TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES: SEMANA VIII: CONCRETOS

Las propiedades del concreto endurecido

LAS PROPIEDADES del concreto al estado endurecido incluye la resistencia mecánica, durabilidad, elasticidad y impermeabilidad, resistencia al desgaste, propiedades térmicas

RESISTENCIA

la resistencia del concreto no puede probarse en consistencia plástica. Las Resistencia a la compresión de un concreto (F"c) debe ser alcanzado a los 28 días después de vaciado y realizado el curado correspondiente

equipo a utilizar:

molde cilíndrico cuya longitud es el doble de su diámetro (6""x12"")
barra compactadora de acero liso de 5""/8 de diámetro y de 60 cm de longitud aprox. Con puntas redondeadas
cucharon para el muestreo
un badilejo para enrasar
los moldes normalizados se construyen de acero. Eventualmente se utilizan de material plástico duro, de hojalata y de carton para afinado.

Procedimiento de ensayo

se deberá obtener una muestra por cada 120m3 de concreto producido o 500 m2 de superficie llenado y en todo caso no menos de un ensayo por dia de baceado
se deben preparar tres probetas de ensayo de cada muestra para evaluar la resistencia a la compresión en determinada edad por el promedio. Generalmente la resistencia al concreto se evalúa a las edades de 7 y 28 dias.
Antes de llenar los moldes la mezcla se colocara en una vasija impermeable y no absorbente para realizar el remezclado y enseguida se procede a llenar el molde hasta un tercio de su altura compactando con la barra con 25 golpes verticales distribuidos en el area. El proceso se repite con las dos capas siguientes, la barra penetrara en la capa presedente no mas de una pulgada. La ultima capa se colocara, con material en exceso para enrasar a tope con el borde superior del molde sin agregar material.
Después de consolidar cada capa se procederá a golpear ligeramente las paredes del molde con la barra de compactación para eliminar los vacios que pudieran haber quedado.
La superficie del cilindro será terminada con la barra o regla de madera a fin de lograr una superficie plana suave y perpendicular a la generatriz del cilindro.
Las probetas se retiraran de los moldes entre 18 y 24 horas después de moldeadas y

luego sumergirlas en agua para su curado

FACTORES QUE AFECTAN LA RESISITENCIA

RELACION AGUA- CEMENTO: es el factor principal.la resistenica a la compresión de los concretos con o si aire incorporado disminuye con el aumento de la relación agua-cemento.
EL CONTENIDO DE CEMENTO: la resistenica disminuye conforme se reduce el contenido de cemento
EL TIPO DE CEMENTO: la rapidez de desarrollo de la resistencia varia para los concretos hechos con diferentes tipos de cemento
LAS CONDICIONES DE CURADO: dado que las reacciones de hidratación del cemento solo ocurren en presencia de una cantidad adecuada de agua, se debe mantener la humedad durante el periodo de curado para que el concreto pueda incrementar su resistencia con el tiempo.

DURABILIDAD

el ACI define la durabilidad del concreto del cemento portland como la habilidad para resistir la acción del intemperismo, y la ataque químico abrasión y cualquier otro proceso o condición de servicio de las estructuras que produzcan deterioro del concreto.

En consecuencia el problema de la durabilidad es sumamente complejo, ya que amerita especificación tanto para los materiales y diseños de mezclas como para los aditivos la técnica de producción y el proceso constructivo, por lo que en este campo la generalizaciones resultan fatales

RESISTENCIA AL DESGASTE

Por lo general se logra con un concreto denso, de alta resistencia, hecho con agregados duros

FACTORES QUE AFECTAN LA DURABILIDAD DEL CONCRETO

Congelamiento y descongelamiento: en términos generales se caracteriza por inducir esfuerzos internos en el concreto que pueden provocar su fizuracion reiterada y la consiguiente desintegración.

