¿Qué es el Mortero de Empaque Seco?

Definición y Propiedades

El mortero de empaque seco es un mortero de cemento Portland muy rígido, de asentamiento nulo, compuesto por cemento, agregado fino y la cantidad mínima de agua necesaria para la hidratación del cemento. Se mezcla hasta obtener una consistencia que recuerda a la arena de playa húmeda, la mezcla mantiene su forma cuando se moldea en una bola con la mano pero no deja una película de humedad visible en la palma. Este contenido de agua extremadamente bajo, que corresponde típicamente a una relación agua-cemento (a/c) de 0.25 a 0.35, distingue al empaque seco del mortero de cemento convencional (a/c 0.40 a 0.55) y del mortero fluido (a/c 0.35 a 0.50).

La propiedad física definitoria del mortero de empaque seco es su asentamiento nulo, no fluye ni se deforma bajo su propio peso. Esta característica permite que el material se coloque en cavidades confinadas, ranuras estrechas y bolsas verticales o en techo sin encofrado. El mortero se compacta mediante apisonado manual o pisón utilizando una herramienta de madera o metal, que densifica el material y lo fuerza a tener un contacto íntimo con el sustrato de hormigón preparado. La energía de compactación aplicada durante la colocación, típicamente 25 a 30 golpes por pulgada cuadrada utilizando una herramienta de pisón de 1 a 2 libras, produce una microestructura densa y de baja porosidad que minimiza la contracción por secado y maximiza la resistencia de la adherencia.

La resistencia a la compresión del mortero de empaque seco correctamente proporcionado y compactado varía de 21 a 45 MPa (3,000 a 6,500 psi) a los 28 días para formulaciones estándar mezcladas en campo, con mezclas de laboratorio controladas que utilizan granulometría optimizada y contenido de aglomerante que alcanzan hasta 65 MPa (9,400 psi) según investigaciones publicadas en el ámbito académico. La Guía de Reparación de Hormigón ACI 546R-96 señala que una proporción de 1:3 de cemento a arena en volumen (cemento Portland Tipo I/II con arena limpia y angulosa) es la proporción más comúnmente especificada. Una proporción de 1:2.5 produce una mayor resistencia para reparaciones estructurales, mientras que 1:4 se utiliza para aplicaciones de relleno no estructural donde los requisitos de resistencia son menores.

La densidad del mortero de empaque seco compactado es de aproximadamente 2,100 a 2,240 kg/m³ (130 a 140 lb/ft³) , que es comparable a la del hormigón convencional. La porosidad es significativamente menor que la de los morteros mezclados en húmedo debido al bajo contenido de agua y a la compactación mecánica que expulsa el aire atrapado de la mezcla. Esta microestructura densa produce una baja permeabilidad, el coeficiente de absorción de agua es típicamente inferior a 0.1 kg/m²·h⁰·⁵ cuando se ensaya según ASTM C1585, lo que hace que el material sea resistente a la intrusión de humedad y al daño por congelación y descongelación cuando se cura adecuadamente.

La contracción por secado del mortero de empaque seco es notablemente menor que la del mortero de cemento convencional porque el volumen de agua libre disponible para la evaporación después de la hidratación es mínimo. Para una mezcla 1:3 correctamente proporcionada, la contracción lineal por secado medida según ASTM C596 es típicamente de 0.03 a 0.06 por ciento a los 28 días, en comparación con 0.06 a 0.12 por ciento para el mortero convencional. Esta baja contracción es crítica en aplicaciones de reparación confinadas porque el material de reparación está restringido por el hormigón circundante. Si las tensiones de contracción exceden la resistencia de la adherencia o la capacidad de tracción del mortero, la reparación se desadherirá o agrietará en la interfaz, la causa más común de falla de la reparación con empaque seco.

El tiempo de fraguado del mortero de empaque seco depende de la temperatura ambiente, el tipo de cemento y el uso de aditivos químicos. Para el cemento Portland Tipo I/II a 70°F (21°C), el fraguado inicial ocurre aproximadamente a las 2 a 4 horas y el fraguado final a las 4 a 8 horas después del mezclado. Los aditivos acelerantes (cloruro de calcio al 1-2% en peso del cemento, donde esté permitido) pueden reducir el tiempo de fraguado en aproximadamente un 50% para reparaciones de emergencia. Se pueden especificar aditivos retardadores para la colocación en climas cálidos que superen los 90°F (32°C) para evitar el fraguado relámpago antes de que se complete la compactación.

La Guía de Reparación de Hormigón de la Oficina de Reclamación de EE. UU. (Segunda Edición, 2015) dedica una sección completa (I-D-2-c) al empaque seco y al empaque seco adherido, clasificándolo como un método de reparación delgada adecuado para profundidades de 1/2 pulgada a 2 pulgadas. La guía especifica que el mortero de empaque seco debe dosificarse según los requisitos de la reparación, optimizando el contenido de cemento, el contenido de agua y las características del agregado para la aplicación específica. La Guía de Reparación de Hormigón del Instituto Americano del Hormigón ACI 546R-96 (Reaprobada en 2001) aborda de manera similar el empaque seco como una técnica de colocación especializada para reparaciones de pequeño volumen donde el encofrado no es práctico.

Dosificación de la Mezcla

La dosificación de la mezcla de mortero de empaque seco requiere un control preciso de tres variables: la relación cemento-arena, el contenido de agua y la granulometría del agregado. A diferencia del hormigón convencional, donde el diseño de la mezcla sigue procedimientos estandarizados (ACI 211), la dosificación del empaque seco depende en gran medida del juicio de campo y de las pruebas de sensación manual porque el contenido de agua es demasiado bajo para que las pruebas de asentamiento o flujo convencionales tengan sentido.

Relación Cemento-Arena

La proporción de mezcla estándar del mortero de empaque seco es de 1 parte de cemento Portland por 3 partes de arena limpia y angulosa en volumen. Esta proporción está especificada por ACI 546R-96, la Guía de Reparación de Hormigón de la Oficina de Reclamación de EE. UU. y la FAA AC 150/5380-6C para reparaciones de desconchones en juntas de pavimentos aeroportuarios. La proporción 1:3 produce una combinación equilibrada de resistencia a la compresión, trabajabilidad durante el apisonado y estabilidad dimensional.

Para reparaciones estructurales que requieren mayor resistencia, como elementos de hormigón portantes, reparaciones de estribos de puentes y reparaciones de parches de pavimento sujetos al tráfico de aeronaves o vehículos pesados, se recomienda una proporción 1:2.5 (cemento-arena en volumen). Esta mezcla más rica aumenta la resistencia a la compresión a los 28 días de aproximadamente 3,000-4,500 psi (proporción 1:3) a 5,000-6,500 psi (proporción 1:2.5), dependiendo del tipo de cemento y las características de la arena.

