Hormigón para pavimentos industriales: endurecedor, juntas y planeidad

Los pavimentos de almacenes, fábricas e instalaciones logísticas son la superficie más sometida a carga de un edificio y la que genera más quejas. Un pavimento que genera polvo, juntas con bordes rotos y losas que se balancean al paso de una carretilla elevadora suelen no tener relación con la clase resistente del hormigón, sino con tres o cuatro decisiones tomadas el día del hormigonado: cuándo se esparció el endurecedor superficial, cuándo se empezó a alisar, dónde y cuándo se cortaron las juntas, y cuántos días duró el curado. En un pavimento industrial, la resistencia es una condición necesaria pero no suficiente; lo que determina su vida útil son los primeros milímetros superiores y los bordes de las juntas.

¿En qué se diferencia el hormigón para pavimentos industriales del hormigón convencional?

Un pavimento industrial es una losa de hormigón armado que apoya directamente sobre el terreno. Se diferencia de un forjado apoyado sobre vigas y pilares en que transmite su carga al terreno subyacente; por ello, su comportamiento depende, antes que del hormigón, de la calidad de las capas que tiene debajo. Las cargas que recibe también son distintas de las de los forjados de un edificio: las cargas puntuales y repetidas de las ruedas de carretillas elevadoras y transpaletas, las elevadas cargas puntuales que las patas de las estanterías concentran en una superficie pequeña, la carga distribuida del almacenamiento en pilas y, en ocasiones, el tránsito de maquinaria pesada y vehículos.

Este patrón de uso exige tres tipos de rendimiento distintos del pavimento. El primero es la resistencia a la abrasión superficial: las ruedas, las paletas y el barrido desgastan los primeros milímetros de la superficie. El segundo es la planimetría: las carretillas elevadoras, especialmente en sistemas de estanterías de gran altura, son muy sensibles a la planimetría del suelo; pequeñas desviaciones se amplifican a la altura del mástil. El tercero es la integridad de las juntas: la vida útil de un pavimento suele terminar no en su superficie, sino en sus juntas.

También hay diferencias en el lado de la mezcla. Mantener baja la retracción es prioritario, porque la retracción provoca tanto fisuración como alabeo. Para ello se mantiene bajo el contenido de agua, se elige una proporción alta de árido grueso y una granulometría continua. El uso de fibra de acero o macrofibra sintética es habitual; la fibra mejora el comportamiento posfisuración y en algunos sistemas permite aumentar la separación entre juntas. Una regla crítica y que se pasa por alto con frecuencia es esta: en los hormigones que recibirán un endurecedor de superficie espolvoreado en seco no se utiliza aditivo aireante. El aire ocluido se acumula bajo la capa de endurecedor y provoca que la superficie se desprenda en forma de costra, es decir, que delamine. Si se necesita aire ocluido en soleras exteriores expuestas a heladas, en lugar del espolvoreado en seco se opta por otra solución de superficie.

Las propiedades de las soleras de superficie y los morteros de revestimiento de pavimentos se definen conforme a la norma TS EN 13813; al elegir un endurecedor, compruebe en la ficha técnica del producto la resistencia a la abrasión y la resistencia a compresión declaradas. La resistencia propia del hormigón y su clase de exposición ambiental, en cambio, se especifican al pedirlo conforme a la norma TS EN 206. Para conocer la información que debe indicar al hacer el pedido, puede consultar nuestro artículo sobre cómo pedir hormigón.

Subbase, Espesor y Barrera de Vapor

La capa situada bajo la losa de pavimento es el apoyo de la losa. Si la subrasante es blanda, no está bien compactada o deja huecos localizados, la tensión de flexión aumenta y la losa se fisura, por muy bueno que sea el hormigón superior. La capa de subbase se extiende con material granular de granulometría adecuada, en capas y compactada de forma controlada. La calidad de la compactación no se verifica a simple vista, sino mediante un ensayo de campo adecuado.

