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• Dante Chambilla

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TECNOLOGIA DEL CONCRETO II

CONCRETO EN CLIMAS FRIOS

Contenido CONCRETOS EN CLIMAS FRIOS ............................................................................................... 2 1.

INTRODUCCION ...................................................................................................................... 2

2.

OBJETIVOS .............................................................................................................................. 2

3.

CONCRETO EN CLIMAS FRIOS.......................................................................................... 2 3.1 VACIADOS EN CLIMAS FRIOS ......................................................................................... 3 3.2 CONSECUENCIAS DE LA NO PROTECCIÓN DEL CONCRETO ............................. 4 3.3 PLANEAMIENTO DE TRABAJO PARA EL TRATAMIENTO DEL CONCRETO EN CLIMAS FRÍOS ............................................................................................................................ 5

4.

CURADO DEL CONCRETO EN CLIMAS FRÍOS .............................................................. 6

5.

PROTECCIÓN DEL CONCRETO EN CLIMAS FRÍOS ..................................................... 7

6.

METODOLOGÍA DE PROTECCIÓN .................................................................................... 7 6.1 RECINTOS CERRADOS...................................................................................................... 7 6.2 CALENTAMIENTO MEDIANTE RESISTENCIAS ELÉCTRICAS ................................ 7 6.3 ENVOLTURAS CON MATERIAL AISLANTE .................................................................. 8 6.4 ENVOLTURAS CON MATERIAL AISLANTE .................................................................. 8 6.5 ENCOFRADOS AISLANTES .............................................................................................. 8 ADITIVOS INCORPORADORES DE AIRE ......................................................................... 9

7.

7.1 EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE EL TIEMPO DE FRAGUADO Y LA RESISTENCIA DEL CONCRETO ........................................................................................... 10 7.2 ADITIVOS INCORPORADORES DE AIRE EN EL MERCADO NACIONAL ............. 11 7.3

AGENTE INCLUSOR DE AIRE PARA CONCRETO ................................................ 12

8

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS ............................................................................................ 14

9

CALCULOS Y RESULTADOS ............................................................................................ 16 9.1 OBTENCION DE LAS PROPORCIONES PARA EL DISEÑO DE MEZCLA ........... 16 9.2 PROCEDIMIENTO ............................................................................................................. 16

9.3 CURADO Y PROTECCION DEL CONCRETO ................................................................ 18 9.4 RESULTADOS DE LAS PROBETAS DE CONCRETO EN CLIMAS FRIOS ........... 23 10

CONCLUSIONES............................................................................................................... 25

11

RECOMENDACIONES ..................................................................................................... 26

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CONCRETOS EN CLIMAS FRIOS 1. INTRODUCCION En la ingeniería se presentan diversos problemas no solo en cuanto al cálculo y diseño estructural, sino también en cuanto al material que se usa para una construcción y que este sea el indicado para que se alcance la durabilidad y el máximo rendimiento en el servicio para el cual la edificación esté destinada. La intemperie y el clima es uno de los factores que influye mucho en cuanto a la elección del material apropiado ya que no es lo mismo construir en una zona de clima tropical que en una zona de clima frígido que es precisamente a lo que en esta presentación se hará mención al tratamiento del concreto como material principal de una edificación en climas fríos. 2. OBJETIVOS  Conocer cómo trabajar el concreto en climas fríos.  Conocer la preparación, colocación y principalmente el curado y protección del concreto contra el congelamiento en la etapa de endurecimiento cuando se trabaja bajo dichas condiciones. 

Aprender la utilización de técnica de curado mediante la aplicación de una membrana química y la protección del concreto mediante el recubrimiento del mismo con mantas de lana de fibra de vidrio de 3” de espesor.

 Determinar las características de fragua del concreto ante climas extremos.  Determinar las ventajas de la utilización de aditivo incorporador de aire en la mejora de las condiciones de fragua ante climas de baja temperatura.

3. CONCRETO EN CLIMAS FRIOS El clima frio se define como un periodo done la temperatura diaria baja de los 40°F (4° C) en más de 3 días sucesivos. Estas condiciones justifican la toma de precauciones especiales cuando se coloca, se da acabado, se cura y se protege el concreto contra los efectos del clima frio. Partiendo de que las condiciones pueden cambiar rápidamente en los meses invernales, las buenas prácticas del concreto y el planeamiento apropiado son aspectos críticos. El vaciado del concreto en clima frio da la oportunidad para una mayor calidad pues entre más fría la temperatura inicial del concreto dará como resultado una resistencia última más alta. Un tiempo de fraguado y una ganancia de resistencia

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del concreto más lento durante el clima frio, demora las operaciones de acabado y la extracción del encofrado. Los aditivos químicos y otras modificaciones a la mezcla del concreto pueden acelerar el ritmo del fraguado y de ganancia de resistencia. L os aditivos químicos acelerantes, conformes a la ASTM C494- Tipo C (acelerantes) y E (reductores de agua acelerantes), son comúnmente utilizados en invierno.