Para aplicaciones de relleno no estructurales, como el relleno de vacíos detrás de elementos prefabricados, el parcheo de panal de abeja menor o el relleno de agujeros de perforación, se puede utilizar una proporción de 1:4 a 1:6. Estas mezclas más pobres tienen menor resistencia (1,500-3,000 psi) y mayor porosidad, pero reducen el costo del material y el calor de hidratación en situaciones de relleno masivo. La Oficina de Reclamación señala que se pueden usar proporciones de hasta 1:6 para algunas aplicaciones, pero advierte que las mezclas más pobres son más difíciles de compactar y más propensas a la fisuración por contracción.

Determinación del Contenido de Agua

El contenido de agua es la variable más crítica en la dosificación de la mezcla de empaque seco. Demasiada poca agua impide la hidratación completa del cemento, dejando partículas de cemento sin hidratar que no contribuyen a la resistencia y aumentan la porosidad. Demasiada agua produce una mezcla húmeda que se asienta bajo su propio peso, no se puede compactar adecuadamente mediante apisonado y se contrae excesivamente durante el secado, lo que provoca desadherencia y fisuración en el perímetro de la reparación.

La consistencia objetivo se describe en la terminología de ACI como húmeda, no mojada. Se utilizan cuatro pruebas de campo para verificar el contenido de agua correcto:

La prueba de la bola, se aprieta firmemente un puñado de mortero mezclado en la palma de la mano. Una mezcla correctamente proporcionada forma una bola cohesiva que mantiene su forma cuando se abre la mano. Si la bola se desmorona al abrirla, la mezcla está demasiado seca. Si el agua rezuma entre los dedos o deja una película húmeda en la palma, la mezcla está demasiado húmeda.

La prueba de caída, se deja caer una bola de mortero desde la altura de la cintura (aproximadamente 36 pulgadas) sobre una superficie limpia y dura. Una mezcla correctamente proporcionada se rompe en varios fragmentos grandes. Una mezcla demasiado húmeda se aplana formando una torta. Una mezcla demasiado seca se desmenuza en partículas de arena individuales.

La prueba de la huella de la mano, se comprime un puñado de mortero en la palma y luego se abre la mano. Si el mortero conserva una huella clara de las líneas de la piel sin mostrar agua libre, el contenido de agua es correcto. Una película de agua en la mano indica exceso de agua.

La prueba de apretar y soltar, el mortero comprimido en una bola de 1 pulgada de diámetro y colocado sobre una superficie plana debe soportar su propio peso sin hundirse ni extenderse. El diámetro de la bola después de 60 segundos no debe aumentar más del 10% del diámetro original.

El contenido de agua objetivo en peso es típicamente del 6 al 9 por ciento del peso total de los materiales secos (cemento más arena). Para una mezcla 1:3 que utiliza 42.5 kg (94 lb) de cemento Portland y 127 kg (280 lb) de arena seca, la adición de agua es de aproximadamente 3.0 a 4.5 litros (6.5 a 10 pintas) . El agua debe añadirse gradualmente, comience con el 80% de la cantidad estimada, mezcle bien, evalúe la consistencia y añada incrementalmente el agua restante hasta lograr la condición objetivo de arena húmeda.

Requisitos del Agregado

La arena utilizada en el mortero de empaque seco debe ser limpia, angulosa, bien graduada y dura. La especificación ASTM C33 para agregado fino de hormigón proporciona los requisitos de granulometría aplicables. La arena debe pasar por un tamiz No. 4 (4.75 mm) , con no más del 5% retenido en el tamiz No. 4. El módulo de fineza debe estar en el rango de 2.5 a 3.1 para una trabajabilidad y densidad de compactación óptimas. Las arenas más finas que 2.5 aumentan la demanda de agua. Las arenas más gruesas que 3.1 producen una mezcla áspera y difícil de compactar.

El tamaño máximo de partícula no debe exceder un tercio de la profundidad mínima de reparación. Para una profundidad de reparación de 0.5 pulgadas (12.5 mm), el tamaño máximo del agregado debe limitarse a 1/6 de pulgada (4 mm), equivalente a un tamiz No. 4. Para reparaciones más profundas que excedan 1 pulgada, se puede usar agregado de hasta 3/8 de pulgada (9.5 mm) siempre que la geometría de la cavidad permita una compactación completa.

La arena debe ensayarse para detectar impurezas orgánicas según ASTM C40 (prueba colorimétrica). La contaminación orgánica por limo, arcilla o materia vegetal retarda la hidratación del cemento y reduce la resistencia de la adherencia. El contenido de humedad de la arena debe tenerse en cuenta en el cálculo del agua de la amasada. El uso de arena en condición de saturada con superficie seca (SSD) elimina la variabilidad de la humedad en la dosificación en campo.

Tipos de Cemento y Aditivos

El cemento Portland Tipo I según ASTM C150 es el cemento estándar para el mortero de empaque seco. El Tipo II (resistencia moderada a los sulfatos) se especifica para reparaciones en suelos o aguas que contienen sulfatos. El Tipo III (alta resistencia inicial) se puede usar cuando se requiere una rotación rápida, logrando aproximadamente el 70% de la resistencia a los 28 días a los 7 días. El Tipo I/II (un cemento de doble propósito que cumple con los requisitos del Tipo I y del Tipo II) se especifica comúnmente para reparaciones de pavimentos aeroportuarios porque proporciona un buen rendimiento de uso general con una resistencia moderada a los sulfatos adecuada para entornos aeroportuarios.

El cemento Portland blanco se especifica para reparaciones arquitectónicas o de igualación de color donde la apariencia visual es importante. Utiliza materias primas bajas en hierro y manganeso, produciendo las mismas características de resistencia que el cemento gris.

Los cementos mezclados, Tipo IS (cemento Portland de escoria de alto horno) y Tipo IP (cemento Portland puzolánico) según ASTM C595, se pueden usar para empaque seco pero requieren períodos de curado más largos y pueden producir un desarrollo de resistencia más lento a bajas temperaturas. La ceniza volante (Clase C o F según ASTM C618) puede reemplazar del 15 al 25% del cemento Portland para reducir el calor de hidratación y mejorar la trabajabilidad, pero el reemplazo reduce la resistencia a edades tempranas.

Los aditivos químicos se utilizan de forma selectiva. Los aditivos acelerantes (cloruro de calcio, acelerantes sin cloruro basados en formiato de calcio o nitrato de calcio) aceleran el fraguado y la ganancia de resistencia inicial para reparaciones de emergencia o colocación en climas fríos. El cloruro de calcio se limita al 2% en peso del cemento según ACI 318 y está prohibido en hormigón pretensado o expuesto a sulfatos. Los aditivos reductores de agua (Tipo A o Tipo D según ASTM C494) pueden mejorar la trabajabilidad con el mismo contenido de agua o permitir la reducción del agua sin sacrificar la trabajabilidad. Los aditivos inclusores de aire (ASTM C260) mejoran la resistencia a la congelación y descongelación, pero deben usarse con precaución porque el aire incluido reduce la resistencia a la compresión en aproximadamente un 5% por cada 1% de contenido de aire.

Técnica de Colocación

La colocación exitosa del mortero de empaque seco depende enteramente de una compactación adecuada mediante apisonado manual. La técnica difiere significativamente de la colocación convencional de hormigón porque el material no se vierte, vibra o alisa con llana en el sentido habitual. Cada partícula de mortero debe ser forzada mecánicamente a tener un contacto íntimo tanto con el sustrato como con las partículas de mortero adyacentes.

