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• Diana Carolina Orozco

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Nº 16 - Junio de 2001

tema: Control de calidad en el concreto Este boletín está diseñado para maestros, oficiales y ayudantes de construcción y todas aquellas personas que están vinculadas a este arte. El uso que se le dé a la información aquí presentada es responsabilidad del usuario y no de sus creadores. Para suscripciones y mayor información escriba al A.A. 030442 Cali.

Notas técnicas para construcción

Don Sebas

¡QUÉ BUENO VOLVERNOS A ENCONTRAR! EN ESTE NÚMERO HABLAREMOS DEL CONTROL DE CALIDAD EN EL CONCRETO

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Control de calidad en el concreto Todo proceso de construcción requiere de un riguroso control de calidad para garantizar que la inversión que se haga en la obra no sea malograda, es decir, que su costo sea equivalente con la calidad real que se logra al final del proceso. Los concretos no deben ser ajenos a esta conciencia de calidad, por el contrario, en la mayoría de las ocasiones son los responsables de gran parte de la estabilidad y seguridad de la obra. Por esto el organismo encargado de la normalización de procesos en nuestro país, Instituto Colombiano de Normas Técnicas - ICONTEC, ha establecido normas mínimas para la ejecución de estas tareas.

A continuación identificaremos las normas que rigen los ensayos para el control de la calidad de los concretos, además estudiaremos los dos procedimientos que más frecuentemente se manejan para el control de las especificaciones en los concretos, tanto en obra como en planta concretera; la prueba de asentamiento (el cono) y la elaboración de especímenes para resistencias (cilindros). Antes, es muy importante explicar cómo se deben tomar las muestras de concreto para cualquier prueba.

Toma de muestras de concreto fresco Para la ejecución de cualquier ensayo sobre el concreto, se precisa inicialmente de un adecuado procedimiento para la toma de muestras, pues de esto depende la confiabilidad del ensayo. Por lo tanto, la norma ICONTEC 454 determina las siguientes condiciones para la toma de muestras de concreto fresco: 1. Antes de comenzar la toma de muestras, se debe tener preparado el equipo necesario para la realización del ensayo para el que se requiere la muestra. 2. No se debe utilizar la misma porción de muestra para más de un ensayo, esta se desecha o se usa en la obra, si no se han alterado sus propiedades. 3. Para la toma de muestras se pueden emplear carretillas, baldes, palas u

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otros recipientes limpios. Es importante tener a mano suficiente agua para limpiar. 4. La toma de muestras se realiza durante la descarga del concreto sobre los equipos que se utilizan para transportar la mezcla al lugar donde se vacía o coloca el concreto en las formaletas.

LAS MUESTRAS LAS TOMAMOS DEL MISMO CONCRETO QUE SE ESTÉ COLOCANDO EN LA OBRA.

5. La muestra debe ser representativa del concreto que se esté utilizando en la obra. En ocasiones se puede acudir a la toma de pequeñas muestras parciales para una posterior mezcla entre ellas y así obtener una muestra compuesta.

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6. Durante la toma de las muestras de concreto fresco, se debe evitar la segregación. 7. No se deben tomar muestras ni al comienzo, ni al final de cada “bachada” o porción obtenida en un solo mezclado. En camiones mezcladores o sistemas que mezclen grandes volúmenes, con descarga del concreto por medio de un canal, las muestras deben tomarse en dos o más intervalos de la parte media de la descarga total del concreto. En sistemas de mezclado o transporte, donde el concreto queda expuesto en una gran superficie y la descarga no es por medio de un canal, como volquetas, las muestras se toman de cinco o más puntos de la “bachada”. ZONA PARA MUESTREO

MUESTRA COMPUESTA

Control de calidad en el concreto 8. La toma de muestras no debe exceder un tiempo máximo de quince minutos. Los ensayos que se realicen posteriormente con la muestra, se deberán empezar durante los quince minutos siguientes, excepto la prueba de asentamiento que deberá comenzar antes de completar cinco minutos después de tomada la muestra. 9. La muestra tomada se lleva al sitio donde se realiza el ensayo, se hace un leve mezclado y mientras se da inicio al ensayo, se recomienda que la muestra se cubra para protegerla del sol y el viento, así se evitará su rápida evaporación y contaminación.

Ensayo de temperatura del concreto fresco Este ensayo corresponde a la norma ICONTEC o NTC 3357; como su nombre lo indica, se usa para determinar la temperatura del concreto, para ello solo se requiere de un termómetro con precisión de ± 0,5°C y un recipiente con paredes no absorbentes con capacidad como para contener suficiente concreto para que queden libres mínimo 7,5 cm en todos los sentidos alrededor del sitio donde se hinca el termómetro. La temperatura se lee después de dos minutos

. . 7,5 cm

MÍN. 7,5

cm.

