Madurez del Concreto
Para una mezcla dada, la resistencia del concreto es una función del tiempo y el historial térmico. El concepto de madurez se introduce para tener en cuenta el efecto de la temperatura y el tiempo sobre la hidratación del cemento y también el desarrollo de las propiedades mecánicas del hormigón. A medida que el concreto se cura a diferentes velocidades a diferentes temperaturas, la madurez del concreto le brinda la oportunidad de comparar el concreto curado en diferentes circunstancias. Es un método para monitorear directamente dentro de la estructura en comparación con las pruebas de laboratorio tradicionales de muestras de prueba externas (ver Prueba de ruptura VS. Método de madurez ). Por lo tanto, la madurez del concreto puede usarse como un método no destructivo para estimar el desarrollo de la resistencia en la edad temprana del concreto. El método de madurez ha demostrado ser un método con alta confiabilidad y precisión para estimar la resistencia del concreto. El principio subyacente del método de madurez es que el concreto curado con diferentes temperaturas, pero con el mismo índice de madurez tendrá una resistencia de concreto igual.
Como ejemplo, un diseño de mezcla de concreto podría obtener la misma madurez y, por lo tanto, la resistencia del concreto si se cura por debajo de 20 ° C durante 10 días (M1) que se cura a 35 ° C durante 5 días (M2). Cuanto mayor es la temperatura del concreto, más rápido es el desarrollo de la resistencia del concreto, porque una temperatura más alta acelera el proceso de hidratación (la reacción entre el cemento y el agua).
Como resultado de las nuevas innovaciones dentro de los sensores inalámbricos integrados para monitorear la temperatura del concreto, el uso de la madurez del concreto ha sido ampliamente adoptado en los últimos 10 años. La solución Maturix ™ es una de las soluciones líderes para permitir un monitoreo fácil y eficiente de la temperatura en el lugar y los cálculos automáticos de resistencia.
DIFERENTES MANERAS DE CALCULAR LA MADUREZ
Métodos de madurez del hormigón
El método de madurez se usa para estimar la resistencia en el lugar del concreto a partir del índice de madurez en el lugar y los datos de laboratorio ya determinados sobre la relación resistencia-madurez de la mezcla específica de concreto.
El método de madurez supone que las muestras de una mezcla de concreto dada tendrán valores de resistencia iguales si tienen valores iguales del índice de madurez. Para calcular el índice de madurez, se utiliza una función de madurez.
Para hacer la curva de calibración de concreto , estos métodos son los métodos de madurez más utilizados:
- Factor temperatura-tiempo (enfermera Saul)
- Edad equivalente (Arrheninheus o Freiesleben-Hansen y Pedersen)
- Madurez ponderada holandesa
- Tejedor y Sadgrove
ENTENDER LA MADUREZ DEL HORMIGÓN Temperatura del hormigón y horas de reloj
La medición de la temperatura del concreto le permite calcular la madurez del concreto en cualquier momento dado. Pero el índice de madurez no dice nada sobre la resistencia del concreto sin una curva de calibración relacionada. La calibración del concreto le indica cuál debería ser la resistencia del concreto relacionada para cada nivel de madurez del concreto. Cada curva de calibración es única para cada diseño de mezcla de concreto.
La madurez del hormigón para cada mezcla de hormigón se calcula utilizando diferentes funciones de madurez. Todas las funciones de madurez se basan en una temperatura. Hay un esquema disponible para leer ejemplos usando la función de madurez Freiesleben-Hansen , que puede usar para tener en cuenta la temperatura elevada y la velocidad de curado.
¿POR QUÉ ES IMPORTANTE EL MONITOREO?
Controle su concreto en el campo con madurez de concreto
Cuando el concreto se mezcla, se produce una reacción química exotérmica entre el agua y el cemento, lo que provoca un aumento repentino de la temperatura. A medida que aumenta la temperatura, también aumenta la velocidad del curado. El concreto sigue una forma común de curado, pero la velocidad de avance se diferenciaría de concreto a concreto. La madurez del concreto es una forma de acomodar estas variaciones de temperatura, ya que calcula todo de nuevo a una temperatura en 20 ° C (ampliamente utilizado en Europa y África) y 23 ° C (comúnmente utilizado en América del Norte). De esta manera, establece una edad equivalente para su concreto al contar el tiempo dependiente de la temperatura.
