Guía Concreto Masivo · 2020-05-05 · El diseño de estructuras de concreto masivo está general...

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VERSIÓN 2020

GUÍA DE ESPECIFICACIÓN DE CONCRETO MASIVO

1. INTRODUCCIÓN - ALCANCE

La intensión de éste documento es reunir la información sobre que es el concreto masivo, su manejo y comportamiento tanto en estado fresco como endurecido, los cuidados que se deben tener en el manejo de sus insumos, las técnicas de pre-enfriamiento de insumos y concreto así como el post-enfriamiento del concreto endurecido, contribuyendo a mejorar las prácticas comunes en la utilización de este tipo de concreto y por lo tanto lograr estructuras de concreto masivo de mejor calidad en resistencia y durabilidad.

2. NORMAS APLICABLES

• ACI 116R: Cement and Concrete Terminology.• ACI 207.1R: Guide To Mass Concrete.• ACI 207.4R: Cooling and Insulating Systems for Mass Concrete.• ACI 211.1: Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete.

3. INFORMACIÓN TÉCNICA

3.1. Definición

El Concreto Masivo es definido por el ACI 116R (American Concrete Institute) como cualquier volumen de concreto con dimensiones lo suficientemente grandes para requerir que se tomen las medidas necesarias para hacer frente a la generación de calor por hidratación del cemento y el consecuente cambio devolumen, con el fin de minimizar el agrietamiento. Por otro lado el ACI 211 dice: muchos elementos estructurales grandes pueden ser suficientemente masivos para que la generación de calor deba ser considerada, particularmente cuando la dimensión mínima de la sección transversal del elemento sólido se aproxima o exceda de 60 a 90 cm (2 a 3 pies) o cuando el contenido de cemento exceda de 355 kg/m3. Según el Departamento de Transportación de Florida, un elemento debe ser considerado como masivo si presenta las siguientes condiciones: - La dimensión mínima es de un metro - La relación de volumen a superficie es mayor de 0.30.

No es fácil el definir al concreto masivo en términos absolutos y simples. La definición varía dependi-endo de las especificaciones, el tipo de construcción y el tipo de uso. Por ello, aquí hay otra definición: Los concretos masivos, no dependen de su resistencia, sino se asocia más a su consumo de cemento. (Matallana 2019).

3.2 Generalidades

El diseño de estructuras de concreto masivo está general y principalmente basado en la durabilidad, economía y las condiciones de temperatura, dejando la resistencia en un segundo término. La característica que distingue al concreto masivo de otros tipos de concreto es su comportamiento térmico.

La reacción química entre el agua y el cemento es exotérmica, por lo que la temperatura en el concreto aumenta. Cuando el calor no se disipa rápidamente puede aumentar la temperatura en forma considerable. Deformaciones y esfuerzos significativos pueden desarrollarse por el cambio de volumen asociado al aumento y disminución de la temperatura en la masa del concreto. Por lo que deberán tomarse medidas, para que las grietas que se pueden formar no hagan perder estabilidad e integridad en la estructura, que ésta deje de comportarse como monolito, se tengan grandes filtraciones o se acorte la vida de servicio.

La mayoría de los principios en la tecnología del concreto masivo son similares para el trabajo en general de los concretos. Estas prácticas especiales de construcción se han desarrollado para satisfacer los requerimientos ingenieriles en estructuras de concreto masivo como presas de gravedad y de arco, reactores nucleares, casas de máquinas, grandes bases para equipos industriales, grandescimentaciones, pilas y mástiles de puentes.

3.3. Características del concreto masivo

Una mezcla de concreto masivo satisfactoria inicia con la adecuada selección de materiales, que a su vez, producirán un concreto adecuado para cumplir con los requerimientos de la estructura en cuestión, con respecto a la economía, trabajabilidad, estabilidad en sus dimensiones, libre de grietas, bajo aumento de la temperatura, resistente, durable y en el caso de estructuras hidráulicas, con baja permeabilidad.