La uniformidad de la superficie de la subbase es una cuestión aparte: si la superficie presenta ondulaciones, el espesor de la losa aumenta en unos puntos y disminuye en otros. La variación de espesor incrementa tanto el consumo de hormigón como la diferencia de retracción. El espesor se determina mediante cálculo, en función de las cargas de servicio y la capacidad portante del terreno. En lugar de decir «tantos centímetros en todas partes» en obra, las zonas con patas de estanterías y rutas de tráfico pesado se evalúan por separado.

En espacios cerrados se coloca bajo la losa una lámina de polietileno como barrera de vapor; el objetivo es evitar que la humedad procedente del terreno afecte al hormigón y al revestimiento que se instalará después. Las láminas se solapan en las juntas y no deben perforarse. La barrera de vapor tiene un efecto secundario: al impedir la salida de agua por la parte inferior, toda el agua de exudación sube a la superficie y retrasa el acabado; además, como la superficie superior se seca mientras la inferior permanece húmeda, aumenta la tendencia al alabeo. Por ello, en los vertidos sobre barrera de vapor se vigila con más atención el momento del talochado y el curado adquiere aún más importancia.

Una práctica que debe evitarse es extender una fina capa de arena sobre la lámina y verter el hormigón directamente sobre ella; la capa de arena se moja durante el vertido, se comporta de forma irregular y no aporta el beneficio esperado. La lámina se coloca sobre la subbase compactada y el hormigón se vierte directamente sobre ella.

En esta fase también se establecen las referencias de encofrado y de cota. La solera de hormigón es una obra cuya cota no puede corregirse después; las referencias láser, los encofrados de borde y el ancho de las franjas de vertido se planifican antes del día del vertido. Si el ancho de la franja de vertido se elige mayor que el área que el equipo de acabado puede abarcar, una parte de la solera queda inevitablemente rezagada.

Aplicación de endurecedor de superficie por espolvoreo en seco

El endurecedor de superficie por espolvoreo en seco es una mezcla previa de cemento con árido duro (cuarzo, corindón o árido metálico) y aditivos reguladores de la consistencia. Se espolvorea en seco sobre la superficie del hormigón fresco, se humedece absorbiendo el agua de exudación del propio hormigón y se trabaja en la superficie con una fratasadora mecánica para formar una capa superior dura integrada con el hormigón. No es un revestimiento independiente; pasa a formar parte del propio hormigón. Por ello, su aplicación debe planificarse no como un oficio aparte, sino como una parte inseparable del vertido.

Dosificación. Varía según la intensidad de uso. En tráfico ligero y medio es habitual un rango de tres a cinco kilogramos por metro cuadrado, y en tráfico intenso de carretillas elevadoras de cinco a ocho kilogramos; el valor exacto se indica en la ficha técnica del producto y debe respetarse. Reducir la dosificación adelgaza la capa y provoca un desgaste prematuro de la superficie.

El momento de aplicación. Esta es la variable más crítica de toda la aplicación. El endurecedor se espolvorea una vez que el agua de exudación de la superficie ha desaparecido por completo. Espolvorearlo mientras aún hay una película de agua en la superficie hace que el material se disuelva en el agua, eleve la relación agua/cemento y dé lugar a una superficie débil y con formación de polvo. Hacerlo demasiado tarde, en cambio, impide que el material se humedezca; un endurecedor que permanece seco no llega a integrarse con el hormigón y con el tiempo se desprende en forma de costra. El criterio práctico es que la solera haya alcanzado una dureza tal que una pisada deje una marca de unos pocos milímetros de profundidad.

