Importancia del Agua de Amasado en la Calidad de Hormigones y Morteros.

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Introduccin Qu es el agua de amasado? Qu rol cumple el agua de amasado en el hormign? Qu requisitos de calidad debe cumplir el agua de amasado? Existe algn criterio para evaluar la aptitud del agua no potable o de fuente desconocida, cuando no es posible contar con anlisis completos de laboratorio? Cmo influye la cantidad de agua en la resistencia del hormign? Qu es la relacin Agua/Cemento? Cmo se explica que la resistencia del hormign dependa principalmente de la relacin Agua/Cemento y no de la cantidad de cemento? Qu cantidad de agua de amasado debe usarse para la confeccin de las mezclas? Qu relacin tiene la cantidad de agua de amasado con el asentamiento de cono? Existe una relacin directa entre el asentamiento de cono y la resistencia del hormign? Influye una mayor cantidad de agua de amasado en otras propiedades del hormign? Existen algunas reglas prcticas a considerar con el agua de amasado? Anexo 1.- Ejemplo prctico: Prdida de resistencia a compresin por inclusin adicional de agua de amasado. Anexo 2.- Resumen requisitos Nch1498.

1.- Introduccin. Por simplificacin utilizaremos el trmino hormign para referirnos a cualquier mezcla constituida por cemento, rido, agua y aditivos (como hormign, mortero y lechadas). 2.-Qu es el agua de amasado? El agua de amasado o agua libre es el agua contenida en el hormign fresco, descontada el agua absorbida por los ridos. 3.- Qu rol cumple el agua de amasado en el hormign? El agua de amasado cumple dos roles fundamentales:

1. Hidratar al cemento para formar una pasta que pueda fraguar y posteriormenteendurecer, convirtindose en el cementante requerido para unir las partculas de ridos. En forma sencilla, podemos considerar al cemento como un pegamento en polvo que requiere agua de mezcla para ser usado. La cantidad de agua necesaria para activar qumicamente al cemento es aproximadamente un 28 % de su peso. Es decir, se necesitan como mnimo unos 28 litros de agua para hidratar por completo 100 kg de cemento. Sin embargo, si usamos esta cantidad de agua, la mezcla resultara extremadamente seca y no manejable en obra (trabajable). Otorgar trabajabilidad o fluidez a la mezcla de hormign para que pueda ser utilizado en obra. La cantidad de agua necesaria para esta funcin es adicional a la requerida para combinarse qumicamente con el cemento.

2.

4.-Qu requisitos de calidad debe cumplir el agua de amasado? Los requisitos de calidad o composicin qumica que debe cumplir el agua de amasado se establecen en la norma chilena Nch1498. En resumen, esta norma especifica requisitos a los valores de pH, slidos en suspensin, slidos disueltos, materia orgnica, cloruros y sulfatos solubles presentes en el agua de amasado; establece que el agua potable ser siempre apta para la confeccin de hormigones; no permite el uso de agua que contenga azcares (sacarosa, glucosa o similares) y acepta el uso de agua de mar solamente en hormigones simples (sin armaduras) de grado inferior a H15. Nuestra experiencia, basada en el anlisis y uso exitoso de agua proveniente de diversos ros, pozos y napas a lo largo de todo el pas, muestra que rara vez la composicin qumica del agua ocasiona problemas en el hormign. Sin embargo, cuando el agua no sea potable o de fuente desconocida, debe verificarse su aptitud antes de utilizarla en la confeccin de hormigones.

5.- Existe algn criterio para evaluar la aptitud del agua no potable o de fuente desconocida, cuando no es posible contar con anlisis completos de laboratorio? S. En el caso de duda acerca de la aptitud del agua para fabricar hormigones y no sea posible contar con anlisis completos de laboratorio, el agua puede ser aceptada si al menos dos muestras de hormign confeccionadas con dicha agua reportan resistencias a compresin a 7 y 28 das superiores al 90% de la resistencia obtenida en muestras confeccionadas con agua potable (muestras patrn). Las muestras deben ser fabricadas, curadas y ensayadas en iguales condiciones, y usando los mismos materiales exceptuando el agua. En ciertas ocasiones, bastar la aceptacin o rechazo con los datos obtenidos a 7 das.

6.- Cmo influye la cantidad de agua en la resistencia del hormign? Qu es la relacin Agua/Cemento? La investigacin y la experiencia han demostrado que el factor de mayor importancia en la resistencia del hormign es el cuociente entre la cantidad de agua de amasado y la de cemento (Ley de Abrams, 1919). Este cuociente se denomina relacin Agua/Cemento (abreviada A/C) y se expresa como fraccin en peso de los materiales. Para un tipo de cemento, a menor relacin A/C mayor resistencia (ver Figura 1).

Adems, se ha determinado que la resistencia del hormign sigue dependiendo principalmente de la relacin A/C incluso ante variaciones en sus componentes (proporcin de ridos, dosis de cemento o agua), siempre que los ridos sean de calidad, la mezcla sea plstica, trabajable y no presente segregacin. De esta forma, si la dosis de cemento es constante, a mayor cantidad de agua la resistencia ser menor.

7.- Cmo se explica que la resistencia del hormign dependa principalmente de la relacin Agua/Cemento y no de la cantidad de cemento? Explicaremos esto a travs de un ejemplo muy sencillo. Consideremos el caso de dos mezclas constituidas solamente por cemento y agua. La primera se prepara usando 4 sacos de cemento (170 kg) y la segunda 6 sacos (255 kg). Supongamos que en ambos casos el agua de amasado corresponde a un 50% del peso del cemento (relacin Agua/Cemento igual a 0.50), es decir, 85 litros y 127.5 litros respectivamente. De acuerdo a estas cantidades, la mezcla constituida por 6 sacos es ms rica en cemento. Sin embargo, considerando el peso de los materiales (ver Tabla No. 1), fcilmente se puede verificar que con esta mezcla se ha fabricado un 50% ms de pasta (mezcla de cemento y agua) que con la de 4 sacos. Por lo tanto, se puede concluir que en realidad ambas mezclas tienen exactamente la misma calidad de pasta, slo que en un caso se ha producido mayor cantidad. Tabla No. 1. Ejemplo mezclas igual relacin A/C, diferente cantidad de cemento. Materiales Mezcla 1 Mezcla 2 Cemento 4 sacos (170 kg) 6 sacos (255 kg) Agua 85 litros 127.5 litros Relacin A/C 0.50 0.50 Volumen de pasta 150 litros 225 litros producida (aprox.)

Finalicemos nuestro ejemplo agregando los ridos necesarios en cada caso para completar un metro cbico de hormign. Dado que en la primera mezcla hemos fabricado menor cantidad de pasta, necesitaremos mayor cantidad de ridos para obtener igual volumen. Sin embargo, en la prctica las cantidades de agregados no diferirn mayormente. Dado que en la mayora de los hormigones la resistencia depende principalmente de la calidad de la pasta, podemos concluir que hormigones de igual relacin A/C, an teniendo dosis distintas de cemento, tendrn resistencias muy similares. 8.-Qu cantidad de agua de amasado debe usarse para la confeccin de las mezclas? Como regla general, la cantidad de agua de amasado debe ser siempre la menor compatible con la obtencin de un buen mezclado (hormign homogneo) y con la aptitud para ser manejado en obra, esto es, transportado, depositado y compactado. Lo anterior se debe a que un hormign confeccionado con la menor cantidad de agua tendr:

1. El menor costo. El hormign alcanzar su resistencia especificada con una menor 2. 3.dosis de cemento, dado que en general la resistencia est determinada por una relacin fija A/C. El menor riesgo de fisuracin por retraccin plstica, ya que existir menos agua evaporable. La mayor densidad (menos porosidad) y por ello ser potencialmente un hormign ms resistente y durable.

En una obra normalmente el constructor sabe que el hormign fabricado con la menor cantidad de agua ser en definitiva ms barato y de mejor calidad. A su vez, el personal que confecciona el hormign sabe que exceder la cantidad de agua de diseo durante su fabricacin puede comprometer su resistencia. Sin embargo, la cuadrilla de hormigonado habitualmente exigir mezclas ms fluidas, para as facilitar su colocacin y compactacin. Esta situacin, que se da en todo tipo de obras, obliga a compatibilizar previamente (durante el diseo) las demandas de trabajabilidad del hormign, considerando los requerimientos de todos los involucrados. 9.- Qu relacin tiene la cantidad de agua de amasado con el asentamiento de cono? Tienen una relacin directa: a mayor cantidad de agua de amasado mayor asentamiento de cono (o simplemente cono). En general, para un cono dado la cantidad de agua de amasado en un hormign depender principalmente del tamao mximo de sus ridos. Otros factores que influyen en menor medida son el contenido de cemento y la temperatura del hormign. 10.- Existe una relacin directa entre el asentamiento de cono y la resistencia del hormign? No. La resistencia mecnica del hormign depende principalmente de la relacin Agua/Cemento y no de su trabajabilidad. Sin embargo, debemos aclarar este punto, ya que es uno de los mitos ms generalizados en la prctica del hormign. La confusin proviene de prcticas realizadas durante muchos aos, en que el asentamiento de cono usual para la mayora de los hormigones era de unos 6 cm. Evidentemente si a un hormign diseado para poseer una resistencia especificada y asentamiento de cono 6 cm posteriormente se le agrega agua para aumentar su trabajabilidad, en definitiva lo que se est haciendo es aumentar su relacin A/C, por lo que su resistencia

disminuir. Por ello, an es posible encontrar personas reacias a usar hormigones de cono mayor que 6 cm, ya que se obtendrn menores resistencias. Sin embargo, un hormign diseado con asentamiento de cono superior al de cono 6 cm, pero menor relacin A/C, alcanzar resistencias superiores. La tendencia actual es utilizar hormigones de asentamientos de cono mayores que el histrico cono 6 cm. Esto ha sido posible tcnica y econmicamente debido al gran avance en la tecnologa de aditivos. Hoy en da es comn el uso de hormigones con asentamiento de cono de 10 a 15 cm en obras de edificacin, no necesariamente colocados con bomba. En otros casos, como elementos esbeltos, gran densidad de armaduras o algunos prefabricados estructurales, es comn el uso de hormigones con asentamiento superior a 20 cm. En resumen, cuando se tiene claridad de la trabajabilidad requerida para una aplicacin en particular, cualquiera que sta sea, el hormign puede ser diseado para cumplir con la resistencia especificada sin comprometer su calidad. 11.- Influye una mayor cantidad de agua de amasado en otras propiedades del hormign? S. Adems de influir directamente en la resistencia mecnica del hormign a travs de la relacin A/C, la cantidad de agua de amasado afecta otras caractersticas como potencialidad de fisuracin plstica, retraccin del largo plazo, densidad, permeabilidad y en un concepto ms amplio, la durabilidad del hormign. En general, a mayor cantidad de agua de amasado se obtendrn hormigones de mayor probabilidad de fisuracin, retraccin, de menor densidad, mayor permeabilidad y menor durabilidad. Sin embargo, la influencia cuantitativa del exceso de agua en estas caractersticas no es tan clara como en el caso de la resistencia, ya que adems dependen de otros factores como las condiciones y efectividad del sistema de curado, la temperatura ambiente, la composicin del hormign, la calidad de los ridos, etc.

