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Universidad Austral de Chile
Facultad de Ciencias de la Ingeniera Escuela de Construccin Civil
HORMIGONADO EN TIEMPO FRIO
Tesis para optar al titulo de:
Constructor Civil
Profesor Patrocinante:
Sr. Jos Arrey Daz
RODRIGO CRISTIAN LEGAL CASTRO VALDIVIA-CHILE
2005
AGRADECIMIENTOS
A mis padres y hermanos.
Janette Castro Henrquez.
Y a la memoria de Alfonso Legal Ros.
Francisca, Alfonso, Marlene, Sandra.
La humildad es virtud que tiene la sabidura para reconocer el
verdadero amor.
Sabiendo que no existir una forma de agradecer toda una vida de
lucha, sacrificio y esfuerzo. Hoy finalizando una etapa ms en mi vida.
Agradezco humildemente todos los esfuerzos que realizaron, en los
momentos ms difci les y ms felices a lo largo de mi carrera.
La cual, constituye la herencia ms valiosa que pudiera recibir. Con
admiracin, respeto y la promesa de seguir siempre adelante.
Por esto y ms.gracias..!
APPRECIATION
To my parents and brothers
Humili ty is virtue that has wisdom to recognize the true love.
Knowing that a form will not exist to thank for all a life, of fight,
sacrifice and effort. Today finalizing one more a stage in my life, I humbly
thank for all the efforts that attain, at the diff icult and happier momen
throughout my profession.
Which constitutes the most valuable inheritance that it could
receive. With admiration, respect and the promise to fol low always ahead.
By this and more Thanks!
Rodrigo Legal Castro
Resumen.
Esta tesis consiste en un estudio de la elaboracin, transporte
y proteccin, que deberan tener, antes de colocar y despus de
colocar el hormign en tiempo fro y tambin la duracin del periodo
de curado que deberan tener estos hormigones. A dems las
lesiones tpicas causadas por las bajas temperaturas.
Summary.
This thesis consists of a study of the elaboration, transports
and protection, that must have, before placing and after also placing
the concrete in cold weater and the duration of the cured period of
that must have these concretes. To others the damages caused by
the low temperatures .
ndice
Capitulo I Introduccin.
Introduccin. Pg.1
Objet ivos Pg.3
Capitulo I I Definicin y referencia a las normas.
2.1 Definicin de t iempo fr o. Pg.5
2.2 Referencia a la norma. Pg.6
Capitulo I I I Elaboracin del hormign.
3.1 Eleccin del mater i al. Pg.7
3.2 Adit ivos. Pg.9
3.3 Preparacin de la mezcla. Pg.25
3.4 Calculo de la temperatura de la mezcla. Pg.29
Capitulo IV Colocacin del hormign.
4.1 Proteccin y cuidados antes de la colocacin. Pg.36
4.2 Cierros ut i l izados como proteccin. Pg .39
4.3 Usos de calentadores. Pg.41
Capitulo V Proteccin para el hormign.
5.1 Per iodos de proteccin. Pg.44
5.2 Moldajes. Pg.47
5.3 Determinar la resistencia. Pg.55
5.4 Obtencin de la resistencia de diseo. Pg.61
5.5 Incremento en las resistencias tempranas. Pg.61
Capitulo VI Curado.
6.1 General idades. Pg.62
6.2 Per iodo de curado. Pg.63
6.3 Mtodos de curado. Pg.63
6.4 Precauciones y protecciones durante el per iodo del curado. Pg.65
6.5 Mater ia les de Proteccin Pg.66
Capitulo VII Lesiones t picas en el hormigonado en tiempo fro.
7.1 General idades. Pg.71
7.2 Elaboracin. Pg.71
7.3 Colocacin y curado del hormign. Pg.72.
Capitulo VII I Pruebas de temperaturas iniciales a pastas de cemento.
8.1 In t roducc in Pg.86
8.2 Objet ivos Pg.86
8.3 Ma teriales Pg.86
8.4 Desarrol lo Pg.87
8.5 Conclusiones Pg.92
Capitulo IX Conclusiones. Pg.95.
Bibliografa Pg.99.
1
Capitulo 1.
Introduccin
. El concepto hormigonado en tiempo fro tratado en esta
tesis se debe comprender como el proceso completo de un
hormign que va, desde su elaboracin, hasta su puesta en los
moldajes, y retiro de estos mismo. Pasando por los cui dados que se
deben tener con este t ipo de hormigones especiales antes de su
colocacin y el t iempo de curado que se le debe entregar.
En consiguiente, el tema ser enfocado para cualquier clase
de obra, es decir, pavimentacin, edif icacin, etc., ahora tambin
debe entenderse, que los hormigones en tiempo fro tienen
caractersticas especiales, en el sentido de las condiciones
climticas, que por lo dems es el nico factor en cual se diferencia
con los hormigones convencionales y por ellos su fabricacin no es
diferente a los hormigones bajo condiciones cl imticas normales.
Ahora, bajo que condiciones se entiende que un hormign se
esta elaborando, transportando y colocando en tiempo fro, para
esto nos remitiremos a las normas NCh170of85, ACI306 -1. de
acue rdo a lo anterior, la NCh170of85 define hormigonado en tiempo
fro es cuando en los siete das previos al hormigonado haya uno
o ms das con temperatura media inferior a 5C, por lo dems,
debe entenderse como temperatura media, a la temperatura
promedio entre la temperatura mnima y la temperatura mxima
dentro de un periodo de 24horas. En consiguiente, ACI306 -88
COLD WATER CONCRETING define tiempo fro como un periodo
donde, por ms de 3 das consecutivos existen las siguientes
condiciones; 1) la temperatura promedio diaria del aire es
2
menor a 5C y 2) la temperatura del aire no es mayor a 10C
durante ms de la mitad de un periodo cualquiera de 24 horas. En
consecuencia, se plantearan dos posibles escenario y que nos
servirn como base de referencia para el desarrollo de esta tesis,
siendo el primero de ellos, cuando la temperatura ambiente se
encuentre entre 5C y 10C, no hay nieve, ni escarcha, pero si la
temperatura de igual forma afecta al hormign y el otro escenario
ser, cuando la temperatura se encuentra bajo los 0C y ms,
adems con presencia de bastante nieve haciendo el escenario mas
desfavorable para el hormign y donde la forma de enfrentar el
problema es dist into al escenario sealado primeramente.
A dems, se realizara en la parte prctica una evaluacin a
las temperaturas generadas por pasta de cemento, para poder
comparar el calor de hidratacin generado por la reaccin del
cemento y agua, con dos tipos de cemento, el primero portland y el
segundo un cemento de alta resistencia.
Sin perjuicio de lo anterior, se omitir colocar informacin
referente a los ensayos que se realizn a los hormigones que se
fabricn y se colocn fuera de las temperaturas sealadas, debido a
que, estos hormigones son elaborados en condiciones climticas
normales y por lo dems seria redundar en el tema de los
hormigones, debido a que, existe bastante informacin en cuanto a
su fabricacin y los ensayos que deben realizarse.
3
Objetivos.
Hormigonado en tiempo fro, el objetivo que busco al
desarrol lar este tema, consiste principalmente en formar un criterio
con el cual, se pueda desarrollar en forma exitosa la elaboracin,
transporte, colocacin y curado del hormign bajo los dos posible
escenario sealado en la introduccin, y para ellos usare como
referencia terica las normas NCh170of85 y ACI306 -88 e
informacin obtenida a travs del instituto chileno del hormign y
el instituto mexicano del cemento y del concreto y por ultimo
cement asocciation of canada. Y en la parte practica informacin
entregada por profesionales que han desarrollado trabajos en las
zonas de porvenir y en la minera de Ins de Collahuasi y la
experiencia particular en la construccin de casas en sectores
cercanos a la cordil lera en la zona central.
En consiguiente, tambin se realizar un prueba de
temperatura a pastas de cemento, donde se evaluaran las
temperaturas de cuatro muestras de pasta de cemento, en donde se
averiguara s el cemento de alta resistencia en conjunto con un
aditivo acelerador tendr una mayor temperatura que las otras tres
muestras anteriores y si realmente ser necesario su uti l izacin en
un hormigonado en tiempo fro
4
5
Capitulo 2.
2.1 Definicin de t iempo fro.
Segn la NCh 170 of 85, en la seccin 10.4.1 nos indica:
Cuando en los sietes das previos al hormigonado haya uno o
ms das con temperatura media inferior a 5C.
Segn la norma ACI306-1, cold weather , en la seccin 1.2
definiciones indica: un periodo donde, por mas de 3 das
consecutivos existen las siguientes condiciones: la temperatura
promedio diaria del aire es menor a 5C; la temperatura del aire no
es mayor a 10C durante ms de la mitad de un periodo cualquiera
de 24 horas.
Nota . La temperatura media del aire, ser la temperatura
determinada por el promedio entre la temperatura mxima y la
temperatura mnima que ocurran durante un periodo comprendido
entre dos medias noches.
2.2 Referencia a las normativas vige ntes.
Al hablar sobre las normas que regulan este tema, solo
puedo referirme a la norma ACI306-1, debido a que, sobre est
estn basadas las dems normas de los pases americanos, o es
posiblemente la que ms detalla sobre el tema, porque se recopilan
probablemente todos los estudios desarrollados en base a la
confrontacin del hormign al clima fro, y as se demuestran las
normativas o cdigos de los pases como por ejemplo es el caso de
Mxico que a travs de su instituto del cemento y del concreto de
Mxico, y tambin es el caso de Canad a travs de su Cement
Association of Canada.
6
Los principales objetivos de estas normas son las de
evitar los daos al hormign; ocasionados por el congelamiento en
las etapas tempranas; problemas por el grado de saturacin del
hormign recin colocado, el cual disminuye conforme el hormign
gana madurez y donde, el agua de mezclado se combina con el
cemento durante la hidratacin. Bajo tales condiciones, el grado de
saturacin cae a un nivel crtico donde un ciclo de hielo/deshielo le
causara dao En consecuencia, se debe asegurar que el hormign
desarrolle la resistencia requerida para poder retirar los moldajes,
puntales, y as tener la seguridad de poder cargar la estructura
durante y despus de la construccin.