No se puede pensar que solo con incorporadores de aire se soluciona el problema, pues sino le damos al concreto la posibilidad de desarrollar resistencia, de nada servirá la precaución anterior ante la fatiga que produciendo la alternancia de esfuerzos en los sitios de hielo y deshielo, si llegamos mediante el curado a controlar los factores como agua, temperatura y tiempo aseguraremos el desarrollo completo de las propiedades del concreto y favorecemos la durabilidad

Ambientes químicamente agresivos: los ambientes agresivos usuales están constituidos por aire, agua y suelos contaminados que entran en contacto con las estructuras de concreto se puede decir que el concreto es uno de los materiales que demuestra mayor durabilidad frente a ambientes químicamente agresivos. Como regla general procurar evitar el contacto de los cloruros y sulfatos en solución con el concreto
Abrasión: se puede decir que es la habilidad de una superficie de concreto a ser desgastada por rose y fricción. El mejor indicador es evaluar factores con resistencia en compresión, características de los agregados, el diseño de mezclas, la técnica constructiva y el curado.
Corrosión de metales en el concreto: el concreto por ser un material con una alcalinidad muy elevada Ph > 12.5 y alta resistividad eléctrica constituye uno de los medios ideales para proteger metales introducidos en su estructura al producir en ellos una película protectora contra la corrosión
Reacciones quimicas en los agregados: as reacciones químicas que se presentan en los agregados están constituidos por la llamada reacción sílice álcalis y la reaccion carbonato álcalis.

ELASTICIDAD

En general es la capacidad del concreto de deformarse bajo carga sin tener deformación permanente. El concreto no es un material elástico que estrictamente hablando ya que no tiene un comportamiento lineal en ningún tramo de su diagrama carga – deformación en compresión. De manera que el llamado modulo elasticidad estatico es la pendiente a la parte inicial del diagrama se determina mediante la norma ASTM- C 469. Los modulos de elasticidad están en relación directa con la resistencia en compresión del concreto y en relación inversa con la relación agua – cemento y varian entre 250000 a 350000kg/cm2

IMPERMEABILIDAD

Se puede mejorar esta importante propiedad reduciendo la cantidad de agua en la mezcla. El exceso de agua deja vacios y cavidades después de la evaporación y si están interconectadas el agua puede penetrar el concreto.

La inclusión de aire asi como un curado adecuado por tiempo prolongado suele aumentar la impermeabilidad

TAMAÑO MAXIMO DE LOS AGREGADOS

El tamaño máximo nominal conjunto de agregados esta dado por la altura de la malla inmediato superior a las que retiene el 15% o al tamizar

DOSIFICACION DE LOS AGREGADOS

un primer método es probar con diferentes cantidades de agregados, preparar probetas luego de ensayarlas y finalmente se tiene la dosificación típica la que mejores resultados da, como este método no es practico es mas sencillo y practico que la mezcla de agregados pueda acercarse a curvas granulométricas ya prefijadas siendo una ellas la de FULER.

Concretos especiales

CONCRETOS ESPCIALES FABRICADOS CON CEMENTO PORTLAND

Concreto con aire incluido, concreto arquitectónico, concreto con densidad controlada

Concreto de cenizas volantes
Concreto pesado
Concreto con alta resistencia temprana
Concreto modificado con polímeros
Concreto reforzado con fibras
Concreto rolado compactado
Concreto liviano con resistencia moderada
Concreto ciclópeo
Concreto puzolanico
Concreto pre trenzado
Concreto microsilica
Concreto suelo cemento
Etc

CONCRETOS ESPECIALES SIN USO DE CEMENTO PORTLAND

Concreto acrílico
Concreto asfaltico
Concreto látex
Concreto polímero
Concreto epoxico
Concreto sodio y potasio
Concreto sulfuroso
Etc.

CONCRETOS DE ALTA RESISTENCIA

RAZONES DE SU USO

Estas razones son de diferente índole:

Desde el punto de vista estructural y arquitectónico:

Se usa por la reducción de secciones estructurales de las columnas, vigas o muros que inciden en la reducción en el peso propio del elemento estructural.

