CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO 1 .- Introducción al Control de Calidad Fernando Gastañaduí Ruiz CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO Conjunto de procedimientos técnicos planeados cuya práctica permite que el concreto cumpla con los requisitos especificados, al menor costo posible. Estado Fresco APLICACIÓN Estado Endurecido 1 .- Introducción al Control de Calidad 1 ENSAYOS DE ACEPTACIÓN DEL CONCRETO Objetivo.- verificar cuantitativamente si el concreto cumple con las especificaciones CONCRETO FRESCO Asentamiento CONCRETO ENDURECIDO Resistencia Temperatura Compresión Densidad (Peso unitario) Flexión Contenido de aire Otros (Si se especifica) Otros (Si se especifica) 1 .- Introducción al Control de Calidad ENSAYOS DE ACEPTACIÓN DEL CONCRETO No vamos a inventar métodos Los métodos están normados 1 .- Introducción al Control de Calidad 2 ENSAYOS DE ACEPTACIÓN DEL CONCRETO Los resultados de estos ensayos no pretenden pronosticar la calidad del concreto en la estructura ya que existen variables que van mas allá del control del productor de concreto 1 .- Introducción al Control de Calidad ¿POR QUÉ INTERESA EL ESTADO FRESCO? 1 .- Introducción al Control de Calidad 3 MUESTREO DE CONCRETO FRESCO NTP 339.036 ASTM C-172 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco OBJETIVO DEL MUESTREO Obtener muestras representativas de concreto fresco, sobre las cuales se realizan ensayos para verificar el cumplimiento 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 4 EQUIPO PARA MUESTREO DE CONCRETO Recipiente no absorbente de capacidad > 28 L Palas, cucharones Tamices estándar Humedecer los equipos antes del muestreo 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco TIEMPO LÍMITE PARA EMPEZAR ENSAYOS Asentamiento MUESTRA Mínimo 2 porciones Máximo 15 min Mínimo 28 L (resistencia) 0 Temperatura Contenido de Aire 5 10 Elaboración de probetas para resistencia 15 min Eliminar residuo y limpiar Proteger del sol, viento u otra fuente de evaporación y/o contaminación, transportar y remezclar. 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 5 DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE MEZCLAS DE CONCRETO NTP 339.184 ASTM C 1064 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco OBJETIVO DE MEDIR LA TEMPERATURA Determinar la temperatura del concreto fresco para verificar el cumplimiento de los requerimientos especificados La temperatura del concreto depende del aporte calorífico de cada uno de sus componentes, además del calor liberado por la hidratación del cemento, la energía de mezclado y el medio ambiente. 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 6 COMO MEDIR LA TEMPERATURA En un recipiente no absorbente, que debe permitir un recubrimiento de al menos 3 pulgadas (75 mm) en todas direcciones 3” O por lo menos en 3 veces el TM del agregado. Elegir el mayor 3” 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco NORMATIVA Descripción Clima frío Temp. mínima Temp. máxima Clima cálido Criterio de Aceptación ASTM C 94/C 94M-07 - NTP 339.114 Sección mm <300 300 - 900 900 - 1800 > 1800 °C 13 10 7 5 32 °C T = Mas baja posible. Si T ≈ 32 °C se puede encontrar dificultades TENGA CUIDADO CON LAS TEMPERATURAS EXTREMAS 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 7 EFECTOS DE LA TEMPERATURA ALTA EN EL CONCRETO Sobre el Tiempo de Fraguado Sobre la resistencia Sobre la demanda de agua 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco ASENTAMIENTO DE CONCRETO FRESCO CON EL CONO DE ABRAMS NTP 339.035 ASTM C 143 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 8 OBJETIVO DEL ENSAYO DE ASENTAMIENTO Determinar el asentamiento del concreto fresco en un rango desde ½” hasta 9” Verificar el cumplimiento de las especificaciones 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco EQUIPO PARA MEDIR EL ASENTAMIENTO Cono de Abrams Ø inferior 200 mm Ø superior 100 mm Altura 300 mm Tolerancias ± 3 mm Espesor mínimo 1.5 mm, 1.15 mm repujado Barra compactadora Barra de acero liso con punta semiesférica Ø 5/8” (16 mm) x 24” (600 mm) Instrumento de medida Regla de metal rígido (Wincha) Long ≥ 12 “, divisiones de ¼” (5 mm) Herramientas pequeñas 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 9 PROCEDIMIENTO PARA MEDIR EL ASENTAMIENTO 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco NORMATIVA Especificaciones 2” (50 mm) y menos Asentamiento nominal Tolerancias ASTM C 94/C 94M NTP 339.114 ± ½” (15 mm) 2” a 4” (50 mm a 100 mm) ± 1” (25 mm ) más de 4” (100 mm) ± 1 ½” (40 mm) 3” (75 mm ) o menos En defecto 1 ½” (40 mm ) más que 3” (75 mm) En defecto 2 ½” (65 mm) En exceso 0” (0 mm) Asentamiento “máximo” o “no debe exceder” En exceso 0” (0 mm) Tiempo de conservación en estos rangos (responsabilidad productor) 30 min desde llegada a obra EL PRIMER Y ULTIMO ¼ m 3 DE DESCARGA ES EXEPTUADO DE ESTE REQUISITO 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 10 PESO UNITARIO Y