
Contracción plástica
Contracción de la pasta de cemento durante el secado, se puede decir que es del 1% del volumen absoluto del cemento seco y es ocasionada por:
- Evaporación de agua en la superficie (Veva > Vexu) T.E. > 1,0 kg/m2/h (ACI308)
- Velocidad del viento mayor a 8 km/h.
- Baja humedad relativa.
- Altas temperaturas ambientales y del concreto.
Si bien no se presenta casi este tipo de patologías en pisos, si no se siguen las recomendaciones, podrían ser un gran inconveniente. El comportamiento de la contracción plástica en el primer día de vida del concreto se puede observar en la siguiente gráfica:
Contracción por secado:
Consiste en la disminución de volumen que experimenta el concreto en estado endurecido. Este tipo de contracción es menor en concreto reforzado. Si los refuerzos de tensión que resultan de la contracción por secado superan la resistencia a tracción del concreto, se desarrollan grietas.
Se debe tener en cuenta, además, que fisuras aleatorias se pueden desarrollar si no se tiene un correcto espaciamiento de las juntas y el concreto está restringido. Las Juntas de contracción en las losas sobre el terreno deben espaciarse entre 24 y 36 veces el espesor de la losa para poder controlar las fisuras aleatorias.
Contracción autógena:
Comienza en el instante en que el cemento entra en contacto con el agua. Por tanto, controlar o incluso eliminar el secado no impedirá que se presente retracción.
La hidratación del cemento en un ambiente sellado o saturado, ocasiona una reducción de volumen de la pasta de cemento y con ello una serie de mecanismos conocidos como retracción química, autodesecación o autógena.
La siguiente gráfica nos muestra el comportamiento de la contracción dentro del primer año de vida de un concreto.
1er año del concreto
Es muy común que en los proyectos de pisos industriales se utilicen fibras para la reducción de la contracción del concreto. Recordemos un poco la clasificación de éstas y sus funciones.
Microfibras:
- Uso: Este tipo de fibras se utiliza básicamente para prevenir la aparición de fisuras por contracción plástica.
- Dosificación: Entre 0.03% a 0.15% del volumen del concreto o 0.3 a 1.2 kg/m3 de concreto.
- Material: Sintéticas.
Macrofibras:
- Uso: Prevenir la aparición de fisuras de contracción por secado, aumentar la tenacidad del concreto, disminuir el ancho de fisura si se llega a presentar. Sin embargo, su función principal es la de funcionar como puente de transferencia de carga a través de las fisuras, es decir, permitir que la estructura continúe trabajando.
- Dosificación: 0,2 – 0,8 % del volumen del concreto.
- Material: Sintética, acero.
Algunas recomendaciones al momento de dosificar las fibras en el concreto son:
- Mezclar 1 minuto por m3 de carga.
- La dosificación se debe realizar de una manera pausada para evitar la posible generación de grumos que puede llevar a inconvenientes en los pisos industriales.
- La combinación de ambos tipos de fibras (macro y microfibra) es completamente válida y para estos casos entendiendo que algunas microfibras tienen plastificantes, éstas deben aplicarse de primero para tener un concreto más manejable y luego dosificar la macrofibra de la cual esperaremos una disminución en el asentamiento del concreto.
Para finalizar, es muy importante entonces que en todo proyecto de pisos industriales entendamos que el concreto debe solicitarse y debe cumplir cada una de las variables repasadas en este artículo, buscando con esto un excelente desempeño y durabilidad del mismo; todo lo anterior amarrado al cumplimiento de las recomendaciones de las buenas prácticas de construcción.