Preparación de la Cavidad

La cavidad de reparación debe prepararse de acuerdo con los procedimientos establecidos de reparación de hormigón antes de comenzar cualquier colocación de empaque seco. Según la Guía de Reparación de Hormigón de la Oficina de Reclamación de EE. UU. , el perímetro de la cavidad debe cortarse con sierra a una profundidad mínima de 3/4 de pulgada (19 mm) , formando la línea de corte una forma rectangular o circular con esquinas redondeadas, las esquinas interiores afiladas concentran la tensión y promueven la iniciación de fisuras. La cavidad debe socavarse o ranurarse en aproximadamente 5 grados para crear un enclavamiento mecánico que ayude a retener el material de reparación. La profundidad mínima para la reparación con empaque seco es de 1/2 pulgada (12.5 mm) según las especificaciones de Caltrans y la guía de la Oficina de Reclamación. El biselado no es aceptable porque los bordes delgados se rompen bajo carga y proporcionan un área de superficie insuficiente para la adherencia.

Todo el hormigón deteriorado, delaminado y en mal estado debe eliminarse mediante martillos picadores (máximo 15 lb) , hidrodemolición (10,000-20,000 psi) , escarificadores de agujas o chorro abrasivo para exponer el hormigón sano con partículas de agregado abiertas. Luego, el sustrato se limpia, primero con aire comprimido sin aceite para eliminar los residuos sueltos, luego mediante chorro de agua a alta presión a un mínimo de 3,000 psi (21 MPa) para eliminar el polvo, la lechada y los residuos. La cavidad debe estar en condición de saturada con superficie seca (SSD) en el momento de la colocación, la superficie está visiblemente húmeda sin agua estancada. El agua estancada en la cavidad diluye el mortero en la interfaz e impide la formación de la adherencia.

Preparación de la Adherencia

La interfaz entre el hormigón existente y el mortero de empaque seco es el eslabón más débil del sistema de reparación. En la Guía de la Oficina de Reclamación se especifican tres métodos de preparación de la adherencia:

Método 1 (Empaque Seco Estándar) , No se aplica ningún agente de unión. El sustrato se mantiene en condición SSD, y el mortero de empaque seco se apisona directamente contra la superficie húmeda. El enclavamiento mecánico de la cavidad socavada y la presión de compactación proporcionan el mecanismo de adherencia principal. Este método es adecuado para reparaciones en zonas de compresión donde la llave mecánica es suficiente para retener el material de reparación.

Método 2 (Empaque Seco Adherido con Lechada de Cemento Puro) , Inmediatamente antes de la colocación, se cepilla una capa de lechada de cemento puro (cemento Portland mezclado con suficiente agua para formar una lechada espesa con una consistencia de crema espesa) sobre el sustrato SSD. La aplicación de la lechada debe cubrir todas las superficies expuestas de la cavidad, incluidos los lados, el fondo y cualquier armadura expuesta. El mortero de empaque seco se coloca mientras la lechada aún está pegajosa, típicamente dentro de los 5 a 10 minutos posteriores a la aplicación. Este método proporciona una resistencia de adherencia significativamente mejorada al llenar los poros microscópicos de la superficie y proporcionar una zona de transición rica en cemento entre el sustrato y el material de reparación.

Método 3 (Empaque Seco Adherido con Agente de Unión Comercial) , Se aplica un agente de unión comercial a base de látex o epóxico según las instrucciones del fabricante. Los agentes de unión de látex (formulaciones de acetato de polivinilo, estireno-butadieno o acrílicas) mejoran la adhesión y reducen la pérdida de agua del empaque seco hacia el sustrato. Los agentes de unión epóxicos proporcionan la mayor resistencia de adherencia, pero requieren una dosificación cuidadosa y control de temperatura. Las recomendaciones del fabricante sobre la tasa de aplicación, el tiempo abierto y la condición del sustrato deben seguirse con precisión.

Compactación Capa por Capa

El mortero de empaque seco debe colocarse en capas delgadas y sucesivas, no verterse en la cavidad en una sola masa. Cada capa debe tener un espesor de 1/4 a 3/8 de pulgada (6 a 10 mm) , lo suficientemente delgada para que la herramienta de apisonado pueda transmitir la energía de compactación a través de todo el espesor de la capa hasta la interfaz del sustrato.

Paso 1, Relleno inicial: La primera capa de mortero se extiende por el fondo de la cavidad y se presiona firmemente contra la lechada de unión (si se usa) o el sustrato SSD. La herramienta de apisonado, típicamente una varilla de madera roma (3/4 a 1-1/2 pulgadas de diámetro), un trozo de madera de 2x4 o una varilla de apisonado de acero con cara plana, se utiliza para aplicar golpes verticales firmes en toda la superficie. Cada pulgada cuadrada de superficie debe recibir un mínimo de 25 a 30 golpes de apisonado. La compactación debe proceder sistemáticamente de un lado de la cavidad al otro, superponiendo cada golpe con el anterior en aproximadamente un 50%.

Paso 2, Capas intermedias: Las capas subsiguientes se colocan de la misma manera, compactando cada capa antes de añadir la siguiente. La compactación de cada capa debe densificar el material hasta el punto en que la superficie aparezca brillante, lo que indica que la pasta de cemento ha sido forzada a la superficie por la presión de compactación. Este brillo superficial es el indicador de campo de una compactación adecuada. Si la superficie permanece opaca después del apisonado, se requiere un esfuerzo de compactación adicional.

Paso 3, Superficie final: La última capa se coloca ligeramente más alta que la superficie del pavimento circundante (aproximadamente 1/16 a 1/8 de pulgada por encima). Después de la compactación completa con la herramienta de apisonado, la superficie se enrasa utilizando una regla o tabla de enrasar mantenida al ras con el pavimento circundante. El acabado final se aplica con una llana de madera (para igualar la textura del hormigón circundante) o una llana de acero (para superficies de acabado liso). La superficie debe estar nivelada dentro de 1/8 de pulgada (3 mm) de la superficie del pavimento circundante según la FAA AC 150/5380-6C.

Herramientas para Aplicaciones Verticales y en Techo

Para caras verticales (como muros de estribo, columnas o muros de contención), el mortero de empaque seco debe presionarse en la cavidad con la fuerza suficiente para permanecer en su lugar contra la gravedad. El mortero debe formarse en masas en forma de disco de aproximadamente 2 a 3 pulgadas de diámetro y 1/2 a 3/4 de pulgada de espesor, y luego presionarse firmemente en la cavidad usando la palma de la mano o una herramienta de apisonado acolchada. Cada disco debe compactarse completamente antes de colocar el siguiente adyacente.

