El hormigón es un material compuesto formado por materiales áridos unidos con cemento. Cuando estos materiales se mezclan con agua, forman una pasta que se puede verter y moldear con cualquier forma. Para obtener la mejor calidad del hormigón, estos ingredientes deben mezclarse adecuadamente y en una proporción determinada. Si no se mezcla correctamente, puede dar lugar a un hormigón de mala calidad.
¿Qué es una hormigonera?
Las hormigoneras son máquinas que mezclan cemento, áridos y agua para hacer la pasta o lechada de hormigón. Una buena mezcla de hormigón no sólo debe mezclar uniformemente los ingredientes, sino que también debe descargar la mezcla sin alterar su uniformidad. Esto puede juzgarse por la consistencia uniforme y el color del lodo.
A falta de hormigoneras, el hormigón también puede mezclarse manualmente. Sin embargo, esto sólo es aplicable a pequeñas cantidades de hormigón. Además, los trabajadores son propensos a mezclar mal el hormigón y, en muchos casos, acaban mezclándolo en exceso. Por eso es aconsejable utilizar hormigoneras automáticas para mezclar materiales de hormigón.
Hormigonera Antecedentes
La primera hormigonera motorizada fue desarrollada y patentada por Stephen Stepanian en 1916, en un intento de sustituir a las hormigoneras tiradas por caballos que se utilizaban en aquella época. El diseño de la batidora tirada por caballos consistía en paletas de madera que batían los ingredientes al mismo tiempo que giraban las ruedas de carro. Sin embargo, fue un proceso muy lento y pesado. De hecho, los camiones y motores de aquella época apenas eran mejores.
Sin embargo, en la década de 1940 empezaron a utilizarse motores y camiones para transportar hormigón húmedo sin fraguar. Después de la Segunda Guerra Mundial, los camiones hormigonera se convirtieron en una parte esencial de los trabajos de construcción.
Hoy en día, las hormigoneras de tambor grande que se ven en nuestras carreteras no son muy diferentes de lo que Stepanian imaginó. Estas hormigoneras de tránsito constan de un motor, un bastidor de camión y una hormigonera giratoria. Estas hormigoneras son similares a las que se encuentran en las obras de construcción, pero son mucho más grandes.
El mecanismo consiste en un gran motor que hace girar el tambor situado en el cuerpo del camión y una serie de cuchillas que mantienen la mezcla en constante movimiento y evitan que el hormigón se endurezca.
La mayoría de los fabricantes de cemento aconsejan mantener el tiempo entre la mezcla y el vertido del cemento preferiblemente a menos de 6-10 minutos y no más de 90 minutos.
Con el avance de la tecnología, la mayoría de las hormigoneras de tránsito no se limitan a recoger el cemento húmedo y transportarlo a la obra, a menos que vayan a carreteras u obras cercanas. La mayoría de estas mezcladoras constan de un depósito de agua en el maletero. El tambor giratorio mantiene mezclados el árido seco y el cemento durante la mayor parte del recorrido. Cuando el camionero está a pocos kilómetros del destino, se añade agua a los ingredientes secos para que el hormigón llegue fresco a la obra.
Este tipo de entrega se conoce como entrega «por lotes», que requiere mezclar los ingredientes fuera de la obra y luego transportarlos al lugar de la construcción. Los avances tecnológicos también han hecho posible mezclar el hormigón in situ, aunque las hormigoneras sobre camión siguen siendo las principales.
Hay varios tipos de hormigoneras comerciales que hacen que la producción y el suministro de hormigón sean rentables y rápidos para mejoras en el hogar ideas.
Tipos de hormigoneras
Hay dos tipos principales de hormigoneras: las continuas y las discontinuas. Las mezcladoras por lotes se dividen a su vez en categorías y subcategorías.
Mezcladoras continuas
Como su nombre indica, las mezcladoras continuas introducen los ingredientes en el tambor, los mezclan y descargan el lodo de forma simultánea y continua hasta que se hace una pausa o se termina el trabajo. La carga continua de material se realiza mediante alimentadores de tornillo.
Estas mezcladoras constan de tambores basculantes con paletas de tipo tornillo que giran en constante movimiento en el centro del tambor. El tambor está inclinado hacia abajo, normalmente en un ángulo de 15 grados hacia la abertura, y el tiempo de mezcla viene determinado por su inclinación.
