Es la posición de la Tilt-Up Concrete Association:

El concreto especificado para la construcción del panel de tilt-up se considerará categoría de exposición F0 y no estará sujeto a congelación y descongelación mientras se encuentre en estado saturado, por lo que no requerirá aire incorporado o un contenido mínimo de aire especificado a menos que esté en posición horizontal o cuando las superficies no protegidas estén expuestas al contacto directo con el suelo por encima de una línea de congelación. 

imágenes por Matthew McFarland, m studio west

Las superficies de concreto de los paneles de concreto de tilt-up en una orientación vertical no acumulan nieve o hielo y no alcanzan un estado saturado cuando se exponen a una humedad suficiente para problemas de durabilidad a temperaturas de congelación. Cuando las superficies verticales de los paneles de tilt-up están en contacto directo con las condiciones del suelo con mayor contenido de humedad por encima de una línea de congelación, la saturación potencial del exterior es un riesgo y las superficies deben protegerse con un revestimiento antihumedad o impermeabilizante adecuado.

ACI 318 – Los requisitos del Código de Construcción para Concreto Estructural y Comentario establecen que las estructuras de concreto deben diseñarse con una mezcla de concreto suficiente para resistir las fuerzas naturales a las que estarán expuestas y apropiadas a la naturaleza del rendimiento anticipado de esa condición de exposición. En el comentario R19.2.1, ACI 318-19 dice:

Los requisitos para las mezclas de concreto se basan en la filosofía de que el concreto debe proporcionar resistencia y durabilidad adecuadas. El Código define un valor mínimo de f’c para el concreto estructural. No hay límite en el valor máximo de f’c excepto si disposiciones específicas del Código lo requieren.

Los requisitos de durabilidad prescritos en el cuadro 19.3.2.1 deberán cumplirse además de cumplir el f’c mínimo de 19.2.1. En algunas circunstancias, los requisitos de durabilidad pueden dictar un f’c más alto que el requerido para fines estructurales.

Los paneles de concreto de tilt-up son losas de concreto orientadas verticalmente con exposición limitada a condiciones de saturación. Además, dado que estos paneles de muro son principalmente verticales y están ubicados por encima de las condiciones de nivel, tienen una exposición prácticamente nula a las condiciones de sales de deshielo. Por lo tanto, la Tilt-Up Concrete Association cree que no se requiere el uso de aire incorporado para proteger la superficie de los paneles de la delaminación debido a los ciclos de congelación y descongelación durante condiciones saturadas.

ACI 318 19.3.1.1 requiere que el profesional de diseño con licencia asigne las clases de exposición de acuerdo con la gravedad de la exposición anticipada en función de la categoría para dicha exposición. La categoría de exposición F es para ciclos de congelación/descongelación y se describe por clase como se presenta en la tabla 19.3.1.1:

Cuadro 19.3.1.1-Categorías y clases de exposición (parcial)

Además, ACI 318 presenta en 19.3.2 los requisitos para mezclas de concreto. La Tabla 19.3.1.2 aplica las cuatro clases para la categoría F a los requisitos mínimos de mezcla de concreto. Esto incluye los requisitos de inclusión de aire para las clases F1, F2 y F3, como se describe en el comentario R19.3.1.2, en referencia a la Tabla 19.3.3.1.

Cuadro 19.3.3.1-Categorías y clases de exposición (parcial)

De conformidad con las disposiciones del presente Código, el concreto de peso normal y peso ligero expuesto a productos químicos de congelación y descongelación o deshielo debe tener aditivos de aire incorporado con un contenido de aire indicado en función del tamaño máximo del agregado. La construcción de tilt-up normal utiliza tamaños de agregados de ½ a 1 pulgada y, por lo tanto, se permite un contenido máximo de aire total de 4.5 a 5.5 por ciento. El contenido de aire natural, también conocido como aire atrapado, se estima con mayor frecuencia entre el 2 y 3 por ciento de una mezcla.

Si bien las condiciones de exposición para la construcción de tilt-up varían, los paneles de tilt-up se orientan principalmente verticalmente y se dejan expuestos al aire ambiental en lugar de adyacentes a suelos saturados. Por lo tanto, no hay ninguna condición por encima del nivel donde el concreto estaría sujeto a la condición de exposición severa. 

Un gran porcentaje de los proyectos están diseñados para tener los paneles recubiertos con un sistema de pintura que proporciona una mayor protección contra la saturación directa de humedad. Los sistemas de pintura elastomérica son una opción que proporciona un sistema de barrera al agua de casi la misma medida de resistencia a la penetración del vapor de agua que se encuentra en una aplicación de impermeabilización por debajo del nivel. Estos sistemas de pintura eliminan las paredes de concreto de cualquier consideración para la exposición y eliminan la necesidad de contenido de aire adicional a través de la incorporación.

