Confección y caracterización del Hormigón de Alta Resistencia ...

Estudio técnicoConfección y caracterización delHormigón de Alta Resistencia Inicial yrápido desencofrado, desmoldeo odescimbrado.

INTRODUCCIÓNLa necesidad, cada vez mayor, de optimizar los procesos, ysus rendimientos, en las obras e industria de prefabricaciónde hormigón armado, particularmente en las operaciones dedesencofrado, desmoldeo o descimbrado, centra elcontenido del presente Estudio Técnico.hormigón, así como las herramientas para su confección ycaracterización bajo las especificaciones de la InstrucciónEstructural para el Hormigón EHE-08.El rendimiento productivo en la obra civil, construcciónsubterránea, edificación e industria del prefabricado, seencuentra en gran medida condicionado por el tiemponecesario para realizar el desencofrado, desmoldeo odescimbrado, en especial cuando los ciclos de trabajoson repetitivos y no pueden ser solapados entre sí. Esteproceso debe realizarse sin poner en riesgo laseguridad estructural, ni la del personal que trabaja enellas, ni tampoco, la calidad de los elementoshormigonados.Debido a las anteriores necesidades y gracias a los avancestecnológicos, se ha desarrollado un nuevo concepto: ElHormigón de Alta Resistencia Inicial.Por este motivo, en el presente Estudio Técnico se analizanlos parámetros que gobiernan el diseño de este tipo deJUSTIFICACIÓN POR LA EHE-08Tal y como se indica en el Artículo 74º Descimbrado deEHE-08, las operaciones (de desencofrado, desmoldeoo descimbrado) no se realizarán hasta que el hormigónhaya alcanzado la resistencia necesaria para soportar,con suficiente seguridad y sin deformacionesexcesivas, los esfuerzos a los que va a estar sometidodurante y después del desencofrado, desmoldeo odescimbrado.2

Cuando se trate de obras de importancia y no se poseaexperiencia de casos análogos, o cuando los perjuicios quepudieran derivarse de una fisuración prematura fuesengrandes, se realizarán ensayos de información (véaseArtículo 86º) para estimar la resistencia real delhormigón y poder fijar convenientemente el momentode desencofrado, desmoldeo o descimbrado.cuando existan dudas justificadas sobre larepresentatividad de los resultados obtenidos en elcontrol experimental a partir de probetas de hormigónfresco.Los plazos de desapuntalado o descimbrado indicados(en el mencionado Artículo 74º) solamente podránmodificarse si el constructor redacta un plan acordecon los medios materiales disponibles, debidamentejustificado y estableciendo los medios de control yseguridad apropiados. Todo ello se someterá a laaprobación de la Dirección Facultativa.Entre los ensayos de información complementaria delhormigón que cita la Instrucción y relacionado con estedocumento, cabe destacar la fabricación y rotura deprobetas, en forma análoga a la indicada en losensayos de control, pero conservando las probetas noen condiciones normalizadas, sino en las que sean lomás parecidas posible a aquéllas en las que seencuentra el hormigón cuya resistencia se pretendeestimar.Por otra parte, en el Artículo 86º Control del hormigónApartado 86.8 Ensayos de información complementariadel hormigón se indica que estos ensayos tienen porobjeto estimar la resistencia del hormigón de una partedeterminada de la obra, a una cierta edad o tras uncurado en condiciones análogas a las de la obra.Además valora que, la Dirección Facultativa decidirá suempleo […] por solicitud de cualquiera de las partes,Por último, en los comentarios del mismo Artículo, se añadeque la realización de estos ensayos tiene interés, entreotros, para seguir el progresivo desarrollo deresistencia en hormigones jóvenes, estimando así elmomento idóneo para realizar el desencofrado odescimbrado o la puesta en carga de elementosestructurales.Por tanto, para estimar la resistencia del hormigónjoven y poder fijar convenientemente el momento de3

