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• Freddy Ticuña Espino

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Concreto en Condiciones Extremas de Temperaturas La temperatura más favorable para lograr una alta calidad del concreto fresco es normalmente más baja que aquélla obtenida, durante el clima cálido, 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 sólo que el concreto tenga una temperatura igual o inferior a 29°C a 32°C durante su colocación. En cuanto a las precauciones se deben emplear y cuándo emplearlas depende de: tipo de construcción, características de los materiales usados y experiencia del equipo en el colado y acabado del 28 concreto bajo las condiciones atmosféricas de la obra. En condiciones extremas de calor o frío, el concreto debe ser: manejado, colocado, compactado, acabado y curado cuidadosamente. Las condiciones extremas de calor o frío principalmente causan problemas de agrietamiento. 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 los cilindros de concreto. Concreto en Climas Cálidos 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, llevando a la adición de agua en la obra Aumento de la tendencia de agrietamiento plástico Necesidad de curado temprano

  

Aumento de la temperatura del concreto, resultando en pérdida de resistencia a lo largo del tiempo Aumento del potencial de fisuración térmica Formación de juntas frías en el colado debido a retrasos en el suministro

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 contracción por secado Disminución de la resistencia a abrasión, por la tendencia de rociar agua durante el acabado

Cuando el hormigón se efectúe en tiempo caluroso, deben adoptarse medidas para impedir la evaporación del agua de amasado, especialmente del hormigón, 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 evaporación rápida del agua – también de la del hormigón ya compactado -, lo que trae consigo pérdidas de resistencia, fisuras por afogarado y aumento de la retracción en las primeras edades. Las consecuencias de la alta temperatura ambientes acrecientan cuando, además el hormigón fresco está expuesto a la acción del viento, pues ello incide en un proceso acelerado de re-secamiento superficial que se traduce en el agrietamiento plástico. Concreto en Climas Fríos El ACI comité 306 define clima frío como el periodo en que durante más de 3 días sucesivos el promedio de la temperatura del aire sea menor de 4°C (40°F) y permanece bajo 10°C (50°F) durante más de la mitad de cualquier periodo de 24 horas. El clima frío puede llegar a causar problemas en el mezclado, vaciado, tiempo de curado y curado del concreto teniendo un efecto adverso en las propiedades físicas y la vida de servicio. Está perfectamente demostrado que el hormigón no adquiere la resistencia necesaria cuando su fraguado y primer endurecimiento tienen lugar en tiempo de heladas, debido a la acción expansiva del agua intersticial, que impide la evolución normal de estos procesos. La temperatura afecta la velocidad de hidratación del cemento a bajas temperaturas retarda la hidratación 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 -10°C (14°F), va a desarrollar resistencia lentamente. Abajo de esta temperatura, la hidratación del cemento y el desarrollo de la resistencia se paralizan Las dificultades del vaciado del concreto en climas fríos 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 plásticas. Temperatura del Concreto al Mezclarse: La temperatura del concreto durante el mezclado no debe ser menor que las líneas 1, 2 o 3 de la Tabla 12.1, para los respectivos espesores de sección. Observe que se recomiendan temperaturas de concreto más bajas para el concreto masivo porque el calor generado durante la hidratación se disipa más lentamente en secciones más gruesas. También observe que, en temperaturas ambientes más bajas, se pierde más calor del concreto durante el transporte y la colocación y, por lo tanto, las temperaturas de mezclado recomendadas son más altas en climas fríos.

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

La dosificación 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). Métodos Dada la complejidad del problema se han desarrollado numerosos métodos de dosificación. 

