El agua de gel en el hormigón forma parte de la compleja estructura porosa que se desarrolla durante la hidratación del cemento. Comprender dónde se encuentra el agua, cómo se vincula a la pasta cementicia y en qué condiciones puede perderse permite controlar la resistencia, la durabilidad, la retracción y la fisuración del hormigón.
El concreto de mezcla seca está hecho de una combinación de agregados gruesos y finos (como grava y arena) mezclados con cemento. Cuando se agrega agua, reacciona químicamente con el cemento (lo que se denomina reacción de hidratación). Esta reacción une todos los materiales y crea un material de construcción fuerte y duradero: el hormigón.
Qué es el agua de gel en el hormigón
Durante la hidratación del cemento, los granos se cubren con un gel de cemento, producto de la reacción que forma una red que une los granos de cemento anhidro.
El cemento hidratado, tras combinarse con el agua, ocupa el doble del volumen que abarcaba en su fase anhidra. En la propia estructura de fase de silicatos cálcicos hidratados, S-C-H, existe también cierto espacio para el depósito de átomos de agua.
El agua de gel es el agua contenida en los poros más pequeños de la estructura de los productos de hidratación del cemento, especialmente en los poros del gel C-S-H. Esta agua está fuertemente ligada físicamente al material a través de enlaces por puente de hidrógeno, siendo solo por debajo de humedades relativas del 11% cuando es posible su total eliminación de la microestructura.
Cuando esto sucede, la retracción de la estructura porosa del gel sufre una importante retracción.
La capacidad de almacenamiento de agua en la pasta de cemento hidratada es elevada debido a su alta porosidad. El espacio no ocupado por la pasta de cemento está constituido por lo que se conoce como poros capilares.
Tipos de agua presentes en la pasta de cemento
En la pasta de cemento hidratada pueden distinguirse varias formas de agua:
- Agua capilar.
- Agua absorbida.
- Agua entre capas de la fase S-C-H o agua intersticial.
- Agua combinada químicamente.
Agua capilar
El agua capilar se divide, a su vez, en dos tipos, aquella presente en poros mayores de 50 nm, llamada agua libre debido a que su eliminación no induce esfuerzos en el sistema, y la presente en poros de entre 5 y 50 nm.
Esta última ejerce una cierta tensión hidrostática, por lo que cuando esta agua desaparece se induce un esfuerzo de compresión en las paredes de los poros capilares que causa la contracción del sistema, es decir, retracción.
Esta agua desaparece por debajo de humedades relativas del 45%.
Agua absorbida
El agua absorbida es aquella fuertemente vinculada a la superficie sólida, que luego será agua ligada a la matriz de manera que puede considerarse que forma parte de la estructura del conjunto del material debido a la influencia de las fuerzas atractivas propias de la pasta de cemento, fuerzas de atracción física de van der Waals.
La mayor parte de esta agua adsorbida físicamente puede perderse si el material se encuentra expuesto a una humedad relativa del 30% o menos.
Esta agua es la principal responsable de la retracción de secado que afecta a la pasta de cemento en condiciones ambientales usuales.
Agua intersticial o agua entre capas
En estas capas se encuentra fuertemente ligada físicamente al material a través de enlaces por puente de hidrógeno, siendo solo por debajo de humedades relativas del 11% cuando es posible su total eliminación de la microestructura.
Agua combinada químicamente
El agua combinada químicamente forma parte de los productos generados por las reacciones de hidratación. Hydration is a series of irreversible chemical reactions between cement and water.
During hydration, cement-water paste sets and hardens. Hydration begins as soon as cement comes into contact with water. During the reactions, heat is generated, and new compounds called hydration products are produced.
El agua necesaria para la hidratación del cemento Portland es igual a 0,45 veces la masa de cemento hidratado.
Este total incluye:
- Agua necesaria para la hidratación del cemento.
- Agua necesaria para proporcionar trabajabilidad durante la mezcla y la colocación.
