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Congelamiento y deshielo del hormigon

Congelamiento y deshielo del hormigon.  Gracias a Luis Raul Moriel por colaborarnos este contenido...

Exponer el hormigón fresco a ciclos de congelamiento y deshielo pone a prueba la capacidad del hormigón de sobrevivir sin sufrir daños. El hormigón con aire incorporado, correctamente dosificado, elaborado con materiales de buena calidad, correctamente colocado, acabado y curado, puede resistir ciclos de congelamiento y deshielo durante muchos años. Sin embargo, bajo condiciones extremadamente severas, los ciclos de congelamiento y deshielo pueden dañar aún los hormigones de alta calidad si éstos se mantienen en un estado de saturación prácticamente total.

Esta situación puede ocurrir cuando un elemento de hormigón está expuesto a aire cálido y húmedo en uno de sus lados y del lado frío la evaporación es insuficiente o está restringida, o cuando el hormigón está expuesto a una columna de agua durante un período prolongado antes del congelamiento. El lector puede consultar una discusión general sobre la acción de las heladas en el hormigón en el trabajo de Cordon (1966). Acción de las heladas en el hormigón Entre 1933 y 1961 Powers y sus asociados realizaron exhaustivas investigaciones sobre la acción de las heladas en el hormigón. Los investigadores desarrollaron hipótesis razonables para explicar estos complejos mecanismos. Considerados separadamente, la pasta cementicia endurecida y los agregados se comportan de manera bastante diferente al ser sometidos a ciclos de congelamiento y deshielo.

En sus primeros trabajos, Powers (1945, 1954, 1955, 1956) atribuyó los daños que las heladas provocan en el hormigón a las tensiones generadas por la presión hidráulica en los poros. La presión se debía a la resistencia al movimiento del agua que se alejaba de las regiones de congelamiento. Se creía que la magnitud de la presión dependía de la velocidad de congelamiento, del grado de saturación, del coeficiente de permeabilidad de la pasta y de la longitud del recorrido del flujo hasta el lugar más próximo que permitía el escape del agua. Los beneficios del aire incorporado se explicaban en términos del acortamiento de los recorridos del flujo hasta los sitios de escape.

Algunas autoridades aún aceptan esta hipótesis. Estudios posteriores realizados por Powers y Helmuth produjeron fuertes evidencias que indicaban que la hipótesis de la presión hidráulica no se correspondía con los resultados experimentales (Powers 1956, 1975; Helmuth 1960a, 1960b; Ticket 1953). Estos investigadores hallaron que durante el congelamiento de la pasta cementicia la mayor parte del movimiento del agua era hacia los sitios de congelamiento, no alejándose de estos sitios como se creía anteriormente. Además, las dilataciones (expansiones) que se producían durante el congelamiento generalmente disminuían al aumentar la velocidad de enfriamiento.

Estos dos hallazgos contradecían la hipótesis de la presión hidráulica e indicaban que se podía aplicar una forma modificada de una teoría previamente desarrollada por Collins (1944) (originalmente desarrollada para explicar la acción de las heladas en el suelo).

Powers y Helmuth señalaron que en la pasta cementicia el agua está presente en forma de una solución alcalina débil. Cuando la temperatura del hormigón cae por debajo del punto de congelamiento hay un período inicial de superenfriamiento, luego del cual se forman cristales de hielo en los capilares de mayor tamaño. Esto provoca un aumento del contenido de álcalis en la porción no congelada de la solución dentro de estos capilares, creando un potencial osmótico que impulsa al agua presente en los poros cercanos a comenzar a difundirse hacia la solución que se encuentra en las cavidades congeladas.

La dilución resultante de la solución en contacto con el hielo permite un mayor crecimiento del cuerpo de hielo (acreción). Cuando la cavidad se llena de hielo y solución, cualquier acreción de hielo adicional produce una presión de dilatación, la cual puede provocar la falla de la pasta. Al ser extraída el agua de los capilares no congelados, la pasta tiende a encogerse. (Experimentos realizados han verificado que la contracción de la pasta u hormigón ocurre durante parte del ciclo de congelamiento.)

De acuerdo con Powers, cuando la pasta contiene aire incorporado y la distancia media entre las burbujas de aire no es demasiado grande, las burbujas compiten con los capilares por el agua no congelada y normalmente ganan esta competencia. Para una mejor comprensión del mecanismo involucrado, se sugiere al lector consultar las referencias previamente citadas. Actualmente muchos investigadores creen que las tensiones resultantes de la presión osmótica provocan la mayor parte de los daños por heladas en la pasta cementicia.

Bibliografía


Referencias, créditos & citaciones APA:
Portal de arquitectura Arqhys.com. Equipo de redacción profesional. (2012, 12). Congelamiento y deshielo del hormigon. Escrito por: Arqhys Construcción. Obtenido en fecha , desde el sitio web: https://www.arqhys.com/construccion/congelamiento-deshielo-hormigon.html.

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