Relación agua cemento Todos los métodos de dosificación destacan la importancia de la relación entre las proporciones de agua y cemento. Ambos materiales forman una

pasta que, al endurecer, actúa como aglomerante, manteniendo unidos los granos de los agregados. Mientras mayor sea la dosis de agua el concreto será más 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 métodos de compactación 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 plástica 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 más plástico que el de construcción 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 considérese que la densidad del cemento es variable. Si el cemento tuviera una densidad aparente de 1.1, entonces 42 kg. equivaldrían a unos 35 litros en volumen. Téngase en cuenta que este volumen no se suma al del resto en su totalidad, habida cuenta de que se realiza una mezcla con absorción de agua y reacciones químicas). Obras

resistencia

cemento (kilogramos)

arena grava agua (tobos) (tobos) (tobos)

volumen (litros)

muros y plantillas

100 kg/cm²

42Kg

6

8

2

180L

Vigas

150 kg/cm²

42Kg

5.25

7.5

1.75

165L

zapatas 200 (emparrilados) kg/cm²

42Kg

4.5

6

1.5

145L

columnas y techos

250 kg/cm²

42Kg

3.75

5.5

1.25

130L

alta resistencia

300 kg/cm²

42Kg

3

4.75

1

112L

Almacenamiento de los Materiales y Preparación de la Mezcla En el clima cálido: Hay muchos métodos sencillos para mantenerse el agregado frío. Las reservas de los agregados se deben proteger del sol y se deben mantener húmedas a través de rociado de agua fresca. Los agregados y el agua de mezcla se deben mantener lo más fríos 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 más fácil de enfriarse. Como se la usa en menos cantidad que los otros materiales, el agua fría va a producir una reducción moderada en la temperatura del concreto. Se debe usar el agua de mezcla de una fuente fría El agua se puede enfriar por refrigeración, nitrógeno líquido o hielo. Al enfriarse el agua cerca de 2.0° C a 2.2° C, se enfría el concreto cerca de 0.5° C. Sin embargo, como el agua de mezcla representa sólo un pequeño porcentaje de la mezcla, es difícil bajar la temperatura del concreto más de 4.5° C, a través 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 formación de terrones. El tiempo de mezclado debe ser suficiente para derretir completamente el hielo. El volumen de hielo no debe reemplazar más de 75% del agua total de la mezcla. La reducción máxima 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 reducción de la temperatura del agregado grueso de solamente 0.8° C a 1.1° C. En el clima frío: Si el clima en frío, 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 frío no aumente su humedad, lo que conllevaría a un aumento de agua en el diseño de mezcla y se tendría que reformular de nuevo el diseño. También evitar el congelamiento del agua, este podría provocar la formación de terrones lo que causaría dejar inutilizable la mezcla. Para la preparación de la mezcla convendría la adición de aditivos tanto como la incorporación de aire para que el agua en el concreto no se vaya a congelar, claro

que la incorporación de aire se debe haber considerado en el diseño de mezcla y este se dosifica de acuerdo a la siguiente tabla.

Tamaño Máximo Nominal

Porcentaje total de contenido de aire Exposición Suave

Exposición Moderada

Exposición 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

1½”

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

Elaboración y Colocación de Concreto en Tiempo Caluroso En épocas de tiempo caluroso, se prestará especial atención a toda circunstancia referente a materiales, métodos de elaboración, transporte, colocación, compactación, protec ción y curado, que pueda producir una elevación de temperatura del concreto, la evaporación de su contenido de agua, su endurecimiento prematuro, y las consiguientes dificultades de colocación, reducción de la resistencia y durabilidad, así como el agrietamiento. Trasporte Transporte de los materiales que utiliza el concreto en temperaturas extremas: Todo método de transporte que implique la continua exposición al aire de una vena delgada de concreto (cintas transportadoras, canaletas, etc.) sólo podrá ser empleado como método auxiliar, para zonas aisladas y reducidas de la estructura o componente, sobre todo cuando las temperaturas ambientes sean iguales o mayores de 30º C. En caso necesario, el concreto será protegido para evitar su secado, o la elevación de su temperatura durante el transporte. Elaboración y Colocación de Concreto en Tiempo Frío De acuerdo a las características climáticas imperantes en la zona del Proyecto, es muy poco probable que se produzcan condiciones de tiempo frío, razón por la cuál no se incluyen especificaciones para esta eventualidad. No obstante, en caso que se produzcan las condiciones de tiempo frío indicadas en el apartado, se suspenderán totalmente las tareas de elaboración, transporte y

