Cálculo de hielo y temperatura del hormigón

Calcule el hielo como sustitución de una parte del agua de amasado aprobada, usando la masa y la temperatura medidas de cada componente principal. El resultado predice una condición inicial; no garantiza la temperatura de descarga o colocación. La ganancia de calor, la humedad, la fusión, el mezclado y el transporte deben verificarse.

La mezcladora MRC para hormigón de altas prestaciones se selecciona por volumen y rendimiento de mezclado. El catálogo público no garantiza una tasa de hielo ni una temperatura. El proyecto debe confirmar secuencia de carga, tamaño admisible y ensayos representativos.

Defina primero el punto de aceptación

Indique si el límite rige en la descarga de la mezcladora, del camión o en la colocación. Use la especificación contractual. La guía NRMCA muestra que los límites de clima cálido deben coordinarse con las disposiciones ACI y ASTM citadas.

Mida cerca de la producción las temperaturas de cementantes, áridos, agua y hielo. Incluya el agua libre de los áridos en el balance.

FHWA incluye enfriar áridos y usar hielo como agua de mezcla entre los métodos de reducción térmica. Los ejemplos de calidad NRMCA combinan riego, agua fría y dosificación controlada. Respaldan un sistema, no una dosis universal.

Aplique un balance térmico transparente

Una estimación métrica simplificada toma la capacidad térmica de sólidos secos como 0.22 veces la del agua y el calor de fusión del hielo como 79.7 kcal/kg. Si el hielo a 0°C sustituye agua a (T_w):

[ T_f=\frac{0.22\sum(m_sT_s)+m_wT_w-m_i(T_w+79.7)}{0.22\sum m_s+m_w} ]

(m_s,T_s) son masa y temperatura de cada sólido, (m_w) el agua total tras corregir humedad y (m_i) la parte como hielo. Se supone fusión completa y no se incluye el calor de la planta.

Si el hielo está por debajo de 0°C o el agua líquida sustituida difiere de 25°C en este ejemplo, debe recalcularse el balance térmico.

Ejemplo hipotético

Suponga 1800 kg de árido SSD a 35°C, 400 kg de cementantes a 45°C y 180 kg de agua a 25°C. El objetivo es 28°C.

[ T_0=\frac{0.22(1800\times35+400\times45)+180\times25}{0.22(1800+400)+180}=33.6^\circ C ]

[ m_i=\frac{22320-664\times28}{25+79.7}=35.6\text{ kg} ]

El ejemplo produce 35.6 kg de hielo y 144.4 kg de agua líquida antes de asignar por separado la humedad de áridos. No copie estos valores: dependen de todos los supuestos.

Compruebe la viabilidad

El hielo no puede superar el agua disponible para sustitución. El boletín GCP exige pesar el hielo, contabilizarlo como agua y reconoce el límite del presupuesto de agua. Si falta capacidad, combine áridos fríos, agua refrigerada u otra medida aprobada.

Confirme que la geometría y la carga no causen terrones, daños ni hielo sin fundir. Mantenga la relación agua/cementante contando hielo fundido y agua superficial.

La guía de corrección de humedad de áridos explica el ajuste previo de masas y agua.

Valide con amasadas instrumentadas

Pruebe en condiciones calurosas representativas. Registre temperaturas, masas, humedad, forma y masa del hielo, secuencia, tiempo de mezclado, descarga, tiempo transcurrido y colocación. Repita para distinguir un desfase estable de la variación aleatoria.

Si la descarga es más caliente, revise tolvas, superficies, temperatura real, demora y fusión. Si sólo aumenta en obra, investigue espera, agitación y transporte.

Datos que debe devolver el proveedor

Solicite forma y tamaño del hielo, punto y secuencia de carga, enclavamientos, efecto en el tiempo, interfaz de agua y método para demostrar fusión completa. El proveedor de refrigeración debe indicar temperatura, precisión másica y producción máxima.

Conclusión

El cálculo de hielo inicia el balance térmico. Use datos medidos, sustituya agua masa por masa, respete el límite de agua y demuestre el resultado en el punto contractual mediante pruebas representativas.