12.- Existen algunas reglas prcticas a considerar con el agua de amasado? S. Es importante tener presente que agregar 3 litros adicionales de agua por metro cbico de mezcla causar que el hormign:

1. Disminuya su resistencia a compresin en unos 7 kg/cm2 2. Disminuya su densidad en unos 5 kg/m3. 3. Aumente su asentamiento de cono en alrededor de 1 cm

Anexo 1.- Ejemplo prctico: Prdida de resistencia a compresin por inclusin adicional de agua de amasado. A continuacin presentamos un ejemplo, con valores reales de obra, para mostrar cmo la adicin de agua por sobre la de diseo degrada la resistencia a compresin del hormign. En la

primera fila de la Tabla No. 2 se encuentra el hormign original o de diseo, que contiene 20 litros de agua por saco de cemento, un asentamiento de cono de 7 cm y posee una relacin A/C de 0.47, que define una resistencia potencial de 100%. En las filas siguientes se muestra cmo la adicin de agua a este hormign original hace que su resistencia disminuya. Tabla No. 2. Ejemplo prdida de resistencia a compresin por adicin de agua por sobre la de diseo. Cemento Agua Cono Relacin Resistencia Prdida de usado Por agregada medido(cm) A/C relativa a 28 resistencia carga por saco das (litros) 20 7.0 0.47 100% 6% 1 saco (42.5 21 8.0 0.49 94% kg) 15% 22 10.0 0.52 85% 25% 24 13.0 0.56 75%

Conclusiones: 1.- Agregar slo 1 litro de agua por saco disminuye la resistencia al menos en un 6%. Esto significa que si queremos recuperar la resistencia inicial (recuperar relacin A/C de 0.47), tendremos que agregar 2.1 kg adicionales de cemento (un 5% ms). Esto por supuesto aumentar los costos de produccin. Cuando se agregan 4 litros de agua, la recuperacin de resistencia se traduce en un 20% adicional de cemento. 2.- El ejemplo muestra que la dosis de agua adicional se relaciona directamente con el asentamiento de cono, y ste a su vez con la resistencia. Sin embargo, esto no siempre sucede. Un ejemplo tpico es la continuidad en el uso de una arena que ha aumentado su finura en forma notoria. Una arena ms fina demandar en el hormign ms agua para obtener igual trabajabilidad. Si se agrega esta agua adicional sin aumentar la cantidad de cemento la relacin A/C aumentar, con la consecuente prdida de resistencia. As, la resistencia puede caer hasta un 30% sin que nadie lo note, ya que el hormign mantendr su cono e incluso su aspecto. 3.- Se debe tener presente que an si el asentamiento de cono se relacionara directamente con la resistencia, este mtodo no sera efectivo en control de la mezcla. Esto debido a que las mediciones de cono no se realizan en forma continua, y entre una y otra medicin se pueden elaborar muchas amasadas con cantidades de agua no cuantificada. Anexo 2.- Resumen requisitos Nch1498. Tabla No. 3 Requisitos qumicos bsicos segn Nch1498. Requisito qumico Unidad Valor Lmite Valor de pH 6 a 9.2 Slidos en suspensin mg/litro 2 000 Slidos disueltos mg/litro 15 000 Materia orgnica(como mg/litro 5 oxgeno consumido)

Norma ensayo Nch143 Nch416 Nch416 Nch148 Anexo B

Tabla No. 4 Requisitos qumicos complementarios segn NCh1498. Requisito qumico Unidad Valor Lmite 3 Cloruros -kg Cl /m hormign a) Hormign armado 1.20 3 b) Hormign kg Cl /m hormign pretensado 0.25 Sulfatos solubles en -2 3 kg SO4 /m agua para todo 0.60 hormign hormign

Norma ensayo NCh148 Anexo C NCh148 Anexo C

Nch420

Notas: a) Puede emplearse agua de calidad y origen desconocido, siempre que se cumplan los requisitos de la Tabla No. 2. Si el contenido de slidos disueltos resulta mayor que 5 000 mg/L, el agua adems debe cumplir con la Tabla No. 2. -2 b) El contenido de ion cloruro (Cl ) y ion sulfato (SO4 ) se refiere al total aportado por todos los ingredientes en la masa de hormign (agua, ridos y aditivos

Gua para el curado del hormign.

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Qu es el curado del hormign? Cul es la importancia de la humedad y temperatura del hormign durante el curado? Cules son las principales caractersticas que debe tener un adecuado curado? Es siempre necesario el curado en el hormign? Cmo afecta el curado en la resistencia y durabilidad del hormign? Cundo debe comenzar el curado del hormign? Cmo estimar si las condiciones ambientales estn produciendo evaporacin excesiva del agua en el hormign fresco? Cules son los diferentes mtodos de curado? Cul es el ms adecuado para mi obra? Se deben tener precauciones especiales en el curado durante tiempo fro? Cunto tiempo debe durar el curado del hormign? Cundo se utiliza el curado a vapor? Cmo se evalan los diferentes procedimientos con membrana de curado? En qu difieren los compuestos formadores de membrana en base acuosa de los que poseen una base solvente? Anexo 1. Ejemplo determinacin de la tasa de evaporacin superficial.

1.- Qu es el curado del hormign? El curado consiste en propiciar y mantener un ambiente de apropiada temperatura y contenido de humedad en el hormign recin colocado, de modo que ste desarrolle el potencial de las propiedades que se esperan de l. Un hormign curado adecuadamente alcanzar su mxima resistencia y durabilidad, ser ms impermeable y tendr menor riesgo de fisuracin. 2.-Cul es la importancia de la humedad y temperatura del hormign durante el curado?

La humedad.Garantizar un contenido mnimo de humedad en el hormign durante el perodo de curado es fundamental en el desarrollo de su estructura. Algunas investigaciones han comprobado que, por ejemplo, la resistencia se ve seriamente comprometida cuando la humedad relativa del hormign es inferior a 80%. Por ello, el curado debe prevenir durante las primeras edades la evaporacin del agua superficial, manteniendo el hormign en una condicin saturada o cercana a ella. Sin embargo, en ciertos casos mantener el contenido de humedad en el hormign no es suficiente. Se ha comprobado que en hormigones de baja relacin agua-cemento (menor a 0.40) no slo se debe evitar la evaporacin de agua superficial, sino se requiere adems proveer cantidades adicionales de agua de modo de asegurar la hidratacin del cemento. Es fundamental tener presente que el curado afectar especialmente la primera capa del elemento, probablemente los primeros centmetros de profundidad. Su importancia radica en que justamente esta parte del elemento es la expuesta a evaporacin y cambios de humedad, fisuracin por retraccin plstica, accin de la intemperie, abrasin (desgaste), ataque de qumicos y carbonatacin, y a su vez esta misma zona es la que debe proveer de impermeabilidad al hormign y proteccin a sus armaduras.

La temperatura.Aunque dentro del curado su papel es de menor incidencia que el contenido de humedad, mantener la temperatura del hormign en valores cercanos a 20C (en todo caso superiores a 10 C e inferiores a 30 permite que la tasa de desar rollo de resistencia permanezca en niveles C) normales. La temperatura del hormign puede influir adems en la prdida de humedad superficial, dado que diferencias trmicas entre el elemento y el ambiente pueden aumentar la tasa de evaporacin. 3.- Cules son las principales caractersticas que debe tener un adecuado curado? Bsicamente tres: a) Contenido suficiente de humedad, para evitar retraccin por secado y permitir una adecuada hidratacin del cemento. b) Temperatura favorable (cercana a 20 de modo que la hidratacin del cemento se C), desarrolle a una tasa adecuada. c) Prontitud, dado que el curado del hormign es fundamental en las primeras edades y debe comenzar en cuanto sea posible.

4.-Es siempre necesario el curado en el hormign? S. Para obtener un producto de calidad siempre ser necesario curar adecuadamente el hormign. En obra generalmente debern tomarse medidas para garantizar el curado, y slo en condiciones excepcionalmente favorables de temperatura y humedad estas medidas pueden no ser requeridas (curado al aire hmedo). A menos que las especificaciones del proyecto indiquen otra cosa, los mtodos naturales de curado como lluvia, neblina y en general exposicin a un ambiente de alta humedad y moderadas temperaturas (en todo caso superiores a 10 e inferiores a 30 C C), proporcionarn un curado adecuado cuando su efecto sea al menos equivalente a conservar hmedo el hormign durante 5 das para elementos fabricados con cemento grado alta resistencia (Meln Extra) y 7 das con cemento grado resistencia corriente (Meln Especial).

5.- Cmo afecta el curado en la resistencia y durabilidad del hormign? Tanto en terreno como en laboratorio se ha comprobado que un curado deficiente disminuye la resistencia y la durabilidad del hormign. Varios estudios muestran que probetas sin curar pueden registrar disminuciones de resistencia a compresin a 28 das de edad de hasta un 40% con respecto a probetas curadas adecuadamente. Tambin se ha determinado que mientras mayor es el retraso en el inicio del curado mayor ser la prdida de resistencia, observndose, por ejemplo, que probetas curadas a partir del tercer da de edad alcanzan slo un 85% de su resistencia potencial. Aunque an no existe una conclusin clara al respecto, la prdida de resistencia a 28 das de edad por efecto del curado parece estar relacionada directamente con las condiciones de humedad de los tres primeros das y en menor medida con la temperatura. Se debe tener presente que la resistencia a la flexotraccin es mucho ms sensible a las condiciones de curado y contenido de humedad de las probetas al momento del ensayo que en el caso de la compresin. El efecto sobre la durabilidad del hormign es ms difcil de cuantificar, pero no menos importante. Un curado inadecuado favorece la formacin de fisuras y disminuye la impermeabilidad, la resistencia a la intemperie, al desgaste y al ataque de qumicos. No siempre es posible determinar el grado de eficiencia del curado en la durabilidad, puesto que las condiciones atmosfricas juegan un papel muy importante en dicho proceso. Mientras que en pocas lluviosas o hmedas se requiere relativamente poco esfuerzo para obtener un buen curado, en condiciones de poca humedad y alta temperatura se deben tomar medidas especiales para evitar prdidas excesivas de agua en el hormign.

6.- Cundo debe comenzar el curado del hormign? El curado debe comenzar lo antes posible, es decir, tan pronto como el procedimiento elegido de curado no dae al hormign. Mientras que con algunos procedimientos, como el uso de compuestos formadores de membrana, el curado puede comenzar inmediatamente luego de la terminacin superficial, con otros mtodos como el uso de pelculas de polietileno, ser necesario esperar el desarrollo de cierta resistencia de modo de no daar la superficie del hormign.