colocación del concreto hasta que se restablezcan las condiciones climáticas normales. En caso de persistencia de las condiciones de tiempo frío, el Director de Obras, podrá autorizar la continuidad de los trabajos siempre que se cumplan con los requisitos del Código ACI 306R-88 “Cold Weather Concreting”. Además, aunque no se cumplan las condiciones de tiempo frío, deberá verificarse que los componentes del concreto estén libres de nieve, hielo y escarcha. El concreto fresco no se pondrá en contacto con suelos ni concretos congelados, debiendo eliminarse la nieve, el hielo y la escarcha de los encofrados, armaduras y del lugar que ocupará el mismo, antes de proceder a su colocación. En el caso que se cumplieran las condiciones de tiempo frío en forma repentina, los concretos existentes deberán protegerse durante un período de 72 horas si contienen cemento normal, y de 48 horas si el cemento es de alta resistencia inicial. Todo concreto que haya resultado perjudicado por la acción desfavorable de las b ajas temperaturas, será eliminado y reemplazado antes de continuar con las tareas de colado de un nuevo concreto. COLOCACION Y CURADO

COLOCACIÓN DEL CONCRETO BAJO TEMPERATURAS EXTREMAS. Como el concreto es una mezcla en la que una pasta hecha de cemento portland y agua aglutina partículas finas y gruesas de materiales inertes, conocidos como agregados, se advierte, fácilmente, 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 plástica 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 plástica, 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 exposición a la cual se verá sometido. Los factores siguientes regulan la calidad del concreto: materiales adecuados, proporciones correctas, métodos apropiados de mezclado y colado y protección conveniente durante el fraguado. (PARKER, 2001) Las condiciones ambientales de la obra- con clima cálido o frío pueden diferir grandemente con respecto a las condiciones óptimas supuestas en el momento de especificar, diseñar o seleccionar una mezcla de concreto. En los climas cálidos, el transporte y la colocación del concreto deberán efectuarse lo más rápido que sea posible. Los retrasos contribuyen a la pérdida de revenimiento y a un aumento en la temperatura del concreto. Se deberá

disponer de la mano de obra y del equipo suficiente en la obra para manejar y colocar al concreto inmediatamente después de su entrega. El concreto se puede colar de manera segura durante los meses de invierno en climas fríos si se toman ciertas precauciones. Durante el clima frío, la mezcla de concreto y su temperatura se tendrán 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 deberá proteger al concreto fresco de los efectos nocivos provocados por el congelamiento hasta el momento en que el grado de saturación del concreto se haya reducido lo suficiente debido al proceso de hidratación. (Steven, 1992) El personal a cargo de la construcción 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 colocación de este último. El equipo que se use para colocar el concreto debe estar diseñado para tal fin y tener una amplia capacidad para cumplir con su cometido eficientemente. (ACI 305- 306, 1995). Hormigonado en tiempo frío. Está perfectamente demostrado que el hormigón no adquiere la resistencia necesaria cuando su fraguado y primer endurecimiento tienen lugar en tiempo de heladas, debido a la acción expansiva del agua intersticial, que impide la evolución normal de estos procesos. Los ensayos efectuados por Graf llevan a la conclusión de que el hormigón queda seriamente dañado si la primera helada le sorprende cuando su resistencia en probeta cilíndrica 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 0°C. Cuando la temperatura de la masa de hormigón sea inferior a 5°C en elementos normales, o a 10°C en elementos de pequeños espesor. Cuando la temperatura de los moldes o encofrados sea inferior a 3°C. Por otra parte, para hormigonar en tiempo frío es necesario mejorar la dosificación del hormigón, adoptando relaciones A/C lo más 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 hormigón 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° Añadir un aditivo adecuado al agua de amasado. 2° Calentar el agua de amasado a unos 40°C o excepcionalmente más, cuidando de que no se formen grumos en la hormigonera. Para ello conviene verter una parte de los áridos antes de que el cemento. 3° Calentar los áridos 4° Proteger las superficies hormigonadas, mediante sacos, hojas de plástico (polietileno), balas de paja, tejadillos con lana de vidrio, etc. 5° Crear un ambiente artificial adecuado alrededor de la obra (moldes radiantes calentados eléctricamente, circulación 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 actué como aislante (caso de la madera). El peligro de que se hiele el hormigón fresco es tanto mayor cuando más agua llevé éste. Por ello se recomienda emplear, en estos casos, hormigones tan secos como sea posible. Además, el uso de aireantes es siempre aconsejable. Si no puede garantizarse que, con las medidas adoptadas, se consiguen evitar los perjuicios de la helada, deberán efectuarse ensayos de información, para conocer la resistencia realmente alcanzada por el hormigón y adoptar, en su caso, las medidas oportunas. Con independencia de todo lo dicho, hay que recordar que el fraguado y endurecimiento del hormigón 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 realización de pruebas de la estructura. Hormigonado en tiempo caluroso Cuando el hormigonado se efectúe en tiempo caluroso, deben adoptarse medidas para impedir la evaporación del agua de amasado, especialmente del hormigón, 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 evaporación rápida del agua – también de la del hormigón ya compactado -, lo que trae consigo pérdidas de resistencia, fisuras por afogarado y aumento de la retracción en las primeras edades.

