Manual de Control de Calidad Del Concreto

MANUAL

DE CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO EN LA OBRA

1

MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO EN LA OBRA

2


Advertencia Legislación sobre derechos de autor Ley 23 de 1982. Artículo 32. «Es permitido utilizar obras literarias o artísticas o parte de ellas, a título de ilustración en obras destinadas a la enseñanza, por medio de publicaciones, emisiones, radiodifusiones, grabaciones sonoras o visuales, dentro de los límites justificados por el fin propuesto, o comunicar con propósito de enseñanza la obra difundida para fines educativos, universitarios y de formación personal sin fines de lucro, con la obligación de mencionar el nombre del autor y el título de las obras así utilizadas.»

3


© ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE PRODUCTORES DE CONCRETO ASOCRETO Primera Edición: 2003 Primera Re-impresión: 2004

Autor:

Ing. Jesús David Osorio ASOCRETO

Ilustraciones:

Jorge Peña (Fuente: Cartilla “José Concreto - Manual de Consejos Prácticos sobre el Concreto”)

Diseño y Diagramación:

Martha E. Zua

La Asociación Colombiana de Productores de Concreto ASOCRETO es titular de los derechos de autor sobre el “Manual de Control de Calidad del Concreto”, por tanto sus textos y gráficos no pueden reproducirse por medio alguno sin previa autorización escrita de la Asociación Colombiana de Productores de Concreto ASOCRETO. ASOCRETO difunde los conceptos aquí contenidos con el propósito de fomentar algunos consejos prácticos sobre el concreto, pero no se hace responsable por cualquier error, omisión o daño por el uso de esta información. Esta información no intenta suplir los conocimientos, técnicas y criterios de los profesionales responsables de la construcción de las obras.

ISBN: 958-96709-9-7

4

ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE PRODUCTORES DE CONCRETO ASOCRETO LABORATORIO DEL CONCRETO Carrera 28 No. 89-43, Bogotá, D.C. PBX. 610 0797 Fax. 610 9330 MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO EN LA OBRA e-mail: [email protected] Página en internet: www.asocreto.org.co

CONTENIDO INTRODUCCIÓN __________________________________________________________ 7 EL CONCRETO ________________________________________________________ 9 z

Propiedades del concreto _______________________________________ 9

COMPONENTES DEL CONCRETO _____________________________________ 10 z

Cemento _______________________________________________________ 10

z

Agregados _____________________________________________________ 13

z

Agua ___________________________________________________________ 14

z

Aditivos ________________________________________________________ 15

CONCRETOS PREMEZCLADOS _______________________________________ 16 z

Ventajas del concreto premezclado _____________________________ 16

z

Recomendaciones de cómo pedir mezclas de concreto premezclado ___________________________________________________ 17

z

Control de calidad ______________________________________________ 18

PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO _____________________________ 19 z

Segregación ___________________________________________________ 20

z

Exudación ______________________________________________________ 21

z

Trabajabilidad ___________________________________________________ 22

z

Tiempo de fraguado _____________________________________________ 30

z

Masa unitaria y rendimiento volumétrico ________________________ 30

z

Contenido de aire ______________________________________________ 31

PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO ________________________ 31 z

Resistencia a la compresión ____________________________________ 31

z

Elaboración y curado de cilindros de concreto __________________ 31

z

Método de ensayo ______________________________________________ 35

z

Factores que afectan la resistencia ____________________________ 36

z

Pruebas de campo _____________________________________________ 37

DURABILIDAD DEL CONCRETO _______________________________________ 43 z

Deterioro del concreto por acciones químicas __________________ 44

z

Corrosión del acero de refuerzo ________________________________ 45

z

Factores que disminuyen el deterioro ___________________________ 46

BIBLIOGRAFÍA __________________________________________________________ 47

5


6


INTRODUCCIÓN El concreto es la única piedra elaborada por el hombre, ya que adquiere las características de la roca, en resistencia, durabilidad, impermeabilidad, peso unitario, dureza y apariencia. La propiedad a la que con mayor frecuencia se hace referencia es la resistencia a la compresión, debido a que es fácil de medir y en la mayoría de los casos es suficiente para garantizar un buen comportamiento estructural. Usualmente esta propiedad es utilizada como base de aceptación del concreto en obra, y por esta razón, la correcta ejecución de la toma, curado y ensayo de resistencia a la compresión de las muestras y la adecuada selección del tomador de muestras y del laboratorio de control de calidad, cobran vital importancia dentro del proceso del control de calidad del concreto en obra. Sin embargo, no hay que olvidar que existen otras propiedades que deben ser controladas para mejorar la eficiencia de los procesos constructivos y aumentar la vida útil.

LABORATORIO DEL CONCRETO - ASOCRETO

7


8


El concreto Es una piedra artificial creada por el hombre, y que se ha convertido en el material de construcción más utilizado a nivel mundial, en razón a su extraordinaria versatilidad, en cuanto a las formas que se puede obtener. El concreto es una mezcla de un material aglutinante (cemento), un material clasificado (agregados), agua y eventualmente aditivos y adiciones, que al endurecerse forman un sólido compacto capaz de soporta grandes esfuerzos a la compresión.

z

Propiedades del concreto El concreto se puede encontrar en estado fresco, en proceso de fraguado y en estado endurecido, y en estos tres estados presenta características típicas, las cuales determinan su desempeño. La propiedad del concreto a la que con mayor frecuencia se hace referencia es la resistencia a la compresión, debido a que es muy fácil de evaluar y en la mayoría de los casos es suficiente para garantizar un buen comportamiento estructural. Usualmente esta propiedad es utilizada como base de aceptación del concreto en obra, y por esta razón, la correcta ejecución de la toma, curado y ensayo de resistencia a la compresión de las muestras y la adecuada selección del tomador de muestras y del laboratorio de control de calidad, cobran vital importancia dentro del proceso de control de calidad del concreto.

9


Sin embargo, no hay que olvidar que existen otras propiedades que deben ser controladas para mejorar la eficiencia de los procesos constructivos y aumentar la vida útil del concreto. El concreto se elabora con diversos grados de manejabilidad, velocidad de fraguado y con las propiedades adecuadas en estado endurecido como resistencia, durabilidad, peso unitario, estabilidad de volumen y apariencia. La clasificación de los diferentes tipos de concreto, usualmente se hace considerando la variación en las propiedades y características del concreto, razón por la cual, es importante conocer cada una de ellas, así como también las medidas de control que se deben efectuar para garantizar su calidad.

Componentes del concreto z

Cemento El cemento es un material aglutinante que presenta las propiedades de adherencia y cohesión, que permiten la unión de fragmentos minerales entre sí. Este material tiene la propiedad de fraguar y endurecerse en presencia de agua, presentando un proceso químico que es el calor de hidratación. El cemento Portland hidráulico es la mezcla de materiales calcáreos y arcillosos u otros materiales que contienen sílice, alúmina u óxidos de hierro, procesados a altas temperaturas y mezclados con yeso.

