12 Dic
Pruebas de Calidad
Las pruebas de calidad para el concreto endurecido son:
- Resistencia: Mediante muestreo de cilindros y/o vigas, se someten a la prueba de resistencia a la compresión, tensión y/o tracción.
- Contenido de aire: El contenido de aire y los parámetros del sistema vacíos-aire del concreto endurecido se pueden determinar por medio de la norma ASTM-C-457. La prueba de contenido de aire en concreto endurecido se realiza con el fin de asegurarse de que el sistema de vacíos-aire es apropiado para un medio ambiente particular. La prueba también se usa para determinar el efecto que tienen diferentes aditivos y métodos de consolidación y colocación en el sistema de vacíos-aire.
- Contenido de cemento: Este puede determinarse por medio de los métodos de las normas ASTM-C-85 y C 1084, también por la prueba de ácido maléico u otros procedimientos no estandarizados. Con frecuencia, las pruebas de contenido de cemento son de valor para determinar la causa de la falta de desarrollo de resistencia o de la baja durabilidad del concreto. Los contenidos del agregado también pueden determinarse con estas pruebas.
- Contenido de aditivos minerales y orgánicos: La presencia y cantidad de ciertos aditivos minerales, como la ceniza volante, se puede determinar con técnicas petrográficas (ASTM C-856). Normalmente es necesaria una muestra del aditivo mineral usado en el concreto como referencia para determinar el tipo y la cantidad de aditivo mineral presente. La presencia y posiblemente la cantidad de aditivos orgánicos (tales como los reductores de agua) se pueden determinar por espectrofotometría infrarroja.
- Contenidos de cloruros: La inquietud por la corrosión del acero de refuerzo ocasionada por cloruros ha llevado a controlar y limitar el contenido de cloruros en el concreto reforzado. El contenido del ion cloruro soluble en agua del concreto endurecido se puede determinar según los procedimientos delineados en el Reporte de la Administración Federal de Carreteras de los EE.UU. (Federal Highway Administration) FHWA-RD 77-85. El contenido total de cloruros se puede determinar mediante las normas ASTM C-114 y AASHTO T 260. Actualmente se encuentran en desarrollo procedimientos de prueba por parte de la ASTM para la determinación del contenido del ion cloruro soluble en el agua.
- Análisis petrográfico: Este hace uso de las técnicas de microscopía descritas en la norma ASTM-C-856 para determinar los componentes del concreto, la calidad del concreto, la causa de comportamiento deficiente, falla o deterioro. Se puede facilitar la estimación del comportamiento futuro y la seguridad de los elementos de concreto. Algunos de los puntos que se pueden revisar por medio de un examen petrográfico son: la pasta, el agregado, el aditivo mineral, el contenido de aire, el ataque de la congelación y de los sulfatos, la reactividad álcali-agregado, el grado de hidratación y de carbonatación, la relación agua-cemento, las características del sangrado, el daño por fuego, el descascaramiento, las erupciones, el efecto del aditivo, etc.
- Cambios de volumen y longitud: Cuando se le da cierto uso al concreto, se especifican límites para los cambios de volumen o de longitud. El cambio de volumen también resulta de interés al agregar un ingrediente nuevo al concreto, para asegurarse de que no origine efectos adversos de importancia. El cambio de longitud debido a la contracción por secado, a la reactividad química, a fuerzas distintas de las intencionalmente aplicadas y a los cambios de temperatura, se pueden determinar por medio de la norma ASTM C-157 (métodos de almacenamiento en agua y en aire). La determinación del cambio volumétrico temprano, antes del endurecimiento, se puede desarrollar usando la norma ASTM-C-827. La fluencia se puede determinar de acuerdo con la norma ASTM C-512. El módulo de elasticidad estático y la relación de Poisson estática del concreto a compresión se pueden determinar por medio de los métodos de la norma ASTM-C-469 y los valores dinámicos de estos parámetros se pueden determinar con la norma ASTM-C-215.