Para aplicaciones en techo, el mortero debe forzarse hacia arriba dentro de la cavidad utilizando una placa de respaldo o un encofrado sostenido contra la parte inferior. La herramienta de apisonado se utiliza a través de una abertura de acceso para compactar el mortero contra la superficie del techo. Esta es la aplicación de empaque seco más difícil y requiere una experiencia significativa para lograr una compactación y adherencia adecuadas. Se recomienda encarecidamente el empaque seco adherido (Método 2 o 3) para reparaciones en techo.

Curado

El curado adecuado es esencial para el mortero de empaque seco porque el bajo contenido de agua proporciona un margen mínimo para la pérdida de agua durante la hidratación. Si el mortero se seca antes de que la hidratación del cemento esté sustancialmente completa (típicamente 7 días a 70°F/21°C), la reacción de hidratación se detiene, dejando cemento sin hidratar que no contribuye a la resistencia y una microestructura porosa susceptible al daño por congelación y descongelación.

Los métodos de curado especificados en la Guía de la Oficina de Reclamación incluyen:

Arpillera húmeda con cubierta de polietileno, La tela de arpillera tejida (peso mínimo de 4 capas) se satura con agua limpia, se coloca directamente contra la superficie de reparación terminada y se cubre con láminas de polietileno transparente (espesor mínimo de 4 milésimas de pulgada) para evitar la evaporación. La arpillera debe rehumedecerse diariamente o con más frecuencia en condiciones de calor, sequedad o viento. La lámina de polietileno debe extenderse al menos 6 pulgadas más allá de la arpillera en todos los lados y lastrarse en los bordes para mantener el contacto.

Aplicación continua de agua, Una manguera de remojo, una línea de riego por goteo o una boquilla de nebulización suministra un suministro continuo de agua a la superficie de reparación y al hormigón circundante. Este método es efectivo en climas cálidos, pero requiere una fuente de agua confiable y un drenaje adecuado para evitar la acumulación de agua en áreas adyacentes.

Compuestos de curado formadores de membrana líquida, Los compuestos que cumplen con ASTM C309 (compuestos formadores de membrana líquida para el curado del hormigón) se aplican con brocha o spray a la tasa de cobertura especificada por el fabricante (típicamente 200 a 300 ft² por galón). El compuesto forma una barrera continua que retiene la humedad en el mortero. Los compuestos pigmentados de blanco se utilizan en climas cálidos para reflejar la radiación solar y reducir la temperatura de la superficie.

Duración mínima del curado es de 7 días a temperaturas superiores a 50°F (10°C). Para el cemento Tipo III (alta resistencia inicial), el mínimo puede reducirse a 3 días si las pruebas de resistencia confirman una hidratación adecuada. Para la colocación en climas fríos por debajo de 50°F, el período de curado debe extenderse hasta que el mortero haya acumulado un mínimo de 500°F-días (grados-día por encima de 32°F).

Control de temperatura durante la colocación y el curado es crítico. La temperatura ambiente debe mantenerse por encima de 40°F (4°C) durante la colocación y durante todo el período de curado según ACI 306 (Hormigonado en Clima Frío). En climas cálidos por encima de 90°F (32°C), la temperatura del mortero debe mantenerse por debajo de 90°F utilizando agua de mezclado fría, sombreando los materiales y colocando durante la parte más fresca del día. Se puede usar hielo como parte del agua de mezclado, siempre que el hielo se derrita completamente antes de que comience la colocación.

Tipos de Reparación Adecuados

El mortero de empaque seco es aplicable a un rango específico de escenarios de reparación de hormigón que se distinguen por su geometría confinada, pequeño volumen y la ausencia de encofrado. Comprender el envolvente de aplicación adecuado es esencial para un uso exitoso.

Reparaciones de Desconchones en Juntas de Pavimentos Rígidos

Los desconchones de juntas son roturas, astilladuras o fracturas que ocurren en o cerca de las juntas del pavimento, típicamente dentro de 1 a 2 pies de la cara de la junta. Son causados por tensiones excesivas en la junta debido a cargas de ruedas, residuos incompresibles que llenan la junta, desalineación de las barras de unión o deterioro del hormigón por acción de congelación y descongelación. La FAA AC 150/5380-6C (Directrices y Procedimientos para el Mantenimiento de Pavimentos Aeroportuarios) identifica la reparación de desconchones de juntas como una aplicación principal para el parcheo de profundidad parcial utilizando métodos de colocación de mortero.

El procedimiento de reparación según el Circular de Asesoramiento de la FAA implica cortar con sierra el perímetro del área desconchada a una profundidad mínima de 3/4 de pulgada, eliminar todo el hormigón en mal estado dentro del límite del corte a una profundidad máxima de un tercio del espesor de la losa del pavimento, limpiar la cavidad, aplicar un agente de unión si está especificado y colocar el mortero de empaque seco en capas delgadas compactadas. El área de reparación se limita típicamente a menos de 2 pies cuadrados por parche para los métodos de empaque seco. Los desconchones más grandes que se extienden más de un tercio del espesor de la losa requieren una reparación de profundidad total utilizando hormigón convencional según el elemento P-501 (pavimento de hormigón de cemento Portland) en AC 150/5370-10H.

Relleno de Agujeros de Pernos Cónicos

Los agujeros de pernos cónicos son los vacíos cónicos que quedan en el pavimento de hormigón después de retirar los pernos de encofrado o los pernos cónicos. En la construcción y reparación de pavimentos aeroportuarios, estos agujeros varían de 1 a 3 pulgadas de diámetro en la superficie y se estrechan hacia adentro hasta 1/2 a 1 pulgada a una profundidad de 2 a 4 pulgadas. Los agujeros de pernos cónicos deben rellenarse completamente para evitar la acumulación de agua, el daño por congelación y descongelación y la generación de desechos de objetos extraños (FOD).

El mortero de empaque seco es el método preferido para rellenar los agujeros de pernos cónicos porque la geometría confinada impide el uso de encofrado, y las características de baja contracción del empaque seco producen un relleno duradero que no se separa de las paredes del agujero. El agujero se limpia de polvo y residuos con aire comprimido, se humedece a condición SSD y se rellena en una sola operación de compactación continua. El mortero se apisona en el agujero utilizando una varilla de metal ligeramente más pequeña que el diámetro del agujero, trabajando desde el fondo hacia arriba para eliminar las bolsas de aire. La superficie final se enrasa y se termina para que coincida con la textura de la superficie circundante.

Desconchones Pequeños y Desprendimientos

Los desconchones son depresiones poco profundas en la superficie del hormigón resultantes de daños mecánicos localizados, corrosión del acero de refuerzo, acción de congelación y descongelación o desprendimiento de agregados (la pérdida de una partícula de agregado cercana a la superficie debido a fuerzas expansivas internas). Los desconchones que van desde 1/2 pulgada hasta 2 pulgadas de profundidad y hasta 1 pie cuadrado de área son candidatos para la reparación con empaque seco.

La Guía de la Oficina de Reclamación clasifica el empaque seco como un método de reparación delgada adecuado para profundidades de 1/2 pulgada a 2 pulgadas. La cavidad de reparación debe prepararse con lados socavados, limpiarse para eliminar todo el material suelto y mantenerse en condición SSD hasta la colocación. Para desconchones inducidos por corrosión donde el acero de refuerzo está expuesto, el acero debe limpiarse hasta metal casi blanco según SSPC-SP10/NACE No. 2 (chorro abrasivo) y recubrirse con una imprimación inhibidora de la corrosión antes de colocar la lechada de unión y el empaque seco.