Clasificación del cemento Portland hidráulico Hoy en día se fabrican diversos tipos de cemento para satisfacer diferentes necesidades del mercado y para cumplir con propósitos específicos.

10


Tabla N°1- TIPOS DE CEMENTOS TIPO

DESCRIPCIÓN

NORMA

I

Uso común

NTC 30

II

Resistencia moderada a sulfatos

NTC 30

III

Alta resistencia inicial

NTC 30

IV

Bajo calor de hidratación

NTC 30

V

Alta resistencia de sulfatos

NTC 30

Cemento Portland de escoria de alto horno

NTC 31

Cemento Portland puzolánico

NTC 31

Cemento Portland adicionado

NTC 31

Cemento para mampostería

NTC 4027

Cemento tipo I Es un cemento destinado a obras de concreto que no estén sujetas al contacto de factores agresivos, tales como el ataque de sulfatos existentes en el suelo, en el agua y en el aire y a los ácidos. Entre sus usos están las estructuras de concreto, pisos, mampostería, etc.

Cemento tipo II Se usa en obras de concreto expuestas a la acción moderada de sulfatos, como en estructuras enterradas en zonas donde las concentraciones de sulfatos de las aguas freáticas son mayores. El calor de hidratación generado por este cemento es moderado, por lo que su uso se recomienda para estructuras de volumen considerable, como pilas de gran masa, estribos grandes, muros de contención. Su utilización reduce el aumento de temperatura.

Cemento tipo III Es el cemento que desarrolla alta resistencia a tempranas edades, su composición química difiere a la de un cemento tipo I, físicamente es similar a este tipo de cemento, aunque las partículas han sido molidas más finamente.

11


Cemento tipo IV Este cemento desarrolla resistencia a una velocidad muy inferior a los otros tipos de cemento. Se usa para estructuras de concreto masivo, como presas, donde el aumento de temperatura resultante durante el proceso de endurecimiento se tiene que conservar en el menor valor posible.

Cemento tipo V Es un cemento que ofrece alta resistencia a la acción de los sulfatos y se emplea exclusivamente en concretos expuestos a acciones severas de sulfatos.

Propiedades del cemento El estudio de las propiedades del cemento permite conocer algunos aspectos de su bondad como material cementante. Estas propiedades son de carácter químico, físico y mecánico y, dependen del estado en el cual se encuentre.

Propiedades químicas

Contenido Contenido Contenido Contenido

Óxido de calcio Dióxido de sílice Óxido de aluminio Óxido de hierro

Principales compuestos del cemento

12

Silicato Tricálcico Silicato Dicálcico Aluminato Tricálcico Ferroaluminato Tetracálcico

(C3S) (C2S) (C3A) (C4AF)


Reacciones químicas

Hidratación del cemento Calor de hidratación

Propiedades físicas y mecánicas

z

Densidad Finura Consistencia Tiempos de Fraguado Falso Fraguado Expansión Fluidez Resistencia a la compresión Resistencia a la flexión

Agregados Las investigaciones sobre agregados nos dicen que son un factor esencialmente necesario dentro del concreto. La sociedad necesita aprender a usar sus recursos en lo que se refiere a materiales para la construcción, naturales y manufacturados, para garantizar la sostenibilidad de los mismos. Los agregados son partículas incorporadas al concreto que ocupan un espacio, y que en combinación con el cemento y el agua proporcionan resistencia mecánica al concreto en estado endurecido. La calidad de los agregados esta determinada por el origen, por su distribución granulométrica, densidad, forma y textura; los agregados se clasifican en agregado grueso y agregado fino, fijado por valores en tamaño.

13


Propiedades de los agregados Las propiedades de los agregados dependen en gran parte de la calidad de la roca madre de la cual procede. Sin embargo, es posible, conocer sus propiedades por medio de ensayos de laboratorio.

Propiedades químicas

Epitaxia (Reacción química, adherencia agregado - pasta) Reacción álcali-agregado

Propiedades físicas

Análisis granulométrico Densidad Absorción Forma Textura Masa unitaria

Propiedades mecánicas Dureza Resistencia Adherencia

z

Agua Es un ingrediente fundamental en la elaboración de concreto debido a que desempeña diferentes funciones importantes en el concreto. Generalmente existe la creencia que si el agua es apta para beber, es óptima para hacer concreto, sin embargo, esto no es totalmente cierto, pues en algunas plantas de tratamiento, adicionan sustancias como sulfato, aluminio y cloro que pueden interferir con el fraguado del cemento, promover la corrosión del acero de refuerzo y así mismo producir manchas en el concreto. El

14


agua apta para mezclar o curar concretos puede no ser necesariamente buena para tomar. Cuando el agua proviene de fuentes no conocidas, es conveniente analizarla periódicamente para comprobar que no varíe el pH o las impurezas a través del tiempo.

Efectos de las impurezas del agua Impurezas

z

Fraguado

Endurecimiento Eflorescencias

Corrosión

Adherencia

Expansión

Aire incluido

Hidratación

pH

X

X

--

--

--

--

--

--

Sustancias solubles

X

X

X

X

X

--

--

--

Sulfatos

X

X

X

X

X

X

--

--

Cloruros

X

X

X

X

--

--

--

--

Hidratos de carbono

X

X

--

--

--

--

--

--

Sustancias orgánicas solubles en éter

X

X

--

--

--

--

X

--

Aditivos Son aquellos ingredientes que se adicionan a la mezcla inmediatamente antes o durante el mezclado. Se utilizan con el objeto de modificar las propiedades del concreto en estado fresco, durante el fraguado y en estado endurecido, para hacerlo más adecuado según el trabajo o exigencia dada.

15


Concretos premezclados Los concretos premezclados, también son conocidos como concretos predosificados y los podemos definir como aquellos que son diseñados, producidos y comercializados por una empresa productora de concreto, con una garantía de calidad certificada. Las diferencias entre concreto premezclado y la mezcla en obra son bastante significativas, ya que la forma de producción en el concreto premezclado se realiza de una manera industrializada: la dosificación de los materiales se hace por peso, se realizan controles a todos sus componentes y al producto final a un costo razonable.

z

Ventajas del concreto premezclado Se realiza una selección y control permanente a los componentes del concreto (cemento, arena, grava, agua, aditivos y adiciones si son necesarias). En la planta de concreto hay almacenamiento apropiado para los materiales. Se realizan diseños de mezclas de concreto óptimos de manera técnica y económica. Se realiza la dosificación por peso, realizando correcciones por humedad si es necesario y contando con equipos de alta precisión. Mezclado homogéneo, producción industrializada. Transporte adecuado y con grandes capacidades. Disponibilidad del servicio ágil y eficiente según las necesidades del cliente. Concretos de alta calidad y confiabilidad.