7.- Cmo estimar si las condiciones ambientales estn produciendo evaporacin excesiva del agua en el hormign fresco? La evaporacin del agua superficial en el hormign depende principalmente de la humedad relativa del aire, la temperatura del hormign, la velocidad del viento y la temperatura ambiente. Una combinacin desfavorable de estas variables puede incrementar fuertemente la tasa de evaporacin superficial, lo que aumenta el riesgo de fisuracin por retraccin plstica y en general puede afectar la durabilidad del hormign. En tal caso, se deben tomar medidas adicionales a las del curado normal, de modo de proteger las superficies de las prdidas excesivas de humedad. Para estimar la tasa de evaporacin del hormign se puede utilizar el grfico de la Figura No. 1: Figura No. 1

Segn el grfico la tasa de evaporacin se puede estimar siguiendo los siguientes pasos: a) Ingrese con la temperatura del aire, medida a pocos centmetros de la superficie de hormign. b) En lnea recta avance hasta la humedad relativa del aire. c) Avance a la derecha hasta ubicarse sobre la temperatura del hormign (durante la colocacin). d) Luego baje hasta posicionarse sobre la velocidad del viento. e) Finalmente, determine a su izquierda la tasa o rapidez de evaporacin superficial del agua. Si la tasa de evaporacin es mayor que 1.0 kg/m /hora necesariamente se deben tomar precauciones adicionales al curado para evitar el agrietamiento por retraccin plstica. Si la 2 tasa es superior a 0.5 kg/m /hora se deber evaluar criteriosamente si estas medidas deben ser implementadas. Estas acciones adicionales al curado se refieren a la implementacin de medidas destinadas a disminuir la tasa de evaporacin a travs de las variables que se pueden manejar en forma prctica y econmica en obra, como la velocidad del viento y la temperatura del hormign. Medidas usuales y generalmente efectivas son: a) Precurado. Humedecimiento continuo y completo de la superficie del hormign recin colocado, desde el trmino del brillo superficial del elemento hasta el inicio del mtodo final de curado (por ejemplo, compuesto formador de membrana, nebulizacin, etc.). b) Proteccin contra el viento. Uso de cierros estticos o mviles alrededor de los elementos. c) Disminucin de la radiacin y temperatura superficial. Uso de techos reflectantes. d) Disminucin de la temperatura de fabricacin, transporte y colocacin del hormign. Mantencin de ridos hmedos y/o tapados; uso de equipos (betoneras, plantas, tuberas) y materiales (agua y cemento) con baja temperatura; y disminucin de tiempos de transporte, colocacin y exposicin del hormign a la intemperie. 8.-Cules son los diferentes mtodos de curado? Cul es el ms adecuado para mi obra? Hoy en da existen diversos mtodos, procedimientos y materiales para el curado, sin embargo, el principio es el mismo: garantizar un contenido satisfactorio de humedad y temperatura para que se desarrollen las propiedades deseadas en el hormign. Los sistemas de curado se pueden dividir en dos grandes grupos: a) Curado con agua. Continua o frecuente aplicacin de agua por inundacin, nebulizacin, vapor o materiales saturados (como sacos de arpillera, arena hmeda, etc.). b) Materiales sellantes. Evitan la prdida excesiva de agua superficial mediante pelculas protectoras como polietileno o papel, o bien, mediante la aplicacin de compuestos de curado formadores de membrana sobre el hormign recin colocado.2

A. Curado con Agua: El agua sigue siendo el mtodo ms efectivo de curado. Sin embargo, cuando se opta por este mtodo deben considerarse los aspectos econmicos del procedimiento, puesto que la disponibilidad de agua, mano de obra y materiales influirn en los costos. Cualquiera sea el mtodo elegido de curado con agua, ste debe proporcionar una cubierta completa y continua de agua libre de componentes que puedan daar la pasta de cemento. Si el aspecto del hormign es un factor relevante, el agua adems debe estar libre de materiales que manchen o decoloren el hormign. Se deben evitar los choques trmicos o fuertes gradientes de temperatura por el empleo de agua fra sobre el hormign. A.1. Inundacin o inmersin. Aunque cada vez es menos frecuente, el mtodo ms eficiente de curado con agua es la inundacin o inmersin total del hormign. La inundacin se puede emplear en losas de piso, pavimentos, techos planos, y en cualquier superficie donde es posible retener el agua o donde exista una corriente continua de agua. Es importante evitar la prdida prematura o sbita del agua. Adems, si el agua de curado est muy fra respecto del hormign se puede producir un choque trmico, que puede generar agrietamiento. Para evitar esto, el agua no debe estar ms fra que el hormign en 10 C. A.2. Nebulizacin o roco. En general, la nebulizacin es un buen mtodo de curado cuando la temperatura ambiente es superior a unos 10 Los regadores de jardn so n muy efectivos cuando no hay que C. preocuparse por el costo del agua. El rociado debe ser continuo y debe evitarse la intermitencia. El roco con mangueras es til en superficies verticales, aunque se debe evitar la erosin superficial. A.3. Cubiertas de material absorbente. Sacos, arpilleras, mantas de algodn, alfombras y otras cubiertas absorbentes tambin resultan tiles en la retencin del agua superficial del hormign. Estos materiales deben estar libres de sustancias que daen y decoloren el hormign, como azcar o fertilizantes (se recomienda lavarlos antes de su uso, hacindolos adems ms absorbentes). Debe considerarse que mientras ms pesado el saco, ms agua retendr y ser necesario mojarlo con menor frecuencia. Es conveniente colocar los sacos traslapados, proporcionando mejor retencin de humedad y estabilidad contra el viento o lluvia. Deben tomarse medidas para evitar la putrefaccin y la accin del fuego. A.4. Arena y aserrn. Aunque prcticamente ya no se utilizan, la arena, el aserrn e incluso tierra hmeda se han usado con xito en el curado de losas y pisos de obras pequeas. Los materiales no deben contener cantidades peligrosas de materia orgnica u otra que pueda daar el hormign (el aserrn, por ejemplo, puede contener cantidades excesivas de cido tnico y en este caso no debe usarse). La arena y el aserrn son especialmente tiles para proteger adems las superficies contra la erosin y manchas cuando el personal de obra debe trabajar sobre ellas.

B. Materiales sellantes. Los materiales sellantes son hojas o membranas colocadas sobre el hormign que reducen la prdida de agua por evaporacin. Su uso tiene ventajas que los hacen preferibles en una gran cantidad de casos, siendo una de las principales el menor riesgo que el hormign se seque por un descuido en el mantenimiento de la humedad. Asimismo, son materiales de fcil manejo y pueden aplicarse antes que los mtodos con agua. Son especialmente tiles en losas y elementos masivos en regiones ridas.

B.1. Pelculas plsticas. Como la mayora de los sistemas de curado, bien utilizadas las pelculas plsticas son un buen mtodo de curado. Tienen la ventaja de ser livianas y fciles de colocar. La pelcula debe poseer un espesor superior a 0.10 mm. En climas soleados es recomendable el uso de pelculas que reflejen los rayos solares (blancas), mientras en climas fros o espacios interiores son recomendables pelculas de color negro (deben evitarse en climas clidos). Se deben colocar sobre la superficie hmeda del hormign lo antes posible, sin producirle dao y cubriendo todas las partes expuestas. Deben quedar bien sujetas, mantenindose en contacto con la superficie durante el tiempo de curado y deben ser protegidas del deterioro. En superficies planas, como losas y pavimentos, la pelcula debe extenderse ms all de sus bordes una distancia de al menos el doble del espesor del elemento. El plstico debe ser colocado en forma plana y sin arrugas sobre la superficie, para minimizar la decoloracin del hormign (una buena prctica es colocar tiras de plstico a lo largo de los bordes verticales sobre la hoja superficial, asegurndolos con arena o madera, lo que permite quitar fcilmente la cubierta plstica luego del curado y evitando daos por rotura o dobleces (vea Figura No. 2). Las pelculas plsticas no se recomiendan cuando la apariencia del hormign es importante, ya que pueden manchar las superficies.

Figura No. 2

B.2. Compuestos lquidos formadores de membrana de curado. Estos productos actan sobre el hormign formando una membrana o pelcula destinada a evitar la evaporacin superficial, proporcionando condiciones adecuadas de curado. Los compuestos consisten principalmente en ceras, resinas naturales o sintticas y solventes de gran volatilidad, y no deben ser dainos a la pasta de cemento. Algunos de ellos incorporan pigmentos blancos o grises para el reflejo de la radiacin y/o hacer visible su aplicacin en el hormign. Existen compuestos de curado que disminuyen la adherencia al hormign, y en tal caso no deben emplearse en superficies que van a ser revestidas (pintura, cermica, mortero, capas adicionales de hormign, etc.), a menos que puedan ser retirados efectivamente. El uso de estos compuestos exige adecuada ventilacin y precauciones de seguridad. Usualmente, los compuestos formadores de membrana se aplican en dosis que 2 2 varan de 0.20 a 0.25 litros/m (rendimiento de 4.0 a 5.0 m /litro). Idealmente, el compuesto se debe aplicar en capas perpendiculares sobre la superficie para asegurar una cobertura total. Sobre superficies muy texturizadas, como la de algunos pavimentos, pueden ser necesarias dos o ms aplicaciones (esperando que la primera se haga pegajosa antes de aplicar la segunda). Normalmente los compuestos de curado se aplican con bomba manual, aunque en reas pequeas, como el caso de reparaciones, el compuesto puede aplicarse con brocha o rodillo. Dado que la membrana de curado puede influir en la textura y color del hormign, se debe considerar su efecto sobre las superficies expuestas.

Para obtener mxima proteccin, los compuestos se deben aplicar despus de la terminacin y tan pronto como desaparezca el agua de exudacin superficial (cuando ya no se aprecie el brillo del agua, pero antes que el compuesto pueda ser absorbido por el 2 hormign). Si la tasa de evaporacin excede 1.0 kg/m /hora (ver Figura No. 1), es posible que an exista exudacin aunque el brillo de agua haya desaparecido, por lo que en este caso deben tomarse medidas especiales. Cuando el compuesto se aplica sobre una superficie de aspecto seco, se pueden presentar los siguientes problemas: a) La evaporacin puede ser efectivamente detenida, pero puede continuar la exudacin propiciando la formacin de una capa de agua entre la superficie y la membrana, condicin que favorece la escamacin del hormign. b) La evaporacin puede ser detenida temporalmente, pero la exudacin continuar propiciando el agrietamiento de la pelcula de membrana en forma de mapa, lo que requiere de una nueva aplicacin del compuesto de curado. Al igual que las pelculas plsticas, cualquier filtracin que tenga lugar en los bordes o a travs de pequeos agujeros reducir la eficiencia de la membrana de curado, lo que puede suceder cuando la aplicacin no es uniforme o no se hace con la rapidez apropiada. La prdida de humedad a travs de puntos delgados o no cubiertos reduce la eficiencia del curado. Se debe tener presente que por su funcionamiento los compuestos formadores de membrana evitan el intercambio de humedad con la intemperie. Por ello, muchas recomendaciones indican que en hormigones de baja relacin A/C (menor a 0.40) se debe evitar su uso, ya que en estos casos no slo se debe mantener el contenido de humedad, sino adems se requiere el ingreso de agua adicional para asegurar la hidratacin del cemento. 9.- Cundo se utiliza el curado a vapor? EN hormigonado en Tiempo Fro. 10.- Cunto tiempo debe durar el curado del hormign? El plazo de curado depender principalmente del mtodo elegido, del tipo de cemento, del tamao y forma del elemento y las condiciones ambientales. Sin embargo, en ausencia de especificaciones particulares del proyecto, se deben considerar las siguientes recomendaciones de buena prctica: Pavimentos. Cuando la temperatura ambiente supere los 5 el p erodo mnimo de curado ser, para C, cualquier procedimiento, el menor entre 7 das o el plazo necesario para alcanzar un 70% de la resistencia especificada (compresin o flexin). Para temperaturas menores a 5 C deben tomarse precauciones adicionales.

