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Precauciones para el hormigonado en climas fríos

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Las condiciones climáticas extremadamente frías pueden afectar significativamente la calidad del hormigón, así como sus propiedades mecánicas. En el hormigonado en tiempo frío, se debe asegurarse de que todos los impactos negativos de la baja temperatura ambiente se alivien adecuadamente tomando las precauciones necesarias. En este artículo, revisaremos los pasos importantes que pueden garantizar que obtendrá la calidad que busca. Pero primero, veamos qué es la temperatura fría para el concreto y por qué es crítica.
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  • Hormigonado en clima frío
La exposición al clima frío puede tener serias consecuencias en el aumento de resistencia , así como en el rendimiento del disparo y la durabilidad a largo plazo de los materiales de concreto. Para cumplir y exceder los requisitos mínimos de diseño (resistencia y durabilidad suficientes), es importante proteger el concreto durante el proceso de mezcla, transporte, colocación y curado para evitar propiedades de baja resistencia y durabilidad por debajo del estándar . Los códigos y directrices proporcionan recomendaciones generales para el hormigonado en climas fríos. En este artículo, revisaremos las pautas en Canadá y Estados Unidos .[/vc_column_text][vc_column_text]

1- CSA A 23-1

En Canadá, donde las temperaturas tienden a ser bastante bajas durante la estación fría. Los siguientes criterios son establecidos por la CSA A23.1:
  • Cuando la temperatura del aire es ≤ 5 ° C , y
  • Cuando exista la probabilidad de que la temperatura descienda por debajo de los 5 ° C dentro de las 24 horas posteriores a la colocación del hormigón.

2- ACI 306

La definición del Instituto Americano del Concreto de hormigonado en clima frío, ACI 306 , es:
  • Un período en el que durante más de tres días consecutivos la temperatura media diaria del aire desciende por debajo de 40 ˚F (~ 4.5 ° C) , y
  • La temperatura permanece por debajo de 50 ˚F (10 ° C) durante más de la mitad de cualquier período de 24 horas .
[/vc_column_text][vc_column_text]CSA A 23.1 vs ACI 306 FPrimeC Solutions Concreto para clima frío[/vc_column_text][vc_column_text]

¿Por qué el hormigonado en climas fríos es un desafío?

La hidratación del cemento es una reacción química. Las temperaturas extremadamente bajas, así como la congelación, pueden ralentizar significativamente las reacciones, afectando así el crecimiento de la fuerza. De hecho, las temperaturas bajo cero dentro de las primeras 24 horas (o cuando el hormigón todavía está en estado plástico) pueden reducir la resistencia en más del 50% . La resistencia mínima antes de exponer el concreto a un frío extremo es 500 psi (3.5 MPa). CSA A 23.1 especificó una resistencia a la compresión de 7.0 MPa para ser considerada segura para la exposición al congelamiento.

¿Cómo proteger el hormigón en climas fríos?

Cuando el concreto se produce, coloca y protege adecuadamente durante el clima frío, desarrollará suficiente resistencia y durabilidad para satisfacer los requisitos de servicio previstos ( sitio web de ACI ). Los siguientes pasos ayudarán a los proveedores y contratistas de concreto a cumplir con las especificaciones del proyecto:
  • Eliminación de hielo y nieve
Es importante eliminar el hielo o la nieve de la superficie de los encofrados y las barras de refuerzo. Esto es especialmente importante en la construcción de losas (con gran área expuesta).[/vc_column_text][vc_column_text]Cold Weather Concreting Remove Snow [/vc_column_text][vc_column_text]
  • Calentamiento de agua y / o áridos
Es importante pedir hormigón con una temperatura entre 10 ° C y 25 ° C. Los proveedores de hormigón pueden lograr esto calentando agua o agregados; sin embargo, calentar cemento no se considera efectivo. Cold Weather Concreting Warming Water and Aggregate
  • Temperatura del encofrado de losa
La colocación de hormigón caliente sobre la superficie fría del encofrado puede provocar problemas de integridad y baja resistencia del hormigón. Se recomienda calentar los encofrados antes de colocar el hormigón. Espesor de la losa <1.0 m: 10 ° C Espesor de la losa> 1.0 m: 5 ° C
  • Proteger el hormigón
CSA A23.1 especificó que la protección debe ser proporcionada por medio de:
  • Recintos calefactados
  • Revestimientos
  • Aislamiento
Nota: El calor generado por el proceso de hidratación debería ser suficiente en la mayoría de los casos, si se utilizan mantas aislantes adecuadas de láminas de polietileno. Es posible que se requiera una fuente adicional de calor según el área y la temperatura. Lee mas Cold Weather Concreting Insulation [/vc_column_text][vc_column_text]
  • Evite el curado húmedo
Cuando se espera que la temperatura descienda al punto de congelación, es importante evitar el curado húmedo.
  • Gradiente de temperatura de control
El gradiente de temperatura de la superficie del concreto y el entorno ambiental no debe exceder los especificados en las normas, como CSA A23.1