16


z

Recomendaciones de cómo pedir mezclas de concreto premezclado Para lograr una excelente coordinación entre la planta de concreto y la obra es necesario suministrar la siguiente información:

Información básica

Nombre de la empresa solicitante. Número de identificación tributaria (NIT). Nombre de la obra, dirección (vías de acceso). Precio definido por tipo de mezcla. Cantidad de concreto.

Especificaciones técnicas de la mezcla de concreto Resistencia del concreto. Asentamiento. Tamaño máximo y tamaño máximo nominal del agregado grueso. Sistema de colocación (bomba, pavimentadora, pluma, cajones etc.). Algunas especificaciones adicionales de acuerdo al proyecto. Cuando se trata de mezclas especiales éstas se diseñan según los requerimientos necesarios para la obra.

Cantidad y frecuencia del suministro Indicar la cantidad total de cada mezcla especificada, las fechas y horas en que se requieren, realizar programaciones semanales que se deben confirmar 24 horas antes, y de igual manera, indicar la forma cómo se suministrará la mezcla de concreto en la obra, que va en concordancia con la capacidad de recepción y colocación.

17


z

Control de calidad Las propiedades del concreto endurecido están sujetas a numerosas variables, por esta razón es necesario realizar un control de calidad a todos los frentes que tienen que ver con la calidad del concreto (concretera, obra y laboratorio). El control de calidad lo podemos definir como el conjunto de operaciones y decisiones que se toman con el propósito de cumplir el objeto de un contrato y de cierta forma comprobar el cumplimiento de los requisitos exigidos. Para ello se deben verificar los procedimientos que tienen que ver con las Normas Técnicas Colombianas y con el Código Sismo Resistente (NSR 98). Para obtener concretos de excelente calidad, que cumplan con todas las especificaciones, ambas partes, planta de concretos y obra deben asumir ciertas responsabilidades en el control de calidad del concreto. El control de producción del concreto es responsabilidad de la planta productora de concreto, incluye el transporte del mismo e involucra los siguientes aspectos:

18


1 2 3 4

Control Control Control Control

de materias primas de diseños de mezclas de procesos de producción del producto final

Las especificaciones de calidad y manipulación del concreto son responsabilidad de la obra.

Organización y responsabilidad del control de calidad del concreto en la obra En cualquier tipo de proyecto de construcción es indispensable que el control de calidad contemple ciertas actividades, que responsabilicen a la obra: Verificar que las especificaciones que aparezcan en la remisión de despacho de la planta coincidan con las especificaciones de la obra. Seleccionar un tomador de muestras de concreto calificado, que será la persona encargada de realizar todos los ensayos del concreto en estado fresco (Toma de muestra NTC 454, temperatura NTC 3357, asentamiento NTC 396, Masa unitaria y rendimiento Volumétrico NTC 1926, y elaboración y curado de especímenes de concreto NTC 550). Selección de un laboratorio idóneo. Todos los procesos de calidad estén debidamente documentados y firmados.

Propiedades del concreto fresco Las características en estado fresco del concreto deben ser tales que se permita llenar adecuadamente las formaletas y los espacios alrededor del acero de refuerzo, así como también obtener una masa homogénea sin grandes burbujas de aire o agua atrapada.

19


Es claro que las propiedades del concreto en obra no pueden ser obtenidas directamente del concreto en estado fresco, puesto que las características de los elementos estructurales de concreto se ven afectadas por las prácticas constructivas en la obra. Sin embargo, el control de calidad en estado fresco es la única herramienta para tomar decisiones rápidas, durante la colocación de concreto.

Algunas propiedades del concreto en estado fresco pueden ser determinadas mediante una inspección visual y mediante ensayos de obra así: INSPECCIÓN VISUAL Segregación Exudación ENSAYOS DE OBRA

z

Trabajabilidad Masa unitaria Contenido de aire Tiempo de fraguado

Segregación Un aspecto importante de la trabajabilidad y que generalmente se considera como otra propiedad, es la tendencia a la segregación, la cual se define como la tendencia de separación de las partículas gruesas de la fase mortero del concreto

20


y la colección de esas partículas deficientes de mortero en el perímetro del concreto colocado, debido a falta de cohesividad, de tal manera que su distribución y comportamiento deja de ser uniforme y homogéneo. Esto conduce a que la no segregación es una condición implícita del concreto para mantener una trabajabilidad adecuada. De otra parte, las principales causas de segregación en el concreto son la diferencia de densidades entre sus componentes, el tamaño y forma de las partículas y la distribución granulométrica, así mismo pueden influir otros factores como un mal mezclado, un inadecuado sistema de transporte, una colocación deficiente y un exceso de vibración en la compactación; para controlar la segregación debida a efectos externos al concreto el comité ACI-304 describe una serie de procedimientos. La segregación se puede presentar de dos formas. La primera ocurre cuando se usan mezclas pobres y demasiado secas, de tal manera que las partículas gruesas tienden a separarse, bien sea porque se desplazan a lo largo de una pendiente o porque se asientan más que las partículas finas. El segundo tipo se presenta particularmente en mezclas húmedas, y se manifiesta por la separación de una parte de los agregados.

z

Exudación Es una forma de segregación o sedimentación, en la cual, parte del agua de mezclado tiende a elevarse a la superficie de una mezcla de concreto recién colocado. Esto se debe a que los constituyentes sólidos de la mezcla no pueden retener toda el agua cuando se asientan durante el proceso de fraguado.

21


La exudación del concreto esta influenciada por las proporciones de la mezcla y las propiedades de los materiales, el contenido de aire, forma y textura de los agregados, calidad del cemento y el uso de los aditivos. Cuando este proceso se presenta en una alta tasa, se convierte en poco deseable, especialmente para bombear y dar acabados al concreto, adicionalmente traen otras consecuencias como el debilitamiento, mayor porosidad, menor resistencia a la abrasión y ataque de agentes agresivos presentes en el medio ambiente. Cuando la exudación es excesiva, debe prestarse especial atención a las características de los agregados, la calidad de cemento y diseño de la mezcla.

z

Trabajabilidad Es la capacidad del concreto que le permite ser colocado y compactado apropiadamente sin que se produzca segregación alguna. La trabajabilidad esta ligada al grado de compatibilidad, cohesividad, plasticidad y consistencia. Compatibilidad: Es la facilidad con la que el concreto es compactado o consolidado para reducir el volumen de vacíos y, por lo tanto, el aire atrapado. Cohesividad: Aptitud que tiene el concreto para mantenerse como una masa estable y sin segregación. Plasticidad: Condición del concreto que le permite deformarse continuamente sin romperse.