En términos generales, los concretos masivos son aquellos que requieren un manejo especial para evitar daños causados por el calor interno y/o por un posible gradiente de temperatura excesivo durante el

La temperatura de las diferentes mezclas de concreto no debe exceder de los valores mostrados en la siguiente tabla:

4. MATERIALES EN EL DISEÑO DE UNA MEZCLA DE CONCRETO PARA MASIVOS.

4.1 Agregados

Los agregados gruesos y finos que se utilizan para la fabricación del concreto, también llamados, gravas y arenas, son partículas de roca, que pueden ser naturales, triturados o parcialmente triturados. Los agregados naturales son aquellos que se encuentran y se extraen con un t amaño tal que solamente se tendrán que limpiar y/o clasificar para su uso, se obtienen de ríos, minas, bancos etc.

Los agregados triturados proceden generalmente de bancos de roca y se triturarán hasta alcanzar el tamaño y granulometría deseados. Los agregados parcialmente triturados son aquellos que contienen naturalmente partículas de tamaño apropiado y partículas mayores y por este motivo se procesan por medio de clasificación y trituración de partículas mayores.

Tipo de concreto

Masivo

Semi-masivo

Normal

>100

60-100

<60

20

24

28

23

27

31

Espesor del elemento por colar (cm)

Temperatura máxima de colocación ºC

Temperatura máxima en planta ºC

Fuente: Departamento de Transportación de Florida.

En una mezcla de concreto, los agregados ocupan, generalmente, del 60 al 75 % de su volumen y del 70 al 85% de su peso y su repercusión en las propiedades del concreto fresco y endurecido es de gran importancia. Para los concretos masivos, la influencia de la temperatura de los agregados es primordial.

Los agregados de calidad deben cumplir ciertas reglas para darles un uso ingenieril optimo: deben consistir en partículas durables, limpias, duras, resistentes y libres de productos químicos absorbidos, recubrimientos de arcilla y otros materiales finos que pudieran afectar la hidratación y la adherencia la pasta del cemento. Las partículas de agregado que sean desmenuzables o susceptibles de resquebrajarse son indeseables.

Granulometría: la granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por análisis de tamices. El tamaño de partícula del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre con aberturas cuadradas.

La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los agregados así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción y durabilidad del concreto.

De acuerdo a la guía ACI 207.1R -05 las consideraciones de proporcionamiento de materiales se deben realizar bajo la siguiente normativa: ACI 211.1, teniendo especial atención en el Apéndice 5. proporcionamiento del concreto masivo.

De acuerdo a la ACI 211.1 apéndice 5, se debe tener en cuenta en el diseño de la mezcla, el diferencial de tem-peratura entre el interior y el exterior de la masa de concreto el cual genera esfuerzos de tensión sobre una mezcla que no tiene capacidad de asumirlos.

ESFUERZO DE TENSIÓN S = R E e T

Donde,R= Factor de restricciónE= Módulo de elasticidade= Coeficiente térmico de expansiónT= Diferencia de temperatura (entre el interior y exterior o temperatura máxima del concreto y temperatu-ra ambiente).

Características de los agregados Los áridos aportan una buena cantidad de temperatura al ser más del 60% de la masa de concreto, por esto se deben almacenar cubiertos, mantenerlos saturados con niebla de agua fría y si es posible proporcio-nar un túnel de viento frío.

Agregados gruesos

De acuerdo a la ACI, el tamaño máximo puede ser el mayor posible sin exceder, las 3” (75mm). Proporcio-nando menos superficie específica por consecuencia menos cantidad de cemento y agua.

Pero se debe tener en cuenta que el tamaño máximo del agregado grueso no puede ser:

• TM no puede exceder ¼ de la dimensión mínima de la estructura.• TM no puede exceder 2/3 de la distancia menor entre refuerzos.



Granulometría. La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por análisis de tamices. El tamaño de partícula del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre con aberturas cuadradas.



De acuerdo a la ACI 211.1 apéndice 5, Se debe tener en cuenta en el diseño de la mezcla, el diferencial de temperatura entre el interior y el exterior de la masa de concreto el cual genera esfuerzos de tensión sobre una mezcla que no tiene capacidad de asumirlos.