Adems, se debe mantener las condiciones de curado que
protejan el desarrollo normal de la resistencia sin usar calor
excesivo y sin ocasionar una saturacin crt ica del hormign al f inal
del periodo de proteccin
Por lo tanto, se deben limitar los cambios de temperaturas
rpidos, especialmente antes de que el hormign haya desarrollado
la resistencia suficiente como para soportar los esfuerzos trmicos
inducidos. Enfriamientos rpidos en la superficie o diferenciales de
temperaturas importantes entre la supe rficie y el ncleo del
hormign pueden ocasionar agrietamiento. El curado u otros medios
de proteccin deben retirarse gradualmente de forma que la
temperatura de la superficie disminuya gradualmente durante un
periodo de 24 horas.
7
Capitulo 3.
3.0 Elaboracin del hormign.
3.1 Eleccin del mater ial .
3.1.1 ridos.
El material ptreo ocupa ms o menos el 80% del volumen
del hormign de cemento y sus finalidades son las de colaborar en
la neutralizacin de las tensiones internas que se originan en la
contraccin de la pasta. El rido para su integracin en el hormign,
debe cumplir ciertas condiciones, como por ejemplo. Las
condiciones de trabajabil idad (condiciones de granulometra,
contenido de granos finos, etc.), condiciones de resistencia propia
(resistencia a la abrasin, partculas blandas, etc.) y por ultimo
condiciones de estabil idad fsico -qumico. (inalterabil idad ante los
compuestos producidos durante el proceso de fraguado de la pasta,
ciclos alternados de temperatura y humedad. Especialmente ciclos
alternados de temperatura bajo y sobre cero, etc.), por lo tanto la
eleccin del material esta condicionada a las caractersticas que se
desea entregar a la fabricacin del hormign y es recomendable que
presenten una baja absorcin de los r idos.
3.1.2 Cemento.
Existiendo distintas clases de cemento, en Chile los cementos
se clasif ican en:
1) Cementos PORTLAND, si estn compuestos por clnker y
un bajo porcentaje de yeso.
2) Cementos SIDERURGICOS, compuestos de clnker ms
8
escoria bsica granulada de alto horno y yeso:
a) Cementos Prtland Siderrgicos: Si el porcentaje de escoria
granulada de alto horno es inferior al 30%.
b) Cementos Siderrgicos: si el porcentaje de escoria granulada
de alto horno est presente en porcentajes comprend idos entre 30 y 75 %.
3) Cementos PUZOLANICOS, compuestos por clnker,
puzolana y yeso.
a) Cemento Prtland Puzolnico: si el porcentaje de puzolana es
inferior a 30 %.
b) Cementos Puzolnicos: si el porcentaje de puzolana est entre
30 y 50 %.
La condicio nante esta dada por el requerimiento planteado en
el diseo del hormign, es decir, no se precisa de un cemento con
caractersticas especiales para la elaboracin de hormigones al
igual que los materiales uti l izados. Pero, el t ipo de cemento usado
en la elaboracin del hormign influir en el periodo de proteccin,
como por ejemplo: si se util iza un cemento de grado de alta
resistencia, en comparacin con un cemento Prtland de grado
corriente. El primero alcanzara la resistencia de diseo en menor
tiempo que el segundo, y por lo tanto, el periodo de proteccin ser
menor con respecto al cemento Prtland de grado corriente.
3.1.3 Agua.
Desempea dos roles en su calidad de componente del
hormign. Participa en el proceso de hidratacin del cemento, el
cual no puede tener lugar sin su presencia y adems, otorga
trabajabil idad necesaria al hormign siendo determinante para
9
definir su fluidez. En consecuencia, para su incorporacin en el
hormign, el agua debe presentar ciertas caractersticas de calidad
las cuales aparecen definida en NCh 1498 y son las siguientes: El
uso del agua potable est permitido sin controlar su calidad; el agua
de mar slo puede uti l izarse en la preparacin de hormigones de
resistencia especificadas a 150 kg/cm2 ; el agua con contenido de
azucares, en las formas de sacarosas o glucosa, no puede ser
empleada en la confeccin de hormigones, y por ultimo, las aguas
de orgenes desconocidos deben ser sometidas a anlisis qumicos,
debiendo atenerse su composicin a los l imites sealados en la
tabla 2.8 requisitos qumicos del agua segn NCh 1498.
3.2 Aditivos.
Son productos introducidos en el hormign, que permiten
modificar las propiedades en forma controlada, aun cuando los
adit ivos son componentes eventuales en el hormign, existen
momento o condiciones donde su uso es imprescindible.
De esta manera su uso estar condicionado por: Que se
obtenga el resultado deseado sin tener que variar sustancialmente
la dosificacin bsica; que el producto no tenga efectos negativos
en otras propiedades del hormign; y que un anlisis de costo
just i f ique su empleo.
El uso de este componente, en la fabricacin de hormign,
para un hormigonado en tiempo fro, requiere de al menos dos tipos
de adit ivos, los cuales son los siguientes.
10
3.2.1 Incorporador de aire.
Es un producto que naci de una experiencia imprevista,
donde en 1932 se observo en los Estados Unidos que algunos
tramos de una carretera resistan mejor el efecto del hielo que
otros. Al analizar un trozo de hormign, se pudieron percatar que,
este contena una gran cantidad de micro burbujas de aire,
determinndose que haba sido confeccionado con cemento
procedente de fbricas que usaban en la molienda aditivos a base
de aceite vegetal o de jabn. En consecuencia, hizo resaltar el
efecto del aire incorporado sobre la resistencia del hormign a los
procesos de hielo -deshielo, lo que fue confirmado por experiencias
posteriores.
El hormign, adems de sus componentes slidos, tambin
contiene burbujas de diferentes formas y dimensiones variadas,
proveniente del aire atrapado y fraccin de agua de amasado que
se evapora. En cambio, al uti l izar un Incorporador de aire se
producen micro burbujas esfricas cuyos dimetros oscilan entre 25
y 250 con una distancia entre ellos de 100 a 200. Entonces, para
otorgar resistenc ia a las heladas interesa particularmente que las
burbujas sean pequeas. La pasta de cemento esta protegida contra
lo efectos del hielo / deshielo, si el factor de distancia es menor a
0,20mm.
El mecanismo de accin del Incorporador de aire funciona
durante el amasado del hormign, donde se forman burbujas de
diferentes tamaos, debidos a los movimientos internos de los
materiales del hormign. Un hormign convencional, sin aditivos,
prcticamente no puede contener burbujas inferiores a 0,1 y 0,2
11
mm. puesta que estas se disuelven en el agua. Al introducir
Incorporador de aire, en una pasta de cemento, quedan adsorbidos
sobre la superficie de las partculas de cemento formando una
delgada capa de fi lamento de naturaleza hidrfoba (repulsin al
agua), orientados desde la superficie de estas ltimas hacia la fase
acuosa entre los granos slidos y con su fase polar adherida a la
superf icie de los granos de cemento.
La cantidad y caracterstica de aire incorporado depende de
numerosos factores, como tipo y cantid ad de adit ivo, t ipo y dosis de
cemento y docil idad del hormign.
La cantidad de aire y tamao de las burbujas de aire
incorporado aumentan con la mayor fluidez del hormign. En
relacin con este ultimo aspecto, pueden sealarse los siguientes
valores.
Las caractersticas del hormign tambin inciden en la
cantidad de aire incorporado. Entre el las pueden mencionarse
a) Proporcin de mortero en el hormign.
Cuadro 3 .1 , Relacin entre la razn agua /cemento y el tamao de las burbujas
12
b) Tamao mximo del rido grueso.
c) Contenido de granos f inos entre 0,2 y 0,8 mm.
Las condiciones ms inf luyentes en la cantidad de aire
incorporado son
a) Tiempo de amasado: Un amasado muy prolongado hace
perder parte del aire, el remanente es de un dimetro ms
pequeo puesto que las burbujas ms grandes son ms
inestables, tendiendo a romperse o a sal i r a la superf ic ie
b) Condiciones de transporte: Mientras ms trepidaciones y
traspasos experimenta el hormign en su transporte mayor es
la cantidad de aire perdido.
c) Condiciones de compactacin: Una cierta cantidad de
aire puede perderse por efecto de la compactacin si su
energa es muy elevada y el tiempo de vibracin prolongado,
especialmente si la docil idad del hormign es alta .
Por las razones expuestas, la cantidad de aire incorporado
debe controlarse sistemticamente, a travs del Mtodo Gravmetro,
normalizado en NCh 1564. Hormign, determinacin de la densidad
aparente, del rendimiento, del contenido de cemento y del contenido
de aire del hormign fresco y en el hormign endurecido, el
contenido de aire, distancia entre burbujas y otros parmetros
pueden ser determinados mediante observacin microscpica
efectuada segn ASTM C -457.
Solamente para determinar el contenido de aire en el
hormign fresco, detallado en la Nch1564of79 se proceder a
sealar en esta tesis, Calcular el conteni do de aire del hormign
fresco de acuerdo con una de las formulas siguientes, aproximando
13
al 1%:
En que:
A = contenido aproximado del aire del hormign fresco, %;
Va = volumen aparente del hormign fresco elaborado en cada
amasada, m 3;
V r = volumen real del hormign fresco elaborado en cada
amasada, m 3, calculado segn la formula:
En que:
V r c , V ra, V rg , Vw son los volmenes reales de todos los
materiales incorporados a la amasada.
O bien.
En q ue:
?a = densidad aparente del hormign fresco, Kg/m 3;
?r = densidad real del hormign fresco, Kg/m3 , calculada
segn la formula.
14
NOTAS.
1) El volumen real de cada material corresponde a su masa
dividida por su densidad real.
2) Para los ridos se debe determinar la masa y la
densidad real en condicin de saturados superficialmente
secos, de acuerdo con NCh1116 y NCh1117.
3) Para el cemento se debe determinar la densidad real
segn NCh154.
4) La densidad real del hormign fresco es una
determinacin de laboratorio, cuyo valor se estima constante
para todas las amasadas elaboradas con los mismos
materiales y la misma dosif icacin.