desencofrado, desmoldeo o descimbrado, la EHE-08dentro de su articulado contempla la conservación deprobetas en condiciones similares a las que seencuentra el hormigón del elemento estructural.FACTORES QUE INFLUYEN EN EL DESARROLLODE LAS RESISTENCIAS DEL HORMIGÓN DEALTA RESISTENCIA INICIALA igualdad de parámetros, un aumento de latemperatura (soporte, ambiente y/o hormigón)produce un fraguado y primer endurecimiento másrápido (tanto el inicio y fin de fraguado, como eldesarrollo de las resistencias iniciales se producencon mayor rapidez).La cinética del fraguado y endurecimiento del cemento, ypor tanto, el desarrollo de las resistencias del hormigón(iniciales y finales), está condicionada por numerososfactores.A continuación se analizan los principales parámetros quecontrolan la cinética de fraguado y endurecimiento,particularmente, durante las primeas horas desde la puestaen obra del hormigón por ser las que centran estedocumento:• Temperatura.• Tipo y contenido de cemento.• Relación A/C.• Resistencia característica• Tipo de aditivos empleados.• Tipología de elemento estructural a hormigonar.Por contra, un descenso en las temperaturas produceuna demora en el desarrollo de resistencias. Atemperaturas por debajo de +10 ºC, el fraguado seproduce generalmente de forma muy lenta. Cuando latemperatura desciende de 0ºC, el agua intersticialpuede llegar a congelarse, inhibiéndose el proceso defraguado.3.1 TemperaturaLa temperatura de la masa del hormigón, asícomo del ambiente, soporte, moldes, encofrados,etc. influyen de manera determinante en el diseñoy posterior comportamiento del Hormigón de AltaResistencia Inicial.Es sabido que la temperatura gobierna la cinéticade hidratación del cemento.4

Por tanto, en función de la temperatura (ambiente,materiales y masa de hormigón) deben tomarse unaserie de medidas encaminadas a regular y controlarla cinética de fraguado, especialmente cuando lastemperaturas son bajas para el objeto de esteestudio.• Para un mismo tipo de cemento, a mayor cantidad decemento utilizado en la dosificación, mayor cantidad decalor es producido.• La denominación R (rápido desarrollo de resistenciasiniciales) libera el calor de forma más rápida durante elfraguado que la denominación N (normal).Las operaciones de incremento de la temperatura decurado del hormigón, si bien, son prácticasextendidas en el mundo del prefabricado, sonfrecuentemente inviables (tanto técnica comoeconómicamente) en obra civil, construcciónsubterránea, edificación, etc.3.2 Tipo de cementoLa reacción de hidratación del cemento es exotérmica,es decir, libera calor.El calor liberado provoca consecuentemente un aumento enla temperatura del hormigón. A mayor calor generado,mayor incremento de la temperatura.La cantidad de calor generada, depende del tipo ycontenido de cemento empleado. A este respecto, sepuede decir que:• Para una misma cantidad de cemento, cuanta mayorcantidad de clinker y menor cantidad de adiciones, sedesprende más calor (en las fases iniciales). Por tantoy a igualdad de clase resistente, un CEM I desprendemás calor durante el proceso de hidratación que unCEM II y éste a su vez más que un CEM III, etc. Dentrode cada clase resistente, el grupo A (alto contenido enclinker) libera más calor que el grupo B (bajo contenidoen clinker).• Para una misma cantidad de cemento, cuanta mayorfinura de molido (mayor clase resistente), mayor calorse desprende en el proceso. Por ejemplo, para el CEMI, la clase 52,5 libera más calor, que el 42,5, etc.Este incremento de la temperatura, como se ha indicadocon anterioridad, produce un aumento en la velocidad dehidratación del cemento, que a su vez, genera más calorincrementando con ello de nuevo la temperatura, lo cualconlleva que se aumente aún más la velocidad dehidratación del cemento y así sucesivamente. Por tanto, lareacción de hidratación del cemento se ve auto-acelerada.5

En definitiva, el proceso de hidratación del cemento esuna reacción exotérmica que desprende calor queacelera el inicio y fin de fraguado y con ello, eldesarrollo de las resistencias iniciales del hormigón.En cuanto a la selección del tipo de cemento, es muyimportante resaltar las repercusiones derivadas delacuerdo de Kioto, así como los criterios de contribución ala sostenibilidad (Anejo 13, EHE-08), los cuales se puedenresumir en:Por tanto, debido a criterios de sostenibilidad, latendencia en el mercado es a la utilización de cementoscada vez más lentos.A continuación y a modo de ejemplo, se muestran las fichastécnicas de tres clases diferentes de cemento:CEM I / 52,5R LEMONA (Grupo Portland)• Limitación de la producción de clinker, al ser suproducción un proceso que consume elevados recursosenergéticos y produce y emite una elevada cantidad deCO 2 . Por ello, se promueve el empleo de cementos conmenor contenido en clinker (CEM II, CEM III, etc.).CEM II / B-M (V-S-LL) 42,5R LEMONA (Grupo Portland)CEM III / A 42,5N SR LEMONA (Grupo Portland)• Necesidad de reciclar y valorizar subproductos oresiduos de otras industrias, es decir, se fomenta elempleo de adiciones y por tanto la utilización decementos con bajos contenidos en clinker, conadiciones de escorias de horno alto, humo de sílice,cenizas volantes, etc.Como se puede apreciar y de una forma comparativa, eldesarrollo de resistencias iniciales es más lento en loscementos con menor contenido de clinker y menor claseresistente. Sin embargo los cementos que cumplen conestos criterios son aquellos que tienen mejor valoraciónmedioambiental.Adicionalmente por criterios económicos y de sostenibilidad,es necesario optimizar el contenido de cemento, teniendoen cuenta que se tienen dos limitaciones para utilizar unacuantía mínima. Éstas son:• Cumplimiento de los criterios de durabilidad.• Requerimientos de desarrollo de resistencias iniciales.6