Estructuras y edificios. Cuando la temperatura ambiente supere los 5 el c urado debe ser continuo durante el C, menor perodo entre 7 das o el necesario para alcanzar un 70% de la resistencia especificada. Para temperaturas menores a 5 deben tomarse precauciones adicionales. C 2 En elementos estructurales de alta resistencia (sobre unos 500 kg/cm a compresin), puede ser necesario aumentar el perodo de curado a plazos incluso superiores a 28 das.

El mtodo usual de curado es a travs de compuestos formadores de membrana. Sin embargo, algunas recomendaciones tcnicas, como las indicadas en ACI 308 Standard Practice for Curing Concrete, no recomiendan su uso en hormigones de relacin A/C menores a 0.40. Concreto masivo. En hormigones masivos el mtodo ms eficiente de curado es el agua, recurriendo por ejemplo a la nebulizacin, telas o arenas saturadas. El uso de compuestos formadores de membrana requiere de consideraciones especiales, como evaluar su efecto en la adherencia en juntas de construccin. En hormigones masivos el curado debe comenzar tan pronto como la superficie est suficientemente endurecida y no sufra daos. En elementos masivos sin refuerzo y fabricados con cementos puzolnicos (cementos Meln Especial y Meln Extra), el tiempo mnimo de curado debe ser superior a tres semanas, mientras que en secciones altamente reforzadas el curado debe ser continuo durante un mnimo de 7 das. Hormign proyectado. El hormign proyectado (o shotcrete) se coloca generalmente en capas delgadas y posee superficies speras. Las superficies deben mantenerse mojadas continuamente por al menos 7 das. El curado con membrana es recomendable cuando no se van a aplicar capas posteriores de hormign o pintura, y cuando el aspecto resultante es satisfactorio. Debido a su textura superficial, el compuesto para formar membrana se debe aplicar en cantidades mayores a las usuales. Tipo de cemento. La duracin del curado depender directamente del tipo de cemento usado. En la mayora de las aplicaciones, y a menos que las especificaciones tcnicas indiquen lo contrario, un criterio adecuado para determinar el perodo mnimo de curado es el plazo necesario para alcanzar un 70% de la resistencia especificada. En la mayora de los casos este plazo ser de 7 das para el cemento Meln Especial (grado resistencia corriente) y 5 das para el cemento Meln Extra (grado alta resistencia). En ningn caso, exceptuando curado a vapor, estos plazos deben ser inferiores a 5 y 3 das, respectivamente

11.- Cundo se utiliza el curado a vapor? El curado a vapor se utiliza en elementos de hormign donde se desea un desarrollo temprano de resistencia a travs de un curado acelerado, con el fin de obtener una reutilizacin econmica de moldajes, espacios de fabricacin u otras consideraciones de operacin. Este mtodo generalmente es usado en elementos prefabricados y con caractersticas especiales. 12.- Cmo se evalan los diferentes procedimientos con membrana de curado? El mtodo usado para medir la eficiencia de retencin del agua de los compuestos formadores de membrana es la norma americana ASTM C 156 Water Retention by Concrete Curing Materials. 13.- En qu difieren los compuestos formadores de membrana en base acuosa de los que poseen una base solvente? Compuestos formadores de curado emulsionados en base acuosa: Estos compuestos en general son ms econmicos. Son solubles en agua. No contienen solventes voltiles. Se evaporan con relativa facilidad. Su uso se recomienda en recintos cerrados o en condiciones de baja tasa de evaporacin (temperaturas moderadas, baja velocidad del viento, alta humedad relativa) o cuando se desee evitar los vapores provenientes de los solventes. Debido a su solubilidad en agua, se recomiendan en superficies que van a ser revestidas (cermicos, pinturas, hormign, etc.). 2 Se utilizan normalmente en dosis de 0.20 kg/m . Se debe tener precaucin en zonas ambientales exigentes de evaporacin, ya que el tiempo de formacin de membrana es en general muy superior a la de compuesto con base solvente. Compuestos formadores de curado de resina en base solventes: Estos compuestos son de mayor costo que los emulsionados. No son solubles en agua. Contienen solventes voltiles. No se evaporan con facilidad. Su uso se recomienda en condiciones exigentes de evaporacin. Debido a su insolubilidad en agua, deben ser removidas por medios mecnicos en superficies que van a ser revestidas (escobillado, arenado, etc.). 2 Se utilizan normalmente en dosis de 0.20 kg/m . El tiempo de formacin de membrana es inferior a la de compuestos con base emulsin. Son de mayor toxicidad que las emulsiones. Son inflamables.

14.-Anexo 1. Ejemplo determinacin de la tasa de evaporacin superficial. Dada las siguientes condiciones ambientales de verano, determine la tasa de evaporacin superficial del hormign. Estime si es necesario tomar precauciones adicionales de proteccin para el curado: Temperatura del aire: 30 C. Humedad relativa: 60%. Temperatura del hormign: 27 (al momento de la co locacin). C Velocidad del viento: 24 km/hora. Utilizando la Figura No. 1 determinamos que la tasa de evaporacin es aproximadamente 0.5 2 kg/m /hr. Por lo tanto, es prudente considerar la implementacin de medidas adicionales al curado, como proteccin contra el viento, radiacin y temperatura, y disminucin de temperatura del hormign durante fabricacin, transporte y colocacin. Si la tasa de evaporacin superara 1.0 2 kg/m /hr las medidas deben ser necesariamente implementadas.

Gua para la seleccin y control de ridos para hormigones.

1. Introduccin. 2. Qu son los ridos? 3. Qu rol cumplen los ridos en el hormign? 4. Son mejores los ridos chancados o los rodados? 5. Qu requisitos deben cumplir los ridos? 6. Cul es el tamao mximo del rido recomendado para un hormign? 7. Se pueden usar ridos que no cumplen los requisitos de la norma chilena Nch163? 8. Qu se debe considerar al momento de elegir los ridos? 9. Qu controles se debe hacer a los ridos en obra? 10. Con qu frecuencia se deben controlar los ridos en obra? 11. Qu hacer con los resultados de los controles y anlisis de laboratorio? 12. Figura #1 13. Figura #2 14. Ejemplos 15. Notas

1.- Introduccin No siempre se les da a los ridos la importancia que realmente tienen en la calidad final del hormign. Aunque cada vez es menos frecuente, an se siguen descuidando aspectos ligados a la calidad, y para su seleccin slo se considera su costo. Esto usualmente resulta en una economa mal entendida, ya que cualquier deficiencia en la calidad de los ridos debe ser compensada con la incorporacin de mayor cantidad de cemento. En otras ocasiones, la obra en que las dosificaciones de hormign se inician con cantidades de cemento usuales para ridos de calidad normal evidenciar, a poco andar, incumplimiento en las especificaciones del hormign, con el grave problema que esto conlleva. El presente documento tiene como propsito mostrar la importancia relativa de los ridos en la calidad del hormign, qu elementos deben tenerse en cuenta en su eleccin y cmo controlarlos en obra. 2.- Qu son los ridos? Los ridos, tambin llamados agregados, se definen como materiales compuestos de partculas de origen ptreo, duras, de forma y tamao estables. Se denominan o clasifican segn su tamao y textura superficial de sus partculas. Clasificacin segn tamao. Actualmente, los ridos se clasifican segn el tamao de las partculas que lo componen, de acuerdo al siguiente criterio: Grava : rido cuyas partculas tienen tamaos comprendidos entre 20 y 40 mm, con las tolerancias dadas en la Tabla No. 1. Gravilla : rido cuyas partculas tienen tamaos comprendidos entre 5 y 20 mm, con las tolerancias dadas en la Tabla No. 1. Arena : rido cuyas partculas tienen tamaos comprendidos entre 0.16 y 5 mm, con las tolerancias dadas en la Tabla No. 1. Clasificacin segn textura superficial de las partculas. rido chancado (rido tratado): Aquel rido proveniente de un proceso industrial. Normalmente chancado o triturado, separado por tamaos y lavado. Sus partculas presentan caras rugosas y de forma irregular, pero cercanas a una forma cbica. rido rodado (rido natural): Aquel rido que proviene de ros o emprstitos naturales. Su proceso de produccin contempla bsicamente la separacin por tamaos y el lavado. Sus partculas presentan caras lisas y suaves y son de forma redondeada.

3.- Qu rol cumplen los ridos en el hormign? La historia evidencia que el objetivo de las primeras mezclas precursoras del hormign era reconstituir la piedra original, utilizada en las construcciones de las primeras civilizaciones. Para ello se unan fragmentos de piedra con un cierto material que actuaba como pegamento. Actualmente, los fragmentos de piedra son nuestros ridos y el pegamento es la pasta de cemento (mezcla de cemento y agua). Desde esta perspectiva, los ridos deben conformar el esqueleto o estructura base del hormign. Este esqueleto debe ser lo ms robusto, grande e inerte posible. Es decir, en cada unidad volumtrica de hormign debe existir la mayor cantidad posible de ridos y con el mayor tamao compatible con los dems requisitos que deba cumplir la mezcla. De esta forma se obtendr el hormign ms estable y econmico. A pesar de ser considerados como un verdadero relleno o agregado para el hormign, nunca debemos menospreciar la importancia de los ridos. Sus caractersticas, buenas o malas, se transmitirn directamente al hormign del cual forman parte. Normalmente, ocupan alrededor de un 75 % del volumen total del hormign, y por lo tanto, es fcil entender su importancia relativa (ver Figura 1). 4.- Son mejores los ridos rodados o los chancados? Depende. El empleo de ridos rodados en vez de chancados resultar, por lo general, en menor cantidad de agua de amasado para lograr la misma trabajabilidad (medida por asentamiento de cono). As, la relacin A/C resultar menor pudiendo lograr mayor resistencia mecnica con igual dosis de cemento. La menor cantidad de agua requerida se explica por la menor trabazn y/o facilidad de acomodacin entre partculas rodadas que las chancadas, y por la menor superficie especfica del rido rodado (se requerir menor cantidad de agua para cubrirlo). Sin embargo, la experiencia ha mostrado que la adherencia entre la pasta de cemento y la superficie del rido rodado (suave y/o lisa) es menor que la obtenida en la superficie del rido chancado (spera y/o rugosa). La fuerza de adherencia pasta-rido es un parmetro clave en la resistencia mecnica de los hormigones, sobretodo en la resistencia a flexin. La investigacin y experiencia acumulada nos ha mostrado que para producir hormigones de 2 resistencias a compresin de hasta unos 200 kg/cm (grado H20) el utilizar ridos rodados o chancados ser indiferente desde el punto de vista econmico y tcnico. Para mayores niveles de resistencia ser cada vez ms indicado el uso de ridos chancados. De hecho, para hormigones de grado H40 y superiores, es indispensable el uso de ridos chancados. 5.- Qu requisitos deben cumplir los ridos? En general los ridos utilizados para la fabricacin de hormigones deben cumplir lo sealado en su definicin: deben estar compuestos por partculas duras, limpias, de forma y tamao estables. La norma chilena NCh 163 ridos para morteros y hormigones Requisitos generales especifica estos requerimientos bsicos, que se resumen en la Tabla No. 2 para

ridos de procedencia conocida y que ya han demostrado buen comportamiento en hormigones.

