Hormigonado en climas fríos: consejos para lograr una colocación exitosa y de alta calidad - Holcim
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Nos complace compartir con usted que nuestros socios de Holcim han publicado recientemente una excelente entrada de blog muy informativa que aborda los matices de la aplicación de hormigón en climas fríos. Nos impresionó tanto el contenido que creemos que será valioso no solo para nuestro equipo, sino también para usted. Nos gustaría aprovechar la oportunidad para compartir este artículo excepcional con usted:
HORMIGONADO EN CLIMA FRÍO: CONSEJOS PARA LOGRAR UNA COLOCACIÓN EXITOSA Y DE ALTA CALIDAD
Mientras que la mayoría de la sociedad se “acuesta” cuando comienza el invierno, para los actores del sector de la construcción, el proyecto debe continuar. No hay días de nieve ni se reducen los plazos cuando los días se acortan y se vuelven más fríos, lo que crea desafíos incluso para los contratistas más experimentados. La colocación y el curado del hormigón durante los meses de invierno, incluso aquellos considerados relativamente “suaves” para el invierno, presentan obstáculos que deben superarse en el lugar de trabajo. A medida que las temperaturas ambientales caen en picado, las temperaturas del hormigón también descienden, lo que da como resultado una velocidad más lenta de hidratación del cemento, tiempos de fraguado y desarrollo de la resistencia. Lidiar con subrasantes congeladas, prevenir la congelación prematura, garantizar que el hormigón desarrolle la resistencia deseada y evitar grietas u otros defectos de la superficie son solo algunos de los problemas potenciales que deben tenerse en cuenta en la planificación previa. Según el American Concrete Institute (ACI 306), el clima frío existe cuando la temperatura del aire ha caído o se espera que caiga por debajo de los 40 °F durante el período de protección. Una protección eficaz permite que el hormigón gane resistencia a un ritmo normal y evita que el hormigón sufra daños prematuros por congelación. Para la mayoría de los hormigones mantenidos a 50 °F, el período de protección dura hasta que el hormigón alcanza un nivel de saturación por debajo del 92% y alcanza una resistencia mínima de 500 psi, lo que ocurre aproximadamente 48 horas después de la colocación. Al trabajar en temperaturas extremadamente frías durante la temporada de invierno, los productores y contratistas pueden mitigar los riesgos y obtener un producto terminado de alta calidad realizando modificaciones en sus diseños de mezclas de concreto e implementando una variedad de medidas preventivas y mejores prácticas.
Ajuste la mezcla de hormigón
Un primer paso clave para una colocación exitosa de hormigón en clima frío es la selección y proporción de los materiales necesarios para lograr la mejor mezcla para controlar las propiedades de rendimiento a bajas temperaturas. El hormigón fragua más lentamente cuando está frío, y muy lentamente por debajo de los 50 °F. Si la temperatura del hormigón cae por debajo de los 40 °F, la reacción de hidratación básicamente se detiene y la ganancia de resistencia se detiene. Por cada caída de 20 °F en la temperatura, el tiempo de fraguado se duplicará y la ganancia de resistencia inicial será mucho menor, lo que retrasará las operaciones de acabado y desencofrado. Cuando se requiere una rotación acelerada, puede ser adecuado ajustar la mezcla de hormigón para acelerar el fraguado y el desarrollo de la resistencia. Esto puede requerir un aumento en el contenido de cemento, el uso de un aditivo químico acelerante o ambos. El hecho de que la hidratación sea una reacción exotérmica (que produce calor) ayuda a compensar el impacto de las bajas temperaturas del aire, pero sólo levemente. Para que la reacción sea un poco más intensa, algunos productores de hormigón añaden 100 libras por yarda cúbica de cemento Tipo I/II. Otros añaden cemento Tipo III de alta resistencia inicial, que se hidrata más rápidamente y alcanza un tiempo de fraguado más rápido. Sin embargo, aumentar demasiado el contenido de cemento provocará una mayor demanda de agua y calor, y la posibilidad de que se produzcan grietas por contracción térmica y plástica. Si la temperatura del hormigón cae por debajo de los 50 grados, considere agregar aditivos acelerantes a la mezcla para aumentar la reacción de hidratación y fraguar el hormigón más rápidamente. Al acelerar la velocidad de fraguado, la mezcla no permanece plástica durante un período prolongado, lo que hace que el hormigón sea menos propenso a congelarse. Los aceleradores a base de cloruro funcionan mejor, pero son limitados debido al potencial de corrosión del refuerzo de varillas de refuerzo incrustadas. Los aceleradores sin cloruro funcionan bien si se siguen las recomendaciones del fabricante en cuanto a las dosis. Reducir el porcentaje de escoria, cenizas volantes y otras puzolanas en la mezcla es una práctica común en invierno, ya que retardan el fraguado y generan menos calor interno. En muchas situaciones, esto puede no ser posible si el hormigón ha sido diseñado para lograr propiedades de durabilidad específicas y/o objetivos de construcción sustentable de los propietarios del proyecto. Aquí es donde el uso de aceleradores es especialmente beneficioso porque ayudan a que las mezclas con bajo contenido de carbono alcancen propiedades de rendimiento específicas en aplicaciones en climas fríos.Mantén todo caliente