MÍN

7,5 cm

7,5 cm

7,5 cm

7,5 cm

y cuando la lectura se haya estabilizado. Esta prueba no debe durar más de cinco minutos. Determinar la temperatura del concreto fresco es importante ya que de la temperatura depende la velocidad de la reacción química del cemento con el agua; en climas cálidos, el cemento reaccionará más rápido incrementando la tendencia a formar fisuras por lo que se deberá emplear un exigente procedimiento para el curado, mientras que en climas fríos se retrasa la reacción del cemento haciendo que se ganen resisten-

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cias más lentamente, en algunas ocasiones se requerirá del empleo de aditivos acelerantes o procedimientos de curado que eleven la temperatura del concreto.

10 cm

30 cm

Ø 5/8“

Asentamiento del concreto El ensayo de asentamiento se realiza para controlar la homogeneidad de consistencia entre “bachadas” de concreto fresco, indica la fluidez de la mezcla para determinar indirectamente su manejabilidad durante la colocación. La prueba para determinar el asentamiento del concreto está contenida en la NTC 396 donde se resalta lo siguiente:

Equipo requerido 1. Un cono de asentamiento o cono de Abrams, de 30 cm de altura, 10 cm de diámetro superior y 20 cm de diámetro inferior, metálico y sin deformaciones. 2. Una varilla compactadora de acero, lisa, cilíndrica, de 60 centímetros de longitud y 16 mm (5/8") de diámetro, con el extremo de compactación redondeado esférico. 3. Un palustre, o cuchara para vaciar concreto. 4. Una regla o flexómetro.

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20 cm

60 cm

Procedimiento 1. Mezclar la muestra hasta que quede homogénea. 2. Humedecer el equipo que va a estar en contacto con el concreto. 3. Colocar el cono sobre una superficie húmeda pero no empapada, plana, horizontal, rígida y no absorbente, sin vibraciones ni perturbaciones. 4. Sujetar el cono firmemente con los pies. Normalmente el cono cuenta con pequeñas láminas en el extremo más ancho para colocar los pies.

Control de calidad en el concreto 5. Llenar el cono con tres capas de concreto de aproximadamente igual volumen. LLENAR EN TRES CAPAS DE IGUAL VOLUMEN, COMPACTANDO CON 25 GOLPES CADA CAPA.

muestra quede completamente descubierta. Esta operación se debe hacer en un tiempo aproximado de tres a siete segundos. 9. Se invierte el cono y se coloca al lado de la muestra para medir la diferencia de alturas entre el molde y el centro original de la masa de concreto derrumbada o asentada por sus propios peso y fluidez. Esta medida en centímetros es lo que se conoce como asentamiento del concreto.

APRÓX. 15,5 cm 2.5 cm

APRÓX. 7 cm

6. Compactar cada capa de concreto apisonando 25 veces con la varilla y distribuyendo uniformemente los golpes sobre su sección transversal, en la segunda y tercera capas, se penetra ligeramente en la capa anterior. 7. Nivelar la superficie con la varilla compactadora cuando el molde se encuentre lleno. 8. Levantar uniforme y verticalmente el cono, sin girarlo, sin torcerlo, ni moverlo lateralmente, hasta que la

ASENTAMIENTO EN cm

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Este ensayo debe hacerse en un tiempo máximo de dos minutos y treinta segundos, desde que se comienza a llenar el cono hasta que se levanta, sin interrupciones. Si se presentan desprendimientos excesivos de concreto hacia uno de los lados o un derrumbamiento pronunciado, se debe rechazar la prueba y repetirse en una nueva porción de muestra. El cambio de asentamiento de un concreto indica variación en la gradación y proporción de los agregados, del contenido de aire, contenido de cemento o cantidad de agua. Debe realizarse cada vez que se observen cambios en la consistencia del concreto y cuando se tomen muestras para la determinación de la resistencia.

Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra Este ensayo, conocido comúnmente como toma de cilindros para las pruebas de resistencias, se encuentra contenido en la NTC 550 y su importancia radica en el adecuado procedimiento para lograr que los cilindros representen verdaderamente al concreto colocado en la obra. Esta prueba determina el procedimiento para el moldeado de los cilindros, su manejo y su curado en obra, no incluye el método de ensayo ya que este corresponde a otra norma (NTC 673) y ejecutarla es competencia de los laboratorios

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de concretos. Normalmente se miden resistencias a la compresión a 3, 7 y 28 días, para cada medida de resistencia se requiere de mínimo dos cilindros, por lo tanto la cantidad de cilindros que se moldean son mínimo seis por cada muestreo, para lo que se requiere aproximadamente de 128 litros de concreto fresco.