El efecto que se produce con la incorporacin de micro
burbujas es el aumento de la resistencia del hormign frente a los
ciclos alternados de hielo-deshielo, que se pueden producirse en
los periodos en que la temperatura ambiente desciende bajo 0C,
caso en el cual su empleo debe considerase imprescindible.
Sin embargo, la incorporacin de aire tiene otros efectos
secundarios de importancia, como por ejemplo, que las burbujas de
aire incorporado en el hormign actan como cmaras de expansin
frente al aumento de volumen que experimenta el agua al
transformarse en hielo. Ello permite reducir las presiones
hidrulicas y, con ello, las tensiones internas que se originan por
este motivo, impidiendo as el deterioro progresivo que se
producira en un hormign que no contenga aire incorporado.
15
En consecuencia, para que se induzca el mecanismo
protector, las burbujas de aire no deben estar saturadas de
humedad, lo cual se logra al emplear compuesto aninicos, los
cuales actan produciendo fi lamentos hidrfobos. Por otra parte,
debe tenerse en cuenta que la eficacia de un aditivo Incorporador
de aire, depende tanto de, la cantidad total de aire incorporado,
como del tamao y distancia entre burbujas, siendo ms efectivo
mientras ms pequeas sean y a menor distancia se encuentren.
En relacin con lo anterior, la experiencia practica, evaluada
por el centro tecnolgico del hor mign, indica que, para asegurar la
proteccin de hormigones expuestos a ciclos de hielo-deshielo,
deber incorporarse del orden de 3% a 6% de aire segn el tamao
mximo del rido
NOTAS:
1.- En los hormigones de grado superiora H 35, el contenido
de ai re se puede reducir en un punto porcentual.
2.- las cifras indicadas tienen una tolerancia de 1,5 puntos
porcentuales.
Cuadro 3 .2, Contenido de a ire recomendado para el hormign expuesto a ciclos de hielo -deshie lo,
segn NCh170of85
16
Adems, las burbujas de aire formadas en el hormign fresco
actan al mismo tiempo como un fluido, aumentando su docilidad, y
son inertes , ya que, por su tamao, equivalen a partculas de
tamao inferior a 2 Mm., con la ventaja de tener de coeficiente de
forma, ser elstico y deformable, lo que permite deslizarse sin
rozamiento.
Por otra parte, en el hormign endurecido, las microburbujas
producidas por el adit ivo incorporador de aire se interponen en la
red de canalculos interna que existe en todo hormign, lo cual
permite l imitar la ascensin de agua por capilaridad. El hormign
resultante es, en consecuencia, ms impermeable e, indirecta mente
por el lo ms resistente a la accin de agentes agresivos
Nota: siempre deben respetarse las indicaciones de los
fabricantes de los adit ivos.
3.2.2 Aceleradores o acelerantes.
Cuadro 3 .3 , Resumen de la apl icacin de los incorporadores de a ire en e l hormign entregada por e l l ibro ADITIVOS del Insti tuto del cemento y del
hormign de chi le.
17
Son productos que favorecen la disolucin de los
consti tuyentes anhidros del cemento, su disolucin o velocidad de
hidratacin se debe al cloruro de calcio que es el acelerante por
excelencia, sin embargo, tambin actan como acelerantes el
cloruro sdico, amnico, y frr ico.
Con el cloruro de calcio el t iempo de iniciacin del frag uado
puede reducirse a menos de la mitad del normal. Al ser mayor la
velocidad de desprendimiento de calor en las primeras horas del
hormign, este acelerante permite el hormigonado en tiempo fro,
debido a que, el calor desprendido contrarresta en parte el fro
exterior.
Las ventajas que otorga este aditivo al hormign son; que el
cloruro de calcio mejora la docilidad de los hormigones y aumenta
su compacidad, no alterando la resistencia final del mismo y no
produciendo regresin de el las, como ocurre con otros cloruros.
Este aditivo tiene la inconveniente de que puede dar lugar a
eflorescencia y corrosin de las armaduras, especialmente si el
hormign se encuentra en ambiente hmedo, puede emplearse con
cualquier cemento portland pero no con morteros de cal o con
cemento aluminoso.
El cloruro de sodio tiene un comportamiento similar al de
calcio aunque ms moderado en el calor de hidratacin. Se han
observado perdidas en resistencia en los hormigones en los que se
ha uti l izado y esto ha motivado el que se prescinda de su empleo.
Actualmente se esta uti l izando mucho los acelerantes a base
de aluminato de sodio por su gran eficacia y carencia de efectos
18
secundarios; sin embargo, cuando el hormign vaya a estar en
contacto con terrenos ricos en sulfatos hay que tener en cuenta que
la cantidad de aluminato ser, en este caso, la suma que contiene
el cemento ms el que contiene el adit ivo.
Generalmente los acelerantes clsicos producen altas
resistencia a edades cortas, pero las resistencias pueden disminuir
a edades mayores. Actualmente se han desarrollado acelerante
ecolgicos, l ibres de lcalis, a base de sales orgnicas en los que
no se dan estas disminuciones de resistencia a largo plazo.
Los acelerantes pueden ir asociados con otros adit ivos
formando combina ciones binarias con hidrfugos, plastif icantes,
aireantes, etc.
Dada la influencia que la temperatura tiene en las reacciones
qumicas se comprende la importancia que esta tiene en la eficacia
de dichos adit ivos.
Los acelerantes encuentran su principal aplicacin en la
prefabricacin del hormign en tiempo fro al permitir los
desencofrados rpidos, cuando se requiere reducir el t iempo de
curado, para disminuir las presiones sobre los encofrados,
obturacin de escapes de agua a travs de f isuras, trabajos en
tneles y galeras con paredes hmedas, en trabajos martimos
entre dos mareas, en hormigones y morteros proyectados, etc.
A continuacin el cuadro n4 resume las propiedades y
aplicaciones de los aceleradores o acelerantes
19
3.2.3 Plastificantes y superpastificantes.
Corresponden a una nueva generacin de aditivos
plastif icadores en base a productos melamnicos o naftalnicos,
constituyendo una evolucin de los aditivos reductores de agua, que
en la adsorcin y capacidad de dispersin del cemento es mucho
ms acentuada.
Los efectos principales que se derivan de la incorporacin de
algn componente tensoactivo son por una parte la ionizacin de los
f i lamentos del adit ivo que produce la separacin de los granos de
cemento entre s, conduciendo a una efectiva de sfloculizacin, y,
por otra parte, las molculas de aditivo son absorbidas y se orientan
en la superficie de los granos de cemento en un espesor de varias
molculas, de lo que resulta una lubricacin de las partculas.
Para entender mejor el funcionamiento de estos adit ivos se
hace preciso recordar el comportamiento agua -cemento en el
proceso de mezclado y fraguado del hormign. Como sabemos,
Cuadro 3 .4, Resumen de la apl icacin de los Aceleradores de fraguado en el hormign entregada por e l l ibro ADITIVOS del Inst i tuto del cemento y
del hormign de chi le.
20
primero se forma la pasta aglutinante producto de la lubricacin de
las partculas de cemento y de rido tras la adsorcin del agua, y
luego esta pasta se vuelve cementante producto de la reaccin
qumica que se l leva a cabo entre ambas al iniciarse el fraguado.
En la primera de estas etapas es cuando se produce la mezcla
de los componentes y las primeras reacciones electroqumicas entre
agua y cemento, apareciendo las caractersticas del hormign
fresco como trabajabil idad, doci l idad, consistencia, etc.
Estas caractersticas estn gobernadas principalmente por las
reacciones electroqumicas producidas entre las molculas de agua
y los granos de cemento, los que poseen un gran nmero de iones
en disolucin en su superf icie. Estos iones t ienden a formar, debido
a una afinidad electroesttica, f lculos o capas de solvatacin al
entrar en contacto con el agua durante la ope racin de amasado.
Dichos flculos ejercen dos efectos nocivos en la masa de
hormign.
- Impiden la dispersin uniforme de las partculas de cemento
en la masa de hormign.
- Retienen cierta cantidad de agua en el interior de su masa
que incide negativamente en la porosidad final del material por no
ser util izable para lubricar la masa ni para la lubricacin de los
granos de cemento.
Los efectos nocivos de la floculacin pueden ser
contrarrestados, al menos en parte, mediante la incorporacin a la
masa de hormign de ciertos compuestos qumicos tales como
policondensados de naftaleno y formaldehdo, tambin llamados
21
superplastif icantes, reductores de agua de alto rango o
superfluidif icantes.
Estas adiciones actan neutralizando las cargas elctricas
que se encuentran sobre la superficie de las partculas de cemento
y, por consiguiente, evitando la formacin de flculos. La forma
lineal y alargada de estas molculas orgnicas les permite recubrir
por completo la superficie de los granos de cemento incorporndo le
cargas de signo negativo, provocando una fuerza de repulsin entre
las partculas de cemento dif icultando el fenmeno de la f loculacin.
Sin embargo como consecuencia del efecto envolvente de
estas molculas puede ocurrir que, en altas dosis se produzca un
efecto de retardo de la hidratacin de los granos.
En el modo de accin de los superplastif icantes pueden
considerarse tres etapas consecutivas:
Adsorcin de los polmeros por parte de las partculas de
cemento en la etapa de transicin slido - lquido.
Carga de la superficie de los granos con fuerzas
electroestticas de repulsin por tener el mismo signo.
Aparicin de tensiones superficiales que aumentan la
distancia entre partculas.
Nota: siempre deben respetar las indicaciones de los fabricantes de
los adit ivos
La empresa SIKA. Tiene una solucin que contiene los
aditivos antes mencionado, ms un aditivo fluidif icante o
plastif icante, que su descripcin esta inserta en el manual de
empleo del producto, entregado por la empresa SIKA denominado
22
como FRIOLITE -C y que se da a conocer a continuacin,
existiendo adems otros producto que se encuentran en el mercado
de los adit ivos:
Anticongelante para hormign de gran calidad, para
hormigonado a temperaturas extremas.
Nota : Los anticongelantes son prod uctos solubles, anlogos a los
acelerantes, que activan la hidratacin del cemento. Ello permite
obtener desprendimiento ms rpido del calor de hidratacin del
cemento, aumentando as en algunos grados la temperatura del
hormign durante el amasado.