ESFUERZO DE TENSION S = R E e T

Donde, R= Factor de restricciónE= Módulo de elasticidade= Coeficiente térmico de expansiónT= Diferencia de temperatura (entre el interior y exterior o temperatura máxima del concreto y temperatu-ra ambiente).

Características de los agregados Los áridos aportan una buena cantidad de temperatura al ser más del 60% de la masa de concreto, por esto se deben almacenar cubiertos, mantenerlos saturados con niebla de agua fría y si es posible proporcionar un túnel de viento frío.

Agregados gruesos

De acuerdo a la ACI, el tamaño Máximo puede ser el mayor posible sin exceder, las 3” (75mm). Proporcionando menos superficie específica por consecuencia menos cantidad de cemento y agua.












Agregados gruesos




Granulometría del agregado grueso para concreto masivo (ACI 207 1R)

Rangos en cada tamaño de agregado grueso para concreto masivo (ACI 207 1R)










Agregados gruesos




Agregados finos

Granulometría del agregado fino para concreto masivo (ACI 207 1R)

El módulo de finura del agregado fino no debe ser menor de 2.3 ni mayor de 3.1. Es útil para estimar las proporciones de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto.

4.2. Agua

El agua de amasado debe ser refrigerada para obtener temperaturas hasta de 4 °C.

Parte de esta puede ser reemplazada por hielo en escarcha. La mezcla puede ser enfriada con hidrógeno.Puede ser más efectivo colocar el hielo en el mixer, humedecer la olla con agua fría y después hacer el cargue en la planta.

4.3. Cemento

Se pueden utilizar cemento que cumplan las siguientes características:

- Cemento Portland ASTM C 150. Tipo I, II, IV y V.- Cementos Hidráulicos ASTM C 1157. Tipo GU, MS, HS, MH y LH.- Cementos de escoria de alto horno. Tipo P, IP, S, IS, I(PM) y I(SM).

El contenido de cemento debe ser el mínimo posible que cumpla los requisitos de resistencias mecánicas y condiciones de durabilidad, para que se genere la menor temperatura posible.

No. Malla (mm)

(9.5)

4 (4.75)

8 (2.36)

16 (1.18)

30 (0.60)

50 (0.30)

100 (0.15)

Finos

Porcentaje retenido individual en peso

0

0-5

5-15

10-25

10-30

15-35

12-20

3-7

No se debe utilizar cemento Portland Tipo I solo, se puede utilizar en combinación de adiciones. En ningún caso se debe utilizar el Tipo III de alta resistencia inicial.

Los cementos Tipo II y MS, se pueden utilizar pero se debe revisar los siguientes límites:

• C3A < 8%.• La suma de C3A y C3S <58%.• La generación de calor 70 cal/g hasta 7 días.

Los cementos Tipo IV y LH, son los ideales para estas aplicaciones dado que limita el C3A al 7%, el C3S al 35% y el mínimo de C2S al 40%. La generación de calor se limita a 60 cal/g hasta 7 días.

Elev

ació

n de

ete

mpe

ratu

ra (°

C)

Tiempo (días)

Elev

ació

n de

ete

mpe

ratu

ra (°

F)INCREMENTO DE LA TEMPERATURA ADIABÁTICA DEL CEMENTO PORTLAND

Cemento Alta resistencias Iniciales Tipo III.Cemento portland Tipo I.Cemento portland IV de bajo calor de hidratación.

4.4. Adiciones

Utilizadas para reducir las cuantías de cemento en la mezcla logrando un mayor control de la temperatura, esto dado que no tienen una reacción inicial exotérmica, estas reaccionan de forma posterior con elhidróxido de calcio libre y la generación de calor es baja, estas se pueden utilizar en rango de 15 – 50% del material cementante total.

