¿Cómo la temperatura externa influye en el tiempo de fraguado del hormigón refractario?

Junto con el espesor instalado, el tipo de hormigón y el tiempo de desmoldeo, la temperatura externa es una variable a tener en cuenta a la hora de definir cuando desmoldear el revestimiento. Analizamos cómo influye la temperatura en el tiempo de fraguado del hormigón refractario.

En muchas ocasiones, nos vemos con las prisas de desmoldear tras la instalación de un hormigón refractario. La necesidad de correr puede resultar catastrófica si no se miden bien las consecuencias.  Una grieta oculta no visible – provocada por un fraguado incorrecto o una tensión no soportada al desmoldear - que se manifiesta en el calentamiento, puede ser el punto de salida de metal de un horno.

Fijamos en 16 horas mínimas el plazo a esperar antes de desmoldear un hormigón refractario que lleva cemento aluminoso. Sin embargo, este tiempo podrá variar en función de diferentes variables, entre ellas la temperatura externa.

Ir a: Conclusiones

Así, cuando la instalación tiene lugar en invierno, muy posiblemente se quiera acelerar el fraguado, por el contra en verano, por la propia naturaleza del cemento y sus fases, el fraguado es más rápido, siendo algunas veces necesario retardar para dar tiempo a ser aplicado. Si se quiere acelerar el fraguado, es necesario utilizar acelerantes. Por el contrario, si se quiere retardar, es necesario usar retardantes. Según la literatura, la afección que tienen sobre el hormigón estos aditivos es pequeña, pero si se usan, están ahí y podrían ser puntos preferenciales de ataques posteriores.

Un hormigón refractario hidráulico es una mezcla de áridos y un cemento aluminoso. El principal constituyente de los cementos aluminosos es el aluminato cálcico (CA). Para la fabricación de cementos aluminosos se utiliza caliza o cal y bauxita o alúmina y según el proceso seguido, se obtienen cementos aluminosos fundidos y sinterizados.

En la química del cemento, se usa la siguiente nomenclatura: CaO (C), Al2O3 ( A), SiO2 (S) y H2O (H).

El cemento aluminoso reacciona con agua formando un compuesto hidratados cristalino, que aumenta su resistencia a medida que la reacción progresa, aunque durante menor tiempo que sus primos, los cementos Portland (S-C) . Esta reacción se denomina hidratación del cemento y a los compuestos formados se les conoce como hidratos. Esta reacción es exotérmica, genera calor, y es lo que se mide en laboratorio para los controles de fraguado de los hormigones, con un dispositivo denominado EXO. El endurecimiento desarrollado a través de esa hidratación se le conoce como fraguado hidráulico.

La formación de aluminatos cálcicos hidratados se ven influenciados por la temperatura durante la hidratación.
- Hasta 20ºC se forma CAH10
- 20-35ºC se forma C2AH8, C3AH6, AH3
- Más de 35ºC se forma C3AH6, AH3

Cada hidrato formado difiere considerablemente en la proporción de agua combinada y la densidad.
- CAH10 tiene un 53,5% de agua, densidad 1,71 g/cc
- C2AH8 tiene un 40,3% de agua, densidad 1,95 g/cc
- C3AH6 tiene un 28,6% de agua, densidad 2,52 g/cc
- AH3 tiene un 34,6% de agua, densidad 2,42 g/cc

Así, el hidrato CAH10 formado en invierno o baja temperatura:
- presenta un mayor agua de cristalización
- provoca una reacción exotérmica muy lenta que hace que: el hormigón se mantenga “vivo” durante más tiempo y que el punto inicial de fraguado se alargue en el tiempo.
- la fase CAH10 presenta una clara menor resistencia mecánica que las fases formadas a mayor temperatura.
Un aumento ligero de temperatura provoca la reacción: 3CAH10 -> C3AH6 + 2AH3 + 18H .. es decir se forman C3AH6 y AH3. Ambos compuestos tienen mayor densidad favoreciendo un aumento de porosidad que hace disminuir su resistencia.

Por el contrario, los hidratos C3AH6 – AH3 formados en verano o a alta temperatura,
- presentan menor agua de cristalización
- la reacción exotérmica es más rápida y hace que el hormigón recién formado tenga un tiempo de vida muy corto.
- las fases formadas presentan mayores resistencias mecánicas.

Por otra parte, la temperatura de deshidratación difiere entre los hidratos y se han de tener en consideración a la hora del secado

Conclusiones:

- Tres son las variables a tener en cuenta para definir cuándo desmoldear un hormigón: espesor instalado, tiempo de desmoldeo y temperatura externa de aplicación.
- En invierno, la formación de microgrietas en el hormigón, imperceptibles por el ojo humano, puede ser una realidad, de ahí que sea necesario extremar las precauciones.
- En verano, por el contrario, la formación natural de fases C3AH6 y AH3 hace que haya más seguridad a la hora del desmoldeo.
- En cualquier caso, respetar un tiempo mínimo para desmoldear de 16 horas. Si no puede ser así, consultar con INSERTEC la utilización de acelerantes y/o retardantes, que dependerá de la temperatura ambiente, temperatura del hormigón, cantidad a instalar y otros parámetros de instalación.