El método de espolvoreo. El material se aplica en dos etapas: aproximadamente dos tercios de la cantidad total en la primera etapa y el resto en la segunda. Una vez esparcida la primera etapa, se deja que absorba el agua del hormigón y oscurezca; cuando el oscurecimiento es uniforme en toda la superficie, se incorpora a la superficie con una fratasadora mecánica equipada con disco. A continuación se esparce la segunda etapa, se deja humedecer y se fratasa de nuevo. Siempre que sea posible, el espolvoreo se realiza con un carro esparcidor mecánico; con el espolvoreo manual, la uniformidad de la distribución depende por completo de la habilidad del operario, y las diferencias de dosificación se manifiestan en la superficie como diferencias de color y resistencia.

Lo que nunca debe hacerse: rociar agua a mano sobre la superficie porque el endurecedor no se humedece. El agua rociada deja en esa zona una superficie débil y polvorienta, con un contenido de agua elevado. Si el material no se humedece, el problema es de tiempos; la solución no es añadir agua, sino acelerar la aplicación. La misma lógica se aplica al propio hormigón: añadir agua a la hormigonera en obra destruye precisamente lo que el pavimento más necesita, es decir, una baja relación agua/cemento. Explicamos esta relación en nuestro artículo sobre la relación agua/cemento y la resistencia del hormigón.

Los productos con árido metálico ofrecen la mayor resistencia a la abrasión; sin embargo, como pueden oxidarse con la humedad y el agua, no se utilizan en zonas permanentemente húmedas ni en exteriores. En los endurecedores de color, la homogeneidad del color depende de la uniformidad de la dosificación; debe trabajarse con el mismo lote y la misma dosificación.

Tiempos de Fratasado y Delaminación

El acabado de un pavimento industrial sigue una secuencia establecida: se coloca el hormigón, se nivela con una regla láser o un regle, la superficie recibe una primera corrección con llana de madera o magnesio, se espera a que aflore el agua de exudación, se espolvorea el endurecedor, se abre con fratasadora mecánica provista de disco y, a continuación, se remata con llana de paletas (llana metálica).

Ambos extremos de la sincronización son erróneos. Alisar demasiado pronto atrae agua y finos hacia la superficie; se forma una capa superior rica en pasta de cemento y de baja resistencia, que se desgasta enseguida. Peor aún, cuando la superficie se cierra demasiado pronto, el agua de exudación y el aire que quedan debajo no pueden salir; una fina capa de aire y agua queda atrapada justo bajo la superficie, y la costra superior endurecida se separa del hormigón inferior. Esto se denomina delaminación; el pavimento suena hueco durante los primeros meses y después se levanta a trozos. La delaminación es el defecto de superficie más frecuente en los pavimentos industriales y el más costoso de reparar.

Fratasar demasiado tarde, por el contrario, hace que la superficie ya no pueda trabajarse. Una vez que el hormigón ha endurecido, la máquina no puede acceder a la superficie, el endurecedor no llega a integrarse, no se puede cerrar la superficie y la planeidad no puede corregirse.

No se puede dar un número exacto de horas para el momento adecuado; la temperatura del aire, el viento, la humedad, la mezcla y la absorción de agua de la capa inferior modifican el tiempo. En obra, el criterio es el estado de la superficie: el sangrado ha terminado, la huella queda de apenas unos milímetros y la máquina puede desplazarse por la superficie sin dejar marca. En días ventosos y calurosos, la superficie se seca más rápido que el interior; esto da una impresión engañosa de que está lista e invita a un fratasado prematuro. En esos días, instalar un cortavientos y usar un retardador de evaporación evita tanto la fisuración por retracción plástica como el fratasado a destiempo; encontrará más detalles en nuestro artículo sobre hormigonado en clima cálido.

El alisado con paleta mecánica avanza por etapas: el ángulo de la paleta se mantiene bajo al principio y se aumenta progresivamente a medida que la superficie endurece. Un ángulo demasiado alto y demasiado pronto deja marcas de quemado e irregularidades en la superficie. El tamaño del equipo también forma parte de la sincronización; en un hormigonado extenso, si el equipo de acabado es insuficiente, una parte del pavimento quedará inevitablemente rezagada. El área de hormigonado debe dividirse según la capacidad del equipo.