Desde el punto de vista constructivo:

El concreto tiene mayor fluidez alta cohesión interna contribuyendo a evitar la segregación tiene un rápido desarrollo de resistencia permitiendo desencofrados mas tempranos y aumentando la eficiencia del proceso constructivo.

Desde el punto de vista económico:

Permite que este material se este extendiendo su uso, como por ejemplo en la reducción del acero empleado en las columnas.

DEFINICION

En concreto de alta resistencia tiene como característica principal es su alta resistencia a la compresión. Esta definición depende de quien la este haciendo y de que país, siendo estas las siguientes:

La sociedad japonesa de ingenieros civiles (JSCE) Considera a concreto con resistencia entre 600 y 800 kg/cm2.
El instituto japonés de arquitectura considera concretos entre 270 y 350 kg/cm2
El ACI 363 "concreto profesional de alta resistencia" que considera concreto iguales o mayores a 420 kg/cm2
El ACI 441 "columnas de concreto" son concretos cuya resistencia a la compresión es igual o mayor a 700 kg/cm2

VENTAJAS DEL USO DE CONCRETOS DE ALTA RESISTENCIA

Presenta diversas ventajas teniendo aun un costo inicial mas elevado que un concretó convencional:

Baja permeabilidad
Ausencia de exudación
Optima adherencia sobre concreto viejo
Alta Resistencia a la abrasión baja segregación, etc.

REQUISITOS DE LOS MATERIALES

Según información se requieren al menos las siguientes características en los materiales:

Cemento: son recomendables los tipos I y II con contenidos significativos de silicato tricalsico (mayores que los normales), modulo de finura alto y composición química uniforme.
Grava: de alta resistencia mecánica estructura geológica sana bajo nivel de absorción, buena adherencia, de tamaño pequeño y densidad elevada
Arena: bien graduada con poco contenido de material fino plástico y modulo de finura controlado (cercano a 3.000)
Agua: debe estar dentro de las normas establecidas
Mezcla: relaciones agua – cemento bajas (de 0.25 a 0.35), mezclado previo del cemento y del agua con mezcladora de alta velocidad, empleo de agregados cementantes, periodo de curado mas largo y controlado, compactación del concreto por presión y confinamiento de la mezcla en dos direcciones.
Aditivos: es recomendable emplear alguno o una combinación de los aditivos químicos como superflurificantes y retardantes: y de los aditivos minerales como la ceniza volante (fly ash), microsilica (siica f
ume), o escoria de alto forro.

Procedimiento de fabricación del cemento

En el concreto de alta resistencia su parámetro mas importante es el de obtener alta resistencia a la compresión por lo que es conveniente emplear bajas relacionar agua – cemento cuidando sustancialmente la trabajabilidad en consecuencia su rendimiento.

En términos generales el procedimiento de fabricación del concreto requiere entre otros factores.

mezclado previo del cemento y del agua como una mezclado de velocidad
uso de aditivo
empleo de agregados cementantes
periodo mas largo de curado de ser posible con agua
compactación del cemento por presion
confinamiento del concreto en dos direcciones

Efectos de la granulometría del agregado grueso en las propiedades mecánicas del concreto

se ha observado que las propiedades mecanicas del concreto mejoran a emplear gravas densas y con baja absorción

se prefiere la priedra triturada a la grava redondeada por la geometría y la forma, influye en la adherencia entre la pasta de cemento y el agregado pero con incoveniente que tiene mayor demanda de agua para requisitos de consistencias similares por mayor superficie a humedecer por lo que resumiendo la mayoría de los especialistas recomienda la adopción de tamaño máximo nominal menores que los habituales cuando de manera general los comprendidos entre 10 y 15mm. Aunque se puede usar gravas entre 20 y 25mm siempre que el material sea superficialmente resistente y homogéneo.