Poros de gel y poros capilares
En un cemento bien hidratado, estos poros, de volumen irregular, deben encontrarse en un rango de tamaño de entre 10 y 50 nm, aunque en pastas con una alta relación agua-cemento, a edades tempranas estas cavidades pueden llegar a medir entre 335 urn.
Resulta de interés mencionar el hecho de que para relaciones agua-cemento superiores a 0,38, el volumen de gel, producto de la reacción de hidratación, no es suficiente para llenar todo el espacio disponible en la mezcla, razón por la cual se formaran estos poros capilares.
Estos poros se encuentran conectados, formando una red de cavidades que facilita el intercambio de agua con el exterior.
A la estructura porosa del cemento contribuyen, asimismo, la existencia de poros esféricos generados por partículas de aire atrapadas en la pasta.
| Tipo de poro | Nombre | Definición | Causas |
|---|---|---|---|
| Macroporos | Forma esférica | Aquellos con un tamaño superior a 50 nm, estando relacionados con la resistencia e impermeabilidad del hormigón. | Provienen de las burbujas de aire atrapadas durante el amasado. Generadas por amasados deficientes. |
| Mesoporos | Poros capilares | Los por otro lado con los que están en un tamaño intermedio de los dos anteriores de 2 a 50 nm, estando relacionados con la retracción por secado, la fluencia y la resistencia e impermeabilidad del hormigón. | Se generan por exceso de agua a partir de relaciones de a/c 0,44. |
| Microporos | Poros de gel | Por último, son aquellos de tamaño menor de 2 nm, siendo responsables de la retracción de secado y de la fluencia. | Se forman durante la hidratación del cemento y entre las fibras de los poros interlaminares denominados gel CSH. |
Los microporos o poros de gel constituyen un 28% de la pasta hidratada.
Cómo se forma el gel durante la hidratación del cemento
Cuando se mezclan el cemento y el agua comienzan una serie de reacciones químicas irreversibles. Durante estas reacciones se generan calor y nuevos compuestos de hidratación.
Durante la hidratación, las reacciones entre silicatos y agua producen los compuestos principales que hacen que el hormigón sea resistente y duradero.
Cuando se mezclan con agua, el C3A y el yeso se disuelven instantáneamente. Sin control, estas reacciones provocarían un fraguado irreversible, un fraguado instantáneo o un endurecimiento prematuro del hormigón.
El yeso, que se disuelve rápidamente, reacciona con el C3A disuelto y el agua para crear una sustancia que recubre los granos de cemento. Este recubrimiento suele denominarse «gel».
El aluminato reacciona con el agua y el sulfato, formando un material gelatinoso C-A-S-H.
La cantidad de sulfato en solución está controlada por la cantidad y la forma del sulfato presente en el cemento.
Periodo latente
Las reacciones de los aluminatos durante el periodo latente suelen estar controladas entre 2 y 4 horas. La razón es la capa similar a un gel.
Durante este tiempo, el hormigón permanece plástico y no genera calor. El hormigón preparado producido con cemento Portland tiene aproximadamente 2 horas de trabajabilidad.
Sin embargo, esto no significa que no se esté produciendo ninguna reacción. Por el contrario, los componentes del cemento continúan disolviéndose.
Los silicatos comienzan a disolverse lentamente. El agua de la mezcla empieza a saturarse con iones de calcio (Ca+) e hidroxilo (OH-).
Inicio del fraguado y aceleración
Cuando el agua se sobresatura con iones de calcio disueltos, comienzan a formarse los productos de hidratación, se genera calor y la mezcla empieza a endurecerse.
El agua de la mezcla se sobresatura con los iones Ca+ disueltos. Este es el comienzo del endurecimiento, es decir, del fraguado.
Con el fraguado inicial, ya no pueden realizarse operaciones de vibrado ni de acabado superficial en el hormigón.
La cantidad de productos recién formados aumenta continuamente durante el periodo de aceleración. Paralelamente, también aumenta la generación de calor.