Adicionalmente a lo indicado en la Tabla No. 2, la norma especifica el contenido mximo de partculas desmenuzables, partculas blandas, carbn y lignito, resistencia a la desintegracin, resistencia al desgaste. Estas caractersticas deben ser verificadas cuando se tenga duda sobre su efecto en el buen comportamiento del hormign para una aplicacin particular. Un requisito importante es el contenido de partculas lajeadas o alargadas, las cuales son muy perjudiciales para el hormign (coeficiente volumtrico medio). 6.- Cul es el tamao mximo del rido recomendado para un hormign? Dadas las dimensiones usuales de los elementos de hormign (losas, pilares, cadenas, pavimentos, muros, etc.) y el espaciamiento de sus armaduras, rara vez es posible usar ridos con partculas de tamao superior a 40 mm, simplemente porque el rido quedar atrapado o se dificultar el correcto llenado de los moldajes. En elementos con dimensin libre superior a 30 cm y con densidad normal de armaduras, puede usarse rido de 50 mm o ms, previa revisin del caso. Para elegir el tamao del rido se puede seguir la recomendacin de la norma chilena Nch170, que estipula que el tamao mximo debe ser igual o inferior que el menor de los siguientes valores (ver Figura 2).: a) b) c) Un quinto (1/5) de la menor distancia libre entre las paredes de los moldajes; Tres cuartos (3/4) de la menor distancia libre entre armaduras; Un tercio (1/3) del espesor de losas armadas.

7.- Se pueden usar ridos que no cumplen los requisitos de la norma chilena Nch163? Independientemente si determinados ridos cumplen o no los requisitos estipulados en la norma Nch163, el comportamiento de los hormigones de prueba confeccionados con dichos ridos ser definitorio para su aceptacin o rechazo. En muchas ocasiones se han encontrado ridos con caractersticas anormales o fuera de norma, sin embargo, mezclas de prueba confeccionadas con estos ridos han demostrado la aptitud del agregado al verificarse que los hormigones cumplen con las especificaciones de la obra. La situacin inversa es de rara ocurrencia. Es decir, ridos que cumplen con requisitos de la norma, tpicamente sern aptos para la confeccin de hormigones. 8.- Qu se debe considerar al momento de elegir los ridos? a) Deben preferirse ridos de calidad conocida, normalmente de proveedores o plantas

establecidas formalmente, que anteriormente hayan abastecido obras con buenos resultados. b) Se debe tener certeza que los ridos poseen la calidad requerida de modo que los hormigones cumplan las especificaciones del proyecto, particularmente si existen requisitos especiales como altas resistencias mecnicas, resistencia a la abrasin o al desgaste, resistencia a los ciclos hielo-deshielo, etc.

c) El proveedor de ridos debe ser capaz de certificar sus materiales al igual que cualquier otro proveedor. d) Es fundamental contar con un abastecimiento de ridos de calidad homognea. Toda variacin en la calidad del rido ser transmitida directamente al hormign. e) Si existen dudas con respecto de la calidad de los ridos, se deben confeccionar mezclas de prueba en laboratorio y en terreno para verificar su aptitud. 9.- Qu controles se debe hacer a los ridos en obra? Una vez elegido un determinado proveedor de ridos, se debern verificar todas las propiedades relevantes para el proyecto al comienzo de la obra. Si los ridos provienen durante todo el transcurso de la obra de un mismo emprstito o planta, sus constantes fsicas (densidad real, absorcin y tenacidad) permanecern constantes. Por tanto, en obra debe verificarse: Variaciones granulomtricas. Finos por lavado. Forma de cada rido (contenido de partculas lajeadas o alargadas). 10.- Con qu frecuencia se deben controlar los ridos en obra? Se pueden establecer diversos criterios de control de ridos en obra, como fijar una cantidad de muestras cada cierto volumen de rido acopiado o cada cierto volumen de hormign 3 producido. Sin embargo, una muestra de rido obtenida del ltimo despacho (camin de 8 m por ejemplo) no representar necesariamente al despacho anterior y que ya fue usado para fabricar hormigones. Por ello, lo ms recomendable es establecer controles a la recepcin de cada camin, inspeccionando visual y manualmente, y realizando ensayos muy sencillos a cada partida, comparndola adems con el material que ya se encuentra en los acopios. Visualmente y al tacto se pueden detectar variaciones de tamao y forma de los ridos gruesos y tamao de ridos finos. Lavando y dejando reposar una muestra de arena en una probeta puede servir para estimar el contenido de finos que posee. Obviamente, la persona que realiza estos chequeos debe estar capacitada, tener experiencia en el tema y actuar criteriosamente. Cuando existan claras diferencias de calidad entre el material recibido y el acordado, el despacho debe ser rechazado. Si hay dudas fundadas al respecto de un determinado material, el despacho se puede acopiar separadamente hasta verificar su aptitud mediante anlisis realizado en laboratorio.

Sin perjuicio de lo anterior, recomendamos que los muestreos de cada material se deben 3 realizar como mnimo cada 800 o 1000 m de hormign elaborado, considerando anlisis completo en laboratorio. Es muy importante declarar y acordar con el proveedor de los ridos la realizacin de estos controles.

11.- Qu hacer con los resultados de los controles y anlisis de laboratorio? Los controles peridicos de ridos permitirn mantener en obra un registro histrico de sus propiedades, que debe ser informado al diseador de las dosificaciones para que ste evale la necesidad de ajustar las mezclas si fuese necesario.

Tabla No. 1. Granulometras de ridos segn Nch163. Tamiz ASTM 2 1 1/2 1 3/4 1/2 3/8 No. 4 No. 8 No. 16 No. 30 No. 50 No. 100 Grava 40 a 20 mm 100 90 100 20 55 0 15 05 Gravilla 20 a 5 mm Arena

mm 50 40 25 20 12.5 10 5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.160

100 90 100 20 55 0 10 05

100 95 100 80 100 50 85 25 60 10 30 2 10

Tabla No. 2. Requisitos generales de los ridos segn Nch163. Requisito Fino por lavado (Material fino menor que 0.080 mm) (1) a) Hormign sometido a desgaste b) Otros hormigones Absorcin de agua (porosidad) Impurezas orgnicas Granulometra Cloruros, expresado como Cl (2) Valores Mximos Grava/Gravilla Arena

0.5% 1.0% 2.0%

3.0% 5.0% 3.0% Amarillo claro Ver Tabla No. 1

a) Hormign armado b) Hormign pretensado -2 Sulfatos y sulfuros, SO4 (2) a) Sulfatos solubles en agua b) Sulfuros oxidables

1.20 kg/(m de hormign) 3 0.25 kg/(m de hormign) 0.60 kg/(m de hormign) 3 1.80 kg/(m de hormign)3

3

Figura #1::

Figura #2:

Ejemplo 1 Muro de hormign armado espesor 15 cm. Armadura doble malla 8@20. Recubrimiento 15 mm. SolucionDistancia libre entre : dm = 150 mm. moldajes Distancia libre entre : da = 150 - 2x (15 + 8 barras + 8) da = 88 mm.Tmax =

1/5 dm = 1/5 x 150 = 30 mm. mnimo 3/4 da = 3/4 x 88 = 66 mm.

El tamao mximo debe ser menor a 30 mm. Se recomienda usar rido con Tmax 20 mm. (3/4") Ejemplo 2 Losa de hormign armado espesor 15 cm. Armadura malla 8@20

Solucin

espesor losa : el = 150 mm.

Tmax < 1/3 el = 1/2 x 150 mm = 50 mm.

El Tmax debe ser menor a 50 mm. Se recomienda usar rido con Tmax 40 mm (1 1/2")

Notas: - En el caso de ridos chancados, los lmites suben a 1.0% y 1.5% en la grava, y a 5% y 7% en la arena, respectivamente. Si el rido no cumple este requisito, se debe recurrir al ensayo equivalente de arena, que debe entregar un valor mayor a 75%. - Los contenidos de cloruros y sulfatos se refieren al aporte de los ridos en 1 m de hormign.3

Evaluacin de la resistencia del hormignVentajas de su utilizacin

1. Qu importancia tiene la resistencia mecnica del hormign? 2. Por qu es conveniente evaluar los resultados de ensayos de compresin? 3. Cmo se evala la resistencia a compresin? 1. Evaluacin del lote considerando el total de muestras. 2. Evaluacin del lote por parcialidades mediante grupos de muestrasconsecutivas.

4. Cul debe ser la frecuencia del muestreo? 5. Ejemplos de aplicacin de los mtodos 1. Evaluacin por el total de muestras. 2. Evaluacin por grupos de muestras consecutivas. 6. Qu hacemos en caso de incumplimiento? 7. Qu cuidados debe tenerse con las probetas para ensayos y evaluacin? 8. Definiciones 9. Constantes de Evaluacin, MPa.

1.- Qu importancia tiene la resistencia mecnica del hormign? Por resistencia mecnica se entiende la capacidad de un material de resistir tensiones ya sean de compresin, traccin, flexin o combinaciones de ellas. Sin duda que estas capacidades del material, definen su aptitud para ser utilizado en distintas aplicaciones estructurales. Otras caractersticas del hormign como su impermeabilidad y densidad, tienen relacin directa con la resistencia mecnica. En general, y en el hormign en particular, medir la capacidad o resistencia a la compresin es relativamente sencillo comparado con las mediciones de traccin o flexin. Por lo anterior, se utiliza la resistencia a compresin del hormign como medida de su calidad general, en el sentido que, a mayor resistencia mayor densidad, mayor impermeabilidad y mayor durabilidad en general. El proyecto de clculo estructural debiera incluir entre otros como especificacin del hormign, la resistencia especificada, la fraccin defectuosa aceptada, la frecuencia del muestreo y el mtodo de evaluacin de los resultados de ensayos. 2.-Por qu es conveniente evaluar los resultados de ensayos de compresin? El hormign es un material de construccin que presenta variabilidad debido a cambios en los procesos de confeccin y de muestreo propiamente tal. La evaluacin de la resistencia a la compresin del hormign permite: Disponer de un criterio claro para la aceptacin del hormign, as como para indicar el curso de accin cuando los resultados de los ensayos de resistencia no son satisfactorios. Servir como herramienta de gestin para la optimizacin de los recursos. Evitar discrepancias entre las partes al no contar con un criterio previamente definido para la evaluacin.

3.- Cmo se evala la resistencia a compresin? El procedimiento de evaluacin debe considerar la naturaleza probabilstica de la resistencia a compresin del hormign. La norma chilena NCh 1998 "Hormign - Evaluacin estadstica de la resistencia mecnica" recoge dos de los criterios ms ampliamente utilizados en los cdigos de diseo. El mtodo de la evaluacin del lote considerando el total de muestras, considera la produccin de hormign como un proceso que se ajusta a una distribucin normal donde la resistencia caracterstica est definida en funcin del promedio y de la desviacin estndar. El mtodo de evaluacin por grupos de muestras consecutivas considera la produccin de hormign como un proceso cclico donde la resistencia sufre variaciones en el tiempo. Este criterio est incluido en el mtodo de diseo de hormign armado ACI 318.