También puede considerarse que en concretos normales las gravas tienen una resistencia superior que la del concreto del que formaran parte, es por ello que la falla se produce al agotarse la capacidad de la pasta alrededor del agregado grueso en cambio en concretos de alta resistencia algunas de estas gravas usualmente presentan resistencias menores que las del concreto del que formaran parte por el incremento en la resistencia de la pasta, un alto % de gravas se fractura hasta producir la falla de la mezcla en su conjunto.

Finalmente se puede señalar que en la actualidad no existe una metodología especifica para la elaboración de concretos de alta resistencia sin embargo en diversas investigaciones los especialistas que hicieron el seguimiento de algunas de los principios generales han permitido desarrollar los procedimientos para obtener concretos y sobre todo utilizando los materiales en la forma mas parecida a las condiciones y propiedades que tienen cuando se emplean en las obras.

Concreto de alta resistencia en concreto preesforzado

El concreto que se usa en la contracción pres forzado se caracteriza por una mayor resistencia que aquel que se emplea en concreto presforzado ordinario y q además es necesario por varias razones.

Para minimizar el costo en los anclajes comerciales para el acero de refuerzo
Ofrece una mayor resistencia a la tensión y corte asi como a la adherencia y al empuje.
Otro factor es q esta menos expuesta a las grietas por contracción que aparece frecuentemente en el concreto de baja resistencia antes de la aplicación del presfuerzo.

CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA.- TEMPRANA

Este concreto adquiere a edad temprana una resistencia especificada mayor que la que se obtendría a la misma edad por un concreto estándar para lograr un concreto con estas características puede usar los materiales q las mismas practicas de diseño.

Una alta resistencia temprana puede ser obtenida cuando una combinación de los siguientes materiales dependiendo de la edad necesaria y las condiciones de trabajo q las especificaciones lo requieren:

CEMENTO TIPO III.- (alta resistencia – temprana )
alto contenido de cemento (360 a 600kg/m3)
baja relación a – c (0,2 a 0,45)
aditivos químicos
microsilica

El concreto de alta resistencia temprana es usado para concreto pretensado, concreto premezclado para una rápida de producción de elemento, construcciones rapidas, construciones en climas frios pavimentación para uso inmediato y otros usos.

CARACTERISTICAS ESFUERZO.- deformaciones del concreto en compresión bajo carga rápida.

En las siguientes figura se muestra un juego típico de curvas esfuerzo – deformación pasa el concreto obtenidas a velocidades de ensayo normales en concretos de 28 dias para varias resistencias cilíndricas fc"

Figura

Todas las curvas tienen características similares. Consiste de una parte inicial elástica relativamente recta en la cual los esfuerzos y las deformaciones son casi proporcionales, luego empiezan a curvarse hacia la horizontal, alcanzando el máximo esfuerzo ( la resistencia a la compresión ) a una deformación de aproximadamente 0,002 y finalmente muestras una rama descendente.

Se observa q los concretos de menor resistencia son menos frágiles es decir se rompen a deformaciones mayores que los concretos de alta resistencia.

El modulo de elasticidad (Ec) es mayor para resistencias de concreto mayores, los concretos mas ricos se deforman menos.

El modulo de elasticidad representan el grado de rigidez del material por ejemplo en pino marillo (madera) es 0.124x10^6 kg/cm2 y del acero es 2,039x10^6kg/cm2.

Concreto ligero

Este concreto es similar al concreto estándar excepto q este tiene una baja densidad. El concreto con agregados ligeros osea de densidad inferior a la usual o una combinación de estos y los agregados estándar

En nuestro país hay un gran potencial en cuanto al empleo de agregados porosos de origen volcánico en la producción como es el caso del sillar en Arequipa no obstante su uso en la región es muy empirico y artesanal en concreto.

En los diseños de mezcla hay que tener muy presente la alta porosidad de los agregados Siendo necesario usarlas en condiciones saturadas para conseguir Uniformidad y regular los tiempos de mezclado por ser muy desgastables a la abrasión motivando el incremento de finos y perdidas de trabajabilidad, la densidad del concreto liviano normalmente esta 1365 y 1850 kg/m3 y una resistencia a la compresión a los 28 dias de 175 kg/cm2 este concreto se usa primordialmente en prefabricados y para reducir el peso propio y en donde sea necesario disminuir cargas. y finalmente en la industria se emplea en prefabricados y primordialmente para reducir el peso propio en elementos de contacto __ como losas de entrepisos en edificios altos y en donde sea necesario denominar cargas muertas.