Por o tra parte, rebajan la temperatura de congelacin del
agua del hormign.
Estos efectos combinados permiten que el hormign se
endurezca antes que se produzca congelamiento por efectos de las
bajas temperaturas durante el hormigonado en t iempo fro.
Descripcin
El FRIOLITE-oC es un aditivo para hormign que permite la
fabricacin en invierno de un hormign de gran calidad cuando se
temen fros intensos, heladas o temperaturas bajas extremas. Est
exento de cloruros. Se presenta en forma de polvo y de lquido .
Usos.
FRIOLITE-oC es un adit ivo anticongelante que se uti l iza para
proteger el hormign que pueda estar expuesto a temperaturas
ambientales de hasta -10C/-12C.
Conviene para todo tipo de hormign: en masa, armado,
23
pretensado, suelos de calefaccin.
Construcciones de elementos finos y muy armados y en
hormigones estancos de cal idad.
Ventajas
El FRIOLITE -oC rene en un solo producto las ventajas de sus
tres componentes:
Un anticongelante que permite el fraguado y el endurecimiento
del hormign a baja temperatura.
Un fluidif icante que reduce al mximo el agua de amasado y
hace al hormign ms manejable.
Un aireante que ocluye microburbujas en la masa mejorando la
resistencia del hormign, una vez endurecido, a los ciclos de
hielo -deshielo.
Adems de la proteccin contra la accin de las heladas, el
hormign endurecido es ms impermeable y duradero, presenta
mayor resistencia a los ciclos de hielo y deshielo, as como una
considerable resistencia contra la inf luencia de la sal de deshielo.
Datos Tcnicos
Tipo: Polvo: aluminatos reactivos
Lquido: nitratos modificados
Aspecto :
Polvo: blanco.
Lquido: marrn.
24
Densidad: Lquido: 1,25 kg/l
Contenido de slidos: Lquido: aprox. 36%
pH: Lquido: aprox. 7
Condiciones de almacenamiento: Al resguardo de las heladas.
Conservacin:
2 aos desde su fecha de fabricacin en sus envases
de origen bien cerrados y no deteriorados.
Presentacin:
Polvo: en cajas con 10 bolsas de 1 kg.
Lquido: en garrafa de 30 kg y bidn de 250 kg.
Dosif icacin
2% del peso de ce mento.
Modo de empleo
Mezclado
El FRIOLITE-oC Polvo se mezcla en seco con el cemento y los
ridos antes de incorporar el agua de amasado.
El FRIOLITE-oC Lquido se aade directamente al agua de
amasado.
Indicaciones importantes .
Aunque se uti l ice el FRIOLITE-oC no hay que dejar de
observar las reglas que se siguen normalmente durante la
fabricacin y colocacin de un hormign de calidad. Adems
durante el hormigonado en tiempo de helada hay que realizar con
esmero:
25
Una buena preparacin: el cemento, agua y ridos se
protegern de las heladas, calentndolos si fuera necesario.
Se eliminarn el agua, nieve y hielo que pudiera existir sobre
el soporte, calentando las armaduras y los encofrados por
encima de 0C si es preciso. Deben colocarse encofrados que
eviten la prdida de calor.
Un buen hormigonado: mxima cantidad posible de agua de
amasado y contenido suficiente de cemento. La temperatura
del hormign fresco debe estar por encima de + 5C. El
hormign debe compactarse bien por vibracin.
Un buen trata miento posterior: se proteger el hormign contra
las prdidas de calor y de humedad, cubrindolo y aislndolo
con cuidado.
Se deber prolongar los plazos de desencofrado en el nmero
de das en que la temperatura haya estado por debajo de 0C a
partir del momento de la confeccin del hormign.
3.3 Preparacin de la mezcla.
3.3.1 Temperatura de la mezcla.
En el clima fro, la temperatura de mezclado se debe
controlar, de modo que cuando se coloque el hormign, en el lugar
donde exista una baja temperatura prominente y de acuerdo al
planteamiento de un hormigonado en tiempo fro, su temperatura
debe contribuir a una menor perdida de calor y no encontrase a bajo
de los valores recomendados en las tablas entregadas por la Norma
Chilena Nch170of85, a fin de evitar el congelamiento en etapas
tempranas del hormign. Por consiguiente, es recomendable,
26
ajustar la temperatura de la mezcla, regulando la temperatura del
agua de amasado que puede ajustarse fcilmente a la temperatura
deseada, mezclando agua caliente y fra , debido a lo difci l que
resulta calentar los agregados uniformemente a una temperatura
determinada.
En clima fro las mezclas deben preparase para que tengan un
mnimo de exudacin, o si se produce, el agua se debe extraer de la
superficie .
Cuadro 3 .5, Relacin del espesor del e lemento a hormigonar con la temperatura mnima de colocacin del hormign, segn NCh170of85
chile.
Cuadro 3 .6, Relacin entre la temperatura de colocacin del hormign y la temperatura ambiente, nos entrega la temperatura de la hormigonera, ,
segn NCh170of85.
27
La razn agua cemento en una mezcla para un hormign en
tiempo fro debe ser baja. Porque, cuando el hormign se encuentra
a la temperatura de congelacin, el agua contenida en los poros
capilares de la pasta y de los ridos se congela, aumentando su
volumen en un 9%, produciendo una rotura inicialmente pequea y
superficial lo que ir destruyendo el hormign a travs del t iempo,
por esto tambin debe ser muy bien compactado y adems de los
incorporadores de aires, mencionados tendran como consecuencia
dos hechos, uno de ellos es bloquear las capilaridades y
proporcionar espacio que al iviar el acrecentamiento de volumen.
3.3.2 Calentar agua de amasado.
El agua de amasado debe estar a una temperatura regulada y
se debe evitar las f luctuaciones en la temperatura d el hormign.
Se conoce que el contacto prematuro del agua muy caliente,
ocasiona grumos al mezclarse con cantidades importantes de
F ig 3. 1, Capi lar protegido con una burbuja de a i re, e l cual se enfrentado a
Ciclo de hielo deshielo.
28
cementos. Cuando el agua supera los 80C puede ser necesario
ajustar el orden de mezclado de los componentes del hormign, de
forma de agregar el agua y los agregados gruesos antes del
cemento y disminuir la adicin de agua mientras se carga el
cemento.
A f in de facil i tar el mezclado se debe colocar en primer lugar
partes de agua cal iente, ya sea antes de los agregados o
junto con ellos, a f in, de prevenir que se aglomeren en el fondo de
la betonera, los agregados gruesos deben cargarse primero y el
cemento despus de los agregados, como parte final se debe
colocar la parte de agua restante a una rapidez moderada.
El agua cercana al punto de ebull icin puede usarse si se
comprueba que las temperaturas resultantes del hormign se
encuentra entre los l imites sealados en el cuadro 2.6.
La temperatura normal de calentamiento del agua de amasado
es de 60 C.
3.3.3 Calentar los agregados.
Cuando los agregados estn libres de hielo o escarcha, y se
requiere alcanzar una temperatura determinada en la elaboracin
del hormign, esta se lograr solamente calentando el agua de
amasado, pero cuando la temperatura del aire es menor a 4C
eventualmente puede ser necesario calentar los agregados tambin.
Ahora si, los ridos estn secos y libres de hielo la temperatura de
mezclado puede obtenerse calentado adems del agua de amasado,
la arena, la cual no es recomendable calentar sobre los 40 C y en
caso, que se necesitare, se debiere ajustar la temperatura de los
29
otros agregados que componen el hormign.
Para calentar los agregados, la mejor forma de realizarlo es a
travs de la circulacin de vapor por medio de tuberas. Cuando los
ridos se descongelen o se calientan, es conveniente cubrir la
superficie expuesta al medio ambiente de estos, en la medida de lo
posible a fin de mantener una distribucin de calor uniforme y de
evitar la formacin de superf icies de material congelado.
Cuando las circunstancias requieran del deshielo de una
cantidad considerable de material que est a temperatura
extremadamente baja, los chorros de vapor puede constituir el nico
medio prctico de proporcionar calor necesario. En este caso el
deshielo debe realiza rse con anticipacin para que en el momento
de la dosificacin el material pueda alcanzar un equil ibrio sustancial
en el contenido de humedad, como en la temperatura.
Debe evitarse el sobrecalentamiento de modo que las
temperaturas no excedan los 100C y la temperatura promedio no
exceda los 65C cuando se vacen los agregados a la betonera.
3.4 Calculo de la temperatura de la mezcla.
Lo que determina el instituto americano del concreto, dice si
se conoce los pesos y temperatura de todos los constituyentes y el
contenido de humedad de los agregados, la temperatura final de la
mezcla del hormign puede estimarse con la siguiente frmula.
Ecuacin 2-1, ACI 306 -1 Cold Weather
30
T: Temperatura final del hormign (C)
Ts: Temperatura del rido fino (C)
Ta: Temperatura del rido grueso (C)
Tc: Temperatura del cemento (C)
Tw: Temperatura del agua de amasado (C)
Wc: Peso del cemento (kg)
Ws: Peso rido f ino saturado superficie seca (SSS) (kg)
Wa: Peso rido grueso SSS (kg)
Ww: Peso agua de amasado (kg)
Wws: Peso agua l ibre en rido f ino (kg)
Wwa: Peso agua l ibre en rido grueso (kg).
La ecuacin (2 -1) se deriva al considerar el equil ibrio del
balance de calor de los materiales antes y despus de mezclarlos y
suponiendo que el calor especfico del cemento y los ri dos son
iguales a 0,22 Kcal/(Kg C).
Si la temperatura de uno o ambos ridos est bajo 0C, el
agua contenida en ellos (agua l ibre) se congelar. As, la ecuacin
debe ser modificada sustituyendo el trmino (Ts Wws) por
Wws(0.50Ts - 80) si la arena est congelada, o (Ta Wwa) por
Wwa(0.50Ta - 80) si la grava est congelada, estos cambios se
realizan debido a la necesidad de transformar el hielo en agua, y
31
poder elevar la temperatura del agua libre hasta la temperatura final
de la mezcla. El calor especifico del hielo es de 0,5 Kcal/(Kg C).y
el calor de fusin del hielo es de 80 Kcal/(Kg C).
NOTA: Ahora se aplicara la formula a un ejercicio con valores
ficticios, con el objetivo de clarificar aun ms, y tambin se
proceder a comentar paso a paso la aplicacin de esta.
Aplicacin De la Formula .
Supongamos una dosificacin bajo las siguientes condiciones
y presentados en el siguiente ejemplo.
Datos del ejercicio .
Elemento a hormigonar, muro de 25cm de espesor.
Temperatura ambiente 0C a 5C.
Dosif icacin en peso seco, absorcin y humedad de ridos y
temperaturas:
Materiales Dosif.
En peso seco
Absorcin %
Humedad %
Temperat. C
Cemento 300Kg *** *** 13 Grava 1050Kg 1 1,2 5 Arena 860Kg 2 7,0 8
Agua libre 160Kg *** *** 9 Agua total (ri seco) 188Kg *** *** ***
Las siguientes definiciones son extradas de la NCh170of85 y
el l ibro Propiedades del hormign, del instituto del cemento y el
hormign de chi le.
Agua de amasado : agua que contiene el hormign fresco,
descontada el agua absorbida por los ridos hasta la condicin
de saturados superficialmente secos.
32
Absorcin: es el contenido total de humedad interna de un
rido en condicin de saturado superficie seca y es una
medida de la porosidad del mismo. Se determina por la
diferencia de peso entre las co ndiciones saturada superficie
seca y seca al horno.
Humedad : la humead libre de un rido, valor sumamente
importante y necesario para hacer la correccin de dosificacin
por humedad que aportan los ridos, se determina como la
diferencia porcentual entre la humedad total (obtenida por
secado al horno 110C) y la absorcin, o sea: la capacidad de
los ridos para contener humedad libre depende de su tamao;
a menor tamao, mayor capacidad de retencin de agua l ibre.
Agua total: valor que representa al agua que supuestamente se
uti l izara si los ridos se encontraran totalmente secos.
1.- Paso:
Se determinara la temperatura de fabricacin del
hormign, sin alterar la temperatura del agua y los agregados.
Determinacin Agua amasado .
Se realizara primeramente la multiplicacin entre el peso de
los agregados y el porcentaje de Absorcin que contienen los
agregados, por consiguiente, se sumara la cantidad de agua
contenido en los ridos obtenido de la operacin realizada
anteriormente, este contenido de agua ser denotado por Total.
(Agua de amasado) = (Agua total) + (% Absorcin)
% Absorcin:
33
Grava: 1050x1,0% = 10,5 L; Arena: 860x2.0% = 17,2 L.
Total = 10,5+17,2 L = 27,7 L = 28 L.
Agua amasado: 188 + 28 =216 L.
Determinacin Peso rido Saturado Superf icie Seca:
Se multiplicara el peso del agregado seco por el porcentaje de
absorcin y este valor obtenido se le sumara al peso del agregado
seco, obtenindose as el peso del rido saturado superficialmente
seco.
(Peso SSS) = (Pseco) x (1 + Absorcin)
Grava: 1050x(1+1.0%) = 1060.5 kg = 1061 kg.
Arena: 860 x (1+2.0%) = 877.2 kg = 877 kg.
Determinacin Peso rido hmedo :
Se multiplicara el peso del agregado seco por el porcentaje de
humedad y este valor obtenido se le sumara al peso del agregado
seco, obtenindose a s el peso del rido hmedo.
(Peso hmedo) = (Pseco) x (1 + Humedad)
Grava: 1050x(1+1.2%) = 1062.6 kg = 1063 kg;
Arena: 860x(1+7.0%) = 920.2 kg = 920 kg.
Determinacin Agua l ibre en ridos:
Para determinar el agua libre contenida en la superficie de
este, ser la diferencia entre el peso hmedo del agregado y el
peso saturado superficialmente seco. Obtenindose as el agua libre
en cada agregado uti l izado.
(Agua l ibre) = (Peso hmedo) - (Peso SSS)
34
Grava: 1063-1061 = 2 L;
Arena: 920-877 = 43 L.
Estimacin temperatura fabricacin hormign.
Por lo tanto, la temperatura de fabricacin del hormign, sin
modificar la temperatura del agua y de los agregados es de 7,8
C.aprox.
2.- Paso:
Ahora, determinaremos la temperatura que debemos calentar
el agua para alcanzar la temperatura mnima de colocacin que nos
exige la norma NCh170of85 en la tablas presentada en esta tesis.
Determinacin de la temperatura de colocacin.
Segn Tabla 2.3.1, para elementos de espesor menor a 30 cm
la temperatura de colocacin deb e ser 13C.
Determinacin de temperatura de fabricacin:
Segn la Tabla 2.3.2, para temperatura del aire de 0 a 5C y
temperatura de colocacin 13C, la temperatura de fabricacin debe
ser 16C. Por lo tanto, los materiales deben ser calentados
(temperatura actual: 7.8C, se aproxima a 8C).
35
Determinacin temperatura agua amasado para fabricar hormign
a 16C.
Datos.
T de hormign, T de arena, T grava, T cemento
T=16C; Ts =8C; Ta =5C; Tc= 13
Peso arena(sss), Peso grava(sss), Peso cemento
Ws =877 Kg Wa =1061 Kg Wc =300 Kg
Peso agua de amasado, Peso agua libre Arena, Peso agua
l ibre Grava
Ww =115 L Wws =43 L Wwa = 2 L
Tw = 38 C.
La temperatura del agua de amasado debe ser de 38C.
Notar que existen muchas combinaciones de temperaturas de
agua de amasado y ridos que resultarn vlidas. En cada caso,
deber estudiarse en terreno la temperatura adecuada a la que
deben calentarse los ridos
36
Capitulo 4
4.0 Colocacin del hormign.
4.1 Proteccin y cuidados ante de la colocacin.
Consiste en todas las precauciones que se deben tomar
antes de colocar el hormign.
4.1.1 Temperatura de la superficie en contacto con el hormign
fresco.
Consiste principalmente en asegurarse que las superficies
que vayan a estar en contacto con el hormign recin colocado
estn a una temperatura que no pueda ocasionar un congelamiento
prematuro o prolongar el fraguado. Por lo general, estas superficies
de contacto, incluyendo los materiales de la sub -base no necesitan
las temperaturas ser superior de 2C a 3C y de preferencia no ms
de 5C, mas alta que la temperatura de colocacin mnima del
hormign, sealada el cuadro 3 .5.
Cuadro 3 .5 , Relacin del espesor del e lemento a hormigonar con la temperatura mnima de colocacin del hormign, segn
NCh170of85 chi le.
37
4.1.2 Temperatura de empotrados metlicos.
La co locacin de hormign alrededor de la armadura
empotrada y que estn a temperaturas menores al punto de
congelacin del agua, puede ocasionar congelacin de la zona de
contacto del hormign con la armadura metlica, si la armadura
permanece congelada despu s de transcurrida la vibracin final
habr una disminucin constante en la resistencia a la adherencia
entre el hormign y la armadura. En consecuencia, se sugiere que
los empotramientos de aceros que tengan una seccin transversal
mayor a 650 mm2 debe tener una temperatura de al menos 12C
inmediatamente antes de que sea colocado el hormign a una
temperatura de 13C. La ACI (american concrete institute) entrega
recomendaciones, donde se deben hacer estudios adicionales antes
de que se puedan hacerse recomendaciones definit ivas, debido al
fenmeno de las tensiones interna que pueda sufrir el acero al
exponerlo al calor, bajo un ambiente fro como el que se encontrara
eventualmente.
Figura 4.1, Ret iro de escarcha y sobrecalentamiento de la armadura, para que la temperatura del hormign y de la armadura se encuentre casi a
una misma temperatura.
38
4.1.3 Remocin de hielo y nieve.
Todo el hielo, y la escarcha deben quitarse, de manera
que no ocupen el espacio destinado al hormign. Se puede util izar
chorros de aire caliente para remover la escarcha, la nieve y el
hielo de los moldajes. A menos que el rea de trabajo est cubierta,
puede ser necesario llevar a cabo este trabajo justo en el momento
anter ior a la colocacin del hormign con el f in de evitar que se
vuelvan a congelar.
39
La zona donde se va hormigonar se protege con carpas.
En consiguiente, Nunca debe colocarse hormign sobre material
congelado de la superf icie de la sub-base. En ocasiones, la sub-
base se puede descongelar lo suficiente como para colocar el
concreto cubrindola con material aislante durante unos das antes
de la colocacin del hormign, pero en la mayora de los caso
resulta necesario aplicar calor externo. De ser necesario el material
descongelado debe volverse a compactar.
4.2 Cierros utilizados como proteccin.
Los recintos son, probablemente el medio de proteccin
ms seguro, pero tambin el ms costoso. La necesidad de recintos
depende de la naturaleza de la estructura y de las condiciones
climticas (viento y nieve). Su uti l izacin generalmente se realizan
cuando el hormigonado se efecta a una temperatura de -20C,
debido que, deben bloquear el viento y el aire fro para as
conservar el calor dentro del recinto para poder hormigonar. Estos
pueden fabricarse con cualquier material adecuado como madera,
lonas, paneles de construccin o laminas plsticas. Los recintos
hechos de materiales flexibles son menos costosos y mas fciles de
fabricar y ret irar. Los fabricados con materiales rgidos son mas
efectivos para bloquear el viento y mantener las temperatura del
permetro. Adems estos deben ser capaces de soportar las cargas
de viento, de nieve y deben ser razonablemente hermticos, tiene
que contar con suficiente espacio entre la estructura de hormign y
el cierre para que, as pueda circular el aire tibio, adems el techo
del cierre debe tener un suficiente espacio, con el objetivo, que los
trabajadores puedan trabajar en forma cmoda y eficientemente.
40
En estos recintos calentados, los moldajes sirven para
distribuir ms ampliamente el calor. En muchos casos, si se usan
moldajes con aislamiento adecuado, incluyendo los moldajes de
acero, se proporcionar proteccin adecuada que no requerir de
un calentamiento suplementario.