- Carbonatación: La profundidad o grado de carbonatación se puede determinar por medio de técnicas petrográficas (ASTM-C 856) a través de la observación del carbonato de calcio (producto químico primario que resulta de la carbonatación). Además, se puede usar una prueba de color con fenolftaleína para estimar la profundidad en el concreto (la carbonatación reduce el pH). Después de la aplicación de la solución de fenolftaleína a la superficie del concreto recién fracturada, las zonas que no están carbonatadas adquieren un color rojo o púrpura, en tanto que las zonas carbonatadas permanecen sin color. Cuando se observa el indicador de fenolftaleína contra la pasta endurecida, cambia de color en un pH de 9 a 9.5; el pH de un concreto de buena calidad no carbonatado sin aditivos normalmente es mayor de 12.5.
- Durabilidad: Se refiere a la capacidad del concreto para resistir el deterioro proveniente del medio ambiente o del servicio que reciba. Un concreto diseñado adecuadamente debe perdurar sin fallas de importancia durante su vida de servicio. Para cubrir los requisitos del proyecto, asegúrese de verificar la durabilidad o determinar el efecto de ciertos ingredientes o procedimientos de operación sobre la durabilidad; se pueden efectuar varias pruebas:
- La resistencia a la congelación y al deshielo se puede determinar de acuerdo con las normas ASTM-C-666 y ASTM-C-682.
- La resistencia a los descascaramientos provocados por el uso de productos descongelantes se puede determinar por medio de la norma ASTM-C-672.
- Protección contra la corrosión: La determinación de la actividad de corrosión del acero de refuerzo se puede probar según la norma ASTM-C-876. La reactividad álcali-agregado se puede analizar con las normas ASTM-C-227 (reacción álcali-sílice), ASTM-C-289, ASTM-C-342 y ASTM-C-441 (efectividad de los aditivos minerales inhibidores de la reacción álcali-sílice) y ASTM-C-586 (reacción álcali-carbonato).
- Contenido de humedad: El contenido de humedad en el lugar o humedad relativa del concreto endurecido a veces es útil para determinar si el concreto se encuentra seco para la aplicación de materiales que recubren los pisos y de revestimiento. El contenido de humedad deberá ser lo suficientemente bajo para evitar las descantilladoras de los concretos expuestos a temperaturas por arriba del punto de ebullición del agua. El método más directo para determinar el contenido de humedad es cortar en seco un espécimen del elemento de concreto en cuestión, colocarlo en un recipiente a prueba de humedad y transportarlo al laboratorio para su prueba. Después de obtener el peso inicial del espécimen, se seca en un horno a 104°C hasta obtener un peso constante. La diferencia entre los dos pesos divididos por el peso seco multiplicado por 100 dará el contenido de humedad en %. También se puede disponer de medidores para contenido de humedad o humedad relativa. A pesar de que puede llegar a requerir varios meses de secado al aire, es necesaria una humedad relativa del 80% o menos antes de colocar los materiales de revestimiento sobre los pisos de concreto. Otra prueba útil es la de la lámina de polietileno; una lámina de 1.20 de lado se pega con cinta aislante sobre el piso, si bajo ella no se condensa humedad después de 24 a 48 horas, se considera lo suficientemente seca para algunos revestimientos y materiales de piso.
- Permeabilidad: Se puede disponer de varios métodos de prueba para determinar la permeabilidad del concreto a distintas sustancias. Se hace uso tanto de métodos directos como indirectos. La resistencia a la penetración del ión cloruro, por ejemplo, se puede determinar embalsando una solución de cloruro sobre una superficie de concreto a profundidades particulares (AASHTO-T-259). La prueba de permeabilidad rápida a los cloruros con resistencia eléctrica (AASHTO-T-277) se correlaciona satisfactoriamente con la permeabilidad directa al agua utilizando un método recomendado por el Instituto Norteamericano del Petróleo (American Petroleum Institute) para rocas. En la ASTM se encuentra en proceso de desarrollo un método estándar para medir la permeabilidad hidráulica del concreto.