CONCRETO INPREGNADO CON POLIMERO

La polimerización es la reacción química de dos MONOMEROS que son líquidos orgánicos de muy bajo peso molecular.

Cuando un concreto normal se seca primero para eliminar aguas de sus poros capilares se impregna luego con un monómero y posteriormente se induce la polimerización crean una estructura resistente adicional a la del concreto que da al producto final grandes propiedades resistentes y de durabilidad.

Se usa mucho este concreto en rehabilitaciones y reparaciones de estructuras y en el desarrollo de concretos de alta resistencia.

CONCRETO CEMENTADO CON POLIMEROS

Es una mezcla donde el material cementante es un polímero dosificado conjuntamente con agregados normales y algunas veces cemento, pero este ultimo material no tiene función resistente sino solo hace de relleno (FILLER).

Se emplea mucho en reparaciones, prefabricadas capas de rodadura y en cualquier aplicación donde se requiere alta resistenica inmediata y gran durabilidad al desgaste físico-quimico.

Concreto pesado

Es producido con agregados pesados especiales, logrando se una densidad por encima de los 6400 kg/m3. El concreto pesado es usado generalmente como una pantalla contra la radiación, pero es también empleado como contrapeso o lastre y otras aplicaciones donde la alta densidad es importante y asi mismo también se usan como aplicación principal en la protección biológica contra los efectos de las radiaciones nucleares; paredes de bóvedas y cajas fuertes etc.

La selección del concreto pesado como pantalla anti radiactiva esta basada en los requerimientos de espacio y en la intensidad y tipo de radiación como por ejemplo si la disponibilidad de espacio es limitada el concreto pesado reduce notablemente el espesor de la pantalla sin sacrificar la eficiencia, por cuanto con su mayor densidad produce la atenuación del flujo radiactivo con espesores mucho menores por lo que se reduce ostensiblemente el tamaño de las estructuras en las instalaciones empleadas.

Propiedades del concreto pesado en estado fresco y endurecido

ESTAS propiedades condicionadas

Consideramos que se trabaja en condiciones normales cuando la temperatura ambiente varias entre 5C° y 30 C° si estas execede los limites anteriores podemos decir que estamos en condiciones especiales de temperatura. La temperatura del concreto basa sus pautas en general en condiciones de temperatura de mezcla de alrededor de 20 C°, POR lo que se dan las recomendaciones a los responsables para tener un resultado deseado en calidad estructural, resistencia , durabilidad y acabado

CONCRETO EN CONDICIONES EXTREMAS DE TEMPERATURA

Consideramos que se trabaja en condiciones normales cuando la temperatura ambiente varia entre 5c° y 30c° si esta excede los limites anteriores podemos decir que estamos en condiciones especiales de temperatura de mezcla alrededor de 20C° por lo que se dan las recomendaciones a los responsables para tener un resultado deseado en calidad, resistencia, durabilidad y acabado

SE define como condiciones extremas de temperatura ambiental cuando están por debajo o por encima de valores críticos y también cuando inciden en la mezcla conbinaciones de temperatura

ambiental, humedad relativa y velocidad del viento.

DEFINICION DEL TIEMPO FRIO Y TIEMPO CALUROSO POR EL ACI

El ACI define al tiempo frio cuando la temperatura media diaria por mas de tres días consecutivos es menor de 5C° y si la temperatura sube por encima de los 10C° por mas de medio dia ya no se considera tiempo frio.

El aci define tiempo caluroso cuando cualquier combinacion de alta temperatura del aire, baja humedad relativa y velocidad del ento afectan la calidad del hormigos fresco y endurecido

Otras forma normas y actores tienen sus propias definiciones al respecto.