PARA CADA EDAD Y RESISTENCIA SE REQUIERE MÍNIMO DE DOS CILINDROS.

S

28 DÍA

7 DÍAS

3 DÍAS

Equipo requerido 1. Moldes cilíndricos de 30 cm de altura y 15 cm de diámetro, herméticos, de material rígido, no absorbente, no reactivo y sin deformaciones, debe

Control de calidad en el concreto contener una base o fondo y un extremo abierto, en lo posible con su respectiva tapa. 2. Una varilla compactadora de acero, lisa, cilíndrica, de 60 centímetros de longitud y 16 mm (5/8") de diámetro, con el extremo de compactación redondeado esférico. 3. Un palustre, o cuchara para vaciar concreto. 4. Una llana de madera.

Procedimiento para el moldeo 1. Mezclar la muestra hasta lograr su homogeneidad. 2. Colocar los moldes sobre una superficie nivelada, plana, horizontal y rígida, sin vibraciones ni perturbaciones, lo más cerca posible al sitio donde permanecerán las primeras 24 horas. 3. En los moldes debe aplicarse una capa delgada de desmoldante o de algún aceite de origen mineral. 4. Los moldes se llenan en tres capas de igual altura (10 cm), apisonando cada capa 25 veces con la varilla compactadora y distribuyendo uniformemente los golpes sobre su sección transversal. Los moldes deberán permanecer verticales. 5. Al compactar la segunda y la tercera capas, se deberá penetrar aproximadamente 2,5 cm en la capa anterior.

10 cm 10 cm

10 cm

2.5 cm

PARA NIVELAR CADA CAPA GOLPEAMOS FIRMEMENTE CON EL MAZO DE CAUCHO.

6. Antes de comenzar cada compactación se recomienda distribuir ligeramente el concreto superficial con la varilla para lograr la nivelación de la capa. 7. Antes de colocar la siguiente capa, asegúrese de que no queden vacíos ocasionados por la varilla, para ello se podrá golpear lateralmente la pared exterior del cilindro con un mazo de caucho, de madera o con las manos abiertas. 8. Nivelar la superficie con la llana de madera cuando el molde se encuentre lleno.

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9. EI llenado de los moldes es en serie, colocando la primera capa a todos los cilindros y compactándola, luego la segunda y luego la última hasta llenarlos todos simultáneamente.

NO MOVERLOS EN 24 HORAS Y MANTENERLOS ENTRE 16 Y 27°C

CADA CAPA SE LLENA SIMULTÁNEAMENTE EN TODOS LOS CILINDROS, LUEGO SE COMPACTA Y SE LLENA SIMULTÁNEAMENTE LA SIGUIENTE CAPA.

Procedimiento para el curado 1. Inmediatamente después de moldeados los cilindros, se deben llevar al sitio donde permanecerán durante el tiempo inicial de curado, su movimiento debe hacerse cuidadosamente sin agitarlos, inclinarlos o golpearlos, allí se dejarán quietos en las siguientes 24 horas. 2. Los cilindros se deben proteger de las pérdidas de humedad y en lo posible se deben cubrir con su respectiva tapa o con una bolsa plástica de dimensiones similares a las del molde.

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3. Los moldes deben permanecer en temperaturas entre los 16 y 27 °C. En climas cálidos se recomienda cubrirlos con materiales húmedos como arena o tela de yute (costal), sobre estos materiales se deberá colocar un plástico durante la noche para conservar la humedad. 4. Después de 24 horas, los cilindros se desmoldan y se almacenan en condiciones de humedad y temperatura controladas, tales que siempre se mantenga una humedad relativa mínimo del 95% y una temperatura permanente de 23 ± 2°C hasta el momento

Control de calidad en el concreto del ensayo. Se recomienda el almacenamiento de especímenes bajo agua saturada de cal. El transporte de los cilindros al laboratorio debe realizarse con la precaución de no golpearlos, para ello deberán envolverse en materiales acolchados. Cualquier fisura que se pueda generar durante el curado, manipulación o transporte de los cilindros inducirá a resultados errados o no representativos del concreto colocado en la obra y puede ocasionar la toma de decisiones poco acertadas que afectan la economía de la obra, como por ejemplo demoliciones o toma de muestras destructivas del concreto para verificar sus resistencias finales.

