Cómo verter hormigón en climas fríos

Si bien no parece haber una temperatura definitiva que se deba evitar, al verter hormigón… ¡debes definir claramente dónde trazas el límite!

• ¿Cuándo hace demasiado frío para verter hormigón?
• Vertido de hormigón en tiempo frío
• ¿Es realmente conveniente revestir de hormigón cuando hace frío?
• Planificar el vertido de hormigón para su situación específica es clave
• ¿Cómo ayudar a prevenir la congelación del hormigón?
• Controlar la temperatura durante el hormigonado en climas fríos
• Vigile las condiciones del entorno durante y después del vertido.

¿Cuándo hace demasiado frío para verter hormigón?

“La definición actual del Instituto Americano del Hormigón (ACI) de hormigonado en clima frío, como se establece en ACI 306, es 'un período en el que durante más de tres días consecutivos la temperatura media diaria del aire desciende por debajo de los 40 grados Fahrenheit (F) y se mantiene por debajo de los 50 grados Fahrenheit durante más de la mitad de cualquier período de 24 horas.“Esta definición puede potencialmente conducir a problemas de congelación del hormigón a una edad temprana”._{[ 1 ]}Según la Asociación del Cemento Portland (PCA).

Vertido de hormigón en tiempo frío

Es un desafío constante para los profesionales del hormigón. Los avances tecnológicos en la industria ofrecen consejos excepcionales sobre cómo verter el hormigón con éxito en climas fríos. ¿Le brindan estos avances la confianza suficiente para tomar una decisión? ¿Va a programar el vertido o no?

¿Es realmente conveniente revestir de hormigón cuando hace frío?

La respuesta rápida es consultar el pronóstico del tiempo. Si mañana la temperatura ronda los 32 °C, quizás debería considerar reprogramar el vertido de hormigón para otro día.

Pero a veces, la respuesta no es tan definitiva como una temperatura específica. La verdadera respuesta dependerá de tu enfoque... y de tus recursos locales. Pero primero, veamos cómo la temperatura afecta el vertido del hormigón. ¿Qué define el frío para el hormigón?

El Instituto Americano del Hormigón (ACI) – ACI 306R-10 ha declarado que “Se considera frío cuando la temperatura del aire ha descendido, o se prevé que descienda, por debajo de 40 °C (5 °F) durante el período de protección. Este período es el tiempo necesario para evitar que el hormigón se vea afectado por la exposición al frío."_{[ 2 ]}

Los contratistas de concreto que viven en climas que lidian con temperaturas que caen rutinariamente dentro de este rango se dan cuenta de que tienen que "pensar más allá de lo convencional". fundación caja”. ¡Vayamos al punto cero y veamos cómo se hace!

Planificar el vertido de hormigón para su situación específica es clave

¿Qué pasa si el suelo está congelado?

Si el suelo se congela, se produce una expansión que crea un soporte inestable para la cimentación. Cuando se aplica una carga como estructura sobre la cimentación, puede producirse asentamiento a medida que el suelo comienza a derretirse.

James R. Baty II CFA, director gerente de la Asociación de Cimientos de Hormigón, escribió que “El sistema de cimentación se diseña en función de la resistencia, o mejor dicho, la capacidad portante, del suelo de soporte. Cuando el suelo se congela, su volumen se expande, creando partículas de hielo y modificando su estado de soporte. Una vez que el suelo congelado recibe una estructura, esta se ve falsamente soportada por la pendiente expandida y experimentará asentamientos a medida que el suelo se descongela."_{[ 3 ]}

Teniendo en cuenta esta preocupación, compartiré estrategias clave para ayudarle a planificar… y completar su proyecto de hormigón durante los fríos meses de invierno.

Evite que la subrasante se congele. Descongelar la subrasante (cualquier material del subsuelo que impacte directamente el área de vertido del hormigón) si está congelado. Haga todo lo necesario para evitar verter hormigón sobre una subrasante congelada (No se recomienda el uso de pirotecnia)! Si el subsuelo está congelado, el potencial asentamiento no es el único problema.