Reparación de Panal de Abeja y Bolsas de Roca

El panal de abeja, vacíos en el hormigón causados por la falta de mortero para llenar los espacios entre las partículas de agregado grueso durante la colocación, y las bolsas de roca, nidos de agregado que carecen de mortero, son defectos de construcción que requieren reparación cuando se extienden a la superficie o comprometen el recubrimiento estructural sobre el refuerzo. El mortero de empaque seco es muy adecuado para rellenar cavidades de panal de abeja porque el método de apisonado manual puede forzar el mortero a entrar en vacíos irregulares que atraparían aire y producirían un llenado incompleto con morteros fluidos.

Para las reparaciones de panal de abeja, el agregado suelto y el material en mal estado deben eliminarse mediante picado, y la cavidad debe limpiarse y prepararse según los procedimientos estándar. El mortero de empaque seco se fuerza a todas las áreas de vacío utilizando pequeñas herramientas de apisonado dimensionadas para alcanzar la geometría irregular de la cavidad. Se recomienda el empaque seco adherido (Método 2 o 3) para reparaciones de panal de abeja porque las superficies de vacío irregulares proporcionan un enclavamiento mecánico limitado.

Ranuras Estrechas y Chaveteros

Las ranuras, cavidades rectangulares estrechas típicamente de 1/2 a 2 pulgadas de ancho y 1 a 4 pulgadas de profundidad, se cortan en el hormigón para la instalación de barras de unión, la adaptación de barras de amarre o la colocación de pernos de anclaje. La geometría confinada de las ranuras hace que el encofrado no sea práctico y que el mortero fluido sea difícil de colocar sin atrapar aire. El mortero de empaque seco es el material estándar para rellenar estas cavidades estrechas.

La ranura se prepara con lados limpios y paralelos y un fondo plano. El sustrato SSD recibe una aplicación de lechada de unión, y el mortero de empaque seco se presiona en la ranura en capas delgadas utilizando una herramienta de apisonado estrecha (ligeramente más pequeña que el ancho de la ranura). La compactación procede de un extremo de la ranura al otro, asegurando un llenado completo sin vacíos. El material sobrante se enrasa después de la compactación.

Encapsulación de Pernos de Anclaje y Barras de Unión

Cuando los pernos de anclaje o las barras de unión se colocan en agujeros perforados en el hormigón existente, el espacio anular entre la barra y la pared del agujero debe llenarse completamente para transferir la carga a través de la conexión. El mortero de empaque seco se apisona en el agujero alrededor de la barra a través de una pequeña abertura de acceso, logrando una encapsulación completa sin los espacios de contracción que pueden ocurrir con el mortero fluido en agujeros profundos y estrechos.

El diámetro del agujero debe ser al menos 1/4 de pulgada más grande que el diámetro de la barra para proporcionar espacio adecuado para la colocación del mortero. El agujero se limpia, la barra se posiciona y se apoya en la alineación correcta, y el mortero de empaque seco se apisona en el espacio anular en pequeños incrementos utilizando una varilla que encaje entre la barra y la pared del agujero. El mortero debe forzarse primero al fondo del agujero y luego construirse hacia arriba en capas para asegurar un llenado completo alrededor de toda la circunferencia de la barra.

Preparación de la Adherencia

La interfaz entre el sustrato de hormigón existente y el material de reparación de empaque seco es el factor más crítico en la durabilidad de la reparación. ACI 546R-96 enfatiza que “las fallas prematuras de los sistemas de reparación a menudo se atribuyen a una preparación inadecuada de la superficie.” La adherencia debe resistir las tensiones de tracción y corte del movimiento térmico diferencial, la contracción por secado del material de reparación, las cargas aplicadas y la exposición ambiental.

Perfil de la Superficie del Sustrato

La superficie del hormigón existente debe prepararse para lograr un perfil de superficie de hormigón (CSP) de 3 a 5 según la Guía ICRI No. 03732 (Selección y Especificación de la Preparación de la Superficie de Hormigón para Selladores, Recubrimientos y Sobrecapas de Polímeros). CSP 3 corresponde a un perfil de chorro abrasivo ligero o grabado ácido con una textura superficial muy ligera. CSP 5 corresponde a un perfil de chorro abrasivo medio con rugosidad superficial visible que expone el agregado pequeño.

Para las reparaciones con empaque seco, se recomienda un CSP mínimo de 5. Esta rugosidad proporciona un área de superficie suficiente para el enclavamiento mecánico entre el sustrato y el mortero de reparación. Los valores de CSP más altos (6-9) no son necesarios para los morteros cementicios y pueden reducir la sección transversal efectiva de las secciones de reparación delgadas.

La superficie preparada debe exponer hormigón sano con partículas de agregado abiertas en toda el área de reparación. La lechada, la capa débil y porosa de partículas finas y agua de exudación que se acumula en las superficies de hormigón durante la colocación, debe eliminarse por completo. El requisito de exposición del hormigón sano se verifica mediante la prueba de picado, si un cincel golpeado con un martillo de 2 lb hace que las partículas de agregado se rompan en lugar de desprenderse de la pasta, la preparación de la superficie es adecuada.

Condición de Saturada con Superficie Seca (SSD)

La condición SSD es el estado de humedad estándar para las reparaciones cementicias. El sustrato se prehumedece con agua limpia durante un mínimo de 2 horas antes de la colocación, o hasta que la superficie deje de absorber agua visiblemente. En el momento de la colocación, la superficie debe estar húmeda con agua estancada ni brillo visible. El exceso de agua estancada se elimina secando con una esponja limpia o con aire comprimido (sin aceite).

La condición SSD cumple dos funciones. Primero, evita que el sustrato seco absorba agua del mortero fresco, la pérdida de agua hacia un sustrato seco puede aumentar la relación a/c efectiva en la interfaz hasta en 0.10, reduciendo la resistencia de la adherencia en un 30-50%. Segundo, proporciona el ambiente de humedad necesario para la hidratación adecuada del cemento en la interfaz.

La condición SSD se mantiene mediante nebulización o rociado continuo durante el período entre la preparación de la superficie y la colocación. Si la superficie preparada se seca antes de la colocación, debe rehumedecerse durante al menos 1 hora para restaurar la condición SSD.

Aplicación de la Lechada de Unión

Para las reparaciones con empaque seco adherido (Método 2), la lechada de cemento puro se mezcla hasta obtener una consistencia cremosa utilizando cemento Portland y agua limpia, típicamente con una relación a/c de 0.35 a 0.40. La lechada debe mezclarse en lotes pequeños suficientes para 15-20 minutos de aplicación, los lotes más grandes se endurecerán antes de su uso y deben desecharse.