50°

40°

30°

20°

10°

0°0 3 7 4 2 28

80°A

B

C

60°

40°

20°

0°

- Puzolanas- Escoria de alto horno- Fly Ash- Microsílica

Estas pueden almacenarse en silos para ser dosificadas al mismo tiempo con el cemento, pero en general por costos de instalación se manejan en sacos y son colocadas cuidadosamente con los agregados.

4.5. Aditivos • RETARDANTES

Al aumentar los tiempos de fraguado también retarda la evolución de temperatura en el cemento. En ocasiones se piden retardos de fraguado por encima de las 18 horas.

• REDUCTORES DE AGUA

Incrementan la manejabilidad de las mezclas dando la posibilidad de reducir cemento en la mezcla y facilitan el manejo de adiciones sin modificar la A/C.

• INCLUSORES DE AIRE

Incrementan la trabajabilidad, reducen el sangrado y aumentan la durabilidad, mejoran la apariencia de concretos elaborados con agregados de TMN (Tamaño máximo nominal) mayores a 25 mm.

Efectos sobre el concreto masivo:

Varían según el producto, concentración del mismo, dosis aplicada, temperatura ambiente y de los materiales Sobre el tiempo de fraguado: los aumenta. Sobre el Calor de hidratación: lo disminuye. Sobre las resistencias: aumenta por hidratación. Sobre la retracción: la disminuye. Sobre la trabajabilidad: la aumenta. Pérdida de manejabilidad: incrementa el tiempo.

El límite se debe basar en el requerimiento mínimo para la trabajabilidad o en la tabla 2.1 para la resistencia. ACI 211.1

5. COLOCACIÓN

5.1 Preparación para la colocación

La preparación previa al colado de concreto incluye diversas actividades, como el humedecimiento de la superficie, el montaje de las formaletas, colocación de tapa juntas, instalaciones de serpentines (cuando se realizará un posenfriamiento) inyección de juntas, la fijación segura en el concreto del acero de refuerzo y de los demás accesorios que vayan a quedar ahogados.

4.6 Relación agua/material cementicio máximas permisibles para secciones masivas

Las formaletas son los moldes dentro de los cuales se coloca el concreto, y el andamiaje es el apoyo estructural y apuntalamiento que se requiere para el apoyo temporal durante la construcción. El diseño de la formaleta debe quedar establecido antes de la construcción de la misma. Las formaletas se deben construir con la suficiente resistencia y rigidez para cargar la masa y la presión del fluido de concreto, de los materiales y equipo que se vayan a colocar sobre ellas. La presión del fluido hidráulico sobre las formaletas debe estar correlacionada con la capacidad y tipo del equipo de colocación, la velocidad planeada de colocación del concreto, el asentamiento, la temperatura y las características de endurecimiento del concreto.

Las juntas, esquinas, uniones e intersticios de los paneles de las formaletas, deben estar lo suficientemente bien ajustadas como para contener el mortero. La consolidación fluidificará el mortero en el concreto permitiendo fugas desde cualquier abertura en la formaleta, y dejando vacíos, filones de arena o bolsas de grava.

Cuando las formaletas se colocan para coladas sucesivas, las protuberancias en juntas horizontales se pueden evitar, si se montan de nuevo las formaletas con sólo 2.5 cm de traslape al concreto, debajo de la línea hecha por el listón de la colada anterior y fijando y atornillando con firmeza las formaletas cerca de la junta. Las tiras con aristas biseladas también se pueden utilizar para ocultar juntas de construcción, mejorando la apariencia cuando están bien dispuestas.

Las caras de las formaletas se deben tratar para evitar que el concreto se pegue a éstas, el desformaleteado se facilite y la estructura no se deteriore.

Mientras no exista lechada, polvo o partículas sueltas, el concreto recién colado ya endurecido necesita poca preparación antes de colar el concreto fresco sobre él. Cuando el concreto fresco se cuela sobre un concreto recién endurecido, se deberán tener en consideración ciertas precauciones para asegurar la obtención de una junta bien enlazada y hermética. La superficie de la junta de concreto debe estar saturada y superficialmente seca al momento en que se coloque sobre ella nuevo concreto. El concreto endurecido deberá estar limpio y sano, bien nivelado y razonablemente áspero con algunas partículas expuestas de agregado grueso. Cualquier lechada, mortero suave, polvo, astillas de madera, aceite proveniente de la formaleta o cualquier otro material extraño interferirá en el enlace adecuado del colado subsiguiente.