22


Consistencia: Habilidad del concreto fresco para fluir, es decir, la capacidad de adquirir la forma de los encofrados que lo contienen y de llenar espacios vacíos alrededor de elementos embebidos.

Factores que afectan la trabajabilidad La trabajabilidad está influenciada principalmente por el contenido de agua de mezclado, contenido de aire, propiedades de los agregados, relación pasta/agregados y las condiciones climáticas. 1. Contenido de agua de mezclado: El agua de mezclado hace parte aproximadamente del 15% del volumen total del concreto, del cual sólo el 5% es para hidratar el cemento y el 10% restante es el agua evaporable. Esta última es el principal factor que afecta la trabajabilidad, ya que en la medida que se incrementa su contenido aumenta la fluidez y permite una mayor lubricación de los agregados. 2. Contenido de aire: El contenido de aire naturalmente atrapado y/o incorporado intencionalmente, produce disminución en los requerimientos de agua del concreto para una misma manejabilidad, al igual que un aumento de las condiciones de cohesividad. 3. Propiedades de los agregados: Las propiedades físicas de los agregados que afectan las características del concreto en estado fresco son el tamaño máximo, forma y textura de las partículas, densidad, absorción, contenido de finos y materia orgánica. La cantidad de material sobre el tamiz No. 200 (0.075 mm), la angularidad y gradación de los agregados y proporciones de los componentes del concreto son los factores que más influyen en la facilidad de terminado. Posibles remedios para mejorar los acabados incluyen el uso adicional de finos en la arena, más cemento, el uso de aditivos convencionales e inclusores de aire.

23


La gradación y forma de las partículas de los agregados influyen en el proporcionamiento necesario para obtener concreto fresco trabajable y al mismo tiempo en la obtención de concreto endurecido económico de buenas propiedades. La cantidad de agua necesaria para unas condiciones específicas de trabajabilidad depende del tamaño máximo del agregado grueso y de la forma, textura y distribución granulométrica de las partículas del agregado grueso y fino. Un aumento en la rugosidad y angularidad del agregado grueso puede aumentar los requerimientos de agua de mezcla y, por tanto, el contenido de cemento para un nivel dado de trabajabilidad, sin embargo, este efecto generalmente no es más grande que el que tiene la forma y textura del agregado fino. El agregado grueso con alto contenido de partículas alargadas o planas puede producir concretos «ásperos» para algunos métodos de colocación ocasionando vacíos, hormigueros o bloqueo de bombas. Cualquier cambio en la gradación o angularidad de las partículas puede aumentar los vacíos entre partículas del agregado grueso que requerirán un aumento del mortero dentro del concreto. 4. Relación pasta / agregado: La cantidad de pasta esta relacionada con el área superficial de los agregados, ya que su función en estado fresco es actuar como lubricante y producir concretos trabajables. En términos generales a mayor relación pasta/ agregado se incrementa la cohesividad del concreto, sin embargo, no debe ser tan alta porque se puede presentar segregación. 5. Condiciones climáticas: Las condiciones climáticas tales como, viento, sol, temperatura y humedad ambiente afectan la manejabilidad del concreto debido a que pueden producir pérdidas de agua por evaporación, cambios en la temperatura interna del concreto por intercambio de calor, cambios volumétricos y modificación en los tiempos de fraguado.

24


Efecto del tiempo y la temperatura sobre la trabajabilidad El concreto después de mezclado se rigidiza con el tiempo, fenómeno que no debe ser confundido con el fraguado del cemento. Lo que ocurre es que el agua de mezclado se pierde, porque los agregados absorben parte ella, se evapora, especialmente si el concreto está expuesto al sol y al viento, otra parte es eliminada por las reacciones químicas iniciales. La pérdida de trabajabilidad depende de la cantidad de cemento de la mezcla, del tipo de cemento, del calor de hidratación del cemento y de la trabajabilidad inicial. La variación de la trabajabilidad en relación con el tiempo también es afectada por las condiciones de humedad del agregado, debido a que se presenta absorción del agua de mezcla en los poros del agregado cuando este se mezcla seco o con menor contenido de humedad a la absorción. Más importante que la temperatura ambiente, es la del concreto, ya que ésta es la que controla las reacciones químicas que se producen en la mezcla y por tanto modifica las propiedades del concreto en estado fresco y endurecido. La norma NTC 3357 fija los límites de la temperatura del concreto fresco. La medición de la temperatura se hace cuando el concreto es recibido en la obra, mientras se coloca, con termómetros de vidrio o con corazas, los cuales deben tener una precisión de 1ºC y deben ser introducidos dentro de la muestra representativa por mínimo dos minutos o hasta que la lectura se estabilice. También es posible determinar la temperatura mediante medidores electrónicos de temperatura con pantallas digitales de precisión.

Ensayos para determinar la trabajabilidad Las propiedades tales como cohesión y adhesión son las que determinan el grado de trabajabilidad y usualmente son evaluadas por examen visual y manipulación del concreto con herramientas para dar acabados, debido a que hasta el momento no

25


se conoce ninguna prueba que las mida directamente; sin embargo, se han desarrollado una serie de ensayos con los cuales se puede determinar o correlacionar las propiedades del concreto en estado plástico en términos de consistencia, fluidez, cohesión y grado de compactación entre otras.

- Ensayo de asentamiento El asentamiento es una medida de la trabajabilidad del concreto, que se refiere al grado de fluidez de la mezcla, es decir que indica qué tan seca o fluida está cuando se encuentra en estado plástico y no constituye por sí mismo una medida directa de la trabajabilidad. Procedimiento para la toma de muestras de concreto: La muestra debe ser representativa y conformada por la porción central de la descarga del concreto y nunca de la porción inicial o final de la descarga. Además debe tenerse en cuenta que la muestra debe tomarse de una sola mezclada, adicionalmente la muestra debe protegerse del sol y del viento, y no realizar transportes internos largos en la obra para evitar la segregación del concreto. Selección del tomador de muestras de concreto: Cuando se usa la resistencia como base de aceptación del concreto, los especímenes normalizados deben ser elaborados por un tomador de muestras calificado, de acuerdo con la NTC 454 (ASTM C 172) y NTC 550 (ASTM C 31), puesto que el cumplimiento a cabalidad de los procedimientos de toma de muestras y curado de los cilindros influye directamente en el resultado del ensayo a compresión de los cilindros de concreto. Las muestras se deben curar en condiciones controladas de humedad y temperatura, de acuerdo con lo establecido en dichas normas.

26


Las características del cono de Abrams se presentan en la siguiente figura.

