Span Crete

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ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALES DEL PRESFUERZO Y LA PREFABRICACIÓN, A.C. 2° Encuentro Latinoamericano de Estructuras Prefabricadas 1er. Congreso Internacional Veracruz, México 11 al 13 de octubre 2006 NOVEDADES EN EL USO DE ELEMENTOS ALVEOLARES EN LOSAS Y MUROS. Dr. Ing. Manuel Suárez González.
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2 Encuentro Latinoamericano de Estructuras Prefabricadas 1er. Congreso Internacional

NOVEDADES EN EL USO DE ELEMENTOS ALVEOLARES EN LOSAS Y MUROS.Dr. Ing. Manuel Surez Gonzlez.

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CONCEPTO DE PREFABRICACIN.Las Estructuras estn conformadas por piezas o elementos. Los elementos son elaborados en fbricas o plantas industrializadas. Los Prefabricados son transportados y montados en obra.Facilita las SolucionesTcnicas de los Proyectos. Promueve la introduccin de los mtodos usados en la produccin en serie.

Mayor mecanizacin.

Mayor productividad.

Menor costo.

Mayor organizacin del trabajo.

Mayor calidad

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DEFINICION DE LAS LOSAS PREFABRICADAS ALVEOLARES. SECCION EQUIVALENTE.LOSA ALVEOLAR ES UN ELEMENTO DE CONCRETO PREFABICADO PRETENSADO, PROVISTO DE HUECOS CONTINUOS PARA REDUCIR SU PESO Y EN CONSECUENCIA SU COSTO. SU SECCION PUEDE SER ANALIZADA COMO UN PERFIL I, DEL CUAL LOS PATINES CORRESPONDEN AL ANCHO DE LAS LOSAS SUPERIOR E INFERIOR Y EL ALMA A LA SUMATORIA DE LOS NERVIOS.

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TIPOS DE MQUINAS.FABRICANTE TIPO DE MQUINA TIPO DE REVENIMIENTO Seco / mnimo FORMA DEL HUECO

Dy-Core

Extrusora

Tubos

Dynaspan

Diferentes secciones

Hmedo / normal

Tubos

Elematic

Extrusora

Seco / mnimo

Barreno / tubos

Felxicore

Seccin fija

Hmedo / normal

Tubos neumticos

Spancrete

Diferentes secciones

Seco / mnimo

Tubos

SpanDeck

Diferentes secciones

Hmedo / normal

Relleno de agregados.

Ultra-Span

Extrusora

Seco / mnimo

Barreno

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Segunda tolva

Tercera Tolva

Primera tolva

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ALGUNAS DE LAS SECCIONES COMUNES.

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Y TAMBIN SE PUEDE USAR COMO MURO.

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Acabado de concreto

Aislante Termico.

Muro Spancrete

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Acabado de concreto

Aislante Trmico.

Muro Spancrete

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TABLEROS DE LOSAS ALVEOLARES SIN FIRME Y CON ACABADO INTEGRAL.CARACTERISTICAS Y VIRTUDES MAS RELEVANTES: Eliminacin del firme y por ende de las fisuras. Integracin del acabado de piso al trabajo estructural del entreopiso. Reduccin de trabajos en obra, al eliminarse dos etapas en el ciclo de construccin, colado de firmes y colocacin de piso. Disminucin de costos al industrializarse diferentes actividades. Empleo de mtodos industriales de fabricacin y control del acabado de piso. Acortamiento de los plazos de ejecucin de las obras Disminucin de las sobrecargas muertas en el entrepiso

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Lneas de Produccin de Losas Prefabricadas con Piso Integral.

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Acabado de piso integrado a la losa alveolar

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Mquina para el pulido de las Losas Prefabricadas con Piso Integral.

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Diseando adecuadamente las mezclas, se pueden variar los colores, tamaos y tipos de los agregados, ofreciendo muchas opciones para todo tipo de aplicaciones. ALGUNOS TIPOS DE TERMINADOS

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Losas Spancrete apoyadas sobre las Losas con Acabado, simulando los racks de la tienda. Equivalen a 1,300 kg/m2.

