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MANEJO TERMODINAMICO DEL CONCRETO

Ing. Leonardo G贸mez Caselles Msc. MBA. Director Divisi贸n Concretos y UGC BASF Colombia S. A.


Definiciones Concreto Masivo

Concretos donde se deben adoptar medidas para restringir la sobre elevaciĂłn de temperatura y sus efectos adversos consiguientes. (Reporte ACI 207.1R-96)

Es necesario limitar la temperatura diferencial o gradiente al interior de la masa si los fisuramiento no son permitidos... El diferencial de temperatura tolerable entre el valor maximo y la temperatura final, normalmente cercana a la temperatura ambiente, debe ser limitado a 20 °C cuando se usan gravas naturales. (Neville, A. M., and Brooks, J. J., Concrete Technologies� 1961.)

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Por que? Bajar la temperatura El enfriamiento se realiza basicamente con el fin de retardar el proceso de salida del agua que reacciona con el cemento, la cual se calienta y evapora r谩pidamente, ocacionando a su paso la creaci贸n de:

Microscopico enramado de canales que al interconectarse forman sitios de debilidad.

Microfisura y fisura que solo se evidencia al poner en servicio de carga la estructura masiva.

La formacion de una capa delgada de pasta o micromortero que en caso de estructura hidraulicas es facilmente erodable por cavitaci贸n.

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Variación de la Resistencia a la compresión con la Temperatura

Las altas temperaturas (superior a 30 oC) causan una ganancia de resistencia a temprana edad, por la mayor velocidad de cristalización cemento.

Pero producen una perdida dramática de resistencia a la edad de diseño (28 días) debido a que la estructura de la pasta de cemento es desordenada y porosa.

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Curva de Generaci贸n de calor durante la hidrataci贸n del Cemento Portland

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Efecto del DELVO sobre los tiempos de fraguado del concreto

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Esquema de instrumentación Calorimétrica Termocupla (tipo k o tipo T) Caja ICOPOR grande Datalogger Caja ICOPOR pequeña

Muestra concreto (aprox. 8L)

Cable RC232

Doble Aislamiento

Detalle Datalogger de 4 canales

PC con software instalado

También es posible instrumentar el elemento o los especímenes 10.2007

Perfil Térmico

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La variaci贸n de la temperatura con el tiempo

La superficie exterior se enfr铆a, por lo que aparece un gradiente de temperatura que provoca una transferencia de calor desde el interior al exterior. A partir de ese momento ira disminuyendo 10.2007

con el paso del tiempo hasta que toda el cuerpo se encuentre a la temperatura del fluido.

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Poder calorífico de los materiales

 El Agua tiene un calor especifico de:

 Liquida 1,0 KCal / Kg °C  Hielo 0.5 KCal / Kg °C 

 Los materiales sólidos del concreto tienen un calor especifico de una quinta parte del agua:

 0,22 KCal/kg °C

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Composición del concreto Volumen 0,10 - 1% 1,5% 15% (10 ° C – 0 ° C) 10% (60 ° C)

73,5% (30 ° C)

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ADITIVO

AIRE

Temperatura Concreto Fresco

(20 ° C)

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Cålculo de la Temperatura del concreto fresco T concreto °C = 0.22 * (Ta*Wa + Tc*Wc) + Tw*Ww + Twa*Wwa - Wi*79.6 0.22 * (Wa + Wc) + Wwa + Ww + Wi

Variables Tw = Temperatura del Agua de Mezcla sin hielo Ti = Temperatura del hielo Twa= Temperatura agua en los agregados

Ta = Temperatura de los agregados Tc = Temperatura del cemento Wi = Peso del hielo Wa = Peso de los agregados Kg

Wc = Peso del cemento Kg Ww = Peso del agua de mezcla sin hielo Kg Wwa = Peso del Agua en los agregados R A/C = Peso W/peso Cemento 10.2007

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Cálculo de la Temperatura del concreto fresco T concreto = 0.22*(Ta*Wa +Tc*Wc) + Tw*Ww + Twa*Wwa - Wi*79.6 = 19.5

°C

0.22*(Wa+Wc)+ Wwa +Ww +Wi

Variables T ambiente 35 °C

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Tw = Temperatura del Agua de Mezcla sin hielo

= 35 °C

Ti = Temperatura del hielo

= 0 °C

Twa= Temperatura agua en los agregados

= 35 °C

Ta = Temperatura de los agregados

= 35 °C

Tc = Temperatura del cemento

= 60 °C

Wi = Peso del hielo

= 94.4 kg (80%)

Wa = Peso de los agregados

= 1957 kg

Wc = Peso del cemento

= 250 kg

Ww = Peso del agua de mezcla sin hielo

= 20 kg

Wwa = Peso del Agua en los agregados

= 25.6 kg

R A/C = Peso W/peso Cemento

= 0.56 13


Influencia de la Temperatura de los Ingredientes en la Temperatura de Mezcla.

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Cálculo Temperatura Colocación

Sin

Hielo (Agua Fría 10 °C)

T Agregados = 35 °C; T Concreto = 32 °C

Con Hielo (50%)

T Agregados = 35 °C; T Concreto = 26 °C

Con Hielo (90%)

T Agregados = 35 °C; T Concreto = 19.5 °C

Con Hielo (90%)

T Agregados = 30 °C; T Concreto = 16.5 °C

T Cemento = 60 °C ; Temperatura Ambiente 35 °C

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M

Temperatura del Concreto

T m

Temperatura de colocación

M G

 Tg=Tm-Tg  Tf=Tm-Tf

 Tm=Tm-Ti

Ti

F Tamb

Ti Ti

tm

tg

Formula Balance: 10.2007

tf

Tiempo

Ti + Tm -  Tg(Tm-Tg) = Tf 16


Concepto de madurez

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Concepto de madurez – Nurse Saul (1950)

ď Ž Muestras de igual madurez tiene la misma resistencia.

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Proceso de calibraci贸n de la madurez

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Curva de madurez equivalente

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El impacto de la protecci贸n t茅rmica en el curado de las losas a edad temprana

Una adecuada protecci贸n t茅rmica durante las primeras 14 horas de curado le garantizan al proceso constructivo una ganancia de 2,50 horas de tiempo de curado y una mayor resistencia en el descimbre de 150 psi 10.2007

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Dosificaci贸n de hielo en escarcha en la Planta


Dise帽o Bombable Colocaci贸n por bloques


Colocaci贸n del concreto con Balde


Culminaci贸n de la Gola Colocaci贸n del concreto en pendiente.


Culminaci贸n con 茅xito.


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GRACIAS POR SU ATENCION

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manejo de concreto termodinamico