CONCRETOS CONSIDERACIONES TÉRMICAS DE LOS CONCRETOS. Ramón Carrasquillo Carrasquillo Associates PUERTO RICO

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Juan José Ortega Olivera
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3 Consideraciones térmicas de los concretos Por: Ramón L. Carrasquillo, Ph.D., P.E. CA CA CARRASQUILLO ASSOCIATES MATERIALS, CONSTRUCTION, AND STRUCTURAL CONSULTANTS

4 Efectos de temperatura Pérdida de trabajabilidad Baja Resistencia Microagrietamiento interno Encogimiento por secado Agrietamiento por gradiente térmico Pérdida de durabilidad DEF ASR Alta permeabilidad CA

Encogimiento por secado Agrietamiento por gradiente

16 CA

17 CA

18 CA

20 CA

21 CA

22 CA

23 CA

24 CA ESPECIFICACIONES

25 Entendamos! Las especificaciones son escritas antes de que comienze la obra. Arquitectos/Ingenieros responsables por escribir las especificaciones no saben como el Contratista planifica construir la obra. CA

26 Que necesita la estructura? Que se especifico? CA Control de Calidad en el campo

27 Necesario? Resistencia Durabilidad Especificado f c w/c ratio? Control de Calidad CA Prueba de concreto fresco y resistencia de cilindro

28 Necesario? Resistencia Durabilidad Requerido 3000 psi w/c = 0.45 CA? Control de Calidad Pruebas: 5500 psi 3300 psi Mezcla f cr = 5800 psi w/c = 0.45

31 CA

34 AMBIENT CONDITIONS T o F TEMPERATURE GRADIENT T o F T o F CONCRETE PAVEMENT d 1 2 T max T max CURRENT ASSUMPTION ACTUAL CONDITIONS

35 TEMPERATURE IN o F VERTICAL TEMPERATURE GRADIENT 6 TOTAL DEPTH, GRADIENT AT PEAK TEMPERATURE RISE 140 TEST AMBIENT TEMPERATURE: 88 o F 100 COVERED WITH PLASTIC AND BURLAP EXPOSED TOP SURFACE CA DEPTH IN INCHES

36 TEMPERATURE RISE IN o F VARIABLE CEMENT CONTENT.467 W / C RATIO, TYPE I CEMENT 120 DOUBLE CEMENT CONTENT 100 0% FLY ASH 80 CONTROL 60 HALF CEMENT CONTENT CA TIME IN HOURS

37 TEMPERATURE RISE IN o F VARIABLE CEMENT TYPE.467 W / (C+FA) RATIO, 0% FLY ASH 90 TYPE III TYPE I 60 TYPE I - II 30 CONSTANT CEMENT CONTENT CA TIME IN HOURS

38 TEMPERATURE RISE IN o F Class F FLY ASH W / (C+FA) RATIO, TYPE I - II CEMENT % - FLY ASH CONTENT BY VOLUME 0% 20% 27.5% 40 35% CA TIME IN HOURS

39 Fundamentos del diseño, construcción e inspección en obras de concreto masivo Conceptos generales Definiciones Usos Coordinación de recursos Códigos Límites: temperatura gradientes Predicción de temperatura CA

40 Tecnología del hormigón aplicada a Especificaciones Resistencia Durabilidad hormigones masivos Control de Calidad Nuevas técnicas para predecir a temprana edad las propiedades del concreto a largo plazo CA

41 Prácticas constructivas para hormigones masivos Control de temperatura Protección a temprana edad Proceso Constructivo Vaciado Consolidación Concreto Fresco Problemas Reacción Álcali Silice Ataque de Sulfatos Delayed Ettringite Formation

42 4. Presentacion Casos Reales Problemas y Soluciones Estudiar 3 casos reales 22,000 CY: Ambiente Frio 5,000 CY: Ambiente Calido Vigas Postensadas: Isla del Encanto CA