El método de ensayo que está descrito en la norma NTC 396 en términos generales consiste en lo siguiente: Se coloca el molde sobre una superficie horizontal, plana y no absorbente, presionando con los pies las agarraderas para que no se salga el concreto por la parte inferior del molde. Enseguida, se llena el cono en tres capas cada una de aproximadamente igual volumen, apisonándose cada capa con 25 golpes dados con una varilla de 16 mm de diámetro, 60 cm de longitud y con al menos uno de sus extremos redondeado. La introducción de la varilla por el extremo redondeado se debe hacer en diferentes sitios de la superficie y hasta una profundidad tal que penetre ligeramente en la capa inferior con el objeto que la compactación se distribuya uniformemente sobre la sección transversal. Al terminar la tercera capa, se enrasa la superficie bien sea con la varilla o con un palustre. Se retira la mezcla que haya caído al suelo en la zona adyacente a la base del molde, el cono se levanta cuidadosamente en dirección vertical, sin movimientos laterales o de torsión y sin tocar la mezcla con el molde cuando éste se ha separado del concreto.

27


Una vez retirado el molde, la muestra sufre un asentamiento, de aquí el nombre del ensayo, el cual se mide en centímetros o pulgadas inmediatamente como diferencia entre la altura del molde y la altura medida sobre el centro de la base superior del espécimen. (Ver la siguiente figura).

28


El ensayo de asentamiento está ampliamente difundido en nuestro medio debido la facilidad y rapidez con que se realiza, sin embargo, no se puede aplicar en algunos casos, tales como concretos muy secos con asentamiento inferior a 25 mm y concretos elaborados con agregados livianos. El concreto en estado fresco se clasifica de acuerdo a la consistencia, en: mezcla muy seca, seca, semiseca, media, húmeda y muy húmeda, Mezcla muy seca: El asentamiento es inferior a 2 cm y frecuentemente es empleada en la elaboración de prefabricados de alta resistencia, como traviesas y postes pretensados. Debido a la poca manejabilidad que tiene es necesario colocarlo con vibradores de formaleta y compactarla mediante vibración extrema, en algunos casos puede requerirse presión. También es posible lanzar estas mezclas por vía húmeda en revestimientos de pantallas de cimentación. Mezcla seca: El asentamiento está entre 2.5 y 3.5 cm, utilizándose en la construcción de pavimentos colocados por pavimentadoras con terminadora vibratoria. Mezcla semi-seca: El asentamiento está entre 3.5 y 5 cm, las aplicaciones más comunes son en pavimentos y cimentaciones en concreto simple, colocados mediante máquinas de operación manual y compactadas por vibración. Mezcla media: El asentamiento está entre 5 y 10 cm, por lo cual se puede emplear en pavimentos, losas, muros y vigas. Mezcla húmeda: El asentamiento está entre 10 y 15 cm, se utiliza en la elaboración de elementos esbeltos mediante bombeo. Mezcla muy húmeda: El asentamiento es mayor a 15 cm, se emplea en la construcción de elementos muy esbeltos y pilotes fundidos «in situ» mediante el sistema de tubo Tremie.

29


z

Tiempo de fraguado Es un proceso donde el concreto pasa de un estado plástico a un estado endurecido. Los cambios que se observan durante este proceso son el tiempo de fraguado y la contracción plástica. La clasificación de acuerdo con el tiempo de fraguado hace concretos de fraguado lento, normal y rápido. Los fraguados lentos son aquellos que demoran más tiempo en endurecer, los de fraguado normal son los que endurecen prácticamente con la velocidad de hidratación del cemento y los concretos de tiempos de fraguado acelerado, son aquellos que endurecen en menor tiempo y adquieren mayor resistencia en tempranas edades.

z

Masa unitaria y rendimiento volumétrico Se mide mediante el ensayo de rendimiento volumétrico, que consiste en determinar la masa requerida para llenar un molde de volumen conocido. Dicho molde se debe llenar en tres capas de igual altura, compactas, usando una varilla apisonadora. Hay que tener precaución en golpear con un martillo de caucho cada capa con el objeto de cerrar los agujeros que deja la varilla y poder sacar indirectamente el aire. El nivelado se realiza con una lámina metálica o de vidrio. La masa unitaria real del concreto se obtiene mediante el cociente de la masa neta del concreto y el volumen del recipiente. La masa neta se determina restando la tara del recipiente a la masa del concreto más el recipiente. MU = Masa Neta del concreto / Volumen del recipiente

El rendimiento volumétrico es el cociente entre la masa total de los materiales del diseño mezclados y la masa unitaria del concreto. Rv = Masa de los materiales del diseño / MU

30


z

Contenido de aire Este elemento está presente en todos los tipos de concreto, localizado en los poros no saturables de los agregados y entre los componentes del concreto, bien sea porque es atrapado durante el mezclado o al ser intencionalmente incorporado por el uso de algún tipo de aditivo.

Propiedades del concreto endurecido Las propiedades del concreto endurecido están gobernadas por la resistencia de la pasta endurecida, los agregados y las interfaces agregado-pasta. El concreto es capaz de soportar grandes esfuerzos a la compresión, dependiendo de las características de sus componentes y el diseño de este mismo.

z

Resistencia a la compresión La resistencia a la compresión es la característica mecánica principal del concreto, dada la importancia que reviste esta propiedad dentro de una estructura convencional del concreto reforzado. La forma de evaluar la resistencia del concreto es mediante pruebas mecánicas de ensayo de cilindros. Para lo cual se toman muestras, se hacen especímenes y se fallan a diferentes edades.

z

Elaboración y curado de cilindros de concreto Los ensayos de compresión del concreto se efectúan para determinar la calidad general del concreto. Si se permite que varíen las condiciones de curado, toma de muestras y métodos de llenado y acabado de las probetas, los resultados obtenidos carecen de valor, porque no se puede determinar si una resistencia baja es debida a una falla en la confección de las probetas.

31


Nota. Como buena práctica es recomendable antes de iniciar el ensayo humedecer con agua las herramientas que van ha estar en contacto con el concreto.

Elaboración de muestras - Lugar de moldeo Moldee las muestras tan cerca como sea posible del lugar donde ellas van a estar almacenadas durante las primeras 24 h. Si no es factible moldear las muestras donde van a estar almacenadas, llévelas al lugar de almacenamiento inmediatamente después de elaborarlas. Coloque los moldes sobre una superficie rígida libre de vibración u otras alteraciones. Evite sacudidas, golpes, inclinaciones o rayado de la superficie de las muestras cuando éstas son cambiadas a otro lugar de almacenamiento.

