Los factores ambientales, particularmente las condiciones climáticas cálidas, afectan las propiedades del concreto y las operaciones de construcción de mezcla, transporte y colocación de los materiales de concreto.
Al comprender cómo estos factores, el calor, la humedad e incluso el viento, afectan el curado del concreto, los productores pueden ajustar los diseños de mezcla y compensar de varias formas para mantener altos estándares de calidad y evitar problemas con el producto acabado.
¿Qué es el hormigonado en climas cálidos?
El ACI define el hormigonado en climas cálidos como “una de las siguientes condiciones, o una combinación de las mismas, que tienden a perjudicar la calidad del concreto recién mezclado o endurecido al acelerar la tasa de pérdida de humedad y la tasa de hidratación del cemento, o causar resultados perjudiciales de alguna manera: alta temperatura ambiental, alta temperatura del concreto, baja humedad relativa y alta velocidad del viento.”
Si bien los problemas del clima cálido se encuentran con mayor frecuencia en el verano, las condiciones climáticas de fuertes vientos, baja humedad relativa y radiación solar pueden ocurrir en cualquier momento, especialmente en climas más cálidos. Como tal, el hormigonado en climas cálidos es cualquier período de alta temperatura en el que se deben tomar precauciones especiales para garantizar el manejo, la colocación, el acabado y el curado adecuados del concreto.
El hormigonado en climas cálidos es cualquier período de alta temperatura en el que se deben tomar precauciones especiales para garantizar el manejo, la colocación, el acabado y el curado adecuados del concreto.
La temperatura exacta donde se deben tomar precauciones especiales varía. Según Jack Holley, un veterano de 45 años en el concreto, 80° F (27 °C) es un buen punto de referencia a usar. Esta es generalmente la temperatura que comienza a afectar la eficiencia del sistema cementoso.
La tasa de evaporación es un indicador más preciso de las condiciones climáticas cálidas para el concreto. Cuando la tasa de evaporación excede 0,20 psf/h (1 kg /m2/h), se requieren medidas de precaución.
Evaporation Nomograph
Source: Portland Cement Association, Design and Control of Concrete Mixtures
Identificación de problemas con el concreto para climas cálidos
Las condiciones climáticas calurosas pueden ocasionar problemas al mezclar, colocar y curar el concreto de cemento hidráulico que pueden afectar negativamente las propiedades y la capacidad de servicio del concreto. Si no se implementan precauciones de manera efectiva durante el clima caluroso, el concreto puede dañarse por agrietamiento por contracción plástica, agrietamiento térmico y una resistencias disminuidas a los 28 días.
En el estado recién mezclado, los principales problemas que se han encontrado en condiciones de clima cálido incluyen:
- Aumento de la demanda de agua que reduce la relación agua-cemento.
- Aumento de la pérdida de asentamiento que conlleva a agregar agua en el sitio de trabajo.
- Tiempo de fraguado acelerado que crea problemas de manipulación, compactación y acabado, y un mayor riesgo de juntas frías.
- Mayor potencial de contracción plástica y agrietamiento térmico, principalmente debido a la evaporación del agua en la superficie de la colocación.
- Dificultad para controlar el contenido de aire: según el sistema de cemento y el paquete de aditivos, se puede formar un gel que hace que se rompan las burbujas de aire, lo que reduce el contenido de aire.
- Necesidad de que el concreto se cure y se corte pronto. El concreto que se cura a altas temperaturas a una edad temprana no será tan fuerte en una edad posterior como el concreto curado a temperaturas más favorables.
Una vez que el concreto se endurece, los problemas causados por el clima cálido nunca pueden corregirse por completo. Como tal, las deficiencias del concreto endurecido a menudo incluyen:
- Mayor potencial de retracción por secado y fisuración térmica diferencial por enfriamiento de la estructura general o por diferencias de temperatura dentro de la sección transversal de la losa.
- Disminución de la resistencia a la compresión como resultado de una mayor demanda de agua.
- Mayor potencial de juntas frías, diferencias de color u otras variaciones en la apariencia de la superficie. Esto se debe a diferentes tasas de hidratación o diferentes relaciones agua-material cementoso (w/cm).
- Disminución de la estanqueidad y de la durabilidad debido al agrietamiento.
Source: Portland Cement Association, Design and Control of Concrete Mixtures
Minimizar el impacto del clima cálido
La clave para un hormigonado exitoso en climas cálidos es la planificación tanto de los procesos internos en la planta como de los procesos externos en el sitio de trabajo.
Asegúrese de que los equipos estén adecuadamente capacitados para manipular concreto en un clima caluroso. Si su equipo desconoce los diferentes aditivos de control de hidratación o los efectos de los aditivos en climas cálidos, consulte con su proveedor de aditivos y con su proveedor de cemento para conocer las mejores prácticas para sus condiciones de mezcla.
