Concreto en Condiciones Extremas de Temperaturas

La temperatura ms favorable para lograr una alta calidad del concreto fresco es normalmente ms baja que aqulla obtenida, durante el clima clido, sin enfriamiento artificial. Es deseable una temperatura del concreto de 10 C a 15 C para maximizar las propiedades de la mezcla, pero tal temperatura no siempre es posible. Muchas especificaciones requieren slo que el concreto tenga una temperatura igual o inferior a 29C a 32C durante su colocacin.

En cuanto a las precauciones se deben emplear y cundo emplearlas depende de: tipo de construccin, caractersticas de los materiales usados y experiencia del equipo en el colado y acabado del 28 concreto bajo las condiciones atmosfricas de la obra.

En condiciones extremas de calor o fro, el concreto debe ser: manejado, colocado, compactado, acabado y curado cuidadosamente. Las condiciones extremas de calor o fro principalmente causan problemas de agrietamiento.

Las condiciones del clima en la obra caluroso o fro, ventoso o calmo, seco o hmedo pueden ser muy distintas de las condiciones ideales, asumidas en el momento de especificar, disear o seleccionar una mezcla o pueden diferir de las condiciones de laboratorio en las cuales se almacenaron y se ensayaron los cilindros de concreto.

Concreto en Climas Clidos

Las condiciones de clima caluroso influencian adversamente la calidad del concreto, principalmente acelerando la tasa de prdida de humedad y la velocidad de hidratacin del cemento. Las condiciones perjudiciales del clima caluroso incluyen:

Alta temperatura ambiente

Alta temperatura del concreto

Baja humedad relativa

Alta velocidad del viento

Radiacin solar

Las condiciones del clima clido pueden crear dificultades, tales como:

Aumento de la demanda de agua

Aceleracin de la prdida de revenimiento, llevando a la adicin de agua en la obra

Aumento de la tendencia de agrietamiento plstico

Necesidad de curado temprano

Aumento de la temperatura del concreto, resultando en prdida de resistencia a lo largo del tiempo

Aumento del potencial de fisuracin trmica

Formacin de juntas fras en el colado debido a retrasos en el suministro

La adicin de agua en la obra puede afectar negativamente las propiedades y las condiciones de servicio del concreto endurecido, resultando en:

Disminucin de la resistencia, por el aumento de la relacin agua-cemento

Disminucin de la durabilidad, debido a la fisuracin

Aumento de la permeabilidad

Apariencia no uniforme de la superficie

Aumento de la tendencia de contraccin por secado

Disminucin de la resistencia a abrasin, por la tendencia de rociar agua durante el acabado

Cuando el hormign se efecte en tiempo caluroso, deben adoptarse medidas para impedir la evaporacin del agua de amasado, especialmente del hormign, y para reducir, en su caso, la temperatura de la masa. No hay que olvidar que l calor, la sequedad y el viento provocan una evaporacin rpida del agua tambin de la del hormign ya compactado -, lo que trae consigo prdidas de resistencia, fisuras por afogarado y aumento de la retraccin en las primeras edades.

Las consecuencias de la alta temperatura ambientes acrecientan cuando, adems el hormign fresco est expuesto a la accin del viento, pues ello incide en un proceso acelerado de re-secamiento superficial que se traduce en el agrietamiento plstico.

Concreto en Climas Fros

El ACI comit 306 define clima fro como el periodo en que durante ms de 3 das sucesivos el promedio de la temperatura del aire sea menor de 4C (40F) y permanece bajo 10C (50F) durante ms de la mitad de cualquier periodo de 24 horas.

El clima fro puede llegar a causar problemas en el mezclado, vaciado, tiempo de curado y curado del concreto teniendo un efecto adverso en las propiedades fsicas y la vida de servicio.

Est perfectamente demostrado que el hormign no adquiere la resistencia necesaria cuando su fraguado y primer endurecimiento tienen lugar en tiempo de heladas, debido a la accin expansiva del agua intersticial, que impide la evolucin normal de estos procesos.

La temperatura afecta la velocidad de hidratacin del cemento a bajas temperaturas retarda la hidratacin y, consecuentemente, retardan el endurecimiento y el desarrollo de la resistencia del concreto.

Si el concreto se congela y se mantiene congelado a una temperatura mayor que -10C (14F), va a desarrollar resistencia lentamente. Abajo de esta temperatura, la hidratacin del cemento y el desarrollo de la resistencia se paralizan

Las dificultades del vaciado del concreto en climas fros son causadas principalmente por bajas temperaturas ambientales, y por no proteger al concreto del congelamiento. Estas condiciones afectan la calidad del concreto al extender el tiempo de fraguado, reducir el desarrollo de resistencias e incrementar el potencial de agrietamiento por retracciones plsticas.

Temperatura del Concreto al Mezclarse:

La temperatura del concreto durante el mezclado no debe ser menor que las lneas 1, 2 o 3 de la Tabla 12.1, para los respectivos espesores de seccin. Observe que se recomiendan temperaturas de concreto ms bajas para el concreto masivo porque el calor generado durante la hidratacin se disipa ms lentamente en secciones ms gruesas. Tambin observe que, en temperaturas ambientes ms bajas, se pierde ms calor del concreto durante el transporte y la colocacin y, por lo tanto, las temperaturas de mezclado recomendadas son ms altas en climas fros.

Las temperaturas de colado listadas se usan en concreto de peso normal.

La dosificacin

Implica establecer las proporciones apropiadas de los materiales que componen al concreto, a fin de obtener la resistencia y durabilidad requeridas, o bien, para obtener un acabado o pegado correctos. Generalmente expresado en gramos por metro (g/m).