Las mezcladoras continuas se utilizan en proyectos a gran escala, como la construcción de puentes, presas o rascacielos, que requieren un flujo continuo de hormigón. Estas hormigoneras también se utilizan para hormigón de bajo asentamiento, como los pavimentos. Como el tiempo de mezcla es corto y se necesita una descarga continua de hormigón, el aire
y las burbujas no se controlan fácilmente, ni siquiera con aire en las mezclas.
Hormigoneras discontinuas
Las hormigoneras discontinuas son los tipos de hormigoneras más utilizados para fabricar hormigón. A diferencia de las mezcladoras continuas, las mezcladoras discontinuas mezclan y descargan el hormigón periódicamente, un lote tras otro.
Las mezcladoras discontinuas constan de tambores giratorios con palas en su interior. En esta batidora, todos los ingredientes se introducen en el tambor o la cubeta en la proporción deseada y luego el tambor gira a una velocidad fija. La mezcla resultante se descarga y se utiliza. Una vez terminado el primer lote, hay que volver a llenar el bidón. Se mezclan los ingredientes y se descargan para hacer otra tanda. Este proceso se repite hasta obtener la cantidad necesaria de hormigón.
Las hormigoneras discontinuas se dividen en dos tipos según su eje de rotación: hormigoneras de tambor, horizontales o inclinadas, y hormigoneras de cuba o verticales.
Mezcladoras de tambor
Las hormigoneras de tambor constan de tambores de forma cónica doble. Se clasifican en tres tipos principales: hormigoneras de tambor basculante, hormigoneras de tambor no basculante y hormigoneras de tambor reversible.
Mezcladoras de tambor basculante
Las hormigoneras de tambor basculante pueden inclinarse varios ángulos. Cuando el tambor está casi totalmente horizontal, sin inclinación perceptible, el hormigón se mezcla con mayor eficacia al ser elevado por las palas giratorias hasta el diámetro máximo del tambor y dejarlo caer. Es durante la caída cuando los ingredientes se mezclan. Esto significa que cuanto más alta sea la gota, mejor se mezclarán los ingredientes.
Sin embargo, si el eje del tambor está casi vertical, las cuchillas no podrán levantar el hormigón al máximo y los ingredientes no se mezclarán completamente. Normalmente, el eje del tambor está inclinado en un ángulo de 15 grados hacia la abertura de descarga.
Las hormigoneras de tambor basculante se suelen utilizar para hormigones poco trabajables que contienen áridos de gran tamaño, normalmente de más de 7,5 cm. Sin embargo, la eficacia de la mezcla depende de varios factores, como la forma y el ángulo del tambor y el tamaño y el ángulo de las paletas.
Una desventaja de la hormigonera de tambor basculante es que el hormigón puede adherirse al fondo del tambor. Para evitarlo, se aplica un método llamado «mantecado» de las hormigoneras, en el que se premezcla algo de cemento en la mezcla antes de utilizar el tambor para su primer lote de hormigón.
Mezcladoras de tambor no basculantes
Como su nombre indica, este tipo de mezcladoras no pueden inclinarse y su eje permanece siempre a 0 grados. El hormigón se descarga introduciendo una canaleta inclinada dentro del tambor o invirtiendo el sentido de giro y, en algunos casos muy raros, partiendo el tambor. En el caso de la tolva inclinada, el tambor se abre por ambos extremos, y los ingredientes se vierten por un extremo mientras la mezcla se recoge por el otro.
Debido a la orientación horizontal del tambor, no es posible una descarga rápida del hormigón, por lo que la lechada puede volverse vulnerable a la segregación. Los áridos de gran tamaño no pueden descargarse fácilmente con la mezcla, por lo que en este tipo de mezcladoras se utilizan áridos de tamaño inferior a 7,5 cm. Por eso, las hormigoneras de tambor no basculante se utilizan en proyectos a pequeña escala.
Mezcladoras de tambor reversible
Las hormigoneras de tambor reversible son similares a las hormigoneras no basculantes, salvo que el tambor se abre sólo por un extremo y se utiliza la misma abertura para llenar el tambor, así como para descargar el material.
Con la ayuda de un motor, el tambor gira en un sentido para mezclar el material y en el otro para expulsar el hormigón preparado. Esto se consigue mediante dos tipos de cuchillas conectadas a las paredes internas del tambor.
Un juego de palas arrastra el hormigón hacia arriba, hacia el centro de la mezcla, cuando el tambor gira en un sentido, mientras que el otro juego de palas empuja el hormigón hacia la abertura de descarga cuando las palas giran en otro sentido. Las palas están dispuestas en espiral para que puedan descargar y mezclar el material, en función de la rotación.
