Vaciado de concreto en climas cálidos

BOLETIN TECNICO

Aditivos

El clima cálido puede llegar a causar problemas en elmezclado, vaciado, y curado del concreto teniendoefectos adversos en las propiedades físicas y la vidaútil. Esta guía ha sido desarrollada por BASF paraasistir al equipo completo de construcción: propietariosespecificadores, contratistas y fabricantes de concretopremezclado en el diseño, fabricación, entrega,vaciado y curado de concreto de calidad en climascálidos.

El Comité ACI 305 define clima caluroso como“Cualquier combinación de altas temperaturasambientales, altas temperaturas del concreto, bajahumedad relativa, radiación solar y velocidad del viento.Los efectos de las temperaturas altas, radiación solary baja humedad relativa del concreto son máspronunciados con el incremento en la velocidad delviento (ver Figura 1) y pueden llevar a la rápidaevaporación de humedad, la causa principal delagrietamiento por retracciones plásticas en el concreto.

Figura 1

Problemas PotencialesLos problemas potenciales del clima caluroso puedenocurrir en cualquier momento del año en climastropicales o áridos y ocurren generalmente duranteel verano en otros climas. Los problemas asociadoscon el concreto recién mezclado vaciado duranteclimas calurosos incluyen el incremento de:

• Demanda de agua

• Velocidad de pérdida de asentamiento

• Tendencia a remezclar

• Velocidad de fraguado

• Dificultad en el manejo vaciado, compactación yacabado

• Presencia de agrietamiento por retracciones enestado plástico

• Cantidad de aditivo inclusor de aire requerido

• Necesidad de curado temprano

El clima cálido puede incrementar lo siguiente en elconcreto endurecido:

• Retracción por secado y agrietamiento térmicodiferencial

• Permeabilidad

y reducir:

• Resistencia compresión y a flexión

• Durabilidad

• Permeabilidad

• Uniformidad de la apariencia superficial

BASF Construction Chemicals Latin America -Vaciado del concreto en climas cálidos - Boletín Técnico - Aditivos - pág. 2/3

Fuente: PCA “Diseño y Control de Mezclas deConcreto.”

Tabla 1

Tiempo de Fraguado del Concreto a Varias Temperaturas

Temperatura Tiempo de Fraguado Aproximado

38 ºC (100 ºF) 12/3 horas 32 ºC (90 ºF) 22/3 horas 27 ºC (80 ºF) 4 horas 21 ºC (70 ºF) 6 horas 16 ºC (60 ºF) 8 horas 10 ºC (50 ºF) 102/3 horas 4 ºC (40 ºF) 142/3 horas

El informe acerca del “Vaciado del concreto enclimas cálidos” del ACI 305-91 plantea que “elconcreto puede producirse en clima cálido sinlímites máximos en las temperaturas de vaciadoy tendrá un desempeño satisfactorio si seobservan las precauciones apropiadas deproporción, producción, entrega, vaciado ycurado. Como parte de estas precauciones, sedeberá poner un esfuerzo especial paramantener la temperatura del concreto tan bajacomo sea práctico.”

Control de Temperatura del ConcretoLa temperatura del concreto al momento delmezclado es influenciada por la temperatura,calor específico y cantidad de sus ingredientes.La temperatura aproximada del concreto puedecalcularse siguiendo la siguiente ecuación:

0.22 (TaWa + TcWc) + TwWw + Twa Wwa

0.22 (Wa + Wc) + Ww + Wwa

Donde T= Temperatura del concreto reciénmezclado Ta, Tc, Tx y Twa = temperatura de losagregados, temperatura del cemento, el agua

de mezcla añadida, y el agua libre sobre losagregados, respectivamente.

Wa,Wc, Ww, y Wwa= peso de los agregados,cemento, agua añadida y el agua libre sobre losagregados, respectivamente.

La temperatura del concreto puedeincrementarse 0.5 °C (1 °F) incrementando:

• Temperatura del cemento 4 °C (8 °F)

• Temperatura del agua 2 °C (4 °F) (ver figura 3)

• Temperatura de los agregado 1 °C (2 °F)

Fuente: ACI 305R, “Vaciado de concreto enclimas cálidos.”