Para reducir la temperatura de la masa puede recurrirse al empleo de agua fría, con escamas o trozos de hielo en su masa. A ser posible, los áridos deben almacenarse protegidos del soleamiento. Una vez colocado el hormigón, se protegerá del sol y del viento mediante algún procedimiento que le conserve su humedad propia o le aporte nueva humedad (curado del hormigón). A tal efecto pueden emplearse: *Tejadillos móviles, indicados en obras de trazado lineal. Se pondrá atención al riesgo de que el viento se introduzca bajo su superficie. *Hojas de plástico, que pueden colocarse directamente sobre el hormigón, aunque pueden marcarse los pliegues en su superficie; *Esfera de paja, cuya superficie debe regarse continuamente, *Capas de arena perennemente húmedas (pueden manchar el hormigón) *Balas de agua directamente aplicadas sobre el hormigón, o regado continúo de su superficie, no antes de que el hormigón haya endurecido lo suficiente para no arrastrar la pasta de cemento; *Inmersión en agua, de especial interés en prefabricación; *Películas de curado, a base de resinas que se pulverizan sobre la superficie del hormigón y forman, al polimerizarse, una película protectora que impide la evaporación del agua; es el sistema más eficaz y también el más caro. Como norma general y a pesar de las protecciones no debe hormigonarse por encima de los 40°C, o por encima de los 35°C 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 días, los encofrados y superficies expuestas de hormigón. (JIMÉNEZ & GARCÍA & MORÁN, 2000) Cuando las condiciones de temperatura de colocación del hormigón se apartan de los valores medios normales o en tiempo lluvioso es necesario prever las medidas que se describen a continuación Para el primer caso, debe considerarse como valor medio normal la temperatura que las Normas definen para la ejecución de los ensayos, principalmente los relacionados con los procesos de fraguado y resistencia del hormigón, que en el caso de las Normas Nacionales es de 20°C. En consecuencia, los mencionados efectos adquirirán importancia cuando la temperatura ambiente se aleje del valor mencionado.