Las juntas de construcción ocurren siempre que el colado del concreto se detiene o se demora. Es decir, que el concreto fresco colocado subsecuentemente contra el concreto endurecido, no puede adherirse a la colocación previa. Las juntas horizontales de construcción ocurren en los niveles entre coladas, mientras que las verticales se presentan cuando la estructura es de tal tamaño que no es posible colocar la extensión completa en una operación continua. En general, la preparación de una junta vertical de construcción para un comportamiento y apariencia aceptable, es la misma que para juntas horizontales.

5.2 Colocación

El equipo y el método utilizados para colocar concreto masivo deben evitar la separación de agregado grueso del concreto. Aunque no son objetables los pedazos dispersos de agregado grueso, si lo son las aglomeraciones o bolsas (bolas de concreto húmedas en la superficie pero secas en su interior), por lo que éstas se deben romper e integrar o desechar antes de colocar el concreto. El agregado segregado no se eliminará con operaciones subsecuentes de colocación y consolidación.

El concreto se colocará en capas horizontales de 38 a 60 cm. de espesor y evitando capas inclinadas y juntas frías, en el caso de grandes pilas se podrán realizar colados continuos en toda su longitud. Para construcción monolítica, cada capa de concreto se debe colocar mientras que la capa subyacente aún sea sensible a la vibración; así mismo las capas deben ser lo suficientemente delgadas para permitir que dos capas queden bien unidas por una vibración apropiada. el método escalonado de colocación se debe emplear en estructuras masivas donde se abarcan grandes áreas, para impedir la formación de juntas frías.

En este método, la colocación de concreto se hace por una serie de capas horizontales escalonadas. La colocación del concreto en cada capa se extiende por la anchura total del bloque, y las operaciones de colocación progresan desde un extremo de la elevación hacia el otro, exponiendo solamente pequeñas áreas de concreto a la vez. Al progresar la colocación, parte de la misma estará ya terminada, mientras que ésta continuará en lo que queda.

Se debe llevar un registro detallado de la temperatura.

• Temperatura de mezclado. • Temperatura de salida. • Temperatura de llegada. • Temperatura de colocación. • Record de evolución durante los primeros 3 días; para esto hay que instalar termopares a diferentes profundidades evaluando así toda la masa de concreto.

6. ENSAYOS RUTINARIOS

6.1. Contenido de aire

Cuando el TMN (tamaño máximo nominal) del agregado exceda los 53 mm el contenido de aire se determina con la fracción del concreto masivo que pase el tamiz de abertura 38.1 mm; por medio del método de presión descrito en la ASTM C 231.

Resistencia a la compresión. Deben utilizarse probetas cilíndricas normalizadas de diámetro igual a 3 veces el TMN del agregado; alternativamente se puede utilizar probetas estándar de 150 mm x 300 mm moldeadas con la fracción que pasa por el tamiz 38,1 mm y el resultado se debe corregir. TMN mayor a 53 factor de corrección 0,85.

6.2 Control de temperatura en estructuras de concreto masivo

la característica más importante del concreto masivo que lo diferencia de otros tipos de concretos estructurales es su comportamiento térmico , en general las grandes dimensiones de las estructuras de concreto masivo producen grandes diferenciales de temperatura entre el interior y la superficie exterior de la estructura, es decir, a medida que la temperatura del concreto en el interior aumenta y el concreto se expande, la superficie puede estar enfriándose y contrayéndose lo que provoca cambios volumétricos diferenciales, si a esto se le añade las posibles restricciones al libre movimiento del concreto tendremos como resultado, deformaciones y tensiones que pueden causar grietas que perjudican la estructura diseñada.

