Calor de Hidratación del Concreto

CONTENIDO

1. OBJETIVO
2. VARIABLES ASOCIADAS AL PROCESO
3. PROPUESTA CONSTRUCTIVA

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1. OBJETIVO

Estudiar los procesos y las variables asociadas a la metodología del vaciado del cabezal de los pilotes en los Estribos 1 y 2 del Viaducto 2 y formular acciones preventivas que disminuyan las amenazas y debilidades durante la ejecución.

1. VARIABLES ASOCIADAS AL PROCESO

1. Calor de Hidratación del Concreto

El calor que se desprende durante la reacción química entre el agua y el cemento se ve afectada por los siguientes factores:

1. Cantidad de cemento en la mezcla de concreto

La liberación de calor es directamente proporcional a la cantidad de cemento en la mezcla de concreto. El alto consumo de cemento ocasiona un aumento de temperatura, lo cual puede originar fisuras térmicas y consecuentemente la reducción de la durabilidad de la estructura, cuando este calor no es de fácil disipación.

1.  Temperatura de colocación del concreto

La Norma ASTM C1094 y ACI 318 permite la colocación de concreto hasta un máximo de 34 grados centígrados.

1.  Aplicación de hielo al material

Para el control de la temperatura del concreto se puede aplicar hielo a la mezcla, pero los proveedores de concreto de la zona no poseen la logística adecuada para esta implementación.

1. Requerimientos para Suministro y Transporte

Se debe prever que la planta de premezclado trabaje con horario extendido de 8am a 8pm y con la cantidad de 11 camiones según estudio efectuado de acuerdo a los tiempos empleados en cada fase de las actividades inherentes al ciclo de vaciado de cada camión, con el objetivo de garantizar un vaciado continuo.

1. Dimensiones de la estructura por Variables identificadas

1. Dimensiones de la estructura

Debido a que esta estructura tiene grandes dimensiones: 1.80 m. x 7.70 m. x 29,00 m.,  es un vaciado mayor de 1 m3, libera grandes cantidades de calor que no puede ser disipado en el ambiente, por lo que se ha considerado en dos etapas una: los primeros 0,80 m. y la segunda el metro restante, trayendo como consecuencia el tratamiento de la junta.

Cabezal Estribo 1 – Viaducto 2 = 1,80m x 7,70 x 29m = 401,94m3

Cabezal Estribo 2 – Viaducto 2 = 543,90m3

1. Calor de hidratación por Dimensiones de la estructura

Ya es conocido el problema de la temperatura del concreto en sitio y la falta de suministro de hielo en la zona. El calor de hidratación es directamente proporcional al volumen del vaciado aunado a la geometría del elemento con mayor dificultad de disipación de calor; la consecuencia es una mayor posibilidad de ocurrir fisuras por retracción, al existir una diferencia entre la temperatura del concreto en proceso de fraguado y la del medio que hace contacto con la superficie.

Para el control de la temperatura de la masa de concreto se ha dispuesto de tres termocuplas para registrar los incrementos de temperatura durante el fraguado, y determinar que la temperatura no se eleve a niveles críticos.

Este ensayo consiste en colocar dentro de la masa de concreto medidores de temperatura, cuyos registros son monitoreados durante 24 horas o hasta que se produzca decremento en la misma.

1. PROPUESTA CONSTRUCTIVA

Analizadas las variables anteriores y con el objeto de realizar un trabajo pensando en la durabilidad de las estructuras, presentamos una propuesta para realizar el vaciado de estos elementos, según Anexo I Plano CSLK-DI3C-PUC06-0201 Revisión 0 - Etapas I y II de vaciado de estribos Viaducto 2 Sección Típica.

Se iniciara el primer vaciado de 0,80 m; desde la cara norte del cabezal hacia la cara sur del mismo, en una camada de 40 cms. Colocando la siguiente camada de 30 cms en la misma dirección el vaciado de la primera, para lograr la máxima homogeneidad durante el vaciado. Finalizando con una camada de 15-10 cms en la misma dirección de las anteriores y dándole pendiente al vaciado hacia la cara sur del cabezal, punto donde se ha dispuesto un orificio para desaguar el corte verde (agua producto del lavado del concreto para producir la junta).