A colocación en tiempo frío. Las bajas temperaturas afectan las propiedades en estado fresco, así como el fraguado y endurecimiento posterior del hormigón. Estos efectos empiezan a ser significativos en obra cuando se registran temperaturas promedio diarias inferiores a 5°C en uno o más días durante los 7 días anteriores al hormigonado, periodos en los cuales se hace necesario tomar medidas preventivas, que dependerán 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 párrafos siguientes: Efectos sobre el hormigón fresco. El principal efecto ejercido por las bajas temperaturas sobre el hormigón en su estado fresco consiste en un aumento significativo del proceso de exudación. Este debe ser tenido especialmente en consideración en las superficies no moldeadas que deban ser sometidas a un proceso de terminación. Para parar estos efectos, los hormigones utilizados en tiempo frío deben ser dosificados con las menores dosis de agua compatibles son su manipulación en obra. Por otra parte, el retardo ejercido sobre el fraguado de la pasta de cemento permite disponer de mayores tiempos para la ejecución de los procesos de colocación y compactación, evitándola producción de “pega frías”. En esta etapa, además, es necesario considerar una protección inicial que impida el congelamiento del agua del hormigón, para lo cual debe preverse un aumento de la temperatura de fabricación, el que puede conseguirse mediante la adición de agua caliente, siempre que la temperatura de ésta no sobrepase los 60°C. Efectos sobre el hormigón endurecido. Las bajas temperaturas inducen también un efecto retardador sobre el endurecimiento del hormigón, lo que incide en que su resistencia se desarrollo en forma más lenta. Este efecto debe sr tenido en consideración particularmente en los elementos de naturaleza estructural. Para este objeto, Las Normas han previsto periodos designados de protección, adicionales al periodo de curado, durante los cuales el hormigón debe ser mantenido a temperaturas no inferiores a valores mínimos que de dependen del grado del cemento empleado y de la importancia estructural del elemento. Pueden obtenerse detalles en NCh 170 o, en forma más completa, n ACI 306. Entre 1 y 3 días para elementos no estructurales Entre 3 y 6 días para elementos estructurales cuya dimensión mínima sea inferior a 80 cm y para los cuales se tome medidas que permitan mantenerlos a temperaturas superiores a 10°C 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 – 10°C.

El periodo de protección 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 específica, 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 0°C y 95% para una temperatura media diaria inferior a -10°C. Estos mismos conceptos son válidos para la determinación del tiempo de descimbre de elementos estructurales que quedan sometidos a las solicitaciones derivadas de su propio y las cargas de construcción al proceder al retiro de los soportes respectivos.

B Colocación en tiempo caluroso. Los efectos sobre el hormigón en periodos de alta temperatura son inversos a los antes señalados para los de baja temperatura, alcanzando significación cuando la temperatura del hormigón excede de 30°C. Ellos inciden básicamente en la rápida pérdida de fluidez que se produce en el hormigón por efecto de la evaporación del agua de amasado y el comienzo prematuro del fraguado de la pasta de cemento. La recuperación de la fluidez perdida hace necesario el empleo de una dosis de agua adicional que sobrepasa la inicialmente prevista al estudiar la dosificación del hormigón, 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 hormigón bajo los 30°C antes señalados. Para este objeto es necesario disminuir la temperatura de los componentes del hormigón por ejemplo protegiendo los áridos 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, además el hormigón fresco está expuesto a la acción del viento, pues ello incide en un proceso acelerado de resecamiento superficial que se traduce en el agrietamiento plástico Para obviar este efecto, la superficie expuesta deberá cubrirse tan pronto se haya colocado el hormigón 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 además considerada en la planificación del hormigonado, dado que la disminución de tiempo de fraguado acorta los tiempos disponibles para el avance de las capas de colocación sin que se produzcan “pegas frías”. Este menor tiempo puede ser normalizado mediante el uso de un aditivo retardador, en la forma que se señala.

C Colocación en tiempo lluvioso. Como principio general, no debe efectuarse colocación de hormigón en tiempo lluvioso, pues, si bien una lluvia ligera no produce efecto directo sobre el hormigón, es difícil evitar que el tránsito de personas sobre el hormigón fresco conduzca a la incorporación de agua en su parte superior. Sin embargo, existen situaciones en que la colocación debe efectuarse necesariamente en un ambiente lluvioso. La experiencia demuestra que en estos casos la colocación 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 hormigón ya ha sido compactado y se proteja el hormigón del tránsito de las personas que trabajan en el sitio. (ZABALETA, 1988) Cuando el concreto reforzado se ve sometido a sales descongelantes, agua marina o rocío de estas fuentes, es necesario proporcionar una protección especial contra la corrosión 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 también las estructuras sujetas a derrames ocasionales de productos químicos que contienen cloro. El esfuerzo se oxidará si no está bien protegió; al oxidarse, los óxidos 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 corrosión se acelera. Además, la adhesión entre el concreto y el acero se reduce. El resultado de todos esos factores es una reducción de la vida útil de la estructura. La sección 7.7.5 del código requiere que en ambientes corrosivos se proporcione más recubrimiento de concreto al acero; también requiere que se usen proporciones especiales en la dosificación de concreto. La vida útil de tales estructuras puede incrementarse con el uso de barras de refuerzo recubiertas con epóxido. Esas barras deben manejarse cuidadosamente para no quebrar sus capas protectoras. Sin embargo, la adhesión al concreto de tales barras no es muy buena y sus longitudes deben aumentarse. (McCORMAC, 2002)