En el concreto masivo las contracciones por temperatura y las tensiones se desarrollan por dos fenómenos: por la disipación del calor de hidratación del cemento y por los cambios periódicos en la temperatura entre el concreto y el ambiente, debido a que el concreto tiene una baja conductividad térmica, el calor generado en el interior de la estructura se disipa muy lentamente, a menos que se enfríe artificialmente.

El calor escapa del concreto a una velocidad que es inversamente proporcional al cuadrado de su menor dimensión, por ejemplo, un muro de espesor de 15 cm enfriándose por los dos lados llevaría 1.5 horas para disipar 95% de calor desarrollado. Un muro con espesor de 1.5 m llevaría una semana entera para dispar la misma cantidad de calor. Si el espesor es de 15 m, lo que puede representar el espesor de una cortina de arco, se requerirán 2 años (ACI 207).

No existe un tamaño de elemento específico de una estructura que al ser superado pueda clasificarse como concreto masivo. Muchos elementos estructurales de grandes dimensiones pueden no ser suficientemente masivos para que se deba considerar el calor generado. esto es crítico principalmente cuando las dimensiones mínimas de la sección transversal se acercan o superan 1 metro o cuando el contenido de cemento supera 355 kg/m3, según lo recomendado por el comité ACI 207 , además que en la misma definición del ACI 116R “el concreto masivo es cualquier volumen de concreto con dimensiones lo suficientemente grandes para requerir que se tomen las medidas necesarias para hacer frente a la generación de calor por hidratación del cemento y el consecuente cambio de volumen, con el fin de minimizar el agrietamiento ” no se especifica un espesor determinado.

El aumento de temperatura en el concreto masivo se relaciona con su temperatura inicial, la temperatura ambiente, el tamaño del elemento de concreto (relación volumen-área superficial y dimensión mínima) y el tipo y la cantidad de los materiales cementantes. Por lo general la hidratación del cemento producirá una elevación de la temperatura del concreto de 5 a 8 °C por cada 60 kg de cemento. Elementos pequeños de concreto (menos de 0.3 m de espesor), con cantidades moderadas de material cementante, son de poco interés, pues el calor generado se disipa rápidamente.

A fin de evitar el agrietamiento, no se debe permitir que la temperatura interna del concreto en presas y en otras estructuras reforzadas de concreto, que posean relativamente baja resistencia a compresión, exceda en más que 11°C a 14°C el promedio anual de temperatura ambiente. (ACI 308) otra regla indica que la diferencia de temperaturas entre el interior y exterior del concreto no debe exceder en ningún momento de 20°C. (fitzgibbon 1977 y dintel y ghosh 1978).

En otro criterio: La diferencia máxima de temperatura entre el centro y la superficie del vaciado no deberá exceder 19°C (35°F). (ACI301-10, 2010)

TEM

PERA

TURE

RIS

E IN

(°F)

VOLUME TO SURFACE RATIO IN FEET

Fig. Aumento de la temperatura del concreto para diversas temperaturas de colocación 223 kg/m3 de cemento temperatura de colocación igual a la del aire. Difusividad= 1.2 ft2/día. ACI 207.2R.

Los cuatro elementos principales para un efectivo programa de control de temperatura que pueden ser usados para un proyecto de concreto masivo son:

1. El control del contenido de materiales cementantes, opciones de tipos (cementos Pórtland y puzolanas) y cantidades para minimizar la generación de calor en el concreto.

2. El pre-enfriamiento, que busca bajar la temperatura de colado del concreto promedio del enfriamiento de sus ingredientes (sombreado y humedecido de almacenes de agregados, utilización de agua enfriada o hielo, procesado de agregados en agua fría, utilización de nitrógeno líquido, etc.) serán debidamente analizados para implementar aquel o aquellos que garanticen alcanzar la temperatura de colado especificada, teniendo en cuenta que de acuerdo a la temperatura del medio ambiente la proporción de hielo, por ejemplo, tendrá que ser ajustada, para garantizar la calidad y temperatura del concreto. De acuerdo a lo observado en la mayoría de casos del uso de concreto masivo en estructuras que no sean presas, el pre-enfriamiento será suficiente para garantizar una adecuada temperatura del concreto durante el tiempo de fraguado y ganancia de resistencia, logrando disminuir los cambios volumétricos y el agrietamiento.

