El encofrado son moldes temporales o permanentes en los que se vierte hormigón o materiales similares. En el contexto de la construcción de hormigón, la cimbra soporta los moldes de encofrado . [ cita requerida ]
Tipos
El encofrado viene en varios tipos:
- Encofrado de madera tradicional . El encofrado se construye in situ con madera y madera contrachapada o tableros de partículas resistentes a la humedad . Es fácil de producir pero requiere mucho tiempo para estructuras más grandes, y el revestimiento de madera contrachapada tiene una vida útil relativamente corta. Todavía se usa ampliamente cuando los costos de mano de obra son más bajos que los costos de adquisición de encofrados reutilizables. También es el tipo de encofrado más flexible, por lo que incluso cuando se utilizan otros sistemas, las secciones complicadas pueden utilizarlo.
- Sistema de encofrado diseñado . Este encofrado se construye a partir de módulos prefabricados con marco de metal (generalmente acero o aluminio ) y se cubre en el lado de aplicación ( hormigón ) con material que tiene la estructura superficial deseada (acero, aluminio , madera, etc.). Las dos ventajas principales de los sistemas de encofrado, en comparación con el encofrado de madera tradicional, son la velocidad de construcción (sistemas modulares con pasador, clip o atornillado rápidamente) y menores costos de ciclo de vida (salvo una fuerza mayor, el marco es casi indestructible, mientras que el revestimiento si es de madera, puede que haya que cambiarlo después de unos pocos o decenas de usos, pero si el revestimiento es de acero o aluminio, el encofrado puede alcanzar hasta dos mil usos según el cuidado y las aplicaciones). Los sistemas de encofrado metálico están mejor protegidos contra la putrefacción y el fuego que los encofrados de madera tradicionales.
- Encofrado de plástico reutilizable . Estos sistemas entrelazados y modulares se utilizan para construir estructuras de hormigón muy variables, pero relativamente sencillas. Los paneles son ligeros y muy robustos. Son especialmente adecuados para proyectos de estructuras similares y esquemas de viviendas masivas de bajo costo. Para obtener una capa adicional de protección contra el clima destructivo, los techos galvanizados ayudarán a eliminar el riesgo de corrosión y óxido. Estos tipos de gabinetes modulares pueden tener techos de carga para maximizar el espacio apilando uno encima del otro. Pueden montarse en un techo existente o construirse sin piso y levantarse sobre los gabinetes existentes con una grúa. [ cita requerida ]
- Encofrado Aislante Permanente . Este encofrado se ensambla en obra, generalmente con encofrados de hormigón aislante (ICF). El encofrado permanece en su lugar después de que el concreto se ha curado y puede proporcionar ventajas en términos de velocidad, resistencia, aislamiento térmico y acústico superior , espacio para ejecutar servicios públicos dentro de la capa de EPS y listón de enrasado integrado para acabados de revestimiento.
- Sistemas de encofrado estructural Stay-In-Place . Este encofrado se ensambla en el sitio, generalmente a partir de formas prefabricadas de plástico reforzado con fibra . Tienen la forma de tubos huecos y se suelen utilizar para columnas y pilares . El encofrado permanece en su lugar después de que el hormigón ha curado y actúa como refuerzo axial y cortante , además de servir para confinar el hormigón y prevenir los efectos ambientales, como la corrosión y los ciclos de congelación-descongelación .
- Encofrado flexible . A diferencia de los moldes rígidos descritos anteriormente, el encofrado flexible es un sistema que utiliza láminas de tela livianas y de alta resistencia para aprovechar la fluidez del hormigón y crear formas de construcción altamente optimizadas y arquitectónicamente interesantes. Usando encofrados flexibles es posible moldear estructuras optimizadas que utilizan significativamente menos hormigón que una sección prismática de resistencia equivalente, [1] ofreciendo así el potencial de importantes ahorros de energía incorporados en nuevas estructuras de hormigón.