30 cm en 9 m de claro

El peralte de la Losa Spancrete ha sido determinado para evitar flechas y/o contraflechas mayores a 3 mm an bajo las cargas, como se muestra en la Fotografa.

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AUCHAN HIPER-ARBOLEDASFoto en Marzo de 2002

Nivel de Cubierta con

Dalla

Nivel de Hipermecado con Losa Spancrete sin Firme y pulida en BLANCO

Nivel de Estacionamiento con Losa Spancrete sin Firme y semi-pulida en GRIS

Ejemplo de aplicacin.

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Para el Montaje de las LOSAS y a efectos de evitar el maltrato de las mismas con los estrobos, ITISA dise estos GANCHOS C que permiten manipular los elementos con mayor facilidad, limpieza y rapidez

Aditamentos para el montaje de las Losas Prefabricadas con Piso Integral.

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Acabado gris normal (sin pulir). Nivel estacionamiento.

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Acabado gris normal (sin pulir). Nivel estacionamiento.

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Acabado blanco pulido. Nivel entrepiso en Centro Comercial.

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Acabado blanco pulido. Nivel entrepiso en Centro Comercial.

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Acabado blanco pulido. Nivel entrepiso en Centro Comercial.

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Acabado blanco pulido. Nivel entrepiso en Centro Comercial.

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Central de Autobuses de Atlacomulco. Edo. De Mxico.

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TABLEROS DE LOSAS ALVEOLARES SIN FIRME. COMPARATIVA DE CARGASOFICINAS SISTEMAS TRADICIONAL DE LOSAS PREFABRICADAS CON FIRME. 320 120 20 70 250 780 66 % 78 % SISTEMA DE LOSAS PREFABRICADAS CON PISO INTEGRAL

TIPOS DE CARGAS CONSIDERADOS

PESO PROPIO DE LA LOSA PREFABRICADA (kgm2). PESO PRIPIO DEL FIRME DE COMPRECION (kgm2) CARGA ADICIONAL DE REGLAMENTO (kgm2) PESO PROPIO DEL ACABADO DEL PISO(kgm2) CARGA VIVA EN ENTREPISO (kgm2) TOTAL DE CARGAS EN ENTREPISO (kgm2) PORCIENTO DE DIFERENCIAS EN CARGAS PORCIENTO DE DIFERENCIAS EN CARGAS TOTALES

360 0 0 0 250 610

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Se muestra una seccin transversal de dos losas prefabricadas pretensadas extruidas con el acabado de piso integral incluido, as como el detalle de llave de cortante y el armado de la misma.

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Se presentan los detalles de armado del complemento de las trabes portantes donde apoyan las losas prefabricadas con piso integral, as como las losetas de piso para el complemento de las mismas para los casos de trabes centrales, de borde y con volados.

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Se exponen los detalles de armado del complemento de las trabes de rigidez, as como las losetas de piso para el complemento de las trabes para los casos de trabes centrales, de borde y con volados cuando se emplean losas prefabricadas extruidas con acabado de piso integral.

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VAR. #3 L=130cm TIPO 1 EN TRABES INTERMEDIAS

VAR. #3 L=130cm TIPO 2 EN TRABES DE BORDE

Se muestran los detalles de armado de las losas prefabricadas con acabado de piso integral para su conexin al diafragma del tablero.

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Se muestra un tablero tipo con el despiece de las losas prefabricadas pretensadas con acabado de piso integral, as como el refuerzo requerido alrededor de las columnas.

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DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS

MTODO DE LA TRABE HORIZONTAL

MTODO DEL PUNTAL

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DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS

Las losas se apoyan sobre trabes portantes y estn confinadas lateralmente por trabes de rigidez.

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ANALISIS DE DIAFRAMAS

Veracruz, Mxico 11 al 13 de octubre 2006

DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS (secuencia de clculo)1. Determinar las fuerzas ssmicas del entrepiso, de acuerdo con lo recomendado en el Manual de Diseo Ssmico de Edificios del ingeniero Roberto Meli.

