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1 Hormigón de altas resistencias iniciales. Versión 5.1 Julio 2009 Página 1 de 15

2 INDICE 0.- DESCRIPCIÓN GENERAL CAMPO DE APLICACIÓN OBJETIVO CONDICIONES TÉCNICAS Tipo de ambiente Resistencia característica del hormigón Consistencia según Abrams Tamaño máximo del árido Factores climatológicos PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN Diseño de la mezcla Cemento Adiciones Relación agua/cemento Superplastificantes/reductores de agua de alta actividad Aridos Acelerantes Mezcla de los componentes Transporte Transporte intermitente Transporte continuo Puesta en obra Compactación Curado Desencofrado INFORMACIÓN DE LOS PRODUCTOS EMPLEADOS Criterios de selección de aditivos para hormigón de altas resistencias iniciales Actuación sobre la consistencia y relación a/c Actuación sobre el endurecimiento Criterios para la elección de líquidos de curado Criterio de selección de los agentes desmoldeantes RECOMENDACIONES ESPECIALES ENSAYOS DE CONTROL DE EJECUCIÓN Consistencia según UNE-EN Resistencia a compresión según UNE-EN Impermeabilidad según UNE-EN Determinación del contenido de aire según UNE-EN Resistencia a flexotracción según UNE-EN Versión 5.1 Julio 2009 Página 2 de 15

3 0.- DESCRIPCIÓN GENERAL En el siguiente Pliego de Condiciones se pretende dar una visión general sobre los pasos necesarios para la confección y puesta en obra del hormigón de altas resistencias iniciales. Podríamos definir como altas resistencias iniciales en el hormigón la incremento de éstas, comparativamente a un hormigón tradicional, en el período de 6 a 12 horas a temperatura de +20ºC. A temperaturas inferiores deben considerarse intervalos mayores por la influencia de las bajas temperaturas en la cinética de fraguado y endurecimiento. En consecuencia, a +10ºC el período se extendería hasta incluso 24 horas y a +5ºC hasta 48 horas. 1.- CAMPO DE APLICACIÓN Este procedimiento es aplicable a la confección de hormigón de altas resistencias iniciales para prefabricado donde se precise un rápido ciclo de producción y de recuperación de moldes, obra civil donde se demanden elevadas resistencias iniciales para optimizar la producción, hormigonado de túneles, etc. 2.- OBJETIVO Fabricación, puesta en obra y curado de hormigón de altas resistencias iniciales. Versión 5.1 Julio 2009 Página 3 de 15

4 3.- CONDICIONES TÉCNICAS Para la fabricación de hormigones de altas resistencias iniciales es preciso disponer de los siguientes datos de partida que deberán ser suministrados por el usuario del mismo Tipo de ambiente. Deberá clasificarse el ambiente en que se encuentra la estructura afectada dentro de los grupos señalados en la EHE-08, en el Artículo 8.2.3, Clases específicas de exposición ambiental en relación con otros procesos de degradación distintos de la corrosión. Un elemento estructural estará sometido a un ambiente definido por la combinación de una serie de clases de exposición Resistencia característica del hormigón. La resistencia de proyecto del hormigón no será menor en hormigones en masa a 20 N/mm 2 y 25 N/mm 2 en hormigón armado o pretensazo. Se seguirán las prescripciones del valor mínimo de la resistencia según el Artículo 31.4 de la EHE-08. Se deben hacer un número determinado de probetas, dependiendo de que el control sea reducido, normal o intenso (según Artículo 92 de la EHE-08)) para asegurar la resistencia determinada en el proyecto Consistencia según Abrams. Se tomará la consistencia medida según el ensayo UNE-EN En general, el hormigón para prefabricado se trabaja con consistencias líquidas, para reducir tareas de vibrado, conseguir mejores acabados y poder rellenar perfectamente los espacios en zonas densamente armadas. Generalmente, y para minimizar las pérdidas de resistencia por el factor de puesta en obra, en hormigones de alta resistencia se trabaja con consistencias fluidas (cono cm) o líquidas (cono superior a 15 cm). Versión 5.1 Julio 2009 Página 4 de 15

5 3.4.- Tamaño máximo del árido. Definido en el Artículo 28.3 de la Instrucción EHE-08. El tamaño máximo de árido no suele pasar de 20 mm siendo frecuente el empleo de áridos de 12 mm de tamaño máximo. Los áridos más gruesos disminuyen la adherencia con la pasta de cemento dando lugar a resistencias inferiores. La forma de los áridos es fundamental ya que dentro de la que proporciona el machaqueo debe parecerse más a la cúbica y no poseer gránulos aciculares o planos Factores climatológicos. La temperatura ambiente y de la masa de hormigón son de especial importancia en hormigones con demanda de resistencias iniciales por la influencia que ejerce la temperatura sobre la cinética de hidratación. Mientras a temperatura alta la evolución de resistencias es siempre muy favorable, a menudo que esta desciende se va ralentizando el desarrollo de resistencia a corta edad. En consecuencia deberán tomarse medidas preventivas como por ejemplo incrementos de la cantidad de cemento, empleo de acelerantes, calentar el agua de amasado a aproximadamente 40ºC (no son recomendables temperaturas superiores) o aplicar curado térmico. En general, en caso de bajas temperaturas, es imprescindible aislar la masa de hormigón aplicada del ambiente frío con la finalidad de preservar el calor de hidratación generado por el cemento al hidratarse para que incremente la temperatura de la masa y así favorezca el desarrollo de resistencias a corta edad. Cabe mencionar que el hormigón endurece y gana resistencia debido a las reacciones químicas producidas entre el cemento y el agua, reacción que se acelera a medida que aumenta la temperatura. Versión 5.1 Julio 2009 Página 5 de 15

6 4.- PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN Diseño de la mezcla. No existen métodos específicos para el diseño de hormigones de altas resistencias iniciales. Los métodos convencionales no ofrecen resultados satisfactorios en la mayoría de ocasiones debido a que factores como la cantidad de cemento y la relación agua/cemento están condicionados por la resistencia a 28 días. Para ello, resulta imprescindible realizar ensayos previos con los materiales originales de la obra para ajustar las dosificaciones Cemento. El cemento a emplear debe ofrecer un rápido desarrollo de sus propiedades mecánicas. Para ello, la relación de componentes C 3 S / C 2 S debe ser elevada y la cantidad de C 3 A moderadamente alta para promover de forma rápida la hidratación del material cementicio. En consecuencia, deberán emplearse cementos I-52,5R (el de máximas prestaciones), I-52,5 o I-42,5R. El cemento I-42,5R puede resultar excesivamente lento según que casos. La cantidad de cemento estará acorde con la demanda de resistencia inicial y a 28 días y dependerá del tipo de cemento y de las condiciones climatológicas. No son recomendables los cementos tipo II ni los cementos compuestos. Los cementos SR tampoco son los más adecuados para la obtención de hormigones con elevadas resistencias iniciales, pero en función del tipo de ambiente su uso será obligado a pesar de todo Adiciones. Si se desean elevadas resistencias a corta edad no es recomendable el empleo de adición. Las cenizas actúan elevando el tiempo de fraguado y por lo tanto desfavorablemente para la consecución de elevadas resistencias iniciales. El empleo de microsílice es posible si las exigencias de resistencia inicial no son muy elevadas y se emplea un cemento de elevadas prestaciones, aportando cohesión, impermeabilidad y durabilidad al hormigón. El filler calizo puede ser perfectamente utilizado ya que no afecta negativamente sobre los tiempos de fraguado. En general, las adiciones al cemento mejoran la consistencia y trabajabilidad del hormigón porque se le añade un volumen adicional de finos a la mezcla. Sin embargo, con las adiciones que no sean de humo de sílice, la velocidad de ganancia, puede ser más baja inicialmente por lo que no son recomendables. Versión 5.1 Julio 2009 Página 6 de 15

