HORMIGÓN EN TIEMPO FRIÓ

¿Qué se entiende por Tiempo Frío?

Tiempo frío es aquella condición climática en que la temperatura ambiente desciende a niveles que obligan a tomar precauciones especiales en la faena de hormigonado. 

En nuestro país, la NCh170 en su Anexo D establece tiempo frío si al menos uno de los 7 días previos al hormigonado registra temperatura media (promedio entre máxima y mínima del día) inferior a 5°C. Por su parte, el código ACI306R - Cold Weather Concreting indica tiempo frío si por más de 3 días consecutivos la temperatura media diaria es menor a 5°C, y a su vez no es mayor a 10°C por más de medio período cualquiera de 24 horas.

Como podemos ver, la condición de tiempo frío puede variar según la normativa. Sin embargo, su importancia no radica en la definición, sino en el criterio para poder determinar cuándo y qué medidas se deben tomar en la faena de hormigonado con bajas temperaturas.

En general, se deberán tomar medidas especiales siempre que la temperatura ambiente descienda bajo los 5°C. El hormigón puede sufrir daño considerable cuando la temperatura decrece al punto que el agua contenida en mezclas frescas o en hormigones jóvenes se congela.

¿Es caro proteger los hormigones en tiempo frío?

No. La experiencia demuestra que el costo adicional de proteger el hormigón en tiempo frío no es excesivo, si se considera el beneficio resultante. Por su parte, desconocer, minimizar o despreciar la protección contra el congelamiento puede causar destrucción inmediata o debilitamiento permanente de las estructuras.

¿Cuándo debe comenzar la protección del hormigón durante tiempo frío?

La planificación para proteger el hormigón del congelamiento y posterior mantenimiento sobre temperaturas mínimas debe comenzar antes que ocurran temperaturas de congelamiento. Esto, que puede parecer obvio, obliga a que en todo proyecto donde se esperen condiciones de tiempo frío, el constructor, el proveedor de hormigón y el mandante (o sus representantes) evalúen antes de la construcción las medidas a implementar, el nivel de protección y sus costos. 

¿Cómo fabricar hormigones con las temperaturas mínimas recomendadas?

El método más común y de menor costo para elevar la temperatura del hormigón durante la fabricación es calentando el agua de amasado. La mayoría de las veces esta medida será suficiente. Sin embargo, en casos de frío extremo será necesario además calentar los áridos, tarea por lo general de mayor complicación y costo.

¿Qué consideraciones se deben tener al calentar el agua de amasado?

1. Se debe contar con suficiente cantidad de agua a temperatura uniforme, para evitar diferencias térmicas importantes entre hormigones de distintas amasadas.
   
2. La temperatura del agua no debe superar los 70°C.
   
3. Cuando el agua posea alta temperatura, durante el mezclado se debe evitar su contacto directo con el cemento. Para ello, se debe mezclar el agua de amasado con los áridos (el árido grueso primero) y luego adicionar el cemento.
   
4. La temperatura del agua puede ajustarse mezclando agua fría y caliente, de modo de obtener una temperatura del hormigón dentro de un rango de ± 5°C de la requerida.
   

¿Qué consideraciones se deben tener al calentar los áridos?

1. En general será necesario calentar los áridos cuando la temperatura ambiente permanezca bajo -4°C.
   
2. Normalmente no será necesario calentar los áridos sobre 15°C si el agua de amasado alcanza 50°C.
   
3. No se deben calentar los áridos por sobre los 50°C.
   
4. Como calefacción se recomienda el uso de calor húmedo (tuberías con circulación de vapor en acopios).
   
5. Se debe evitar el uso de calor seco.
   
6. Si el árido grueso se encuentra seco y libre de hielo, generalmente será necesario sólo calentar la arena, que usualmente no requerirá poseer más de 40°C si el agua de mezclado alcanza 50°C.
   
7. Los áridos deberán estar el mayor tiempo posible tapados y con humedad uniforme.
   

Qué características debe poseer una dosificación para mejorar el desempeño en tiempo frío?

Durante tiempo frío se deben preferir los hormigones diseñados con las siguientes características:

1. Uso de cemento Melón Extra.
   
2. Baja relación Agua/Cemento (A/C).
   
3. Mayores dosis de cemento.
   
4. Menores dosis de agua.
   
5. Mezclas que minimicen la exudación.
   

¿Puede ayudar el uso de aditivos especiales?

Sí. El uso de aditivos puede mejorar el desempeño del hormigonado en tiempo frío. En particular, es recomendable el uso de aditivos reductores de agua (hormigones de baja relación A/C) y aceleradores de fraguado.

¿Se puede recurrir a recintos calefaccionados para mantener la temperatura luego de la colocación?

Sí. Sin embargo, se debe tener presente que:

1. Deben ser resistentes a la lluvia y al viento.
   
2. Los equipos de calefacción no deben calentar o secar el hormigón localmente.
   
3. Las superficies de hormigón en lugares cerrados expuestas al dióxido de carbono (CO2) pueden ser dañadas por carbonatación.
4. Deben ser ventilados adecuadamente. El monóxido de carbono (CO) es tóxico.
   

¿Qué precauciones deben tomarse antes de hormigonar?

1. Las superficies que estarán en contacto con el hormigón fresco deben estar a una temperatura que no cause congelamiento o prolongación excesiva del fraguado. Generalmente, esta temperatura no necesita ser mayor a 2°C y no debe exceder en 5°C la temperatura de colocación del hormigón.
   
2. Especial cuidado merece el hormigonado alrededor de insertos metálicos masivos con temperaturas bajo 0°C. Estos insertos deben ser calentados, cuidando no dañarlos.
   
3. La nieve, hielo o escarcha debe ser removida de moldajes, refuerzo e insertos.
   
4. El hormigón no debe ser colocado en una sub-base congelada
   

¿Cuáles son las principales características y precauciones del curado durante tiempo frío?

Durante el período de protección:

1. En hormigones protegidos se debe cuidar el secado de las superficies. Esto es especialmente importante en recintos cerrados.
   
2. Cuando el hormigón posee más de 16°C y se expone a temperaturas ambientes superiores a 10°C, es esencial tomar medidas contra el secado.
   
3. El método preferido de curado es a través de vapor.
   
4. No se debe usar el curado bajo agua.
   
5. En recintos cerrados, si la temperatura ambiente cae a 10°C, el hormigón puede ser expuesto al aire siempre que la humedad relativa sea superior a 40%.
   

Luego del período de protección:

1. Luego de finalizar con la temperatura de protección, usualmente no será necesario tomar medidas adicionales para prevenir secado excesivo si la temperatura permanece bajo 10°C. En regiones excepcionalmente áridas se deberán tomar medidas especiales.
   
2. Si se espera secado excesivo se debe curar con membranas de curado o elementos de aislación (el secado dependerá de la temperatura del hormigón, del aire, la velocidad del viento y la humedad relativa).
   
3. Si la temperatura media por más de medio período de 24 horas y durante 3 días consecutivos supera los 10°C, no se debe considerar tiempo frío, y se debe aplicar un sistema usual de curado.