Pi = (Wi * hi) * C * S Wi

S(Wi * hi)Pi = Fuerza ssmica del entrepiso Wi = Masa del entrepiso hi = Altura del entrepiso C = Coeficiente ssmico Q = Factor de comportamiento ssmico

Q

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ANALISIS DE DIAFRAMAS

DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS (secuencia de clculo)2. Trasladar de manera amplificada las fuerzas ssmicas del entrepiso, a fuerzas ssmicas en el tablero.De acuerdo a las normas tcnicas complementarias para diseo por sismo, para evaluar la fuerza ssmica que acta sobre losas de entrepiso, se supondr que sobre ellas actan las aceleraciones que le correspondera si se apoyara directamente sobre el terreno, multiplicada por 1 + c / a0 c = Factor por el que se multiplican los pesos de los apndices a la altura de desplante a0 = Valor de la ordenada de los espectros de diseo que corresponden a T = 0

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ANALISIS DE DIAFRAMASDETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS (secuencia de clculo)3. Determinar fuerzas cortantes en juntas entre losas y tensiones y compresiones en trabes portantes y de rigidez.

(Mtodo de la trabe horizontal, mtodo del puntal y la biela, apoyos elsticos, etc.)

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ANALISIS DE DIAFRAMASMTODO DE LA TRABE HORIZONTAL Este mtodo considera al tablero como una como una viga horizontal peraltada. Las trabe laterales cualquier otro sistema de resistente de cargas constituyen los apoyos de esta trabe. Como en cualquier otra viga que soporta cargas, esfuerzos de tensin y compresin son inducidos a las fibras inferior y superior respectivamente, variando estos linealmente de forma anloga a las trabes. Una variante en este modelo es que se pueden simular varios apoyos elsticos que simulen la contribucin real de las rigideces de las columnas.

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ANALISIS DE DIAFRAMASMTODO DE LA TRABE HORIZONTAL

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ANALISIS DE DIAFRAMAS

MTODO DEL PUNTAL Y LA BIELA Este mtodo involucra el imaginar que una armadura interna, consistente de puntales de concreto y tensores de acero, conduce las cargas desde una regin determinada hasta los apoyos. Este sistema es la generalizacin de la analoga de la armadura, que permite tener en cuenta de manera directa y simultanea, la interaccin del cortante y la flexin .

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ANALISIS DE DIAFRAMAS

MTODO DEL PUNTAL Y LA BIELACOLUMNAS

ACCIN

TRABE PORTANTE

TRABE DE RIGIDEZ

7.2

TRABE PORTANTE11.4

TRABE DE RIGIDEZ

LOSAS

LOSAS

LOSAS

LOSAS

LOSAS

LOSAS

LOSAS

LOSAS

LOSAS

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EJEMPLO DE CLCULODETERMINACIN DE LAS FUERZAS SSMICAS DE ENTREPISOLa estructura es prefabricada, a excepcin de la cimentacin, de ocho niveles. Las columnas son de seccin 60cm x 60cm. Las trabes portantes son tipo cajn aligerado de 56cm de ancho x 65cm de alto. Las trabes de rigidez de la misma seccin que las trabes portantes. El sistema de piso esta formado por losas extruidas tipo spancrete serie 10,000 (25cm de espesor) con acabado integral blanco pulido, sin firme.

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EJEMPLO DE CLCULO

DETERMINACIN DE LAS FUERZAS SSMICAS DE ENTREPISOEJE EJE EJE EJE EJE

EJE

EJE

EJE

EJE

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EJEMPLO DE CLCULO

DETERMINACIN DE LAS FUERZAS SSMICAS DE ENTREPISOEJE EJE EJE EJE EJE

N.P.T. +0.75

N.P.T. +0.90

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EJEMPLO DE CLCULO

Veracruz, Mxico 11 al 13 de octubre 2006

DETERMINACIN DE LAS FUERZAS SSMICAS DE ENTREPISOEJE EJE EJE EJE

N.P.T. +0.75

N.P.T. +0.75

N.P.T. +0.90

N.P.T. +0.75

N.P.T. +0.90 +0.55

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EJEMPLO DE CLCULO

Veracruz, Mxico 11 al 13 de octubre 2006

DETERMINACIN DE LAS FUERZAS SSMICAS DE ENTREPISOLa estructura esta localizada en una ciudad, que de acuerdo a la zonificacin ssmica de la misma, se encuentra en la zona I. Los parmetros para diseo ssmico son los siguientes: c=0.18 a0=0.05 Ta=0.15 Tb=0.60 r=0.50 Q=2 Estructura tipo B, irregular El edificio esta destinado a utilizarse como departamentos. Las cargas consideradas en el anlisis, adems del peso propio de la estructura, son: Fachada 250 kg/m2 Muros divisorios y sobrecarga muerta 200 kg/m2 Carga viva 170 kg/m2