3.1.- Evaluacin del lote considerando el total de muestras. Este mtodo se aplica cuando el total de muestras del lote es inferior a diez y considera que la resistencia del lote de hormign es satisfactoria, si se cumplen simultneamente las siguientes condiciones:

3.2.- Evaluacin del lote por parcialidades mediante grupos de muestras consecutivas. Este mtodo se aplica cuando el total de muestras del lote es igual o superior a diez y considera que la resistencia de cada parcialidad del lote de hormign es satisfactoria, si se cumplen simultneamente las siguientes condiciones:

4.- Cul debe ser la frecuencia del muestreo? Si el plan de muestreo no est especificado, la norma NCh 1998 establece como criterio mnimo lo siguiente: Volumen hormign de la obra menor o igual a 250 m3: 1 muestra cada 50 m con un mnimo de 3 3 Volumen hormign de la obra mayor que 250 m3: 1 muestra cada 100 m con un mnimo de 53

5.- Ejemplos de aplicacin de los mtodos: 5.1.- Evaluacin por el total de muestras: a) Hormign: Grado H20 10% fraccin defectuosa b) Resultados ensayos: nmero de muestras N = 9 fi 234 235 268 190 257 209 250 262 290

fm = 244 kg/cm 2 s = 31 kg/cm c) Condiciones:

2

fm = 244 kg/cm 200 + 31 x 1,397 = 243 kg/cm 2 fi f0 = 200 - 35 = 165 kg/cm2

2

d) Conclusin: El hormign cumple las especificaciones. 5.2.-Evaluacin por grupos de muestras consecutivas: a) Hormign: Grado H20 10% fraccin defectuosa

b) Resultados ensayos: nmero de muestras N = 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 245 267 281 253 235 228 260 189 299 178 232 282 194 256 160 264 267 256 239 241 226 249 222 236 231 236 244 203 Condiciones:2

fi f3 c)

f3 200 + 0 = 200 kg/cm 2 fi f0 = 200 - 35 = 165 kg/cm d) Conclusin: El hormign no cumple La muestra N 15 no cumple la Investigar este valor, segn indicado en apartado siguiente. 6.- Qu hacemos en caso de incumplimiento? En la eventualidad que de acuerdo a alguno de los mtodos descritos se produzca un incumplimiento, los criterios generales son: Informar al proyectista. Verificar que las muestras sean representativas del hormign colocado. Identificar las zonas comprometidas de la estructura. Inspeccionarlas visualmente y determinar posibles errores de colocacin, compactacin, curado o protecciones. Determinar la capacidad resistente real del hormign colocado mediante ensayos no destructivos o mediante extraccin de testigos. las especificaciones. segunda condicin.

Si se verifica el incumplimiento, adoptar las medidas que indique el proyectista. 7.- Qu cuidados debe tenerse con las probetas para ensayos y evaluacin? Las probetas moldeadas en obra son las representantes del hormign colocado. El resultado que obtengamos de su ensayo, se utilizar para determinar la calidad del hormign. La confeccin de probetas, su cuidado y ensayos deben ajustarse a los mtodos establecidos en las normas NCh 1037 "Hormign - Confeccin y curado en obra de probetas para ensayos de compresin y traccin" y NCh 1037 "Hormign - Ensayo de compresin de probetas cbicas y cilndricas". Otras muestras tomadas en obra para fines particulares como por ejemplo, definir un criterio de descimbre o que no se ajustan a las condiciones estndar, no deben ser consideradas en el lote de evaluacin.

8.-Definiciones fc Resistencia especificada a la rotura por compresin, en MPa. fi Resistencia individual de cada muestra, en MPa. fm Resistencia media del lote, en MPa. f3 Resistencia media de cualquier grupo de 3 muestras consecutivas, en MPa. f0 Lmite inferior para la resistencia fi de cada muestra, en Mpa. MPa Megapascal k1 Constante de evaluacin para f3, en MPa. k2 Constante de evaluacin para fi, en MPa. n Nmero total de muestras que representan al lote. s Desviacin normal de las resistencias individuales fi, en MPa. t Factor estadstico segn la fraccin defectuosa y nmero de muestras. 9.- Constantes de Evaluacin, MPa. Fraccin Defectuosa Aceptada % 5 10 20 k1 k2 k1 k2 k1 k2 Grado de Hormign H10 H15 0.5 0.8 1.2 1.9 0.0 0.0 1.7 2.6 -0.7 -1.1 2.7 4.1

H15 0.3 0.6 0.0 0.9 -0.4 1.4

H2O o superior 1.0 2.5 0.0 3.5 -1.5 5.5

N de Muestras 5 6 7 8 9 10 15 20 25 30

Factor Estadstico t Fraccin Defectuosa Aceptada 5% 10% 2.132 1.533 2.015 1.476 1.943 1.440 1.895 1.415 1.860 1.397 1.833 1.383 1.761 1.345 1.729 1.328 1.711 1.318 1.645 1.282

20% 0.941 0.920 0.906 0.896 0.889 0.883 0.868 0.861 0.857 0.841

Gua para la Compactacin del Hormign con Vibradores de Inmersin

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Introduccin. Por qu se debe vibrar o compactar el hormign? Qu hormigones se pueden compactar con Vibradores de Inmersin? Qu caractersticas debe tener el Vibrador de Inmersin? Cmo se utiliza el Vibrador de Inmersin? Cmo se compactan las losas o radieres? Cundo terminar de Vibrar el Hormign? Lo que no se debe hacer al Vibrar Importancia del Operador del Vibrador de Inmersin

1.- Introduccin: La vibracin aplicada al hormign es una serie de impulsos de compresin que reducen la friccin entre las diferentes partculas de sus componentes. El resultado es la ubicacin de estas partculas en posiciones ms cercanas unas con otras, por su propio peso y por los movimientos rotatorios que les imprime la vibracin aplicada. La vibracin al hormign puede ser realizada utilizando equipos externos, los que normalmente transmiten la vibracin a travs del moldaje por medio de elementos que se introducen directamente a la masa del hormign, llamados Vibradores Internos. Estos equipos transmiten su energa directamente al hormign y, por tanto, son muy efectivos. Por su diseo, tamao, peso, maniobrabilidad y precio son los ms indicados para la mayora de las aplicaciones. 2.- Por qu se debe vibrar o compactar el hormign? Una correcta compactacin del hormign por medio de vibracin interna permite: Eliminar el aire acumulado que queda atrapado durante el vaciado del hormign. Con ello, aumenta la resistencia mecnica y la densidad de la mezcla y, en consecuencia, la durabilidad del hormign. Disminuir la posibilidad de segregacin del hormign fresco y los cambios de volumen por retraccin posterior. Que el hormign se comporte "como un lquido" dentro del dimetro de accin del vibrador, permitiendo un mejor llenado de los moldajes, obtenindose geometras ms definidas en los elementos y mejorando la terminacin superficial. Se mejora adems, la unin con las armaduras de refuerzo, al quedar embebidas completamente en el hormign. Mejorar la calidad de las juntas de hormigonado o de construccin.

3.-Qu hormigones se pueden compactar con Vibradores de Inmersin? La mayora de los hormigones se pueden compactar con vibracin interna. Se debe tener cuidado en los siguientes casos: En hormigones con asentamiento de cono menor a 3 cm. y consistencia muy firme. Este es el caso de hormigones para algunos elementos prefabricados o para pavimentos. En el primer caso normalmente se usa vibracin externa (mesas vibradoras) y en el caso de pavimentos, se utiliza una mezcla de vibracin interna con vibracin externa (vibradores de inmersin y cerchas vibradoras) o una batera de vibradores de inmersin (trenes pavimentadores). En hormigones con asentamiento de cono superior a unos 12 cm. En este caso la compactacin debe ser cuidadosa; un exceso de vibrado puede producir efectos adversos, como lo es la segregacin.

4.- Qu caractersticas debe tener el Vibrador de Inmersin? Bsicamente, los equipos de vibracin interna deben considerar lo siguiente: Dimetro de la aguja o botella vibradora no superior a 1/3 del espesor de los elementos de hormign a compactar. Una frecuencia media a alta (entre 9000 y 12000 rpm). Estas frecuencias excitan las partculas ms finas (las de las arenas), las que se mueven y se acomodan rpidamente permitiendo el acomodo de las partculas ms grandes (de las gravillas y/o gravas) y reducen la viscosidad de la pasta de cemento, otorgndole al hormign fluidez y movilidad. Por su lado, las amplitudes ms pequeas asociadas a frecuencias medias y altas tienen un efecto ms suave sobre los moldes.

5.- Cmo se utiliza el Vibrador de Inmersin? Insertar rpidamente el vibrador en forma vertical hacia el fondo de la capa de hormign fresco y mantenerlo en esa posicin evitando que tope el fondo, de 5 a 15 segundos segn lo indicado en punto 6. Observar el dimetro efectivo de vibrado alrededor de la botella del vibrador para determinar su dimetro de accin. Este vara dependiendo del tamao del vibrador, del asentamiento de cono y de la dosificacin del hormign.

Como regla general el dimetro de accin del vibrador es aproximadamente 8 veces el dimetro de la botella vibradora. Extraer lentamente el vibrador a una velocidad de no ms de 6 cm/seg. El agujero que deja la botella debe cerrarse detrs del vibrador despus de su extraccin total. De no ser as, significa que el hormign est demasiado "seco" o la frecuencia del vibrador es muy baja. Las siguientes inserciones del vibrador deben ser tales que los dimetros de accin se traslapen y no queden zonas sin compactar. El vibrador se debe extraer a no menos de 5 cm. de distancia del moldaje para evitar daos en el molde y dejar marcas de contacto que se notarn en la superficie del hormign al desmoldar. Evitar que el vibrador entre en contacto con las armaduras. Cuando se aplica una nueva capa de hormign, la botella del vibrador se debe sumergir unos 10 cm. en la capa anterior. No compactar capas de hormign de ms de 50 cm. de profundidad.

6.- Cmo se compactan las losas o radieres? En elementos de baja profundidad como losas o radieres, la compactacin es ms eficiente si los vibradores internos se utilizan en un plano horizontal. La insercin vertical es ms lenta y no necesariamente ms efectiva. Se deben respetar los mismos principios indicados hasta aqu.

7.- Cundo terminar de Vibrar el Hormign? Cuando la superficie del hormign se vuelva brillosa. Cuando ya no se liberen burbujas grandes. Cuando el vibrador cambie de tono o sonido.

8.- Lo que no se debe hacer al Vibrar:

Utilizar el vibrador para desplazar el hormign horizontalmente. Forzar o empujar el vibrador dentro del hormign, ya que no permanecer vertical y puede quedar atrapado en la enfierradura. Dejar el vibrador un tiempo excesivo dentro del hormign, por sobre lo indicado en el punto 6. Dejar que el vibrador funcione mucho tiempo fuera del hormign, puesto que le podra ocasionar serios daos al equipo.

9.- Importancia del Operador del Vibrador de Inmersin Compactar adecuadamente el hormign es una de las tareas ms importantes en las faenas de hormigonado. Un proceso de vibrado mal realizado, puede afectar significativamente la calidad general del hormign. Por ejemplo, en promedio se pierde un 5% de resistencia a compresin por cada un 1% de aire adicional atrapado en el hormign. El operador que realiza esta operacin debe estar capacitado y debe entender la importancia de su trabajo. Debe cuidar y mantener sus equipos y estar familiarizado con la operacin.