Disposición de Juntas: Juntas de Contracción, Construcción y Aislamiento

La losa de pavimento se contrae inevitablemente por la retracción de secado, y esta contracción queda restringida por el rozamiento con la capa inferior. La fisuración es inevitable; la función de la junta no es evitar la fisura, sino determinar dónde se formará. Los tres tipos de junta cumplen funciones distintas.

Junta de contracción (control). Es una línea de debilidad cortada en la superficie; el hormigón se agrieta a lo largo de esta línea, donde la sección queda reducida. La profundidad del corte debe estar, aproximadamente, entre un cuarto y un tercio del espesor de la losa; un corte más superficial permite que la fisura escape de la junta. El momento del corte es crítico: con el corte clásico mediante sierra de disco diamantado se utiliza una ventana de entre seis y dieciocho horas tras el vertido, mientras que las cuchillas de corte temprano permiten cortar en las primeras horas, tan pronto como el hormigón se puede pisar. Si se corta demasiado pronto, los bordes se desmoronan; si se corta demasiado tarde, el hormigón abre su propia fisura en un punto aleatorio y la junta queda inútil. Para más detalle sobre los tipos de fisura, consulte nuestro artículo sobre fisuras del hormigón.

Junta de construcción (de trabajo). Se forma en el límite del hormigonado diario, entre dos vertidos. Se conforma con encofrado y, si se requiere transferencia de carga vertical entre las dos losas, se colocan pasadores de transmisión. Los pasadores se disponen perpendiculares a la junta, paralelos entre sí y libres para moverse por un lado; un pasador torcido o atascado crea un bloqueo y abre una grieta junto a la junta.

Junta de aislamiento (separación). Separa la losa de todo aquello que no se moverá junto con ella: pilares, muros, bases de cimentación, bases de maquinaria, huecos de puertas y bordes de rampas y canales. Alrededor de los pilares, la losa se separa formando una isla cuadrada o romboidal, colocando entre medias una banda de relleno compresible. Si se omite esta junta, son inevitables las grietas diagonales que parten de la base del pilar.

Separación de juntas y geometría de paños. La práctica habitual es mantener la separación de juntas entre aproximadamente veinticuatro y treinta y seis veces el espesor de la losa; en espesores típicos, esto corresponde a paños de varios metros. Dos reglas son tan importantes como la separación: la relación largo-ancho del paño no debe superar 1,5, y los paños deben ser cuadrados o rectángulos lo más cercanos posible a un cuadrado. No genere paños en forma de L o T con esquina entrante; la esquina entrante es el punto por donde la grieta salta hacia el interior del paño. El trazado de juntas se planifica junto con las patas de las estanterías y las rutas de tráfico pesado; es preferible que una junta no pase justo debajo de una pata de estantería ni a lo largo de la línea por la que circulan más las carretillas elevadoras.

Sellado de juntas. Bajo tráfico pesado, los bordes de la junta se rompen por el impacto de las ruedas. Para evitarlo, las juntas se rellenan con materiales de sellado semirrígidos (a base de epoxi o poliurea) que dan soporte mecánico al borde. La silicona y los sellantes elásticos de baja dureza no son adecuados para juntas interiores con tráfico pesado, ya que no aportan soporte al borde. El sellado se realiza lo más tarde posible, en la expectativa de que la losa haya completado la mayor parte de su retracción; una junta sellada demasiado pronto sigue abriéndose y termina desgarrando el sellante. El sellado debe rellenar un canal cortado limpiamente y quedar enrasado con la superficie.

