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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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NOVEDADES EN EL USO DE ELEMENTOS ALVEOLARES EN LOSAS

Y MUROS.

Dr. Ing. Manuel Suárez González.

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Promueve la introducción de los métodos usados en la producción en serie.

Mayor mecanización. Mayor productividad. Menor costo.

Mayor organización del trabajo. Mayor calidad

CONCEPTO DE PREFABRICACIÓN.•Las Estructuras están conformadas por piezas o elementos.

•Los elementos son elaborados en fábricas o plantas industrializadas.

•Los Prefabricados son transportados y montados en obra.

Facilita las SolucionesTécnicas de los Proyectos.

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DEFINICION DE LAS LOSAS PREFABRICADAS ALVEOLARES. SECCION EQUIVALENTE.

•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.

•LOSA ALVEOLAR ES UN ELEMENTO DE CONCRETO PREFABICADO PRETENSADO, PROVISTO DE HUECOS CONTINUOS PARA REDUCIR SU PESO Y EN CONSECUENCIA SU COSTO.

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TIPOS DE MÁQUINAS.FABRICANTE TIPO DE MÁQUINA TIPO DE

REVENIMIENTOFORMA DEL HUECO

Dy-Core Extrusora Seco / mínimo Tubos

Dynaspan Diferentes secciones Húmedo / normal Tubos

Elematic Extrusora Seco / mínimo Barreno / tubos

Felxicore Sección fija Húmedo / normal Tubos neumáticos

Spancrete Diferentes secciones Seco / mínimo Tubos

SpanDeck Diferentes secciones Húmedo / normal Relleno de agregados.

Ultra-Span Extrusora Seco / mínimo Barreno

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Primera tolva

Segunda tolvaTercera Tolva

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ALGUNAS DE LAS SECCIONES COMUNES.

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Y TAMBIÉN SE PUEDE USAR COMO MURO.

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Muro Spancrete

Aislante Termico.

Acabado de concreto

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Acabado de concreto

Aislante Térmico.

Muro Spancrete

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TABLEROS DE LOSAS ALVEOLARES SIN FIRME Y CON ACABADO INTEGRAL.CARACTERISTICAS Y VIRTUDES MAS RELEVANTES:

Eliminación del firme y por ende de las fisuras.

Integración del acabado de piso al trabajo estructural del entreopiso.

Reducción de trabajos en obra, al eliminarse dos etapas en el ciclo de construcción, colado de firmes y colocación de piso.

Disminución de costos al industrializarse diferentes actividades.

Empleo de métodos industriales de fabricación y control del acabado de piso.

Acortamiento de los plazos de ejecución de las obras

Disminución de las sobrecargas muertas en el entrepiso

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Líneas de Producción de Losas Prefabricadas con Piso Integral.

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Acabado de piso integradoa la losa alveolar

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

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ALGUNOS TIPOS DE TERMINADOS

Diseñando adecuadamente las mezclas, se pueden variar los colores, tamaños y tipos de los agregados, ofreciendo muchas opciones para todo tipo de aplicaciones.

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

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

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Ejemplo de aplicación.

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

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

Nivel de Cubierta con Dalla

AUCHAN HIPER-ARBOLEDASFoto en Marzo de 2002

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

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

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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 México.

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TABLEROS DE LOSAS ALVEOLARES SIN FIRME.COMPARATIVA DE CARGAS

78 %PORCIENTO DE DIFERENCIAS EN CARGAS TOTALES

66 %PORCIENTO DE DIFERENCIAS EN CARGAS

610780TOTAL DE CARGAS EN ENTREPISO (kgm2)

250250CARGA VIVA EN ENTREPISO (kgm2)

070PESO PROPIO DEL ACABADO DEL PISO(kgm2)

020CARGA ADICIONAL DE REGLAMENTO (kgm2)

0120PESO PRIPIO DEL FIRME DE COMPRECION (kgm2)

360320PESO PROPIO DE LA LOSA PREFABRICADA (kgm2).

SISTEMA DE LOSAS PREFABRICADAS CON

PISO INTEGRAL

SISTEMAS TRADICIONAL DE

LOSAS PREFABRICADAS

CON FIRME.

TIPOS DE CARGAS CONSIDERADOS

OFICINAS

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Se muestra una sección transversal de dos losas prefabricadas pretensadas extruidas con el acabado de piso integral incluido, así 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, así 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, asícomo 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 2EN TRABES DE BORDEEN TRABES INTERMEDIAS

VAR. #3 L=130cm TIPO 1

Se muestran los detalles de armado de las losas prefabricadas con acabado de piso integral para su conexión 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, así como el refuerzo requerido alrededor de las columnas.

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DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS

MÉTODO DE LA TRABE HORIZONTAL

MÉTODO DEL PUNTAL

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DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS

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

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DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS (secuencia de cálculo)

1. Determinar las fuerzas sísmicas del entrepiso, de acuerdo con lo recomendado en el “Manual de Diseño Sísmico de Edificios” del ingeniero Roberto Meli.

