Vibradores de Concreto, la guía definitiva 2019

Qué son los Vibradores de Concreto?

Un vibrador de concreto es una herramienta de construcción típicamente usada en sitios de vertido de concreto. Estas máquinas y un surtido de accesorios están diseñados para múltiples aplicaciones construidas por una variedad de fabricantes.

Los vibradores de concreto se utilizan para asegurar que el vertido esté libre de burbujas de aire y sea uniforme. Esto es para que el hormigón se mantenga fuerte y tenga un acabado liso incluso después de retirar el encofrado. No es exactamente necesario para trabajos pequeños, pero puede ser esencial para grandes proyectos de soporte de carga.

Las máquinas varían en tamaños, desde pequeñas varillas alimentadas por batería hasta versiones enchufables más grandes que se utilizan en vertidos muy profundos.

Para qué sirve un Vibrador de Concreto?

Un vibrador de concreto puede llegar hasta el fondo de los encofrados de vaciado y debe ser usado en todos los casos. Esto asegura un tratamiento uniforme durante todo el proceso de vertido de hormigón. Los aditamentos se seleccionan en base a la profundidad y tipo de concreto utilizado durante el vaciado del concreto.

Un vibrador de concreto típico utiliza un peso descentrado que gira a 10000 veces por minuto. Esto resulta en una gran bolsa de aire dentro del concreto para dispersarse a medida que el concreto se sacude gradualmente.

La frecuencia tendrá un efecto sobre las masas más ligeras, moviendo la arena y la lechada alrededor del agregado y, en última instancia, causando que el mortero se licúe. La amplitud es la distancia máxima a la que se desplaza un punto del cabezal vibratorio desde su posición de reposo.

La amplitud tendrá un efecto sobre las masas más pesadas, moviendo agregados gruesos y finalmente determinando el radio de acción o influencia. El radio de acción es el área de concreto influenciado por el vibrador.

Uso del Vibrador de Concreto

El uso apropiado de un vibrador de concreto requeriría algún tipo de entrenamiento. El cabezal debe ser bajado lentamente y luego retirado gradualmente para evitar la formación de una bolsa de aire en el vertido.

La herramienta tampoco debe arrastrarse nunca a través de un vertido. Esto dejará una ranura en el concreto detrás de ella. El tiempo requerido varía y depende de la mezcla. Dicho esto, la mezcla no debe tomar más de 30 segundos para asentar el concreto lo suficiente para pasar a la siguiente sección del concreto.

Si el vibrador de concreto se está utilizando incorrectamente en una mezcla de concreto que tiene una amplia gama de tamaños de material, esto puede causar que las rocas más grandes se asienten en el fondo, lo cual hace que el concreto sea más débil. Además, la herramienta puede empujar la roca y la grava fuera del área que está siendo sacudida.

Esto hace que la pasta de concreto más débil llene el área. Esto también puede resultar en inestabilidad. El objetivo principal es construir una matriz fuerte de material que pueda soportar los muchos años de uso. Sin embargo, si se está usando correctamente, el operador podrá ver grandes burbujas flotando hacia la superficie del concreto. También aparecerá una capa de mortero en la superficie. Esto indica que el concreto está mezclado uniformemente y es improbable que tenga cavidades de aire y alveolos.

Tres Formas de Usar los Vibradores:

Las tres formas más comunes de utilizar vibradores de hormigón son:

Vibración del encofrado: En el exterior del encofrado se montan vibradores exteriores eléctricos o neumáticos de hormigón. Para vaciados más grandes, los vibradores de encofrado externo a menudo están separados por una distancia de 6′. Se recomiendan para trabajos de prefabricados.

Vibración de la superficie: Vibradores grandes (a veces llamados «jumpers») son dirigidos manualmente sobre la superficie del vertido. Son limitados en términos de profundidad de vertido — a menudo el proceso de consolidación es ineficaz cuando la losa tiene más de seis pulgadas de profundidad — pero también proporcionan una superficie lisa, lo cual es especialmente deseable cuando la apariencia es un problema.

Vibración Interna: Los vibradores internos de hormigón son los más utilizados. Muchos pueden ser manejados por un solo operador. El proceso es relativamente simple: el trabajador atasca rápidamente el vibrador interno — otra vez, ya sea eléctrico o neumático — en el concreto húmedo, y luego lo retira lentamente.

¿Cuánto Tiempo Necesito para Pasar el Concreto Vibrante?