Hormign durable a ciclos de Hielo y Deshielo

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Introduccin Qu es un ciclo hielo-deshielo? Qu efecto tienen los ciclos hielo-deshielo sobre el hormign? Cmo daan al hormign en servicio los ciclos hielo-deshielo? Cmo influye el contenido de humedad del hormign en el dao por congelamiento? Influye en el dao al hormign el congelamiento de los ridos? Cul es la principal medida de proteccin del hormign expuesto a ciclos hielodeshielo? Porqu la incorporacin de aire protege al hormign expuesto a ciclos hielo-deshielo? Son diferentes las burbujas de aire atrapado de las incorporadas con el uso de aditivos? Es siempre inmune al dao un hormign con aire incorporado expuesto a ciclos hielodeshielo? Cules son las principales recomendaciones para fabricar un hormign durable a ciclos hielo-deshielo? Qu otros efectos tiene la incorporacin de aire en las mezclas de hormign? La incorporacin de aire afecta la resistencia del hormign? Cmo se mide el contenido de aire en el hormign? Con qu frecuencia debe medirse el contenido de aire del hormign en obra? Tiene algn efecto la incorporacin de aire en la tasa de hidratacin del cemento? Qu se debe saber acerca de los aditivos incorporadores de aire? Qu elementos de hormign son ms susceptibles al dao por ciclos hielo-deshielo? Qu sucede si se utilizan agentes descongelantes en el hormign?

1.- Introduccin. Durante la fabricacin, colocacin y curado de hormign con baja temperatura ambiente deben considerarse medidas especiales (ver Hormigonado en Tiempo Fro). Sin embargo, condiciones extremas de fro en que el hormign en servicio es expuesto a ciclos de hielo y deshielo pueden destruir su estructura, por lo cual debe proveerse proteccin adicional. 2.- Qu es un ciclo hielo-deshielo? Un ciclo hielo-deshielo es un evento de congelamiento y posterior deshielo del agua contenida en el hormign o mortero endurecido en un perodo de tiempo determinado. Los ciclos hielodeshielo son un fenmeno comn en la naturaleza, debido al cambio propio en la temperatura ambiente en zonas que registran tiempo fro. 3.- Qu efecto tienen los ciclos hielo-deshielo sobre el hormign? La exposicin a ciclos hielo-deshielo es una solicitacin severa a la durabilidad del hormign. Por medio de una serie de mecanismos complejos, el efecto cclico de congelamiento y deshielo del agua al interior del hormign en servicio puede destruir su estructura. 4. Cmo daan al hormign en servicio los ciclos hielo-deshielo? El mecanismo de deterioro del hormign por efecto de ciclos hielo-deshielo es un proceso muy complejo, que an en la actualidad es tema de investigacin. La teora ms extendida atribuye el dao a la presin ejercida al interior de los poros de la pasta de cemento por el aumento de volumen del agua al congelarse (incremento cercano al 9%). Esta presin causa la ruptura de la pasta endurecida, acrecentando microfisuras existentes y creando otras nuevas. Con el deshielo el agua se trasladara a estas microfisuras. Por el mismo proceso, una posterior congelacin causara nuevo dao en las zonas debilitadas, registrndose un deterioro acumulativo que puede resultar en la destruccin parcial o total del hormign. Sin embargo, investigaciones en los ltimos aos han demostrado que el fenmeno es una combinacin de procesos mucho ms complejos, que no expondremos en este documento (para mayor informacin ver Ref. 5). 5.- Cmo influye el contenido de humedad del hormign en el dao por congelamiento? El contenido de humedad del hormign al momento del congelamiento es un factor fundamental en la magnitud del dao. Al aumentar el contenido de humedad existir ms agua disponible para congelarse, por lo que el dao ser mayor. 6.- Influye en el dao al hormign el congelamiento de los ridos? En la mayora de los casos, el congelamiento de los ridos no es relevante en el dao al hormign. El deterioro se produce principalmente por el congelamiento de la pasta de cemento.

7.- Cul es la principal medida de proteccin del hormign expuesto a ciclos hielodeshielo? La principal medida es formar en el hormign un sistema de poros en la pasta de cemento de adecuados tamaos, distribucin y espaciamiento. Esto se logra mediante la incorporacin de aire a travs de aditivos especializados durante la fabricacin de la mezcla. 8.- Porqu la incorporacin de aire protege al hormign expuesto a ciclos hielodeshielo? La adecuada incorporacin de aire en el hormign crear un sistema de microburbujas que actan como reservorios para la acumulacin de hielo, evitando as la presin en la pasta de cemento por el aumento de volumen del agua al congelarse. 9.- Son diferentes las burbujas de aire atrapado de las incorporadas con el uso de aditivos? S. Las burbujas de aire incorporado poseen caractersticas distintas de las burbujas de aire atrapado, que se encuentran siempre presentes en el hormign. Las burbujas de aire incorporado se caracterizan por

1. Poseen tamao microscpico (las burbujas de aire atrapado pueden ser tan grandes 2. 3.como las partculas de rido fino). Poseen distribucin uniforme en la pasta de cemento. Poseen una distancia mxima entre ellas, factor clave en la proteccin al congelamiento.

10.- Es siempre inmune al dao un hormign con aire incorporado expuesto a ciclos hielo-deshielo? No. Se ha comprobado que hormigones de adecuada calidad y dosis de aire incorporado han sufrido deterioro en condiciones de saturacin permanente y severa exposicin al congelamiento. 11.- Cules son las principales recomendaciones para fabricar un hormign durable a ciclos hielo-deshielo? 1.- Adecuada incorporacin de aire. El uso adecuado de aditivos incorporadores de aire formar un sistema de microburbujas en el hormign fresco que debe permanecer luego de endurecido. Estos poros actan como recipientes para la acumulacin de hielo y agua, aliviando la presin en la pasta de cemento por aumento de volumen del agua al congelarse. Por ello, el cdigo ACI201.2R (ver Ref. 2) recomienda incorporar las siguientes cantidades de aire en el hormign, segn el tamao

mximo del rido y el grado de exposicin a ciclos hielo-deshielo:

Tabla 1. Contenidos de aire recomendados para hormigones resistentes al congelamiento. Tamao mximo nominal del Contenido de aire (%) rido Exposicin severa Exposicin moderada 3/8 (10 mm) 7.5 6.0 1/2 (12 .5 mm) 7.0 5.5 3/4 (20 mm) 6.0 5.0 1 (25 mm) 6.0 5.0 1 1/2 (40 mm) 5.5 4.5

Los valores recomendados se refieren al contenido total de aire en el hormign. Exposicin severa se refiere al hormign que estar a la intemperie en clima fro y que pueda estar permanentemente hmedo antes del congelamiento, o cuando se usen sales descongelantes (ej. pavimentos, losas de puente, aceras, estanques de agua). Exposicin moderada se refiere al hormign que estar a la intemperie en clima fro y expuesto slo ocasionalmente a humedad antes del congelamiento, o cuando no se usen sales descongelantes (ej. vigas, algunos muros exteriores, losas sin contacto permanente con el terreno). La norma Nch170 recomienda usar valores de exposicin moderada. Adems, permite reducir el contenido recomendado de aire en un 1% si el hormign posee grado superior a H35. El contenido de aire medido en terreno debe estar en el rango 1.5% del valor recomendado.

La incorporacin de aire debe realizarse en forma controlada. Es muy importante contar con experiencia o asesora tcnica, ya que altos contenidos de aire reducirn drsticamente la resistencia y bajos contenidos no proveern suficiente resistencia al congelamiento. 2.- Fabricar hormigones de baja relacin Agua/Cemento (A/C). La relacin Agua/Cemento es un factor relevante en la resistencia a ciclos hielo-deshielo. La norma Nch170 especifica los siguientes valores mximos: Tabla 2. Razn Agua/Cemento mxima para hormigones expuestos al congelamiento. Estructura continua o frecuentemente Tipo estructura Hmeda expuesta a hielo-deshielo - Secciones delgadas (e 180 (cm) Temperatura mnima de colocacin (C) 13 10 7 5

La temperatura de colocacin del hormign nunca debe ser inferior a 5 C.

Hormigones con temperaturas muy superiores a las recome0ndadas no aumentarn la proteccin al congelamiento. Ms an, mayor temperatura demandar mayor dosis de agua, aumenta la tasa de prdida de trabajabilidad (medida por descenso de cono), puede causar fraguado temprano e incrementa el riesgo de fisuracin. Por ello, la temperatura de colocacin del hormign debe ser, dentro de lo prctico, siempre cercana a la mnima recomendada y nunca superior a sta en ms de 10 C. 9.- Qu temperatura debe tener el hormign al fabricarlo para cumplir con la temperatura de colocacin? La temperatura del hormign al fabricarlo debe ser mayor que al colocarlo, de modo de contrarrestar la prdida trmica que se produce entre estos dos hitos. Mientras ms baja es la temperatura ambiente, mayor debe ser la temperatura de fabricacin. La norma chilena Nch170 recomienda las siguientes temperaturas mnimas de fabricacin:

Tabla 2. Temperatura mnima del hormign durante la fabricacin ( C) Temperatura del aire Temperatura mnima de colocacin ( C) ( C) 13 10 7 de 0 a 5 16 13 10 -18 a 0 Bajo -18 18 21 16 18 13 16

5 7 10 13

Las temperaturas de fabricacin no deben exceder a las recomendadas en ms de 15 C. Durante el transporte de hormign a muy bajas temperaturas se deben tomar medidas especiales, de modo que no se registren prdidas excesivas de calor al momento de su colocacin. Se recomienda usar medios de transporte protegidos y no mezclar el hormign ms all de lo estrictamente necesario.

10.- Cmo fabricar hormigones con las temperaturas mnimas recomendadas? El mtodo ms comn y de menor costo para elevar la temperatura del hormign durante la fabricacin es calentando el agua de amasado. La mayora de las veces esta medida ser suficiente. Sin embargo, en casos de fro extremo ser necesario adems calentar los ridos, tarea por lo general de mayor complicacin y costo. 11.- Qu consideraciones se deben tener al calentar el agua de amasado?

1. Se debe contar con suficiente cantidad de agua a temperatura uniforme, para evitardiferencias trmicas importantes entre hormigones de distintas amasadas.

2. La temperatura del agua no debe superar los 70C. 3. Cuando el agua posea alta temperatura, durante el mezclado se debe evitar su 4.contacto directo con el cemento. Para ello, se debe mezclar el agua de amasado con los ridos (el rido grueso primero) y luego adicionar el cemento. La temperatura del agua puede ajustarse mezclando agua fra y caliente, de modo de obtener una temperatura del hormign dentro de un rango de 5 de la requerida. C

12.- Qu consideraciones se deben tener al calentar los ridos?

1. En general ser necesario calentar los ridos cuando la temperatura ambiente 2. 3. 4. 5.permanezca bajo -4 C. Normalmente no ser necesario calentar los ridos sobre 15 si el agua de amasado C alcanza 50C. No se deben calentar los ridos por sobre los 50 C. Como calefaccin se recomienda el uso de calor hmedo (tuberas con circulacin de vapor en acopios). Se debe evitar el uso de calor seco.

6. Si el rido grueso se encuentra seco y libre de hielo, generalmente ser necesario 7.slo calentar la arena, que usualmente no requerir poseer ms de 40 si el agua de C mezclado alcanza 50 C. Los ridos debern estar el mayor tiempo posible tapados y con humedad uniforme.

13.- Cmo proteger los hormigones expuestos a ciclos de hielo-deshielo? Ver Hormign durable a ciclos de Hielo y Deshielo. 14.- Es importante el tipo de cemento a usar en tiempo fro? Durante tiempo fro es recomendable usar cementos con mayor calor de hidratacin y tasa de crecimiento de resistencia. Debido a esto, durante tiempo fro recomendamos el uso de cemento Meln Extra (Alta Resistencia).