7 Relación agua/cemento. Teniendo en cuenta que la cantidad de agua añadida a la mezcla es uno de los factores que determinan directamente las resistencias tanto iniciales como finales del hormigón, la relación agua/cemento deberá mantenerse lo más baja posible. La relación agua/cemento deberá ajustarse en función de la resistencia final, pero dada la demanda de resistencias iniciales, esta deberá ser lo más baja posible, considerando que a menor relación agua/cemento mayor será el desarrollo de resistencias iniciales a cualquier edad, pero con un importante efecto en las edades más tempranas. Para ello, será imprescindible el empleo de aditivos superplastificantes/reductores de agua de alta actividad. Se debe utilizar la menor cantidad de agua posible en el amasado de hormigones y morteros, debido a que el agua sobrante de la hidratación saldrá de la masa generando un producto poroso, permeable con malas propiedades mecánicas y resistentes Aditivo superplastificante/reductor de agua de alta actividad. El empleo de superplastificantes es imprescindible para obtener trabajabilidades aceptables con relaciones agua/cemento bajas. Se utilizan superplastificantes que permiten reducir una elevada proporción de agua y que no afecten negativamente en el tiempo de fraguado, retrasándolo. La dosificación de aditivo acostumbra a ser elevada debido a que debe reducirse una importante proporción de agua de amasado y a su vez fluidificar hasta la consistencia deseada (en ocasiones hasta cono líquido). En función de la demanda de resistencia inicial requerida deberá seleccionarse el aditivo superplastificante/reductor de agua de alta actividad adecuado en función de sus propiedades (tal y como se expone en el apartado 5). Los superplastificantes actúan sobre el cemento, por tanto su eficacia está en función de la composición del cemento, sobre todo de su contenido en C 3 A. Como dicho contenido tiene que ser relativamente alto en este tipo de hormigones la dosificación del aditivo será elevada Áridos. Se ajustará la curva granulométrica de los áridos según el método patrón deseado (Fuller, Bolomey ) tomando para ello las curvas granulométricas de cada una de las fracciones de que se disponga y según la EHE-08 Artículo Por lo general el árido calizo, respecto al rodado, colabora de forma más satisfactoria sobre la evolución de resistencias a edades tempranas. Versión 5.1 Julio 2009 Página 7 de 15

8 Acelerantes. El empleo de acelerantes es beneficioso para el desarrollo de resistencias a corta edad. En este caso, deberá verificarse que el producto empleado no contiene cloruros si se trata de hormigón armado o pretensado. Si se trata de hormigón en masa, es posible el empleo de acelerantes basados en cloruros. En cualquier caso deberá contemplarse el posible efecto del acelerante sobre las resistencias a largo plazo. Véase Artículo 29.2 del Anejo 4 de la EHE-08. Debido a que la reacción entre el aditivo acelerante con el cemento es exotérmica y ésta se produce en un espacio de tiempo corto, la elevación de la temperatura del hormigón puede ser considerable con lo que se debe extremar el curado de dicho hormigón y evitar de ésta forma las fisuras que se podrían producir debido a la retracción térmica. Los acelerantes pueden ir asociados con otros aditivos formando combinaciones binarias con hidrófugos, superplastificantes, aireantes, etc Mezcla de los componentes. La mezcla de los componentes podrá realizarse en planta amasadora o bien en la propia cuba del camión en caso de plantas dosificadoras. También es posible realizarla en mezcladoras de menor volumen en caso de que las cantidades de hormigón a fabricar sean reducidas. Se seguirán las prescripciones del Artículo 71 de la EHE-08. La mezcla tiene que ser homogénea y perfectamente amasada y tiene que satisfacer los dos requisitos del grupo A de la tabla de la EHE Transporte Transporte intermitente. El transporte intermitente se realiza por medio de carretillas, cubas, dúmpers, camiones, blondinas, etc. Se escogerá el método adecuado en función de las necesidades concretas de la obra, protegiendo el hormigón de la lluvia, el calor, el viento y las vibraciones en la homogeneidad. Versión 5.1 Julio 2009 Página 8 de 15