- Colocación (fundida) Coloque el concreto en los moldes utilizando un cucharón o palustre despuntado. Escoja cada cucharada, palustrada o palada de concreto del recipiente de mezclado para asegurar que ésta es representativa de la bachada. Puede ser necesario remezclar el concreto en el recipiente de mezclado con un palustre ó una pala para impedir la segregación durante el moldeo de las muestras. Mueva el cucharón ó el palustre alrededor de la parte superior del molde cuando el concreto es descargado, con el fin de asegurar una distribución simétrica del concreto y minimizar la segregación del agregado grueso dentro del molde. Además, distribuya el concreto utilizando la varilla de compactación antes de iniciar la consolidación. El tomador de muestras debe procurar añadir, al colocar la última capa, una cantidad de concreto

32


que llenará exactamente el molde después de la compactación. No añada muestras de concreto no representativo a un molde durante el llenado. Todos los moldes se llenan uniformemente, es decir, colocación y compactación de la primera capa en todos los moldes, después la segunda capa y posteriormente la tercera capa. Cada capa deberá ser apisonada uniformemente con una varilla metálica de 16 mm de diámetro y una longitud de 60 cm. Las apisonadas serán 25 por capa y además se le darán 10 a 15 golpes con un martillo de caucho que tenga una masa entre 200 a 800 g . Después de la compactación se procederá a retirar el concreto sobrante, alisándose su superficie y manipulando lo menos posible para dejar la cara lisa de tal forma que cumpla con las tolerancias de acabado.

Protección después del acabado: Para evitar la evaporación de agua del concreto sin endurecer, cubra los especímenes inmediatamente después del acabado, preferiblemente con una lámina no absorbente y no reactiva, o con una lámina de plástico duro, durable e impermeable. Se permite el uso de lona húmeda para la protección, pero se debe tener cuidado para mantener la lona húmeda. Hasta que los especímenes sean removidos de los moldes. La colocación de una sábana de plástico sobre la lona facilitará mantenerla húmeda.

- Remoción de los moldes Remueva las muestras de los moldes 24h ± 8h después de fundidos.

33


Curado Debido a que las labores de curado tienen gran influencia sobre las propiedades del concreto, tanto en estado plástico y como en estado endurecido. El curado lo definimos como el proceso de controlar y mantener un contenido de humedad satisfactorio y una temperatura favorable en el concreto, durante la hidratación del cemento, de manera que se desarrollen las propiedades deseadas. La mayoría de los concretos en estado plástico contienen una cantidad de agua considerablemente mayor que la requerida para que tenga lugar su combinación química y la hidratación completa del cemento. Sin embargo, durante el fraguado se pierde agua por exudación y posteriormente por evaporación o por absorción de los agregados, que pueden de cierta forma evitar la hidratación completa del cemento. Adicionalmente, la pérdida de agua también provoca que el concreto se contraiga y conduzca a esfuerzos de tensión interna, provocando fisuras superficiales.

- Curado de los cilindros de concreto: Una vez se hayan desencofrado los cilindros de concreto, 24 horas ± 8 horas después de su elaboración, se procede a una inmersión ideal para mantener los cilindros de concreto saturado, de manera que se promueva la hidratación de todas las partículas de cemento.

- Transporte de los cilindros de concreto: Se debe tener mucho cuidado en el manejo de las probetas de concreto, ya que los cilindros que se transporten en vehículos inadecuados, pueden sufrir daños considerables, que se verán afectados en la prueba de resistencia a la compresión.

34


z

Método de ensayo La resistencia a la compresión de cilindros de concreto se mide en una prensa hidráulica que aplica una carga estática sobre la superficie superior del cilindro. Generalmente esta superficie es áspera y no plana lo cual se necesita refrentar ya sea con mortero de azufre, yeso de alta resistencia o neopreno, tal como lo describe la NTC 504. La resistencia se da en unidades de esfuerzo, o sea fuerza por unidad de área, en (MPa o kg/cm2). Un valor de resistencia debe ser el resultado del promedio de por lo menos dos cilindros normalizados y representativos de una misma mezcla. Si un cilindro presenta evidencia definitiva de baja resistencia respecto a los demás, debido a un muestreo, moldeado, manejo, curado o ensayo inadecuado, se debe descartar y la resistencia de los cilindros restantes es considerada como el resultado del ensayo. La Norma Técnica Colombiana NTC 3318 establece que si la diferencia entre los resultados de cilindros de una misma muestra, ensayados a la misma edad, con los mismos procedimientos, equipo y operarios, supera el 10 % de la resistencia media de las muestras, el ensayo se debe descartar. Se pueden realizar ensayos adicionales a otras edades para obtener información acerca de la evolución en el desarrollo de resistencia, verificar la efectividad del curado y protección del concreto o para determinar el tiempo de remoción de formaletas cuando la estructura se va a poner en servicio. Los cilindros elaborados para este efecto se curan de acuerdo con la NTC 550 (ASTM C 31).

35


El responsable de calidad del concreto en la obra debe cerciorarse y registrar el número del comprobante de entrega del concreto y la localización exacta en la obra de la carga representada por la muestra que se va a someter a un ensayo de resistencia. De acuerdo con los requisitos de la NTC 3318, el promedio de todos los ensayos de resistencia que representen cada clase de concreto deben ser suficientes para asegurar que cumplen simultáneamente los siguientes dos requisitos: Los promedios de todos los conjuntos de tres resultados consecutivos de ensayos de resistencia, deben ser mayores o iguales al valor especificado para f’c. Ningún resultado individual de los ensayos de resistencia (promedio de dos cilindros), debe estar 3,5 MPa (35 kg/cm2), por debajo de la resistencia especificada f’c (véase NSR-98). Sin embargo, debido a variaciones en los materiales, operaciones y ensayos, el promedio de resistencia para cumplir estos requisitos es sustancialmente mayor que la resistencia especificada. La cantidad en exceso depende de la desviación estándar de los datos de los ensayos y del coeficiente de modificación con que es afectada, de acuerdo con lo establecido por la NSR-98.

z

Factores que afectan la resistencia Entre los innumerables factores que afectan la resistencia del concreto endurecido, independientemente de la calidad y tipo de materiales que lo constituyen, para propiedades dadas de sus componentes en una mezcla trabajable y bien colocada se destacan los siguientes:

36

Contenido de cemento y tipo de cemento Relación agua-cemento Contenido de aire Tipo y dosificación del aditivo Fraguado del concreto Curado del concreto Edad del concreto MANUAL DE CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO EN LA OBRA

z

Pruebas de campo Con el objeto de determinar la resistencia relativa de diferentes localizaciones en la estructura, como ayuda para la evaluación de resistencia del concreto en el sitio. Se han desarrollado diferentes pruebas de campo que se clasifican de la siguiente manera Pruebas destructivas Pruebas no destructivas

Pruebas destructivas Cuando la resistencia de los especímenes ensayados a compresión es inferior al valor mínimo especificado f´c es probable que los cilindros no sean representativos del concreto colocado o que no se realizó correctamente la elaboración y curado de cilindros de concreto. Para tratar de determinar si la resistencia del concreto es realmente baja o alta, es posible extraer núcleos del elemento de resistencia dudosa, siguiendo el procedimiento de la NTC 3658 y ensayarlos a la compresión. Este método no es recomendable para concretos menor de 28 días de edad.