Problemas comunes durante el hormigonado en climas fríos

La temperatura fría (menos de 5 C) puede afectar significativamente la ganancia de resistencia del concreto. También puede afectar ciertos aspectos del desempeño de durabilidad del concreto. La siguiente sección proporciona una breve revisión de algunos de estos desafíos y cómo los ingenieros pueden verificar la resistencia y la calidad del concreto:
  • Resistencia del hormigón baja – Rotura baja
La resistencia es, con mucho, el parámetro más importante para los materiales y estructuras de hormigón. Los ingenieros estructurales y los contratistas quieren asegurarse de que el hormigón haya alcanzado la resistencia mínima especificada antes de continuar con el proceso de construcción. El monitoreo de temperatura y el uso del método de madurez  es una solución conveniente para rastrear el desarrollo de la resistencia del concreto. Si bien el método de madurez tiene ciertos beneficios, a menudo no muestra con precisión la fuerza en sitios de construcción reales. Algunos desafíos son:
  • La ubicación de los medidores de temperatura es fundamental para evaluar la temperatura y la resistencia. Cuando los sensores están en lugares demasiado superficiales o demasiado profundos, los resultados de la prueba pueden no ser representativos de la ganancia de resistencia del concreto.
  • Debe tener ciertas curvas de referencia para todas y cada una de las mezclas que se utilizan en los proyectos. El concreto que se usa para zapatas, es diferente al que se usa para pilares y losas. Por lo tanto, necesita diferentes evaluaciones comparativas específicas del proyecto.
  • Las mediciones de resistencia usando el concepto de madurez son buenas para determinar el tiempo para abrir el encofrado, pero no puede usar el valor para fines estructurales.
  • La madurez solo es efectiva para la predicción de la fuerza a una edad temprana. A medida que la curva de ganancia de resistencia se aplana, la precisión del método será limitada, lo que lo hará menos práctico para la evaluación de la resistencia in situ.
Los métodos combinados de END , como el martillo de rebote y la velocidad de pulso ultrasónico, se pueden utilizar para evaluar con precisión la resistencia del hormigón en el lugar. El método se puede utilizar como un proceso de garantía de calidad cuando ya se han utilizado todas las muestras de hormigón y el valor de resistencia sigue siendo cuestionable. Estimate In place Strength of Concrete Cold Weather [/vc_column_text][vc_column_text]
  • Mala calidad – Alta permeabilidad
Cuando el desarrollo de la microestructura del hormigón se detiene como resultado del clima frío, las propiedades de durabilidad pueden verse afectadas. Por ejemplo, la permeabilidad del hormigón podría verse afectada negativamente por las bajas temperaturas. Los ingenieros pueden utilizar métodos de prueba no destructivos como la resistividad eléctrica de superficie para evaluar la permeabilidad del hormigón.
  • Articulaciones frías
El manejo de las juntas frías es más crítico durante las condiciones de clima frío. Ciertos retrasos en el proceso de construcción o el uso de aceleradores pueden afectar el tiempo de fraguado del concreto y resultar en problemas importantes de integridad en o alrededor de las juntas frías. Se pueden utilizar diferentes métodos de ensayo no destructivo para evaluar la calidad del hormigón y la integridad estructural alrededor del área de la junta fría. La velocidad de pulso ultrasónico se puede utilizar para evaluar la calidad. Se pueden utilizar Impact-Echo y una configuración personalizada para Velocidad de pulso ultrasónico para estimar la profundidad de la grieta.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]