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PESO DE ENTREPISOS PESOS POR ENTREPISOS (ton) NIVELES 8 7 6 5 4 3 2 1 CM1 -166.071 -129.121 -129.121 -129.121 -129.121 -121.840 -141.415 -153.790 CM2 -125.939 -125.939 -125.939 -125.939 -125.939 -125.939 -125.939 -125.939 SM1 0.000 -19.368 -19.368 -19.368 -19.368 -19.368 0.000 0.000 SM2 -69.966 -69.966 -69.966 -69.966 -69.966 -69.966 -69.966 -69.966 SM3 -37.300 -37.300 -37.300 -37.300 -37.300 -37.300 -37.300 -37.300 CV1 -59.471 -59.471 -59.471 -59.471 -59.471 -59.471 -59.471 -59.471 PESO TOTAL (TON) 430.796 413.214 413.214 413.214 413.214 405.933 406.140 418.515

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EJEMPLO DE CLCULO

Veracruz, Mxico 11 al 13 de octubre 2006

FUERZAS LATERALES EN ENTREPISO NIVELES 8 7 6 5 4 3 2 1 Wi (ton) 430.796 413.214 413.214 413.214 413.214 405.933 406.140 418.515 3,314.24 ALTURAS (m) 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 2.9 23.20 hi (m) 23.20 20.30 17.40 14.50 11.60 8.70 5.80 2.90 Wi * hi 9,994.459 8,388.237 7,189.917 5,991.598 4,793.278 3,531.614 2,355.610 1,213.692 43,458.40 Pix 68.598 57.574 49.349 41.124 32.899 24.240 16.168 8.330 298.28

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EJEMPLO DE CLCULO

DETERMINACION DE FUERZAS SISMICAS EN TABLEROMASA ENTREPISO (Mi) NIVELES mi * SiCM1 +CM2+SM1+SM2+SM3+.53*CV1

c= (mi * Si) / (Mi * g)

fi= (1+c/ao)

F= mi * Si * fi

8 7 6 5 4 3 2 1

68.598 57.574 49.349 41.124 32.899 24.240 16.168 8.330

430.796 413.214 413.214 413.214 413.214 405.933 406.140 418.515

0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02

4.18 3.79 3.39 2.99 2.59 2.19 1.80 1.40

324.5 281.6 252.0 222.4 192.8 160.3 131.3 105.3

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EJEMPLO DE CLCULO

MTODO DE LA TRABE HORIZONTALAnalizaremos ahora un tablero del nivel 8. Considerando que hay cuatro tableros por nivel, a cada tablero del nivel 8 le corresponden : 324.5 ton / 4 tableros = 81.125 ton/TABLERO Considerando esta carga uniformemente distribuida tenemos : W = 81.125 ton / 11.4 m =7.12 t/m

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EJEMPLO DE CLCULOw = 7.12 t/mCOLUMNAS

TRABE PORTANTE

TRABE DE RIGIDEZ

7.2

TRABE PORTANTEapoyo R1 apoyo R2

11.4

TRABE DE RIGIDEZ

LOSAS

LOSAS

LOSAS

LOSAS

LOSAS

LOSAS

LOSAS

LOSAS

LOSAS

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EJEMPLO DE CLCULO

MTODO DE LA TRABE HORIZONTAL La reaccin sobre las trabes de rigidez, que al mismo tiempo es el cortante en la junta entre la trabe de rigidez y la primera losa es: R1 = R2 = (w*l)/2 = (7.12*11.4)/2 = 40.584 ton En momento al centro de la trabe es: M = (w*l^2)/8 = (7.12 * 11.4^2) / 8 = 115.66 T-m La fuerza de tensin y compresin en las trabes portantes es: F = M / d = 115.66 / 7.2 = 16.06 ton

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EJEMPLO DE CLCULO

MTODO DEL PUNTAL Y LA BIELACOLUMNAS

P = 81.168 ton.