Encofrado de losa (encofrado de cubierta)
.jpg/440px-Concrete_formwork_(27).jpg)
Historia
Algunos de los primeros ejemplos de losas de hormigón fueron construidos por ingenieros romanos. Debido a que el concreto es bastante fuerte para resistir cargas de compresión , pero tiene una resistencia a la tracción o torsión relativamente pobre , estas primeras estructuras consistían en arcos , bóvedas y cúpulas . La estructura de hormigón más notable de este período es el Panteón de Roma. Para moldear esta estructura, se construyó un andamio temporal y un encofrado o cimbra en la forma futura de la estructura. Estas técnicas de construcción no se aislaron del vertido de hormigón, sino que se utilizaron y se utilizan ampliamente en mampostería . Debido a la complejidad y la capacidad de producción limitada del material de construcción, el surgimiento del hormigón como material de construcción preferido no se produjo hasta la invención del cemento Portland (y los desarrollos de Edison Portland Cement Company ) y el hormigón armado .
Encofrado para losas de vigas de madera
Similar al método tradicional, pero los largueros y las vigas se reemplazan con vigas de madera de ingeniería y los soportes se reemplazan con puntales de metal ajustables. Esto hace que este método sea más sistemático y reutilizable.
Encofrado de losa tradicional
En los albores del renacimiento del hormigón en las estructuras de losas, las técnicas de construcción para las estructuras temporales se derivaron nuevamente de la mampostería y la carpintería . La técnica tradicional de encofrado de losas consiste en soportes de madera o troncos de árboles jóvenes, que sostienen filas de largueros ensamblados aproximadamente a una distancia de 3 a 6 pies o de 1 a 2 metros, dependiendo del grosor de la losa. Entre estos largueros, las vigas se colocan aproximadamente a 12 pulgadas, a 30 centímetros de distancia, sobre las cuales se colocan tablas o madera contrachapada . Los largueros y vigas suelen ser de madera de 4 por 4 pulgadas o 4 por 6 pulgadas. El espesor de madera contrachapada imperial más común es de ¾ de pulgada y el espesor métrico más común es de 18 mm.
Encofrado para losas de vigas metálicas
Similar al método tradicional, pero los largueros y las vigas se reemplazan con sistemas de encofrado de aluminio o las vigas y soportes de acero se reemplazan con puntales metálicos. Esto también hace que este método sea más sistemático y reutilizable. Las vigas de aluminio se fabrican como unidades telescópicas, lo que les permite abarcar soportes que están ubicados a diferentes distancias entre sí. Las vigas telescópicas de aluminio se pueden utilizar y reutilizar en la construcción de estructuras de diferentes tamaños.
Encofrado para losa modular
Estos sistemas constan de vigas prefabricadas de madera, acero o aluminio y módulos de encofrado. Los módulos no suelen tener más de 3 a 6 pies o de 1 a 2 metros de tamaño. Las vigas y el encofrado generalmente se colocan a mano y se fijan, sujetan o atornillan entre sí. Las ventajas de un sistema modular son: no requiere una grúa para colocar el encofrado, velocidad de construcción con mano de obra no calificada, los módulos de encofrado se pueden quitar después de que el concreto fragua dejando solo las vigas en su lugar antes de lograr la resistencia de diseño.
Sistemas de forma de mesa o voladora
Estos sistemas consisten en "mesas" de encofrado de losas que se reutilizan en varios pisos de un edificio sin ser desmanteladas. Las secciones ensambladas son levantadas por elevador o "voladas" por grúa de un piso al siguiente. Una vez en posición, los espacios entre las mesas o la mesa y la pared se rellenan con "rellenos". Varían en forma y tamaño, así como en su material de construcción. El uso de estos sistemas puede reducir en gran medida el tiempo y la mano de obra necesarios para colocar y golpear el encofrado. Sus ventajas se aprovechan mejor en áreas grandes y estructuras simples. También es común que los arquitectos e ingenieros diseñen edificios alrededor de uno de estos sistemas.