RENDIMIENTO NTP 339.046 ASTM C 138 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco OBJETIVO DEL ENSAYO DE PESO UNITARIO Determinar el peso de 1m3 de concreto. El peso unitario normalmente está entre 2240kg/m3 a 2460kg/m3 Determinar el rendimiento del concreto Un cambio en P. U. C. F. puede indicar un cambio en uno o más requisitos del desempeño del concreto 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 11 EQUIPO – PESO UNITARIO Balanza Exactitud 45 g o dentro de 3% de peso de prueba Varilla o vibrador Varilla de Ø 5/8” (16 mm) x 24” (600mm) Recipiente cilíndrico Capacidad de acuerdo a TM Placa de Enrasado Espesor ≥ ¼” (6mm), Largo y ancho Ø recipiente + 2” Mazo de goma 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco PROCEDIMIENTO – PESO UNITARIO Determinar el peso del recipiente vacío (en kg) y humedecerlo Se debe conocer el volumen Llenar y compactar en tres capas de igual volumen, en la tercera capa sobrellene el recipiente 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 12 PROCEDIMIENTO – PESO UNITARIO Enrasar la superficie del concreto y dar un acabado suave con la placa de enrasado Limpiar completamente el exterior del recipiente y determinar el peso (kg) de recipiente lleno con concreto. 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco CALCULO - PESO UNITARIO Y RENDIMIENTO Peso total (kg) PUCF (kg/m3) = - Peso recipiente (kg) Volumen del recipiente (m3) Peso total de la tanda (kg) Rendimiento = Peso unitario promedio (kg/ m3) Promedio de tres ensayos 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 13 CONTENIDO DE AIRE EN EL CONCRETO FRESCO METODO PRESIÓN METODO VOLUMÉTRICO NTP 339.083 ASTM C 231 NTP 339.081 ASTM C 173 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO FRESCO Generalmente ocupa del 1% al 3% del volumen de la mezcla Está en función de las proporciones, las características físicas de los agregados y del método de compactación En algunas condiciones se incorpora aire adicional para mejorar la durabilidad La inclusión de aire es necesaria en concreto que estará expuesto a ciclos de congelación y deshielo o a químicos descongelantes 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 14 CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO FRESCO POR MÉTODO DE PRESIÓN Es el de mayor uso y sirve para determinar el contenido de aire de concretos con agregados densos y relativamente densos Se usa un medidor de aire tipo Washington 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco ELABORACIÓN Y CURADO DE PROBETAS CILÍNDRICAS EN OBRA NTP 339.033 ASTM C 31 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 15 OBJETIVO Elaboración, curado y transporte de probetas cilíndricas representativas del potencial del concreto colocado en obra Este procedimiento aplica para cilindros de 6 x 12 pulgadas (15 x 30 cm) usando concreto con un asentamiento ≥ 1 pulgada (2.5 cm) 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco EQUIPO Moldes cilíndricos Varilla Ø 16 mm (5/8”), Long 500 mm ± 100 mm, punta semiesférica Mazo de goma Peso 600 g ± 200 g Pala, plancha de albañil, regla para enrasar Carretilla u otro recipiente para muestreo y remezclado 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 16 PROCEDIMIENTO Colocar los moldes en una superficie nivelada, libre de vibraciones, tránsito vehicular o peatonal, y evitando la exposición directa al sol v 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco PROCEDIMIENTO MALA PRÁCTICA 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 17 PROCEDIMIENTO Los moldes deben estar limpios y cubiertos con aceite mineral (desmoldante) Humedecer todas las herramientas Área de contacto 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco PROCEDIMIENTO Llenar y compactar simultáneamente en todos los moldes en tres capas Evitar segregación Utilizar un cucharón pequeño (1/2 L) Distribuir el material uniformemente alrededor del perímetro del molde 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 18 PROCEDIMIENTO Llenar y compactar en tres capas iguales. Llenar en exceso la última capa 25 golpes con la varilla Penetrar 2,5 cm (1”) en la capa anterior 10 a 15 golpes laterales con el mazo de goma 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco PROCEDIMIENTO Enrasar la superficie Identificar los especimenes PROTEGER para evitar la evaporación (Curado inicial) Un mal acabado de la cara del cilindro afecta la resistencia del concreto 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 19 CURADO INICIAL Reducción de la resistencia a 28 días, según diferentes curados iniciales (2.5 días) 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco CURADO ESTANDAR Las probetas que evalúan la calidad del concreto se desmoldan antes de las 48 h después de moldeadas. Máximo en 30 min después de desmoldar, colocar las probetas en una solución de agua de cal 3 g/L El propósito del curado húmedo es para maximizar la hidratación del cemento 