Mtodos

Dada la complejidad del problema se han desarrollado numerosos mtodos de dosificacin.

Relacin agua cemento

Todos los mtodos de dosificacin destacan la importancia de la relacin entre las proporciones de agua y cemento. Ambos materiales forman una pasta que, al endurecer, acta como aglomerante, manteniendo unidos los granos de los agregados. Mientras mayor sea la dosis de agua el concreto ser ms trabajable, sin embargo esto disminuye su resistencia y durabilidad.

Manejabilidad de la mezcla

Una mezcla trabajable es aquella que puede colocarse sin dificultad y que con los mtodos de compactacin disponibles permite obtener concretos densos. Al mismo tiempo la mezcla debe tener suficiente mortero para envolver completamente la piedra y las armaduras y obtener superficies lisas sin nichos de piedras ni porosidades. En otras palabras, debe llenar completamente los huecos entre las piedras y asegurar una mezcla plstica y uniforme. Una mezcla trabajable para un tipo de elemento puede ser muy dura para otro. Por ello el concreto que se coloca en elementos delgados o con mucha armadura debe ser ms plstico que el de construccin masiva.

Tabla de proporciones

En esta tabla se muestra las porciones de materiales necesarios para preparar concreto resistentes. El agua, arena y grava, se miden en tobos, (baldes), que equivalen a 10L.

(Para calcular el volumen de cemento a usar considrese que la densidad del cemento es variable. Si el cemento tuviera una densidad aparente de 1.1, entonces 42 kg. equivaldran a unos 35 litros en volumen. Tngase en cuenta que este volumen no se suma al del resto en su totalidad, habida cuenta de que se realiza una mezcla con absorcin de agua y reacciones qumicas).

Obras

resistencia

cemento (kilogramos)

arena (tobos)

grava (tobos)

agua (tobos)

volumen (litros)

muros y plantillas

100 kg/cm

42Kg

6

8

2

180L

Vigas

150 kg/cm

42Kg

5.25

7.5

1.75

165L

zapatas (emparrilados)

200 kg/cm

42Kg

4.5

6

1.5

145L

columnas y techos

250 kg/cm

42Kg

3.75

5.5

1.25

130L

alta resistencia

300 kg/cm

42Kg

3

4.75

1

112L

Almacenamiento de los Materiales y Preparacin de la Mezcla

En el clima clido:

Hay muchos mtodos sencillos para mantenerse el agregado fro. Las reservas de los agregados se deben proteger del sol y se deben mantener hmedas a travs de rociado de agua fresca.

Los agregados y el agua de mezcla se deben mantener lo ms fros posible, pues estos materiales tienen una mayor influencia sobre la temperatura del concreto que los otros materiales. De todos los materiales en el concreto, el agua es el ms fcil de enfriarse. Como se la usa en menos cantidad que los otros materiales, el agua fra va a producir una reduccin moderada en la temperatura del concreto. Se debe usar el agua de mezcla de una fuente fra El agua se puede enfriar por refrigeracin, nitrgeno lquido o hielo. Al enfriarse el agua cerca de 2.0 C a 2.2 C, se enfra el concreto cerca de 0.5 C. Sin embargo, como el agua de mezcla representa slo un pequeo porcentaje de la mezcla, es difcil bajar la temperatura del concreto ms de 4.5 C, a travs del enfriamiento del agua.

El hielo se puede usar como parte del agua de mezcla, siempre que se derrita completamente durante el mezclado. Al usar hielo molido, se debe tener cuidado para almacenarlo en una temperatura que prevenga la formacin de terrones.

El tiempo de mezclado debe ser suficiente para derretir completamente el hielo. El volumen de hielo no debe reemplazar ms de 75% del agua total de la mezcla. La reduccin mxima de la temperatura con el uso de hielo se limita a cerca de 11 C.

Los agregados tienen un efecto marcado sobre la temperatura del concreto fresco porque representan del 70% al 85% de la masa total del concreto. Para bajar la temperatura del concreto en 0.5 C se hace necesaria una reduccin de la temperatura del agregado grueso de solamente 0.8 C a 1.1 C.

En el clima fro:

Si el clima en fro, entonces se deben tomar medidas en cuanto al almacenamiento de los agregados y del agua. Los agregados deben colocarse en un lugar seco y debidamente cubiertos para que el ambiente fro no aumente su humedad, lo que conllevara a un aumento de agua en el diseo de mezcla y se tendra que reformular de nuevo el diseo.

Tambin evitar el congelamiento del agua, este podra provocar la formacin de terrones lo que causara dejar inutilizable la mezcla.

Para la preparacin de la mezcla convendra la adicin de aditivos tanto como la incorporacin de aire para que el agua en el concreto no se vaya a congelar, claro que la incorporacin de aire se debe haber considerado en el diseo de mezcla y este se dosifica de acuerdo a la siguiente tabla.

Tamao Mximo Nominal

Porcentaje total de contenido de aire

Exposicin Suave

Exposicin Moderada

Exposicin Severa

3/8

4.5

6.0

7.5

1/2

4.0

5.5

7.0

3/4

3.5

5.0

6.0

1

3.0

4.5

6.0

1

2.5

4.5

5.5

2

2.0

4.0

5.0

3

1.5

3.5

4.5

6

1.0

3.0

4.5

Elaboracin y Colocacin de Concreto en Tiempo Caluroso

En pocasde tiempo caluroso, seprestarespecial atencin atoda circunstancia referentea materiales,mtodosdeelaboracin,transporte,colocacin,compactacin,protecciny curado,que puedaproducir unaelevacin detemperatura delconcreto, laevaporacin desu contenidodeagua,suendurecimientoprematuro,ylasconsiguientesdificultadesde colocacin, reduccin de la resistencia y durabilidad, as como el agrietamiento.