Estos productos se unen entre sí, se agrupan alrededor de los áridos y los envuelven. El componente principal dominante en esta etapa es el C3S, silicato tricálcico.
Como resultado de la reacción, se forman C-S-H fibroso, silicato cálcico hidratado, y CH cristalino, hidróxido de calcio.
El aumento de la generación de calor y el endurecimiento de la pasta de cemento son indicadores de la aceleración de la hidratación.
La reacción se produce más rápidamente en cementos con altos niveles de finura.
Etapa de enfriamiento
En la etapa de enfriamiento, la reacción del C3S, silicato tricálcico, comienza a ralentizarse y la producción de calor, que había alcanzado su punto máximo, empieza a disminuir.
La razón es que los productos C-S-H y CH formados impiden el contacto entre el agua y las partículas de cemento no disueltas.
Durante este periodo, el hormigón incrementa su resistencia a medida que aumenta la formación de C-S-H y CH.
El hormigón ha adquirido solidez, pero todavía no ha alcanzado suficiente resistencia y, además, es permeable. Sin embargo, puede soportar cargas ligeras.
Las tensiones debidas a la retracción no deben superar la resistencia adquirida. Si esto ocurre, se producirán grietas.
Etapa de densificación
En la etapa de densificación, las reacciones se ralentizan y la producción de calor disminuye significativamente.
Este periodo continúa durante mucho tiempo si existen partículas de cemento no hidratadas y agua.
En la etapa de densificación, la reacción continúa mientras haya C3S y agua.
A medida que aumenta el volumen de los productos formados, el hormigón sigue ganando resistencia y su permeabilidad disminuye.
Como resultado de la disminución de la permeabilidad del hormigón, el agua y las sales disueltas en ella no pueden penetrar en el hormigón con tanta facilidad.
El C2S reacciona mucho más lentamente en comparación con el C3S. La mayor parte del C3S reaccionaría en unos pocos días.
Importancia del agua de gel para la resistencia y la durabilidad
El desarrollo de la resistencia y la durabilidad del hormigón radica en el relleno de los poros entre las partículas de cemento con los productos de la hidratación.
La formación progresiva del gel C-S-H crea una red que une los granos de cemento anhidro y envuelve los áridos.
A medida que se forman más productos de hidratación, disminuye la conectividad de los poros capilares, aumenta la resistencia y se reduce la permeabilidad.
El agua es esencial en el hormigón porque inicia la reacción de hidratación con el cemento que le da al hormigón su resistencia.
Cuando se agrega agua, reacciona con el cemento para formar una sustancia similar a un gel que une las partículas agregadas.
Este proceso es lo que hace que el hormigón sea fuerte y duradero.
Un control sobre la calidad y cantidad de agua será fundamental para obtener un hormigón-concreto objetivo adecuado.
Relación agua-cemento y cantidad de agua
La cantidad de agua en la mezcla de concreto está determinada por la relación agua-cemento diseñada, es decir, la relación entre el peso del agua y el peso del cemento.
La relación agua-cemento típica para el hormigón normal oscila entre 0,4 y 0,6.
Si la relación agua-cemento en el diseño de mezcla de hormigón es de 0,45 y el contenido de cemento es de 300 kg, entonces la cantidad requerida de agua en la mezcla de hormigón sería:
Cantidad de agua = Relación agua-cemento × contenido de cemento = 0,45 × 300 = 135 kg de agua
| Tipo de hormigón | Rango de relación agua-cemento | Explicación |
|---|---|---|
| Hormigón normal | 0.4 - 0.6 | Rango común, equilibrando resistencia y trabajabilidad. |
| Hormigón de alta resistencia | < 0.4 | Se requiere una relación agua-cemento más baja para garantizar la resistencia. |
| Hormigón de baja resistencia o fluido | > 0.6 | Buena fluidez pero menor resistencia. |
La resistencia objetivo del concreto también afecta la cantidad de agua que debe usar:
- Hormigón de mayor resistencia: menor relación agua-cemento y menor necesidad de agua.