Tanto por los criterios ambientales como por loseconómicos, para compensar la utilización de cementoscada vez más lentos y poder limitar el contenido decemento dentro del hormigón, es necesaria lautilización de aditivos reductores de agua de altaactividad específicos rápidos dentro de la gamaGLENIUM.retraso en el fraguado y un menor desarrollo de lasresistencias iniciales y finales.• Una disminución en la relación A/C, provoca unaumento de las resistencias mecánicas.3.3 Relación A/CLa relación A/C juega un papel fundamental en laconfección de Hormigones de Alta Resistencia Inicial.A este respecto deben tomarse en cuentafundamentalmente los siguientes aspectos:• La máxima relación A/C utilizada por criterios dedurabilidad según la EHE-08 (desde 0,45 hasta 0,60 enfunción de la clase de exposición) es netamentesuperior a la teórica para hidratar el cemento (aprox.0,28).Por tanto, a menor relación A/C, mayores son lasposibilidades y opciones de confeccionar un Hormigón deAlta Resistencia Inicial.Por tanto, para la confección de Hormigones de AltaResistencia Inicial es necesario la utilización derelaciones A/C lo más bajas posibles, es decir, laconfección de hormigones de relaciones A/C bajas es unacondición necesaria, aunque no suficiente, para laconfección de un Hormigón de Alta Resistencia Inicial, yaque depende también de otros parámetros.La consecución de relaciones A/C bajas es posiblegracias al empleo de aditivo superplastificante deúltima generación tipo GLENIUM.Es importante destacar, que el cumplimiento de este criterioy a igualdad de parámetros, puede suponer un incrementoen la clase resistente como consecuencia de la disminuciónde la relación A/C.3.4 Resistencia característica• A mayor relación A/C, menor resistencia mecánica ymayor cantidad de agua que debe evaporarse delhormigón. El exceso de agua, provoca que el hormigónse encuentre fresco durante mayor tiempo, provoca unComo es obvio, los requerimientos para un Hormigón deAlta Resistencia Inicial deben centrarse en las primerasedades del hormigón.La resistencia característica (a 28 días) por la cual seclasifica y se especifica un hormigón (junto con laconsistencia, clase de exposición, etc.), si bien es necesariosu cumplimiento, pasa a un segundo plano al no ser un7

parámetro definitorio para la confección de un Hormigón deAlta Resistencia Inicial, donde prima un requerimiento deresistencia a cortas edades.Tal y como se ha indicado anteriormente, la búsqueda derelaciones A/C bajas para un rápido desarrollo de lasresistencias iniciales, puede llevar implícito un incrementoen la clase resistente del hormigón requerido en Proyecto.Por este motivo, es muy importante la correcta definicióny especificación del Hormigón de Alta ResistenciaInicial desde la fase de Proyecto, no sólo por lamedición de las resistencias características (a 28 días)diferidas de los criterios estructurales y de cálculo, sinopor los requerimientos a cortas edades que sonfundamentales para un adecuado, óptimo, seguro yrentable proceso constructivo.A modo de ejemplo, con la tecnología actual, laconsecución de Hormigones de Alta Resistencia Inicial conrequerimientos de resistencia a compresión a 12 horas de12 MPa, pueden resultar con unas resistencias de 35 MPa oincluso superior a 28 días.Dicho de otra forma, con un HA-25 es muy poco probableque sea factible obtener resultados cercanos a 12 MPa alas 12 horas.Por estos motivos, para definir y especificar un Hormigón deAlta Resistencia Inicial debe incluirse dentro de losrequerimientos y especificaciones un parámetro adicional ala resistencia característica medida a 28 días, esto es, elvalor mínimo de la resistencia inicial a una edaddeterminada para el hormigón joven.De esta forma, el cumplimiento de ambos criterios deresistencia inicial y resistencia característica conlleva laconsecución de los objetivos planteados por criterios decálculo y constructivos.El avance tecnológico en la Industria Química para laConstrucción ha permitido la confección e introducción en elsector de nuevos tipos de hormigones, entre ellos elHormigón de Alta Resistencia Inicial.Cabe destacar que la consecución del Hormigón de AltaResistencia Inicial, en caso de llevar implícito el incrementode la resistencia a 28 días, puede ser una herramienta útilpara el Proyectista para optimizar las secciones resistentesy posibilidad de mejorar el índice de contribución de laestructura a la sostenibilidad (Anejo 13, EHE-08).3.5 Tipo de aditivos empleadosSe puede decir que detrás de cada nuevo tipo de hormigónque hace su aparición en el mercado, se esconde un aditivoespecífico que permite su elaboración.8