Trasporte

Transporte de los materiales que utiliza el concreto en temperaturas extremas:

Todo mtodo de transporte que implique la continua exposicin al aire de una vena delgada de concreto(cintastransportadoras,canaletas,etc.)slopodrserempleadocomomtodo auxiliar, para zonas aisladas y reducidas de la estructura o componente, sobre todo cuando las temperaturas ambientes sean iguales o mayores de 30 C.En caso necesario, el concreto ser protegido para evitar su secado, o la elevacin de su temperatura durante el transporte.

Elaboracin y Colocacin de Concreto en Tiempo Fro

De acuerdo a las caractersticasclimticasimperantes enla zonadel Proyecto, esmuy poco probable que se produzcan condiciones de tiempo fro, razn por la cul no se incluyen especificaciones para esta eventualidad. Noobstante,encasoqueseproduzcanlas condiciones de tiempo fro indicadas en el apartado, se suspendern totalmente las tareas de elaboracin, transporte y colocacin del concreto hasta que se restablezcan las condiciones climticas normales. Encasodepersistenciadelascondicionesdetiempo fro,elDirector deObras, podr autorizar la continuidad de los trabajos siempre que se cumplan con los requisitos del Cdigo ACI 306R-88 Cold Weather Concreting. Adems, aunque no se cumplan las condiciones de tiempo fro, deber verificarse que los componentes del concreto estn libres de nieve, hielo y escarcha.El concreto fresco no se pondr en contacto con suelos ni concretos congelados, debiendo eliminarse la nieve, el hielo y la escarcha de los encofrados, armaduras y del lugar que ocupar el mismo, antes de proceder a sucolocacin. En el caso que se cumplieran las condiciones de tiempo fro en forma repentina, los concretos existentes debern protegerse durante un perodo de 72 horas si contienen cemento normal, y de 48 horas si el cemento es de alta resistencia inicial. Todoconcretoquehayaresultadoperjudicadoporlaaccindesfavorabledelasbajas temperaturas, ser eliminado y reemplazado antes de continuar con las tareas de colado de un nuevo concreto.

COLOCACION Y CURADO

COLOCACIN DEL CONCRETO BAJO TEMPERATURAS EXTREMAS.

Como el concreto es una mezcla en la que una pasta hecha de cemento portland y agua aglutina partculas finas y gruesas de materiales inertes, conocidos como agregados, se advierte, fcilmente, que al variar las proporciones de los componentes, es posible hacer innumerables combinaciones. Estas combinaciones producen concreto de diferentes calidades. Cuando el cemento se ha hidratado, la masa plstica se transforma en un material semejante a la roca. Este periodo de endurecimiento se llama fraguado, en el cual se requieren tres cosas: tiempo, temperaturas favorables y la presencia continua de agua.

Para llenar estos requisitos, es esencial que el concreto terminado tenga, sobre todo, resistencia y durabilidad. Con el objetivo de que el concreto, en su forma plstica, pueda vaciarse con facilidad en la cimbra, requiere otra cualidad esencial, que es la trabajabilidad. Cuando se requiere impermeabilidad, el concreto debe ser denso y de calidad uniforme. Por consiguiente, se observa que, al determinar las diversas proporciones de la mezcla, el proyectista debe considerar el uso que se le va a dar al concreto y a la exposicin a la cual se ver sometido. Los factores siguientes regulan la calidad del concreto: materiales adecuados, proporciones correctas, mtodos apropiados de mezclado y colado y proteccin conveniente durante el fraguado.(PARKER,2001)

Las condiciones ambientales de la obra- con clima clido o fro pueden diferir grandemente con respecto a las condiciones ptimas supuestas en el momento de especificar, disear o seleccionar una mezcla de concreto.

En los climas clidos, el transporte y la colocacin del concreto debern efectuarse lo ms rpido que sea posible. Los retrasos contribuyen a la prdida de revenimiento y a un aumento en la temperatura del concreto. Se deber disponer de la mano de obra y del equipo suficiente en la obra para manejar y colocar al concreto inmediatamente despus de su entrega.

El concreto se puede colar de manera segura durante los meses de invierno en climas fros si se toman ciertas precauciones. Durante el clima fro, la mezcla de concreto y su temperatura se tendrn que adaptar al procedimiento constructivo que se utilice y a las condiciones del medio ambiente.

El concreto desarrolla muy poca resistencia a temperaturas bajas. Se deber proteger al concreto fresco de los efectos nocivos provocados por el congelamiento hasta el momento en que el grado de saturacin del concreto se haya reducido lo suficiente debido al proceso de hidratacin. (Steven, 1992)

El personal a cargo de la construccin debe estar consciente de las combinaciones perjudiciales de altas temperaturas del aire, luz solar directa, vientos secos y altas temperaturas del concreto antes de proceder a la colocacin de este ltimo.

El equipo que se use para colocar el concreto debe estar diseado para tal fin y tener una amplia capacidad para cumplir con su cometido eficientemente. (ACI 305- 306, 1995).

Hormigonado en tiempo fro.

Est perfectamente demostrado que el hormign no adquiere la resistencia necesaria cuando su fraguado y primer endurecimiento tienen lugar en tiempo de heladas, debido a la accin expansiva del agua intersticial, que impide la evolucin normal de estos procesos.