Aunque es común que los diseñadores consideren proteger el concreto de todas las condiciones de exposición posibles y el mantenimiento del rendimiento a largo plazo, la historia de la construcción de tilt-up es evidencia de que tales medidas son innecesarias y pueden crear condiciones de riesgo para problemas superficiales al terminar el concreto aireado.

Hay condiciones en las que la incorporación de aire puede ser de particular beneficio para la mezcla de concreto para un proyecto determinado y el acabado específico deseado. La inclusión de una estructura de burbuja de aire forzado (AEA) en una mezcla de concreto puede reducir la segregación, reducir significativamente la exudación y puede resultar en una distribución más uniforme del agregado. Esta última característica es de particular importancia en acabados arquitectónicos de concreto que involucran agregados expuestos.

Sin embargo, la consideración para el uso de AEA debe equilibrarse con el reconocimiento de que, por cada porcentaje de aire, se pierde del 2 al 6% de la resistencia del diseño de la mezcla debido a la disminución de la densidad del concreto. La construcción de tilt-up es un método que depende en gran medida de la resistencia temprana del concreto para un rendimiento suficiente de la capacidad de cizallamiento del concreto alrededor de los dispositivos de elevación, la capacidad de flexión del panel como viga y la resistencia in situ del panel que resiste cargas de viento bidireccionales soportadas únicamente por riostras. La resistencia a la flexión del concreto se estima en solo el 10% de la resistencia a la compresión. Una reducción del 2 al 6% de la fuerza de diseño de la mezcla en estas edades tempranas cambia significativamente la capacidad de diseño de medios y métodos para el rendimiento que necesita el contratista.

Otro factor en la consideración para el uso de AEA es la capacidad de terminar la superficie de los paneles de tilp-up de manera efectiva. Los contratistas confirmarán que, en su mayor parte, el uso de aire incorporado hace que el concreto sea pegajoso o más difícil de terminar. Si bien los porcentajes leves pueden mejorar la trabajabilidad, los porcentajes más altos identificados como requisitos mínimos en la Tabla 19.3.3.1, generalmente asociados con la protección contra la exposición moderada a severa, dan como resultado un cambio dramático en las características de la superficie del concreto y un retraso en el acabado. Por lo tanto, un acabado cepillado se considera el recomendado cuando se utiliza AEA, ya que un acabado de llana puede causar problemas de debilidad superficial, como la delaminación.

Actualmente, la Guía de diseño ACI 551.2R para paneles de concreto de tilt-up proporciona lo siguiente relacionado con aire incorporado:

Es posible que no se requiera aditivos inclusores de aire para resistir la congelación y descongelación porque las superficies expuestas son principalmente verticales y están protegidas con una pintura o sellador. La incorporación de aire reduce la resistencia y, por lo tanto, aumenta el potencial de agrietamiento por flexión durante el levantamiento. Cuando se prevean condiciones saturadas en la base o parapeto del panel, se considerará la incorporación de aire. Se debe investigar la experiencia local en el desempeño del concreto sin incorporación de aire. En resumen, se recomiendan las siguientes especificaciones de concreto:

Resistencia a la compresión de 28 días ………………. 4000 psi (27.5 MPa)

Resistencia a la flexión de 28 días ……………………….. 700 psi (4.8 MPa)

Tamaño máximo de agregado ……………………………… 1 in (25 mm)

La Tilt-Up Concrete Association recomienda trabajar en colaboración estrecha con un especialista en diseño de mezclas asociado dentro de la empresa que probablemente proporcione el concreto para el proyecto para garantizar un rendimiento de mezcla adecuado para la aplicación.

La TCA ofrece esta declaración de posición sobre la asignación de categoría y clase de exposición a la construcción de paneles de tilt-up por profesionales de diseño con licencia, aprobada por la Junta de Directores. Este documento refuerza lo que especifican los códigos generales de construcción y concreto y relaciona estos requisitos con la aplicación en base a la experiencia y el rendimiento.

¿Desea saber más? Comuníquese con el Gerente de Asuntos Regulatorios y Técnicos de TCA, James Baty al 319-895-6911 o por correo electrónico a jbaty@tilt-up.org. La misión de la Tilt-Up Concrete Association es expandir y mejorar el uso de tilt-up como el sistema de construcción preferido al proporcionar educación y recursos que mejoran la calidad y el rendimiento. Se puede encontrar más información en el sitio web de la asociación, www.tilt-up.org incluido el  acceso exclusivo para miembros a la Mesa Redonda Cibernética de la TCA para la investigación y discusiones sobre áreas de interés.