Los ciclos hielo-deshielo en el hormigón

Hoy vamos a hablar un poco más en profundidad sobre qué son los ciclos de hielo-deshielo y como afectan a la durabilidad del hormigón. Aunque seguro de que todos conocéis este fenómeno, creo que hay ciertos puntos que son realmente interesantes. ¿Empezamos?

El agua en el hormigón

El agua es uno de los componentes mas importantes, por no decir el que más, en la elaboración y curado del hormigón. Lo que al principio es una pasta más o menos liquida, mezclada con áridos, acaba convirtiéndose en un material solido de propiedades resistentes excepcionales. Sin embargo, aunque el hormigón haya endurecido, sigue conteniendo agua en su interior ya sea en los poros de la propia pasta o en los áridos que la acompañan.

esquema ciclo hielo-deshielo

Como sabéis, el agua al congelarse experimenta un incremento de volumen del 9% con respecto al inicial. En función del grado de saturación del hormigón, es decir, de la cantidad de huecos que ésta ocupa se pueden dar dos situaciones:

1- Si el agua que se encuentra en los poros del hormigón solamente los llena de modo parcial cuando se produce la helada (grado de saturación bajo), existirá espacio suficiente para que se pueda expandir y, por tanto, no se producirán tensiones que puedan dañarlo.

2- Si el agua ocupa gran parte de esos poros, es decir, si el grado de saturación es elevado, el agua no tendrá espacio para expandirse dando lugar a tensiones que pueden llegar a dañar el hormigón.

El ciclo hielo-deshielo

Los denominados ciclos hielo-deshielo se producen cuando el hormigón alcanza un grado de saturación tal que cuando las temperaturas descienden y se produce la helada, el agua carece de espacio suficiente para expandirse. Cuanto menor es el tamaño de los poros, mayor es la presión a la que están sometidos y por tanto, menor será la temperatura de congelación.

Fractura hormigon por ciclo hielo-deshielo

De esta forma, se produce una variación en la temperatura de congelación en diferentes puntos del hormigón de modo que al descender la temperatura el agua de los poros de mayor diámetro se hiela antes que la de los poros más finos apareciendo una presión hidráulica sobre las paredes de dichos poros lo que puede dañar al hormigón. Posteriormente, la subida de las temperaturas descongela el hielo formado para posteriormente producirse otra nueva saturación de agua y repitiéndose el ciclo cuando vuelvan a descender las temperaturas.

Como evitar el problema de las heladas en el hormigón

Para evitar este fenómeno y que no se produzcan tensiones peligrosas es necesario que la pasta que conforma el hormigón contenga aire ocluido en su interior. Se denomina factor de espaciamiento a la cantidad de aire que debe incorporarse a un hormigón para evitar este tipo de problemas, y se debe determinar en función de la frecuencia de las heladas previstas y del tamaño máximo de árido empleado. También se pueden emplear productos de deshielo tales como cloruro de sodio y a veces cloruro de calcio, aunque con cuidado.

Las medidas para que el hormigón sea durable frente a la acción de las heladas son:

  1. Proyectar la obra para que no esté expuesta directamente a la acción del agua.
  2. Emplear cementos adecuados, como los puzolánicos.
  3. Utilizar áridos compactos, limpios y con buena rugosidad superficial.
  4. Usar relaciones agua/cemento lo más bajas posibles.
  5. Emplear agentes aireantes.
  6. Cuidar el curado húmedo del hormigón para que se formen geles que cierren los poros.

marcas agentes aireantes hormigon

Por último, decir que en un hormigón estructural y a partir de una determinada edad, el agua interna se ha auto eliminado por las reacciones de hidratación y por el secado (aunque siempre queda algo) por lo que el peligro de que se produzca este fenómeno es muy reducido.

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4 comentarios en «Los ciclos hielo-deshielo en el hormigón»

  1. Excelente explicación.
    Ahora: qué debo esperar de una losa de hormigón congelada por la acción de una cámara frigorífica, una vez que sea descongelada? está en un tercer piso.
    Ojalá aún sigas contestando.

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  2. al final no se entiende una respuesta clara a la siguente pregunta:

    Cuantos ciclos de hielo-deshielo tiene cada marca de hormigon?

    me refiero por ejemplo:

    B-20 aguanta 180 ciclos y despues pierde sus caracteristicas a tantos % que se considera peligroso
    B-25 aguanta 240 ciclos y despues pierde sus caracteristicas…..

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  3. Muy buen apunte Javi. Cuando hablamos de cloruros y hormigón hay que andar con cuidado, ya no solo por la posible corrosión de las armaduras, si no también porque pueden dar problemas de solubilidad de algunos de los componentes del cemento. Y con respecto al empleo de grava, no conocía esta aplicación pero parece muy apropiada y eficaz. Sin duda me la apunto. 🙂

    Un saludo.

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  4. Un apunte respecto a lo que has comentado de los cloruros, si se usan sobre el hormigón mucho cuidado, o al deshacer el hielo se mezclan con el agua pudiendo introducirse a través de los poros creando problemas serios principalmente en las armaduras.

    Hay que tener especial cuidado sobre todo con la tendencia en España a echar sal para deshacer el hielo, si el hormigón está bien tratado para ciclos hielo-deshielo siempre será mejor lo que se hace en otros países europeos, echar grava que se incruste en el hielo creando una buena rugosidad evitando el deslizamiento del hielo y evitando problemas de ataque por cloruros.

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