1. Juntas Constructivas

La superficie del concreto, en la junta constructiva donde todavía se va a lanzar una nueva camada de concreto, tiene que estar limpia, áspera, húmeda y sin agua acumulada.

El corte y limpieza de la superficie del concreto en la junta constructiva, deben ser hecho para remover la película superficial del cemento (lechada), concreto suelto o defectuoso y cualquiera otro desecho.

1.  Preparación de la superficie por chorro de agua (“Corte Verde”)

La preparación de la superficie de la juntas de construcción podrá hacerse por medio de un chorro de agua a presión después de que el concreto haya empezado a fraguar (inicio de fraguado 1-3 horas, dependiendo de la redosificación del aditivo);  pero antes de que se haya terminado el mismo (entre 4-6 horas). Dicha operación tiene por objeto retirar la película superficial (lechada) y descubrir los agregados, pero sin producir aflojamiento de éstos. Después de ejecutado lo anterior, se limpiarán con agua las superficies de las juntas hasta que el agua no presente síntomas de turbiedad.  La superficie de las junta se limpiará nuevamente inmediatamente antes de colocar el concreto del vaciado posterior.

El nuevo lanzamiento se hace después de 72h, luego de que la masa de concreto vaciada no emita calor por acción del fraguado.

Los equipos que se van utilizar para el chorro son 2 “hidrojet”, con una presión de trabajo de 2.800 PSI.

El suministro de agua será mediante 2 cisternas con capacidad de 10.000 l cada una y una previsión mediante un tanque de almacenamiento de agua con capacidad de 15.000 l ubicado cerca del estribo.

1.  Preparación de la superficie por repicado

Antes del vaciado del concreto nuevo y después del fraguado del concreto viejo, la junta se repicará manualmente con herramientas menores, para dar a la superficie un aspecto rugoso. Hay que remover la película superficial del concreto (lechada) para que se pueda vaciar la próxima camada.

En el repicado no se puede aplicar impactos con equipos manuales percutores.

1.  Previsiones

La preparación debe ser hecha para exponer el agregado limpio, pero no se puede remover o soltar el agregado grueso.

Después del corte hay que se lavar la superficie de concreto hasta que sean removidos los materiales sueltos. El agua y los desechos del corte de la superficie del concreto también tienen que ser retirados.

No se puede dañar el aspecto estético de la superficie del concreto, que van a quedar aparentes.

1. Equipos

Como se mencionó en el punto 2.2 se coordinó entre varias plantas del proveedor; 11 camiones mezcladores de concreto, los cuales cada uno cumple el siguiente ciclo:

• 15 min para llenar un camión de 6m3,
• 45 min para llegar a la obra,
• 10 min para toma de muestra (cono y/o conchas),
• 20 min para descargar,
• 45 min para regresar a planta.
• TOTAL de tiempo ciclo por camión: 2h15min.

A continuación diagrama explicativo de los ciclos para cada camión donde se determina que el vaciado para la primera etapa se efectuara con 9 camiones más 2 camiones de reserva, que pueden incorporase al vaciado. Además se concluye el tiempo estimado total para el vaciado es de 8 horas.

[pic 2]

Otros equipos disponibles para el vaciado:

•         1 bomba XCMG año 2012 con un alcance de 37 m. con tubería de acero y 3 m. de extensión de manguera, presión de descarga 150 bar;
• 4 vibradores 2”;
• 3 baterías de luminarias.

1. Control de Calidad del Vaciado

El Control de Calidad del Concreto y el vaciado se va hacer por el medio del seguimiento por los inspectores del Consorcio y el laboratorio Omega. La Tabla 1 presenta los Datos Operativos del concreto que se va aplicar en los Cabezales.

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