El hormigón es un material poroso y tiene el potencial de absorber humedad de la subrasante, lo que podría debilitar su capacidad de desarrollar resistencia. (Recuerde... si está vertiendo una losa de hormigón, una retardador de vapor Debe colocarse entre la subrasante y el hormigón. Asegúrese de que el retardador de vapor elegido cumpla con la norma ASTM E1745.

¿Cómo ayudar a prevenir la congelación del hormigón?

La prevención incluye cubrir la subrasante con materiales aislantes, como mantas o paja, para protegerla del hielo y la nieve. Si la subrasante se congela, podría ser necesario excavar hasta un nivel por debajo de la línea de congelación y eliminar cualquier zona congelada. Tras una descongelación adecuada, se debe reintroducir el material de la subrasante y compactarlo, implementando medidas antihielo.

Puede ser necesario cubrir los encofrados de cimentación, las varillas de acero e incluso las herramientas que se utilizarán durante el vertido con mantas aislantes para que se mantengan lo más calientes posible. Cualquier elemento físico al que esté expuesto el hormigón puede ser una fuente de pérdida de calor durante el vertido.incluso herramientas)! Debes planificar todas las contingencias que puedas imaginar…

La Asociación Internacional para las Propiedades del Agua y el Vapor (IAPWS) afirma que “Cuando el agua líquida se enfría, se contrae como cabría esperar hasta alcanzar una temperatura de aproximadamente 4 grados centígrados.

Después se expande ligeramente hasta alcanzar el punto de congelación, y luego, cuando se congela, se expande aproximadamente un 9%”._{[ 4 ]} Esa es una evidencia bastante dramática de las propiedades termodinámicas del agua... y cómo puede afectar la compactación del subsuelo.

Controlar la temperatura durante el hormigonado en climas fríos

Una buena planificación incluye una conversación con la empresa de hormigón premezclado sobre cómo mantener el control de la temperatura mientras se vierte el hormigón en clima frío.

Sepa a qué temperatura está agregando el agua

El agua puede estar demasiado caliente para una mezcla de hormigón.Se pueden usar temperaturas de agua entre 140 y 180 °C, pero temperaturas superiores a 180 °C comprometerán la mezcla. Para evitar el fraguado rápido del hormigón, en ningún momento se debe permitir que el cemento entre en contacto con el agua caliente; en su lugar, el árido debe mezclarse con el agua antes de agregar el cemento.."_{[ 5 ]}

Considere la pérdida de calor si la mezcla no se hace en el sitio

"Por cada 10 grados F de diferencia en la temperatura del concreto, el tiempo de fraguado aumentará en 1/3 del valor (ejemplo: un fraguado de 6 horas a 70 grados F equivale a un fraguado de 8 horas con el mismo concreto a 60 grados F)."_{[ 6 ]} Conocer el tiempo de tránsito esperado desde la planta de hormigón hasta el lugar de trabajo brinda la oportunidad de aproximar la pérdida de calor... y cómo puede afectar los tiempos de fraguado una vez que se ha vertido el hormigón.

Planifique los tipos de aditivos acelerantes que funcionarán mejor para usted

"Dos tipos de aceleradores son el cloruro de calcio y el tipo sin cloruro. Sin embargo, el cloruro de calcio puede causar corrosión en cualquier acero utilizado en el hormigón. El tipo sin cloruro, sin embargo, no es corrosivo y puede utilizarse en cantidades mucho mayores.._{[ 7 ]} "Si no se necesita acero de refuerzo, el ajuste de mezcla más efectivo es la adición de cloruro de calcio o un aditivo acelerante que contenga cloruro de calcio."_{[ 8 ]} "El cloruro de calcio ayuda a acelerar el proceso de hidratación del hormigón al actuar como catalizador para ayudar a liberar el óxido de calcio dentro del cemento, lo que permite un inicio más rápido del proceso de hidratación y un logro más rápido de la resistencia a la compresión crítica de 500 psi (3.5 Mpa).._{[ 9 ]}

Descarga gratuita: 4 razones por las que el hormigón tarda mucho en secarse

Piense en qué tipos de cemento adicional se podrían agregar a la mezcla.