CONCRETO EN CLIMAS CALIDOS

GENERALIDADES

Se entiende por clima calido para estos efectos no solo cuando existe altas temperaturas por encima de los 30C°, sino también la humedad relativa del medio ambiente, velocidad del viento y la combinación de ambos.

Hay que excremar precauciones para grandes volúmenes de vaciado donde el efecto negativo del calor de fragua se incrementa y tener especial cuidado para grandes superficies de exposición como pavimentos, losas, estructuras delgadas etc.

LOS EFECTOS NEGATIVOS MAS NOTABLES SOBRE EL CONCRETO TANTO EN ESTADO FRESCO COMO ENDURECIDO

Estos efectos son continuos

Disminución de la resistencia final del concreto
Menor durabilidad
Mayor permeabilidad y fisuracion producidos por el aumento de la cantidad de agua de amasado.

Disminución del tiempo en la colocación y vibrado correcto del concreto aumentando las posibilidades de congregaras, grietas y juntas frias por aceleración del proceso de fragua del cemento.

Disminución de la trabajailidad por la rápida evacuación del agua de mezclado, aceleración del proceso de fragua, mayor absorción por parte de los agregados.

Incremento de las fisuracion por retracción al producirse la evaporación violenta

DEFICIENCIAS EN EL CURADO

DEBIDO a que el tiempo disponible de curado disminuye, asi como posteriormente resulta difícil matener la humedad optima sobre las superficies expuestas

Uso del concreto

DOSIFICACION

Es importante tener diseños de mezclas alternativos para los trabajos de concreto en climas cálidos.

ADITIVOS RETARDADORES DE FRAGUA

Es recomendable su uso porque permite al concreto tomar sus propias tracciones y reducir las fisuras por retracción de fragua.

ADITIVOS REDUCTORES DE FRAGUA

Estos aditivos permiten para una misma cantidad de agua mayor trabajabilidad de la mezcla sin pérdida de resistencia final.

No es recomendable usar mayor cantidad de cemento para mantener la relación agua – cemento, ya que el mayor contenido de cemento supondría mayores temperaturas de la mezcla (cuando el cemento empieza a hidratarse genera calor).

ALMACENAMIENTO DE LOS MATERIALES

Debemos tener las siguientes consideraciones:

1. Para evitar mayor absorción del calor se recomienda:

Mantener los agregados a cubierto de los rayos solares cubiertos
Mantener los acopios de los agregados debidamente humedecidos no solo para bajarle la temperatura sino para evitar el resecamiento de los mismos

2.- En lo posible evitar el uso del cemento recién salido de la molienda por presentar temperaturas mal altas que la normal

3.- El agua en los posible debe estar en lo estante a la sombra pintado de blanco. No olvidar que el agua tiene de 4 a 5 veces mas que calor especifico que los otros componentes del concreto.

PREPARACION DE LA MEZCLA

La temperatura ideal para la colocación del concreto es de 15 C° que es imposible conseguir en climas calidos, siendo la tendencia de temperaturas del concreto mayores por lo que se debe hacer el máximo esfuerzo para bajar la temperatura de colocación debajo de los 30C°.

La forma mas directa de mantener baja la temperatura del concreto fresco es regulando las temperaturas de sus componentes en función de su calor especifico, temperatura propia y cantidad ah ser usado.

Un método fácil y de bajo costo es utilizando hielo en escamas o picado en el agua.

