Patología causada por el agua en estado sólido (II) Daños por congelación en el hormigón y mortero fresco. Parte 1

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Patología causada por el agua en estado sólido (II) Daños por congelación en el hormigón y mortero fresco. Parte 1

Cómo evitar los daños por congelación en el hormigón en estado fresco.

En esta entrada veremos cómo se produce el defecto de fraguado en el hormigón durante un tiempo excesivamente frío y cuáles son las recomendaciones a seguir en el caso de vernos obligados a hormigonar en baja temperatura.

Para el hormigonado durante tiempo frío la norma EHE define las siguientes limitaciones:

– Que la temperatura de la masa de hormigón, en el momento del vertido, no sea inferior a 5ºC.

– Que los encofrados no se encuentren a una temperatura inferior a 0ºC.

– Que no se prevea que, dentro de las cuarenta y ocho horas siguientes, pueda descender la temperatura ambiente por debajo de los 0ºC.

Al mismo tiempo, esta norma dispone que se puedan tomar las medidas necesarias para que no se produzcan daños, incluyendo el empleo de aditivos específicos.

En otras normas, como la ACI 306R-88, estos valores son más o menos restrictivos, y, en definitiva, vienen a evitar que se produzca el congelamiento del agua que forma parte de la masa de hormigón.

¿Por qué se produce un incorrecto fraguado del hormigón o mortero?

Una explicación sencilla del incorrecto fraguado del hormigón puede basarse en estos dos fenómenos, cuya base científica ya vimos en las anteriores entradas:

-El agua hidrata al cemento durante el proceso de fraguado, pero el cemento no reacciona ante el hielo pues no existirá hidratación.

-En los primeros estadios del fraguado, el aumento de volumen en la formación de hielo fractura la estructura, aún poco cohesiva, del hormigón.

Dependiendo de la temperatura, puede darse uno o ambos fenómenos en el hormigón vertido. En el primer caso obtenemos una pasta muy débil que no llega a fraguar completamente, y en el segundo, un pérdida de resistencia de hasta el 50%. Pero ¿cómo se explican las fisuras que puede presentar el hormigón por congelación?

Como veremos a continuación, el proceso es mucho más complejo y ni siquiera existe consenso científico al respecto.

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Según la teoría propuesta por Powers y Helmuth, el agua que contiene la pasta del hormigón es una solución alcalina débil. Cuando se produce el período inicial de la congelación, se forma hielo en los poros o capilares de mayor tamaño. La parte de agua que no se congela aumenta su contenido en álcalis por la disolución de minerales básicos carbonatados que no se incorporan al hielo. Por tendencia al equilibrio, se crea un potencial osmótico, el cual provoca que el agua que se encuentra en otros poros cercanos se traslade hacia la zona congelada.

Con este proceso ocurren dos fenómenos:

-Se forma más hielo, con el consiguiente aumento de la presión y daño mecánico.

-En la zona dónde se pierde agua (no congelada) existe una disminución del volumen, y por lo tanto una retracción de la pasta. Esto provoca la fisuración por entumecimiento.

Cuando el hormigón cuenta con aire ocluido extra, el agua no congelada también es demandada por estos poros, lo que evita o disminuye el efecto de expansividad y crea un reparto más homogéneo del agua.

Otros autores achacan los daños en la pasta a la presión osmótica que se forma en el proceso definido de migración del agua.

Litvan propone otro modelo: el agua contenida en los poros más pequeños no puede congelarse por la interacción entre la superficie y el agua. Por la diferencia entre la presión de vapor de dicha agua, muy fría, y la presión de vapor en las zonas donde sí se forma hielo, se produce un desplazamiento hacia los poros, donde el agua transportada puede congelarse. Estos son los poros que cuentan con mayor tamaño y los situados en superficie. Los daños se justifican del mismo modo que en la anterior teoría, existiendo, además, una distribución no uniforme del agua dentro de la pasta; zonas donde el agua se encuentra en exceso y otras en defecto, causando defectos de fraguado.

Al igual que comentábamos anteriormente, la existencia de poros de aire ocluido minimizará o evitará el daño (continúa en la siguiente entrada)

Referencias bibliográficas (35)
Fotografía cabecera: Autor Mark Ahsmann en http://commons.wikimedia.org bajo licencia Creative Commons.

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Arquitecto Técnico y Perito Forense. Especialidad en Patología, Rehabilitación y Construcción (Procesos y Materiales).

Un Comentario

  1. IVCOM 22/09/2016 de 7:08

    AMIGO COMO DESCARGO ESTO.DE PATOLOGIAS

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