Los ensayos efectuados por Graf llevan a la conclusin de que el hormign queda seriamente daado si la primera helada le sorprende cuando su resistencia en probeta cilndrica no ha alcanzado los 8 N/mm2, pues en tal caso no es capaz de resistir los esfuerzos internos a que se ve sometido.

Por esta causa, debe suspenderse el hormigonado en cualquiera de los casos siguientes:

Cuando se prevea que, dentro de las 48 horas siguientes, pueda descender la temperatura ambiente por debajo de los 0C.

Cuando la temperatura de la masa de hormign sea inferior a 5C en elementos normales, o a 10C en elementos de pequeos espesor.

Cuando la temperatura de los moldes o encofrados sea inferior a 3C.

Por otra parte, para hormigonar en tiempo fro es necesario mejorar la dosificacin del hormign, adoptando relaciones A/C lo ms bajas posible, empleando mayor cantidad de cemento o cemento de mayor resistencia e incluso utilizando un aditivo adecuado. Todo ello con objeto de aumentar la velocidad de endurecimiento del hormign y el calor de fraguado de la masa.

Las precauciones que pueden adoptarse, en el caso en que sea imprescindible continuar el hormigonado, son las siguientes:

1 Aadir un aditivo adecuado al agua de amasado.

2 Calentar el agua de amasado a unos 40C o excepcionalmente ms, cuidando de que no se formen grumos en la hormigonera. Para ello conviene verter una parte de los ridos antes de que el cemento.

3 Calentar los ridos

4 Proteger las superficies hormigonadas, mediante sacos, hojas de plstico (polietileno), balas de paja, tejadillos con lana de vidrio, etc.

5 Crear un ambiente artificial adecuado alrededor de la obra (moldes radiantes calentados elctricamente, circulacin de aire o agua caliente, etc.) para que el proceso de fraguado y endurecimiento pueda desarrollarse normalmente.

6 Prolongar el curado durante el mayor tiempo posible.

7 Retrasar el desencofrado de las piezas, incluidos costeros, cuando el encofrado actu como aislante (caso de la madera).

El peligro de que se hiele el hormign fresco es tanto mayor cuando ms agua llev ste. Por ello se recomienda emplear, en estos casos, hormigones tan secos como sea posible. Adems, el uso de aireantes es siempre aconsejable.

Si no puede garantizarse que, con las medidas adoptadas, se consiguen evitar los perjuicios de la helada, debern efectuarse ensayos de informacin, para conocer la resistencia realmente alcanzada por el hormign y adoptar, en su caso, las medidas oportunas.

Con independencia de todo lo dicho, hay que recordar que el fraguado y endurecimiento del hormign se retrasan en periodos de baja temperatura, lo que debe tenerse en cuenta tanto para el desencofrado y retirada de puntales como ara la eventual realizacin de pruebas de la estructura.

Hormigonado en tiempo caluroso

Cuando el hormigonado se efecte en tiempo caluroso, deben adoptarse medidas para impedir la evaporacin del agua de amasado, especialmente del hormign, y para reducir, en su caso, la temperatura de la masa. No hay que olvidar que el calor, la sequedad y el viento provocan una evaporacin rpida del agua tambin de la del hormign ya compactado -, lo que trae consigo prdidas de resistencia, fisuras por afogarado y aumento de la retraccin en las primeras edades.

Para reducir la temperatura de la masa puede recurrirse al empleo de agua fra, con escamas o trozos de hielo en su masa. A ser posible, los ridos deben almacenarse protegidos del soleamiento.

Una vez colocado el hormign, se proteger del sol y del viento mediante algn procedimiento que le conserve su humedad propia o le aporte nueva humedad (curado del hormign).

A tal efecto pueden emplearse:

*Tejadillos mviles, indicados en obras de trazado lineal. Se pondr atencin al riesgo de que el viento se introduzca bajo su superficie.

*Hojas de plstico, que pueden colocarse directamente sobre el hormign, aunque pueden marcarse los pliegues en su superficie;

*Esfera de paja, cuya superficie debe regarse continuamente,

*Capas de arena perennemente hmedas (pueden manchar el hormign)

*Balas de agua directamente aplicadas sobre el hormign, o regado contino de su superficie, no antes de que el hormign haya endurecido lo suficiente para no arrastrar la pasta de cemento;

*Inmersin en agua, de especial inters en prefabricacin;

*Pelculas de curado, a base de resinas que se pulverizan sobre la superficie del hormign y forman, al polimerizarse, una pelcula protectora que impide la evaporacin del agua; es el sistema ms eficaz y tambin el ms caro.

Como norma general y a pesar de las protecciones no debe hormigonarse por encima de los 40C, o por encima de los 35C si se trata de elementos de mucha superficie (pavimentos, soleras, losas, etc.). En las proximidades de estas temperaturas conviene regar continuamente, al menos durante 10 das, los encofrados y superficies expuestas de hormign. (JIMNEZ & GARCA & MORN, 2000)

Cuando las condiciones de temperatura de colocacin del hormign se apartan de los valores medios normales o en tiempo lluvioso es necesario prever las medidas que se describen a continuacin

Para el primer caso, debe considerarse como valor medio normal la temperatura que las Normas definen para la ejecucin de los ensayos, principalmente los relacionados con los procesos de fraguado y resistencia del hormign, que en el caso de las Normas Nacionales es de 20C.

En consecuencia, los mencionados efectos adquirirn importancia cuando la temperatura ambiente se aleje del valor mencionado.

A colocacin en tiempo fro. Las bajas temperaturas afectan las propiedades en estado fresco, as como el fraguado y endurecimiento posterior del hormign.