El calor puede proporcionarse por medio del vapor, aire
caliente o calentadores de combustin de distinto tipos. Aunque el
calentamiento mediante el vapor proporciona un medio de curado
ideal, pero ofrece condiciones de trabajo menos que ideales y
puede ocasionar problemas de congelamiento en los alrededores
de permetro del recinto. Los calentadores y ductos deben
colocarse de modo que no ocasionen reas de
sobrecalentamiento o sequen la superficie del hormign. Durante
el periodo de proteccin las superficies no deben estar expuestas
al aire a ms de 11C por encima de la temperatura mnima de
colocacin sealada en cuadro 2.5, a menos que, para un
mtodo aceptado de curado, se requieran temperaturas mayores.
Figura 3.5, Cierros ut i l izados como proteccin y sirve para crear
microcl ima en el inter ior .
41
4.3 Usos de calentadores.
Existen dos tipos de calentadores que son usados en
trabajos de hormigonado en tiempo fro: los de fuego directo y
los de fuego indirecto. Los calentadores de fuego indirecto tienen
un intercambiador de calor en la caldera y expulsan los gases
producidos hacia fuera. Estos calentadores descargan solamente
aire limpio y calientan dentro del rea encerrada. Su uso se
recomienda cuando el hormign, especialmente de pisos y losas,
es colocado en reas encerradas y calentadas. Su sistema
reduce el r iesgo de carbonatacin de la superf icie.
Los calentadores de fuego directo calienten el aire
aspirado conforme este pasa por la fuente de calor. El aire
calentado contiene monxido de carbono y dixido de carbono. En
una rea encerrada y sin venti lacin donde operan estos
calentadores, pueden esperarse altos niveles de monxido de
carbono que amenacen la seguridad de los trabajadores y de
dixido de carbono que daen el hormign fresco. El usos de estos
ultimo, se deben seguir las siguientes recomendaciones entregadas
por los fabricantes, donde la ventilacin del lugar, debe haber
0,28m2 de rea de ventilacin por cada 25.216 Kcal/hora. De calor
continuo. Dos aberturas, una cerca del suelo y otra cerca del techo
proporcionaran el f lujo de aire necesario.
Si el equipo de calentamiento trabaja con gasolina puede
ser necesaria ms rea de venti lacin.
42
Figura 3.6, Generador de aire cal iente en forma indirecta.
Figura 3.7, Genera dor de a ire cal iente en forma indirecta.
43
Figura 3.8, Generador de aire cal iente en forma directa.
Figura 3.9, Generador de aire cal iente en forma directa.
44
Capitulo 5
5.0 Proteccin para el hormign.
5.1 Periodo de protecciones.
Las protecciones necesarias para evitar el congelamiento
temprano deben proporcionarse inmediatamente despus de la
colocacin del hormign. Antes de la misma deben hacerse todos
los arreglos referentes a cubrir, aislar, calentar o cuidar el hormign
recin colocado. Las protecciones deben ser adecuadas para lograr,
en todas las secciones del hormign, la temperatura y condicin de
humedad recomendada en la Temperatura mnima de colocacin
del hormign.
5.1 .1 Duracin del periodo de proteccin.
La duracin del periodo de proteccin puede reducirse s
a) Si se usan cemento de alta resistencia.
Cuadro 2.5 , Relacin del espesor del e lemento a hormigonar con la
temperatura mnima de colocacin del hormign, segn NCh170of85
45
b) Si se usan adit ivos aceleradores de fraguados.
c) Si se usa dosif icacin mayor de cemento.
Se ha demostrado que cuando no hay fuentes externas de
agua para el curado, el hormign que ha obtenido una resistencia
de 35 kg/cm2 no resultara daado por un ciclo de hielo-deshielo.
(Powers,1962; Hoff.& buck 1983).
Los periodos de proteccin que se dan en la siguiente tabla,
pueden reducirse si se comprueba que el hormign, incluyendo sus
bordes y esquinas, ha obtenido una resistencia a la compresin en
el lugar de al menos 35 kg/cm2 y se estima que no se vera expuesto
a ms de un ciclo de congelamiento antes de que se entierre o
rel lene.
Cuadro 5.1, Plazo de proteccin en das, 1 da equivale a 24 a un periodo
de 24 horas, NCh170of85 chi le .
46
Requieren de curado normal y proteccin del cuadro 5.1
a) Sin carga no expuesto, se incluyen cimientos y
subterrneos que no estarn sometidos a cargas tempranas y que
estn enterrados o tapados y que no sufrirn cong elamiento y
deshielo durante su vida de servicio.
b) Sin carga, expuesto: pilares, presas que tienen
secciones expuestas a congelamiento durante su vida de servicio,
pero que no tienen requerimiento de grandes resistencias
tempranas. se requieren en este caso proteccin contra el
congelamiento temprano.
c) Carga parcial y expuesta: incluye estructuras expuestas
al clima y que puede estar sometidas a leves cargas tempranas en
comparacin con su resistencia antes de tener su carga de diseo.
d) Cargado y exp uesto: esta categora incluye al concreto
estructural, que requiere de apoyos de construccin temporales
para evitar en enfrentamiento directo con el medio ambiente.
Cuadro 5.2, Plazo de proteccin en elementos cargados y expuestos en
das, NCh170of85 chi le .
47
5.2 Moldaje.
Durante el clima fro, la proteccin que dan los moldajes, con
excepcin de los de aceros, es muy importante, por lo que es
siempre ventajoso dejar los moldajes en su lugar durante el perodo
mnimo de proteccin.
Sin embargo, un plan econmico casi siempre indica retirar
los moldajes en etapas tempranas. En tales casos, los moldajes
pueden quitarse lo ms temprano posible siempre y cuando esto no
represente en daos para el hormign ya sea, en su resistencia,
terminacin o calidad.
Si se usan cuas para separar el moldaje del hormign joven,
estas deben ser de madera. Generalmente, si el hormign es
suficientemente fuerte (resistencia tempranas altas, conseguido a
travs de la elaboracin del hormign con cementos de altas
resistencia), las esquinas y bordes no resultarn daados durante el
retiro de los moldajes. El tiempo mnimo antes del descimbrado
puede determinarse mejor por la experiencia, dado que resultara
influido por muchos factores de trabajo, incluyendo el t ipo y
cantidad de cemento y otro aspecto de la mezcla del hormign, la
temperatura de curado, el tipo de estructura , el diseo de los
moldajes, y las habil idades de los trabajadores. Despus de la
remocin de los moldajes, el hormign debe cubrirse con mantas
aislantes o protegerse en recintos calentados durante el t iempo
recomendado en los cuadros 5 .1 y 5.2. Si se usa calentamiento
elctrico por medio de serpentines elctricos, el hormign debe
cubrirse con una lmina impermeable y calentarse continuamente
durante el t iempo recomendado.
48
5.2 .1 Bajas de temperaturas despus de la remocin.
Al finalizar el periodo de pro teccin, el hormign debe
enfriarse gradualmente, a fin de reducir las deformaciones
inductoras de grietas entre el interior y exterior de la estructura, las
bajas de temperatura no deben exceder los valores del cuadro 5 .3
Figura 5.1, Lona protectora que cumple la funcin de .proteger el
hormign
Cuadro 5.3, Temperaturas mnimas de debe tener el hormign,
segn ACI 306 -1
49
5.2 .2 Condiciones para retira r los moldajes.
Especialmente en el caso de elementos soportantes esbeltos
(losas, vigas, pilares), se recomienda obtener una resistencia de
diseo antes de poder quitar con seguridad los moldajes y
alzaprimas, se debe permitir un tiempo superior al mnimo indicado
en las tablas 5.1 y 5.2, dados que estos tiempos mnimos no son
adecuados para proporcionar la adecuada ganancia de resistencia.
Los criterios para la remocin de los moldajes y alzaprimas, de
muros y losas deben basarse en la resistencia en el lugar, del
hormign, mas que en un tiempo determinado arbitrariamente, de
acuerdo a las condiciones sealadas anteriormente. Donde para
cada etapa de hormigonado se deben confeccionar a lo menos seis
probetas especiales de acuerdo con el punto. A.2.1 de NCh 1017, y
establecer un plan de ensayos para trazar la curva de edad
resistencia correspondiente.
En consiguiente, la norma chilena 1017 Confeccin y curado
en obra de probetas de hormign para ensayos de compresin y
traccin. Seala lo siguiente. Esta norma establece los
procedimientos para confeccionar y curar en obra probetas de
hormign fresco que sern ensayadas a compresin, traccin por
f lexin o hendimiento.
Conceptos:
a) Molde cbico: molde cuya forma interior es un cubo
abierto por unas de sus caras.
b) Molde cilndrico: molde cuya forma interior es un cil indro
abierto por unas de sus caras.
50
c) Molde prismtico: molde cuya forma interior es un
prisma recto de seccin cuadrada, abierto por unas de sus caras
mayores.
NCh 1017 Confeccin y curado en obra de probetas de
hormign para ensayos de compresin y traccin
El material de los moldes podr ser de metal u otro material
resistente, no absorbente y qumicamente inerte para evitar que
reaccione con los componentes del hormign. Sern herm ticos a la
lechada. Con superficies interiores lisas y l ibres de imperfecciones.
Todos las caras interiores adyacentes debern ser perpendiculares
entre si y las opuestas paralelas.
Las probetas debern cumplir con una dimensin bsica
interior del molde superior o igual a tres veces el tamao mximo
nominal del rido.
Cuadro 4 .4 , Resumen de los t ipos de ensayos que debieran realizarse
Para determinar resistencia
51
Figura 4.3, Fotograf a de moldes prismaticos, segn NCh1017
Figura 4.2, Fotograf a de un molde cbico, segn NCh1017
Figura 4.4, Fotografa de moldes cbicos, segn NCh1017
52
Aparato de compactacin.
a) Pisn: barra ci l ndrica de acero con extremos
redondeados de 16 mm de dimetro y 600 mm de largo.
b) Vibrador interno: aparato elctrico cuya frecuencia de
vibracin es de 6000 pulsaciones por minuto.
c) Vibrador externo: placa metlica (mesa de
compactacin) cuya frecuencia de vibracin es de 3000 pulsaciones
por minutos.
