EL CONCRETO EN CLIMAS FRIOS Se consideran condiciones extremas de temperatura para el concreto cuando la temperatura ambiental es inferior a 5º C y superior a los 28º C, en cuyo caso se debe tener especial cuidado en la selección de materiales, dosicación, preparación, transporte, curado, control de calidad, encofrado y desencofrado del del conc concre reto to.. Tambi ambién én pode podemo mos s cons consid ider erar ar como como cond condic ició ión n extr extrema ema la comb combin inac ació ión n
de
cond condic icio ione nes s
espe especi cial ales es
de
temp temper erat atur uras as
ambi ambien ente tes, s,
umedades relati!as y !elocidad del !iento. "s necesario #ue se obten$an re$istros istóricos de las temperaturas ambientales m%ximas y m&nimas de la 'ona en donde se construye la obra. Se$(n el ACI-306R )*Cold +eater Concretin$* se considera clima fr&o si la temperatura ambiental media por m%s de - d&as consecuti!os es menor de 5ºC. Si la temperatura ambiental media se mantiene superior a /ºC ya no se considera
clima
fr&o. "n
el
caso
de
las
normas
0eruanas
y
otras otras sudame sudameric ricana anas s consid considera eran n clima clima fr&o, fr&o, en cual#u cual#uier ier época época del del a1o la temperatura ambiente puede estar por debao de 5 º
C.
Cuan Cuando do el conc concre reto to se con$ con$el ela a el a$ua a$ua libr libre e se con!i con!ier erte te en iel ielo o aumentando su !olumen #ue en estado sólido y rompe la débil aderencia entr entre e las las part part&c &cula ulas s del del conc concre reto to,, si a(n a(n no se a inic inicia iado do el proc proces eso o de endurecimiento. 3simismo debido a las baas temperaturas se produce una dismi isminu nuc ción ión de la acti acti!i !id dad o reacc eacció ión n #u&mi u&mic ca, para ara el proces oceso o de endurecimiento del concreto el cual puede lle$ar a disminuir notablemente. Tratar Tratar controlar la temperatura del concreto dentro de ran$os permisibles durant durante e la prepa preparac ración ión,, transp transport orte, e, coloc colocaci ación ón y curado curado .Sin .Sin embar$ embar$o, o, el concr concreto eto en estos estos clima climas s no se debe debe con$el con$elar ar asta asta lo$ra lo$rarr su resist resistenc encia ia m&nima.
ACCIONES DE PLANIFICACION: PLANIFICACION: •
4ista de los e#uipos adecuados y personal para entrar en !i$or muco antes de tiempo.
•
0lan de protección del clima para mantener el ambiente de trabao y el concreto a una temperatura suciente para la colocación y acabado del concreto.
•
Considerar el uso de concreto de bao asentamiento, lo cual ayuda a reducir el tiempo de fra$uado y la exudación de a$ua, debido a #ue el aire fr&o retarda la !elocidad de e!aporación y el tiempo de fra$uado del concreto.
•
Tener en cuenta el uso de me'clas de concreto #ue conten$an aditi!os acelerantes o la aplicación de cemento de altas resistencias iniciales, #ue re#uieran menor tiempo de protección contra la con$elación.
•
Considerar el calentamiento a la formaleta.
ACTIVIDADES PREVIAS AL VACIDO DE CONCRETO •
Si se presentan temperaturas baas, menores a /C donde existe la posibilidad de formación de ielo, este material se debe retirar con la nalidad de no acer contacto con el concreto #ue !a ser !aciado.
•
6ericar la temperatura y umedad ambiente, si es necesario la base y otras supercies #ue entren en contacto con el concreto para $aranti'ar #ue no sean inferiores a 5C.
ACTIVIDADES DURANTE EL VACIADO DE CONCRETO •
7o comen'ar operaciones de acabado nal, mientras #ue se presente la exudación de concreto.
•
aranti'ar el adecuado acabado del concreto sin exceso de a$ua.
•
"mplear mantas de aislamiento, recintos con calefacción o l%mparas para mantener la temperatura del concreto superior a 2/ C durante las primeras 92 oras.
•
:tili'ar una buena calidad de compuesto de curado.
ACTIVIDADES POSTERIORES AL VACIADO DE CONCRETO Curado y protección de concreto: "l curado es un proceso donde se mantienen condiciones controladas en el concreto por un per&odo denido, con el n de ase$urar una adecuada idratación del cemento y un apropiado endurecimiento del concreto. "l costo, la facilidad de aplicación y el tiempo son factores a ser considerados en la elección del procedimiento de curado para un caso determinado.
Para
obtener
un concreto
de
buena
calidad
en cualquier
estructura, los labores de acabado deben ser seguidas de buenas prácticas
convenientes de
protección,
independiente
del
medio
ambiente que se presente !n parámetro importante dentro del vaciado del concreto en clima "r#o es el cuidado de los cilindros de concreto empleado para la aceptación o rec$a%o del producto. 4os espec&menes se deben almacenar en caas aislantes donde la temperatura esté entre ; C a 29 C durante las primeras 2< oras, y s& es necesario asta las <8 oras, posteriormente se debe se$uir con el proceso de curado de los espec&menes de concreto, cumpliendo con los par%metros de curado nal donde se deben almacenar los espec&menes en a$ua libre de cual#uier contaminación y con una temperatura de 2- C = 2 C )6éase la norma 7TC 55/.
MATERIALES 4os
materiales )cemento,
a$re$ados,
a$ua y aditi!os
deben
cumplir
estrictamente lo establecido en las normas A&'( C)*0, A&'( C33, A&'( C
++ 4os ensayos de calidad de los a$re$ados deber%n incluir el de >urabilidad )A&'( C. "l cemento se almacenar% en silos debidamente aislados y prote$idos, debiendo e!itarse utili'ar cementos con fra$uado lento. 4os a$re$ados deber%n
estar prote$idos de las llu!ias, nie!e o !ientos y e!itar su con$elamiento, especialmente los a$re$ados la!ados.
DISE!OS DE ME"CLA 4os dise1os de me'cla deben desarrollarse mediante me'clas de prueba en el lu$ar de la obra en las mismas condiciones en #ue estar% la estru ctura a !aciar. 0ara concretos sometidos a procesos de con$elamiento y desielo, se deber% cumplir con los re#uisitos de relaciones a$ua?cemento m%ximas de tablas en las di!ersas normati!idades se$(n la 'ona, siendo para ello recomendable utili'ar aditi!os plasticante@reductores de a$ua. >ebido a las restricciones en la relación a?c los consumos de cemento son usualmente mayores #ue para una clima en condiciones normales. "emploA "l Contenido de Cemento para un fBc2/ D$?cm2 puede ser 8/?/.5/ -;/ D$?m-. "l concreto debe fabricarse con aditi!os incorporadores de aire, para permitir la expansión !olumétrica del a$ua de la me'cla durante el con$elamiento, teniendo en cuenta la disminución de resistencia por efecto del aire incorporado y el aumento de la trabaabilidad al mismo tiempo.
4as dosicaciones usualmente !an desde /.E al /.;E en peso del cemento. Se pueden utili'ar aditi!os acelerantes de fra$ua, pre!io estudio de los tiempos de fra$ua inicial y nal del concreto, para disminuir los tiempos de endurecimiento del concreto. 4os aditi!os con cloruros no se deben utili'ar en el concreto pretensado. "n $eneral los aditi!os deben aber sido probados al pie de obra antes de usarlos.
PREPARACI#N DE LA ME"CLA 0ara lo$rar #ue el concreto ten$a la temperatura adecuada es m%s económico y pr%ctico calentar el a$ua y?o a$re$ados no siendo recomendable ni
económico calentar el cemento ni los aditi!os. Calentar el a$ua es usualmente la meor alternati!a ya #ue tiene un calor espec&co < o 5 !eces mayor #ue el de los a$re$ados. 0ara calentar el a$ua se utili'an normalmente calderos industriales asta lle$ar a una temperatura m%xima de .0/ C 0ara calentar los a$re$ados se utili'a normalmente corros de !apor, no siendo recomendable los ornos, aire caliente ni fue$o directo. Si el a$ua o el a$re$ado son calentados pre!iamente deben me'clarse entre ellos antes de entrar en contacto con el cemento. 4a temperatura del concreto fresco se puede determinar pre!iamente en base a la temperatura de los materiales mediante la fórmulaA
>ondeA Tcf Temperatura del concreto fresco Ta Temperatura de los a$re$ados 0a 0eso seco de los a$re$ados )F$ Tc Temperatura del cemento 0c 0eso del cemento.)F$ TG Temperatura del a$ua 0G 0eso del a$ua
TRANSPORTE DE LA ME"CLA >ebe planicarse los procedimientos de producción de concreto, e!itando $randes distancias de transporte, lar$as esperas en la colocación y lar$as canaletas de !ertido de tal manera #ue se redu'can las pérdidas de calor. 4a
si$uiente fórmula nos da una referencia de las pérdidas de calor o temperatura cuando se transporta la me'cla en un camión concretero A
t 1 02* ' 4 'a5 >óndeA >t 0érdida de calor o temp. ) ºC? ora de espera T Temperatura deseada en obra Ta Temperatura ambiente.
COLOCACI#N DEL CONCRETO 4os !alores m&nimos de temperatura de colocación de la me'cla en función de la temperatura ambiente y las dimensiones del elemento a !aciar se indican en la Tabla 7 º .<. del ACI 306-R Todos los materiales inte$rantes del concreto as& como el acero de refuer'o, material de relleno, y suelo con el cual el concreto a de estar en contacto, deber%n estar libres de nie!e, $rani'o o ielo, recomendando al$unos autores mantener la 'ona a un m&nimo de 2º C . Si la temperatura es menor de H/º C se recomienda calentarse el acero de refuer'o mayor de * y los insertos met%licos. "n las untas se puede calentar el concreto anti$uo y picarlo profundamente. "l espesor de las capas de concreto debe ser el mayor posible compatible con el proceso de compactación del concreto. 4a temperatura del concreto fresco no debe ser muy alta para e!itar el co#ue térmico, no debiendo ser mayor en ;º C #ue la m&nima especicada.