Curado del concreto fresco

¿Curado o protección? La norma NBN B 15-001 "Concreto. Rendimiento, producción, ejecución, y criterios de conformidad" (1992), que es la adaptación belga de la pre norma europea ENV 206, hace una distinción entre el curado y la protección del concreto, y los define de la manera siguiente: el curado tiene por objeto evitar un secado prematuro, especialmente bajo la acción de los rayos del sol y del viento. la protección tiene por objetivo evitar la lixiviación por las aguas pluviales y las corrientes de agua, el enfriamiento demasiado rápido durante los primeros días después de la ejecución, evitar diferencias importantes de temperaturas internas, baja temperatura o gel, vibraciones y choques que puedan dislocar el concreto, o dañar 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 período adecuado. El curado y la protección deben comenzar tan pronto como sea posible después 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 reacción química del agua y del cemento se interrumpe por falta del agua necesaria, de modo que el concreto no adquiere las propiedades que su composición permitiría; se produce una contracción precoz, generando la formación de fisuras. Al evaporarse, el agua desarrolla fuerzas que generan, en el cemento en fase de endurecimiento, una contracción cuyo valor puede sobrepasar la resistencia a la tensión del concreto en proceso de endurecimiento. La falta o la insuficiencia del curado dañan la durabilidad del concreto y, más particularmente, sus características superficiales. Algunas de éstas se explican a continuación (la lista no es exhaustiva). Influencia del curado sobre la resistencia a la compresión Las pruebas de resistencia a la compresión realizadas hasta la edad de un año sobre concretos beneficiados con un curado húmedo de 1, 3, 7 o 28 días muestran que la reducción del curado de siete días a un día puede engendrar una disminución de 10 % en la resistencia a un año 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 días, no se genera más que una reducción de 10 % suplementario en los dos casos. Estas pérdidas de resistencia son todavía más 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 oxígeno La ausencia de un curado adecuado puede provocar un aumento en la permeabilidad de la superficie de concreto equivalente a más de 50 veces la del corazón. El ejemplo tomado de la figura 4 muestra que el curado es tan importante como la relación a/c. Influencia del curado sobre la absorción de agua La prolongación del curado de 1 a 3 días puede reducir en 50 % la absorción de agua por capilaridad. La prolongación de 3 a 7 días puede reducir todavía más esta última, en 25 %, y el paso de siete a 28 días, en 15 por ciento. Influencia del curado cobre la profundidad de la carbonatación La prolongación del curado de 1 a 28 días disminuye la profundidad de carbonatación entre 10 y 15 %, de acuerdo con la composición del concreto y el tipo de cemento. Es importante también hacer notar que la influencia más marcada sobre la profundidad de carbonatación 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 índice esclerométrico en suelos industriales han evidenciado una diferencia de 40 % entre los índices esclerométricos de las partes del suelo no protegidas contra el secado y las partes protegidas por una película plástica. Técnicas de curado El curado se incluye, desde un principio, en la preparación de los trabajos, a fin de que la mano de obra y el material necesarios estén disponibles en el tiempo deseado. Según la técnica de curado utilizada, deben tenerse a la mano carpetas, plásticos, andamiaje, productos de curado, etc., antes de comenzar el colado del concreto. Existen diferentes técnicas: La conservación de la cimbra en el lugar. Como materiales, se encuentran la madera, el acero, los plásticos. Los elementos de madera y los paneles sin recubrimiento deben humedecerse antes del colado del concreto y deben mantenerse húmedos cuando las condiciones son fuertemente disecantes. El recubrimiento con carpetas aislantes o lonas de plástico . Se trata de un