Por tanto, para la confección del Hormigón de AltaResistencia Inicial es imprescindible el empleo deaditivos específicos que permitan modificar una o máspropiedades del hormigón.La ingeniería de polímeros para aditivos de hormigón haevolucionado sustancialmente desde sus orígenes, pasandode disponer de materias primas producidas comosubproductos de otros procesos industriales, a tenerpolímeros de diseño específicos que aportan numerosasprestaciones que anteriormente eran desconocidas en elhormigón.Según la función principal que realizan los aditivos, si bienexisten más tipos (anticongelantes, inhibidores de lacorrosión, impermeabilizantes, hidrofugantes,cohesionantes, etc.), en el marco de la Instrucción EHE-08se consideran cinco:Los aditivos GLENIUM, basados en moléculas depolicarboxilato modificadas, se encuentran actualmenteen un grado de desarrollo que permiten la confección deun traje a medida en el diseño y confección de unhormigón en función de la aplicación.• Reductores de agua / plastificantes.• Reductores de agua de alta actividad /superplastificantes.• Modificadores de fraguado / Aceleradores,retardadores.• Inclusores de aire.• Multifuncionales.Además de la función principal, un aditivo puede realizaruna función secundaria. Por otro lado, también puede tenerefectos secundarios en función de la dosificación empleadaconsiderándose éste, como un efecto perjudicial para losobjetivos que persigue su empleo en el hormigón.Como premisa y resumiendo lo indicado en otros puntos,para un Hormigón de Alta Resistencia Inicial es fundamentalla confección de relaciones A/C muy bajas.Por este motivo la utilización de aditivos reductores deagua de alta actividad tipo GLENIUM es imprescindiblepara la confección de un Hormigón de Alta ResistenciaInicial.En este sentido, es necesario profundizar en laspropiedades del aditivo reductor de agua de alta actividad /superplastificante.9

En cuanto al Hormigón de Alta Resistencia Inicial,parámetros como:• la reología: Capacidad que tiene de fluir el hormigón.• mantenimiento de consistencia: Velocidad a la cualpierde el cono.• inicio y fin de fraguado: Grado en el cual el hormigóndesarrolla sus resistencias.pueden ser modificados, en un sentido u otro, en funcióndel tipo de aditivo superplastificante GLENIUMseleccionado y empleado en función de los requerimientosexistentes en el Proyecto u Obra.Por este motivo, es necesario precisar que si bien lautilización de aditivo superplastificante esimprescindible, no todos los tipos son técnicamenteadecuados para los objetivos perseguidos en elHormigón de Alta Resistencia Inicial, puesto que enocasiones, las funciones y/o efectos secundarios de losaditivos superplastificantes pueden producir un efecto nodeseado en el hormigón.3.6 Tipo de elemento estructural a hormigonarLa forma clásica, típica o habitual de caracterizar elhormigón en obra o central de hormigón, mediante probetacilíndrica ejecutada in situ y curada en condicionesambientales durante las primeras 24-72 horas hasta que seretiran al Laboratorio de Control, puede diferirsustancialmente de las condiciones reales del elementoestructural que se hormigona.Analizando las propiedades inherentes al sistemaempleado, se aprecia que las similitudes teóricas entre elhormigón de las probetas y hormigón utilizado en elelemento estructural son las referentes a la formulaciónempleada, es decir, en ambos casos se dispone de lamisma cantidad porcentual de cemento, relación A/C y tipode aditivos empleados.Una mala selección del aditivo superplastificante puedesuponer una disminución relativamente importante de lasprestaciones del Hormigón de Alta Resistencia Inicial ohacer inviable su empleo debido a:• Un retraso en el fraguado.• Baja capacidad de reducción de agua.• Inadecuada reología del hormigón.• Insuficiente mantenimiento de la consistencia.• Etc.Dentro de la gama de aditivos GLENIUM existenaditivos específicos diseñados para la confección deHormigón de Alta Resistencia Inicial.Por otro lado, no debe obviarse el empelo de aquellosaditivos que en función de la época del año, sea necesariosu empleo. A modo de ejemplo, se citan el anticongelanteBETTOGEL y el acelerante de fraguado/anticongelantePOZZOLITH HE-1 para hormigonados a bajastemperaturas.Adicionalmente, debe tenerse en cuenta lasespecificaciones que realiza la EHE-08 para el hormigonadoen tiempo frío o tiempo caluroso.10