3. El post-enfriamiento, que pretende limitar el aumento de la temperatura de la estructura, removiendo el calor por medio de un serpentín frio embebido en el concreto. El sistema de post-enfriamiento utilizado en todos los casos que lo requieren, es el que consiste en hacer circular agua enfriada y/o a temperatura ambiente por una tubería ahogada en el concreto, este sistema ha demostrado ser adecuado para mantener la diferencia de temperaturas entre el interior de la masa de concreto y su superficie en niveles adecuados para evitar grandes deformaciones por temperatura diferencial y las grietas asociadas, adicionalmente se logra que en un lapso relativamente corto que va de 60 a 80 días el concreto masivo tenga una temperatura tal que no implique ningún riesgo de agrietamiento.

Se deberá poner especial atención en la instalación de la tubería de post-enfriamiento para evitar que ésta se mueva o se rompa y se llene de concreto ocasionando taponaduras y/o filtraciones del agua de enfriamiento y al mismo tiempo mucho cuidado en la operación del sistema para asegurar la temperatura y el gasto especificados. De esta forma evitaremos ineficiencias y esfuerzos no deseados en el concreto.

4. El procedimiento constructivo, para proteger a la estructura de excesivos diferenciales de temperatura debido al manejo del concreto y programa de construcción.

6.3 Métodos para el control de temperatura

El control de temperatura para una estructura pequeña puede no necesitar más que una medida, como pudiera ser un colado nocturno, pero en el otro extremo algún gran proyecto puede justificar un amplio uso de medidas que incluyan los cuatro elementos arriba mencionados.

El aumento de la temperatura interna del concreto se puede controlar de varias maneras:

(1) Bajo contenido de cemento, 120 a 270 kg/m3(2) Agregados grandes, 75 a 150 mm (3) Alto contenido de agregado grueso, hasta 80% del contenido total de agregados

(4) Cemento de bajo calor de hidratación (5) Puzolanas, el calor de hidratación de la puzolana puede ser del 25% al 75% del cemento(6) Reducción de la temperatura inicial del concreto para aproximadamente 10°C a través del enfriamien-to de los ingredientes del concreto(7) Enfriamiento del concreto, a través de la inserción de tubería de enfriamiento(8) Cimbras de acero para la disipación rápida del calor(9) Curado con agua (10) Colados pequeños, 1.5 m o menos.

6.4 Instrumentación

Los datos se recopilan, transmiten, procesan, revisan y accionan procedimientos de oportuna evaluación para la seguridad de una estructura. Para obtener credibilidad, se deben instalar eficientes instrumentos para proporcionar la confirmación de todos los datos importantes. Es deseable utilizar más de un tipo para facilitar el análisis.

La instrumentación también es necesaria en casos donde se requiere correlacionar o confirmar un concep-to de diseño inusual relacionado con la estructura o la condición del servicio, o donde los resultados pueden conducir a mayores refinamientos para el diseño futuro.

Los factores o cantidades que a menudo se controlan en las estructuras masivas incluyen desplazamientos estructurales, deformaciones, asentamientos, filtraciones, niveles piezométricos en la cimentación y presiones de levantamiento dentro de la estructura.

La temperatura generalmente se mide por medio de termocuplas tipo k, estas termocuplas que son utilizadas por su alta resistencia térmica, las termocuplas son instaladas en puntos específicos de la geometría de los encepados donde se requiere tomar mediciones; generalmente se posicionan en el centro del elemento, en una de las puntas y a un costado del mismo. Las termocuplas se conectan con un terminal llamado DATALOGGER, donde se programa la toma de datos y registra automáticamente cada cierto tiempo de la temperatura del elemento en el que se encuentre instalado de hasta 4 termocuplas para procesar la información y tener datos a tiempo real.

