MANUAL
DE CONTROL DE CALIDAD
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.»
© 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
ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE PRODUCTORES DE CONCRETO ASOCRETO
LABORATORIO DEL CONCRETO Carrera 28 No. 89-43, Bogotá, D.C.
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN __________________________________________________________7
EL CONCRETO ________________________________________________________ 9 zPropiedades del concreto _______________________________________ 9
COMPONENTES DEL CONCRETO _____________________________________ 10 zCemento _______________________________________________________ 10 zAgregados _____________________________________________________ 13 zAgua ___________________________________________________________ 14 zAditivos ________________________________________________________15
CONCRETOS PREMEZCLADOS _______________________________________ 16 zVentajas del concreto premezclado _____________________________ 16 zRecomendaciones de cómo pedir mezclas de concreto
premezclado ___________________________________________________ 17 zControl de calidad ______________________________________________18
PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO _____________________________ 19 zSegregación ___________________________________________________ 20 zExudación ______________________________________________________21 zTrabajabilidad ___________________________________________________ 22 zTiempo de fraguado _____________________________________________ 30 zMasa unitaria y rendimiento volumétrico ________________________ 30 zContenido de aire ______________________________________________31
PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO ________________________ 31 zResistencia a la compresión ____________________________________31 zElaboración y curado de cilindros de concreto __________________ 31 zMétodo de ensayo ______________________________________________35 zFactores que afectan la resistencia ____________________________36 zPruebas de campo _____________________________________________ 37
DURABILIDAD DEL CONCRETO _______________________________________ 43 zDeterioro del concreto por acciones químicas __________________ 44 zCorrosión del acero de refuerzo ________________________________45 zFactores que disminuyen el deterioro ___________________________ 46
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 selec-ción 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 pro-cesos constructivos y aumentar la vida útil.
El concreto
Es una piedra artificial creada por el hombre, y que se ha conver-tido 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 aditi-vos y adiciones, que al endurecerse forman un sólido compacto capaz de soporta grandes esfuerzos a la compresión.
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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 típi-cas, las cuales determinan su desempeño.
La propiedad del concreto a la que con mayor fre-cuencia 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 garan-tizar un buen comportamiento estructural. Usual-mente 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 im-portancia dentro del proceso de control de calidad del concreto.
Sin embargo, no hay que olvidar que existen otras propiedades que deben ser controladas para mejorar la eficiencia de los pro-cesos 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 do endurecido como resistencia, durabilidad, peso unitario, esta-bilidad 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
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Cemento
El cemento es un material aglutinante que pre-senta las propiedades de adherencia y cohesión, que permiten la unión de fragmentos minerales entre sí.
Este material tiene la propiedad de fraguar y en-durecerse en presencia de agua, presentando un proceso químico que es el calor de hidratación. El cemento Portland hidráulico es la mezcla de ma-teriales calcáreos y arcillosos u otros mama-teriales 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 satisfa-cer diferentes necesidades del mercado y para cumplir con pro-pósitos específicos.
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, pi-sos, 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 mayo-res. El calor de hidratación generado por este cemento es mo-derado, por lo que su uso se recomienda para estructuras de volumen considerable, como pilas de gran masa, estribos gran-des, muros de contención. Su utilización reduce el aumento de temperatura.
Cemento tipo III
Es el cemento que desarrolla alta resistencia a tempranas eda-des, su composición química difiere a la de un cemento tipo I, físicamente es similar a este tipo de cemento, aunque las partí-culas han sido molidas más finamente.
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 IV
Este cemento desarrolla resistencia a una velocidad muy inferior a los otros tipos de cemento. Se usa para estructuras de con-creto 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 co-nocer algunos aspectos de su bondad como material cementante. Estas propiedades son de carácter quími-co, físico y mecánico y, dependen del estado en el cual se encuentre.
Propiedades químicas
Contenido Óxido de calcio
Contenido Dióxido de sílice
Contenido Óxido de aluminio
Contenido Óxido de hierro
Principales compuestos del cemento
Silicato Tricálcico (C3S)
Silicato Dicálcico (C2S)
Aluminato Tricálcico (C3A)
Reacciones químicas
Hidratación del cemento
Calor de hidratación
Propiedades físicas y mecánicas
Densidad Finura Consistencia Tiempos de Fraguado Falso Fraguado Expansión Fluidez Resistencia a la compresión Resistencia a la flexión
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Agregados
Las investigaciones sobre agregados nos dicen que son un fac-tor 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 incor-poradas 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, densi-dad, forma y textura; los agrega-dos se clasifican en agregado grue-so y agregado fino, fijado por valo-res en tamaño.