¿PORQUE EL CONCRETO NO DESARROLLA RESISTENCIA EN TIEMPOS DE HELADAS? Uno de los problemas álgidos en la región Quechua, y con mayor agudeza en las estaciones de invierno (Mayo, Junio, Julio y Agosto), y la explicación que tenemos es que el concreto no desarrolla resistencia debido a que la velocidad de hidratación es lenta, se prolonga el tiempo de fraguado y en algunos casos hasta llega ha detenerse, las bajas temperaturas oscilan desde –8 ºC hasta 20 ºC en un periodo de 24 horas, y en las obras civiles trae consigo consecuencias a contracciones y extensiones en el concreto generando grietas, y si a esto le sumamos que se diseñan concretos de bajas resistencias (f´c= 175kg/cm2), el resultado a corto plazo es evidente: concretos deteriorados y fragmentados ya que estas causas no permiten que el concreto tenga una buena durabilidad.

3.1 VACIADOS EN CLIMAS FRIOS El clima frío puede llegar a causar problemas en el mezclado, vaciado, tiempo de curado (ver tabla 1) y curado del concreto teniendo un efecto adverso en las propiedades físicas y la vida de servicio.

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El Comité 306 del ACI (American Concrete Institute) define el clima frío como un período cuando, por más de tres días consecutivos, existen las siguientes condiciones:  La temperatura ambiente promedio del aire es de menos de 4 °C (40 °F)  La temperatura del aire no es mayor de 10 °C (50 °F) por más de media hora en un período de 24 horas. La temperatura del aire diaria es el promedio de la más alta y la más baja temperatura que ocurre durante un período de media noche a media noche. El tiempo de fraguado del concreto mostrado en la Tabla 1 se incrementa aproximadamente un tercio por cada 5 °C (10 °F) de reducción de temperatura. Las bajas temperaturas disminuyen el calor del proceso de hidratación y retardan significativamente el tiempo de fraguado del concreto, lo que resulta en una reducción de la resistencia a compresión a edades tempranas y un incremento en resistencias a edades mayores. La influencia que pueden tener las bajas temperaturas en las propiedades del concreto endurecido se reconoce en el reporte 306 del ACI 306 R-88 acerca del “Vaciado de Concreto a Bajas Temperaturas” que expresa: “Uno debe aprovechar las oportunidades proporcionadas por el clima frío para vaciar concreto a bajas temperaturas. El concreto vaciado a bajas temperaturas [entre 5 y 13 °C (40 a 55 °F)] se protege contra el congelamiento y es curado por largo tiempo, así es que desarrolla resistencias finales más altas y mayor durabilidad.

3.2 CONSECUENCIAS DE LA NO PROTECCIÓN DEL CONCRETO  Retardo en el endurecimiento del concreto y por lo tanto en el aumento de su resistencia.  Pérdida excesiva del calor de hidratación del cemento a temprana edad.  Aumento volumétrico del agua en estado sólido que rompe la adherencia entre las partículas de concreto. Siendo grave en concretos reforzados (acero de refuerzo y el concreto).  El concreto fresco expuesto a temperaturas de congelación con seguridad sufrirá daños permanentes.  Ruptura y pérdida irreparable de la resistencia en concretos que fraguaron pero no desarrollaron una resistencia mínima (debido a la expansión producida por la formación del hielo).

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 Daños causados por ciclos de congelación y deshielo que van desde la escamación de la superficie del concreto hasta la completa desintegración de la estructura del concreto.  Efectos desastrosos en la calidad del concreto, fisuramientos originados por el cambio volumétrico de la estructura (durabilidad del concreto) debido a que no resiste los esfuerzos generados al dilatarse y contraerse la estructura.

3.3 PLANEAMIENTO DE TRABAJO PARA EL TRATAMIENTO DEL CONCRETO EN CLIMAS FRÍOS

3.3.1 DISEÑO ADECUADO DEL CONCRETO Tal como las normas lo indican se debe de diseñar por durabilidad aunque esto signifique una mayor resistencia de lo requerido por la estructura. Para lo cual se tendrá en cuenta lo siguiente:  

Relación de agua/ cemento