43 Specifications Mix Designs Mock Ups Pre Construction Meeting Site Preparation Concrete Placement Quality Control Testing Curing Methods Construction Program

44 Texas Children s Hospital (TCH) Case Study

45 4,860 CY total TCH Project Facts Not 1 truck rejected 11 hours total to complete placement T max = 154 o F ΔT = 30 o F ~7,800 psi Comp. 180 days 4 available batch plants provided concrete & 2 on standby CA

46 TCH - Specifications CA» Plans and Drawings

47 CA June 2, Mockup Blocks

48 CA General view of the interior insulation of the blocks

49 View of installed data logger assembly

50 Mockup blocks showing the embedded PVC pipe

51 CA Recommendations Concrete Mix Design Fresh Concrete Temperature Quality Control Sampling and Testing Pre-Placement Cooling Embedded Piping Temperature Monitoring Concrete Specifications Concrete Curing Remediation

52 TCH Original Specifications CA Recommendations Concrete Mix Design Mix #7591 or Mix #7592 Mix #7592 QC/QA No Information Every 150 CY Fresh Concrete Temp. 95 o F 95 o F +/- 2.5 o F Max Concrete Temp. 160 o F 170 o F Thermal Gradient 40 o F 40 o F Concrete Specifications days Slump = 8 +/- 1.5 Max. Agg. Size = days Same Same

53 Concrete Specifications CA 6,000 psi at 180 days Maximum aggregate size = 1 inch Slump = 8 +/- 1.5 inches High range water reducing admixture if slump is too low Machine floating finish T max = 170 o F ΔT max = 40 o F

54 Fresh Concrete Temperature At the point of discharge the concrete should not exceed 95 o F +2.5 o F margin Aggregate materials to be cooled by sprinkling at least 24 hours prior to concrete production CA

55 QC/QA Independent testing lab Sampling and testing on every 150 CY Every 15 th concrete truck CA

56 TCH Temperature Monitoring Locations TC- 1 TC- 2 TC- 4 TC- 3

61 Mat Pour Complete (days) 1.5

64 4.7 5 First Rain Event (days)

65 50% Blanket Removal

66 All Blankets Removed (days)

67 UTMDA Project Facts 22,000 CY total T max = 122 o F (1 st Pour) T max = 132 o F (2 nd Pour) ΔT max = 50.4 o F (1 st Pour) ΔT max = 63 o F (2 nd Pour) Compressive Strength = 3,595 7 days CA

68 UTMDA Concrete Mix Design Original Specifications Mix 7591 or Mix 7592 CA Recommendations Mix 7592 Fresh Concrete Temp 95 o F 95 o F +/- 2.5 o F QC/QA 30 cylinders total Every 150 CY Temperature Monitoring Every 4 hours Same Concrete Specifications Slump Max. Aggregate Size < 5 in. unless HRWR admix is used then 8-10 in. 1-1/2 inch 8 +/- 1.5 inch 1 inch Concrete Curing < 40 o F Same Remediation Cut out defective area over ¼ and patch Seal cracks > 1/16

69 Original Logger Assembly 7

70 CA s Recommendations (As built)

72 Data Logger Locations 2nd Placement 18,140 CY 1 st Placement 3,860 CY

76 South end blankets laid Large pour completed North end blankets laid 75% Blankets Removed Hairline cracks reported (north end) (days) CA

77 Main Place Block 93 Case Study

78 Data Logger Locations Placement 13,000 CY

79 Original Logger Assembly CA» Plans and Drawings

80 CA s Recommendations 2 Above 3 from top 6 from top Mid depth 6 from bottom

81 Photo Courtesy Of: D.E. Harvey Builders

82 Heat Generation Vigas PR-10 Utuado PRRLC Colombia Additional Slides

83 Proyecto: PR-10 Utuado - Adjuntas Elemento: Cabezales Volumen: 220 yds CA

89 CA

91 MUCHAS GRACIAS!

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