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

S(Wi * hi) Q

Pi = Fuerza sísmica del entrepiso

Wi = Masa del entrepiso

hi = Altura del entrepiso

C = Coeficiente sísmico

Q = Factor de comportamiento sísmico

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ANALISIS DE DIAFRAMAS

DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS (secuencia de cálculo)

2. Trasladar de manera amplificada las fuerzas sísmicas del entrepiso, a fuerzas sísmicas en el tablero.

De acuerdo a las normas técnicas complementarias para diseño por sismo, para evaluar la fuerza sísmica que actúa sobre losas de entrepiso, se supondrá que sobre ellas actúan las aceleraciones que le correspondería si se apoyara directamente sobre el terreno, multiplicada por 1 + c’ / a0

c’ = Factor por el que se multiplican los pesos de los apéndices a la altura de desplante

a0 = Valor de la ordenada de los espectros de diseño que corresponden a T = 0

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ANALISIS DE DIAFRAMAS

DETERMINACION DE SOLICITACIONES EN LOS TABLEROS (secuencia de cálculo)

3. Determinar fuerzas cortantes en juntas entre losas y tensiones y compresiones en trabes portantes y de rigidez.

(Método de la trabe horizontal, método del puntal y la biela, apoyos elásticos, etc.)

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ANALISIS DE DIAFRAMAS

MÉTODO DE LA TRABE HORIZONTAL

Este método considera al tablero como una como una viga horizontal peraltada. Las trabe laterales ó cualquier otro sistema de resistente de cargas constituyen los apoyos de esta trabe.

Como en cualquier otra viga que soporta cargas, esfuerzos de tensión y compresión son inducidos a las fibras inferior y superior respectivamente, variando estos linealmente de forma análoga a las trabes.

Una variante en este modelo es que se pueden simular varios apoyos elásticos que simulen la contribución real de las rigideces de las columnas.

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ANALISIS DE DIAFRAMAS

MÉTODO DE LA TRABE HORIZONTAL

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ANALISIS DE DIAFRAMAS

MÉTODO DEL PUNTAL Y LA BIELA

Este método involucra el imaginar que una armadura interna, consistente de puntales de concreto y tensores de acero, conduce las cargas desde una región determinada hasta los apoyos.

Este sistema es la generalización de la analogía de la armadura, que permite tener en cuenta de manera directa y simultanea, la interacción del cortante y la flexión .

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11.4

7.2

TRAB

E D

E RI

GID

EZ

TRABE PORTANTELO

SAS

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

TRABE PORTANTE

COLUMNASTR

ABE

DE

RIG

IDEZ

ACCIÓN

MÉTODO DEL PUNTAL Y LA BIELA

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EJEMPLO DE CÁLCULO

DETERMINACIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS DE ENTREPISO

La estructura es prefabricada, a excepción de la cimentación, de ocho niveles.

Las columnas son de sección 60cm x 60cm.

Las trabes portantes son tipo cajón aligerado de 56cm de ancho x 65cm de alto.

Las trabes de rigidez de la misma sección 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 CÁLCULO

EJE EJEEJEEJEEJE

EJE

EJE

EJE

EJE

DETERMINACIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS DE ENTREPISO

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EJEMPLO DE CÁLCULO

EJE EJEEJEEJEEJE

N.P.T.+0.75

N.P.T.+0.90

DETERMINACIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS DE ENTREPISO

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EJEEJEEJEEJE

N.P.T.+0.75

N.P.T.+0.90

N.P.T.+0.90

N.P.T.+0.75

N.P.T.+0.75

+0.55

DETERMINACIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS DE ENTREPISO

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ASOCIACIÓN NACIONAL DE INDUSTRIALESDEL PRESFUERZO Y LA PREFABRICACIÓN, A.C.2° Encuentro Latinoamericano de Estructuras Prefabricadas1er. Congreso InternacionalVeracruz, México 11 al 13 de octubre 2006EJEMPLO DE CÁLCULO

DETERMINACIÓN DE LAS FUERZAS SÍSMICAS DE ENTREPISO

La estructura esta localizada en una ciudad, que de acuerdo a la zonificación sísmica de la misma, se encuentra en la zona I. Los parámetros para diseño sísmico son los siguientes:

c=0.18a0=0.05Ta=0.15Tb=0.60r=0.50Q=2

Estructura tipo B, irregular

El edificio esta destinado a utilizarse como departamentos.

Las cargas consideradas en el análisis, además 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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418.515-59.471-37.300-69.9660.000-125.939-153.7901

406.140-59.471-37.300-69.9660.000-125.939-141.4152

405.933-59.471-37.300-69.966-19.368-125.939-121.8403

413.214-59.471-37.300-69.966-19.368-125.939-129.1214

413.214-59.471-37.300-69.966-19.368-125.939-129.1215

413.214-59.471-37.300-69.966-19.368-125.939-129.1216

413.214-59.471-37.300-69.966-19.368-125.939-129.1217

430.796-59.471-37.300-69.9660.000-125.939-166.0718

CV1SM3SM2SM1CM2CM1

PESO TOTAL (TON)

PESOS POR ENTREPISOS (ton)NIVELES

PESO DE ENTREPISOS

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298.2843,458.4023.203,314.24