Estos efectos empiezan a ser significativos en obra cuando se registran temperaturas promedio diarias inferiores a 5C en uno o ms das durante los 7 das anteriores al hormigonado, periodos en los cuales se hace necesario tomar medidas preventivas, que dependern del valor previsible para dichas temperaturas y de la importancia estructural de los elementos, las cuales pueden resumirse en la forma que se indica en los prrafos siguientes:

Efectos sobre el hormign fresco. El principal efecto ejercido por las bajas temperaturas sobre el hormign en su estado fresco consiste en un aumento significativo del proceso de exudacin. Este debe ser tenido especialmente en consideracin en las superficies no moldeadas que deban ser sometidas a un proceso de terminacin.

Para parar estos efectos, los hormigones utilizados en tiempo fro deben ser dosificados con las menores dosis de agua compatibles son su manipulacin en obra.

Por otra parte, el retardo ejercido sobre el fraguado de la pasta de cemento permite disponer de mayores tiempos para la ejecucin de los procesos de colocacin y compactacin, evitndola produccin de pega fras.

En esta etapa, adems, es necesario considerar una proteccin inicial que impida el congelamiento del agua del hormign, para lo cual debe preverse un aumento de la temperatura de fabricacin, el que puede conseguirse mediante la adicin de agua caliente, siempre que la temperatura de sta no sobrepase los 60C.

Efectos sobre el hormign endurecido. Las bajas temperaturas inducen tambin un efecto retardador sobre el endurecimiento del hormign, lo que incide en que su resistencia se desarrollo en forma ms lenta. Este efecto debe sr tenido en consideracin particularmente en los elementos de naturaleza estructural.

Para este objeto, Las Normas han previsto periodos designados de proteccin, adicionales al periodo de curado, durante los cuales el hormign debe ser mantenido a temperaturas no inferiores a valores mnimos que de dependen del grado del cemento empleado y de la importancia estructural del elemento. Pueden obtenerse detalles en NCh 170 o, en forma ms completa, n ACI 306.

Entre 1 y 3 das para elementos no estructurales

Entre 3 y 6 das para elementos estructurales cuya dimensin mnima sea inferior a 80 cm y para los cuales se tome medidas que permitan mantenerlos a temperaturas superiores a 10C

Estos plazos deben aumentarse a medida que las temperatura medias diarias descienden en, llegando a lapsos de tres a cuatro semanas si son inferiores a 10C.

El periodo de proteccin puede precisarse en base a ensayos de resistencia efectuados a la temperatura ambiente existente. Pueden suspenderse si la resistencia obtenida alcanza un determinado porcentaje de la resistencia especfica, el cual oscila entre 50% Para un determinado porcentaje de la resistencia especificada, el cual oscila entre 50% para un temperatura media diaria superior a 0C y 95% para una temperatura media diaria inferior a -10C.

Estos mismos conceptos son vlidos para la determinacin del tiempo de descimbre de elementos estructurales que quedan sometidos a las solicitaciones derivadas de su propio y las cargas de construccin al proceder al retiro de los soportes respectivos.

B Colocacin en tiempo caluroso. Los efectos sobre el hormign en periodos de alta temperatura son inversos a los antes sealados para los de baja temperatura, alcanzando significacin cuando la temperatura del hormign excede de 30C.

Ellos inciden bsicamente en la rpida prdida de fluidez que se produce en el hormign por efecto de la evaporacin del agua de amasado y el comienzo prematuro del fraguado de la pasta de cemento. La recuperacin de la fluidez perdida hace necesario el empleo de una dosis de agua adicional que sobrepasa la inicialmente prevista al estudiar la dosificacin del hormign, induciendo una baja de resistencia.

Estos efectos pueden ser paliados parcialmente mediante el uso de aditivos retardadores y deben ser complementados con medidas que permitan mantener la temperatura del hormign bajo los 30C antes sealados.

Para este objeto es necesario disminuir la temperatura de los componentes del hormign por ejemplo protegiendo los ridos del calor del sol y empleando agua y el cemento a la menor temperatura posible al incorporarlos en la hormigonera.

Las consecuencias de la alta temperatura ambiente se acrecientan cuando, adems el hormign fresco est expuesto a la accin del viento, pues ello incide en un proceso acelerado de resecamiento superficial que se traduce en el agrietamiento plstico

Para obviar este efecto, la superficie expuesta deber cubrirse tan pronto se haya colocado el hormign o humedecerse superficialmente mediante una neblina de agua, pero evitando que s produzca escurrimiento del agua, pues ello puede ocasionar el lavado del cemento y de los granos finos.

La alta temperatura debe ser adems considerada en la planificacin del hormigonado, dado que la disminucin de tiempo de fraguado acorta los tiempos disponibles para el avance de las capas de colocacin sin que se produzcan pegas fras.

Este menor tiempo puede ser normalizado mediante el uso de un aditivo retardador, en la forma que se seala.

C Colocacin en tiempo lluvioso. Como principio general, no debe efectuarse colocacin de hormign en tiempo lluvioso, pues, si bien una lluvia ligera no produce efecto directo sobre el hormign, es difcil evitar que el trnsito de personas sobre el hormign fresco conduzca a la incorporacin de agua en su parte superior.