La lechada se aplica con un cepillo de cerdas duras, se prefiere un cepillo de albañilería de 3-4 pulgadas o un cepillo para cepillar superficies de hormigón, y se trabaja vigorosamente en la superficie preparada para asegurar la penetración en todos los poros e irregularidades de la superficie. La capa de lechada debe ser delgada (aproximadamente 1/16 a 1/8 de pulgada) pero continua en toda el área de reparación. El mortero de empaque seco debe colocarse mientras la lechada aún está húmeda y pegajosa, típicamente dentro de los 5 a 10 minutos posteriores a la aplicación en condiciones normales de temperatura. Si la lechada se seca formando una película dura y brillante antes de la colocación del mortero, debe eliminarse cepillándola con alambre y volver a aplicarse.

Para los agentes de unión comerciales (Método 3), las instrucciones del fabricante sobre la condición del sustrato, la tasa de aplicación, el tiempo abierto y el curado se siguen con precisión. Los agentes de unión epóxicos típicamente requieren un sustrato seco (no SSD), mientras que los agentes de unión de látex pueden permitir un sustrato húmedo. Usar la condición de humedad incorrecta para un agente de unión específico causará la falla de la adherencia.

Preparación del Refuerzo

Cuando hay acero de refuerzo expuesto presente en la cavidad de reparación, debe prepararse antes de limpiar el sustrato y aplicar la lechada de unión. La barra de refuerzo expuesta se limpia hasta metal casi blanco según SSPC-SP10/NACE No. 2 utilizando chorro abrasivo, lavado a presión con inhibidores de óxido o escarificado de agujas. Se deben eliminar todo el óxido, la cascarilla de laminación, la pintura, la grasa y los productos de corrosión. Después de la limpieza, el refuerzo debe inspeccionarse para detectar pérdida de sección, si la corrosión ha reducido el diámetro de la barra en más del 20%, se requiere una evaluación estructural antes de proceder con la reparación.

El refuerzo limpio se recubre con una imprimación inhibidora de la corrosión o un revestimiento epóxico antes de colocar la lechada de unión y el mortero de empaque seco. El recubrimiento debe extenderse al menos 1 pulgada más allá de la barra de refuerzo expuesta dentro del hormigón sano a cada lado.

Inspección de la Reparación con Empaque Seco

La inspección de la reparación con empaque seco sigue los procedimientos descritos en la FAA AC 150/5380-6C para reparaciones de pavimentos aeroportuarios y la guía general de inspección de reparación de hormigón en ACI 546R-96. La inspección verifica que la reparación sea sólida, esté correctamente adherida y sea dimensionalmente estable.

Evaluación de la Integridad de la Adherencia

La adherencia entre el mortero de empaque seco y el sustrato existente se evalúa mediante sondeo acústico, golpeando la superficie de reparación con un martillo (un martillo de bola de 1 lb o un martillo de geólogo) o arrastrando una cadena (un tramo de cadena de acero pesada de 3 a 5 pies) a través del área. Un sonido sólido y resonante indica una adherencia sólida. Un sonido sordo, hueco o retumbante indica desadherencia, el mortero se ha separado del sustrato en la interfaz.

La prueba de sondeo debe realizarse con un espaciado de cuadrícula de no más de 6 pulgadas en cada dirección en el área de reparación. Todas las áreas que suenen a hueco deben marcarse con tiza o marcador y registrarse en el formulario de inspección. Las áreas desadheridas individuales que excedan 1 pulgada cuadrada o que sumen más del 10% del área de reparación son motivo de rechazo y eliminación.

Para reparaciones críticas en pavimentos aeroportuarios sujetos a cargas de aeronaves, se recomienda la prueba de adherencia según ASTM C1583 (Método de Prueba Estándar para la Resistencia a la Tracción de Superficies de Hormigón y la Resistencia de Adherencia o Resistencia a la Tracción de Materiales de Reparación y Sobrecapas de Hormigón mediante Tracción Directa, Método de Arrancamiento). Se adhiere un disco de metal de 50 mm (2 pulgadas) de diámetro a la superficie de reparación con epoxi de alta resistencia, y un probador de arrancamiento portátil aplica una carga de tracción directa hasta la falla. La resistencia de la adherencia se informa en MPa o psi. Se especifica típicamente una resistencia de adherencia mínima de 1.5 MPa (220 psi) para reparaciones estructurales.

Inspección de Fisuración por Contracción

El perímetro y la superficie de la reparación se inspeccionan para detectar fisuras por contracción utilizando un magnificador iluminado de 10x o un calibrador comparador de fisuras. Las fisuras de más de 0.25 mm (0.01 pulgadas) en la interfaz entre la reparación y el hormigón existente son inaceptables e indican exceso de agua en la mezcla, compactación inadecuada o curado insuficiente. Las fisuras superficiales por contracción (agrietamiento en mapa o agrietamiento patrón) de menos de 0.25 mm son de naturaleza cosmética, pero pueden indicar una compactación deficiente o condiciones de curado deficientes que justifican una investigación adicional.

Las fisuras que forman un anillo perimetral completo alrededor de la reparación (desadherencia en toda la interfaz) requieren la eliminación y el reemplazo completos, independientemente del ancho de la fisura. Las fisuras de perímetro parcial que se extienden más del 25% del perímetro de la reparación se evalúan para determinar la causa y pueden requerir reparación mediante inyección de epoxi o eliminación y reemplazo.

Evaluación de la Solidez y Dureza

La dureza superficial de la reparación se evalúa mediante una prueba de rayado, se pasa una herramienta de acero endurecido (como un destornillador o un punzón) a través de la superficie de reparación con presión moderada. Una reparación correctamente curada y compactada resiste el rayado y produce un sonido metálico al golpearla. Una reparación que se puede rayar o excavar fácilmente indica una baja dureza superficial debido a un curado inadecuado, un contenido de cemento insuficiente o un exceso de agua en la capa superficial.

El martillo de rebote (ASTM C805, Método de Prueba Estándar para el Número de Rebote del Hormigón Endurecido) se puede utilizar para la evaluación comparativa de la dureza. Los números de rebote de la reparación deben estar dentro del 80-120% de los números de rebote del hormigón sano adyacente. Los valores significativamente por debajo del hormigón adyacente indican un desarrollo de resistencia inadecuado.

Inspección Dimensional

La elevación de la superficie de reparación se verifica contra la superficie del pavimento circundante utilizando una regla, una regla de aluminio o acero de 4 pies (1.2 m) colocada a través de la reparación y el pavimento adyacente. La FAA AC 150/5380-6C especifica que las reparaciones de desconchones de profundidad parcial deben estar al ras con la superficie circundante dentro de 1/8 de pulgada (3 mm) . Los puntos altos crean riesgos de tropiezo y riesgo de desechos de objetos extraños (FOD). Los puntos bajos acumulan agua y aceleran el deterioro por congelación y descongelación en el perímetro de la reparación.

Los límites de la reparación se inspeccionan para detectar desconchones de borde, astillas o fracturas en el perímetro del corte con sierra causados por una compactación excesiva o insuficiente en los bordes. Los desconchones de borde de más de 1/4 de pulgada (6 mm) reducen el ancho efectivo de la reparación y crean puntos de iniciación para el deterioro futuro.