8.3301,213.6922.902.9418.5151

16.1682,355.6105.802.9406.1402

24.2403,531.6148.702.9405.9333

32.8994,793.27811.602.9413.2144

41.1245,991.59814.502.9413.2145

49.3497,189.91717.402.9413.2146

57.5748,388.23720.302.9413.2147

68.5989,994.45923.202.9430.7968

PixWi * hihi(m)

ALTURAS(m)

Wi(ton)

NIVELES

FUERZAS LATERALES EN ENTREPISO

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EJEMPLO DE CÁLCULO

105.31.400.02418.5158.3301

131.31.800.04406.14016.1682

160.32.190.06405.93324.2403

192.82.590.08413.21432.8994

222.42.990.10413.21441.1245

252.03.390.12413.21449.3496

281.63.790.14413.21457.5747

324.54.180.16430.79668.5988

CM1 +CM2+SM1+SM2+SM3+.53*CV1

F’=mi * Si * fi

fi=(1+c’/ao)

c’=(mi * Si) / (Mi * g)

MASA ENTREPISO (Mi)mi * SiNIVELES

DETERMINACION DE FUERZAS SISMICAS EN TABLERO

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EJEMPLO DE CÁLCULO

MÉTODO DE LA TRABE HORIZONTAL

Analizaremos 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 CÁLCULO

11.4

7.2

TRAB

E D

E RI

GID

EZ

TRABE PORTANTE

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

TRABE PORTANTE

COLUMNAS

TRAB

E D

E RI

GID

EZ

w = 7.12 t/m

apoyo apoyo

R1 R2

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EJEMPLO DE CÁLCULO

MÉTODO DE LA TRABE HORIZONTAL

La reacción 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 tensión y compresión en las trabes portantes es:

F = M / d = 115.66 / 7.2 = 16.06 ton

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EJEMPLO DE CÁLCULO

11.4

7.2

TRAB

E D

E RI

GID

EZ

TRABE PORTANTELO

SAS

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

LOSA

S

TRABE PORTANTE

COLUMNAS

TRAB

E D

E RI

GID

EZ

P = 81.168 ton.

74°29'53"

52°45'3" 52°45'3"

MÉTODO DEL PUNTAL Y LA BIELA

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EJEMPLO DE CÁLCULO

MÉTODO DEL PUNTAL Y LA BIELALa fuerza de compresión diagonal está dada por:

Sen (52°45’03”) = (81.168 /2) / Fd

Fd = (81.168 /2) / Sen (52°45’03”) = 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 (37°14’57”) = Fv / 50.98 ton.

Fv = Cos (37°14’57”) * 50.98 ton.

Fv = 40.58 ton

La fuerza de tensión en la portante inferior es:

Cos (52°45’03”) = Fh / 50.98 ton.

Fh = Cos (52°45’03”) * 50.98 ton.

Fh = 30.86 ton

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ENSAYO DE UN TABLEROCON LOSAS ALVEOLARES

ENSAYO DE LA JUNTA ENTRE DOS LOSAS

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EJEMPLO DE CÁLCULO

DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE LA JUNTA ENTRE LOSAS

De acuerdo con las recomendaciones de Spancrete, la capacidad de la junta se puede valuar mediante la expresión:

Vn = 0.04 * f’cg * h * t < 120 * h * tEn la cual:• f’cg = esfuerzo especificado a la compresión 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 < 1’391,040 kg

Vn = 83.462 Ton.

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CONCLUSIONES

------30.86 ton.16.06 ton.Tensión en

trabes portantes

Min. 8 tonMax. 20 ton

83.46 ton.40.58 ton.40.58 ton.En junta

entre trabe de rigidez y

losa

Capacidad en junta entre

TT´s

Capacidad en junta entre

losas

Método del puntal y la

biela

Método de la trabe

horizontalSolicitaciones

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CONCLUSIONES

ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE TABLEROS CON LOSAS ALVEOLARES SIN FIRME

Además de los detalles constructivos espuestos anteriormente, se deberán observar las siguientes recomendaciones

El mortero de la junta será elaborado con cemento y arena en proporción no mayor de 1:3 y deberá garantizarse una resistencia del mortero f’c = 180 Kg/cm2. La consistencia del mortero deberá ser fluida con vistas a rellenar completamente el volumen de la llave de cortante. Para poder alcanzar estas características de fluidez y resistencia es indispensable que la arena empleada estélimpia y tenga las características de granulometría adecuadas para su colocación.

Previo a la colocación del mortero en las juntas entre losas esta deberá estar humedecida hasta la saturación. 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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CONCLUSIONES

ESPECIFICACIONES TECNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE TABLEROS CON LOSAS ALVEOLARES SIN FIRME

Durante el junteo se tomarán las muestras necesaria para la verificación de la resistencia del mortero empleado, de las cuales se realizará a un ensayo a rotura a los 28 días.

En el caso del junteo en losas spancrete con acabado integral, además de que se realice con los materiales adecuados, se deberá 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 podrán colocar en la junta agregados de mármol (piedritas) con vistas a igualar el acabado de las losas spancrete.

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BIBLIOGRAFÍA

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