Es una verdad en la construcción que la mayoría del concreto está sub-vibrado o incorrectamente vibrado. La mejor técnica con un vibrador interno es retirar el vibrador muy lentamente, a una velocidad de alrededor de una pulgada por segundo.

Mientras sigan apareciendo burbujas cuando se retira el vibrador de hormigón, se necesita más vibración. Los contratistas a veces instan a los trabajadores a completar esta tarea que consume mucho tiempo de forma «eficiente», es decir, rápida, pero el resultado puede ser un fallo estructural después de que el hormigón se haya curado.

Si usted sostiene el vibrador por demasiado tiempo en el concreto, el agua y los agregados se separarán causando otros problemas con la resistencia y estética del concreto.

Consejos prácticos al usar el Vibración de Concreto

Es prudente tener un vibrador de hormigón de repuesto a mano como reserva en caso de que falle el primer vibrador.

Si está vertiendo concreto de bajo asentamiento, tenga especial cuidado de no subvibrarlo. «(«asentamiento» es una medida de la trabajabilidad del concreto; debido a que el concreto de asentamiento bajo es más rígido, requiere más vibración)

Cuando se vierte hormigón autocompactante, se puede eliminar la vibración.

Asegúrese de penetrar las capas de concreto ya colocadas para reducir las juntas frías. El vibrador debe penetrar por lo menos 15cm en la capa anterior. (Una junta fría se produce cuando la capa más reciente de hormigón se vierte sobre una capa más antigua que se ha formado y endurecido lo suficiente para evitar que las dos capas se adhieran).

• El vibrador de concreto debe ser insertado cerca de la vertical para maximizar su efecto.
• No doble en exceso el vibrador; se romperá la tripa
• Un error frecuente es utilizar el vibrador como herramienta de colocación de hormigón. Si hace esto, podría estar creando una superficie inconsistente y la mezcla de concreto se verá afectada negativamente.
• El vibrador debe mantenerse en la mezcla de concreto por lo menos 10 segundos.
• El vibrador de concreto debe ser empujado hacia arriba a una velocidad promedio de no más de tres pulgadas por segundo; a menudo una pulgada por segundo produce el mejor resultado.
• El cabezal vibrador de hormigón debe estar totalmente sumergido en el hormigón.
• Cada vez que se inserta el vibrador, su radio de acción debe coincidir con el radio de acción anterior. Una buena regla empírica es que el radio de acción es cuatro veces el diámetro de la punta del vibrador.
• Verifique que el área no haya sido ya vibrada por otros compañeros de trabajo antes de proceder.
• Detenga la vibración cuando el aire ya no salga del concreto, no antes para asegurarse de que todo el aire haya sido removido.
• No encienda el vibrador hasta que la punta esté completamente sumergida.
• Detenga la vibración cuando la superficie de concreto adquiera brillo.
• Para trabajos pequeños, considere el uso de un vibrador portátil ligero
• No fuerce el vibrador dentro del concreto; puede ser atrapado por la varilla, el acero de refuerzo.

Evitar errores al usar los vibradores

El concreto recién colocado puede contener de 5 a 20 por ciento de aire atrapado, lo que en última instancia reduce la densidad del concreto. El concreto con un alto porcentaje de aire atrapado probablemente tendrá una resistencia reducida y una mayor permeabilidad, lo que reducirá en gran medida la durabilidad del producto de concreto una vez en servicio.

En general, los dos errores más comunes que se cometen al usar un vibrador interno son quitar la cabeza del vibrador demasiado rápido y arrastrar la cabeza del vibrador a través del concreto. Ambas prácticas a menudo parecen como atajos lógicos para el individuo no entrenado, mientras que el individuo entrenado entenderá que simplemente nivelando el concreto no removerá los huecos de aire atrapados.

Cuando se entrena a las personas en el uso adecuado de los vibradores de contacto es importante explicar los principios básicos de cómo funciona un vibrador interno. En pocas palabras, los impulsos vibratorios licuan el mortero, reduciendo drásticamente la fricción interna entre las partículas de concreto.

La mezcla se vuelve inestable, permitiendo que el aire atrapado suba a la superficie mientras que los agregados más pesados se asientan bajo la fuerza de la gravedad en una matriz densa.

Cómo elegir el vibrador de Concreto correcto?

Lo primero que hay que tener en cuenta a la hora de elegir un vibrador de hormigón es el tamaño del mismo. El tamaño depende de la cantidad de concreto que necesitará para vibrar. Al considerar esto, es crucial pensar si el concreto tiene que ser vibrado rápidamente o si se proporciona algún tiempo permitido.