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 labo-ratorio.
Propiedades químicas
Epitaxia (Reacción química, adherencia agregado - pasta)
Reacción álcali-agregado
Propiedades físicas
Análisis granulométrico Densidad Absorción Forma Textura Masa unitariaPropiedades mecánicas
Dureza Resistencia Adherenciaz
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Agua
Es un ingrediente fundamental en la elaboración de concreto de-bido 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 embar-go, esto no es totalmente cierto, pues en algunas plan-tas de tratamiento, adicionan sustancias como sulfato, aluminio y cloro que pueden interferir con el fraguado del cemento, promover la corrosión del acero de re-fuerzo y así mismo producir manchas en el concreto. El
agua apta para mezclar o curar concretos puede no ser necesariamente buena para tomar.
Cuando el agua proviene de fuentes no conocidas, es conveniente anali-zarla periódicamente para comprobar que no varíe el pH o las impurezas a través del tiempo.
Efectos de las impurezas del agua
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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 endureci-do, para hacerlo más adecuado según el trabajo o exigen-cia dada. pH Sustancias solubles Sulfatos Cloruros Hidratos de carbono Sustancias orgánicas solubles en éter
Impurezas Fraguado Endurecimiento Eflorescencias Corrosión Adherencia Expansión incluidoAire Hidratación
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--Concretos premezclados
Los concretos premezclados, también son conocidos como concretos predosificados y los podemos definir como aquellos que son diseñados, producidos y co-mercializados por una empresa productora de con-creto, 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.
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Ventajas del concreto premezclado
Se realiza una selección y control permanente a los compo-nentes 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 mane-ra 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 necesida-des del cliente.
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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, cajo-nes 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, indi-car la forma cómo se suministrará la mezcla de concreto en la obra, que va en concordancia con la capacidad de recepción y colocación.
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Control de calidad
Las propiedades del concreto endurecido están sujetas a nume-rosas 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 ope-raciones y decisiones que se toman con el propósito de cumplir el objeto de un contrato y de cierta forma comprobar el cumpli-miento de los requisitos exigidos. Para ello se deben verificar los procedimientos que tienen que ver con las Normas Técnicas Co-lombianas 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:
1 Control de materias primas
2 Control de diseños de mezclas
3 Control de procesos de producción
4 Control 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 remi-sión de despacho de la planta coincidan con las especificacio-nes 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 unita-ria y rendimiento Volumétrico NTC 1926, y elaboración y cu-rado de especímenes de concreto NTC 550).
Selección de un laboratorio idóneo.
Todos los procesos de calidad estén debidamente documenta-dos y firmadocumenta-dos.
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 ob-tener una masa homogénea sin grandes burbujas de aire o agua atrapada.
Es claro que las propiedades del con-creto en obra no pueden ser obteni-das directamente del concreto en es-tado fresco, puesto que las caracte-rísticas de los elementos estructura-les 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, duran-te 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 Trabajabilidad Masa unitaria Contenido de aire Tiempo de fraguado
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Segregación
Un aspecto importante de la trabajabilidad y que generalmente se considera como otra propiedad, es la tendencia a la se-gregación, la cual se define como la ten-dencia de separación de las partículas gruesas de la fase mortero del concreto
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 trabaja-bilidad adecuada.
De otra parte, las principales causas de segregación en el concreto son la dife-rencia de densidades entre sus compo-nentes, el tamaño y forma de las partí-culas y la distribución granulométrica, así mismo pueden influir otros factores como un mal mezclado, un inadecuado sistema de transporte, una colocación deficien-te y un exceso de vibración en la com-pactación; 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 presen-ta particularmente en mezclas húmedas, y se manifiespresen-ta por la separación de una parte de los agregados.
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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 concre-to recién colocado. Esconcre-to se debe a que los cons-tituyentes sólidos de la mezcla no pueden rete-ner toda el agua cuando se asientan durante el proceso de fraguado.
La exudación del concreto esta influenciada por las pro-porciones de la mezcla y las propiedades de los materia-les, el contenido de aire, for-ma y textura de los agrega-dos, 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 aten-ción a las características de los agregados, la calidad de cemen-to y diseño de la mezcla.
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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 compati-bilidad, cohesividad, plasticidad y consistencia.
Compatibilidad: Es la facilidad con la que el con-creto es compactado o consolidado para reducir el volumen de vacíos y, por lo tanto, el aire atra-pado.
