Módulo XI-Climas Extremos en Concretos

3/20/2015

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Climas Extremos Módulo XI

Condiciones climáticas

Las condiciones del clima al momento de la

colocación (en obra), pudieran no ser las ideales,

es decir:

A. Que no se hayan contemplado en el

momento de especificar, diseñar o

seleccionar un mezcla, o

B. Difieran de las condiciones a las que se

almacenan y ensayan los especímenes de

concreto.

Condiciones climáticas

Los climas adversos para el concreto incluyen:

Clima

Caliente

Clima

Frío ACI

305R-10

ACI

306R-10

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Definición

ACI 305R-10

Uno o la combinación de las

siguientes condiciones que

tiende a deteriorar la calidad

del concreto fresco o

endurecido debido al

aumento en la tasa de

pérdida de humedad e

hidratación del cemento, o

que de otra manera causen

resultados perjudiciales:

temperatura ambiente alta,

temperatura del concreto alta,

velocidad del viento alta y

humedad relativa baja.

Definición

ACI 306R-10

Cuando la temperatura

ambiente cae o se

espera que caiga por

debajo de 4 ºC durante

el periodo de

protección. En dónde el

periodo de protección

se define como el

tiempo requerido para

que el concreto sea

afectado por la

exposición al clima frío.

Colado en clima caliente

• Las condiciones del clima caliente pueden afectar

la calidad del concreto, principalmente por que se

aceleran la pérdida de humedad e hidratación del

cemento.

• Son varias las condiciones que influyen de manera

perjudicial:

Alta

Temperatura

Ambiente

Alta

Temperatura

del Concreto

Alta

Velocidad

del Viento

Radiación

Solar

Baja

HR

Efectos perjudiciales

1

Aumento en la demanda de agua.

2

3

Aumento en la tendencia del agrietamiento plástico.

4

Necesidad de curado temprano.

5

Descontrol del contenido de aire incluido.

6

Perdida de resistencia a largo plazo.

Perdida de consistencia acelerada.

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3

Efectos perjudiciales

7

8

9

Concreto propenso a juntas frías.

10 Menor durabilidad a ciclos de hielo-deshielo.

Mayor riesgo de corrosión (alta permeabilidad).

Disminución de la adherencia con el acero.

11 Etc. Las que se deriven...

Efectos perjudiciales

1

Disminución en la resistencia a la abrasión.

2

Como consecuencias directas, la adición de agua

resultaría en:

3

Disminución de la resistencia (alteración de a/c).

4 Apariencia no uniforme.

5

Aumento en la permeabilidad.

6

Aumenta la tendencia a la contracción por secado.

Disminución de la durabilidad (agrietamientos).

Cuándo tomar precauciones

• La temperatura ideal para colar concreto es entre

10 y 15 ºC.

• Las normas como la ASTM C 94 (concreto

premezclado) limita la temperatura máxima del

concreto a 32 ºC cuando se calientan los

agregados y/o agua para producir el concreto.

• Cuando se coloca concreto a temperaturas entre

25 y 35 ºC se deben tomar las PRECAUCIONES

necesarias PLANEADAS (sin improvisar).

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Cuándo tomar precauciones

• Las precauciones que se puedan tomar, pueden

depender de uno o más de los siguientes factores:

• Temp. del concreto.

• Temp. Ambiente.

• Humedad Relativa.

• Velocidad del viento.

• Tamaño del elemento.

• Tiempo de entrega.

• Materiales utilizados.

• Hora de colado.

• Tiempos de operación.

• Zona geográfica.

¿Clima

Caliente?

Demanda

de agua

¿Adición

de Agua?

¿Solución

?

Si Si

Disminución

de la

resistencia

y

durabilidad. No

Si pero

con más

cemento

Alteración de la la relación a/c

(aumenta)

Pérdida de consistencia

(colado y/o compactación

deficiente)

Aumento

del Cc

(aumenta la

temperatura)

Demanda de agua

• Disminuye la

consistencia

• Dificultad para

colocar y

compactar

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Tiempo de fraguado

• Disminuye el tiempo de transporte, colado y acabado

• Mayor calor de hidratación

Resistencia

• Disminuye la resistencia potencial a edades avanzadas

• Disminuye la durabilidad

Precauciones

• Usar materiales adecuados.