TRANSPORTE DE LA MEZCLA

Se deberán tomar las siguientes medidas:

Si se usan aditivos reductores de agua es preferibles colocarlos en la mezcla antes de colocarlo en su posición definitiva o de la tolva de la bomba. La eficiencia del reductor es mejor.
Reducir al minimo el tiempo de transporte porque el proceso de fragua y el exceso de amasado producen aumento de temperatura de la mezcla.
Cuando se usa bomba de concreto la tubería debe mantenerse humeda exteriormente

COLOCACION DEL CONCRETO

Para mantener la calidad del concreto en el proceso de colocación se recomiendo lo siguiente:

El terreno natural y los encofrados deben humedecerse mediante el regado para que no absorban agua de la mezcla
Cuando hay demora en el vaciado aplicar riego tipo neblina ala superficie para evitar formación de juntas frias y grietas
Si se formaron juntas frias se recomienda humedecer con lechada de cemento antes de colocar el concreto fesco.
Las grietas deben ser rellenadas con lechada de cemento mortero o algún pegamento epóxido.
En el caso se vaciados masivos y concreto con alto contenido de cemento los efectos descritos anteriormente se magnifican por lo que deberá tomarse precauciones adicionales
Será preferible colocar el concreto en horas de menor temperatura e inclusive hacerlo de noche

CURADO Y PROTECCION DEL CONCRETO

Se deberán tomar las siguientes medidas:

Inicio del curado los antes posible
Es preferible que el curado continuo con agua
Proteger las superficies expuestas en especial losas y pavimentos de la acción del viento
Si el curado húmedo no prosigue a cubrir las superficies con membranas de curado cuando la superficie el concreto este aun humeda.
En superficies verticales usar membranas de curado. Si se usan mantas estas deben mantenerse en todo momento saturas por agua
Tomar testigos adicionales los que serán curados con los mismos métodos que la estructura principal

CONCRETOS EN CLIMAS FRIOS

GENERALIDADES

Si aun no se iniciado el proceso de endurecimiento y el concreto se congela, el agua de amasado aun libre se convierte en hielo y el proceso de endurecimiento se detiene, debido a que el aumento volumétrico del agua en estado solido rompe la débil adherencia entre las partículas del concreto.

Si el endurecimiento ah alcanzado a iniciarse este quedara suspendido hasta que el concreto se descongele reiniciándose el proceso en el punto que quedo, sin embargo habrá una merma en la resistencia final grado de compactación y adherencia tanto mayor como menor sea la edad a la que se inicio el proceso.

No hay criterio común sobre cual es la resistencia mínima por lo que la congelación del concreto no produce reducciones significativas en la resistencia final ya que el ACI dice: 35kg/cm2 las normas inglesas BS 8110 dicen: 50kg/cm2, la asociación de cemento y concreto y el autor Sadgrove dicen : 20kg/cm2 y otros autores mas conservadores dan 50 kg/cm2 y no menores que el 50% de la resistencia de diseño.

LOGRO DE UN OPTIMO RESULTADO

Para lograr un óptimo debemos cuidarnos de dos puntos significativos:

Tener el control de la temperatura durante la preparación transporte, colocación y curado
Evitar que el concreto se congele hasta que se logre el endurecimiento para evitar la perdida significativa de resistencia final y asi mismo deterioro en el acabado.

USO DEL CONCRETO

DOSIFICACION

Cuando se estiman temperaturas menores que el limite señalado anteriormente es conveniente tener mezclas de diseño alternativos de forma que se puedan proseguir los trabajos en formas normales.

DISEÑO DE MEZCLAS ALTERNATIVOS

Se pueden utilizar algunos de los siguientes procedimientos:

Mayores dosis de cemento
Cemento de alta resistencia o aceleradores de fragua
Aditivos plastificantes para reducir la relación agua cemento
Aditivos incorporadores de aire cuando existen ciclos de hielo y deshielo
El uso de cloruros como aceleradores de fragua en proporciones menores al 2% dan resultados aceptable, ya que adicionalmente bajan el punto de congelación del agua asegurando el endurecimiento del concreto
Los elementos del concreto presforsado, concretos porosos o cuando aya posibilidad de ataques de sulfatos no deberá de usarcé cloruros

ALMACENAMIENTO DE LOS MATERIALES

Se recomienda hacerlo de la siguiente forma:

Cemento en silos lugares cubiertos agregados en sitios secos bajo cubierta
Caso de agregados lavados especialmente arena cubrir con mantas térmicas (evitar formación de hielo entre partículas)
El agua almacenada en depósitos cerrados lo mas cerca posible al lugar de mezcla

PREPARACION DE LA MEZCLA

El ACI recomiendo temperaturas minimas de colocación en función de la dimensión mínima del encofrado dependerá el calentamiento del agua o aridos la existencia de la temperatura adecuada. No calentar el cemento o los aditivos.