- Métodos de prueba no destructivos: Varias pruebas no destructivas se pueden usar para evaluar la resistencia relativa del concreto endurecido. Las más comunes son la de esclerómetro, penetración, arranque (pullout) y dinámicas o de vibración. Entre las técnicas relativamente nuevas que se encuentran en desarrollo para probar la resistencia y otras propiedades del concreto endurecido se incluyen los rayos X, la radiografía gamma, los medidores de humedad de neutrones, los medidores magnéticos de recubrimiento, la electricidad, la absorción de microondas y las emisiones acústicas. Cada método tiene limitaciones, y se deberá tener precaución en aceptar los resultados de pruebas no destructivas como si se tuviera una correlación constante con la prueba tradicional de la compresión; es decir, deberán desarrollarse correlaciones empíricas antes de su uso.
- Método de esclerómetro: El esclerómetro o martillo de Schmidt es, en esencia, un medidor de la dureza de la superficie que constituye un método rápido y simple de revisar la uniformidad del concreto. La lectura del número de rebote da una indicación de la resistencia a la compresión del concreto. Los resultados de la prueba con esclerómetro (ASTM-C-805) se ven afectados por la lisura de la superficie, el tamaño, forma, rigidez del espécimen; la edad y condición de humedad del concreto; el tipo de agregado grueso y la carbonatación de la superficie de concreto. Cuando se reconocen estas limitaciones y el esclerómetro se calibra para los materiales particulares que se utilicen en el concreto, entonces este instrumento puede ser útil para determinar la resistencia a la compresión relativa y la uniformidad del concreto en la estructura.
- Método de penetración: El sondeo Windsor (ASTM-C-803), como el esclerómetro, es básicamente un probador de dureza que brinda un medio rápido para determinar la resistencia relativa del concreto. El equipo consiste en una pistola accionada con pólvora que clava una sonda de aleación acerada (aguja) dentro del concreto; se mide la longitud expuesta de la sonda y se relaciona con la resistencia a la compresión del concreto por medio de una tabla de calibración. Los resultados del sondeo Windsor se verán modificados por la lisura de la superficie del concreto y por el tipo de dureza del agregado usado; por lo tanto, se deberá hacer una curva o tabla de calibración para el concreto particular por probar, normalmente a partir de corazones o especímenes colados, para mejorar la precisión. Tanto el esclerómetro como el sondeo de penetración dañan la superficie de concreto en cierto grado; el esclerómetro produce una pequeña muesca sobre la superficie, y el sondeo de penetración deja un agujero pequeño y puede causar agrietamientos leves y cráteres minúsculos parecidos a las erupciones.
Importancia del Análisis Estadístico del Concreto
El concreto endurecido debe evaluarse estadísticamente para garantizar su resistencia a la compresión. Sin datos (resultados de cilindro) no hay nada que analizar y, por tanto, no se puede garantizar la calidad. La prueba fundamental es la ASTM-C-39 (resistencia a la compresión).
- ACI-318: es la norma principal para el análisis estadístico. Permite únicamente el 1% de fallas de las muestras.
- ACI-214: norma para vigas, resistencia a la flexión, es más permisiva, 10% de fallas.
- ACI-318: adopta criterios estadísticos de la ACI-214 para concreto estructural.
La calidad estadística exige muestras aleatorias; la norma pide 1 muestra cada 110 m³. Para un análisis confiable se necesitan mínimo 30 datos (30 pares o tríos de cilindros); los datos deben obtenerse en un periodo menor a 45 días para evitar alta variabilidad.
El comportamiento de la resistencia del concreto se analiza mediante una distribución normal (promedio, desviación estándar, coeficiente de variación).
El producto no se diseña para un valor exacto de f’c, sino para una resistencia requerida mayor f’cr. Esto garantiza que ningún resultado caiga por debajo del f’c especificado.
Ventajas
Permite detectar fallas, da seguridad al proyecto y respaldo técnico, ayuda a optimizar mezcla, reduce costos, facilita control de calidad en obra y planta.

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