Cohesividad: Aptitud que tiene el concreto para mantenerse como una masa estable y sin segre-gación.
Plasticidad: Condición del concreto que le permite deformarse continuamente sin romperse.
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, pro-piedades 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% restan-te 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 atrapa-do y/o incorporaatrapa-do 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 influ-yen en la facilidad de terminado. Posibles remedios para mejo-rar los acabados incluyen el uso adicional de finos en la arena, más cemento, el uso de aditivos convencionales e inclusores de aire.
La gradación y forma de las partículas de los agregados influyen en el proporcionamiento necesario para obtener concreto fres-co trabajable y al mismo tiempo en la obtención de fres-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 agre-gado 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 grue-so con alto contenido de partículas alargadas o planas puede producir concretos «ásperos» para algunos métodos de coloca-ción 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 relacio-nada con el área superficial de los agregados, ya que su función en estado fresco es actuar como lubricante y producir concre-tos trabajables. En términos generales a mayor relación pasta/ agregado se incrementa la cohesividad del concreto, sin embar-go, no debe ser tan alta porque se puede presentar segrega-ción.
5. Condiciones climáticas: Las condi-ciones 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 volumé-tricos y modificación en los tiempos de fraguado.
Efecto del tiempo y la temperatura sobre la trabajabilidad
El concreto después de mezclado se rigidiza con el tiempo, fenó-meno 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 condicio-nes de humedad del agregado, debido a que se presenta absor-ción del agua de mezcla en los poros del agregado cuando este se mezcla seco o con menor contenido de humedad a la absor-ción.
Más importante que la temperatura ambiente, es la del concre-to, 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 re-cibido en la obra, mientras se coloca, con termómetros de vi-drio 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 evalua-das por examen visual y manipulación del concreto con herra-mientas para dar acabados, debido a que hasta el momento no
se conoce ninguna prueba que las mida directamente; sin em-bargo, se han desarrollado una serie de ensayos con los cua-les se puede determinar o correlacionar las propiedades del concreto en estado plás-tico en términos de consisten-cia, 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 plásti-co y no plásti-constituye por sí mismo una medida directa de la trabajabilidad.
Procedimiento para la toma de muestras de concreto: La mues-tra debe ser representativa y conformada por la porción cenmues-tral 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.
Las características del cono de Abrams se presentan en la si-guiente 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. Ensegui-da, 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.
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 espéci-men. (Ver la siguiente figura).
El ensayo de asentamiento está ampliamente difundido en nues-tro medio debido la facilidad y rapidez con que se realiza, sin embargo, no se puede aplicar en algunos casos, tales como con-cretos muy secos con asentamiento inferior a 25 mm y concre-tos elaborados con agregados livianos.
El concreto en estado fresco se clasifica de acuerdo a la consis-tencia, en: mezcla muy seca, seca, semiseca, media, húmeda y muy húmeda,
Mezcla muy seca: El asentamiento es inferior a 2 cm y frecuen-temente 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 al-gunos 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, utilizán-dose en la construcción de pavimentos colocados por pavimenta-doras 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 ma-nual 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.
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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 con-cretos de fraguado lento, normal y rápido. Los fraguados lentos son aquellos que demoran más tiempo en endurecer, los de fra-guado normal son los que endurecen prácticamente con la veloci-dad de hidratación del cemento y los concretos de tiempos de fraguado acelerado, son aquellos que endurecen en menor tiem-po y adquieren mayor resistencia en tempranas edades.
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Masa unitaria y rendimiento volumétrico
Se mide mediante el ensayo de rendimiento volumétrico, que con-siste en determinar la masa requerida para llenar un molde de volumen conocido.
Dicho molde se debe llenar en tres capas de igual altura, compac-tas, 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 indirectamen-te el aire. El nivelado se realiza con una lámina metálica o de vidrio. La masa unitaria real del concreto se obtiene mediante el co-ciente 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 con-creto.
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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 du-rante 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 es-fuerzos a la compresión, dependiendo de las características de sus componentes y el diseño de este mismo.
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Resistencia a la compresión
La resistencia a la compresión es la característica mecáni-ca 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 median-te pruebas mecánicas de ensayo de cilindros. Para lo cual se toman muestras, se hacen especímenes y se fallan a diferentes edades.
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Elaboración y curado de cilindros de concreto
Los ensayos de compresión del concreto se efectúan para de-terminar la calidad general del concreto. Si se permite que va-ríen las condiciones de curado, toma de muestras y métodos de llenado y acabado de las probetas, los resultados obtenidos ca-recen de valor, porque no se puede determinar si una resistencia baja es debida a una falla en la confección de las probetas.