Al hacer su simulación y planificación concretas, ha tomado muchas opciones, como un pronóstico del tiempo esperado, esperando el tiempo de fundición y la temperatura. Todo esto le permite solo dar una aproximación de una curva de curado esperada para temperatura y resistencia. Lo que sucede en la vida real siempre será diferente, pero es importante controlar cuán diferente es. Por lo tanto, se recomienda incorporar sensores inalámbricos dentro del concreto para validar los datos según sus expectativas. El monitoreo del curado en el campo le permite tomar medidas y reprogramar su plan en función de los datos, en lugar de las expectativas. Algunos ejemplos podrían ser que, por alguna razón, no alcanza la temperatura esperada dentro del concreto y, por lo tanto, el curado será más lento de lo esperado. Esto significaría que su concreto no alcanzaría la resistencia deseada en el momento que lo necesite. Si sabe esto de antemano con sensores y simulación en combinación, tendrá la oportunidad, por ejemplo, de cubrir su concreto con una capa de aislamiento y, por lo tanto, aumentar sus temperaturas de concreto.
¿Por qué no usar solamente pruebas destructivas?
Verter hormigón en cualquier tipo de aplicación (prefabricado, gran altura, inclinación, hormigonado en masa, etc.) siempre desea saber cuándo tiene la madurez (edad) necesaria y la resistencia relacionada para continuar el proceso de construcción. Si desea procesar rápidamente, siempre debe asegurarse de no arriesgar nada. Puede hacer esto midiendo la resistencia del concreto en el sitio con una prueba de rotura tradicional o usando una prueba no destructiva como el cálculo de la madurez del concreto a partir de los datos del sensor.
Madurez del hormigón VS. Prueba de resistencia en el lugar
Para estimar la resistencia del concreto en el campo, a menudo se usa el siguiente método:
- Cubos curados en campo (ASTM C31 y C 39)
- Martillo de rebote * (ASTM C805)
- Resistencia a la penetración * (ASTM C 803)
- Fuerza de extracción * (ASTM C 900)
- Las pruebas de madurez * (ASTM C 1074)
* requieren correlación
POR QUÉ LAS PRUEBAS DE DESCANSO NO SON ÓPTIMAS
Problemas con las pruebas de descanso
Los especímenes curados dentro del campo (cubos o cilindros) son un método preferido en muchas regiones del mundo. Ha sido seleccionado debido a su simplicidad y costo limitado de ejecución. Pero también viene con un conjunto de inconvenientes:
- No hay curva de curado visible con información continua (solo puntos cuando realiza la prueba de compresión
- Tiempo perdido entre cuando el concreto alcanza la resistencia del concreto y cuando realiza su prueba de compresión
- A menudo conservador en su estimación de la resistencia en el lugar de su estructura de concreto
La razón por la cual el espécimen a menudo subestima la resistencia del concreto en el lugar es que el volumen del espécimen es mucho más pequeño en comparación con su estructura de concreto. Esto significa que la energía liberada dentro de la muestra se escapa mucho más rápido y, por lo tanto, no podrá seguir la misma curva de alta temperatura del concreto, como en su estructura de concreto.
Lea más sobre Break Tests VS. Madurez
Al colar hormigonado, generalmente tiene sentido usar sensores de hormigón para validar su curado contra sus simulaciones
- Validar la temperatura de vertido
- Verifique continuamente el desarrollo de la temperatura del concreto (no solo unas pocas pruebas de muestra con una prueba de rotura)
- Obtenga una visualización del perfil de curado en tiempo real
Y luego use pruebas de descanso para
- Validar la calidad del hormigón como se ordenó
- Validar la resistencia del concreto
- Validar fuerza de 28 días
Calibración de madurez
Para poder estimar la resistencia del concreto en el lugar utilizando el método de madurez , debe determinar la relación entre el tiempo , la temperatura y la resistencia para cada diseño de mezcla de concreto que desea utilizar.
Hidratación del hormigón y fundamentos de temperatura
Cuando el cemento, el agua, el agregado y los aditivos se mezclan, se produce un aumento significativo del calor. Esto se debe al proceso exotérmico en la reacción entre el cemento y el agua (llamada hidratación ).
Medir la temperatura del concreto a lo largo del tiempo le permite saber qué tan lejos está el concreto en el proceso de hidratación ( Madurez del concreto ) y, por lo tanto, también una resistencia estimada del concreto. El proceso de hidratación se divide en cinco fases: