Exposición a ciclos de congelamiento y deshielo: ¿qué requisitos debe cumplir el concreto expuesto al congelamiento, deshielo o productos químicos descongelantes?

4.2 EXPOSICIÓN A CICLOS DE CONGELAMIENTO Y DESHIELO

4.2.1 Los concretos de peso normal y los de pesos livianos expuestos a condiciones de congelamiento y deshielo^¹ o a productos químicos descongelantes^² deben tener aire incorporado^³, con el contenido total de aire indicado en la Tabla 4.1. La tolerancia en el contenido total de aire incorporado debe ser de ±1,5%. Para concretos con f’c mayor de 35 MPa^⁴, se puede reducir el aire incorporado indicado en la Tabla 4.1 en 1%.

TABLA 4.1 — CONTENIDO TOTAL DE AIRE PARA CONCRETO RESISTENTE AL CONGELAMIENTO

Tamaño máximo nominal del agregado (mm)Exposición severaExposición moderada9,57,5%6,0%12,57,0%5,5%19,06,0%5,0%25,06,0%4,5%37,55,5%4,5%50,05,0%4,0%75,04,5%3,5%

* Véase la Norma ASTM C 33 para las tolerancias en agregados de mayor tamaño para diversos tamaños nominales máximos.

** Estos contenidos de aire se aplican a la mezcla total, al igual que para los tamaños precedentes de agregado. Sin embargo, al ensayar estos concretos, se retira el agregado mayor de 37,5 mm sacándolo con la mano o mediante cribado y se determina el contenido de aire en la fracción de la mezcla de menos de 37,5 mm (la tolerancia en el contenido de aire incorporado se aplica a este valor). El contenido de aire de la mezcla total se calcula a partir del valor determinado en la fracción de menos de 37,5 mm.

En la Tabla 4.1, una exposición severa^⁵ es cuando, en un clima frío, el concreto puede estar en contacto casi constante con la humedad antes de congelarse o cuando se emplean sales descongelantes. Ejemplos de esto son pavimentos, tableros de puentes, aceras, estacionamientos y tanques para agua.

Una exposición moderada^⁶ es cuando, en clima frío, el concreto esté expuesto ocasionalmente a humedad antes de congelarse y cuando no se usen sales descongelantes. Ejemplos de esto son algunos muros exteriores, vigas y losas que no están en contacto directo con el suelo. Fig. 1

4.2.2 Los concretos expuestos a las condiciones especiales de exposición señaladas en la Tabla 4.2 deben cumplir con las relaciones máximas agua-material cementante^⁷ y con la resistencia mínima f’c señaladas en ésta. Además, el concreto que va estar expuesto a productos químicos descongelantes debe cumplir con las limitaciones indicadas en 4.2.3.

TABLA 4.2 — REQUISITOS PARA CONDICIONES ESPECIALES DE EXPOSICIÓN

Condición de la exposiciónRelación máxima agua-material cementante (en peso) para concretos de peso normalf’c mínimo (MPa) para concretos de peso normal o con agregados ligerosConcreto que se pretende tenga baja permeabilidad en exposición al agua.0,5028Concreto expuesto a ciclos de congelamiento y deshielo en condición húmeda o a productos químicos descongelantes.0,4531Para proteger de la corrosión el refuerzo de acero cuando el concreto está expuesto a cloruros provenientes de productos descongelantes, sal, agua salobre, agua de mar o a salpicaduras del mismo origen.0,4035

* Cuando se utilicen las Tablas 4.2 y 4.4 simultáneamente, se debe utilizar la menor relación máxima agua-material cementante aplicable y el mayor f’c mínimo.

4.2.3 Para concretos que van a estar expuestos a productos químicos descongelantes, el peso máximo de las cenizas volantes, otras puzolanas, microsílice o las escorias^⁸ incluidas en el concreto, no debe exceder los porcentajes respecto al peso total de materiales cementantes dados en la Tabla 4.3.

TABLA 4.3 — REQUISITOS PARA CONCRETO EXPUESTO A PRODUCTOS QUÍMICOS DESCONGELANTES

Materiales cementantesPorcentaje máximo del total de materiales cementantes en pesoCenizas volantes u otras puzolanas que cumplen la NTP 334.10425%Escoria que cumple ASTM C 98950%Microsílice que cumple la NTP 334.08710%Total de cenizas volantes u otras puzolanas, escoria y microsílice50%Total de cenizas volantes u otras puzolanas y microsílice35%

* El total de materiales cementantes también incluye cementos de acuerdo a las NTP 334.009, 334.082, 334.090 y 334.156.

Los porcentajes máximos indicados incluyen:

• (a) Las cenizas volantes u otras puzolanas presentes en cementos adicionados tipo IP o I(PM), según las NTP 334.082 ó 334.090.

• (b) La escoria usada en la fabricación de cementos adicionados tipo IS o I(SM), según las NTP 334.082 ó 334.090.

• (c) El humo de sílice, según la NTP 334.087, presente en cementos adicionados.

** Las cenizas volantes u otras puzolanas y la microsílice no deben constituir más del 25% y 10%, respectivamente, del peso total de materiales cementantes.

Ejemplo práctico

Una losa exterior en clima frío estará sometida frecuentemente a humedad y se utilizarán sales descongelantes. Si el concreto tiene agregado con tamaño máximo nominal de 19 mm, la condición corresponde a exposición severa.

Según la Tabla 4.1, el contenido total de aire requerido es 6,0%, con una tolerancia de ±1,5%. Si además está expuesto a congelamiento y deshielo en condición húmeda, la Tabla 4.2 exige una relación agua-material cementante máxima de 0,45 y un f’c mínimo de 31 MPa.

Si la mezcla incorpora ceniza volante, escoria o microsílice, también deberá verificarse la Tabla 4.3. Por ejemplo, la microsílice no podrá superar el 10% del peso total de los materiales cementantes.