Tolerancia de planeidad y nivelación

En los pisos industriales se confunden dos conceptos distintos. La planeidad es la ondulación de la superficie a corta distancia; determina cuánto se balancea la carretilla elevadora, cuánto vibra la carga y la desviación a la altura de las estanterías. El nivel, en cambio, es la posición de la superficie respecto a la cota de proyecto; afecta al drenaje del agua, al ajuste con los umbrales de las puertas y al asiento general del sistema de estanterías. Las dos tolerancias se definen y se miden por separado; cumplir una no garantiza la otra.

La planeidad se puede definir de dos maneras. El método clásico consiste en medir el hueco que queda bajo una regla de una longitud determinada; las especificaciones suelen indicar la desviación permitida bajo una regla de dos o tres metros. El método más detallado consiste en medir los números de planeidad y nivelación; estos describen estadísticamente la ondulación del piso y el cambio de pendiente, y se prefieren en sistemas de estanterías de gran altura.

La disposición de las estanterías es determinante en este punto. En el tráfico de movimiento libre, es decir, en zonas donde la carretilla elevadora puede circular en cualquier dirección, la planitud tiene la misma importancia en todos los sentidos. En los sistemas de estanterías de movimiento guiado y pasillos estrechos, en cambio, la planitud en el sentido del pasillo está sujeta a una tolerancia mucho más estricta; la medición se realiza a lo largo de la línea que siguen las ruedas. Al redactar las especificaciones del pavimento debe conocerse qué equipo va a utilizar el operador; un requisito de planitud definido antes de determinar el equipo genera un coste innecesario o una deficiencia que después no se puede corregir.

La medición de la planeidad es sensible al tiempo. Debe realizarse lo antes posible, antes de que la losa empiece a alabearse. El alabeo es el levantamiento de los bordes del panel cuando la superficie superior de la losa se seca más rápido que la inferior y, por lo tanto, se contrae más. La planeidad medida en una losa alabeada refleja el efecto del secado, no la calidad del vertido. Formas de reducir el alabeo: una mezcla de baja retracción, un espesor de losa adecuado, un curado uniforme e ininterrumpido, y no hacer los paneles excesivamente grandes.

La planeidad se gana el día del vertido. El uso de una regla láser, referencias de nivel correctas, una subbase de espesor constante y un reglado disciplinado son, a la vez, más económicos y más duraderos que corregir el pavimento mediante pulido posterior. Pulir una superficie que lleva endurecedor devuelve en parte la resistencia a la abrasión que se había ganado.

El curado: el paso que decide el destino del endurecedor

En el pavimento industrial, el curado no es una mejora opcional, sino parte de la ejecución. La capa endurecedora de la superficie es rica en cemento; si pierde agua, la hidratación no se completa, la capa no adquiere su resistencia y el pavimento empieza a generar polvo ya en los primeros meses. El curado también reduce la red de fisuras capilares y el alabeo al evitar que la superficie se retraiga demasiado rápido.

El curado comienza en cuanto termina el fratasado; decir «lo veremos mañana por la mañana» significa perder las horas más críticas. Existen tres métodos habituales, y la elección determina el destino posterior del pavimento:

• Compuesto de curado (membrana): Se pulveriza sobre la superficie y forma una película que ralentiza la pérdida de agua. Su aplicación es rápida y resulta práctica en superficies extensas. Sin embargo, si posteriormente se va a aplicar un revestimiento de resina, pintura o adhesivo sobre el suelo, la membrana perjudica la adherencia; en ese caso debe elegirse un compuesto de curado de tipo eliminable, o utilizarse otro método.
• Curado con cubierta: La humedad se retiene colocando una cubierta humedecida o polietileno. El polietileno extendido directamente sobre la superficie puede dejar diferencias de color en los pliegues; en soleras con endurecedor de color esto resulta muy visible.
• Curado con agua: Uno de los métodos más eficaces, pero no debe interrumpirse. Una superficie que se humedece y luego se deja secar da un resultado peor que una que nunca se humedeció, porque el ciclo repetido de humedecimiento y secado agrieta la superficie.