método 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 según la exposición al sol. Con la elección de un color determinado, se puede rechazar el calor (superficie de color claro o reflectante) o acumularlo (color oscuro). La colocación de capas húmedas: toda la superficie se recubre con capas que se mantienen húmedas continuamente por pulverización. Para evitar que los materiales se vuelen, se utilizan recubrimientos de materia absorbente o de arena. En este último caso, el recubrimiento debe tener un espesor de al menos 25 milímetros. La aplicación de agua en espray: el curado por agua puede efectuarse por pulverización constante del líquido sobre la superficie, o haciendo que las superficies horizontales queden bajo el agua. Hay que vigilar que la superficie de concreto esté completamente húmeda todo el tiempo, a fin de evitar la aparición de fisuras, especialmente en caso de vientos fuertes. La aplicación de un producto de curado por pulverización. Los productos de curado forman una película en la superficie del concreto. Esta técnica no será eficaz si no se pulveriza en toda la superficie. A fin de facilitar el control visual de la aplicación, es preferible utilizar productos coloreados. Ventajas y límites de los productos de curado El reglamento de condiciones aplicables a trabajos de carreteras recomienda la utilización de productos de curado que tengan un porcentaje de eficiencia de más de 80 %, determinado según el método de prueba definido en la norma NBN B 15-219. El principio de este método consiste en comparar la pérdida de agua por evaporación 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 pérdida 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 investigación realizada en el marco del programa "Multimateriales" de la región Wallonne, relativo a la protección 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 química 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 plástico y la segunda sin esa protección. Se hizo el seguimiento de la contracción, la resistividad eléctrica (que constituye una medida indirecta del grado de humedad del concreto) y el tiempo al esclerómetro, durante los 56 días siguientes al colado del concreto. La contracción se midió con ayuda de 8 contactos Domec colados sobre la superficie, en el centro de cada porción y dispuestos de manera de poder efectuar tres mediciones en dos direcciones perpendiculares. La distancia entre los dos contactos de medición era de 40 centímetros. 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 exposición a 38 °C durante 72 horas. De todas maneras, considerando que su comportamiento parece satisfactorio en las condiciones atmosféricas tradicionales, estos productos podrían ser utilizados en pasillos que no estén sujetos a los rayos del sol. El producto de curado como primario de una pintura. Se realizó una prueba de arrancamiento al término de 56 días. Se observó una ruptura cohesiva (más de 5 N/mm2). La pintura aplicada ulteriormente y las pruebas muestran que solamente el producto de curado a base de resina epóxica permite la aplicación de la pintura, sin que se tenga que quitar el producto o hacer una reparación cualquiera en la superficie.

Duración del curado La duración del curado depende del tiempo necesario para obtener una cierta impermeabilidad. Es evidente que: los cementos cuya resistencia se desarrolla rápidamente 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 más largos que para los cementos del tipo CEM I. a bajas temperaturas, el aire de hidratación se hace más lento y exige, pues, un tiempo de curado más largo. en el caso de una exposición ulterior a un ambiente agresivo, la influencia del curado es más crítica que para una clase de exposición de tipo I, por ejemplo.