Pruebas no destructivas Es posible utilizar ensayos para evaluar la resistencia relativa del concreto endurecido. Las pruebas no destructivas mas comunes en el medio colombiano son: el ensayo de esclerómetro y el ensayo de ultrasonido.

- Ensayo de esclerómetro Esta prueba fue desarrollada en el año 1894 por el ingeniero suizo ERNEST SCHMIDT quien idea un martillo de prueba para medir la resistencia del concreto. Esta prueba se basa en el principio de rebote de masa elástica que depende de la dureza de la superficie del concreto.

37


Este ensayo debe aplicarse en superficies lisas. Cuando el concreto presenta un aspecto rugoso, se debe lijar con una piedra abrasiva de forma manual que permita obtener en pocos minutos una superficie plana y lisa. Este ensayo nos proporciona un medio rápido y económico para revisar la resistencia del concreto. Pero los resultados de esta prueba se ven afectados por la rugosidad de la superficie, la dimensión máxima del agregado, la edad, la condición de humedad y la carbonatación de la superficie del concreto.

- Ensayo de ultrasonido Este tipo de ensayo se clasifica como no destructivo y desde el punto de vista teórico, esta prueba se basa en que unas ondas se propagan en cualquier medio donde existan átomos que puedan vibrar elásticamente, teniendo en cuenta que a medida en que el medio sea más denso, más rápida es la velocidad de propagación. El ensayo de ultrasonido consiste en medir el tiempo en que una onda ultrasónica atraviesa el concreto, teniendo en cuenta la longitud del elemento a evaluar.

Control estadístico En todo el mundo es reconocido que los requisitos establecidos para el diseño de mezcla de concreto y los criterios de aceptación del concreto tienen por objeto asegurar la calidad estructural de las obras. Para ello, dicho aseguramiento de calidad se fundamenta en dos factores principales: la determinación de la resistencia a la compresión y la aplicación de la estadística.

Análisis estadístico Los procedimientos estadísticos se realizan a partir de datos derivados de muestras obtenidas en el curso del desarrollo de un plan de muestreo. Partiendo de la base que las muestras toma-

38


das y los ensayos efectuados representan apropiadamente el concreto producido y aceptando la idoneidad de los resultados de resistencia, se agrupan los datos, conociendo de antemano las características de una distribución:

- Número de pruebas (N) De acuerdo con el código (NSR 98), se debe disponer de una cantidad suficiente de pruebas, para obtener mayor información confiable. Para que el análisis estadístico sea representativo, el número de pruebas debe ser como mínimo 30 datos (promedio de dos cilindros de la misma edad).

Ejemplo estadístico Con el objeto de ilustrar los conceptos estadísticos, a continuación se muestra un registro de datos que corresponden a la producción de un concreto diseñado para f’c de 245 kg/cm2.

- Promedio aritmético (X): Se define como la suma aritmética de los resultados de resistencia de todas las pruebas individuales dividiéndolo por el total de pruebas efectuadas.

X =

x 1 + x 2 + x 3 + ..... + xn N

- Desviación estándar (S): El análisis estadístico intenta dar una idea de la dispersión de las pruebas con relación al promedio aritmético, es necesario conocer la variación de las pruebas mediante la desviación estándar y se define como la raíz cuadrada del promedio de la suma de los cuadrados de las desviaciones de la resistencia, respecto a la resistencia promedio dividida entre el número de pruebas menos uno.

39


Del mismo modo, la desviación estándar de un lote de muestras refleja las variaciones entre las diferentes bachadas del concreto. Estas variaciones, como es de esperarse, contemplan la variabilidad de cada uno de los materiales, la variabilidad en los procedimientos y técnicas de producción y manejo, las variaciones propias de la elaboración y curado de los especímenes, es decir que en esta desviación comanda la dispersión entre las pruebas realizadas.

S=

2 ∑ ( Xi − X ) N −1

- Coeficiente de variación (V): Cuando se conoce la dispersión de las pruebas, se puede obtener el coeficiente de variación el cual está definido en términos de la desviación estándar, expresada como un porcentaje del promedio aritmético. Es así como el coeficiente de variación dentro de una prueba, se puede juzgar el control de la elaboración, el tratamiento de los especímenes y la calidad de los métodos utilizados en los ensayos.

V=

Sx100 X

- Intervalo o Rango (R): Se obtiene restando la menor de las resistencias del conjunto de cilindros que conforman la prueba, de la mas alta del grupo.

R = Xa − Xb

40


Variación dentro de la prueba - Intervalo promedio (R):

R=

R1 + R2 + R3 + .... + Rn ∑ Ri = N N

- Desviación estándar dentro de la prueba (S1): Se determina teniendo en cuenta que su valor depende de la cantidad de ensayos.

S1 =

1 R d2

FACTORES PARA CALCULAR LA DESVIACIÓN ESTÁNDAR DENTRO DE UNA PRUEBA No. de Cilindros

d2

1/d2

2 3 4 5 6 7 8 9 10

1,128 1,693 2,059 2,326 2,534 2,704 2,847 2,970 3,078

0,8865 0,5907 0,4857 0,4299 0,3946 0,3698 0,3512 0,3367 0,3249

- Coeficiente de variación dentro de la prueba (V1): Esta medida de dispersión se determina así:

V1 =

41

S1x100 X


ANÁLISIS ESTADÍSTICO RESISTENCIA NOMINAL 245 (kg/cm2) DATOS OBTENIDOS Número de pruebas

Resultados a 28 días (kg/cm2)

Promedio a 28 días (kg/cm2) Xi

1

265 264

265

1

2

266 256

261

10

3

212 228

220

249

16

4

245 239

242

241

6

5

252 259

256

239

7

6

253 250

252

250

3

7

260 264

262

256

4

8

246 249

248

254

3

9

253 249

251

254

4

10

247 250

249

249

3

11

230 232

231

244

2

12

269 274

272

250

5

13

249 264

257

253

15

14

249 239

244

257

10

15

247 258

253

251

11

16

236 259

248

248

23

17

245 247

246

249

2

18

249 247

248

247

2

19

245 246

246

247

1

20

269 254

262

252

15

21

256 263

260

256

7

22

249 243

246

256

6

23

254 252

253

253

2

24

243 235

239

246

8

25

240 244

242

245

4

26

243 257

250

244

14

27

240 246

243

245

6

28

252 260

256

250

8

29

284 296

290

263

12

30

268 258

263

270

PROMEDIO GENERAL (X)

