Planifique la protección, vigile la temperatura y revise la evidencia antes de retirar el aislamiento o la calefacción.
Preparación para invierno en prefabricados
SensyCure ajusta el ambiente de curado de sus cilindros para seguir la temperatura medida en la cama.
Su equipo de QC revisa los ensayes y autoriza la transferencia bajo el procedimiento aprobado de la planta.
Concreto en clima frío. ACI 306R-16 trata como clima frío el periodo de protección con temperatura del aire real o prevista inferior a 40 °F (4 °C).
El pronóstico activa la planificación. La temperatura del concreto y la decisión de retirar protección se revisan por separado.
Referencia: ACI 306R-16, §1.1 / §2.2. Use la edición indicada por su proyecto.
Las cobijas térmicas de curado protegen una cama de presfuerzo fresca durante un curado nocturno frío.
La temperatura ambiente fría frena el concreto de tres maneras a la vez. La hidratación del cemento casi se detiene por debajo de 4.4 °C (40 °F), el agua de la revoltura puede congelarse y expandirse dentro de la pasta aún blanda, y el calor que el concreto genera internamente se pierde hacia el ambiente demasiado rápido para sostener la reacción. La combinación produce concreto que gana resistencia con enorme lentitud, se congela y se agrieta si queda sin protección, y puede perder de forma permanente entre el 30 y el 50 por ciento de su resistencia de diseño.
Los cuatro riesgos siguientes son las principales preocupaciones. La calefacción activa, el aislamiento, los ajustes al diseño de la revoltura y la temperatura in situ verificada los atienden todos.
Si el concreto se enfría por debajo de aproximadamente -3.9 °C (25 °F) antes de haber ganado cerca de 500 psi de resistencia a compresión, el agua libre de la pasta de cemento puede congelarse. El agua se expande ~9 % al congelarse. Dentro de una masa de concreto aún plástica, esa expansión altera físicamente la estructura de la pasta de cemento en desarrollo. El daño es permanente: una vez que el concreto se descongela y continúa hidratándose, la pasta agrietada no puede sanar. Una pérdida de resistencia del 30 al 50 por ciento es común, y el concreto también queda más vulnerable a problemas de durabilidad a largo plazo.
La velocidad de hidratación del cemento se reduce aproximadamente a la mitad por cada caída de 10 °C (18 °F). Una revoltura que alcanza 4,000 psi en 7 días a 21.1 °C (70 °F) puede necesitar de 14 a 21 días a 4.4 °C (40 °F) para alcanzar la misma resistencia. Los programas de obra construidos sobre supuestos de clima cálido se rompen: el descimbrado se retrasa, el postensado se retrasa, el siguiente ciclo de piso se retrasa. El costo rara vez es el concreto en sí: es el retraso del programa propagándose por todo el proyecto.
Cuando se retiran las cámaras calefaccionadas, la superficie caliente del concreto se encuentra con el aire frío y se contrae más rápido que el interior más cálido. La caída de temperatura puede exceder la tasa segura (típicamente 22.2 °C [40 °F] por cada 24 horas) e inducir agrietamiento superficial. ACI 306 limita la tasa de caída de temperatura después de retirar la protección para prevenir el agrietamiento por choque térmico.
El concreto que se hidrató lentamente en condiciones frías suele tener mayor porosidad y menor durabilidad a largo plazo que la misma revoltura curada a temperatura moderada. La pasta de cemento desarrolla una estructura menos uniforme, con más poros capilares que conectan las rutas de vulnerabilidad al congelamiento y deshielo y de intrusión de cloruros. Incluso el concreto que cumple la resistencia a 28 días puede tener un desempeño inferior en una vida útil de 50 años si el curado a edad temprana se controló deficientemente.
ACI 306R-16 trata como clima frío el periodo de protección con temperatura del aire real o prevista inferior a 40 °F (4 °C). ACI 306R-16 es una guía. El contrato y la especificación del proyecto determinan los requisitos aplicables.
La temperatura máxima del agua de la revoltura en la planta es de 82.2 °C (180 °F). La temperatura máxima del agregado es de 37.8 °C (100 °F) para evitar el fraguado relámpago cuando el agua caliente y el agregado se combinan. La temperatura del concreto colocado se calcula con base en las proporciones y temperaturas de los componentes de la revoltura.
| Espesor de la Sección | Temp Mín Colocado | Temp Mín Mantenida |
|---|---|---|
| Menos de 12 pulgadas (losas delgadas, muros) | 12.8 °C (55 °F) | 12.8 °C (55 °F) |
| 12 a 36 pulgadas | 10 °C (50 °F) | 10 °C (50 °F) |
| 36 a 72 pulgadas | 7.2 °C (45 °F) | 7.2 °C (45 °F) |
| Más de 72 pulgadas (colados masivos) | 4.4 °C (40 °F) | 4.4 °C (40 °F) |
La caída máxima de temperatura permitida después de retirar la protección es de 22.2 °C (40 °F) en 24 horas para secciones de menos de 12 pulgadas, bajando a 11.1 °C (20 °F) por cada 24 horas para colados masivos. Un enfriamiento más rápido arriesga agrietamiento por choque térmico.