Sin embargo, en cuanto a la temperatura y condicionesclimatológicas, durante las primeras horas desde elhormigonado / confección de las probetas, puedenexistir diferencias importantes entre éstas y el elementoestructural.Las diferencias existentes entre el hormigón del elementoestructural y el hormigón de las probetas, son debidasfundamentalmente a:• El volumen de hormigón.• Exposición a las condiciones climatológicas.La diferencia de comportamientos se analiza con mayordetalle a continuación para los anteriores parámetros.En aquellos casos donde la resistencia inicial no seadeterminante y prime la consecución de las resistenciasfinales, este parámetro no tiene excesiva importancia, aexcepción de condiciones climáticas muy adversas quepuede alterar la calidad del hormigón existente en lasprobetas.Sin embargo, para la consecución de Hormigones de AltaResistencia Inicial, una diferencia muy grande devolumen entre la probeta y el elemento estructuralpuede suponer un gran desfase entre el inicio defraguado y el valor de resistencia durante las primerasedades.3.6.1 Volumen de hormigón:El tipo de probeta de que habitualmente se utiliza en lasobras para el control del hormigón, es la probeta cilíndricade 30 x Φ15 cm 3 . Esta probeta necesita un volumen dehormigón de 0,0053 m 3 (5,3 litros) para su confección.Como se puede observar, el volumen empleado es ínfimocomparado con el volumen real utilizado para elhormigonado del elemento estructural.11

La diferencia de comportamientos se debe a la propiareacción exotérmica del proceso de hidratación delcemento, que como se ha visto anteriormente, genera unincremento de la temperatura y con ello, una aceleración enel desarrollo de las resistencias.Por tanto, el desarrollo de resistencias se produce de formamás rápida cuanto mayor cantidad de cemento existe en elelemento estructural a hormigonar, lo cual depende delvolumen de hormigón y contenido de cemento por metrocúbico de hormigón.Por este motivo y otros que se verán a continuación, paraeste caso las probetas confeccionadas de la formaclásica (curadas según las condiciones ambientales)pueden no ser representativas de las primeras edadesdel hormigón por haber endurecido a una temperaturadiferente a la del elemento estructural (tal y como secontempla en la EHE-08).Es común que debido a este parámetro, la temperatura delas probetas sea muy inferior (en las edades iniciales) a ladel hormigón existente en el elemento estructural.3.6.2 Exposición a las condiciones climatológicas:de obra es de 24 horas, aunque en ocasiones el tiempo essuperior (hasta 72 horas).Para la medición de Hormigón de Alta Resistencia Inicial, eltiempo que transcurren las probetas a pie de obra es menorpuesto que interesa conocer el valor resistente a edades,generalmente, inferiores a 48 horas e incluso inferiores a 24y 12 horas. A modo de ejemplo, es habitual realizar roturasa 8, 10 y 12 horas desde el hormigonado.Sin embargo, las probetas no tienen porque encontrarsedurante las primeras horas en las mismas condicionesclimatológicas que el elemento estructural.Es evidente, que el hormigón existente en una probetacilíndrica, generalmente confeccionada con un moldemetálico, se encuentra a unas condiciones similares a lasexistentes según la climatología imperante. En este caso, laclimatología afecta al suministro (hormigón con mayor omenor temperatura) y posteriormente a la probeta. Sidisminuye la temperatura (p.ej. en la noche-madrugada), laprobeta se enfría en la misma proporción.Las condiciones de temperatura, humedad relativa,exposición al sol, viento, heladas, etc. influirándeterminantemente en el desarrollo de las resistenciasiniciales del hormigón existente en la probeta.Es práctica habitual confeccionar las probetas cilíndricas apie de obra y que transcurra un determinado periodo detiempo hasta que las probetas son recogidas y llevadas alaboratorio donde se almacenan según normativa hasta surotura.Para la medición de roturas a 7 y 28 días, el periodo detiempo que habitualmente las probetas se encuentran a pie12