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 inmediata-mente después de elaborarlas. Coloque los moldes sobre una superficie rígida li-bre de vibración u otras alteraciones. Evite sacudidas, golpes, inclinaciones o rayado de la superficie de las muestras cuando éstas son cambiadas a otro lu-gar de almacenamiento.
- Colocación (fundida)
Coloque el concreto en los moldes utilizando un cucharón o pa-lustre 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 mues-tras. 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 procu-rar añadir, al colocar la última capa, una cantidad de concreto
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, des-pués la segunda capa y posteriormente la tercera capa. Cada capa deberá ser apisonada uniformemente con una varilla me-tálica 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 procede-rá a retirar el concreto sobrante, alisán-dose su superficie y manipulando lo me-nos 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 inmedia-tamente 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 man-tenerla húmeda.
- Remoción de los moldes
Remueva las muestras de los moldes 24h ± 8h después de fundidos.
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 de-seadas.
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 satura-do, de manera que se promueva la hidratación de todas las par-tículas 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.
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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 su-perior del cilindro. Generalmente esta superficie es áspera y no plana lo cual se necesita refrentar ya sea con mortero de azufre, yeso de alta re-sistencia 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 normali-zados 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 esta-blece que si la diferencia entre los resultados de cilindros de una misma muestra, ensayados a la misma edad, con los mismos procedimien-tos, equipo y operarios, supera el 10 % de la resistencia media de las muestras, el ensayo se debe descartar. Se pueden realizar ensayos adi-cionales a otras edades para obtener informa-ción acerca de la evoluinforma-ción 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 es-tructura se va a poner en servicio. Los cilindros elaborados para este efecto se curan de acuerdo con la NTC 550 (ASTM C 31).
El responsable de calidad del concreto en la obra debe cerciorar-se y registrar el número del comprobante de entrega del con-creto 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 si-multáneamente los siguientes dos requisitos:
Los promedios de todos los conjuntos de tres resultados con-secutivos de ensayos de resistencia, deben ser mayores o iguales al valor especificado para f’c.
Ningún resultado individual de los ensayos de resistencia (pro-medio 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 requisi-tos 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.
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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 desta-can los siguientes:
Contenido de cemento y tipo de cemento
Relación agua-cemento
Contenido de aire
Tipo y dosificación del aditivo
Fraguado del concreto
Curado del concreto
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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 diferen-tes 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 compre-sión 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 cilin-dros de concreto.
Para tratar de determinar si la resistencia del concreto es real-mente 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 comu-nes 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.
Este ensayo debe aplicarse en superficies lisas. Cuando el con-creto 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 pue-dan vibrar elásticamente, teniendo en cuenta que a medida en que el medio sea más denso, más rápida es la velocidad de propa-gación.
El ensayo de ultrasonido consiste en medir el tiempo en que una onda ultrasónica atraviesa el concreto, te-niendo 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 acepta-ción del concreto tienen por objeto asegurar la calidad estructu-ral 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-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 continua-ción 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 resis-tencia de todas las pruebas individuales dividiéndolo por el total de pruebas efectuadas.
- 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 cua-drados de las desviaciones de la resistencia, respecto a la resis-tencia promedio dividida entre el número de pruebas menos uno.
N
xn
...
x
x
x
X
=
1+
2+
3+
+
Del mismo modo, la desviación estándar de un lote de muestras refleja las variaciones entre las diferentes bachadas del concre-to. Estas variaciones, como es de esperarse, contemplan la va-riabilidad de cada uno de los materiales, la vava-riabilidad en los procedimientos y técnicas de producción y manejo, las variacio-nes propias de la elaboración y curado de los especímevariacio-nes, es decir que en esta desviación comanda la dispersión entre las pruebas realizadas.
- Coeficiente de variación (V):
Cuando se conoce la dispersión de las pruebas, se puede obte-ner 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 ensa-yos.
- 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.
1
2−
∑
−
=
N
)
X
Xi
(
S
X
Sx
V
=
100
Xb
Xa
R
=
−
Variación dentro de la prueba
- Intervalo promedio (R):
- Desviación estándar dentro de la prueba (S
1):
Se determina teniendo en cuenta que su valor depende de la cantidad de ensayos.