- Hormigón de menor resistencia o muy trabajable: mayor relación agua-cemento y mayor cantidad de agua.
En resumen, la cantidad de agua en una mezcla de hormigón depende de la relación agua-cemento, normalmente 0,4-0,6, de la cantidad de cemento y de la resistencia y trabajabilidad requeridas.
Siempre apéguese a la proporción de agua-cemento diseñada para garantizar que el concreto funcione como se espera en términos de resistencia, durabilidad y calidad.
Qué ocurre cuando hay demasiada agua
Si bien agregar la cantidad correcta de agua ayuda a que el concreto sea más manejable y fácil de verter, demasiada agua es algo malo.
La cantidad de agua utilizada afecta directamente la relación agua-cemento, es decir, la relación entre agua y cemento en peso.
Esta relación es el factor clave que determina la resistencia del hormigón.
Cuando la relación agua-cemento es demasiado alta, el exceso de agua libre aumenta el número de huecos en la pasta de cemento endurecido.
Esto debilita la unión entre el cemento y los agregados. Por lo tanto, la resistencia general del hormigón se reducirá significativamente.
En resumen, a medida que aumenta la relación agua-cemento en el diseño de mezclas de hormigón, la resistencia del hormigón disminuye.
Segregación y sangrado
Demasiada agua en la mezcla de hormigón conduce a la segregación, separación de componentes, y sangrado, agua que sube a la superficie.
Esto debilita el concreto y lo hace menos duradero después de que se endurece.
Defectos de construcción
Demasiada agua en el concreto causa problemas durante el vertido, como protuberancia de molde o fugas de lodo.
Esto da como resultado defectos en la superficie como panales, parches ásperos o incluso exponer el refuerzo de acero.
Más huecos y menor densidad
Demasiada agua hace que una fina capa de lodo flote en la parte superior.
Esto hace que el concreto sea menos denso, lo que reduce su impermeabilización, resistencia al agrietamiento y confiabilidad general, e incluso podría provocar fallas estructurales.
Demasiada agua deja más agujeros y canales diminutos en el hormigón.
Estos facilitan la filtración de agua, aire y productos químicos nocivos, lo que reduce la durabilidad de la estructura.
Capa superficial débil
La superficie se vuelve suelta y porosa, lo que reduce su resistencia al desgaste y la carbonatación, un proceso químico que debilita el concreto con el tiempo.
Ejemplo del efecto sobre la resistencia
Por ejemplo, un camión de 8 yardas cúbicas (6,12 m³) de hormigón está diseñado con una relación agua-cemento de 0,48.
Si alguien agrega 35 galones, unos 132 litros, de agua justo antes de verter, la proporción salta a 0,56.
Como resultado, la resistencia a la compresión de 28 días cae de 4800 psi a 4150 psi, ¡una pérdida de 650 psi!
Esto supone una disminución de unos 45 kg por centímetro cuadrado en la capacidad de carga.
Si esto sucede en una parte estructural crítica, no pasará la inspección de calidad e incluso puede requerir reparación o reconstrucción.
Agua de gel, autodesecación y retracción
Es importante señalar que la hidratación solo ocurre en un entorno casi saturado de agua.
Por lo tanto, es necesario agregar agua adicional durante el proceso de curado para mantener saturados los poros capilares de la pasta.
En el hormigón con baja relación a/c, se produce la autodesecación, que consiste en el secado interno del hormigón debido al consumo de agua durante la hidratación.
Este problema suele asociarse con mezclas de a/c iguales o inferiores a 0,45, para las cuales se requiere un curado húmedo.
Contracción por secado
La contracción por secado se produce principalmente cuando el agua de los poros capilares o de gel del hormigón se pierde en un entorno de aire no saturado.
El hormigón de altas prestaciones tiene menos probabilidades de secarse en comparación con el hormigón ordinario debido a su baja porosidad.
