Dosificación, mezcla y
curado del concreto.
(Edward G. Nawy, Concreto reforzado un enfoque básico,
pág. 10, PHH Prentice Hall)
Los componente
de una mezcla se dosifican de una manera, que el concreto resultante tenga una resistencia adecuada, una
manejabilidad apropiada para su vaciado y un bajo costo. Este último factor
obliga la utilización de una mínima cantidad de cemento que nos asegura una
propiedad adecuada. Mientras mejor sea la graduación de los agregados, es
decir, mientras menor sea el volumen de vacíos, menor será la pasta necesaria
para llenar estos, a medida que se adiciona agua la plasticidad y la fluidez de
la mezcla aumenta, pero su resistencia disminuye debido al mayor volumen creado
por el agua libre.Para reducir el agua libre y mantener la manejabilidad es
necesario agregar cemento, de esta manera desde el punto de vista de la pasta
de cemento la relación agua cemento es el principal factor que controla la
resistencia del concreto.
El principal
propósito del mezclado es producir una mezcla intima entre el cemento, el agua,
los agregados finos y gruesos y posibles aditivos, logrando así una
consistencia uniforme para distintas mezclas. La siguiente figura muestra las
proporciones aproximadas por volumen de cada uno de los constituyentes de la
mezcla.
|
Agregados
|
|
·
Aire (2%)
·
Agua (15%)
·
Cemento (10%)
·
Agregados (73%)
|
Esto se logra
utilizando maquinas mezcladoras tipo tambor rotatorio, donde el tiempo mínimo
de mezclado es de 1minuto y 15segundos para mezcladoras con capacidad
inferiores a 1m3, con 2 segundos adicionales por cada 1/2m3 adicional. El
mezclado puede prolongarse durante un tiempo considerable sin que se produzca
efectos adversos. Esta característica es particularmente importante con
relación al concreto pre-mezclado.
El concreto
fresco gana resistencia más rápidamente durante las primeras semanas. El diseño
estructural se basa generalmente es la resistencia a los 28 días, de la cual para
el cemento tipo I ,cerca del 70% se logra al final de la primera semana. La
resistencia final de concreto depende de forma importante de las condiciones de
humedad y temperatura durante estos periodos iniciales.
El mantenimiento
de las condiciones adecuadas durante este periodo se conoce como curado. El 30%
de la resistencia o más puede perderse por secado prematuro del concreto;
cantidades similares pueden perderse si se permite que la temperatura caiga a
40°F o menos. Durante los primeros días, a menos que después de esto el
concreto se mantenga continuamente húmedo durante un buen periodo. El congelamiento
del concreto fresco puede reducir su resistencia hasta un 50%. Para evitar
tales danos, el concreto debe protegerse de la pérdida de humedad al menos por
7 días y en trabajos más delicados hasta 14 días.
Comité ACI 308 – Curado del concreto, IMCYC, Agosto
1988, pág. 13-15
El curado
consiste en mantener un contenido satisfactorio de humedad y temperatura en el
concreto recién colado, para que se puedan desarrollar las propiedades
deseadas. El curado es esencial en la producción de concreto con propiedades
deseables. La resistencia y durabilidad del concreto se desarrollan plenamente,
solo si se cura de manera adecuada. Sin embargo, cuando las condiciones
ambientales de humedad y temperatura son bastante favorables para el curado, no
se requiere ninguna acción adicional. La temperatura debe controlarse para
evitar la congelación del concreto hasta que desarrolle una resistencia a la
compresión de por lo menos 35 kg/cm2 (3.4 Mpa). A continuación, el concreto
debe conservarse suficientemente caliente para que produzca la resistencia
requerida a la edad específica.