Sin embargo, existen situaciones en que la colocacin debe efectuarse necesariamente en un ambiente lluvioso. La experiencia demuestra que en estos casos la colocacin puede efectuarse sin consecuencias nocivas si la intensidad de la lluvia no supera los 4 mm/hora, se toma precauciones para que el agua acumulada se drene hacia los sitios en que el hormign ya ha sido compactado y se proteja el hormign del trnsito de las personas que trabajan en el sitio. (ZABALETA, 1988)

Cuando el concreto reforzado se ve sometido a sales descongelantes, agua marina o roco de estas fuentes, es necesario proporcionar una proteccin especial contra la corrosin al acero de refuerzo. Las estructuras usualmente afectadas son los tableros de puentes, los garajes. Las plantas de tratamiento de agua negras y diversas estructuras costeras. Deben considerarse tambin las estructuras sujetas a derrames ocasionales de productos qumicos que contienen cloro.

El esfuerzo se oxidar si no est bien protegi; al oxidarse, los xidos resultantes ocupan un volumen mucho mayor que el del metal original. Como resultado, se dan grandes presiones hacia el exterior que ocasionan un severo agrietamiento y astillamientos del concreto. Esto reduce el recubrimiento protector de concreto para el acero y la corrosin se acelera. Adems, la adhesin entre el concreto y el acero se reduce. El resultado de todos esos factores es una reduccin de la vida til de la estructura.

La seccin 7.7.5 del cdigo requiere que en ambientes corrosivos se proporcione ms recubrimiento de concreto al acero; tambin requiere que se usen proporciones especiales en la dosificacin de concreto.

La vida til de tales estructuras puede incrementarse con el uso de barras de refuerzo recubiertas con epxido. Esas barras deben manejarse cuidadosamente para no quebrar sus capas protectoras. Sin embargo, la adhesin al concreto de tales barras no es muy buena y sus longitudes deben aumentarse. (McCORMAC, 2002)

Curado del concreto fresco

Curado o proteccin?

La norma NBN B 15-001 "Concreto. Rendimiento, produccin, ejecucin, y criterios de conformidad" (1992), que es la adaptacin belga de la pre norma europea ENV 206, hace una distincin entre el curado y la proteccin del concreto, y los define de la manera siguiente:

el curado tiene por objeto evitar un secado prematuro, especialmente bajo la accin de los rayos del sol y del viento.

la proteccin tiene por objetivo evitar la lixiviacin por las aguas pluviales y las corrientes de agua, el enfriamiento demasiado rpido durante los primeros das despus de la ejecucin, evitar diferencias importantes de temperaturas internas, baja temperatura o gel, vibraciones y choques que puedan dislocar el concreto, o daar su adherencia al refuerzo.

Para obtener las propiedades potenciales que se esperan del concreto, en particular en la zona superficial, es necesario curar y proteger el concreto fresco durante un perodo adecuado. El curado y la proteccin deben comenzar tan pronto como sea posible despus de compactar el concreto y, en todos los casos, antes de que la superficie haya tenido tiempo de secarse.

Papel del curado

El curado tiene por objetivo impedir el secado prematuro del concreto, cuyas consecuencias son dobles:

la reaccin qumica del agua y del cemento se interrumpe por falta del agua necesaria, de modo que el concreto no adquiere las propiedades que su composicin permitira;

se produce una contraccin precoz, generando la formacin de fisuras. Al evaporarse, el agua desarrolla fuerzas que generan, en el cemento en fase de endurecimiento, una contraccin cuyo valor puede sobrepasar la resistencia a la tensin del concreto en proceso de endurecimiento.

La falta o la insuficiencia del curado daan la durabilidad del concreto y, ms particularmente, sus caractersticas superficiales. Algunas de stas se explican a continuacin (la lista no es exhaustiva).

Influencia del curado sobre la resistencia a la compresin

Las pruebas de resistencia a la compresin realizadas hasta la edad de un ao sobre concretos beneficiados con un curado hmedo de 1, 3, 7 o 28 das muestran que la reduccin del curado de siete das a un da puede engendrar una disminucin de 10 % en la resistencia a un ao en el caso de un cemento CEM I 42.5, y de 45% en el caso del cemento CEM II 32.5. Por el contrario, si se pasa de 28 a 7 das, no se genera ms que una reduccin de 10 % suplementario en los dos casos. Estas prdidas de resistencia son todava ms importantes cuando se utilizan cementos de alto horno CEM III 42.5, que contienen menos clinker que un cemento del tipo CEM I 42.5

Influencia del curado sobre la permeabilidad al oxgeno

La ausencia de un curado adecuado puede provocar un aumento en la permeabilidad de la superficie de concreto equivalente a ms de 50 veces la del corazn. El ejemplo tomado de la figura 4 muestra que el curado es tan importante como la relacin a/c.

Influencia del curado sobre la absorcin de agua

La prolongacin del curado de 1 a 3 das puede reducir en 50 % la absorcin de agua por capilaridad. La prolongacin de 3 a 7 das puede reducir todava ms esta ltima, en 25 %, y el paso de siete a 28 das, en 15 por ciento.

Influencia del curado cobre la profundidad de la carbonatacin

La prolongacin del curado de 1 a 28 das disminuye la profundidad de carbonatacin entre 10 y 15 %, de acuerdo con la composicin del concreto y el tipo de cemento. Es importante tambin hacer notar que la influencia ms marcada sobre la profundidad de carbonatacin se obtiene con los cementos a base de lechada de alto horno.

Influencia del curado sobre la durabilidad de la superficie

Las medidas de durabilidad por medio del ndice escleromtrico en suelos industriales han evidenciado una diferencia de 40 % entre los ndices escleromtricos de las partes del suelo no protegidas contra el secado y las partes protegidas por una pelcula plstica.