• Protección: Son aquellos sistemas que aíslan alhormigón de las condiciones climatológicas. Mientrasque las probetas suelen confeccionarse en moldesmetálicos, situarse a la intemperie y cubrirse porarpilleras húmedas, el hormigón de elementoestructural puede estar protegido por si mismo, elencofrado, el terreno, los agentes de curado externos,etc. y en muchas ocasiones, no se encuentra a laintemperie, o al menos un importante porcentaje de suvolumen.Por este motivo, las condiciones climatológicas a lasque vaya estado sometida la probeta durante lasprimeras horas pueden provocar un importante desfaseentre éstas y la resistencia real que haya adquirido elelemento estructural durante el mismo intervalo.REQUERIMIENTOS DE DISEÑO PARA ELHORMIGÓN DE ALTA RESISTENCIA INICIALTras analizar los factores que influyen en el desarrollo deresistencias del Hormigón de Alta Resistencia Inicial, seresumen en este apartado los requerimientos de diseño yaspectos a considerar más importantes:En el caso del elemento estructural, la forma en la queafecta la climatología depende de varios factores,principalmente de:• Morfología: Para un mismo volumen de hormigón, lascondiciones climatológicas afectan más a aquelelemento estructural en el que exista mayor superficielibre y por tanto, mayor grado de exposición.Generalmente, está relacionado con la esbeltez. Piezasmás esbeltas son más susceptibles de ser afectadaspor las condiciones climatológicas adversas. A modode ejemplo, en una solera de 100 m 3 de hormigón conunas dimensiones de 500 m 2 de 20 cm espesor a laintemperie es muy probable que la temperatura de laprobeta a pie de obra sea muy similar a la del hormigónde la solera. El mismo volumen de hormigón y en lasmismas condiciones climatológicas, puesto en unazapata de hormigón cúbica, probablemente produciráunas diferencias notables entre las probetas a pie deobra y el hormigón de la zapata.• Ubicación: El lugar elegido para la confección yalmacenamiento de las probetas en obra, puede diferirde las condiciones existentes en el hormigonado delelemento estructural.• Tipo de cemento: Como se ha indicado, para los finesdescritos interesa la utilización de cementos con altocontenido en clinker y de elevada clase resistente, esdecir, cementos rápidos. Por el contrario, si por criteriosde sostenibilidad, logística, etc. no se disponen deestos tipos de cementos, o si la utilización de cementosrápidos no se encuentra especificada por criterios dedurabilidad, la utilización de cementos con menorescontenidos en clinker propicia la utilización deaditivos específicos rápidos dentro de la gama deaditivos superplastificantes de última generacióntipo GLENIUM que contrarresten total o13

parcialmente las carencias del cemento en cuanto avelocidad de fraguado y desarrollo de resistencias.• Contenidos de cemento: Si bien, a priori, interesa uncontenido de cemento superior a los mínimosrecomendados por criterios de durabilidad, debido acriterios de sostenibilidad y económicos, debeoptimizarse el contenido de cemento. El empleo deaditivos superplastificantes de alta actividad tipoGLENIUM, ayudan a optimizar la cantidad decemento utilizado.• Selección del aditivo: El aditivo seleccionado yempleado dentro de la gama GLENIUM, debeadecuarse a los requerimientos de reología,mantenimiento de consistencia, e inicio y fin defraguado. Para hormigonados a bajas temperaturas,puede ser recomendable el empleo de POZZUTEC 10(BETTOGEL) y el acelerante defraguado/anticongelante POZZOLITH HE-1.• Relaciones A/C: Valores típicos varían entre 0,30 y0,50 en función del tipo de cemento empleado,aplicación y requerimientos. Este parámetrosupone la utilización de aditivos reductores de altaactividad / superplastificantes GLENIUM en dosisrelativamente altas.• Temperatura: El comportamiento del hormigónvaría en función de la temperatura, por lo quedurante las diferentes épocas del año pueden tomareuna serie de medidas encaminadas en uno u otrosentido en función de los intereses y necesidades. Eshabitual disponer de una formulación de invierno yotra de verano. En cuanto a la temperatura de curado,14

salvo en la industria del prefabricado, las operacionesde incremento de la temperatura de curado delhormigón son generalmente inviables (tanto técnicacomo económicamente) en obra civil, construcciónsubterránea, edificación, etc. Su efecto puede sercompensado por el empleo de aditivo superplastificantede alta actividad rápido de la gama GLENIUM.TECNOLOGÍA EXCLUSIVA PARA ELDESARROLLO DE RESISTENCIAS INICIALESY MEJORA DEL RENDIMIENTO PRODUCTIVO:X-SEED.• Resistencia característica: Para la especificación ycaracterización de este tipo de hormigón, debeincluirse el requerimiento a corta edad. En casocontrario la resistencia característica por si misma noes definitoria.X-SEED es una suspensión de nanopartículas de CSH queactúan como núcleo de cristalización facilitando laformación acelerada de gel CSH en la solución, potenciandoel proceso de hidratación del cemento a edades tempranasincluso a temperaturas bajas.X-SEED modifica la cinética de hidratación del cemento sinafectar la morfología de los productos hidratados.A diferencia de los aceleradores de fraguado tradicionales,X-SEED permite el adelantamiento del inicio de fraguado,incrementando el desarrollo de las resistencias iniciales sinperjudicar las resistencias finales, construyendo unamicroestructura más cerrada que favorece la durabilidad delhormigón.Adicionalmente, en el caso de temperaturas extremas,deberán seguirse las especificaciones de hormigonadoen tiempo frío o tiempo caluroso.X-SEED es un producto único en el mercado, protegido porpatentes y fabricado con materias primas exclusivas deBASF. En muchos casos, permite duplicar la resistenciainicial del hormigón a muy corta edad (6-10 horas).15