De todos los materiales para fabricar concreto,el agua es el más fácil de enfriar. Usando hielocomo parte del agua de mezcla le ayudará areducir la temperatura del concreto. La cantidadde hielo usado deberá incluirse como parte delagua de mezcla y no deberá exceder la relaciónagua/ material cementicio. Las siguientesmedidas le ayudarán a controlar la temperaturaal momento del bacheo o durante el proceso dehidratación:

• Salpicar o rociar los agregados

• Almacenar los agregados en un lugarsombreado

• Uso de nitrógeno líquido

• Uso de cemento con cenizas volantes/escoria

• Uso de aditivos para controlar el fraguado

POZZOLITH®, POLYHEED®,RHEOBUILD®, DELVO® Stabilizer

• Uso de un reductor de evaporaciónCONFILM®

El uso de cementos de fraguado lento mejorarálas características de manejo del concreto enclima cálido.

La hidratación del cemento causa un incrementode temperatura de 5 a 8 °C (10 a 15 °F) por 45kg (100 lbs) de cemento. El incremento en latemperatura del concreto debido a la hidratacióndel cemento es directamente proporcional a sucontenido de cemento.

Las cenizas volantes y otras puzolanas y laescoria granulada se utilizan como reemplazosparciales del cemento Portland y disminuyen lavelocidad de fraguado y desarrollo deresistencias del concreto, ambas característicaspositivas en el vaciado de concreto en climascálidos.

Los requisitos para obtener buenos resultadosen vaciados y curado del concreto en climascálidos son básicamente los mismos que los delconcreto vaciado en otro tipo de clima. Elconcreto debe vaciarse en un mismo lugar y encapas de poco espesor para permitir la vibraciónadecuada; utilice rompevientos, cure y protejade la pérdida de humedad; vacíe a horas cuandose pueda evitar el calor del día.

Aditivos QuímicosSe recomienda el uso de los aditivos químicossujetos a ASTM C-494 Tipos B, retardantes;Tipo D, reductor de agua y retardante, y tipo G,reductor de agua de alto rango y retardante,para el concreto vaciado durante climas cálidos.

Los beneficios obtenidos de éstos aditivosincluyen:

• Menor demanda de agua –mínimo 5%

• Mejor trabajabilidad durante el vaciado

• Tiempo de fraguado más lento

• Reducción en la velocidad de evolución decalor

• Incremento en resistencias a compresión

Fuente: PCA, “Diseño y Control de Mezclas deConcreto.”

Además, los aditivos Tipo G tambiénproporcionan una reducción de agua mínimade 12% y retención extendida de asentamientodel concreto rheoplástico >18 cm. (7»).

BASF ofrece una familia completa de aditivosretardantes que cumplen con los requisitos delASTM C-494. Los datos típicos de desempeñose encuentran en la Tabla 2. Su representantede BASF le ayudará a seleccionar la mejorformulación para sus necesidades.

Tabla 2

Figura 4 Efecto de la temperatura del concreto y el retardante en el tiempo de fraguado

0 2 4 6 8 10 12 140

(1000)

(2000)

(3000)

(4000)

(5000)

(500) ASTM C-403Res

iste

ncia

a la

Pen

etra

ción

, MP

a (p

si)

Tiempo, Horas

FraguadoFinal

Fraguado,Inicial

Sin AditivoCon Retardante

22ûC (73 F)

32ûC (90 F)34.4

27.6

20.7

13.8

6.9

3.4

Productos MisceláneosLas fibras sintéticas de polipropilenoMASTERFIBERTM 50PS reducen elasentamiento plástico y el agrietamiento porretracción plástica. Estas fibras además:

• Disminuyen el agrietamiento por retraccionesplásticas

• Mantienen las grietas unidas y cerradas

• Aumentan la resistencia a la abrasión

• Son compatibles con los tratamientossuperficiales

• No cambian las proporciones de mezcla

El uso de un reductor de evaporaciónCONFILM® mejorará la calidad del concreto.Esta película monomolecular:

