Hormigonado con temperaturas extremas

UNIDAD N°3: HORMIGÓN

COLOCACIÓN DEL HORMIGÓN BAJO TEMPERATURAS EXTREMAS.

Generalidades

Como el hormigón es una mezcla en la que una pasta hecha de cemento portland y agua aglutina partículas finas y gruesas de materiales inertes, conocidos como agregados, se advierte, fácilmente, que la variar las proporciones de los componentes, es posible hacer innumerables combinaciones. Estas combinaciones producen hormigón de diferentes calidades. Cuando el cemento se ha hidratado, la masa plástica se transforma en un material semejante a la roca. Este periodo de endurecimiento se llama fraguado, en el cual se requieren tres cosas: tiempo, temperaturas favorables y la presencia continua de agua.

Para llenar estos requisitos, es esencial que el hormigón terminado tenga, sobre todo, resistencia y durabilidad. Con el objetivo de que el hormigón, en su forma plástica, pueda vaciarse con facilidad en el encofrado, requiere otra cualidad esencial, que es la trabajabilidad. Cuando se requiere impermeabilidad, el concreto debe ser denso y de calidad uniforme. Por consiguiente, se observa que, al determinar las diversas proporciones de la mezcla, el proyectista debe considerar el uso que se le va a dar al hormigón y a la exposición a la cual se verá sometido. Los factores siguientes regulan la calidad del concreto: materiales adecuados, proporciones correctas, métodos apropiados de mezclado y colado y protección conveniente durante el fraguado. 

 Hormigonado en tiempo frío

Está perfectamente demostrado que hormigón no adquiere la resistencia necesaria cuando su fraguado y primer endurecimiento tienen lugar en tiempo de heladas, debido a la acción expansiva del agua intersticial, que impide la evolución normal de estos procesos.

Los ensayos efectuados por Graf llevan a la conclusión de que el hormigón queda seriamente dañado si la primera helada le sorprende cuando su resistencia en probeta cilíndrica está en el proceso endurecimiento inmediatamente posterior al fraguado, pues en tal caso no es capaz de resistir los esfuerzos internos a que se ve sometido.

Por esta causa, debe suspenderse el hormigonado en cualquiera de los casos siguientes:

• Cuando se registran temperaturas promedio diarias inferiores a 5°C en uno o más días durante los 7 días anteriores al hormigonado.
• Cuando se prevea que, dentro de las 48 horas siguientes, pueda descender la temperatura ambiente por debajo de los 0°C.

• Cuando la temperatura de la masa de hormigón sea inferior a 5°C en elementos normales, o a 10°C en elementos de pequeños espesor.

• Cuando la temperatura de los moldes o encofrados sea inferior a 3°C.

Por otra parte, para hormigonar en tiempo frío es necesario:

·        Mejorar la dosificación del hormigón, adoptando relaciones A/C lo más bajas posible, empleando mayor cantidad de cemento

·        Utilizar cemento de Alta Resistencia Inicial

·        Utilizar un aditivo acelerador de fraguado

 Todo ello con objeto de aumentar la velocidad de endurecimiento del hormigón y el calor de fraguado de la masa.

Las precauciones que pueden adoptarse, en el caso en que sea imprescindible continuar el hormigonado, son las siguientes:

1° Añadir un aditivo adecuado al agua de amasado.

2° Calentar el agua de amasado a unos 40°C o excepcionalmente más, cuidando de que no se formen grumos en la hormigonera. Para ello conviene verter una parte de los áridos antes de que el cemento.

3° Calentar los áridos

4° Proteger las superficies hormigonadas, mediante bolsas de cemento vacías, hojas de plástico (polietileno) u otros elementos.

5° Crear un ambiente artificial adecuado alrededor de la obra (moldes radiantes calentados eléctricamente, circulación de aire o agua caliente, etc.) para que el proceso de fraguado y endurecimiento pueda desarrollarse normalmente.