Estructura
Una mesa se construye prácticamente de la misma manera que un encofrado de vigas, pero las partes individuales de este sistema están conectadas entre sí de una manera que las hace transportables. El revestimiento más común es el contrachapado , pero también se utilizan acero y fibra de vidrio . Las vigas están hechas de madera, vigas en I de madera, aluminio o acero. Los largueros a veces están hechos de vigas en I de madera, pero generalmente de canales de acero. Estos se sujetan entre sí (atornillados, soldados o atornillados) para convertirse en una "plataforma". Estas cubiertas suelen ser rectangulares pero también pueden tener otras formas.
Apoyo
Todos los sistemas de soporte deben ser regulables en altura para permitir que el encofrado se coloque a la altura correcta y se retire una vez curado el hormigón. Para sustentar estos sistemas se utilizan puntales metálicos normalmente ajustables similares (o iguales a) los utilizados por el encofrado de losas de vigas. Algunos sistemas combinan largueros y soportes en armaduras de acero o aluminio . Sin embargo, otros sistemas utilizan torres de entibación de estructura metálica, a las que se unen las cubiertas. Otro método habitual es fijar los tableros de encofrado a muros o columnas previamente coladas, erradicando por completo el uso de puntales verticales. En este método, las zapatas de soporte ajustables se atornillan a través de orificios (a veces orificios de amarre) o se unen a anclajes fundidos.
Tamaño
El tamaño de estas mesas puede variar de 70 a 1,500 pies cuadrados (6.5 a 140 m 2 ). Hay dos enfoques generales en este sistema:
- Manejo de grúa: este enfoque consiste en ensamblar o producir las mesas con una gran área de encofrado que solo se puede subir un nivel con una grúa. Los anchos típicos pueden ser de 15, 18 o 20 pies, o de 5 a 7 metros, pero su ancho puede ser limitado, por lo que es posible transportarlos ensamblados, sin tener que pagar por una carga de gran tamaño. La longitud puede variar y puede ser de hasta 100 pies (o más) según la capacidad de la grúa. Después de que el hormigón se cura , las cubiertas se bajan y se trasladó con rodillos o carros para el borde del edificio. A partir de ese momento, el lado que sobresale de la mesa se levanta con una grúa mientras que el resto de la mesa se saca del edificio. Una vez que el centro de gravedad está fuera del edificio, la mesa se une a otra grúa y se traslada al siguiente nivel o posición.
Esta técnica es bastante común en los Estados Unidos y los países del este de Asia. Las ventajas de este enfoque son la reducción adicional del tiempo de trabajo manual y el costo por unidad de área de losa y una técnica de construcción simple y sistemática. Las desventajas de este enfoque son la alta capacidad de elevación necesaria de las grúas de obra, el costoso tiempo adicional de la grúa, los mayores costos de material y la poca flexibilidad.
- Horquilla de grúa o elevador manejado:
Con este enfoque, las tablas están limitadas en tamaño y peso. Los anchos típicos son entre 6 y 10 pies (1.8 y 3.0 m), los largos típicos son entre 12 y 20 pies (3.7 y 6.1 m), aunque los tamaños de las mesas pueden variar en tamaño y forma. La principal distinción de este enfoque es que las mesas se levantan con una horquilla de transporte de grúa o con elevadores de plataforma de material conectados al costado del edificio. Por lo general, se transportan horizontalmente al elevador o plataforma elevadora de grúa con una sola mano con carros cambiantes según su tamaño y construcción. Los ajustes finales de posicionamiento se pueden realizar con un carro. Esta técnica goza de popularidad en los EE. UU., Europa y, en general, en países con altos costos laborales. Las ventajas de este enfoque en comparación con el encofrado de vigas o el encofrado modular es una reducción adicional del tiempo y el costo de la mano de obra. Las tablas más pequeñas son generalmente más fáciles de personalizar alrededor de edificios geométricamente complicados (redondos o no rectangulares) o para formar alrededor de columnas en comparación con sus contrapartes grandes. Las desventajas de este enfoque son los costos de material más altos y el mayor tiempo de grúa (si se levanta con horquilla de grúa).