Al encontrar partculas (ridos) de mayor tamao debern ser
el iminadas.
Los moldes debern ser aceitados previamente para evitar la
adherencia de estos y el hormign.
En obra, el lugar de fabricacin de las probetas de hormign
fresco deber ser el mismo del curado inicial cuidando que exista
una base de apoyo para los moldes, para as evitar choques y
vibraciones.
Al agregar el hormign en los moldes evitar posibles
segregaciones, escoger el procedimiento de compactacin mediante
Cuadro 4.5 , Resumen de los tipos de compactacin para las muestras,
segn NCh1017
53
el asentamiento del cono de Abrams.
a) Apisonado
En moldes cbicos y prismticos colocar el hormign en dos
capas y en molde cilndrico tres capas de similar espesor.
Distribuyendo los golpes de pisn en toda la superficie a compactar,
8 golpes por cada 100 cm2 .
b) Vibrado interno
) En moldes cbicos y prismticos colocar el
hormign en 1 capa de simila r espesor, introducir y retirar
lentamente el vibrador en la zona central.
i i ) En moldes cilndricos colocar el hormign en
2 capas de similar espesor, introducir y retirar lentamente el
vibrador en la zona central a lo largo, en ambos la vibracin se
realizar hasta que aflore la lechada.
c) Vibrado externo
Figura 4.5, Fotografa de moldes cbicos, segn NCh1017
54
Fijar el molde al vibrador luego colocar el hormign en una
sola capa y vibrar hasta que aflore la lechada.
Luego de la compactacin enrasar el hormign superficial con
el pisn cuidando de no separar el mortero del rido grueso,
terminar alisando la superficie con una esptula humedecida.
Rotular las moldes a modo de identif icar las probetas.
d) Curado inicial
Evitar la evaporacin manteniendo las probetas entre 16 y
27C. Cubrir las caras expuestas con laminas de material
impermeable, luego tanto probeta como molde cubrirlas por
completo con arena, aserrn o arpi l leras hmedas.
e) Desmolde de las probetas
Desmoldar las probetas cbicas y cilndricas despus de 20
F igura 4.6, Fotograf a de desmoldes de muestras, segn NCh1017
55
f) Curado final
Sern expuestas entre 17 y 23C. Las probetas cbicas y
cilndricas sumergirlas en agua tranquila y saturada de cal.
Enterradas en arena hmeda o en cmara hmeda. Las probetas
prismticas sumergirlas en ag ua tranquila y satura da de cal .
El traslado de las probetas al laboratorio deber realizarse en
tal forma que no las afecte, ya sea golpes y raspaduras. Si es en
sus moldes las probetas cbicas y cilndricas despus de 20 hrs. y
las prismticas despus de 44 hrs., si son desmoldadas despus de
5 das.
El curado en laboratorio ser similar al curado final antes
mencionado.
5.3 Determinar la resistencia.
El mtodo ms directo para verificar que el hormign haya
alcanzado la resistencia suficiente en el lugar para que se retiren
las alzaprimas y antes de que el curado y las protecciones se
descontinen, consisten en confeccionar al menos seis probetas de
muestra de los lt imos 75m3 de hormign. Sin embargo las lt imas
tres probetas deben confeccionarse cada 2 horas del tiempo de
hormigonado. O por cada 75m3 de hormign y se debe seguir
cualquiera de los dos procedimientos que proporcione el mayor
numero de muestras. Las muestras deben protegerse
inmediatamente del clima fro hasta que puedan colocarse bajo el
mismo tipo de proteccin que reciben las partes estructurales a las
cuales representan. Dado que las muestras se curan en la
estructuras, experimentan el mismo historial de temperaturas que la
56
estructura que representan. Cuando se requiere determinar una
resistencia los moldes se sacan de la estructuras y los cil indros se
preparan para someterse a pruebas.
Estas probetas son adicionales a las destinadas para verificar
el cumplimiento de la resistencia especificada, las cuales se rigen
por la norma NCh1017 (curado del hormign a 2 0 3 C).
5.3 .1 Mtodo de la madurez.
Puesto que la ganancia de la resistencia del hormign es una
funcin del t iempo y de la temperatura, el calculo del desarrollo de
la resistencia del hormign en una estructura, se puede llevar a
cabo, relacionando los incrementos de temperatura y el t iempo del
hormign en la obra con la resistencia de los cil indros de la misma
mezcla de hormign, cuando bajo condiciones estndares de
laboratorios. Esta relacin ha sido establecida (Bergstrom 1953) por
medio del uso del factor de madurez M, expresado como.
To =Temperatura ambiente.
T =Temperatura de la estructura.
? T = Duracin del curado de T, en horas.
El valor apropiado de To depende del t ipo de cemento, el t ipo
y cantidad de aditivo y el rango de la temperatura. por ejemplo.
Para el hormign fabricado con un cemento tipo I, y curado entre un
rango de entre 0C y 20C se sugiere (carlino, 1984) un valor de
5C. Este valor puede no ser aplicable a otros tipos de cementos o
al cemento tipo I en combinacin con aditivos minerales o lquidos.
57
esta recomendacin entrega la norma ACI-306.
El valor de T0 se determina con el f in de establecer una
temperatura, apropiada para que la estructura de hormign que se
va a curar, gane resistencia, por eso se establece una temperatura
a priori de la mezcla de hormign en particular, para saber bajo que
temperatura el hormign de ja de ganar resistencia, esta es la
temperatura ambiental mnima que debe existir en la obra o lugar
donde se encuentra la estructura en el momento de hormigonar para
que este gane resistencia.
En consiguiente, un ejemplo extrado de una revista entregada
por cementos bio -b io .
M = Factor madurez, hrs.
T = Temperatura del hormign, C.
?T = Duracin del curado de T, en horas.
10C = Temperatura mnima que debe existir en el momento
del hormigonado, en el lugar donde la estructura se encuentra.
Para usar esta tcnica, se establece una curva de resistencia
versus factor de madurez y l levando a cabo pruebas de resistencia
a compresin en una serie de probetas hechas con hormign,
similar al que se usar en la construccin.
Las muestras generalmente se curan a temperatura ambiente
y la historia de la temperatura del hormign se registra a fin de
calcular el factor de madurez al t iempo del ensayo. Se grafican la
58
resistencia promedio de la probetas y el factor de madurez
correspondiente en cada edad de prueba y se obtiene una curva de
los datos, como la que se entrega a continuacin como referencia.
En consiguiente, una vez habiendo trazado la curva de
resistencia versus factor de madurez de un hormign, entonces se
puede determinar la resistencia de un muro, losa, etc. Midiendo la
temperatura del hormign a intervalos de tiempos muy cortos y
usando la ecuacin antes proporcionada, para sumar los productos
sucesivos de los intervalos de tiempo y las temperaturas promedio
del hormign.
Las temperaturas pueden medirse con termistores
desechables, por medio de termopares dejados dentro del hormign
o solo es necesario contar con termmetros simples de vstago, un
reloj para registrar los tiempos y un formulario de registro . Los
registros de temperaturas deben realizarse en puntos crt icos
respecto de la severidad de la exposicin y las condiciones de
F igura 4.7 , Curva de resistencia v /s madurez de un hormign
59
carga.
Por ejemplo. Si el factor de madurez buscado es de 450 C/hr.
Figura 5.9, Registro del factor de madurez, 2 caso
Figura 5.8, Registro del factor de madurez, 1 caso
60
En el Segundo caso, se aprecia que el factor de madurez
buscado de 450 c/hrs. Se encuentra 3 horas despus que en el
primer caso, y si hubiera descendido mas la temperatura y colocado
un caso extremo como el que se indica en el caso 3. por lo tanto,
se aprecia como la temperatura y el tiempo son funcin de la
resistencia del hormign.
5.4 Obtencin de la resistencia de diseo.
En trminos generales, son escasas las oportunidades de
proporcionar un curado adicional al hormign estructural aparte del
proporcionado inicialmente. Por esta razn, es recomendable que el
Figura 5.10, Registro del factor de madurez, 3 caso
Administrador
61
hormign alcance altas resistencia a temprana edad, para asegurar
la obtencin de la resistencia de diseo, antes que el hormign
estructural con apoyos temporales, pueda ser l ibrado de la
proteccin invernal y expuesto a temperaturas de congelamiento.
5.5 Incremento en las resistencias tempranas.
El tiempo que el hormign requiere para lograr la resistencia
requerida y la segura remocin del alzaprimado se ve influido por
muchos factores. Entre estos, los mas importantes son aquellos que
afectan la rapidez y el nivel de desarrollo de la resistencia, tales
como la temperatura inicial del hormign en el momento de la
colocacin, el t ipo de cemento, el t ipo y la cantidad de aditivos
acelerantes o de otros aditivos uti l izados y las condiciones de
proteccin y curado.
62
Capitulo 6.
6.0 Curado.
6.1 General idades.
El curado es el proceso de mantener controlado el
contenido de agua del hormign, especialmente en el perodo de
endurecimiento, por un par de tiempo, para que la pasta de cemento
se hidrate y el hormign desarrolle las propiedades requeridas.
Durante el perodo de endurecimiento del hormign, ste
se debe mantener hmedo para evitar prdida brusca del agua por
evaporacin.
Mientras mayor sea el perodo de curado, se obtendrn:
Mayores resistencias mecnicas a largo plazo y
mayores resistencias a agentes exteriores agresivos.
Mayor impermeabil idad.
Mayor durabi l idad.
Lo ideal seria prolongar el perodo de curado por lo
menos 14 das.
No obstante, durante el invierno, cuando la temperatura
cae por debajo de los 10C, sup uestamente las condiciones
atmosfricas no provocaran un secado indeseable; pero el hormign
nuevo, en condiciones de saturacin, resulta vulnerable al
congelamiento y, por lo tanto, debe permitrsele un l igero secado
antes de exponerlo a temperaturas de congelamiento.
63
6.2 Perodo de curado.
Debe iniciarse tan pronto como sea posible, antes que
desaparezca el agua de exudacin y cuando hay terminacin
superf icial, apenas terminada sta.