El periodo de curado varía según las condiciones climáticas y la mezcla, pero no debe reducirse por debajo de unos días; en clima frío se prolonga. Una vez finalizado el curado, el pavimento tampoco se abre de inmediato al tráfico total; el tráfico prematuro deja marcas permanentes en una superficie que aún no ha alcanzado su resistencia. El calendario de apertura al tráfico se planifica según las condiciones climáticas del vertido y la ganancia de resistencia.

Durante el curado tampoco debe olvidarse la protección del pavimento: apilar material sobre él, soldar, verter aceite o productos químicos; todo ello deja manchas y daños permanentes en el periodo en que el pavimento nuevo es más vulnerable. En los pavimentos vertidos en invierno, el curado y la protección se planifican conjuntamente; para más detalles puede consultar nuestro artículo sobre precauciones en clima frío.

Qué Determina la Vida Útil bajo Tráfico Intenso de Carretillas Elevadoras

La vida útil del pavimento industrial también se gestiona después de la ejecución. La mayor parte de los deterioros que observamos en obra se agrupan en los siguientes cinco puntos.

• Deterioro del borde de la junta. Una rueda pesada golpea el borde al cruzar de un lado a otro de la junta. Si el borde no está soportado, se va desprendiendo poco a poco y la junta se ensancha gradualmente hasta convertirse en un bache. La solución es un sellado de junta semirrígido de la dureza adecuada, revisado y renovado periódicamente. Este es el elemento de mantenimiento más descuidado, y el más caro de descuidar.
• Formación de huecos bajo la losa. Si el alabeo o el lavado de la capa inferior deja un hueco bajo los bordes del panel, la losa se mueve ligeramente bajo una rueda. Ese movimiento rompe rápidamente el borde de la junta y con el tiempo produce grietas. Si se diagnostica a tiempo, el soporte puede restablecerse inyectando un relleno bajo la losa.
• Desgaste superficial y formación de polvo. Se observa en soleras con una dosificación insuficiente de endurecedor, un fratasado deficiente, un curado incompleto o donde no se ha aplicado ningún endurecedor. Las partículas de arena y polvo acumuladas en la superficie actúan como un abrasivo bajo las ruedas y aceleran el desgaste; por ello, la limpieza periódica es una medida directa para prolongar la vida útil.
• Tipo de rueda y trazado del tráfico. Las ruedas duras de poliuretano y acero tratan la superficie y el borde de las juntas de forma mucho más severa que los neumáticos blandos de relleno. El uso constante de la misma ruta concentra el desgaste en una sola línea; siempre que sea posible, se cambia la ruta de tráfico de vez en cuando, o las líneas de mayor tránsito se diseñan desde el principio más gruesas y con mayor prestación.
• Agua, aceite y productos químicos. El agua acumulada en la superficie se filtra por las juntas hasta la capa inferior y deteriora el soporte; el aceite y algunos productos químicos atacan una superficie a base de cemento. Las pendientes y el plan de drenaje son una parte invisible pero decisiva del suelo.

La lista de mantenimiento que alarga la vida del pavimento es corta y económica: revise los selladores de las juntas al menos una vez al año y renueve los que se hayan desgarrado o desprendido; barra el pavimento con regularidad; elimine los charcos de agua; sustituya las ruedas de las carretillas elevadoras que presenten un desgaste excesivo o irregular; y antes de instalar nuevas estanterías o maquinaria, haga comprobar que las cargas puntuales son compatibles con el diseño de la losa.

En un pavimento industrial, el hormigón determina solo una parte del resultado; pero con una mezcla incorrecta no es posible lograr una ejecución adecuada. Para planificar, antes del día del vertido, la clase resistente, la consistencia y la selección de fibras adecuadas a su carga de servicio, su disposición de juntas y su aplicación de endurecedor, puede consultar con el equipo técnico de Bodrum Beton y revisar las clases de hormigón disponibles en nuestra página de productos.

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