Formas de túnel
Las formas de túnel son formas grandes del tamaño de una habitación que permiten que las paredes y los pisos se moldeen de una sola vez. Con múltiples formas, todo el piso de un edificio se puede hacer de una sola vez. Las formas de túnel requieren suficiente espacio exterior al edificio para que toda la forma se deslice hacia afuera y se eleve al siguiente nivel. Una sección de las paredes se deja sin enlucir para eliminar las formas. Normalmente, los vaciados se realizan con una frecuencia de 4 días. Las formas de túnel son más adecuadas para edificios que tienen celdas iguales o similares para permitir la reutilización de las formas dentro del piso y de un piso a otro, en regiones que tienen altos precios laborales.
Ver cofre estructural .
Encofrado trepante
El encofrado trepante es un encofrado de tipo especial para estructuras verticales de hormigón que se eleva con el proceso de construcción. Si bien es relativamente complicado y costoso, puede ser una solución eficaz para edificios que tienen formas muy repetitivas (como torres o rascacielos) o que requieren una estructura de pared sin costuras (utilizando encofrado deslizante , un tipo especial de encofrado trepante).
Existen varios tipos de encofrados trepantes, que se reubican de vez en cuando, o incluso pueden moverse por sí mismos (generalmente sobre gatos hidráulicos, necesarios para encofrados autotrepantes y deslizantes).
- Donde la forma de escalada se usa más comúnmente
- Rascacielos
- Pilones de puente
- Columna de hormigón
- Torres de control del aeropuerto
- Edificios de gran altura
- Ejes de ascensor
- Silos [2]
Encofrado flexible
Existe un enfoque creciente en la sostenibilidad en el diseño, respaldado por objetivos de reducción de emisiones de dióxido de carbono. La baja energía incorporada del hormigón por volumen se compensa con su tasa de consumo, que hace que la fabricación de cemento sea responsable de aproximadamente el 5% de las emisiones globales de CO2. [3]
El hormigón es un fluido que ofrece la oportunidad de crear de forma económica estructuras de casi cualquier geometría: el hormigón se puede verter en un molde de casi cualquier forma. Esta fluidez rara vez se usa, y el concreto se vierte en moldes rígidos para crear estructuras de alto uso de materiales con grandes huellas de carbono. El uso omnipresente de moldes ortogonales como encofrado de hormigón ha dado como resultado un vocabulario bien establecido de formas prismáticas para estructuras de hormigón, sin embargo, estos sistemas de encofrado rígido deben resistir presiones considerables y consumir cantidades significativas de material. Además, el miembro resultante requiere más material y tiene un peso propio mayor que un molde con una sección transversal variable.
Se pueden utilizar métodos de optimización simples [4] [5] [6] para diseñar un miembro de sección transversal variable en el que la capacidad de flexión y corte en cualquier punto a lo largo de la longitud del elemento refleje los requisitos de la envolvente de carga que se le aplica.
Al reemplazar los moldes convencionales con un sistema flexible compuesto principalmente de láminas de tela de bajo costo, el encofrado flexible aprovecha la fluidez del hormigón para crear formas de construcción altamente optimizadas y arquitectónicamente interesantes. Se pueden lograr importantes ahorros de material. [7] La sección optimizada proporciona capacidad de estado límite último al tiempo que reduce el carbono incorporado, mejorando así el rendimiento del ciclo de vida de toda la estructura.
