Desafíos en los componentes masivos de hormigón: Por qué es crucial controlar la temperatura

El hormigón es un material de construcción extremadamente versátil que se utiliza en una amplia gama de proyectos de construcción, desde pequeños cimientos hasta estructuras masivas como puentes, túneles y presas. Sin embargo, cuando se trata de la producción de componentes masivos de hormigón hay retos especiales que deben tenerse en cuenta. Uno de los más importantes es el control de la temperatura durante el hormigonado. Esta entrada del blog destaca las características especiales de los componentes masivos de hormigón y explica por qué es tan crucial la supervisión de la temperatura.

¿Qué son los componentes masivos?

Los componentes masivos son estructuras o elementos de hormigón, generalmente componentes con una dimensión menor de > 0,80 m, que por su tamaño y volumen requieren una gestión térmica especial. Algunos ejemplos son las grandes losas de cimentación, los muros gruesos, los muros de contención o las presas. Su considerable grosor provoca una lenta disipación del calor y, a su vez, puede favorecer las tensiones térmicas y el agrietamiento durante la hidratación y el curado.

Desarrollo del calor durante el hormigonado: el reto

El hormigón libera calor durante la hidratación, la reacción química entre el cemento y el agua. Este desarrollo del calor es especialmente relevante en el caso de componentes macizos, ya que la gran cantidad de hormigón almacena el calor generado y sólo lo libera al ambiente lentamente. Esto provoca un aumento significativo de la temperatura en el interior del hormigón, mientras que las capas exteriores pueden enfriarse más rápidamente. La diferencia de temperatura resultante puede provocar tensiones internas que, en el peor de los casos, pueden causar grietas que mermen la capacidad de carga y la durabilidad del componente.

¿Por qué es importante controlar la temperatura?

El control de la temperatura es crucial para garantizar que las diferencias de temperatura dentro del componente puedan gestionarse eficazmente y se mantengan dentro de límites aceptables.La temperatura debe estar en el rango correcto para que se produzca la reacción de hidratación, mientras que las diferencias de temperatura siguen siendo mínimas. Mediante un control cuidadoso de la temperatura, se pueden tomar decisiones informadas y contramedidas tempranas, como ajustar la mezcla de hormigón, controlar la velocidad de hormigonado o utilizar métodos de enfriamiento.

Métodos de control de la temperatura

Existen varios métodos para controlar la temperatura en componentes de hormigón macizo:

• Medición de la temperatura del hormigón fresco antes del hormigonado: Puede hacerse con un termómetro digital o con termómetros especiales para hormigón que se sumergen directamente en la mezcla de hormigón.
• Medición de la temperatura en el componente de hormigón durante el endurecimiento con un termómetro y un registrador de datos: Los termoelementos, como los sensores TEMO, se colocan en varios puntos del hormigón para medir continuamente la temperatura durante la hidratación. Los dispositivos de medición/registradores de datos registran la temperatura durante un periodo de tiempo más largo, lo que permite un análisis preciso del perfil de temperatura. Las diferencias de temperatura entre el núcleo y las capas exteriores pueden documentarse y analizarse.
• Medición de la temperatura en la superficie del componente durante el endurecimiento con termografía infrarroja: Con este método se puede registrar la temperatura superficial del hormigón sin contacto, lo que resulta útil para identificar puntos calientes locales.
• Perforación de testigos tras el endurecimiento y análisis posterior: En algunos casos, se toman muestras para analizar a posteriori las temperaturas internas.
  
  

Medición de la temperatura durante el endurecimiento del hormigón

Cuando se fabrican componentes de hormigón macizo, el control de la temperatura durante el endurecimiento es un factor esencial para garantizar la calidad y la durabilidad de la estructura. Los expertos en hormigón recomiendan expresamente realizar mediciones de temperatura para controlar las diferencias de temperatura entre el núcleo del componente y la superficie. Las normas y directrices establecidas, como ACI, EC, DAFSTB, ZTV-Ing o DIN 1045 Parte 2, etc., también recomiendan o incluso prescriben las mediciones de temperatura.

Mediante la medición selectiva de la temperatura, se puede controlar y regular el desarrollo del calentamiento y el enfriamiento en el hormigón . Esto permite tomar medidas a tiempo para evitar diferencias de temperatura perjudiciales. Un método de medición habitual son los termopares, que permiten tomar medidas a tiempo para evitar diferencias de temperatura perjudiciales. El sistemaTEMO de Vemaventuri ofrece una supervisión continua que proporciona una imagen detallada del perfil de temperatura dentro del componente.

Esto proporciona una imagen detallada del perfil de temperatura en el componente. La medición de la temperatura debe instalarse en varios puntos del componente para captar tanto la temperatura máxima en el núcleo como las temperaturas en la superficie. Esto permite controlar las diferencias entre estos puntos y reaccionar en consecuencia. El objetivo es mantener las diferencias de temperatura lo más pequeñas posible, idealmente por debajo de 20 °C, para minimizar el riesgo de agrietamiento.

Medidas para controlar la temperatura

Para minimizar las tensiones térmicas y el riesgo de fisuración, pueden adoptarse diversas medidas antes y después de colocar el hormigón:

• Enfriamiento del hormigón: Especialmente a temperaturas ambiente elevadas o con componentes muy macizos, la adición de agua helada o nitrógeno líquido puede ayudar a reducir la temperatura del hormigón fresco.
• Hormigonado lento: Mediante elcontrol de la velocidad de hormigonado, para gestionar mejor el desarrollo del calor.
• Optimización de la mezcla de hormigón: El uso de cementos con menor calor de hidratación o la adición de aditivos pueden reducir el desarrollo de calor.
• Tratamiento posterior del hormigón: Cubrir el hormigón con materiales aislantes para ralentizar el enfriamiento externo, o rociarlo con agua para aumentar la disipación del calor y minimizar así las diferencias de temperatura.
• Calefacción o refrigeración activas: El uso de encofrados calefactados o la inclusión de sistemas internos de refrigeración por agua también es concebible para requisitos de proyecto extremos o exigentes.
  
  

Conclusión

Los componentes masivos de hormigón plantean exigencias especiales a la práctica de la construcción, sobre todo en lo que respecta a la gestión de la temperatura durante el hormigonado. Mediante una planificación y una supervisión cuidadosas, es posible minimizar el riesgo de fisuración y las tensiones térmicas, lo que en última instancia contribuye a la durabilidad y seguridad de las estructuras. La medición de la temperatura durante el endurecimiento desempeña un papel clave y debe realizarse concienzudamente siguiendo las recomendaciones de los expertos. La monitorización de la temperatura desempeña un papel clave en la colocación, el endurecimiento y la maduración del hormigón, y debe tenerse muy en cuenta para poder suministrar eficazmente activos de hormigón de alta calidad.