Evaluación de métodos predictivos del comportamiento térmico de elementos masivos de hormigón confeccionados con cementos de origen nacional

Abstract

Los elementos masivos de hormigón se caracterizan por su particular comportamiento térmico en el cual la masividad del elemento y la baja conductividad térmica del material inducen una baja tasa de disipación del calor generado durante la hidratación del cemento, lo que provoca un excesivo aumento de temperatura en su interior. Lo anterior, da origen a diferenciales de temperatura entre la superficie expuesta a las condiciones ambientales y el centro del elemento, los cuales pueden alcanzar una magnitud tal que induzcan estados tensionales a temprana edad del hormigón, que pueden resultar en agrietamientos que perjudiquen la funcionalidad y serviciabilidad del elemento. Bajo el mismo contexto, el centro del elemento es el punto que alcanza la mayor temperatura en la etapa de hidratación del cemento, ya que en ese lugar las reacciones se desarrollan bajo un estado semi-adiabático. Dicha temperatura puede alcanzar una magnitud tal que promueva la formación de etringita tardía, un compuesto potencialmente expansivo que puede provocar fisuras al interior del elemento. En la actualidad, existen métodos que permiten estimar el desarrollo de temperatura al interior de un elemento masivo de hormigón. Sin embargo, muchos de estos métodos se basan en resultados empíricos obtenidos de mezclas confeccionadas con cementos que difieren en su composición y propiedades con los que hoy en día se emplean en Chile. El objetivo de este trabajo es proponer un modelo característico que permita estimar la respuesta térmica del hormigón masivo confeccionado con cementos de origen nacional, particularmente aquellos con adiciones de puzolanas. La metodología de trabajo consiste en evaluar las estimaciones del comportamiento térmico dadas por 4 métodos predictivos existentes, y contrastarlas con resultados empíricos obtenidos de bloques de 0,6 m de arista confeccionados en laboratorio, a los cuales se les monitoreó su temperatura interna durante 7 días. Al analizar los resultados obtenidos, se identifica la incidencia del tipo y contenido de cemento en el comportamiento térmico de hormigones confeccionados con cementos puzolánicos. Además, se evalúa el nivel de ajuste de los métodos evaluados, proponiendo aquel que presenta estimaciones dentro de un rango aceptable para ser usado como un método característico de estimación del desarrollo térmico de hormigones masivos confeccionados con cementos puzolánicos chilenos. A modo de síntesis, como resultado de este trabajo se propone el método denominado CTK para la estimación de desarrollo de temperatura en hormigones masivos confeccionados con cementos nacionales. El modelo propuesto presentó, en la mayoría de los casos estudiados, desviaciones menores a 15% respecto a los valores experimentales, rango considerado aceptable para este trabajo.