El control de la sección transversal de la viga de forma flexible es clave para lograr un diseño de bajo uso de material. El supuesto básico es que una hoja de tela flexible y permeable se sujeta en un sistema de cimbra antes de agregar el refuerzo y el hormigón. Al variar la geometría del molde de la tela con la distancia a lo largo de la viga, se crea la forma optimizada. Por lo tanto, el encofrado flexible tiene el potencial de facilitar el cambio en la filosofía de diseño y construcción que será necesario para avanzar hacia una industria de la construcción menos intensiva en materiales y más sostenible. Su potencial se demuestra aún más en el trabajo de Lee. [8]
El encofrado de tela es un pequeño nicho en la tecnología del hormigón. Utiliza materiales blandos y flexibles contra el hormigón fresco como encofrado, normalmente con algún tipo de material textil o plástico de fuerte tensión. La Sociedad Internacional de Conformado de Telas realiza investigaciones sobre encofrados de tela. [9]
Diseño similar a una valla
Un diseño de la fábrica rusa NPO-22 (marca Proster , con el modelo 21 diseñado para servir como encofrado) utiliza "láminas" de hierro (con perforaciones) que, si es necesario, se pueden doblar para formar una curva. El encofrado a base de chapa con rieles en forma de V mantiene la forma en una dirección (verticalmente) pero, antes de ser reforzado con vigas de acero, se puede doblar. Se pueden fijar varias láminas juntas de la misma manera que se pueden fijar vallas hechas de "láminas" de hierro .
- Se puede hacer un círculo a partir de una sola hoja de encofrado " 21 ", lo que permite formar una columna.
Uso
Para las formas de extraíbles, una vez que el hormigón se ha vertido en un encofrado y ha establecido (o curado ), el encofrado se golpeó o despojado (eliminado) para exponer el hormigón acabado. El tiempo entre el vaciado y el desmontaje del encofrado depende de las especificaciones del trabajo, el curado requerido y si el encofrado soporta algún peso, pero generalmente es al menos 24 horas después de que se completa el vaciado. Por ejemplo, el Departamento de Transporte de California requiere que los formularios estén en su lugar durante 1 a 7 días después del vertido, [10] mientras que el Departamento de Transporte del Estado de Washington requiere que los formularios permanezcan en su lugar durante 3 días con una manta húmeda en el exterior . [11]
Se han producido accidentes espectaculares cuando las formas se retiraron demasiado pronto o se diseñaron de forma insuficiente para soportar la carga impuesta por el peso del hormigón sin curar. Menos críticos y mucho más comunes (aunque no menos embarazosos y, a menudo, costosos) son aquellos casos en los que un encofrado de diseño insuficiente se dobla o se rompe durante el proceso de llenado (especialmente si se llena con una bomba de concreto de alta presión). Esto da como resultado que el hormigón fresco se escape del encofrado en forma de explosión , a menudo en grandes cantidades.
El hormigón ejerce menos presión contra las encofrados a medida que se endurece. El endurecimiento es un proceso asintótico , lo que significa que la mayor parte de la resistencia final se logrará en poco tiempo, aunque puede producirse un endurecimiento adicional según el tipo de cemento y los aditivos.
El hormigón húmedo también aplica presión hidrostática al encofrado. Por tanto, la presión en la parte inferior del formulario es mayor que en la parte superior. En la ilustración del encofrado de la columna a la derecha, las 'abrazaderas de la columna' están más juntas en la parte inferior. Tenga en cuenta que la columna está reforzada con 'puntales de encofrado' ajustables de acero y utiliza 'pernos pasantes' de 20 mm para soportar aún más el lado largo de la columna.
Algunos modelos de "encofrado inamovible" también pueden servir como refuerzo extra de la estructura.
Galería
La estructura de hormigón del Royal National Theatre da la impresión de un encofrado de madera.
Encofrado de hormigón plástico para muro transversal
Túnel de carbón construido con encofrados de hormigón de aluminio de mano
Construcción de piscinas de hormigón con encofrados de hormigón de aluminio
Encofrado de sofito a un tramo de escaleras de hormigón
Encofrado de escalera que muestra el uso de contrafuertes para soportar las contraventanas de contrahuellas
Croquis que muestra el uso de puntales de madera para encofrados de vigas.
Construcción de silos de carbón mediante encofrado de hormigón radial
Rieles gemelos de acero y tirantes utilizados para asegurar encofrados de muros
Columna vertida utilizando conductos en espiral.
Losa de hormigón vertida sobre acero galvanizado laminado con la forma como parte permanente de la estructura
Construcción de vallas de hormigón con encofrados de hormigón de aluminio de piedra sillar
Construcción de viviendas de hormigón en Venezuela mediante encofrado de hormigón de aluminio
Construcción de hormigón en Brasil con encofrado de hormigón de aluminio portátil
Construcción de hormigón en el metro de Moscú con encofrado de hormigón de aluminio especial
Sistema de encofrado de ingeniería en el metro de Moscú
Sistema de encofrado de ingeniería en el metro de Moscú
Construcción de piscina mediante encofrado flexible "Proster 21" .
Ver también
- Encofrado trepante (encofrado que sube por el edificio ascendente durante la construcción)
- Recubrimiento de hormigón (profundidad del hormigón entre el acero de refuerzo y la superficie exterior)
- Formado por deslizamiento (método de construcción en el que el hormigón se vierte en una forma en movimiento continuo)
- Hormigón colado in situ
Literatura
- Matthias Dupke: Einsatzgebiete der Gleitschalung und der Kletter-Umsetz-Schalung: Ein Vergleich der Systeme. 2010, Verlag Diplomarbeiten Agentur, Hamburgo, ISBN 978-3-8386-0295-0 .
- The Concrete Society , Encofrado: una guía de buenas prácticas
Referencias
- ^ Orr, JJ, Darby, AP, Ibell, TJ, Evernden, MC y Otlet, M., 2011. Estructuras de hormigón con encofrado de tela. The Structural Engineer, 89 (8), págs. 20-26.
- ^ "Aquí tienes algunas razones por las que deberías empezar a utilizar encofrados trepantes" . El equilibrio . Consultado el 9 de marzo de 2018 .
- ^ Emisiones de dióxido de carbono de WRI (2005) por fuente 2005. Tablas de datos de Earthtrends: Clima y atmósfera, disponible en línea
- ^ Orr JJ, Darby AP, Ibell TJ, et al (2011) Estructuras de hormigón con encofrado de tela. El ingeniero estructural 89 (8): 20-26. http://opus.bath.ac.uk/23588/
- ^ Kostova K, Ibell T, Darby AP y Evernden M (2012) Refuerzo compuesto avanzado para elementos estructurales formados por tela. En la Segunda Conferencia Internacional sobre Encofrados Flexibles (Orr JJ, Darby AP, Evernden M e Ibell T. (eds)). Universidad de Bath, Bath, Reino Unido. www.icff2012.co.uk
- ^ Garbett J, Darby AP e Ibell TJ (2010) Diseño optimizado de vigas utilizando un innovador hormigón formado por tela. Avances en ingeniería estructural 13 (5): 849-860.
- ^ Orr JJ, Darby AP, Ibell TJ y Evernden M (2012a) Optimización y durabilidad en vigas 'Double T' de fundición de tela. En la Segunda Conferencia Internacional sobre Encofrados Flexibles (Orr JJ, Darby AP, Evernden M e Ibell T. (eds)). Universidad de Bath, Bath, Reino Unido http://opus.bath.ac.uk/30078/
- ^ Lee, DSH (2010) Estudio de la metodología de construcción y el comportamiento estructural de una viga de hormigón armado de forma eficiente formada por tejido. Tesis de doctorado, Universidad de Edimburgo, Edimburgo.
- ^ "Artículos de investigación" . www.fabricforming.org . Consultado el 2 de mayo de 2018 .
- ^ [Sección 90-7] de lasEspecificaciones estándar de Caltrans , 2006
- ^ [Sección 6-02.3 (11)] de lasEspecificaciones estándar WSDOT , 2006
enlaces externos
- Tiempo de desmontaje del encofrado según los estándares de la India
- Un glosario ilustrado de los términos utilizados en tipos temporales de trabajos de construcción. Encofrados, andamios, etc.