252

Rango (kg/cm2) Ri

10 kg/cm2

Rango Promedio

7,33

kg/cm2

DESVIACIÓN ESTÁNDAR DENTRO DE LA PRUEBA (S1)

6,50

kg/cm2

COEFICIENTE DE VARIACIÓN DENTRO DE LA PRUEBA (V1)

2,6%

DESVIACIÓN ESTÁNDAR TOTAL (S) COEFICIENTE DE VARIACIÓN (V) NÚMERO DE PAREJAS EVALUADAS A 28 DIAS

42

Promedio Móvil (kg/cm2)

12 5

kg/cm2 %

30


Durabilidad del concreto Aunque la resistencia a la compresión del concreto es una característica en estado endurecido, existe otro parámetro que en un momento dado puede ser más importantes y es la durabilidad, que está estrechamente ligada con las condiciones de exposición al medio ambiente, la cual puede generar deterioro por causas físicas, mecánicas y/o químicas. De otra parte, puede haber causas internas, tales como la permeabilidad, materiales constituyentes o cambios volumétricos debido a diferencias en las propiedades térmicas. La durabilidad del concreto se define como su resistencia a la acción del clima, a los ataques químicos, a la abrasión o cualquier otro proceso de deterioro, de tal manera, que un concreto durable debe mantener su forma, su calidad y sus propiedades de servicio al estar expuesto a su medio ambiente. Generalmente las estructuras de concreto están expuestas no solo a la acción de las cargas si no también a otros agentes de carácter físico y químico. Para que una estructura sea durable se requiere que se diseñe no sólo para responder a las cargas sino también a los efectos que tienen que ver con la calidad del concreto. Desde la invención del concreto siempre se consideró que el concreto era un material imperecedero por su solidez, dureza y alta resistencia a la compresión. Con el desarrollo de la técnica en la química del concreto se ha confirmado la condición del material duradero gracias a los grandes avances en la química del cemento, la calidad y el comportamiento de los agregados, las características del agua, el uso de aditivos y adiciones, técnicas de producción, manejo y colocación del concreto, las prácticas de protección y curado.

43


z

Deterioro del concreto por acciones químicas Dentro de los factores de deterioro atribuibles a las acciones químicas están el ataque de ácidos, la lixiviación por aguas blandas, la carbonatación, la formación de sales expansivas (ataque de sulfatos), y la expansión destructiva de las reacciones álcali – agregado.

Ataque por ácidos Es un hecho conocido que la pasta de cemento Portland endurecida, el elemento que mantiene adherido el concreto es un material calcáreo y como tal, muy susceptible al ataque de ácidos. En la realidad, en el caso del concreto, es que no exista defensa contra el ataque del ácido, por lo que estrictamente y sin excepción alguna, estos deben ser eliminados del proceso o material que se maneja en una estructura de concreto, o evitar que entren en contacto con el concreto mediante algún tipo de barrera impermeable y resistente al ácido que proteja el concreto.

Lixiviación por aguas blandas La lixiviación del hidróxido de calcio que contiene el concreto, disminuye el contenido de CaO y trae como consecuencia la degradación de los componentes de la pasta hidratada, como silicato, aluminatos y ferritos, y por esto el concreto pierde resistencia y se desintegra.

Carbonatación Este fenómeno sucede cuando el hidróxido de calcio (Ca(HO)2) presente en la pasta de cemento reacciona, en presencia del agua o con dióxido de carbono, produciendo carbonato de cal-

44


cio CO3, generando una pérdida de volumen. Esta carbonatación se presenta en la superficie del concreto y su profundidad dependerá de la porosidad del concreto. Esta reacción conduce al descascaramiento.

Ataque por sulfatos Algunos sulfatos de sodio, potasio, calcio y magnesio que están naturalmente en el suelo o disueltos en el agua freática o subterránea pueden llegar a encontrarse junto o alrededor de estructuras de concreto especialmente en cimentaciones susceptibles a su efecto perjudicial.

z

Corrosión del acero de refuezo El mecanismo de corrosión del acero es de naturaleza electroquímica con formación de óxidos e hidróxidos de hierro, producto de la corrosión, y su color varía dependiendo de la cantidad disponible de oxígeno. La presencia de cloruros modifica el color de la corrosión. No ocurre la corrosión en concretos secos, por insuficiencia de electrolitos, ni en concretos totalmente saturados, ya que en estos casos no habrá suficiente entrada de oxígeno. Esto ocurre principalmente cuando el concreto esta sumergido bajo una presión hidráulica. Un objetivo importante del recubrimiento del concreto, es proteger la pequeña capa o película pasivante protectora del acero de refuerzo contra los daños físicos y químicos y a su vez tener una estabilidad. La medida de la resistencia a la corrosión aún no está normalizada en vista de la complejidad del fenómeno que no permite formular una metodología apropiada ni siquiera en condiciones de laboratorio. Las variables que se involucran en el proceso son:

45


El concreto, que actúa como medio protector y pasivamente durante el período de vida de la estructura, llamado de iniciación y como soporte del electrolito durante el período llamado de propagación. El acero que es el conductor eléctrico y electrodo de la eventual pila de corrosión electroquímica. El sistema concreto - acero de refuerzo, medio ambiente materializado en el elemento estructural.

z

Factores que disminuyen el deterioro Con el objeto de evitar que el concreto se encuentre expuesto a una combinación de humedad y congelamiento cíclico, es conveniente tener en cuenta al diseñar la estructura, que esta tenga una geometría tal que se reduzca al mínimo la captación de agua por el concreto y que adicionalmente se disponga de un buen sistema de drenaje. Se ha visto que la resistencia, durabilidad y impermeabilidad del concreto están determinados principalmente por la relación agua-cemento, suponiendo que el concreto sea debidamente curado. Para que el concreto de peso normal sea resistente al congelamiento, no debe tener una relación aguacemento demasiado alta.

46


BIBLIOGRAFÍA 1.

ICONTEC. Instituto Colombiano de Normas Técnicas NTC 3318, 396, 1377, 550, 673 Y 2275

2.

Colección Básica del Concreto. Tecnologia y Propiedades. Libro 1. Asocreto.

3.

Colección Básica del Concreto. Manejo y Colocación. Libro 4. Autor: Ingeniero Diego Sánchez De Guzmán. Asocreto.

4.

Cartilla Jose Concreto. Manual de Consejos Prácticos sobre el Concreto. Asocreto.

47

5.

ACI 318.

6.

Manual de Técnicas de Laboratorio. Asocreto.


La presente publicación se terminó de imprimir en los Talleres de D’VINNI, Bogotá D.C. - Colombia, en el mes de enero de 2004.

48


Manual de Control de Calidad Del Concreto

Recommend Documents