La geometría de las estructuras a estudiar es analizada estratégicamente para definir puntos donde se tomarán los datos, esto se debe a que en el núcleo de la estructura por su densidad y confinamiento se presentan mayores incrementos de temperatura comparado con las puntas del elemento, probablemente porque no tiene contacto con la temperatura ambiente, la altura a la que se toman los datos también debe variar para conocer en diferentes puntos el comportamiento de la temperatura.

Al tener toda la información (temperatura ambiente y de la estructura) definida en el tiempo establecido se analizará estadísticamente los datos arrojados por los DATALOGGER y así conocer en el tiempo cuando la temperatura del elemento es ± 10°C comparado con el ambiente, para evaluar el momento indicado donde la posibilidad de agrietamientos y fisuras sea el menor.

La evaluación termodinámica del concreto, en especial, en concretos masivos ayuda al control de la resistencia del concreto in situ, determina los tiempos de fraguado en los elementos estructurales de concreto, control por desempeño y prevención de fisuración por causa térmica, análisis de la temperatura ambiente sobre los concretos masivos, mejora de la gestión y logística para llevar a cabo los vaciados en el concreto masivo.

TABLAS: PRODUCTOS TOXEMENT.

Dentro del portafolio de productos EUCLID CHEMICAL TOXEMENT para controlar la temperatura dentro del concreto masivo, sugerimos el uso de:

Terminales verdes y amarillos para medición con DATALOGGER

Es un aditivo en polvo, color gris que adicio-nado al concreto le otorga características de alta resistencia mecánica y química. EUCON MSA - MICROSILICA reacciona con el hidróxido de calcio en la pasta de cemento, produciendo mayor cantidad de gel de silicato de calcio, incrementando las resis-tencias y durabilidad. Las partículas muy finas de micro sílice llenan los pequeños espacios entre las partículas de cemento creando un concreto más denso y menos permeable.

EUCON MSA - MICROSILICA cumple con los requerimientos de ASTM C- 1240

La dosis de EUCON MTC depende de las características del concreto o diseño a producir, se recomienda consultar con el Departamento Técnico de EUCLID CHEMICAL TOXEMENT, para efectuar las mezclas previas y necesarias y deter-minar la dosificación óptima en función de sus materiales.

EUCON MTC es un material sólido finamente molido, a base de aluminio – silicatos, utilizado como material cementante.

Índice de Puzolanicidad : >75%

Entre el 3% y 10% del peso del cemento y/o de acuerdo a las consideraciones técnicas de aplicación solicitadas.

PRODUCTO DESCRIPCIÓN DOSIFICACIÓN

EUCON MSA - MICROSILICA

EUCON MTC

Tal como indicamos antes, un bajo contenido de cemento es importante para el concreto masivo, para ayudar en el control de temperatura. Para éste fin, se sugiere el uso de los materiales suplementarios de la tabla anterior y de reductores de agua, EUCLID CHEMICAL TOXEMENT tiene un amplio portafolio el cual se puede encontrar en el siguiente link: http://www.toxement.com.co/segmentos/concretos/productos-sugeridos/

BIBLIOGRAFÍA:

ACI 116R: Cement and Concrete Terminology.ACI 207.1r: Guide To Mass Concrete.ACI 207.4RCooling and Insulating Systems for Mass Concrete.ACI 211.1: Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight, and Mass Concrete.Ing. Luis Candelas Ramírez. El Concreto Masivo. Tesis para optar por el grado de: Maestro en Ingeniería Civil – Construcción. Universidad Nacional Autónoma De México. Enero De 2008.Diego Alejandro Rodriguez Cabarcas. Evaluación Termodinámica De Las Estructuras De Concreto Masivo: Estudio Nuevo Puente Pumarejo. Universidad De La Costa – CUC. Programa de ingeniería civil – Barranquilla 2019.Ricardo Matallana. El concreto: Fundamentos y Nuevas Tecnologías. Constructora Conconcreto. 2019.Terminales verdes y amarillos para medición con DATALOGGER










Agregados gruesos













Agregados gruesos




VERSIÓN 2020

GUÍA DE ESPECIFICACIÓN DE CONCRETO MASIVO

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