En consiguiente, los tiempo mnimos para el curado
expresado por la NCh170of85 dicese que; cemento grado alta
resistencia, por un perodo de 4 das; cemento grado corriente, por
un perodo de 7 das. En caso de, no aplicar un curado a tiempo, o
bien si el curado es intermitente, sobre todo durante los tres
primeros das, hay peligro de aparicin de grietas superficiales y de
generacin de superficies polvorientas, lo que afecta la durabil idad
y resistencia del hormign.
Por lo tanto, se debe prestar especial atencin a aqul
hormign que no esta protegido por los moldajes, como por ejemplo
los pisos terminados, tiende al secado rpido en un recinto
calentado.
En particular, cuando un hormign es calentado a ms de
16C y expuesto a una temperatura del aire de 10C, es
indispensable que se tomen medidas positivas a fin de evitar el
secado.
6.3 Mtodos de curado.
Por lo general, existen dos mtodos de curado, mtodos
que proporcionan humedad (tratamientos hmedos) y mtodos que
previenen la perdida de humedad. Se pueden aplicar ambos
mtodos, pero s, se deben prestar las condiciones para realizarlos,
por ejemplo. Si uti l izamos el primer mtodo es recomendable util izar
64
el curado a vapor, ste debe darse por terminado 12 horas antes de
retirar la calefaccin de recinto donde se esta realizando el proceso
de curado y debe permiti rse que el hormign seque antes y durante
el perodo de ajuste gradual a las condiciones del clima fro. A
dems, tambin se pude curar con agua a travs de nebulizadores
que funcionan en forma permanente, pero la temperatura del recinto
debe encontrarse sobre los 10C. Sin embargo el curado con agua
es el mtodo menos recomendable, dado que, en clima
extremadamente fro, ocasiona problema de formacin de hielo
donde el agua se filtra de los recintos o donde existe un sellado
deficiente. Asimismo incrementa la posibil idad de que el hormign
se congele en condiciones prximas a la saturacin, una vez que se
remueva la proteccin.
Cuando la temperatura del aire ha bajado por debajo de
los 10C, el hormign puede quedar expuesto al aire dentro del
recinto, siempre y cuando la humedad relativa no sea inferior al
40%. Cuando el clima es extremadamente fro, siempre resulta
necesario aadir humedad al aire calentado con el objeto de
mantener esta humedad.
En consiguiente, el otro mtodo consiste en evitar la
prdida de humedad, dentro de ste mtodo se pude aplicar las
membranas de curados, no solo del inicio del curado, sino tambin
son aplicables para curar superficies que estaban inicialmente con
moldajes. Dan excelentes resultados siempre y cuando cubran toda
la superficie y que sean aplicados a la brevedad posible, con un
espesor uniforme esto segn las recomendaciones del fabricante.
Dentro de las l imitantes que se puede apreciar son que, al
65
aplicarlos sobre superficie que recibirn hormign o algn
tratamiento (pintura, estuco, impermeabil izacin y otros.) deben ser
removidas, ya que impiden la adherencia. Y por ultimo, sabemos
que previenen la prdida de humedad, pero no controlan la
temperatura del hormign ni agregan agua para una optima
hidratacin.
Continuando con el mtodo de prevenir la prdida de
humedad, esta tambin, la aplicacin de laminas impermeables
como el polieti leno, papel impermeable, u otros mencionados en el
capitulo anterior. El papel impermeable es adecuado para
superficies horizontales y estructuras de formas simples, cuando se
coloca este tipo de material se deben tomar las siguientes
precauciones; se debe colocar con un traslapo mnimo de 10 cm,
debe quedar totalmente en contacto con el hormign para evitar
evaporacin, en el caso de la s laminas de polieti leno, se deben
protegerse de las temperaturas extremas y viento, debindose
aplicar sobre ellas una capa de aislante de tierra o arena. Tambin
existen las laminas de polieti leno con burbujas que son similar a las
mencionadas anteriormente, con la ventaja de ser aislante trmicos
lo que los haces, aun ms recomendable que los anteriores.
6.4 Precauciones y protecciones durante el perodo del curado.
Se deben proteger las superficies y por lo tanto no debe
sufrir cargas, impactos, vibraciones, transito de personas,
vehculos, equipos o peso de materiales que pueda daar al
hormign.
Una vez terminado el perodo de proteccin con curado
66
hmedo y luego que la temperatura ambiente supere el punto de
congelacin, pueden uti l izarse membranas de curado formadas por
vaporizacin de productos lquidos.
Cuando la temperatura ambiente est por debajo de los -
5C deben tomarse todas las precauciones indicadas y adems,
segn sea el caso, deben poder mantenerse las estructuras
artif icialmente tibias mediante el uso de elementos calefactores
durante el t iempo que sea indispensable, para obtener el
crecimiento de resistencia necesario sin posibil idad de oscilaciones
bruscas de la temperatura y humedad de la estructura.
No suspender la accin de los medios de proteccin hasta
tanto no se tenga la certeza que los valores de resistencia estn
acorde con las necesidades de seguridad y durabil idad de la
estructura.
6.5 Materiales de proteccin
Dado que la mayor parte del calor de hidratacin del
cemento se genera durante los tres primeros das, puede no
requerirse calentamiento por medio de fuentes externas, a f in de
prevenir el congelamiento, si se logra retener el calor generado.
Este calor generado puede retenerse usando mantas aislantes en la
superficie, para que el aislamiento sea efectivo debe mantenerse en
contacto con el hormign o con la superficie del moldaje. Alguno de
los materiales ms usados son:
Hojas de espumas de poliestireno: estas se pueden recortar
en la forma deseada y fijar entre los pernos de los moldajes o
colocarle mediante pegamento.
67
Espuma de poliuretano: esta espuma se puede rociar en la
parte exterior de los moldajes con el objeto de formar una
capa aislante.
El empleo de esta espuma requiere de precaucin
ante la presencia de fuego, ya que, genera gases txicos.
Fibra de celulosa o lana mineral: por lo general, estn
recubiertas por forros a polieti leno para formar grandes
tapetes o rollos. Se puede util izar expandido para cubrir losas
o plegadas para envolver elementos.
Paja: se usa, pero presenta algunas desventajas tales como:
voluminosidad, inflamabilidad, y la necesidad e protegerla de
la humedad.
Lminas de poliestireno expandido: existen de diversos
espesores y densidades, son muy ti les para la proteccin de
losas ante t iempo fro prolongado.
Polieti leno de embalaje: debido a que contiene burbujas de
aire es muy buen aislante.
Polieti leno y arena: se usa en grandes superficies, como
pavimentos, ya que da un curado que evita la evaporacin y a
su vez es trmico.
6.5.1 Seleccin de los aislantes.
Los registros de temperatura del hormign revelan la
efectividad de las distintas cantidades o clases de aislantes, para
diversos tipos de obras de hormign bajo diferentes condiciones
climticas.
68
Como se indic anteriormente, el calor producido por la
hidratacin es muy alta durante los primeros das posteriores a la
colocacin y luego disminuye gradualmente conforme pasa el
t iempo. Por lo tanto, para mantener una temperatura especfica a lo
largo del periodo de proteccin, la cantidad de aislamiento
requerido es mayor para un perodo de proteccin largo que para un
perodo ms corto. Inversamente, para un sistema de aislamiento
dado, el hormign que se protege durante un perodo corto, por
ejemplo 3 das puede exponerse a una temperatura ambiental ms
baja que el hormign que vaya a protegerse durante un perodo ms
largo, por ejemplo 7 das.
Las esquinas y bordes son especialmente vulnerables
durante un clima fro, por lo tanto, el espesor de los aislantes para
esta parte debe ser cerca de tres veces el espesor que requiere
para un muro o losa
i . Frazadas de lana mineral que se adhieren a la superficie
de los moldajes, con el f in de que este no pierda calor
generado por la mezcla de hormign
Figura 5.1, Lana mineral es buen aislante para mantener el calor de
hidratacin por mayor t iempo
69
i i . Mantas aislante, estas cubre el pavimento y cumple con la
misma funcin, evitar la perdida de calor.
i i i . La zapata esta siendo cubierta por una lona alquitranada,
con el f in de retener el calor generado por la hidratacin.
iv. El pavimento esta siendo protegido por una lmina de
Figura 5.2 , Estas mantas ais lantes t ienen una mayor densidad por e l lo
ms ef iciente en la retencin del calor de hid ratacin
Figura 5.3, esta manta alquitranada es a un mejor que los mater iales
antes sealados
70
pol iet i leno con burbuja de aire .
Figura 5.2, Estas mantas aislantes t ienen una mayor densidad por el lo mas
ef iciente en la retencin del calor de hidratacin
71
Captulo 7
7.0 Lesiones tpicas en el hormigonado en tiempo fro.
7.1 Generalidades.
Las lesiones o problemas que se mencionaran en este capitulo sern
las que tienen directa relacin con las bajas temperaturas o los hormigones
que pudieran verse expuestos a ciclos de hielo y deshielo.
7.2 Elaboracin.
En la elaboracin podemos apreciar posibles problemas s no se
respetan los procedimientos o se toman en cuentas las precauciones que
ahora se sealaran. dentro del proceso de elaboracin esta la seleccin de
los agregados, donde a estos se les debe retirar todo tipo de hielo o
congelamiento al cual haya sido expuesto, por que as, la temperatura
deseada del hormign durante la mezcla puede obtenerse ocasionalmente
mediante el calentamiento slo del agua de mezclado, adems, cabe sealar
que en caso de quedar algn resto de hielo en el agregado este modificara
las cantidades de agua que se encuentren en el interior de la mezcla
produciendo una modificacin en la relacin de agua / cemento.
En consiguiente, cuando el agua de amasado se encuentra caliente,
no es recomendable mezclarla en forma inmediata con el cemento, porque
se pueden ocasionar grumos haciendo el mezclado de los elementos mas
difcil. Por esto es recomendable cuando el agua tenga una temperatura
superior a los 80 C, puede ser necesario ajustar el orden de mezclado de los
72
ingredientes, se debe colocar en primer lugar partes de agua caliente, ya
sea antes de los agregados o junto con ellos, con el fin, de prevenir que se
aglomeren en el fondo de la