¿Qué tipo de cemento produce resultados más efectivos, el Tipo I o el Tipo III? Aunque…Se ha demostrado que el cemento tipo I es eficaz en condiciones de clima frío, el tipo III puede proporcionar control y protección adicionales frente a temperaturas internas más altas, lo que da como resultado una ganancia de resistencia acelerada."_{[ 10 ]} "El uso de cemento Tipo III (de alta resistencia inicial) acelera el fraguado del hormigón y aumenta su resistencia. Molido más finamente que el cemento Tipo I o Tipo II, el cemento Tipo III también puede contener más silicato tricálcico. Tanto la molienda fina como el mayor contenido de silicato tricálcico aumentan la velocidad de generación de calor por hidratación."_{[ 11 ]}

¿Habrá cambios frecuentes de temperatura durante el secado?

Los cambios de temperatura que crean una “El efecto acumulativo de los sucesivos ciclos de congelación y descongelación y la alteración de la pasta y el agregado pueden eventualmente causar expansión y agrietamiento, descamación y desmoronamiento del concreto."_{[ 12 ]}

Para evitar estos resultados desastrosos es necesario añadir “Hormigón con aire incorporado, que contiene miles de millones de microceldas de aire por pie cúbico. Estas bolsas de aire alivian la presión interna del hormigón creando pequeñas cámaras donde el agua se expande al congelarse. El hormigón con aire incorporado se produce utilizando cemento Portland con aire incorporado o introduciendo agentes inclusores de aire bajo una cuidadosa supervisión de ingeniería, durante la mezcla del hormigón en obra. La cantidad de aire incorporado suele estar entre el cuatro y el siete por ciento del volumen del hormigón, pero puede variar según las condiciones especiales."_{[ 13 ]}

En pocas palabras… ¡evite que el concreto y el área de impacto se congelen!

Recuerda… “La gente no planea fracasar. No planea”._{[ 14 ]}

La planificación para el vertido de hormigón en climas fríos está completa. Hoy es el día de hormigonar. No olvide tener suficiente plástico, mantas aislantes, pajitas, etc., para cubrir el hormigón y mantenerlo caliente, lo que facilitará su curado. En climas extremos, podría necesitar fuentes de calor adicionales para mantener la temperatura ambiente adecuada.

Una vez vertido y terminado el hormigón, es fundamental evitar que se congele. Según la Compañía de Cemento Portland, “Todo hormigón debe protegerse de la congelación hasta que alcance una resistencia mínima de 500 libras por pulgada cuadrada (psi), lo que normalmente ocurre dentro de las primeras 24 horas."_{[ 15 ]} Además, el “La norma ACI-306R recomienda que la temperatura del hormigón se mantenga a la temperatura de colocación recomendada de 55 grados F durante el período de protección requerido."_{[ 16 ]} James Baty afirma que “El punto de congelación del hormigón está alrededor de los 27 grados F, dependiendo de la mezcla de hormigón."_{[ 17 ]}

"En ningún caso se debe permitir que el hormigón se congele durante las primeras 24 horas posteriores a su colocación. Dado que la hidratación del cemento es una reacción exotérmica, la mezcla de hormigón generará algo de calor.

El hormigón retenido en encofrados o cubierto con aislamiento rara vez pierde suficiente humedad a temperaturas de 40 a 55 °C como para afectar el curado. Es recomendable dejar los encofrados en su lugar el mayor tiempo posible, ya que ayudan a distribuir el calor de forma más uniforme y a prevenir el secado del hormigón.