El agua de revoltura caliente es la herramienta estándar. ACI 306 permite temperaturas de agua de hasta 82.2 °C (180 °F). Para evitar el fraguado relámpago, el agua caliente se combina con el agregado antes de añadir el cemento. El agregado también puede calentarse con serpentines de vapor o pilas cubiertas, pero nunca por encima de 37.8 °C (100 °F). El resultado es concreto que llega a la colocación por encima del mínimo de ACI 306.
Los aditivos acelerantes acortan el tiempo de fraguado y aumentan la ganancia de resistencia temprana. El cloruro de calcio es el más efectivo y económico, pero está prohibido en concreto reforzado (riesgo de corrosión) y en la mayoría de los trabajos de presfuerzo. Los acelerantes libres de cloruro son el sustituto estándar. El cemento Tipo III (de alta resistencia temprana), o simplemente aumentar el contenido total de cemento, logra el mismo resultado mediante una hidratación intrínseca más rápida.
Las cobijas térmicas de curado son el caballo de batalla para losas, muros y muchos elementos prefabricados. Las lonas con respaldo de espuma atrapan el calor de hidratación dentro del concreto y evitan el congelamiento superficial. Para secciones más gruesas o temperaturas ambiente más frías, el aislamiento de doble capa, el panel de espuma sobre las cimbras o envolver las cimbras con cobijas extiende la protección. A menudo el aislamiento por sí solo es suficiente cuando el propio concreto produce suficiente calor.
Las cámaras calefaccionadas (lonas sobre el colado con calefactores portátiles de propano, eléctricos o hidrónicos) mantienen la temperatura en frío extremo o para secciones delgadas que pierden calor rápido. Las cimbras calefaccionadas (especialmente comunes en prefabricados para camas de presfuerzo) transfieren calor directamente al concreto. Los tapetes eléctricos o la tubería hidrónica en la cimbra o bajo las losas se usan en proyectos de infraestructura de regiones frías. La restricción clave es la uniformidad: el calentamiento desigual crea deformación diferencial y puede agrietar el concreto.
Los sensores registran la temperatura en sus ubicaciones. Configure límites y responsables de respuesta conforme al plan del proyecto. Una estimación de madurez requiere calibración de la mezcla y verificación; retirar la protección requiere la revisión autorizada.
Un sensor registra temperatura en su ubicación para compararla con los límites del proyecto.
Tres cosas hacen de los sensores inalámbricos de concreto la herramienta correcta para el trabajo en clima frío:
Consulte el ensayo de seguimiento térmico de SensyCure. Los resultados comparan temperaturas de la cama y del sistema de curado. No constituyen una autorización de liberación para otros colados.
ACI 306R-16 trata como clima frío el periodo de protección con temperatura del aire real o prevista inferior a 40 °F (4 °C).
El concreto fresco corre riesgo de daño por congelamiento si se enfría por debajo de aproximadamente -3.9 °C (25 °F) antes de alcanzar cerca de 500 psi de resistencia a compresión. Si el agua de la revoltura se congela antes de que la hidratación avance lo suficiente, la expansión del hielo altera la estructura de la pasta de cemento y el concreto puede perder de forma permanente hasta el 50 % de su resistencia de diseño.
Para secciones de menos de 12 pulgadas de espesor, ACI 306R-16 recomienda una temperatura del concreto colocado y mantenida de al menos 12.8 °C (55 °F). Las secciones de 12 a 36 pulgadas requieren 10 °C (50 °F). Las secciones de 36 a 72 pulgadas requieren 7.2 °C (45 °F). Las secciones de más de 72 pulgadas requieren 4.4 °C (40 °F). Las temperaturas mínimas aplican durante todo el periodo de protección.
Los métodos estándar son cámaras calefaccionadas (lonas con calefactores portátiles), cobijas térmicas de curado, cimbras calefaccionadas, agua de revoltura caliente (hasta 82.2 °C [180 °F] en la planta), aditivos acelerantes y calor complementario de tapetes eléctricos o sistemas hidrónicos. La combinación correcta depende de la temperatura ambiente, el espesor de la sección y qué tan rápido se debe ganar resistencia.
Sí, con la protección adecuada. La temperatura del concreto colocado debe cumplir los mínimos de ACI 306, la revoltura suele usar agua caliente y posiblemente aditivos acelerantes, y el concreto debe protegerse del congelamiento durante todo el periodo de protección. Las cobijas térmicas, las cámaras calefaccionadas o las cimbras calefaccionadas mantienen la temperatura requerida. Muchos proyectos en climas del norte colan durante todo el año.
Los sensores registran la temperatura en los puntos instalados. Las alertas apoyan la respuesta del equipo y los registros de madurez respaldan la revisión QC cuando existe una calibración verificada. Ninguna alerta garantiza evitar el daño.
Los aditivos acelerantes acortan el tiempo de fraguado y aumentan la resistencia temprana. El cloruro de calcio es el más efectivo y económico, pero está restringido en concreto reforzado y presforzado por el riesgo de corrosión. Los acelerantes libres de cloruro (formulaciones de nitrato de calcio, nitrito de calcio y tiocianato de sodio) se usan donde el cloruro está prohibido. Un mayor contenido de cemento o el cemento Tipo III también aceleran la ganancia de resistencia.
La duración depende de la exposición, la resistencia requerida y la especificación. Revise con el responsable QC los ensayes, la estimación de madurez validada y el enfriamiento permitido antes de retirar la protección.
Temperatura y madurez en tiempo real desde dentro del colado. Registros de temperatura para respaldar la documentación QC del proyecto.
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