X-SEED permite el incremento de los ciclos productivos(posibilidad de doblar la producción), así como un mayorrendimiento de los encofrados por mayor rotación de losmismos.CONTROL DEL HORMIGÓN DE ALTARESISTENCIA INICIAL (C.H.A.R.I.)Según lo indicado anteriormente, existen ocasiones dondelas condiciones de conservación y almacenamiento de lasprobetas en obra puede conllevar un fuerte desfase,especialmente durante las primeras edades, entre lasresistencias de las mismas y las existentes en el elementohormigonado, lo cual puede conllevar un retraso en el cicloproductivo, con las consiguientes penalizaciones yconsecuencias económicas negativas que supone paratodos los agentes que intervienen en una obra.Por estos motivos, si se quiere tener una fielaproximación a los valores resistentes del hormigónvertido en el elemento estructural y sin tener en cuantalos métodos de ensayo destructivos por cuestionesprácticas, la conservación de las probetas deberealizarse en unas condiciones similares a las delpropio hormigón puesto en obra.X-SEED habilita la posibilidad de uso en tiempo frío decementos con menor contenido en clinker y menor claseresistente, así como el uso de adiciones.Mediante esta práctica, la incertidumbre de los valoresresistentes existentes en cada momento en el hormigónpuesto en obra desaparece.Por tanto, X-SEED permite:• Aumento de la productividad.• Minimizar los riesgos derivados por elhormigonado en tiempo frío.• Utilización de CEM II y en algunos casos de CEM IIIy cementos sulforresistentes SR.• Sustitución de cemento por adiciones.• Optimización de recursos.La esencia del método de Control de Hormigones de AltaResistencia Inicial (C.H.A.R.I.) desarrollado por BASFConstruction Chemicals, consiste en la conservaciónde las probetas (confeccionadas de la forma habitualsegún el método de ensayo UNE-EN 12390-2) durante elperiodo que interese en unas condiciones similares alas del propio hormigón, especialmente en lo referente ala temperatura.El principio en el que se basa el método C.H.A.R.I. para quelas probetas se encuentren a la misma temperatura que elhormigón, consiste en la medición continua (por medio deuna primera sonda) de la temperatura a la que se encuentra16

el hormigón del elemento estructural y aplicación de calor alas probetas en caso de que se detecte (por medio de unasegunda sonda) que las probetas se encuentran a unatemperatura inferior que la del hormigón.Es decir, el dispositivo C.H.A.R.I. promueve que lascondiciones de curado de las probetas sean muy similares alas del hormigón.El procedimiento general con el dispositivo C.H.A.R.I. es elsiguiente:La medición de la temperatura se realiza a través determopares. El dispositivo C.H.A.R.I. en su modelo básico,posee tres termopares para realizar mediciones detemperatura de:• Preparativos generales:o Deberá disponerse de un recipiente estanco ynivelado, lo suficientemente grande para que en suinterior puedan ser colocadas las probetas dehormigón.• El hormigón.• Las probetas (introducidas en el baño de agua).• El ambiente.Además, dispone de una resistencia eléctrica que calientalas probetas de hormigón en caso necesario.De esta forma, el dispositivo C.H.A.R.I. compara yregistra la temperatura que existe en el hormigón,ambiente y probetas, con el fin de mantener lasprobetas a la misma temperatura del hormigón yregistrar los datos de forma continuada.oEl recipiente deberá llenarse de agua de tal formaque las probetas queden en inmersión. Se evitarángrandes volúmenes de agua puesto que el calor ytiempo necesarios para calentarlos son muyelevados y pueden derivar en un desfase entre latemperatura del hormigón y la que es capaz dealcanzar el agua en el recipiente por medio delcalor generado por las resistencias. El aguadeberá templarse (con la propia resistencia deldispositivo C.H.A.R.I.) a una temperatura cercanaa la del hormigón previo a la ejecución del ensayo.17

que el termopar sufra desplazamientos durante elhormigonado.oSe necesita una fuente de alimentación regular ycontinua para las horas que dure el control deldispositivo C.H.A.R.I. (si no existe corriente, no seregistran los datos ni se aplica calor a lasprobetas).• Colocación de los termopares: Se elegirá el sitioadecuado para registrar la temperatura de cadatermopar:o Hormigón: El terminal del termopar hormigón debeir colocado dentro del molde o encofrado en unsitio representativo, para que una vez se realice elhormigonado quede embebido dentro del mismo.Generalmente para aplicaciones convencionales,es suficiente con que el termopar se encuentre auna distancia superior a 10 cm de la superficieexterior o cara del encofrado, sin entrar encontacto con el acero y/o encofrado. Se evitaráoProbetas: El terminal del termopar probetas debesumergirse en el agua del recipiente preparado atal fin. Deberá cuidarse que el termopar no seencuentre en contacto con el recipiente y probetas,ni tampoco muy cerca de la resistencia, ni de lasuperficie.18