También es importante evitar el enfriamiento rápido del hormigón al finalizar el período de calentamiento. El enfriamiento repentino de la superficie del hormigón mientras el interior está caliente puede causar agrietamiento térmico._{[ 18 ]}

Vigile las condiciones del entorno durante y después del vertido.

Un resultado natural de las reacciones químicas directamente relacionadas con el fraguado y curado del hormigón es el calentamiento. Es fundamental poder monitorear y registrar las condiciones ambientales, así como la temperatura del hormigón durante el secado. Una solución sencilla es adquirir un termómetro infrarrojo para medir la temperatura del hormigón y un termohigrómetro para controlar la temperatura del aire.

Si está vertiendo hormigón para un futuro revestimiento de suelo y desea controlar la temperatura y la humedad relativa mientras se seca, un registrador de datos es una herramienta muy útil. Por ejemplo, los medidores Wagner. Registrador inteligente™ Le permite monitorear, capturar y registrar las condiciones ambientales durante hasta 300 días o 12,000 lecturas.

Verter hormigón en climas fríos siempre ha supuesto desafíos para los profesionales del hormigón…

Sin embargo, los emocionantes avances en la industria han permitido que los profesionales del hormigón puedan verter hormigón con éxito en climas fríos. Conocer las opciones disponibles y saber a qué recursos locales puede acceder le dará la confianza para mantener un nivel de producción constante durante todo el año.

**Nota…siempre verifique con el proveedor de concreto la cantidad de cualquier aditivo a incluir en la mezcla de concreto.

Publicado anteriormente por la revista ProInstaller.

Referencias:

[ 1 ] http://www.cement.org/learn/concrete-technology/concrete-construction/cold-weather-concreting
[ 2 ] https://www.concrete.org/topicsinconcrete/topicdetail/cold%20weather
[ 3 ] http://cfawalls.org/concretefacts/2013/11/15/casting-foundation-concrete-in-cold-weather/
[ 4 ] http://www.iapws.org/faq1/freeze.html
[ 5 ] https://www.forconstructionpros.com/concrete/article/10306898/cold-weather-concrete-pouring
[ 6 ] https://www.cemexusa.com/documents/27329108/45560536/cold-weather-concreting.pdf/8a67fa2b-5119-55ba-c212-e3da4b369b39
[ 7 ] http://www.stixnstones.com/blog/bid/75732/What-Precautions-Should-You-Take-When-Pouring-Concrete-in-the-Winter
[ 8 ] https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs141p2_023585.pdf
[ 9 ] https://www.forconstructionpros.com/concrete/article/10306898/cold-weather-concrete-pouring
[ 10 ] http://cfawalls.org/concretefacts/2013/11/15/casting-foundation-concrete-in-cold-weather/
[ 11 ] https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs141p2_023585.pdf
[ 12 ] http://www.cement.org/Learn/concrete-technology/durability/freeze-thaw-resistance
[ 13 ] http://www.cement.org/cement-concrete-applications/working-with-concrete/air-entrained-concrete
[ 14 ] http://www.azquotes.com/quote/710547
[ 15 ] http://www.cement.org/learn/concrete-technology/concrete-construction/cold-weather-concreting
[ 16 ] https://www.nrcs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/nrcs142p2_017796.pdf
[ 17 ] http://cfawalls.org/concretefacts/2013/11/15/casting-foundation-concrete-in-cold-weather/
[ 18 ] http://www.cement.org/learn/concrete-technology/concrete-construction/cold-weather-concreting

Metros Wagner

Wagner Meters es una empresa familiar estadounidense cuyo objetivo es ofrecer soluciones en tecnología de medición de humedad que mejoren la calidad y el valor del proyecto de cada cliente. Con casi 60 años de experiencia en innovación, Wagner sigue siendo un recurso tanto para profesionales como para empresas comerciales de alto rendimiento.

Última actualización el 19 de abril de 2024