Concreto en climas extremos

En la fabricación y la colocación del concreto influye notoriamente la temperatura y la humedad ambiental para que su funcionamiento sea el apropiado.  Las temperaturas de calor y frío extremas siempre van a causar un problema en el concreto. 

En la mezcla de concreto, si hace mucho calor, se debe enfriarlo; si hace mucho frío, se debe calentarlo para que su proceso de hidratación se de en buenas condiciones.  Cuando es mayor la temperatura de concreto durante la colocación, es mayor el índice inicial de desarrollo de resistencia por la hidratación más rápida del cemento que genera un fraguado acelerado, pero la resistencia será más baja para el largo plazo. 

En el caso del congelamiento del concreto fresco, el agua de la mezcla se convierte en hielo y aumenta el volumen total del concreto y cuando ocurre el deshielo más adelante, el concreto fraguará y endurecerá en su estado expandido, con gran volumen de poros y alcanzará una baja resistencia. 

Si se desea mantener una temperatura óptima del concreto fresco, se podrá conseguir con enfriamiento o calentamiento por medios artificiales.  La temperatura del agua va a tener un rol fundamental porque es la que más influye en la temperatura del concreto mezclado debido a que su calor especifico (1 cal /g°C) es cinco veces mayor que el del cemento (0.2 cal /g°C) y los agregados (0.24 cal /g°C).  Además, el agua es posible enfriar más fácil que el cemento o el agregado, que ocupa el mayor volumen dentro de la mezcla.

 A continuación se estudian algunos casos:

1.      Puente de la Unidad

Este puente se construyó entre abril del 2002 y junio del 2004.  Con una longitud de 305 m y 150 m de altura del mástil, en su producción se requirió 26000 m3 de concreto masivo y estuvo localizada en un clima extremo cálido con temperatura ambiente de 35 °C.  A continuación, algunos detalles:

 -     Concreto gris:

o   Colocado básicamente en la cimentación.

o   Volumen de 8800 m3.                                    

o   Resistencia de 300 kg/cm2.

o   Transportado en camión mezclador de cemento.

 -     Concreto blanco:

o   Colocado básicamente en el mástil.

o   Volumen de 17200 m3.

o   Resistencia de 500 kg/cm2.

o   Fabricado en sitio.

Se realizaron dos procesos para mantener la temperatura del concreto a menos de 23 °C: controlarlo mediante el uso de hielo escarchado y en el elemento se usó placa de poli estireno para evitar el choque térmico.  Además, se tenía que garantizar el número suficiente de camiones, plantas de hielo, cuadrillas de trabajo técnico, número de bombas suficientes con camiones de reserva y los agregados en inventario para garantizar el suministro de concreto sin contratiempos.

2.      Hidroeléctrica el Cajón ubicada en el río Grande de Santiago

Las obras de este proyecto iniciaron en setiembre de 2004 y terminaron a mediados de octubre de 2006.  En el verano, la temperatura alcanza los 40 °C y se realizó las siguientes acciones para un colocado de más de 500 000 m3 de concreto total incluyendo todas las obras:

-          Para bajar la temperatura del agregado se colocó mallas sombra en los almacenes.  Los agregados eran basalto y aluvión propios de la margen del río.

-          Para garantizar que el agua estuviera en la temperatura adecuada, las tuberías de transporte se forró con 2” de poliuretano.

-          Las losas de concreto de las obras de contención, de tipo enrocamiento con cara de concreto con altura máxima sobre el cauce de 186.50 m y con longitud de corona de 550 m, se colocaron con un encofrado deslizante cubierto con lona para conseguir sombra en el momento de la colocación.  Las bandas transportadoras se cubrieron con una lona reflejante para que el concreto no se seque en su transporte desde la superficie y que mantuviera sus propiedades reológicas.

-          Se garantizó el flujo continuo del suministro de concreto para que las bandas no se resequen, con 40 camiones mezcladores y 4 plantas de concreto de mezclado central. 

-          Plantas de hielo para garantizar la mezcla del concreto entre 23 °C y 28 °C.

3.      Proyecto de Radio Telescopio Milimétrico

Esta obra se construyó a 4600 msnm en la cima del volcán Sierra Negra, con una antena movible de 50 m de diámetro, y en condiciones de exposición muy variadas de temperatura entre -5 °C y 25°C que se presentan a lo largo del día.  Finalmente, fue inaugurado en noviembre de 2006.  Además:

-          Había 14% menos de oxígeno.

-          Velocidad del viento entre 5 m/s y 25 m/s.

-          Humedad relativa superior al 60%.

-          La presión diferente hacía que las personas trabajen menos horas al día.

Se necesitó colchas térmicas para proteger al concreto de un choque térmico y para seguir manteniendo su temperatura de mezcla frente a los descensos.  Las bandas transportadoras también tenían colchas térmicas para mantener la temperatura de los agregados estable.

Fuente:

Uribe Afif, R. (15 de mayo de 2020, desde México). Conferencia Técnica Internacional Concreto en Climas Extremos [Resumen de presentación de la conferencia].   A cargo de P Y S Concreto, Tecnología para el Concreto.

 https://www.youtube.com/watch?v=DA-GNdjBOME