Extracción de Núcleos y Ensayos Destructivos

Para las pruebas de aceptación en reparaciones críticas, se extraen núcleos de hormigón (ASTM C42) de 2 a 4 pulgadas (50 a 100 mm) de diámetro a través de la reparación hacia el sustrato existente. El núcleo se examina para detectar:

• Continuidad de la línea de adherencia, una interfaz continua y bien adherida sin separación
• Contenido de vacíos, vacíos visibles por compactación incompleta
• Consolidación de capas, capas bien consolidadas sin límites de capa visibles
• Uniformidad del material, color y textura consistentes en toda la profundidad de la reparación

El núcleo puede ensayarse para determinar la resistencia a la compresión (ASTM C39) si la geometría (relación altura-diámetro de 1.75 a 2.00) lo permite. La resistencia a la compresión mínima aceptable se especifica típicamente como 21 MPa (3,000 psi) a los 7 días para cemento Tipo I/II.

Empaque Seco vs Mortero Fluido vs Mortero Epóxico

La selección entre mortero de empaque seco, mortero cementicio fluido y mortero epóxico depende de la geometría de la reparación, los requisitos de resistencia, las limitaciones de tiempo, las consideraciones de costo y las condiciones ambientales.

Cuándo Usar Mortero de Empaque Seco

El mortero de empaque seco es la opción correcta cuando existen todas las condiciones siguientes:

• El área de reparación es pequeña (menos de 2 pies cuadrados por aplicación)
• La profundidad de reparación es de 0.5 a 2 pulgadas (12.5 a 50 mm)
• No se puede colocar encofrado o no está económicamente justificado
• La cavidad de reparación está confinada por hormigón adyacente en al menos dos lados, proporcionando confinamiento para la acción de apisonado
• La temperatura ambiente es superior a 40°F (4°C)
• Se dispone de varias horas para la colocación y el curado inicial (3-7 días para el curado completo)
• El costo del material es la principal restricción presupuestaria
• Se dispone de mano de obra calificada con experiencia en empaque seco

Cuándo Usar Mortero Cementicio Fluido

El mortero cementicio fluido que cumple con ASTM C1107 (Especificación Estándar para Lechada de Cemento Hidráulico Seca Envasada (No Contráctil)) es la opción correcta cuando:

• El volumen de reparación supera 1 pie cúbico (0.028 m³)
• Se puede instalar encofrado alrededor del área de reparación
• Se desea una colocación autonivelante para reducir los requisitos de mano de obra
• Se necesita una mayor resistencia inicial (1,000-3,000 psi a las 24 horas para formulaciones de fraguado rápido)
• El área de reparación es accesible para la colocación por flujo por gravedad o bombeo
• Se especifica una formulación no contráctil para minimizar la formación de espacios en la interfaz

Cuándo Usar Mortero Epóxico

El mortero epóxico que cumple con ASTM C881 (Especificación Estándar para Sistemas de Unión a Base de Resina Epóxica para Hormigón) es la opción correcta cuando:

• Se requiere una rotación rápida, el tráfico de aeronaves o vehículos debe reanudarse en cuestión de horas
• La alta resistencia de adherencia es esencial, reparaciones en zonas de tracción o sujetas a cargas cíclicas
• Se deben reparar secciones delgadas (menos de 0.5 pulgada / 12.5 mm)
• La reparación debe ser impermeable al agua o a productos químicos
• Se requiere una contracción casi nula, bases de equipos de precisión, adaptaciones de barras de unión
• El presupuesto permite costos de material de 5 a 10 veces más altos que las alternativas cementicias
• El sustrato puede mantenerse en condición seca (según los requisitos del fabricante)

Aplicaciones en la Reparación de Hormigón Aeroportuario

El mortero de empaque seco tiene aplicaciones específicas en el mantenimiento de pavimentos aeroportuarios según lo definido por el Circular de Asesoramiento de la FAA 150/5380-6C (Directrices y Procedimientos para el Mantenimiento de Pavimentos Aeroportuarios, octubre de 2014) y AC 150/5370-10H (Estándares para la Especificación de la Construcción de Aeropuertos).

Reparación de Desconchones en Juntas

Los desconchones de juntas en pistas de aterrizaje, calles de rodaje y plataformas de aeropuertos se reparan utilizando procedimientos de parcheo de profundidad parcial. La FAA AC 150/5380-6C Tabla 6-2 (Guía Rápida para el Mantenimiento y la Reparación de Problemas Comunes de la Superficie de Pavimentos Rígidos) enumera “Desconchones en Juntas o Fisuras” como un problema común de la superficie de pavimentos rígidos y recomienda el “parcheo de profundidad parcial” como método de reparación.

El procedimiento de reparación de desconchones según la guía de la FAA requiere:

1. Cortar con sierra el perímetro del área desconchada hasta obtener una forma rectangular o cuadrada limpia con esquinas redondeadas
2. Eliminar todo el hormigón en mal estado dentro del corte a una profundidad que no exceda un tercio del espesor de la losa del pavimento
3. Limpiar la cavidad con aire a alta presión y chorro de agua
4. Aplicar un agente de unión (lechada cementicia o agente de unión epóxico) si está especificado en los documentos del proyecto
5. Colocar el mortero de empaque seco en capas que no excedan los 25 mm (1 pulgada) cada una, compactando completamente cada capa mediante apisonado
6. Curar la reparación durante un mínimo de 7 días o hasta que el material de reparación alcance la resistencia a la compresión especificada
7. Inspeccionar la reparación para verificar la adherencia (prueba de sondeo), la nivelación (verificación con regla dentro de una tolerancia de 1/8 de pulgada) y el agrietamiento

La FAA señala específicamente que la reparación con empaque seco es adecuada para profundidades de desconchón de hasta 50 mm (2 pulgadas) . Los desconchones más profundos que un tercio del espesor de la losa requieren el reemplazo de la losa de profundidad total según las especificaciones de pavimento de hormigón P-501.

Relleno de Agujeros de Pernos Cónicos en Aeródromos

Los agujeros de pernos cónicos en los pavimentos aeroportuarios presentan un peligro de FOD si se dejan sin rellenar o se rellenan incorrectamente. El agregado suelto o el material de relleno fragmentado puede ser ingerido por los motores de los aviones o dañar las palas de las hélices. La FAA especifica que todos los agujeros de pernos cónicos deben rellenarse con un material cementicio no contráctil que se compacte para producir un relleno denso y duradero al ras con la superficie del pavimento circundante.

El mortero de empaque seco es el material de relleno preferido para los agujeros de pernos cónicos porque:

• La geometría confinada impide el uso de encofrado
• La baja contracción evita que el relleno se separe de las paredes del agujero
• La alta densidad de la compactación apisonada produce una superficie resistente a FOD
• El costo del material es bajo para los pequeños volúmenes requeridos por agujero

Reparación de Defectos de la Superficie del Pavimento

Los defectos de la superficie en los pavimentos aeroportuarios, incluidos los desprendimientos, la pérdida de mortero superficial y la descamación superficial, se reparan utilizando métodos de reparación delgada. La FAA AC 150/5380-6C distingue entre el parcheo temporal (utilizando mezcla asfáltica en frío o materiales de fraguado rápido para necesidades operativas inmediatas) y el parcheo permanente (utilizando materiales cementicios, incluido el mortero de empaque seco, para reparaciones a largo plazo).