Sin embargo, el efecto acumulativo de la contracción por secado adquiere cierta fuerza en el hormigón en masa.
La pérdida de agua en el hormigón es como la que se produce en el cuerpo humano, lo que provocará cambios en la estructura interna.
Retracción plástica
La retracción plástica se encuentra en la fase plástica previa al endurecimiento.
El hormigón de altas prestaciones presenta una baja relación agua/gel, menos agua libre y aditivos minerales finos que son más sensibles al agua, lo que significa que no sangran y pierden agua rápidamente.
Esto hace que el hormigón de altas prestaciones sea más propenso a sufrir retracción plástica.
El hormigón pierde agua en su superficie antes de fraguar completamente, permaneciendo en un estado plástico estable en el interior.
Esta diferencia crea una tensión de tracción en la superficie. Cuando la tensión supera el límite de tracción, se producen grietas.
Autocontracción
La autocontracción se produce cuando la humedad disminuye en la estructura interna cerrada del hormigón junto con la hidratación del cemento.
Este fenómeno da lugar a la presencia de agua no saturada en los poros.
Como resultado, se crea una presión negativa y se desencadena la autocontracción del hormigón.
Debido a la baja relación agua/gel, el hormigón de alto rendimiento podría presentar una mayor resistencia en su fase inicial y una pérdida de agua más rápida.
La humedad relativa del sistema de poros es inferior al 80%.
Retracción autógena o química
La retracción autógena también se denomina retracción química.
Durante la hidratación del cemento, el volumen absoluto del sistema cemento-agua disminuye y forma muchos poros.
Sin embargo, la hidratación puede ser limitada en el hormigón de altas prestaciones debido a su menor relación agua-gel y a los aditivos minerales finos adicionales.
Así, la retracción química sería menor que en el hormigón ordinario.
No obstante, las fisuras formadas por la retracción autógena siguen afectando a la estructura microscópica del hormigón.
Combinada con otros factores, también puede ser un factor desencadenante de grietas.
Temperatura y fisuración del hormigón
Además de los factores anteriores, otra razón principal de la fisuración del hormigón es el estrés por contracción de la temperatura.
Los proyectos de hormigón de gran volumen que son exigentes en cuanto a resistencia requieren mucho más cemento.
Esto conlleva más calor de hidratación y calienta el sistema más rápidamente hasta alrededor de 35 a 40℃.
Además de la temperatura inicial, la temperatura más alta puede incluso superar los 70 a 80℃.
El hormigón tiene propiedades de expansión térmica y contracción en frío y un CTE, coeficiente de expansión térmica, de 10×10-6/℃.
Cuando la temperatura desciende de 20 a 25℃, podemos calcular la contracción en frío en torno a (2 - 2,5)×10-4, mientras que el valor último de tracción del hormigón es de sólo 1 - 1,5×10-4.
Por lo tanto, la tensión causada por la contracción en frío puede superar fácilmente la resistencia a la tracción del hormigón.
Curado y conservación del agua de gel
El término “curado”, según la DRAE, significa endurecido, seco, fortalecido o curtido.
En el ámbito del hormigón, se refiere a las acciones destinadas a facilitar la hidratación del cemento.
Esto implica prevenir la pérdida de humedad del hormigón por evaporación y, de ser necesario, proporcionar humedad adicional.
Si el hormigón se dejara secar al aire, su resistencia podría disminuir hasta en un 40 %, mientras aumentaría la porosidad y la probabilidad de fisuras debido a la retracción.
El curado es una etapa fundamental en la producción de elementos de hormigón, ya que influye significativamente en la resistencia y en el resto de las características del producto final.
Es esencial tener en cuenta que el interior de las piezas, a menos que sean extremadamente delgadas, retiene la humedad durante periodos prolongados y es menos vulnerable a los efectos de un curado deficiente que las capas superficiales.
Por lo general, los métodos que suministran agua son más eficaces que los que buscan evitar su evaporación.
