28 Oct 15

Control de Temperatura en el Concreto

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Dados los diferentes sistemas de colocación, y según la geometría de algunos elementos estructurales, es importante tener en cuenta recomendaciones respecto al manejo de la temperatura del concreto, no solo en estado fresco sino también en estado endurecido, esto con el fin de conocer algunas medidas que controlen la generación de calor y su cambio de volumen para evitar el agrietamiento y la aparición de fisuras a causa de este efecto.

Foto1Colocación de concreto en obra.

Es por ello que, en elementos que pueden ser clasificados como masivos, se debe definir el comportamiento térmico del concreto desde la concepción del diseño estructural y del vaciado como tal, junto con la especificación del concreto en estado fresco.

La medición de la temperatura del concreto se realiza de acuerdo al procedimiento descrito en la NTC 3357. A continuación vemos un esquema del comportamiento según el ACI 207:

Foto2

Figura 1: Desarrollo de la Temperatura del Concreto durante el tiempo definido por el diseñador de la estructura.

La posibilidad de agrietamiento por tensión térmica debe ser considerada tanto para la superficie como dentro de la masa. Una de las influencias más fuertes para evitar el agrietamiento térmico es el control de la temperatura de colocación del concreto. Generalmente, a menor temperatura del concreto cuando pasa del estado plástico al endurecido, menor será la tendencia a agrietarse. En estructuras masivas, cuando la temperatura de colocación está a 6 °C por debajo del promedio de la temperatura del aire, resultará en una baja de alrededor de 3 °C de la máxima temperatura que el concreto alcanzará.

A continuación relacionamos una guía general para referencia en las especificaciones y el control de la temperatura del concreto:

Temperatura del concreto fresco:
Necesaria para evitar que el concreto endurecido exceda 70 °C.

Temperatura máxima del concreto en sitio:
32 °C (NTC 3318) y 30 °C a 40 °C otros autores

Gradiente máximo de la temperatura interna del concreto:
1.7 °C máx.

Monitoreo de la temperatura interna del concreto:

  • Varios lugares
    Profundidad: 2 @ 7.5 cm, 1 @ 15 cm & 30 cm, 2 @ media profundidad

Curado/ Protección durante la temprana edad:

  • 7 días.
  • Temperatura interna en descenso.
  • Gradiente interno ≤ 1.7 °C.
  • Gradiente máximo con el ambiente durante 24 horas anteriores ≤ 10 °C.
  • Temperatura ambiente en ascenso por las próximas 6 horas.

Esto hace que en conjunto Obra/productor de concreto, se definan los controles necesarios para lograr mantener la temperatura del concreto en estado fresco y de su protección en la estructura. Como información parte de algunas de las medidas por parte de los productores de concreto pueden ser:

  • Uso de adiciones.
  • Refrigerar las materias primas y el concreto en su estado fresco.
  • Uso de tamaños máximos mayores.

Por parte de la obra algunas de las medidas pueden ser:

  • Monitoreo de la temperatura ambiente.
  • Capas de 0.38 a 0.60 m de espesor evitando capas inclinadas.
  • Caída del concreto en altura máxima de 1.20 m.
  • Vibrado externo e interno sin segregación.
  • Curado y protección: para ello se sugiere prevenir la pérdida de humedad y mantener la temperatura, protegiendo la estructura con plásticos, mantas, tierra o arena, yute o membranas de curado y el desencofrado mínimo a las 24 horas después de vaciado.

Algunos factores de éxito:

  • Comunicación estrecha entre las partes (Productor/Obra).
  • Creación de un plan de producción de concreto por la empresa que lo suministra.
  • Creación de un Plan de colocación y curado de concreto por el contratista.
  • Control en los procesos de colocación, protección y curado según el requerimiento o comportamiento térmico esperado durante el periodo de protección especificado por el diseñador de la estructura.
  • Monitoreo y análisis de las temperaturas en el elemento, utilizando termocuplas que nos ayudan a medir la temperatura real en los puntos requeridos por el diseño.
  • Debe haber un balance entre los requisitos de temperatura y las resistencias.
  • El contenido de materiales cementantes debe ser el menor posible.
  • Usualmente requiere varios meses de planificación para asegurar la calidad y desempeño esperado en términos de resistencia y generación de calor de hidratación.

Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados.


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4 Responses to Control de Temperatura en el Concreto

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    JESUS DAVID PIZARRO FERNANDEZ says:

    Cordial saludo a todos, me encuentro en Montería Córdoba, la ciudad del sol, pronto estaremos participando en un proyecto de concreto masivo como proveedores de concreto y por la geología de la región no contamos con calizas (bajo coeficiente térmico) cercanas a nuestra planta que cumplan con los parámetros de calidad. Si pueden ayudarme con la siguiente inquietud les agradecería mucho: ¿ que tanto influye el uso de material basalto (alto coeficiente térmico) en la fundición de 1400 m3 en masa, teniendo en cuenta la temperatura ambiente y que éste sea la única opción?
    Acepto recomendaciones puntuales basadas en experiencias parecidas.
    Gracias!

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      Fernando Andrés Vega Guzmán says:

      Hola Jesús Gracias por la inquietud, mi recomendación al respecto es valorar la temperatura a la que pueda llegar el concreto, midiendo la temperatura de las diferentes materias primas. También es importante validar las dimensiones del elemento y revisar la protección del elemento para evitar posibles fisuras. el uso de adiciones puede llegar a mitigar en gran proporción la liberación de calor. y modelar la estructura para ver si el gradiente térmico sea excedido. Saludos

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    Fernando Andrés Vega Guzmán says:

    Hola Rodrigo Gracias por el comentario, es un gusto saludarlo nuevamente, La temperatura de 32°C hace referencia al concreto en estado Fresco, los límites de referencia son un punto de partida para iniciar la valoración y controles térmicos en los elementos, retiramos que la geometría, diseño de mezcla y controles en suministro deben ser tenidos en cuenta en la planeación de los vaciados, principalmente por la evolución de temperatura dentro de los elementos y sus posibles deltas de temperatura. recientemente modelamos in situ un elemento geométrico 3m x 3m x 3m, donde analizamos el comportamiento térmico y su efecto en la fisuración, los deltas cumplieron con los límites de referencia, y en algunos casos se deben considerar medidas de protección constructivamente. Gracias por el comentario y comparto el saludo a la industria.

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    Rodrigo Quimbay Herrera says:

    Buen articulo, sin embargo les aclaro que los DT (Diferenciales termicos) de temperatura pueden ser espaciales (entre puntos un mismo instante) y temperales (un mismo punto diferentes instantes), y en general los valores maximos para prevenir fisuracion termica dependen de la geometria del elemento estructural, condiciones de borde, diseño de mezcla y otros factores. Valores de DT cercanos a 16-25 GC son limites de referencia. Respecto de la Tmax, el valor depende tambien de la geometria sobretodo del especor del elemento, por lo que valores de 32 GC son muy bajos para considerarla limite, ya que en Colombia hemos tenido casos de control de concretos masivos instrumentados desde 1996 con Tmax de hasta 60GC y espesores menores de hasta 35 GC sin consecuencias nocivas, para determinar adecuado curado (control activo), estimacion de la resistencia in situ (madurez), simulacion y optimizacion.

    Son importantes los conceptos de control por desempeño del concreto, monitoreo y simulacion, parametros adicionales de control termico, las referencias ISO y ACI, asi como los avances en el mundo.

    Ver:

    http://www.bdigital.unal.edu.co/6743/

    http://biblioteca.universia.net/html_bura/ficha/params/title/tecnologia-control-termico-madurez-concreto-elementos-masivos/id/61442228.html

    Un cordial saludo a la industria nacional del Concreto!!!

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