Curado acelerado
El curado acelerado es cualquier método mediante el cual se logra una alta resistencia temprana en el hormigón . Estas técnicas son especialmente útiles en la industria de la prefabricación , en la que la alta resistencia temprana permite la remoción del encofrado en 24 horas, reduciendo así el tiempo del ciclo y generando beneficios en términos de ahorro de costos. [1] Las técnicas de curado más comúnmente adoptadas son el curado con vapor a presión atmosférica, el curado con agua tibia, el curado con agua hirviendo y el autoclave .
Un ciclo típico de curado incluye una etapa de precalentamiento, conocida como "período de retardo", que varía de 2 a 5 horas; calentamiento a una velocidad de 22 °C/hora o 44 °C/hora hasta alcanzar una temperatura máxima de 50−82 °C; luego mantenimiento a la temperatura máxima y, por último, el período de enfriamiento. El ciclo completo no debe exceder preferiblemente las 18 horas. [2] [3]
Mecanismo
A temperaturas elevadas, el proceso de hidratación se mueve más rápidamente y la formación de los cristales de hidrato de silicato de calcio es más rápida. La formación del gel y el coloide es más rápida y la velocidad de difusión del gel también es mayor. Sin embargo, la reacción es más rápida y deja menos tiempo para que los productos de hidratación se dispongan adecuadamente, por lo que la resistencia a la edad avanzada o la resistencia a la compresión final alcanzada es menor en comparación con el hormigón curado normalmente. Esto se ha denominado efecto cruzado. [4]
Se ha descubierto que la temperatura óptima está entre 65 y 70 °C, más allá de la cual las pérdidas de resistencia en etapas posteriores son considerablemente mayores. [3]
Período de retraso
Las técnicas de curado acelerado implican invariablemente altas temperaturas. Esto puede inducir tensiones térmicas en el hormigón. Además, el agua en los poros comienza a ejercer presión a temperaturas más altas. El efecto combinado de la presión de poro y las tensiones térmicas provoca una tensión de tracción dentro del cuerpo del hormigón. Si el proceso de curado acelerado se inicia inmediatamente después de que se haya vertido el hormigón, este no podrá soportar las tensiones de tracción, ya que requiere tiempo para ganar algo de resistencia. Además, estas microfisuras formadas pueden conducir a la formación retardada de etringita , que se forma por la transformación de monosulfato metaestable. La formación retardada de etringita (DEF) induce la expansión en el hormigón, debilitándolo. La DEF se promueve mediante la formación de grietas que permiten la fácil entrada de agua. Por lo tanto, se permite que transcurra un período de retraso antes del comienzo del proceso de curado para permitir que el hormigón gane una cierta resistencia mínima a la tracción. El tiempo de fraguado del hormigón es un criterio importante para determinar el período de retraso. En general, el período de retardo es igual al tiempo de fraguado inicial, que se ha demostrado que da resultados satisfactorios. Los períodos de retardo menores dan lugar a pérdidas de resistencia a la compresión. [1]
Temperaturas excesivas
Las temperaturas excesivas provocan una caída de la resistencia a la compresión debido al efecto "crossover". Temperaturas más altas reducirían el tiempo del ciclo y, por lo tanto, mejorarían la economía del proceso de fabricación, sin embargo, la resistencia a la compresión obtenida también sería menor. Por lo tanto, se trata de un equilibrio entre los beneficios del ahorro de costos y la pérdida de resistencia a la compresión. Dependiendo del tipo de proyecto y las consideraciones económicas, el tiempo del ciclo se diseña para adaptarse a la mezcla de hormigón o viceversa. [3]
Papel del material puzolánico
La puzolona aumenta la resistencia del hormigón en etapas posteriores, ya que reacciona con el hidróxido de calcio y lo convierte en hidratos de silicato de calcio (CSH). Sin embargo, los cementos de puzolona Portland tienen una energía de activación más alta y, por lo tanto, su tasa de hidratación es menor en comparación con el cemento Portland común (OPC). Esto da como resultado una resistencia menor en etapas tempranas en comparación con el OPC. Las técnicas de curado acelerado ayudan radicalmente a aumentar la tasa de ganancia de resistencia. Halit et al. [5] demostraron que el curado con vapor mejoró los valores de resistencia a la compresión de 1 día de mezclas de hormigón de cenizas volantes de alto volumen (40 %, 50 % y 60 % de cenizas volantes por reemplazo) de 10 MPa a aproximadamente 20 MPa, lo que es suficiente para permitir la eliminación del encofrado y ayuda en gran medida a la industria del hormigón prefabricado.
Referencias
- ^ ab Erdem, T. (2003). "Tiempo de fraguado: un criterio importante para determinar la duración del período de retardo antes del curado con vapor del hormigón". Cement and Concrete Research . 33 (5): 741–050. doi :10.1016/S0008-8846(02)01058-X.
- ^ ACI 517.2 R-87, Curado acelerado del hormigón a presión atmosférica: estado del arte, Manual del hormigón ACI 1992, revisado.
- ^ abc Turkel, S.; Alabas, V. (2005). "El efecto del curado excesivo con vapor en el hormigón compuesto de cemento Portland". Investigación sobre cemento y hormigón . 35 (2): 405–411. doi :10.1016/j.cemconres.2004.07.038.
- ^ Paya, J.; Monzo, J.; Perismora, E.; Borrachero, M.; Tercero, R.; Pinillos, C. (1995). "Desarrollo de la resistencia temprana de morteros de cemento portland que contienen cenizas volantes clasificadas por aire". Cement and Concrete Research . 25 (2): 449–456. doi :10.1016/0008-8846(95)00031-3.
- ^ Yazici, H.; Aydin, S.; Yigiter, H.; Baradan, B. (2005). "Efecto del curado con vapor en mezclas de hormigón de cenizas volantes de alto volumen de clase C". Investigación sobre cemento y hormigón . 35 (6): 1122–1127. doi :10.1016/j.cemconres.2004.08.011.