• Reduce la evaporación de la humedadsuperficial

• Reduce el encostramiento y las grietas porretracción plástica

• Aumenta la superficie de trabajo de cadaacabador

• Reduce los costos de acabado totales

• No es un compuesto de curado paraconcreto

CuradoCurar es mantener un contenido de humedad ytemperatura satisfactorios en el concretodurante sus etapas tempranas para el desarrollode las propiedades deseadas (ver figura 5). Elperiodo de curado mínimo recomendado es de7 días. El curado inadecuado puede causar

agrietamiento por retracciones plásticas y afectarel desarrollo de resistencias y durabilidad.

Fuente: PCA, “Diseño y Control de las Mezclasde Concreto.”

Los métodos de curado incluyen:

1. Curado por humedad (inmersión, rociadocontinuo y ligera pulverización)

2. Cubiertas mojadas (arpillera mojada, etc.)

3. Papel impermeable y láminas de plástico –hojas blancas de curado

4. Membranas de curado

SolucionesLa resistencia, durabilidad y otras propiedadesdeseables del concreto pueden obtenerse enclimas cálido por medio del uso de las siguientetécnicas:

• Uso de ingredientes fríos para el concreto

• Evitar el mezclado prolongado de losmateriales para el concreto

• Protección de materiales y equipo contra elcalor

• Buena planeación (planear los vaciados enclimas cálidos)

• Técnicas de ensayo apropiadas. (ASTM C-31)

ResumenLas dificultades con el clima cálido son causadasprincipalmente por las altas temperaturas delconcreto y la evaporación rápida del agua delconcreto. Estas condiciones afectannegativamente la calidad del concreto ya que seacelera la velocidad de fraguado, se reduce laresistencia y pueden ocurrir agrietamientos enel estado plástico o endurecido. El curado esmás crítico y la inclusión de aire es más difícil dealcanzar en climas cálidos, los especímenes paraensayo de resistencia en obra se afecta de lamisma manera que el concreto colocado. Si sesiguen todas las precauciones yrecomendaciones del ACI, se logrará un vaciadode concreto exitoso en climas cálidos.

BASF Construction Chemicals Latin America

(54-34-8843-3000) (55-11-6108-5555) (56-2-444-9760) (57-1-321-7210) (506-440-9110) (593-2-256-6011) (52-55-2122-2200) (511-385-0109) (787-258-2737) (809-957 9303) (58-212-762-5471)Argentina Brasil Chile Colombia Costa Rica Ecuador México Perú Puerto Rico Venezuela

Rep Dominicana

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3 7 90 1800

25

50

75

100

125

150

28Edad, Días

Curado con humedad todo el tiempo

Al aire despus de 7 días

Al aire despus de 3 días

Al aire todo el tiempo

Res

iste

ncia

a C

ompr

esió

n %

Figura 5Efecto del curado en la resistencia a compresión del concreto

Temperatura ambiente y del co ncreto 32 ?C (90 ?F) Produc to A STM

C 494 Desig nació n

Dosif icación ml/100 kg (fl oz/cwt)

Retardo en el tiempo de Fraguado v s.

Conc reto Normal (hr :min)

POZZOLITH 100 XR1

B & D 130 (2) 336 (5)

+2:30 +8:55

POLYHEED RI2

B & D 390 (6) 780 (12)

+1:38 +4:49

RHEOBUILD 561 3

G 782 1,174 (18)

+3:23 (12) +6:01

RHEOBUILD 716 3

B & G 720 (11) 850 (13)

+1:00 +3:20

DELVO5 B & D 130 (2) 391 (6)

+0:45 +2:00

1 POZZOLITH 100 XR es un aditivo convencional reductor de agua y retardante 2 POLYHEED RI es un aditivo reductor de agua de medio rango y retardante 3 RHEOBUILD 561 es un aditivo reductor de agua de alto rango y retardante 4 RHEOBUILD 716 es un aditivo reductor de agua de alto rango y retardante 5 Estabilizador DELVO es un aditivo para el control de Hidratación.

Stabilizer