Las hormigoneras de tambor reversible son muy económicas, ya que tienen un bajo coste de funcionamiento y mantenimiento y pueden producir hormigón de calidad media en poco tiempo. Estos tipos de mezcladoras se utilizan principalmente en los mercados en los que el coste de producción es esencial.
Las hormigoneras sobre camión pertenecen a las categorías de hormigoneras de tambor reversible. Estas hormigoneras permiten al conductor regular la velocidad de giro del tambor mediante un embrague. La velocidad viene determinada por si el hormigón se premezcló antes de colocarlo en el camión o si éste tuvo que hacer la mayor parte de la mezcla.
Normalmente, la velocidad es de 15 revoluciones por minuto (rpm), mientras que el hormigón premezclado sólo requiere 6 rpm. En EE.UU., la mayor parte del hormigón se mezcla dentro del camión y no viene premezclado de la planta de fabricación.
Batidoras de eje vertical
Todos los tipos de hormigoneras de eje vertical funcionan según el mismo principio. Contienen una cubeta circular que contiene el hormigón que se va a mezclar y un conjunto de cuchillas que giran dentro de la cubeta para mezclar los ingredientes y raspar la mezcla de hormigón adherida a las paredes. La mezcla preparada se desprende del fondo de la sartén.
Hay dos tipos principales de hormigoneras de eje vertical. En un caso, la sartén circular permanece inmóvil y sólo las palas se mueven en movimiento planetario o contracorriente. En el segundo caso, las palas, dispuestas en forma de estrella, permanecen fijas, mientras que el plato gira.
En ambos casos, la mezcla de hormigón es muy eficaz y la mezcla se descarga a través de un orificio central de la cubeta. Las hormigoneras de cubeta también contienen una cuchilla rascadora especial, colocada en un ángulo que desaloja el ingrediente pegado a los lados de la cubeta y lo incorpora al resto del material.
Las palas giratorias también se pueden subir y bajar para que no quede espacio para que el hormigón se estanque en los lados de la cubeta. Las hormigoneras de cuba se consideran el tipo de hormigonera más eficaz de todas las hormigoneras discontinuas.
Otras variedades de hormigoneras
Hormigoneras de doble eje
Estas mezcladoras se utilizan por su gran intensidad de mezcla en muy poco tiempo. Se utilizan en proyectos en los que se necesita una gran resistencia y suelen emplearse para fabricar hormigón autocompactante.
Hormigoneras de eje vertical
Estas hormigoneras se utilizan para hormigón prefabricado y pretensado. Las hormigoneras de eje vertical limpian bien entre lotes y son las preferidas para sus lotes prefabricados y coloreados. También son más adecuados para zonas más pequeñas y constan de más de un punto de vertido. Las mezcladoras planetarias o de contracorriente de esta categoría son especialmente populares.
Mezcladoras volumétricas y dosificadoras
Estas hormigoneras dosifican in situ proporciones precisas de cemento, piedra, arena y agua, lo que significa que los camiones no tienen que mezclar en tránsito. Esto reduce el riesgo de que el hormigón se endurezca si los camiones hormigonera se quedan atascados en el tráfico. Además, produce la cantidad exacta de hormigón necesaria y evita el desperdicio.
Hormigoneras especiales
Las hormigoneras de tolva y las hormigoneras de cinta transportadora son dos hormigoneras especiales que se utilizan para encofrados prefabricados, fabricación de bloques y dosificación.
También hay mezcladoras autocargadoras especiales que permiten mezclar y transportar al mismo tiempo. Estas mezcladoras se utilizan en tránsito o cuando no se dispone de mezcladoras discontinuas o si los trabajadores son limitados.
En las plantas de hormigón por lotes, hay grandes hormigoneras que tienen capacidad de almacenamiento, descarga y entrega. Se venden para grandes proyectos de dosificación, normalmente para grandes fabricantes de bloques o premezclado. Las plantas de mezcla conectan las cintas transportadoras y los silos de almacenamiento al propio equipo de mezcla.
Algunas hormigoneras vienen con elevadores incorporados para aplicar fácilmente el material en los niveles superiores.
La preparación del hormigón es un proceso complicado en el que influyen el tipo de hormigoneras, el método de carga y la duración y la energía de la mezcla. Las hormigoneras a máquina lo hacen más fácil proporcionando diversas ventajas y controlando la proporción de agua y cemento, regulando el proceso de mezcla y reduciendo las mermas.