FACTORES PARA CALCULAR LA DESVIACIÓN ESTÁNDAR DENTRO DE UNA PRUEBA
No. de Cilindros d2 1/d2 2 1,128 0,8865 3 1,693 0,5907 4 2,059 0,4857 5 2,326 0,4299 6 2,534 0,3946 7 2,704 0,3698 8 2,847 0,3512 9 2,970 0,3367 10 3,078 0,3249
- Coeficiente de variación dentro de la prueba (V
1):
Esta medida de dispersión se determina así:
N
R
N
Rn
....
R
R
R
R
=
1+
2+
3+
+
=
∑
iR
d
S
2 11
=
X
x
S
V
1100
1=
ANÁLISIS ESTADÍSTICO RESISTENCIA NOMINAL 245 (kg/cm2) DATOS OBTENIDOS Número de pruebas Resultados a 28 días (kg/cm2) Promedio a 28 días (kg/cm2) X i Promedio Móvil (kg/cm2) Rango (kg/cm2) R i 265 1 264 265 1 266 2 256 261 10 212 3 228 220 249 16 245 4 239 242 241 6 252 5 259 256 239 7 253 6 250 252 250 3 260 7 264 262 256 4 246 8 249 248 254 3 253 9 249 251 254 4 247 10 250 249 249 3 230 11 232 231 244 2 269 12 274 272 250 5 249 13 264 257 253 15 249 14 239 244 257 10 247 15 258 253 251 11 236 16 259 248 248 23 245 17 247 246 249 2 249 18 247 248 247 2 245 19 246 246 247 1 269 20 254 262 252 15 256 21 263 260 256 7 249 22 243 246 256 6 254 23 252 253 253 2 243 24 235 239 246 8 240 25 244 242 245 4 243 26 257 250 244 14 240 27 246 243 245 6 252 28 260 256 250 8 284 29 296 290 263 12 268 30 258 263 270 10 PROMEDIO GENERAL (X) 252 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) 12 kg/cm2
COEFICIENTE DE VARIACIÓN (V) 5 %
Durabilidad del concreto
Aunque la resistencia a la compresión del concreto es una ca-racterística en estado endurecido, existe otro parámetro que en un momento dado puede ser más importantes y es la durabi-lidad, que está estrechamente ligada con las condiciones de ex-posición 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 per-meabilidad, 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 du-rable debe mantener su forma, su calidad y sus propiedades de servicio al estar expuesto a su medio ambiente.
Generalmente las estructuras de concreto es-tán expuestas no solo a la acción de las cargas si no también a otros agentes de carácter físi-co y químifísi-co. Para que una estructura sea du-rable se requiere que se diseñe no sólo para responder a las cargas sino también a los efec-tos que tienen que ver con la calidad del con-creto.
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 ma-terial 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.
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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 reac-ciones álcali – agregado.
Ataque por ácidos
Es un hecho conocido que la pasta de cemento Portland endurecida, el ele-mento que mantiene adherido el concreto es un material calcáreo y como tal, muy susceptible al ata-que 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-cio CO3, generando una pérdida de volumen. Esta carbonata-ción se presenta en la superficie del concreto y su profundi-dad dependerá de la porosiprofundi-dad del concreto. Esta reacción conduce al descascaramiento.
Ataque por sulfatos
Algunos sulfatos de sodio, potasio, calcio y magnesio que es-tán 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 sus-ceptibles a su efecto perjudicial.
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Corrosión del acero de refuezo
El mecanismo de corrosión del acero es de naturaleza electroquímica con formación de óxidos e hidróxidos de hie-rro, 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 con-cretos totalmente saturados, ya que en estos casos no ha-brá suficiente entrada de oxígeno. Esto ocurre principalmen-te cuando el concreto esta sumergido bajo una presión hi-dráulica.
Un objetivo importante del recubrimiento del concreto, es pro-teger 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 nor-malizada en vista de la complejidad del fenómeno que no per-mite formular una metodología apropiada ni siquiera en con-diciones de laboratorio. Las variables que se involucran en el proceso son:
El concreto, que actúa como medio protector y pasivamen-te duranpasivamen-te 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.
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Factores que disminuyen el deterioro
Con el objeto de evitar que el concreto se encuentre expues-to a una combinación de humedad y congelamienexpues-to 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 rela-ción agua-cemento, suponiendo que el concreto sea debida-mente curado. Para que el concreto de peso normal sea re-sistente al congelamiento, no debe tener una relación agua-cemento demasiado alta.
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 Con-creto. AsoCon-creto.
5. ACI 318.
La presente publicación se terminó de imprimir en los Talleres de D’VINNI, Bogotá D.C. - Colombia,