Se recomienda que adopte un enfoque colaborativo para el hormigonado en climas cálidos. Mantenga reuniones con los contratistas y el cliente final para que todos estén al tanto de los riesgos, incluido el potencial de encogimiento del plástico, etc. De esa manera, si surgen problemas en el futuro, las expectativas ya se han establecido.
Mejores prácticas en la planta
La precaución más importante que se debe tomar en climas cálidos es humedecer los agregados de concreto que están secos y absorbentes. Puede utilizar rociadores típicos. Si tiene la capacidad de recipiente y el espacio en el patio, es mejor humedecer el agregado la noche antes de usarlo para que pueda drenarlo antes de usarlo. Esto lo regresará a un contenido de humedad controlable y evitará problemas con el control del asentamiento.
Use una fórmula confiable para monitorear la temperatura continuamente, manteniendo baja la temperatura del concreto enfriando los agregados y mezclando agua. Incluso puede usar hielo para el agua de mezcla. En climas muy cálidos, considere invertir en refrigeración con nitrógeno líquido. Esto se recomienda principalmente para la producción de alto volumen. Si solo realiza un par de colocaciones a la semana, es posible que no sea rentable.
Controle las revoluciones del tambor para evitar mezclarlo excesivamente, pero gire el tambor al menos de 70 a 100 revoluciones a la velocidad de mezcla designada por el fabricante.
Mejores prácticas en el sitio de trabajo
En primer lugar, limite el tiempo de viaje del concreto, que incluye el tiempo que el concreto está realmente en el sitio esperando para ser utilizado. Trabaje con el contratista para coordinar los tiempos de entrega para garantizar que haya un suministro constante disponible y evitar tener camiones en el lugar con sus tambores agitando bajo el calor del sol.
Los agentes retardadores o los aditivos estabilizadores de la hidratación son excelentes, pero requieren que realice sus propias pruebas para que pueda estar seguro de lo que son capaces de hacer. Recuerde, el objetivo no es retardar el concreto, sino controlarlo hasta que el concreto esté en su lugar.
Realice descargas rápidas de los camiones para que haya menos tiempo para que el concreto pueda reaccionar antes de la colocación. Humedezca el área de descarga para un mayor enfriamiento y asegúrese de que el área esté a la sombra. El escenario ideal fuera que el contratista pudiera instalar el techo primero. De lo contrario, instale sombrillas temporales para reducir la temperatura de la superficie del concreto. Proteja el concreto con revestimientos temporales, como láminas de polietileno, durante cualquier retraso importante entre la colocación y el acabado. También levante cortavientos temporales para reducir la velocidad del viento sobre la superficie de concreto.
Cure la losa de inmediato. En cubiertas de puentes o viaductos, donde existe un alto potencial para la evaporación, el compuesto de curado blanco toma un tiempo para convertirse en una membrana. Rocíelo justo después del proceso de acabado y cúbralo con mantas húmedas. Use compuestos de curado de pigmentación blanca para ayudar con la cobertura y también ayudar a reflejar el calor de la superficie del concreto.
Por último, proteja sus cilindros de prueba. Deben estar continuamente húmedos y entre 60 °F (16 °C) y 80 °F (27 °C) tanto para su aceptación como para su rechazo. Los baños de agua son muy efectivos pero asegúrese de controlar la temperatura del agua y no ponga demasiados cilindros en un baño de agua.
Resumen de las mejores prácticas
En la planta
- Humedecer los agregados
- Monitorear la temperatura
- Usar hielo para mezclar agua
- En climas muy cálidos, considerar invertir en refrigeración con nitrógeno líquido.
- Supervisar las revoluciones del tambor
- Las mezclas especiales pueden requerir precauciones adicionales.
En el lugar de trabajo
- Limitar el tiempo de viaje
- Utilizar agentes retardadores
- Practicar la descarga inmediata
- Humedecer el área de descarga
- Usar la sombra y proteger del viento
- Curar lo antes posible
- Proteger cilindros
Si bien es probable que no necesite tomar todas las precauciones recomendadas que se describen en este artículo, cada situación en un clima cálido debe ser analizada individualmente por personal calificado, el cual debe encontrar la combinación óptima de calidad, viabilidad y rentabilidad.
CarbonCure y el clima cálido
Se ha utilizado CarbonCure durante muchos años en condiciones climáticas cálidas. No contribuirá a ninguno de los problemas descritos anteriormente, ni evitará ninguno de ellos. Si bien el CO2 es un material de enfriamiento, la tecnología CarbonCure usa una cantidad muy pequeña de CO2 que no es suficientemente significativa como para alterar la temperatura del concreto.
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