Las reparaciones permanentes con empaque seco se especifican para defectos superficiales que:

• Están confinados a la capa superficial (menos de 2 pulgadas de profundidad)
• Tienen límites bien definidos que se pueden cortar con sierra y preparar
• No son causados por mecanismos de deterioro continuos (corrosión, reacción álcali-sílice, agrietamiento en D) que dañarían la nueva reparación
• Estarán sujetos a la carga de aeronaves dentro de la capacidad de resistencia nominal del mortero

Prevención de FOD

La prevención de Desechos de Objetos Extraños (FOD) es una consideración principal en el mantenimiento de pavimentos aeroportuarios. La FAA AC 150/5380-6C establece que el mantenimiento del pavimento “es esencial para … minimizar el potencial de desechos de objetos extraños (FOD)”. Las reparaciones con empaque seco, cuando se ejecutan correctamente, producen una superficie densa y bien adherida que resiste el desconchado, el astillado y la pérdida de agregado bajo el tráfico de aeronaves y el chorro de los motores.

La inspección de las reparaciones con empaque seco para el riesgo de FOD examina específicamente:

• Desgaste del borde, partículas sueltas en el perímetro de la reparación por compactación incompleta del borde
• Desgaste superficial, agregado expuesto o pérdida de mortero superficial por abrasión
• Desadherencia, secciones de reparación sueltas que podrían desprenderse bajo la succión de los neumáticos o el chorro de los motores
• Diferencial de elevación, bordes elevados que pueden astillarse bajo el impacto de los neumáticos

La resistencia a la compresión mínima especificada para las reparaciones con empaque seco en aeródromos es típicamente de 21 MPa (3,000 psi) en el momento de la apertura al tráfico, con una resistencia objetivo a los 28 días de 35 MPa (5,000 psi) para áreas de alto tráfico, como las zonas de toma de contacto de la pista y las intersecciones de las calles de rodaje.

Limitaciones

El mortero de empaque seco, aunque efectivo para sus aplicaciones previstas, tiene limitaciones bien definidas que deben ser comprendidas por los inspectores, ingenieros y contratistas.

Restricción de Área Pequeña

El empaque seco se limita a áreas de reparación pequeñas, típicamente menos de 2 pies cuadrados (0.19 m²) por aplicación. El método manual de apisonado no puede compactar eficientemente áreas más grandes, y el tiempo requerido para colocar múltiples capas delgadas sobre un área grande excedería el tiempo de trabajabilidad del mortero antes del fraguado inicial. Para reparaciones más grandes, el hormigón proyectado (mortero aplicado neumáticamente), el hormigón de reemplazo o el hormigón de agregado precolocado son métodos más apropiados.

Limitación de Profundidad

La profundidad máxima de una sola capa para el empaque seco es de 2 pulgadas (50 mm) . Las reparaciones más profundas requieren múltiples capas, colocando y compactando cada capa antes de la siguiente. Para reparaciones que excedan las 2 pulgadas de profundidad total, los métodos alternativos como el hormigón de reemplazo (para profundidades que excedan las 4 pulgadas) o el hormigón proyectado (para profundidades de 2 a 6 pulgadas en aplicaciones verticales) son más prácticos.

La profundidad mínima para el empaque seco es de 1/2 pulgada (12.5 mm) según la Guía de la Oficina de Reclamación y las especificaciones de Caltrans. Las secciones más delgadas no se pueden compactar adecuadamente y son propensas a la desadherencia y la rotura de los bordes.

Requisito de Confinamiento

El empaque seco requiere confinamiento lateral para lograr una compactación adecuada. La acción de apisonado densifica el mortero comprimiéndolo contra los lados de la cavidad. Si el área de reparación no está confinada en al menos dos lados, el mortero se desplazará lateralmente durante el apisonado en lugar de densificarse. Este requisito de confinamiento limita el empaque seco a cavidades delimitadas por hormigón existente, acero o encofrado.

Intensidad de Mano de Obra y Dependencia de la Habilidad

El empaque seco requiere mucha mano de obra en comparación con el mortero fluido o el hormigón proyectado. Un pie cuadrado de empaque seco correctamente colocado requiere aproximadamente 15 a 30 minutos de tiempo de apisonado manual, dependiendo de la geometría de la cavidad y el espesor de la capa. La calidad de la reparación depende directamente de la habilidad y diligencia de la persona que realiza el apisonado. La compactación inconsistente produce densidad y resistencia de adherencia variables en el área de reparación.

Sensibilidad a la Temperatura

La colocación del empaque seco está restringida a temperaturas ambiente superiores a 40°F (4°C) . Por debajo de esta temperatura, la hidratación del cemento se ralentiza hasta el punto en que el mortero no gana resistencia en un período razonable, y puede ocurrir daño por congelación si el mortero se congela antes de alcanzar la resistencia mínima (típicamente 3,500 psi/24 MPa según ACI 306). En climas cálidos por encima de 90°F (32°C), el mortero puede fraguar relámpago antes de que se complete la compactación a menos que se utilicen aditivos retardadores o agua de mezclado fría.

Sensibilidad a la Vibración y al Impacto

Las reparaciones con empaque seco en áreas sujetas a vibraciones de alta frecuencia (como tableros de puentes, cimientos de maquinaria y helipuertos) requieren empaque seco adherido (Método 2 o 3) para evitar el desgaste por fricción en la interfaz. El empaque seco estándar (Método 1, que depende únicamente del enclavamiento mecánico) puede desadherirse bajo vibración sostenida. La resistencia de adherencia mínima para reparaciones expuestas a vibraciones debe ser de 2.0 MPa (290 psi) según la prueba de arrancamiento ASTM C1583.

No Adecuado para Condiciones de Congelación-Descongelación Saturadas

El mortero de empaque seco, aunque relativamente denso, tiene una permeabilidad más alta que el hormigón estructural bien compactado. En condiciones de congelación-descongelación saturadas, donde la reparación está continuamente expuesta al agua y las temperaturas ciclan a través de la congelación, la reparación puede deteriorarse más rápido que el hormigón circundante. Se recomienda el uso de empaque seco con aire incluido (con aditivo inclusor de aire) para reparaciones expuestas a congelación-descongelación, pero el contenido de aire no debe exceder el 6% para evitar una reducción excesiva de la resistencia.

Dependencia del Curado

El bajo contenido de agua del empaque seco lo hace críticamente dependiente de un curado adecuado. Si el curado se interrumpe o es inadecuado, la reparación no alcanzará la resistencia de diseño y será susceptible a la fisuración por contracción y la desadherencia. Esta dependencia del curado es más aguda para el empaque seco que para el hormigón convencional o el mortero fluido porque no hay agua de reserva en la mezcla para mantener la hidratación durante interrupciones breves del curado.