La duración e intensidad del proceso de curado dependen principalmente de la temperatura y la humedad ambientales, así como de la acción del viento y de la exposición directa al sol.
Otros factores importantes son el tipo y la cantidad de cemento, la relación a/c y, especialmente, las condiciones de exposición de la estructura en servicio.
Curado mediante agua y láminas
En casos en los que la proporción inicial de agua sea menor, será necesario un curado adicional con agua para mantener la hidratación.
Si el agua de amasado supera considerablemente la cantidad necesaria para la hidratación, es crucial garantizar que no se evapore durante el proceso de curado.
Cubra el material aislante de la humedad, como una película de plástico, después de verter el hormigón para reducir la evaporación y el agrietamiento.
Controle la temperatura dentro y fuera del hormigón rociando agua sobre la superficie.
Es necesario tener en cuenta que las capas de rodadura-dryshakes industriales tienen aditivos retenedores de agua y que con el simple aporte de la migración a la superficie de la propia agua del hormigón, la comentada que migra a la superficie por los poros capilares-mesoporos, no hará falta más que aportes puntuales a la superficie durante el proceso.
Aplicación del compuesto de curado
Procure aplicar el curador lo antes que sea posible para evitar evaporación de agua inmediata, así como intentar que exista un film continuo en toda la superficie de ese curador que debe cumplir la ASTM C-309 que como ya hemos reiterado debe realizar la función de evitar una tasa máxima de evaporación de 20% de agua para que logremos un curado óptimo.
Con el fraguado inicial, el vibrado y el acabado superficial ya no pueden realizarse, por lo que los trabajadores deben aplicar el compuesto de curado lo antes posible después del acabado para controlar la evaporación del agua de la superficie del hormigón.
Si se pierde el agua, la reacción de hidratación no llegará a completarse, reduciendo la resistencia y la durabilidad del producto final de hormigón.
Del mismo modo, si se pierde el calor de las reacciones de hidratación, la reacción se ralentizará o cesará.
Cómo identificar un hormigón demasiado húmedo
La consistencia del concreto, ya sea que esté demasiado húmedo o demasiado seco, se puede juzgar principalmente observando su fluidez y realizando una prueba de asentamiento.
Observación de la fluidez
Si se agrega demasiada agua durante el vertido, el concreto se vuelve más delgado y fluido.
Si bien esto puede hacer que sea más fácil trabajar con él al principio, puede causar varios problemas ocultos.
Prueba de asentamiento
La prueba de asentamiento es uno de los métodos más confiables para determinar si el concreto está demasiado húmedo.
- Reúna las herramientas necesarias: cono de asentamiento, regla de medición, varilla de apisonamiento, placa base, paleta, cilindro de medición y el concreto recién mezclado.
- Llene el cono de hundimiento en tres capas iguales, cada una de aproximadamente un tercio de la altura del cono.
- Después de colocar cada capa, apisonarla 25 veces verticalmente con la varilla, distribuida uniformemente por la superficie.
- Después de llenar la tercera capa, use la paleta para nivelar la parte superior de modo que el concreto quede al ras con la parte superior del cono.
- Levante con cuidado el cono hacia arriba con un movimiento suave, sin agitarlo, durante 5 a 10 segundos.
- Mida la diferencia vertical entre la altura del cono y la parte superior del concreto hundido usando una regla de acero.
Este valor es la depresión.
Interpretación del asentamiento
Los valores de asentamiento generalmente se clasifican en tres categorías, lo que indica diferentes niveles de trabajabilidad y fluidez para diferentes necesidades de construcción.
- Asentamiento alto, 100 mm o más: indica una mezcla muy fluida. El hormigón puede fluir fácilmente por su propio peso. Esto es común en aplicaciones de vertidos de gran volumen y hormigón bombeado, donde se necesita un alto flujo.