9 Transporte continuo. Se usará para obtener altos rendimientos de hormigonado, empleando las cintas transportadoras, el bombeo neumático o mecánico. También está especialmente indicado cuando los métodos de transporte tienen un difícil acceso hasta el lugar de colocación. El transporte del hormigón se realizará siguiendo el Artículo de la EHE-08. El tiempo trascurrido entre la adicción del agua de amasado al cemento y a los áridos y la colocación del hormigón, debe ser inferior a media hora Puesta en obra. En ningún caso se tolerará la colocación en obra de masas con indicios de fraguado. Un buen proceso de colocación del hormigón debe evitar que se produzca una pérdida de homogeneidad y conseguir que al masa llene perfectamente todas las esquinas y rincones del encofrado y recubra bien las armaduras en toda su superficie. Anteriormente al vertido se debe comprobar si las presiones que origina la velocidad de hormigonado son resistidas por el sistema de encofrados, así como prever las juntas de hormigonado dejando esperas embebidas si fuese necesario. El sistema de puesta en obra más sencillo consiste en verter el hormigón desde el dispositivo de trasporte (cuba, cubilote, etc) hasta el encofrado, molde o lugar donde se haya de colocar. Se deben tomar todas las medidas para evitar la caída libre del hormigón desde una altura superior a los dos metros, a fin de impedir que se rompa la homogeneidad de la mezcla al caer más rápidamente el árido grueso que el resto de lso componentes y evitar daños a los encofrados. No se colocarán en obra capas o tongadas de hormigón cuyo espesor sea superior al que permita una compactación completa de la masa. Como regla general, este espesor estará comprendido entre cm, en función de los métodos de compactación y forma del encofrado. El vertido de grandes montones y su posterior distribución por medio de vibradores no es recomendable, ya que produce una notable segregación de la masa. Se tendrá especial cuidado en evitar el desplazamiento de las armaduras durante la puesta en obra, manteniendo el recubrimiento mínimo establecido para cada caso particular. La correcta puesta en obra seguirá las prescripciones del Artículo 71.5 de la EHE-08. Versión 5.1 Julio 2009 Página 9 de 15

10 En ningún caso se añadirá agua al hormigón para la recuperación de cono ya que la adición de agua tiene como consecuencia una disminución de resistencias así como fisuraciones Compactación. Se realizará la compactación del hormigón con objeto de conseguir la máxima homogeneidad en la distribución de los componentes del hormigón así como conseguir la máxima compacidad posible, ya que de ello depende la resistencia del hormigón y la permeabilidad, y con ello la durabilidad y la protección contra la corrosión de las armaduras. El método de compactación a seguir será función de la consistencia. A la vez, se adaptará en lo posible a las condiciones particulares de cada caso, considerando, por ejemplo, el tipo de elemento estructural. Tabla 71.2 de la EHE-08 Consistencia Seca Plástica Blanda Fluida Tipo de compactación Vibrado energético Vibrado normal Vibrado normal o picado con barra Picado con barra o vibrado ligero En el caso de vibradores de molde o encofrado deberá verificarse que el tipo de vibración de éstos sea la adecuada. La compactación se realizará siguiendo el Artículo de la EHE-08. La utilización de un hormigón fluido, frente a un blando reduce sustancialmente el tiempo de vibrado para su compactación, y como consecuencia, se mejoran las condiciones de trabajo además de dar una mayor garantía de calidad Curado. Es el conjunto de operaciones necesarias para evitar la evaporación o la pérdida de agua de amasado del hormigón. Deberá realizarse manteniendo húmedas las superficies de los elementos hormigonados desde el primer momento de su colocación y prolongarse como mínimo 7 días, dependiendo de las características del ambiente y del tipo, clase y cantidad de cemento. Versión 5.1 Julio 2009 Página 10 de 15

11 El curado mediante agua debe seguir las exigencias del Artículo 27 de la EHE-08 referente a la calidad del agua empleada. Los procedimientos de curado se describen en el Artículo 71.6 de la EHE-08. Para el curado podrán emplearse agentes filmógenos como MASTERKURE (ver tabla 5.2 para elegir entre los diversos tipos de curadores). La extensión del líquido de curado se realizará mediante pulverizador, brocha, cepillo o rodillo procurando dejar una película fina y continua. En hormigones con demanda de resistencia inicial, el curado térmico favorece enormemente la evolución de resistencias mecánicas a corta edad, sobre todo de forma comparativa en caso de bajas temperaturas Desencofrado. Los diferentes moldes o encofrados se retirarán sin producir sacudidas ni choques en la estructura y siempre que el hormigón haya alcanzado la resistencia necesaria para soportar con seguridad y sin deformaciones los esfuerzos a los que se verá sometido. Podrá realizarse ensayos de información para determinar la posibilidad o no de desmoldar. El Artículo 74 de la EHE-08 describe las operaciones de desmoldeo. Para facilitar la tarea de desencofrado se recomienda el uso de productos antiadherentes que serán aplicados al molde antes de verter el hormigón, por ejemplo los desencofrantes RHEOFINISH (ver tabla 5.3). Versión 5.1 Julio 2009 Página 11 de 15