15.- Qu caractersticas debe poseer una dosificacin para mejorar el desempeo en tiempo fro? Durante tiempo fro se deben preferir los hormigones diseados con las siguientes caractersticas:

1. 2. 3. 4. 5.

Uso de cemento Meln Extra. Baja relacin Agua/Cemento (A/C). Mayores dosis de cemento. Menores dosis de agua. Mezclas que minimicen la exudacin.

16.- Puede ayudar el uso de aditivos especiales? S. El uso de aditivos puede mejorar el desempeo del hormigonado en tiempo fro. En particular, es recomendable el uso de aditivos reductores de agua (hormigones de baja relacin A/C) y aceleradores de fraguado (Ver Nota 3) . 17.- Se puede recurrir a recintos calefaccionados para mantener la temperatura luego de la colocacin? S. Sin embargo, se debe tener presente que:

1. Deben ser resistentes a la lluvia y al viento. 2. Los equipos de calefaccin no deben calentar o secar el hormign localmente. 3. Las superficies de hormign en lugares cerrados expuestas al dixido de carbono(CO2) pueden ser daadas por carbonatacin.

4. Deben ser ventilados adecuadamente. El monxido de carbono (CO) es txico.

18.- Qu precauciones deben tomarse antes de hormigonar? 1- Las superficies que estarn en contacto con el hormign fresco deben estar a una temperatura que no cause congelamiento o prolongacin excesiva del fraguado. Generalmente, esta temperatura no necesita ser mayor a 2C y no d ebe exceder en 5 la temperatura de C colocacin del hormign. 2.- Especial cuidado merece el hormigonado alrededor de insertos metlicos masivos con temperaturas bajo 0 Estos insertos deben ser cal entados, cuidando no daarlos. C. 3.- La nieve, hielo o escarcha debe ser removida de moldajes, refuerzo e insertos. 4.- El hormign no debe ser colocado en una sub-base congelada.

19.- Porqu se debe aislar el hormign en tiempo fro? Una adecuada aislacin permitir aprovechar el calor proveniente de la hidratacin y mantener una temperatura adecuada de curado. Para ello, se deben colocar capas protectoras en contacto directo con el hormign y de espesor adecuado a las condiciones de temperatura. La aislacin debe ser eficiente en presencia de humedad (ej. si se usan mantas de lana mineral, stas deben ser forradas). Los elementos ms comunes de aislacin son frazadas industriales, mantas de lana mineral, mantas de espuma y lminas trmicas, que deben envolver hermticamente las superficies expuestas del hormign y a veces los moldajes en todas sus caras. 20.- Cunto tiempo se debe proteger al hormign? Segn la Nch170, cuando la temperatura ambiente durante la colocacin es menor a 5C o se sospeche que lo ser en las siguientes 24 horas, se debe aplicar proteccin de modo de mantener la temperatura de colocacin (ver Tabla 1 ) durante los plazos indicados a continuacin: Tabla 3. Plazos de proteccin en das. Plazo para asegurar durabilidad Condicin del elemento Cemento grado Corriente Sin carga, no expuesto (fundacin bajo tierra) 2 Alta resistencia 1 Plazo para asegurar durabilidad y resistencia Cemento grado Corriente 2 Alta resistencia 1

Sin carga, expuesto (represas, pilares macizos) Carga parcial, expuesto (sobrecimientos) Cargado y expuesto (vigas, losas, columnas)

3 3 3

2 2 2

3 6

2 4

Aplicar Tabla 4

Tabla 4. Plazos de proteccin en elementos cargados y expuestos en das. Temperatura del hormign protegido Temperatura media diaria del aire 10 C 21 C Durante el perodo de curado Cemento grado Cemento grado ( C) Alta Alta Corriente Corriente resistencia resistencia Sobre 0 de 0 a -4 de -5 a -9 menos de -9 6 11 21 29 3 5 16 26 4 8 16 23 3 4 12 20

Los das o fracciones de da de interrupcin de la proteccin no cuentan para determinar el plazo de proteccin. En elementos cargados, especialmente aquellos con alta solicitacin, se recomienda determinar el plazo de proteccin basndose en controles de resistencia de al menos 6 probetas especiales en cada etapa de hormigonado (probetas confeccionadas y curadas en condicin de mayor similitud a la estructura que representan, ver Nota 4), estableciendo un plan de ensayos para determinar la curva edad-resistencia. El plazo de proteccin para cumplir con la resistencia puede reducirse cuando las probetas especiales demuestren resistencias superiores a las indicadas en la siguiente tabla:

Tabla 5. Resistencia mnima para finalizar plazos de proteccin. Temperatura media diaria del ambiente previsto para el perodo de curado, C Sobre 0 de 0 a -4 de -5 a -9 menos de -9

% de la resistencia especificada

50 65 85 95

Los plazos mnimos de desmolde y descimbre deben comenzar una vez finalizado el plazo de proteccin indicado anteriormente. En general, los plazos de proteccin pueden reducirse si se recurre al uso de un aditivo acelerante de fraguado o se aumenta la dosis de cemento en aproximadamente 60 kg/m3 respecto de la requerida por resistencia.

Una forma alternativa de estimar el desarrollo de resistencia del hormign en la estructura es a travs del Mtodo de la Madurez. Para mayor informacin en este tema recomendamos leer "Optimizando el uso de moldajes en el hormign". Es fundamental un retiro adecuado de la aislacin para evitar cambios bruscos de temperatura en la superficie y gradientes trmicos en el interior del hormign (riesgo de fisuracin). En la siguiente tabla se recomiendan los diferenciales mximos de temperatura que pueden tener los elementos 24 horas luego de finalizar el perodo de proteccin: Tabla 6. Mxima cada de temperatura durante las primeras 24 horas luego del perodo de proteccin. Espesor de la seccin, dimensin menor < 30 30 a 90 90 a 180 > 180 (cm.) Mximo diferencial trmico 28 22 17 11 ( C)

21.- Cules son las principales caractersticas y precauciones del curado durante tiempo fro? Durante el perodo de proteccin: 1.- En hormigones protegidos se debe cuidar el secado de las superficies. Esto es especialmente importante en recintos cerrados. 2.- Cuando el hormign posee ms de 16 y se expon e a temperaturas ambientes superiores C a 10 es esencial tomar medidas contra el secado. C, 3.- El mtodo preferido de curado es a travs de vapor. 4.- No se debe usar el curado bajo agua. 5.- En recintos cerrados, si la temperatura ambiente cae a 10 el hormign puede ser C,

expuesto al aire siempre que la humedad relativa sea superior a 40%. Luego del perodo de proteccin: 1.- Luego de finalizar con la temperatura de proteccin, usualmente no ser necesario tomar medidas adicionales para prevenir secado excesivo si la temperatura permanece bajo 10 En C. regiones excepcionalmente ridas se debern tomar medidas especiales. 2.- Si se espera secado excesivo se debe curar con membranas de curado o elementos de aislacin (el secado depender de la temperatura del hormign, del aire, la velocidad del viento y la humedad relativa). 3.- Si la temperatura media por ms de medio perodo de 24 horas y durante 3 das consecutivos supera los 10 no se debe considerar tiempo fro, y se debe aplicar un sistema C, usual de curado.

Anexo1: Cmo calcular la temperatura del hormign recin fabricado? Conocidos los pesos de los materiales, la absorcin y el contenido de humedad de los ridos, la temperatura del hormign recin fabricado se puede estimar como:

donde: T: Temperatura final del hormign ( C) Ts: Temperatura del rido fino (C) Ta: Temperatura del rido grueso ( C) Tc: Temperatura del cemento ( C) Tw: Temperatura del agua de amasado ( C) Wc: Peso del cemento (kg) Esta ecuacin asume que los calores especficos del cemento y los ridos son iguales a 0,22 kcal/(kg C). Si la temperatura de uno o ambos ridos est bajo 0C, el agua contenida en ellos se Ws: Peso rido fino saturado superficie seca (SSS) (kg) Wa: Peso rido grueso SSS (kg) Ww: Peso agua de amasado (kg) Wws: Peso agua libre en rido fino (kg) Wwa: Peso agua libre en rido grueso (kg)

congelar. As, la ecuacin debe ser modificada sustituyendo el trmino (Ts Wws) por Wws(0.50Ts - 80) si la arena est congelada, o (Ta Wwa) por Wwa(0.50Ta - 80) si la grava est congelada. De esta ecuacin se deduce que, para la mayora de las mezclas, elevar la temperatura del hormign en 1 se logra subiendo la temperatura de l agua de amasado aproximadamente C 5 o la de los ridos 1.4C. C Ejemplo: Dados los siguientes datos determine si es necesario calentar los materiales durante la fabricacin del hormign: (a) Elemento a hormigonar: muro hormign armado espesor 25 cm. (b) Temperatura ambiente: 0 a 5 C. (c) Dosificacin en peso seco, absorcin y humedad de ridos y temperaturas:

Material

Cemento Grava Arena Agua libre Agua total (ridos secos) Solucin:

Dosificacin Absorcin (%) Humedad (%) en peso seco (Kg.) 300 1050 1.0 1.2 860 2.0 7.0 160 188 -

Temperatura ( C)

13 5 8 9 -

1.- Determinacin Agua amasado: (Agua amasado) = (Agua total) - (Agua humedad ridos) Humedad ridos: Grava: 1050x1.2% = 12.6 L; Arena: 860x7.0% = 60.2 L; Total = 12.6+60.2 L = 72.8 L = 73 L Agua amasado: 188 - 73 =115 L 2.- Determinacin Peso rido Saturado Superficie Seca: (Peso SSS) = (Pseco) x (1 + Absorcin) Grava: 1050x(1+1.0%) = 1060.5 kg = 1061 kg; Arena: 860 x (1+2.0%) = 877.2 kg = 877 kg 3.- Determinacin Peso rido hmedo: (Peso hmedo) = (Pseco) x (1 + Humedad)

Grava: 1050x(1+1.2%) = 1062.6 kg = 1063 kg; Arena: 860x(1+7.0%) = 920.2 kg = 920 kg 4.- Determinacin Agua libre en ridos: (Agua libre) = (Peso hmedo) - (Peso SSS) Grava: 1063-1061 = 2 L; Arena: 920-877 = 43 L 5.- Estimacin temperatura fabricacin hormign:

6.- Determinacin de temperatura de colocacin: Segn Tabla 1, para elementos de espesor menor a 30 cm la temperatura de colocacin debe ser 13 C. 7.- Determinacin de temperatura de fabricacin: Segn la Tabla 2, para temperatura del aire de 0 a 5C y temperatur a de colocacin 13C, la temperatura de fabricacin debe ser 16 Por lo ta nto, los materiales deben ser calentados C. (temperatura actual: 7.6 C).

8.- Determinacin temperatura agua amasado para fabricar hormign a 16 C:

La temperatura del agua de amasado debe ser de 57 . C Notar que existen muchas combinaciones de temperaturas de agua de amasado y ridos que resultarn vlidas. En cada caso, deber estudiarse en terreno la temperatura adecuada a la que deben calentarse los ridos. Notas: 1.- Este Anexo no forma parte del cuerpo de la norma Nch170.Of.1985. 2.- Resistencia a compresin medida sobre probeta cbica normal de 200 mm de aris