- Asentamiento bajo, 10 mm o menos: indica una mezcla muy rígida o seca con casi ninguna fluidez. Este tipo de mezcla se utiliza normalmente en aplicaciones que requieren alta resistencia y durabilidad, como carreteras o estructuras hidráulicas, donde es posible una compactación completa.
Cómo corregir un exceso de agua
Si el hormigón aún no se ha vertido
Agregue cemento y agregados adicionales, arena y grava, de acuerdo con la proporción de mezcla original para mantener la relación agua-cemento sin cambios.
Las cantidades agregadas deben calcularse a través de pruebas, y la mezcla debe mezclarse completamente para garantizar la uniformidad.
También puede utilizar un reductor de agua o aditivo. Agregue un agente reductor de agua de alto rendimiento, como un superplastificante a base de policarboxilato.
Esto mejora la trabajabilidad sin aumentar el contenido de agua o cemento.
Si el hormigón ya se ha vertido, pero aún no ha fraguado
Amplíe el tiempo de vibración para ayudar a eliminar el exceso de agua y reducir los vacíos.
Evite vibrar en exceso, lo que puede hacer que los agregados se hundan y debiliten la estructura.
Utilice una esponja o una máquina de deshidratación al vacío para eliminar el agua de purga de la superficie.
Esto ayuda a mantener la resistencia de la superficie y evita defectos.
Cubra inmediatamente la superficie con láminas de plástico para reducir la humedad, las diferencias de evaporación y evitar grietas por contracción de plástico.
Si el hormigón ya se ha endurecido
Utilice herramientas como un martillo de rebote o un muestreo de núcleos para verificar la resistencia real.
Si la resistencia está por debajo de los requisitos de diseño, considere el refuerzo estructural, por ejemplo, envoltura de fibra de carbono o secciones de ampliación.
Para defectos visibles causados por sangrado, por ejemplo, rayas de arena y huecos, elimine el material suelto y repárelo con mortero de alta resistencia o resina epoxi.
Advertencias sobre la corrección
No agregue cemento directamente: verter cemento para «arreglar» la mezcla cambia la proporción agua-cemento y crea manchas quebradizas.
Registre todos los ajustes: cualquier cambio en las proporciones de la mezcla debe documentarse cuidadosamente para el control de calidad y la trazabilidad.
Los métodos anteriores pueden ayudar a minimizar el impacto del exceso de agua.
Sin embargo, si la relación agua-cemento supera 0,6, se recomienda encarecidamente desechar el lote para garantizar la seguridad estructural.
Medidas preventivas para controlar el agua y la retracción
Cemento
- Dar prioridad al cemento de bajo y medio calor para reducir el calor de hidratación.
- Limitar la cantidad de cemento conservando la resistencia y el rendimiento del hormigón, reduciendo el aumento de temperatura.
Áridos
- Elegir áridos de alta calidad con una granulometría moderada.
- Utilizar más áridos y menos mortero de cemento para reducir la retracción del hormigón.
Aditivos químicos
NOVASTAR Policarboxilato superplastificante, PCE, es un agente reductor de agua de alto rendimiento y muy soluble en agua.
Puede mejorar la fluidez del hormigón y reducir la cantidad de cemento sin aumentar el consumo de agua.
Una dosis baja de este reductor de agua puede aportar una buena fluidez al hormigón.
Para abordar el desafío de equilibrar la trabajabilidad del concreto con un estricto control de la relación agua-cemento, WOTAIchem ha desarrollado un reductor de agua de alto rendimiento a base de policarboxilato y un superplastificante de naftaleno, ofreciendo una solución profesional y efectiva.
Este producto reduce el uso de agua en el concreto entre un 15 y un 30%, mejora el flujo, cumple con los requisitos de asentamiento y mantiene estable la relación agua-cemento.
- Control de la relación agua-cemento: controla con precisión la relación agua-cemento para evitar la pérdida de resistencia, mejorando la resistencia a la compresión de 28 días entre un 10 % y un 20 %.