Tcnicas de curado

El curado se incluye, desde un principio, en la preparacin de los trabajos, a fin de que la mano de obra y el material necesarios estn disponibles en el tiempo deseado. Segn la tcnica de curado utilizada, deben tenerse a la mano carpetas, plsticos, andamiaje, productos de curado, etc., antes de comenzar el colado del concreto.

Existen diferentes tcnicas:

La conservacin de la cimbra en el lugar. Como materiales, se encuentran la madera, el acero, los plsticos. Los elementos de madera y los paneles sin recubrimiento deben humedecerse antes del colado del concreto y deben mantenerse hmedos cuando las condiciones son fuertemente disecantes.

El recubrimiento con carpetas aislantes o lonas de plstico . Se trata de un mtodo muy eficaz en la medida en que no hay corrientes de aire entre el concreto y el material de recubrimiento. Existen carpetas con diferentes capas que hay que voltear segn la exposicin al sol. Con la eleccin de un color determinado, se puede rechazar el calor (superficie de color claro o reflectante) o acumularlo (color oscuro).

La colocacin de capas hmedas: toda la superficie se recubre con capas que se mantienen hmedas continuamente por pulverizacin. Para evitar que los materiales se vuelen, se utilizan recubrimientos de materia absorbente o de arena. En este ltimo caso, el recubrimiento debe tener un espesor de al menos 25 milmetros.

La aplicacin de agua en espray: el curado por agua puede efectuarse por pulverizacin constante del lquido sobre la superficie, o haciendo que las superficies horizontales queden bajo el agua. Hay que vigilar que la superficie de concreto est completamente hmeda todo el tiempo, a fin de evitar la aparicin de fisuras, especialmente en caso de vientos fuertes.

La aplicacin de un producto de curado por pulverizacin. Los productos de curado forman una pelcula en la superficie del concreto. Esta tcnica no ser eficaz si no se pulveriza en toda la superficie. A fin de facilitar el control visual de la aplicacin, es preferible utilizar productos coloreados.

Ventajas y lmites de los productos de curado

El reglamento de condiciones aplicables a trabajos de carreteras recomienda la utilizacin de productos de curado que tengan un porcentaje de eficiencia de ms de 80 %, determinado segn el mtodo de prueba definido en la norma NBN B 15-219.

El principio de este mtodo consiste en comparar la prdida de agua por evaporacin bajo los rayos infrarrojos que sufren las muestras de concreto recubiertas de una capa antievaporante, contra las de muestras no revestidas de esta capa (tubo de ensayo testigo). Los tubos de ensayo se colocan durante 72 horas bajo los rayos del sol a 38 C (temperatura medida en otras muestras ya endurecidas y colocadas cerca). En las muestras sobre las que se aplica un producto antievaporante, la prdida de agua debe permanecer limitada a 20 % de la del tubo de ensayo.

Puesto que este producto generalmente tiene un efecto inoportuno sobre la adherencia de una capa aplicada posteriormente, debe, llegado el caso, quitarse por medio de un sopleteado con arena ligero.

Presentamos en seguida los resultados de una investigacin realizada en el marco del programa "Multimateriales" de la regin Wallonne, relativo a la proteccin del concreto fresco con ayuda de productos de curado que pueden ser utilizados como primarios para una capa de revestimiento ulterior.

Eficacia de los productos de curado

En una primera etapa, se seleccionaron diferentes productos de curado de naturaleza qumica diversa . Estos se aplicaron en porciones (A a H) de 1 m2 de una losa de piso industrial colocada a 20 C y sometida a un viento de 6.2 m/s . Las zonas de G a H constituyen dos zonas de referencia extremas, estando la primera recubierta de un plstico y la segunda sin esa proteccin.

Se hizo el seguimiento de la contraccin, la resistividad elctrica (que constituye una medida indirecta del grado de humedad del concreto) y el tiempo al esclermetro, durante los 56 das siguientes al colado del concreto. La contraccin se midi con ayuda de 8 contactos Domec colados sobre la superficie, en el centro de cada porcin y dispuestos de manera de poder efectuar tres mediciones en dos direcciones perpendiculares. La distancia entre los dos contactos de medicin era de 40 centmetros.

Solamente el producto B satisface el criterio de eficiencia de 80% Los productos tales como A y E no lo satisfacen, sin duda debido a su comportamiento diferente en el caso de la exposicin a 38 C durante 72 horas. De todas maneras, considerando que su comportamiento parece satisfactorio en las condiciones atmosfricas tradicionales, estos productos podran ser utilizados en pasillos que no estn sujetos a los rayos del sol.

El producto de curado como primario de una pintura.

Se realiz una prueba de arrancamiento al trmino de 56 das. Se observ una ruptura cohesiva (ms de 5 N/mm2). La pintura aplicada ulteriormente y las pruebas muestran que solamente el producto de curado a base de resina epxica permite la aplicacin de la pintura, sin que se tenga que quitar el producto o hacer una reparacin cualquiera en la superficie.

Duracin del curado

La duracin del curado depende del tiempo necesario para obtener una cierta impermeabilidad. Es evidente que:

los cementos cuya resistencia se desarrolla rpidamente son menos sensibles al curado que los cementos de endurecimiento lento. Para los cementos del tipo CEM II, III y V, pueden ser deseables tiempos de curado ms largos que para los cementos del tipo CEM I.

a bajas temperaturas, el aire de hidratacin se hace ms lento y exige, pues, un tiempo de curado ms largo.

en el caso de una exposicin ulterior a un ambiente agresivo, la influencia del curado es ms crtica que para una clase de exposicin de tipo I, por ejemplo.