6° Prolongar el curado durante el mayor tiempo posible.

7° Retrasar el desencofrado de las piezas, incluidos laterales, permitiendo que el encofrado actúe como aislante.

El peligro de que se hiele el hormigón fresco es tanto mayor cuando más agua llevé éste. Por ello se recomienda emplear, en estos casos, hormigones tan secos como sea posible.  

Si no puede garantizarse que, con las medidas adoptadas, se consiguen evitar los perjuicios de la helada, deberán efectuarse ensayos de información, para conocer la resistencia realmente alcanzada por el hormigón y adoptar, en su caso, las medidas oportunas.

Con independencia de todo lo dicho, hay que recordar que el fraguado y endurecimiento del hormigón se retrasan en periodos de baja temperatura, lo que debe tenerse en cuenta tanto para el desencofrado y retirada de puntales como para la eventual realización de pruebas de la estructura.

Hormigonado en tiempo caluroso

Cuando el hormigonado se efectúe en tiempo caluroso, deben adoptarse medidas para impedir la evaporación del agua de amasado, especialmente del hormigón, y para reducir, en su caso, la temperatura de la masa. No hay que olvidar que el calor, la sequedad y el viento provocan una evaporación rápida del agua – también de la del hormigón ya compactado -, lo que trae consigo pérdidas de resistencia, fisuras por afogarado y aumento de la retracción en las primeras edades.

Para reducir la temperatura de la masa puede recurrirse a:

• Empleo de agua fría, con escamas o trozos de hielo en su masa.
• De ser posible, los áridos deben almacenarse protegidos del sol.
• Aumentar la relación Agua-Cemento sin disminuir la resistencia del Hormigón
• Utilizar aditivo retardador de fraguado

• Una vez colocado el hormigón, se protegerá del sol y del viento mediante algún procedimiento que le conserve su humedad propia o le aporte nueva humedad (curado del hormigón).

A tal efecto pueden emplearse:

*Membranas de polietileno, que pueden colocarse directamente sobre el hormigón, aunque pueden marcarse los pliegues en su superficie;

*Capas de arena permanentemente húmedas (pueden manchar el hormigón)

*Regado continúo de su superficie, no antes de que el hormigón haya endurecido lo suficiente para no arrastrar la pasta de cemento;

*Películas de curado, a base de resinas que se pulverizan sobre la superficie del hormigón y forman, al polimerizarse, una película protectora que impide la evaporación del agua; es el sistema más eficaz y también el más caro.

Como norma general y a pesar de las protecciones no debe hormigonarse por encima de los 40°C, o por encima de los 35°C si se trata de elementos de mucha superficie (pavimentos, soleras, losas, etc.). En las proximidades de estas temperaturas conviene regar continuamente, al menos durante 10 días, los encofrados y superficies expuestas de hormigón.

Hormigonado en tiempo lluvioso   

 Como principio general, no debe efectuarse colocación de hormigón en tiempo lluvioso, pues, si bien una lluvia ligera no produce efecto directo sobre el hormigón, es difícil evitar que el tránsito de personas sobre el hormigón fresco conduzca a la incorporación de agua en su parte superior.

Sin embargo, existen situaciones en que la colocación debe efectuarse necesariamente en un ambiente lluvioso. La experiencia demuestra que en estos casos la colocación puede efectuarse sin consecuencias nocivas si la intensidad de la lluvia no supera los 4 mm/hora, se toma precauciones para que el agua acumulada se drene hacia los sitios en que el hormigón ya ha sido compactado y se proteja el hormigón del tránsito de las personas que trabajan en el sitio. 

Otras consideraciones

Para ambos casos tratados debe considerarse como valor medio normal la temperatura que las Normas definen para la ejecución de los ensayos, principalmente los relacionados con los procesos de fraguado y resistencia del hormigón, que en el caso de las normas utilizadas es de 20°C.