La temperatura de los materiales al ingresar y la del concreto al salir no deben ser mayores que los dados en la siguiente tabla N°1

Temperatura máxima para el agregado materiales

Esta secuencia es considerada en dos maneras para el ingreso a la tolva de mezclado

Cuando el agua es calentada deberá ingresar junto con el agregado grueso la mitad del agua de amasado ,luego se agrega la arena cemento y el resto del agua
Cuando se calienta los agregados y el agua: ingresar la grava sigue el cemento, la arena y por ultimo el agua. Esta secuencia es considerada en dos maneras para el ingreso a la tolva de mezclado.

El cemento no debe estar en contacto con el agua o agregados a mas de 60C°.

En general siempre conviene calentar el agua antes que los aridos porque el agua tiene un calor especifico de 4 a 5 veces mayor que la piedra y la arena.

METODOS PATA CALENTAR EL AGUA

Pueden ser con calderos industriales o baterías de calentadores domesticos a gas o eléctricos. El agua no debe calentarse mas de 70C°

METODOS PARA CALENTAR LOS AGREGADOS

En general son mas complicados recomendándose los siguientes:

Chorros a vapor
No usar chorros de secado o chorros de aire caliente
Evitar el fuego directo (tiende a producir calentamiento no uniforme difícil de controlar)
Ninguno de los aridos deben calentarse a temperaturas superiores a los 100C°
Una ves calentados los áridos se deben proteger con mantas, lonas u otros medios para evitar perdida de temperatura

FORMULA DE LA TEMPERATURA DEL CONCRETO FRESCO

T=temperatura del concreto fresco

Ta=temperatura de los agregados

Pa=peso seco de los agregados

Tc=temperatura del concreto

Pc=peso del cemento

Tw=temperatura del agua

Pw=peso del agua

Ph=peso del agua en los agregados

TRASPORTE DE LA MEZCLA

Se realizan de tal manera de evitar perdida de temperatura o que sea la minima. No se acepta la trasferencia a otros transportes hay que tener especial cuidado en el transporte de vehículos descubiertos sobre todo en tramos largos.

Las siguientes expresiones nos da una idea de la perdida de temperatura en C° por hora de espera según el tipo de vehiculo en la cual es trasportada la mezcla

Camión concreto: dT= 0,25(T-Ta)

Camion volquete cubierto: dT=0,10(T-Ta)

Camión volquete descubierto: dT=0,20(T-Ta)

Siendo:

dT=perdida de temperatura

T=temperatura deseada en obra

Ta=temperatura ambiente

Cuando de usa bomba concreto la tubería debe portegida con forro aíslate

COLOCACION DEL CONCRETO

SE deben seguir las siguientes recomendaciones:

Observar si en el terreno u enconfrado hay presencia de hielo
Calentar el acero de refuerzo de diámetro de 1"" o mas a temperaturas por encima del punto de congelación por temperaturas menores de -10C°
En el caso de juntas de llenado, se debe calentar el concreto antiguo previo a la colocación del concreto
El espesor de las capas debe ser e mayor posible según el equipo de vibración con el fin de retener la mayor cantidad de temperatura

Tabla N°2

Temperatura de colocación del concreto en tiempos frios

espesor del cemento (cm)	temperatura minima C°
menor que 30	13
entre 30-80	10
mayor que 80	5

La temperatura del concreto freso recomendable que no sea mayor de 6C° de las temperaturas minimas indicas en la tabla N°2.

Es posible realizar vaciados con temperaturas ambientes debajo del punto de congelación del agua, por lo que se debe mantener la temperatura minima en la mezcla

Tabla N°3