Temperatura favorable
Comité ACI 308 – Curado del concreto, IMCYC, Agosto
1988, pág. 15-17
La rapidez de
hidratación del cemento varía según la temperatura, siendo más lenta a bajas
temperaturas hasta -10° C y más rápida a
temperaturas más elevadas hasta un poco menos de
100° C. La
temperatura de los concretos inferiores a los 10 ° C es desfavorable para el
desarrollo de la resistencia temprana. A temperaturas inferiores a los 5° C el
desarrollo de resistencia temprana se tarda mucho y a los 0° C se desarrolla
muy poca resistencia. En lo que se refiere a resistencia final, existen
evidencias de que curar durante menos tiempo a temperaturas más elevadas no es
tan beneficioso como curar durante más tiempo a temperaturas inferiores. Curar
en autoclave a temperatura superiores a los 163° acelera sobremanera la
hidratación y puede producir, en unas cuantas horas, resistencias iguales a las
obtenidas a los 28 días de curado.No obstante el curado en autoclave es un caso
especial, ya que a temperaturas y presiones tan elevadas se producen reacciones
químicas que originan substancias que no se forman a temperaturas inferiores
(ASTM 516R-65, high-pressuresteamcuring: modernpractice and properties of
autoclavedproducts) En la ASTM C 684 se proporcionan métodos de curado
acelerado de muestras de concreto para prueba de compresión. (ASTM
C684-74, Making, Accelerated curing and testing of concrete compression test
specimens)
La temperatura
del concreto recién colado se ve afectada por diversos factores, tales como
temperatura ambiente, la absorción del calor del sol, la liberación del calor
por hidratación del cemento, así como la temperatura inicial de los materiales.
La evaporación del agua de mezclado o de curado en la superficie del concreto
puede producir un efecto importante de enfriamiento, que es beneficioso siempre
que la evaporación no sea tan importante
como para causar baja resistencia final o agrietamiento por contracción
plástica o por enfriamiento excesivo de la superficie.
Es preferible
evitar temperaturas de curado mucho más elevadas que la temperatura promedio
del concreto prevista durante su periodo de servicio, y mantener una
temperatura razonablemente uniforme a través de toda la masa del concreto.
Contenido satisfactorio de humedad.
Comité ACI 308 – Curado del concreto, IMCYC, Agosto
1988, pág. 15
La cantidad de
agua de mezclado en el concreto en el momento del colado es normalmente más de
la que debe retenerse para el curado. Sin embargo, la perdida excesiva de agua
por evaporación puede reducir la cantidad de agua retenida a un nivel inferior
al necesario para el desarrollo de las propiedades deseadas. Los efectos
potencialmente perjudiciales de la evaporación deben evitarse, ya sea mediante
aplicación de agua o evitando la evaporación excesiva. Los efectos de la temperatura
del aire, de la temperatura del concreto, de la humedad relativa y de la
velocidad del viento sobre la rapidez de evaporación en la superficie, cuando
se combinan de manera que se prevé una rapidez de evaporación superior a 1
kg/m2/hr, deben darse los pasos necesarios para evitar dicha evaporación
excesiva que frecuentemente causa grietas por contracción plástica y pérdida de
resistencia del material más cercano a la superficie.
(Comité ACI 308 – Curado del concreto, IMCYC, Agosto
1988, pág. 21)
Los dos sistemas
para mantener un contenido satisfactorio de humedad son los siguientes:
1. La continua o frecuente aplicación de agua por ahogamiento,
aspersión, vapor, o materiales de cubrimiento saturados, como carpetas de yute
o algodón, alfombras, tierra, arena, aserrín, paja o heno.
2. Evitar la pérdida excesiva de agua en la superficie
del concreto, mediante el empleo de materiales tales como hojas de plástico o
de papel impermeable o bien mediante la aplicación de compuestos de curado
formadores de membrana sobre el concreto recién colado.
Curado con agua.
Comité ACI 308 – Curado del concreto, IMCYC, Agosto
1988, pág. 22
Cuando se elige
una aplicación de agua debe estudiarse la economía del método particular que
usara cada obra, puesto que la disponibilidad de agua, mano de obra, materiales
de curado y otros factores influirán en el costo. Este método elegido debe
proporcionar una cubierta completa y continua de agua libre de cantidades
perjudiciales de materiales deletéreas. Cuando el aspecto es un factor
importante el agua debe estar libre de cantidades perjudiciales de sustancias
que ataquen, manchen o decoloren el concreto. Se debe procurar evitar el
impacto térmico o los gradientes térmicos excesivamente agudos, debidos al
empleo de agua fría para el curado o a un nivel de enfriamiento por evaporación
muy elevado.
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