CURADO $ PROTECCI#N DEL CONCRETO "l curado se dene como el proceso para mantener la umedad y la temperatura del concreto recién colocado, durante al$(n per&odo denido posterior a la colocación, !aciado o acabado, para ase$urar la idratación satisfactoria de los materiales cementantes y el endurecimiento y la
ad#uisición de resistencia propios del concreto. "n $eneral el curado se debe mantener a /º C por lo menos los 9 primeros d&as y por / d&as si se usa cementos I0, I0J o pu'ol%nico. 4ue$o de la protección inicial durante las primeras 2< oras asta lo$rar la resistencia m&nima de -; D$?cm2, es necesario prolon$ar la protección y curado el mayor tiempo posible siendo lo recomendable la protección y curado por - d&as para lue$o prose$uir con el curado. Cuando la temperatura del medio ambiente es menor de 5º C, la temperatura del concreto ya colocado deberá ser mantenida sobre )0/ C
durante el per#odo de curado )m&nimo de ; d&as para secciones del$adas. 3l$unos autores recomiendan #ue si la temperatura est% por encima de los 5º C es necesario la protección del concreto sólo las primeras 2< oras. Se tomar%n precauciones para mantener al concreto dentro de la temperatura re#uerida sin #ue se produ'can da1os debidos a la concentración de calor, trat%ndose de no utili'ar dispositi!os de combustión, durante las primeras 2< oras, a menos #ue se tomen precauciones para e!itar la exposición del concreto a $ases #ue conten$an bióxido de carbono. "s necesario lle!ar un re$istro de las temperaturas ambientales, del recinto y de la supercie del concreto. 4a ca&da de la temperatura del concreto en cual#uier punto no debe eceder de 3/ C por $ora o 2/ C por 2+
$oras "n concretos de alta resistencia mucas normas especican un m&nimo de protección de < d&as a un m&nimo de )0 / C. "n $eneral el método m%s recomendable de protección a temperaturas baas es el aislamiento completo o encerramiento del concreto fresco, con calentadores o calefactores articiales en el interior del recinto. 0ara el curado (medo es necesario mantener la temperatura de tal manera #ue el a$ua no se con$ele ni sea tan baa #ue produ'ca un co#ue térmico con el concreto en pleno proceso de fra$uado.
"n el curado (medo de supercies ori'ontales, siempre #ue la temperatura no sea muy baa , se recomienda utili'ar capas de paa sobre capas de arena (meda. "n temperaturas demasiado baas se pueden usar mantas térmicas deando un espacio entre la supercie y el concreto para suministrar calor. 4os curadores de membrana deben utili'arse si est%n precedidos por curados (medos. "n condiciones extremas de climas fr&os es fundamental e indispensable tomar muestras de testi$os adicionales de control en obra para curarlas bao las mismas condiciones de la estructura !aciada y as& !ericar la eciencia de los métodos de protección y curado. Se considera satisfactorio el curado y protección, cuando la resistencia promedio de las probetas de obra son mayores o i$uales al 85E de la resistencia de las probetas curadas en laboratorio.
ENCOFRADO $ DESENCOFRADO 4os pla'os de desencofrado se deben determinar en base a re#uisitos de resistencia antes #ue tiempos m&nimos, debiendo el proyectista indicar el E fBc a partir del cual se puede proceder al desencofrado. 0ara determinar estos pla'os son determinantes los resultados de resistencia de la probetas de obra. 4os encofrados de madera dan meor resultado #ue los met%licos debido a #ue retienen meor el calor, sal!o #ue se forren con material aislante en la supercie exterior.
CONTROL DE LA CALIDAD "l control de calidad del concreto )materiales, producción, transporte, concreto fresco y colocación, y concreto endurecido, debe ser muco m%s estricto #ue para condiciones normales. Se debe lle!ar un control por camión, consi$nando los datos de tiempo de car$u&o, tiempo de me'clado, tiempo de !iae, tiempo de espera, tiempo de !aciado, contenido de aire, asentamiento, temperatura ambiental, temperatura del concreto, a$ua a1adida en planta, adem%s de las
caracter&sticas f&sicas de los a$re$ados con controles de umedad cada ora , m%s a(n si la arena es la!ada. Se deben moldear testi$os para ensayar a la resistencia a d&a, - d&as, 9 d&as y 28 d&as, deando de reser!a para mayores edades, siendo fundamental tomar muestras adicionales para las probetas de obra. 4os procedimientos del moldeo y curado de las probetas ) A&'( C3) 7
C3, indican #ue los testi$os lue$o de moldeados deben permanecer a una temperatura entre )6-2./ C, mientras #ue el curado en a$ua saturada con cal debe mantenerse a una temperatura de entre 2)*/ C 7 2+./ C. 4as mediciones de temperatura se$uir%n lo indicado en la 7orma A&'( C )06+.
AI'I89& :!I(IC9&; 4os aditi!os #u&micos #ue cumplen con 3STJ C@