• Enfriar los materiales con agua o niebla.

• Usar escarcha de hielo como agua de mezclado (uso limitado).

• Usar nitrógeno líquido para enfriar los ingredientes. Se limita al 75% máximo del volumen

total del agua de mezcla

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Precauciones

• Consistencia adecuada para rápida colocación y compactado.

• Reducir tiempos de operación (trasporte, colado, acabado, bombeo, etc.).

• Uso de aditivos retardantes y/o controladores de la hidratación.

Precauciones

• Almacenar los ingredientes bajo sombra.

• Programación del colado (época del año, hora del día).

• Protección contra la perdida de humedad (lonas, aspersores, niebla, sombrillas).

• PLANEACIÓN de los trabajos y posibles contingencias.

Precauciones

• El uso de algunas

puzolanas pueden

reducir la velocidad de

fraguado y perdida de

revenimiento. Pero

podrían provocar una

tasa menor de

exudación respecto a la

de evaporación de

agua, lo que podría

conducir a

agrietamiento plástico.

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Precauciones

• El uso de fibras

previene la formación o

ayudan a disminuir el

agrietamiento plástico.

Agrietamientos por

contracción plástica

• Se asocia al clima caliente pero se puede presentar en

cualquier condición que produzca evaporación rápida

Baja Temperatura del

concreto

Baja temperatura

ambiente

Baja velocidad de

viento

Alta humedad relativa

Alta Temperatura del

concreto

Alta temperatura

ambiente

Alta velocidad de

viento

Baja humedad

relativa

Tasa de

evaporación

1. Temperatura ambiente

2. Humedad relativa

3. Temperatura del concreto

4. Velocidad del viento

5. Tasa de evaporación

0.5 kg/m² por

hora

Posible agrietamiento en

concretos con Puzolana

PRECAUCIONES

Sin importar tipo de concreto

1 kg/m² por

hora

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Colado en clima frío

• El clima frío se define como un periodo en el cual

durante más de tres días sucesivos el promedio

de la temperatura ambiente (del aire) es menor de

4 ºC y permanece bajo 10 ºC durante más de la

mitad de cualquier periodo de 24 horas.

• El concreto desarrolla bajas resistencias a

temperaturas bajas, por lo que se debe proteger

de la congelación hasta que su nivel de saturación

se reduzca lo suficiente por el proceso de

hidratación.

Colado en clima frío

• El momento en que se

logra disminuir el nivel de

saturación por debajo del

nivel crítico es cuando el

concreto adquiere una

resistencia a compresión

de 3.5 MPa (generalmente

dentro de las primeras 48

horas).

El clima frío afecta

Hidratación • Las bajas temperaturas

reducen la velocidad de

hidratación del

cemento, retardando el

tiempo de fraguado y

endurecimiento y por

ende el desarrollo de

resistencia.

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Calor de hidratación

1

Tipo y cantidad de cemento

2

3

Temperatura ambiente

4 Aditivos

5

Relación a/c

6

Finura

Temperatura inicial del concreto

• Factores que influyen sobre el calor de hidratación:

Calor de hidratación • El calor de hidratación

durante el clima frío es

de utilidad pues

contribuye a aumentar la

temperatura de curado

del concreto.

• Para clima frío sería

deseable tener una

reducción en el tiempo

de fraguado, una

relación a/c baja y un

revenimiento bajo.

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Especificaciones

• La norma ASTM C 94 - sección 12, mezclado y

entrega (para concreto premezclado), especifica la

temperatura mínima que deberá tener el concreto en

base a la dimensión de la sección menor del

elemento a colar, para evitar problemas de

congelamiento.

Precauciones

• Evitar colar durante el clima frío.

• Calentar los materiales.

• Usar cementos de alto calor de hidratación.

• Usar aditivos.

• Aislar la estructura.

Precauciones

• Usar relaciones a/c bajas.

• Usar calentadores durante el colado.

• Proteger la estructura del ambiente por el tiempo necesario.

• Incluir aire a la mezcla de concreto.

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Precauciones

• Evitar gradientes de más de 20 ºC.

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‘ Al no prepararse, se está preparando

para fracasar.

-Benjamin Franklin