Se aconseja gastar un poco más en un vibrador que tiene una gran cantidad de caballos de fuerza si la velocidad es un factor importante. Además de eso, también hay vibradores de hormigón externos e internos para elegir. Sin embargo, esta última es la opción más comúnmente utilizada para muchos proyectos en estos días.

4 tipos de vibradores comúnmente usados para la compactación de concreto

Los vibradores son comúnmente usados como una forma de compactar concreto en el sitio. En caso de vibración, la compactación se efectúa mediante la reducción de la fricción interna entre varias partículas de hormigón debido a la oscilación de las partículas que resulta en una masa densa y compacta de hormigón.

Las vibraciones pueden ser

• Producidos en el interior del hormigón con vibrador inmersión
• Producidos en hormigón mediante encofrado vibrante con vibradores de Contacto
• Producido en la superficie del concreto usando vibradores de superficie o Reglas
• Producido en toda la masa de hormigón mediante mesa vibrante.

1. Vibrador de Inmersión

También se llaman vibradores de inmersión o de aguja. Consisten esencialmente en una unidad de potencia y un tubo largo y flexible (tripa) al final del cual se fija un cabezal vibrador o ajuga. La energía es suministrada por un motor eléctrico, de aire comprimido o a explosión. El tubo largo aloja un eje flexible que gira un peso excéntrico dentro de la cabeza vibratoria. La frecuencia del vibrador es de unos 700 ciclos por minuto.

La cabeza vibratoria se inserta en el hormigón. Son más efectivos cuando la cabeza vibratoria entra en contacto íntimo con el concreto.

2. Vibradores de Contacto

También se llaman vibradores externos. Se fijan al encofrado horizontal y verticalmente a una distancia adecuada no superior a 90 cm en ambos sentidos. A medida que avanza el trabajo se van desplazando. Vibran el hormigón por la vibración de las formas y así se desperdicia mucha energía.

Sólo se utilizan cuando no es posible el uso de vibradores internos o de Inmersión, como en el caso de secciones delgadas y congestionadas, arcos y revestimiento de túneles, etc.

3. Vibradores de Superficies

También se denominan vibradores de regla o de plato. Las llamadas Reglas Alisadoras o reglas Vibradoras. Se sujetan a la regla. Vibran el hormigón desde la superficie en el momento en que se realiza el enrasado (desencofrado) del hormigón.

Sólo son eficaces si la profundidad del hormigón es de hasta 20 cm. Si la profundidad es mayor, pueden utilizarse en combinación con vibradores internos. Se utilizan para superficies horizontales largas como pavimentos y losas.

4. Mesas Vibrantes

Son plataformas de acero de construcción rígida montadas sobre muelles de acero y accionadas por motores eléctricos. El hormigón se coloca en moldes montados sobre las plataformas y se sujeta de forma segura a la mesa vibratoria, de forma que el molde y el hormigón vibran en unión.

Las mesas vibrantes se utilizan para la compactación de mezclas rígidas y ásperas utilizadas en elementos estructurales prefabricados en fábricas y muestras de laboratorio.

Resumiendo:

Un vibrador de hormigón es básicamente lo que parece: un dispositivo mecánico para crear vibraciones en el hormigón «húmedo». Típicamente, hay un motor en un extremo (generalmente colocado en el suelo), hay un cuello grueso  largo (la aguja), y está conectado a una cabeza vibratoria que cae hacia abajo en el concreto fresco.

Las vibraciones hacen que la mezcla se licúe, reduciendo la fricción interna de los componentes de la mezcla de cemento, agregados y agua. Esto permite que la mezcla se mueva más fácilmente en cualquier forma que se esté colocando el concreto.

Esto ayuda a asegurar que una cantidad suficiente de hormigón entre en cada pequeño rincón y elimine los huecos o burbujas de aire. Además, las vibraciones y la licuefacción ayudan a que las burbujas de aire escapen. Hay mucho aire en la mezcla cuando se coloca, y demasiado aire en la mezcla permite una mezcla menos densa y por lo tanto puede conducir a fallas y manchas. Las vibraciones ayudan a llevar esas burbujas de aire a la superficie por donde escapan.

Esta licuefacción también trae humedad a la superficie, lo que permite una flotación/acabado más fácil de la losa, pero esto es más un subproducto del proceso de vibración que un propósito.