12 5.-INFORMACIÓN DE LOS PRODUCTOS EMPLEADOS Para completar la información sobre los productos citados en el presente procedimiento será necesario consultar las Fichas Técnicas y las Hojas de Datos de Seguridad de los mismos Criterios de selección de aditivos para hormigón de altas resistencias iniciales Actuación sobre la consistencia y la relación agua/cemento: Aditivo Tipo de hormigón Propiedades Aplicación GLENIUM Resistencias superiores a MPa y/o elevadas consistencias. Reductor de agua de alta actividad/superplastificante. Según UNE-EN 934-2:2002(T2) Hormigón preparado en central y obra civil de consistencia líquida o autocompactante Actuación sobre el endurecimiento: Aditivo Características Función POZZOLITH 558HE POZZOLITH 559HE Acelerador de endurecimiento. Según UNE-EN 934-2:2002 (T.7). Acelerador de endurecimiento. Según UNE-EN 934-2:2002 (T.7). Obtención de hormigones de altas resistencias iniciales. Hay que combinar con un superplastificante. Obtención de hormigones de altas resistencias iniciales. Especialmente indicado para CEM II y cemtnos SR. Hay que combinar con un superplastificante. Versión 5.1 Julio 2009 Página 12 de 15

13 5.2.- Criterios para la elección de líquidos de curado. Aditivo Base del aditivo Aplicación MASTERKURE 114 MASTERKURE 220 MASTERKURE 230 Disolución de resinas sintéticas. Emulsión de resinas en agua. Exento de disolventes. Disolución de resinas sintéticas pigmentadas. Hormigón blanco/visto. Hormigón visto. Acabado transparente. Posibilidad tratamientos posteriores sin ser necesaria su eliminación. Pistas aeropuertos, carreteras. Cumple el ensayo de California (CALTRANS 90-7:01 B) Criterio de selección de los agentes desmoldeantes. Aditivo Tipo de encofrado Base del producto. Calidad del acabado RHEOFINISH 217 Metálico, madera, fenólico, plástico. Aceite vegetal en agua. Alta. RHEOFINISH 290 Metálico, madera, fenólico, plástico. Aceites minerales. Media. Versión 5.1 Julio 2009 Página 13 de 15

14 6.- RECOMENDACIONES ESPECIALES. - En ningún caso debe añadirse agua al hormigón a su llegada a obra o en caso de pérdida de consistencia. - Controlar el rango de dosificación de los aditivos empleados, sin que excedan el máximo ni el mínimo recomendado en cada caso. - En la colocación mediante vertido directo del hormigón evitar la caída directa desde alturas superiores a los dos metros. - Al hormigonar sobre una junta fría se debe eliminar la lechada de cemento existente con chorreado de arena o agua a presión, y aplicar puente de unión, con el fin de asegurar una buena adherencia con el soporte reciente. - Compactar con vibrado de abajo hasta arriba, hasta ver aparecer una humectación brillante en superficie. - Respetar en cualquier caso los tiempos de curado recomendados en la EHE. Versión 5.1 Julio 2009 Página 14 de 15

15 7.- ENSAYOS DE CONTROL DE EJECUCIÓN Para el control de la correcta ejecución de los trabajos podrán tomarse muestras del hormigón (según norma UNE-EN Ensayos de hormigón fresco-toma de muestras ) para la realización de los siguientes ensayos: Consistencia según UNE-EN Resistencia a compresión según UNE-EN Impermeabilidad según UNE-EN Determinación del contenido de aire según UNE-EN Resistencia a flexión según UNE-EN Versión 5.1 Julio 2009 Página 15 de 15