oAmbiente: El terminal del termopar ambiente debeinstalarse a la intemperie, alejado de fuentes decalor, etc. y en un lugar representativo.• Confección de las probetas: Las probetas se realizaránde la forma habitual según método de ensayo UNE-EN12390-2. Una vez confeccionadas e identificadas, sesumergirán dentro del baño con el agua previamenteatemperada. También suelen dejarse algunas probetasa la intemperie para comparar los resultados.• Toma de datos: El equipo C.H.A.R.I. una vezpreparado y encendido, comienza a aplicar calor a lasprobetas (por medio de la resistencia) siempre ycuando detecte que la temperatura de éstas es inferiora la del patrón. Durante todo el proceso, registra deforma continua los valores de cada termopar. Esimportante asegurar el suministro eléctrico durante laduración del ensayo.• Rotura de probetas: El laboratorio de control acudirá aobra a recoger las probetas. La retirada de las probetasy rotura debe realizarse lo más inmediatamente posiblea la hora predeterminada de caracterización. Durante eltrayecto, deberá evitarse cualquier daño prematuro alas probetas. Debe tenerse en cuenta que la resistenciadel hormigón en sus primeras horas, es relativamentebaja y susceptible de verse dañada.19

Existen también otras opciones de medición con eldispositivo C.H.A.R.I. La forma de proceder es modificar ellugar de ubicación del termopar, dando lugar a otrasaplicaciones:• Medición de gradientes de temperatura: Enhormigonados de grandes volúmenes, es interesanteconocer el gradiente térmico existente entre el núcleo yla superficie. Se pueden utilizan los 3 termopares paracolocarlos, uno en superficie, otro en el núcleo y otro enel fondo del elemento estructural.• Medición de gradiente de temperatura según diferentescondiciones climatológicas: Similar al anterior con ladiferencia de que el termopar ambiente se coloca a laintemperie para que registre los valores de temperaturaambiental. De esta forma se puede analizar lainfluencia de las condiciones climáticas en losgradientes térmicos generados en el hormigón.• Medición de la velocidad de endurecimiento delhormigón a diferentes temperaturas.807060Termopar “Arriba”Termopar “Medio”Temperatura (ºC)504030Termopar “Abajo”20100 24 48 72 96 120 144 168Horas desde el inicioComo se puede apreciarArribala preparaciónMedio Abajoy utilización deldispositivo C.H.A.R.I. no supone ninguna complejidad, sinomás bien, todo lo contrario. La simplicidad del método ydispositivo es su principal ventaja para la utilización enobra. Pese a ello, la preparación y manejo de aparato,así como la interpretación de los resultados debe serllevada a cabo por profesionales técnicos.20

El dispositivo C.H.A.R.I. registra de forma continua todoslos datos recogidos en los termopares.MÉTODO DE LA MADUREZDe esta forma, la toma de decisiones para eldesencofrado, desmoldeo y/o descimbrado se vejustificada y los procesos constructivos sonoptimizados.El concepto de madurez utiliza el principio en que laresistencia del hormigón (y otras propiedades) estádirectamente relacionada con la edad y el desarrollo de latemperatura.Los métodos de madurez proveen una aproximación paraestimar la resistencia a compresión (y flexión) del hormigóna edad temprana in situ durante la construcción.El concepto de madurez asume que las muestras de unafórmula de hormigón que tengan la misma madurez,tendrán resistencias similares, independientemente de lacombinación de tiempo y temperatura con la que se alcancela madurez.El índice de madurez medido en el hormigón in situ, enfunción de su desarrollo de temperatura y edad, es utilizadopara estimar el desarrollo de la resistencia, basado en unacalibración predeterminada de la relación tiempotemperatura-resistencia.Con los métodos de estimación de madurez lainformación de resistencia es suministrada en tiemporeal dado que las medidas de madurez son realizadas yregistradas in situ en cualquier instante con eldispositivo C.H.A.R.I.El procedimiento para estimar la resistencia del hormigónusando los conceptos de madurez se describe en la ASTMC 1074, Standard Practique for Estimating ConcreteStrength by the Maturity Methotd.La relación temperatura-tiempo-resistencia de ladosificación empleada en la confección de Hormigón de AltaResistencia Inicial se puede obtener a base de ensayos conel dispositivo C.H.A.R.I.La norma ASTM C 1074 en su apartado 7 Apparatusdescribe la utilización de los termopares.La aplicación práctica en obra del método de lamadurez, unido a la utilización del dispositivoC.H.A.R.I., permite un total conocimiento en tiempo realdel estado del hormigón y su desarrollo de lasresistencias.21