Es muy importante que los ensayos se realicen exactamente como lo explican las normas, para obtener resultados equivalentes, representativos y reales que permitan la evaluación de los concretos empleados en la obra. Existen otros ensayos sobre concreto fresco para determinar algunas de sus propiedades, enunciaremos algunos que aunque no se realizan con frecuencia, son sencillos y se pueden efectuar en obra, siempre y cuando se cuente con el equipo requerido y las condiciones así lo exijan.

Determinación de la masa unitaria Este ensayo se lleva a cabo con un equipo que consiste en un balde metálico cuyo tamaño depende del tamaño máximo del agregado, se emplean igualmente una varilla de compactación, un mazo de caucho y una cuchara para vaciar el concreto. Adicionalmente se requiere de una lámina para nivelar y una báscula con precisión a tres decimales. El ensayo precisa de algunas sencillas operaciones matemáticas con las que se determina la masa unitaria del concreto por metro cúbico; durante estos cálculos es importante tener en cuenta el conocimiento de los materiales y la experiencia de quien realiza la prueba.

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PESO PESO PESO = BALDE – BALDE CONCRETO LLENO VACIO MASA = PESO CONCRETO UNITARIA VOLUMEN BALDE

Este ensayo está definido por la norma ICONTEC 1926 y se usa también para determinar el rendimiento del concreto, así como su contenido de aire y de cemento.

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Contenido de aire del concreto Para hallar el contenido de aire del concreto fresco se puede hacer uso de la NTC 1032 o la NTC 1028. Estas nor-

Control de calidad en el concreto mas se diferencian por el método empleado, pues los equipos son distintos. La NTC 1032 determina el contenido de aire por el método de presión; entre el equipo que se utiliza se encuentra un frasco de presión que consiste en un recipiente metálico con su tapa y su medidor de presión, se requiere además de la varilla compactadora, un mazo de caucho, una regla metálica y una jeringa o pera de caucho.

medidor de aire, así como también la varilla compactadora, un embudo, una regla metálica, un mazo de caucho, una cuchara para concreto, un recipiente con capacidad de un litro, una jeringa o pera de caucho y una solución de agua y alcohol. MÉTODO POR VOLUMEN

MÉTODO POR PRESIÓN

La NTC 1028 hace referencia a la determinación del contenido de aire por el método volumétrico y en ella se emplea un frasco volumétrico metálico con su

Aunque estos ensayos no son complicados, por lo general tienen lugar en un laboratorio de concretos y toman gran importancia en aquellos sitios donde el concreto puede sufrir congelamiento y deshielo durante su vida útil, como por ejemplo en zonas donde existen las estaciones climáticas. Recuerde que en todo ensayo es recomendable humedecer todos los equipos

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que entran en contacto con el concreto fresco. Además es muy importante que una vez terminado el ensayo se dejen completamente limpios los equipos y recipientes que se utilizan durante la prueba.

• Mínimo una vez por día. • Mínimo una muestra por cada 120 m3 de concreto. • Mínimo cada 450 m2 de muro, losa o placa fundida en concreto. • Mínimo cinco muestras de concreto tomadas al azar en el total de la obra.

LOS EQUIPOS SE DEBEN LAVAR CON ABUNDANTE AGUA.

El número de muestras de concreto que se deben tomar de acuerdo con lo especificado en la norma sismorresistente NSR-98, o decreto 1400 de 1997, se determina de la siguiente manera:

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• Si la cantidad total de un mismo tipo de concreto, es menor de 40 m3, las pruebas se realizaran de acuerdo con el juicio del ingeniero.

El control de calidad indica profesionalismo, ética y respeto por la vida y el trabajo. No esperemos obtener ahorros importantes al no tomar muestras y no gastar dinero en ensayos, pues lo que nos economizamos hoy puede resultar muy costoso mañana cuando el concreto no funcione y haya que demolerlo, o peor, cuando la obra falle y comprometa otros bienes y vidas humanas. Los concretos en todo tipo de construcción deben ser evaluados para garantizar su calidad, la de la obra y de los procesos que se ejecutan en cuanto a preparación de concretos, así la obra será segura y estable durante su funcionamiento o vida útil.

Control de calidad en el concreto

El concreto es un material noble que requiere de controles y cuidados. Debemos tener en cuenta las anteriores normas, siendo conscientes de la calidad que merecen todas nuestras obras. No olvidemos la próxima cita en nuestro siguiente boletín. Allí los espero.

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