- Durabilidad mejorada: reduce la porosidad para mejorar la resistencia al agua, la resistencia a la carbonatación y prolongar la vida útil de la estructura.
- Ahorro: ahorra en el uso de cemento, reduce las emisiones de carbono y reduce los costos generales entre un 8% y un 12%.
Colocación, compactación y control térmico
- Vierta el cemento por capas o secciones para controlar el grosor de las capas y la velocidad de vertido.
- De este modo se ayuda a que el calor del interior del hormigón se distribuya uniformemente y se evitan tensiones térmicas o gradientes de temperatura.
- Compacte el hormigón para garantizar una densidad ideal y evitar así que se agriete.
- Cubra el material aislante de la humedad, como una película de plástico, después de verter el hormigón para reducir la evaporación y el agrietamiento.
- Controle la temperatura dentro y fuera del hormigón rociando agua sobre la superficie.
Aplicaciones de los reductores de agua
Esta solución es ideal para proyectos que requieren una alta trabajabilidad, tales como:
- Hormigón bombeado.
- Vertidos masivos.
- Edificios de gran altura.
Se ha aplicado con éxito en proyectos de construcción a gran escala en Rusia, Grecia, Mauricio, India y más, con una tasa de aprobación del 100% en las pruebas de resistencia y excelentes comentarios de los clientes.
Agua de gel y fisuración del hormigón
El agrietamiento del hormigón no sólo afecta al aspecto de los edificios, sino también a la seguridad de su estructura y a su vida útil.
La pérdida de agua de los poros capilares y de gel modifica la estructura interna del material y puede generar retracción.
La evaporación superficial rápida puede producir una diferencia de humedad entre las capas exteriores y el interior, especialmente antes del fraguado completo.
En el hormigón de altas prestaciones, la baja relación agua/gel y la escasa cantidad de agua libre pueden reducir la exudación y acelerar la pérdida de agua superficial.
Esta combinación hace que el control del curado sea especialmente importante en las capas superficiales.
En un artículo anterior, expusimos el uso del nomograma de Menzel para evitar el agrietamiento plástico durante el fraguado del hormigón.
ENSAYO DEL ASENTAMIENTO DEL CONCRETO
Relación con la reacción álcali-sílice
A diferencia de la carbonatación o la corrosión por cloruros, este fenómeno involucra una reacción química interna entre los álcalis presentes en el cemento y la sílice reactiva de ciertos agregados.
Identificada por primera vez en la década de 1940, la RAS ha sido responsable de deterioros graves en puentes, presas y fachadas de hormigón armado.
Los iones alcalinos, Na⁺ y K⁺, del cemento reaccionan con la sílice amorfa del árido, generando un silicato alcalino hidratado.
El gel expansivo se acumula en los poros y en la interfaz árido-pasta.
En ambientes sin sales, la fisuración puede confundirse con carbonatación o retracción plástica.
La resistencia a tracción y módulo de elasticidad disminuyen progresivamente.
El control de humedad ambiental es clave.
Aplicar recubrimientos impermeabilizantes o densificadores superficiales ayuda a limitar la entrada de agua.
Si el daño está limitado, se puede eliminar la capa superficial afectada y reemplazarla con hormigón de baja alcalinidad.
El monitoreo periódico mediante medición de fisuras y mapeo fotográfico permite detectar la progresión del daño.
Control práctico del agua durante la ejecución
- Utilice diseños de mezclas controlados por la planta y evite la adición aleatoria de agua en el sitio.
- En climas cálidos, ajuste la trabajabilidad usando aditivos en lugar de agregar agua.
- Siempre realice una prueba de asentamiento antes de verter.
- Si el asentamiento está fuera del rango aceptable, ajuste la mezcla según los estándares.
- Nunca use concreto no calificado.
- Registre cualquier modificación de la mezcla para conservar la trazabilidad.
- Proteja la superficie contra la evaporación inmediata después del acabado.
- Mantenga los poros capilares suficientemente saturados cuando la relación agua-cemento sea baja.