La duracin del curado mnimo puede definirse de dos maneras:

por el seguimiento del desarrollo de la resistencia. En la recomendacin CUR 31,6 se especifica que el curado puede terminarse si se logra por lo menos el 50 % de la resistencia caracterstica esperada en el clculo de la estructura; o

teniendo en cuenta un nmero mnimo de das prescritos.

Mientras no se siga el proceso de maduracin, la norma NBN B 15-001 recomienda para un concreto que ser expuesto a las clases 2 y 5a, los valores mnimos de curado tomados del cuadro 4. En el caso de que se trate de un concreto que pueda estar expuesto a condiciones de ambiente severo (clases de exposicin 3, 4, 5b y 5c), la prolongacin del curado debe aumentarse (de 3 a 5 das). Si se exige alta resistencia al desgaste, las duraciones mnimas sern duplicadas. Para la aplicacin del cuadro 4, se puede estimar el desarrollo de la resistencia del concreto (rpido, medio, lento) con ayuda de las informaciones proporcionadas en el cuadro 5.

Conclusin

El curado permite obtener, de manera econmica, una notable mejora de la calidad del concreto. Es por lo tanto importante tomar en cuenta su ejecucin entre las operaciones de construccin con concreto, es decir, preparar dicha actividad antes del colado del concreto, como todas las otras operaciones. Los cementos tales como el CEM III 42.5 son mucho ms sensibles a un mal curado que los cementos CEM I 42.5. As pues, hay que tener un cuidado particular en el curado del concreto cuando est hecho con tales cementos. Cualquiera que sea la tcnica de curado utilizada, es necesario vigilar que no queden manchas, y que sea aplicada de manera que resulte eficaz durante la duracin postulada. Esta tambin puede estimarse por medio de los cuadros proporcionados en la norma NBN B 15-001 y que se dan en este artculo.

Por lo que concierne a los productos de curado, puede aparecer una diferencia de eficacia de un mismo producto, segn las condiciones de pruebas.

Colocacin

Cuide que los encofrados y cualquier otra superficie que va a estar en contacto con el concreto colocado estn limpios y humedecidos previamente al vaciado. Coloque el concreto tan pronto como sea posible. No deje pasar ms de media hora entre el mezclado y la colocacin. En ningn caso agregue agua para ablandar la mezcla. Coloque el concreto en capas horizontales de espesor uniforme no superior a 12 pulgada cada una, y compctela completamente. Curado. La reaccin qumica entre el cemento y el agua requiere tiempo y buenas condiciones de humedad y temperatura. Mantenga hmedo el concreto y protjalo de temperatura extremas al menos durante 7 das, contados desde su colocacin. Es recomendable el riego directo unas dos veces al da, o colocarle fundas de papel o plsticos mojados, los cuales deben mantenerse hmedos mediante riego. No olvide que el concreto fresco es un material recin nacido, y como tal es sumamente delicado

Manejo y colocacin del concreto

MANEJO. Al manejar y usar cemento o concreto fresco, evite el contacto con la piel. Lleve ropa y el equipo protector adecuados.

COLOCACIN. Al colocar el concreto tenga mucho cuidado en no daar o mover las cimbras y el acero de refuerzo. Coloque el concreto tan cerca de su posicin final como sea posible. Empiece colocando desde las esquinas de la cimbra o, en el caso de un sitio con pendiente, desde el nivel ms bajo. La CIMBRA debe resistir la presin del concreto que se VACE en sta.

Medidas de prevencin:

1 En el caso de colados realizados en zanjas, cimentaciones y en general en excavaciones, deben colocarse topes en las orillas para los camiones de transporte de materiales.

2 En excavaciones de gran altura deben colocarse lneas de vida para enganchar cinturones de seguridad de los encargados de las maniobras de colocacin del concreto.

3 Al utilizar ollas se deber sealar mediante una lnea horizontal con pintura preferentemente amarillo, el nivel mximo de llenado para no sobrepasar la carga admisible.

4 Las maniobras para abrir las ollas debe realizarse usando guantes de seguridad utilizando la palanca diseada para ello. Al ubicar las ollas no golpear la cimbra ni los troqueles o entibados. De la olla pendern cabos de gua para ayudar a su correcta posicin de vertido. Se debe evitar guiarlo o recibirlo directamente evitando ser empujado por el recipiente.

5 En el caso de colocacin mediante bombeo, la tubera de la bomba se apoyar sobre caballetes, debidamente arrostrados.

6 La manguera de vertido, ser soportada por lo menos por dos operarios, para evitar cadas por chicoteo de la misma.

7 Antes del inicio del colado de una seccin, se debe prever un camino de tablones sobre los que puedan sustentarse los operarios de la manguera.

8 El colado de columnas y elementos verticales, se ejecutar maniobrando la manguera desde torretas estabilizadas.

9 El manejo, montaje y desinstalacin de la tubera de la bomba de concreto, ser dirigido por un especialista en seguridad que revise y prevea la formacin de obstrucciones internas. Para ello, se debern evitar los codos de radio reducido. Despus de concluido el bombeo, lavar y limpiar el interior de las tuberas.

10 Antes de iniciar el bombeo de hormign se deber preparar el conducto, engrasando las tuberas y bombeando mortero de dosificacin, para evitar la formacin de obstrucciones y tapones.

11 Antes del vertido del concreto debe comprobarse la estabilidad del conjunto cimbrado.

12 Realizar desde plataformas, torretas o andamio tubular el colado en los remates de cimbras.

13 El vertido del hormign se realizar repartindolo uniformemente en el interior del cimbrado por lotes regulares.

Equipo de proteccin personal:

Casco de polietileno

Calzado de seguridad

Guantes de seguridad

Anteojos de proteccin