Colocación del concreto bajo temperaturas extremas

 

Mientras que el agua pura al descubierto se congela a 0oC (32oF), en el concreto el “agua” es realmente una solución de varias sales, por lo que su punto de congelación es más bajo. Más aún, la temperatura a la cual se congela el agua es más baja, mientras menor es el tamaño de los poros llenos de agua.

A fin de prevenir el dañó en el concreto cuando se repiten ciclos de congelación y deshielo, se puede introducir aire debidamente en la pasta de cemento mediante el uso de un agente de arrastre de aire. El arrastre de aire es efectivo, sólo cuando se aplica a mezclas con bajas relaciones de agua-cemento, de modo que la pasta de cemento tenga sólo un pequeño volumen de capilares segmentados o discontinuos.

Para condiciones menos severas puede ser suficiente un concreto de buena calidad sin arrastre de aire.

El uso del agregado con un tamaño máximo o una gran proporción de las partículas planas no es aconsejable, porque las bolsas de agua pueden acumularse en la parte inferior del agregado grueso.

El daño por congelación se evalúa después de un número de ciclos de congelamiento y deshielo al medir la pérdida en la masa del espécimen, el aumento de su longitud, la disminución de la resistencia o del módulo dinámico de elasticidad, caso éste último que es el más común.(Neville, 1998)

 

Los métodos de colado usados en regiones de clima frío deben prevenir los daños al concreto como consecuencia del congelamiento y descongelamiento a temprana edad. (El concreto que se protege del congelamiento hasta que ha alcanzado una resistencia a la compresión de 500 psi, no será dañado por la exposición a un solo ciclo de congelamiento.) La falta de protección contra el congelamiento puede ocasionar la destrucción inmediata o un debilitamiento permanente del concreto.

El tiempo necesario para que el concreto alcance la resistncia requerida para el retiro seguro del apuntalamiento es afectado por la temperatura inicial del concreto al colarse, las temperaturas después del colado, el tipo de cemento, por el tipo y cantidad de aditivos aceleradores y las condiciones de protección y curado.

El clima cálido se define para ste fin como cualquier combinación de los siguientes elementos: alta temperatura de aire ambiente, alta temperatura del concreto, baja humedad relativa, alta temperatura del concreto, baja humedad relativa, alta velocidad del viento e intensa radiación solar.

El colado del concreto en clima cálido es demasiado complejo para fijar meramente una temperatura máxima a la que pueda realizarse. Sin embargo, una regla empírica dice que la temperatura del concreto al colarse debe mantenerse tan debajo de 90ºF como sea económicamente posible. (Merrit et. al. 2008)

 

Se recomienda que el contratista de concreto, el proveedor y el propietario (o el ingeniero/arquitecto) se reúnan antes de iniciar la construcción a fin de definir claramnte como se van a usar los métodos para colocar el concreto en clima frío.

Los planes para proteger del congelamiento al concreto y para mantener las temperaturas por encima de los valores mínimos recomendados deben hacerse antes que ocurran las temperaturas de congelamiento. El equipo y materiales necesarios deben estar en el lugar de la obra antes de que sea probable que se presente el clima frío, no después de que el concreto haya sido colocado y su temperatura empiece a acercarse al punto de congelación.

Es importante darse cuenta de que nunca se podrá corregir por completo el daño que le causa al concreto el clima caluroso. Por lo tanto,  es necesario un criterio adecuado para seleccionar la combinación más conveniente de calidad economía y posibilidad de ejecución. El procedimiento que se use será función de: el tipo de construcción; las características de los materiales que se vayan a usar; y la experiencia de la industria local para manejar altas temperaturas ambientales, altas temperaturas del concreto, bajas humedades relativas; velocidad del viento y radiación solar. (IMCYC, 1995) 

 

Las condiciones del clima en la obra – caluroso o frío, ventoso o calmo, seco o húmedo – pueden ser muy distintas de las condiciones ideales, asumidas en el momento de especificar, diseñar o seleccionar una mezcla o pueden diferir de las condiciones de laboratorio en las cuales se almacenaron y se ensayaron las probetas de concreto. Las condiciones de clima caluroso influencian adversamente la calidad del concreto, principalmente acelerando la tasa de pérdida de humedad y la velocidad de hidratación del cemento. Las condiciones perjudiciales del clima caluroso incluyen:

• Alta temperatura ambiente

• Alta temperatura del concreto

• Baja humedad relativa

• Alta velocidad del viento

• Radiación solar

Las condiciones del clima cálido pueden crear dificultades,

tales como:

• Aumento de la demanda de agua

• Aceleración de la pérdida de revenimiento (asentamiento),

llevando a la adición de agua en la obra

• Aumento de la tendencia de fisuración (agrietamiento)

plástica

• Necesidad de curado temprano

• Dificultades en el control del aire incluido (incorporado)

• Aumento de la temperatura del concreto, resultando

en pérdida de resistencia a lo largo del tiempo

• Aumento del potencial de fisuración térmica

La adición de agua en la obra puede afectar negativamente

las propiedades y las condiciones de servicio del

concreto endurecido, resultando en:

• Disminución de la resistencia, por el aumento de la

relación agua-cemento

• Disminución de la durabilidad, debido a la fisuración

• Aumento de la permeabilidad

• Apariencia no uniforme de la superficie

• Aumento de la tendencia de retracción (contracción)

por secado.

• Disminución de la resistencia a abrasión, por la tendencia

de rociar agua durante el acabado

El trabajo en concreto se podrá ejecutar tranquilamente

sólo si se anticipan estas dificultades y si se toman

precauciones para aliviarlas. (Kosmatka, 2004)

 

El concreto fresco es una mezcla semilíquida de cemento portland, arena, grava o piedra triturada y agua.

Mediante un proceso llamado hidratación, las partículas del cemento reaccionan químicamente con el agua y el concreto se endurece y se convierte en un material durable. Cuando se mezcla, se hace el vaciado y se cura de manera apropiada, el concreto forma estructuras sólidas capaces de soportar las temperaturas extremas del invierno y del verano sin requerir de mucho mantenimiento.

El 30 por ciento de la resistencia o mas puede perderse por secado prematuro del concreto; cantidades similares pueden perderse si se permite que la temperatura del concreto caiga a 40° F o menos, durante los primeros días, a menos que después de esto el concreto se mantenga continuamente húmedo durante un buen periodo.

El congelamiento del concreto fresco puede reducir su resistencia hasta en un 50%. (Parker et. al. 1996)

Conclusión

La colocación del concreto bajo temperaturas extremas es uno de los temas más importantes, ya que en nuestro estado, se manejan temperaturas muy altas, afectando así el correcto funcionamiento del concreto. Se deben revisar cuidadosamente las normas para que la colocación sea adecuada y se obtengan buenos resultados, y concretos con buena calidad

Karla Ortiz Martínez

Villahermosa, Tabasco

México