TRABE PORTANTE

TRABE DE RIGIDEZ

7.2

5245'3"TRABE PORTANTE11.4

5245'3"

TRABE DE RIGIDEZ

7429'53"LOSAS LOSAS LOSAS LOSAS LOSAS LOSAS LOSAS LOSAS LOSAS

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EJEMPLO DE CLCULO

MTODO DEL PUNTAL Y LA BIELALa fuerza de compresin diagonal est dada por: Sen (524503) = (81.168 /2) / Fd Fd = (81.168 /2) / Sen (524503) = 50.98 ton La componente vertical de esta fuerza, que al mismo tiempo es el cortante en la junta entre la trabe de rigidez y la primera losa es: Cos (371457) = Fv / 50.98 ton. Fv = Cos (371457) * 50.98 ton. Fv = 40.58 ton La fuerza de tensin en la portante inferior es: Cos (524503) = Fh / 50.98 ton. Fh = Cos (524503) * 50.98 ton. Fh = 30.86 ton

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CAPACIDAD DE LA JUNTA

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ENSAYO DE UN TABLERO CON LOSAS ALVEOLARES

ENSAYO DE LA JUNTA ENTRE DOS LOSAS

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EJEMPLO DE CLCULODETERMINACIN DE LA CAPACIDAD DE LA JUNTA ENTRE LOSASDe acuerdo con las recomendaciones de Spancrete, la capacidad de la junta se puede valuar mediante la expresin: Vn = 0.04 * fcg * h * t < 120 * h * t En la cual: fcg = esfuerzo especificado a la compresin del grout h = longitud de la losa (llave) t = espesor de la junta (llave) Sustituyendo valores: Vn = 0.04 * 180 kg/cm2 * 720 cm* 16.1 cm < 120 * 720 cm * 16.1 cm Vn = 83,462 kg < 1391,040 kg Vn = 83.462 Ton.

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CONCLUSIONESMtodo de la trabe horizontal 40.58 ton. Mtodo del puntal y la biela 40.58 ton. Capacidad en junta entre losas 83.46 ton. Capacidad en junta entre TTs Min. 8 ton Max. 20 ton

Solicitaciones En junta entre trabe de rigidez y losa Tensin en trabes portantes

16.06 ton.

30.86 ton.

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CONCLUSIONES

ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LA CONSTRUCCIN DE TABLEROS CON LOSAS ALVEOLARES SIN FIRME Adems de los detalles constructivos espuestos anteriormente, se debern observar las siguientes recomendaciones El mortero de la junta ser elaborado con cemento y arena en proporcin no mayor de 1:3 y deber garantizarse una resistencia del mortero fc = 180 Kg/cm2. La consistencia del mortero deber ser fluida con vistas a rellenar completamente el volumen de la llave de cortante. Para poder alcanzar estas caractersticas de fluidez y resistencia es indispensable que la arena empleada est limpia y tenga las caractersticas de granulometra adecuadas para su colocacin. Previo a la colocacin del mortero en las juntas entre losas esta deber estar humedecida hasta la saturacin. Esto se hace necesario con vistas a evitar que el concreto de las losas absorba el agua del mortero y evite con ello la correcta adherencia del mortero a las paredes de la losa.

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CONCLUSIONESESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LA CONSTRUCCIN DE TABLEROS CON LOSAS ALVEOLARES SIN FIRMEDurante el junteo se tomarn las muestras necesaria para la verificacin de la resistencia del mortero empleado, de las cuales se realizar a un ensayo a rotura a los 28 das. En el caso del junteo en losas spancrete con acabado integral, adems de que se realice con los materiales adecuados, se deber dejar el mortero sobresaliendo 4-6 mm sobre el acabado integral de la losa spancrete, esto con vista a que durante el pulido final el detalle en la junta no presente oquedades, en los casos convenientes se podrn colocar en la junta agregados de mrmol (piedritas) con vistas a igualar el acabado de las losas spancrete.

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BIBLIOGRAFA

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