Mantener el hormigón dentro de un rango de temperatura ideal es importante para lograr un producto terminado de alta calidad. La temperatura recomendada del hormigón en el momento de la colocación para la mayoría de las aplicaciones es de alrededor de 50 °F y no debe superar los 70 °F para evitar una mayor demanda de agua y el agrietamiento. La temperatura del hormigón tampoco debe caer por debajo de los 40 °F, ya que la hidratación del cemento y la ganancia de resistencia se detienen en ese punto. Si la temperatura del hormigón fresco alcanza los 25 °F, se congelará y comprometerá la resistencia y la durabilidad. Cuando la temperatura inicial del hormigón es suficiente y los niveles de humedad son apropiados, es posible lograr tiempos de fraguado normales y la ganancia de resistencia requerida. En el momento de la mezcla, la temperatura del hormigón se puede aumentar calentando uno o más de los componentes del hormigón. El agua tiene el mayor impacto en el aumento de la temperatura del hormigón y se puede calentar hasta 180 °F para compensar los efectos del clima frío. Aumentar la temperatura del agua en 4 °F aumentará la temperatura del hormigón en 1 °F. Calentar los agregados, que representan entre el 60 y el 75 por ciento del volumen del hormigón, también es una opción cuando hay temperaturas extremadamente frías en el lugar de trabajo. Como regla general, un aumento de 1 °F en el agregado dará como resultado un aumento de 1 °F en la temperatura del hormigón. Debido a las cantidades y la capacidad térmica, el cemento caliente no es un método eficaz para aumentar la temperatura inicial del hormigón. También debe tenerse en cuenta la temperatura de la subrasante. No coloque hormigón sobre subrasantes congelados y mantenga la temperatura del hormigón 20 grados más alta que la temperatura del suelo. Esto se puede lograr con encofrados calentados, calentadores complementarios y cerramientos. Evite esparcir cloruro de calcio sobre el suelo, ya que esto puede provocar un fraguado irregular. Según las temperaturas ambientales, las velocidades del viento previstas, la humedad relativa y las temperaturas de colocación del hormigón, la protección de una colocación de hormigón puede requerir el uso de cortavientos.
Mantener prácticas de curado adecuadas
Los planes para climas fríos deben incluir estrategias de curado y protección activa para proporcionar un contenido de humedad satisfactorio e ininterrumpido en el hormigón durante al menos siete días. Cuanto más tiempo se cure el hormigón, mejor será su durabilidad. El secado, incluso de manera intermitente, puede producir grietas por contracción, grietas térmicas y una pérdida considerable de la resistencia de la capa superficial. Normalmente, es poco probable que el hormigón expuesto al frío se seque a un ritmo indeseable. Dado que se necesita poca o ninguna humedad externa añadida, no se recomienda el curado con agua, especialmente en climas gélidos. En su lugar, confíe en una de las otras dos opciones para curar el hormigón en climas fríos. El primer método consiste en envolver el hormigón con una cubierta que retenga la humedad, como una lámina de plástico de polietileno o una manta aislante de curado, para sellar la evaporación del agua. Las mantas aislantes de poliestireno proporcionan protección contra la degradación por rayos UV y mantienen una condición de humedad relativa del 100 %. La segunda opción es el método de curado más común: la aplicación de un compuesto líquido formador de membrana para reducir la pérdida de humedad de la superficie del hormigón. Este es el mejor enfoque para los climas fríos porque el compuesto de curado no se congela. Las ventajas incluyen la facilidad de aplicación, la rentabilidad y la acción de curado prolongada durante más de 30 días. Para evitar que la aplicación del compuesto de curado estropee la superficie, aplíquelo inmediatamente después del acabado, cuando el brillo haya desaparecido del hormigón. El hormigón es resistente, pero no invencible. La aplicación de un producto de curado y sellado combinado (ASTM 1319) mejorará la durabilidad, la resistencia a las sales anticongelantes y la estética a largo plazo. También impedirá la entrada de humedad, lo que reducirá los daños que se producen por congelación y descongelación. Espere al menos 30 días antes de aplicar un producto de sellado para asegurarse de que el hormigón haya alcanzado la resistencia deseada a los 28 días.