La contracción plástica (retracción) es un problema frecuente en el hormigón cuando aún no ha fraguado, es decir, cuando se encuentra aún en estado plástico. Por tanto, para evitar la fisuración del hormigón, se deben tomar medidas durante su puesta en obra, especialmente en climas desfavorables.
Las grietas por retracción aparecen principalmente en superficies horizontales, son paralelas entre sí y tienen una separación de entre 30 y 90 cm. La condición crítica se produce cuando la tasa de evaporación de la humedad superficial supera la velocidad a la que el agua de exudación la reemplaza.
La tasa de evaporación del hormigón depende fundamentalmente de cuatro factores: la temperatura del hormigón, la temperatura del aire, la humedad relativa y la velocidad del viento. En realidad, la fuerza necesaria para la evaporación del agua en la superficie está relacionada con la diferencia de presión entre el vapor de agua en la superficie y en el aire que hay encima de ella.
Para evitar que se formen fisuras por agrietamiento plástico, se evalúa la pérdida de humedad superficial. Si la tasa de evaporación se acerca a 1 kg/m2/h, es necesario tomar precauciones contra el agrietamiento por contracción plástica. El nivel crítico por debajo del cual no se producen grietas es de 0,5 kg/m2/h. A partir de 1,5 kg/m2/h, aparecen las fisuras con toda probabilidad. La velocidad del aire o del viento horizontal debe medirse a 0,5 m por encima de la superficie de evaporación. La temperatura del aire y la humedad relativa se deberían medir entre 1,2 y 1,8 m por encima de la superficie de evaporación en la zona protegida del viento y de los rayos del sol (Lerch, 1957). En la Figura 2 se muestra en una tabla el riesgo de fisuración en función de la evaporación del agua.
La norma ACI 305R proporciona la siguiente fórmula para calcular la tasa evaporación:
Donde
E Tasa de evaporación (kg/m2/h)
Tc Temperatura del hormigón (º C)
Ta Temperatura del aire (º C)
r Humedad relativa (%)
V Velocidad del viento (km/h)
La ecuación anterior presenta cinco variables, por lo que, si se quiere representar en tres dimensiones, deberemos fijar dos de ellas como constantes. En la Figura 3 se puede ver cómo evoluciona la evaporación en función de la temperatura del aire y de la velocidad del viento, cuando la temperatura del hormigón es de 20 °C y la humedad relativa del aire es del 50 %.
Una forma de tener las cinco variables en un plano es usar un nomograma. El «nomograma de Menzel» es un método que se utiliza para calcular la pérdida de agua de un hormigón por unidad de área en función de la temperatura del aire, la humedad relativa y la velocidad del viento. Para ello, hay que tener en cuenta que es válido si la temperatura del hormigón es superior a 5 °C y la temperatura del aire es inferior a 35 °C. Además, la velocidad del viento debe encontrarse entre 2 y 40 km/h.
A continuación, os paso un problema resuelto para que veáis cómo se usa este nomograma y cómo se aplica directamente la formulación propuesta por el ACI 305R. Espero que os resulte útil.
Referencias:
CALAVERA, J. et al. (2004). Ejecución y control de estructuras de hormigón. Intemac, Madrid, 937 pp.
MARTÍ, J.V.; YEPES, V.; GONZÁLEZ, F. (2014). Fabricación, transporte y colocación del hormigón. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, 189 pp.
MENZEL, C.A. (1954). Causes and Prevention of Crack Development in Plastic Concrete. Proceedings of the Portland Cement Association, Vol. 130:136.
LERCH, W. (1957). Plastic shrinkage. ACI Journal, 53(8):797-802.
YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3
Curso:
Curso de fabricación y puesta en obra del hormigón.
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