La duración del curado mínimo puede definirse de dos maneras: por el seguimiento del desarrollo de la resistencia. En la recomendación CUR 31,6 se especifica que el curado puede terminarse si se logra por lo menos el 50 % de la resistencia característica esperada en el cálculo de la estructura; o teniendo en cuenta un número mínimo de días prescritos. Mientras no se siga el proceso de maduración, la norma NBN B 15-001 recomienda para un concreto que será expuesto a las clases 2 y 5a, los valores mínimos 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 exposición 3, 4, 5b y 5c), la prolongación del curado debe aumentarse (de 3 a 5 días). Si se exige alta resistencia al desgaste, las duraciones mínimas serán duplicadas. Para la aplicación del cuadro 4, se puede estimar el desarrollo de la resistencia del concreto (rápido, medio, lento) con ayuda de las informaciones proporcionadas en el cuadro 5. Conclusión El curado permite obtener, de manera económica, una notable mejoría de la calidad del concreto. Es por lo tanto importante tomar en cuenta su ejecución entre las operaciones de construcción 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 más sensibles a un mal curado que los cementos CEM I 42.5. Así pues, hay que tener un cuidado particular en el curado del concreto cuando está hecho con tales cementos. Cualquiera que sea la técnica de curado utilizada, es necesario vigilar que no queden manchas, y que sea aplicada de manera que resulte eficaz durante la duración postulada. Esta también puede estimarse por medio de los cuadros proporcionados en la norma NBN B 15-001 y que se dan en este artículo. Por lo que concierne a los productos de curado, puede aparecer una diferencia de eficacia de un mismo producto, según las condiciones de pruebas. Colocación

Cuide que los encofrados y cualquier otra superficie que va a estar en contacto con el concreto colocado estén limpios y humedecidos previamente al vaciado. Coloque el concreto tan pronto como sea posible. No deje pasar más de media hora entre el mezclado y la colocación. En ningún caso agregue agua para ablandar la mezcla. Coloque el concreto en capas horizontales de espesor uniforme no superior a 12 pulgada cada una, y compáctela completamente. Curado. La reacción química entre el cemento y el agua requiere tiempo y buenas condiciones de humedad y temperatura. Mantenga húmedo el concreto y protéjalo de temperatura extremas al menos durante 7 días, contados desde su colocación. Es recomendable el riego directo unas dos veces al día, o colocarle fundas de papel o plásticos mojados, los cuales deben mantenerse húmedos mediante riego. No olvide que el concreto fresco es un material “recién nacido”, y como tal es sumamente delicado Manejo y colocación del concreto MANEJO. Al manejar y usar cemento o concreto fresco, evite el contacto con la piel. Lleve ropa y el equipo protector adecuados. COLOCACIÓN. Al colocar el concreto tenga mucho cuidado en no dañar o mover las cimbras y el acero de refuerzo. Coloque el concreto tan cerca de su posición final como sea posible. Empiece colocando desde las esquinas de la cimbra o, en el caso de un sitio con pendiente, desde el nivel más bajo. La CIMBRA debe resistir la presión del concreto que se VACÍE en ésta. Medidas de prevención: 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 líneas de vida para enganchar cinturones de seguridad de los encargados de las maniobras de colocación del concreto. 3° Al utilizar ollas se deberá señalar mediante una línea horizontal con pintura preferentemente amarillo, el nivel máximo de llenado para no sobrepasar la carga admisible. 4° Las maniobras para abrir las ollas debe realizarse usando guantes de seguridad utilizando la palanca diseñada para ello. Al ubicar las ollas no golpear la

cimbra ni los troqueles o entibados. De la olla penderán cabos de guía para ayudar a su correcta posición de vertido. Se debe evitar guiarlo o recibirlo directamente evitando ser empujado por el recipiente. 5° En el caso de colocación mediante bombeo, la tubería de la bomba se apoyará sobre caballetes, debidamente arrostrados. 6° La manguera de vertido, será soportada por lo menos por dos operarios, para evitar caídas por chicoteo de la misma. 7° Antes del inicio del colado de una sección, 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 ejecutará maniobrando la manguera desde torretas estabilizadas. 9° El manejo, montaje y desinstalación de la tubería de la bomba de concreto, será dirigido por un especialista en seguridad que revise y prevea la formación de obstrucciones internas. Para ello, se deberán evitar los codos de radio reducido. Después de concluido el bombeo, lavar y limpiar el interior de las tuberías. 10° Antes de iniciar el bombeo de hormigón se deberá preparar el conducto, engrasando las tuberías y bombeando mortero de dosificación, para evitar la formación 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 hormigón se realizará repartiéndolo uniformemente en el interior del cimbrado por lotes regulares. Equipo de protección personal: • Casco de polietileno • Calzado de seguridad • Guantes de seguridad • Anteojos de protección