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 20 ¿POR QUÉ AÑADIMOS CAL A LA POZA DE CURADO? Reducción de la alcalinidad Pérdida de la masa Aceleración del proceso de deterioro Reducción de la resistencia y rigidez Agua Concreto pH > 12 pH ≈ 7 La adición de cal al agua busca subirle el PH hasta un rango de 13 ó 14 para que no le quite cal al concreto (evita lixiviación) 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco ENVIO DE TESTIGOS AL LABORATORIO DE ENSAYO Si se envía probetas a un laboratorio lejano estas no deben ser transportadas por mas de 4 h. Los cilindros deben ser amortiguados durante el transporte y manipulados con cuidado en todo momento. NO MALTRATAR LAS PROBETAS 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco 21 ENVIO DE TESTIGOS AL LABORATORIO DE ENSAYO Los rodamientos y choques en la parte trasera de una camioneta puede ocasionar mas de un 7% de pérdida de resistencia NO MALTRATAR LAS PROBETAS 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO ENDURECIDO 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido 22 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Es la medida mas común de desempeño que usan los ingenieros para diseñar cualquier estructura Los resultados de pruebas de resistencia a la compresión se usan fundamentalmente para evaluar el cumplimiento del concreto suministrado con la resistencia especificada f’c. 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Por definición un ensayo de resistencia corresponde al promedio de la resistencia de dos probetas de 150 mm de diámetro y 300 mm de altura, ensayados a los 28 días f1 f2 300 mm ● F1 + f2 2 f2 0 15 m m = Resistencia a la compresión 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido 23 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN ● O, (Nuevo en ACI 318.08) un ensayo de resistencia corresponde al promedio de la resistencia de tres probetas de 100 mm de diámetro y 200 mm de altura, ensayados a los 28 días f2 f 1 + f 2 + f3 3 f3 200 mm f1 0 10 m m = Resistencia a la compresión El diámetro del cilindro debe ser por lo menos tres veces mayor que el TMN del agregado. 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN La resistencia a la compresión es CONFORME si: (a) Cada promedio aritmético de tres ensayos de resistencia consecutivos a 28 días será mayor o igual a f'c. • (b) • Ningún ensayo individual de resistencia será menor que f'c en mas de 35 kg/cm2 cuando f'c es 350 kg/cm2 o menor. • Ningún ensayo individual de resistencia será menor que f'c en más de 0.10f'c cuando f'c es mayor a 350 kg/cm2. 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido 24 ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN NTP 339.034 ASTM C 39 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido Número del cilindro Código de muestra R358 - 1 27-05-09 IDENTIFICAR LAS PROBETAS ANTES DE REFRENTARLAS Fecha 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido 25 TOLERANCIAS DE TIEMPO PARA REALIZAR EL ENSAYO DE RESISTENCIA Edad de Ensayo Tolerancia de tiempo Permisible NTP 339.034 horas % 24 h ± 0.5 ± 2.1 3d ±2 ± 2.8 7d ±6 ± 3.6 28 d ± 20 ± 3.0 90 d ± 48 ± 2.2 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido PRENSA PARA ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Dial o indicador digital Marco de ElCapaz % de error mantener una no excederá velocidad de ± 1%de carga continua y uniforme Plato superior móvil Bomba hidráulica (Pack de fuerza) Plato inferior fijo 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido 26 PREPARACIÓN Y ACONDICIOANMIENTO DE LAS PROBETAS No debe permitir que los cilindros se sequen antes de la prueba El diámetro de la probeta debe determinarse con aproximación de 0.1 mm promediando las medidas de 2 diámetros perpendiculares entre sí a una altura media del espécimen 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido PREPARACIÓN Y ACONDICIOANMIENTO DE LAS PROBETAS Para conseguir una distribución uniforme de la carga: Se refrentan con mortero de azufre o con tapas de almohadillas de neopreno 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido 27 COLOCACIÓN DE LA PROBETA limpiar las superficies de los bloques superior e inferior y ambos lados de la probeta Centrar las probetas en la máquina de ensayo 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido LA GARGA HASTA COMPLETAR LA ROTURA DEBE SER AXIAL Rotula Apoyo movil Apoyo fijo 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido 28 LA GARGA HASTA COMPLETAR LA ROTURA DEBE SER AXIAL 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido VELOCIDAD DE CARGA Aplicar la carga en forma continua y constante. En el rango de 14 a 34 MPa/s durante la última mitad de la fase de carga Se debe anotar el tipo de falla 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido 29 TIPOS DE FALLAS (a) (b) (c) CONO CONO Y SEPARACIÓN CONO Y CORTE (d) (e) CORTE COLUMNAR 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido EXPRESIÓN DE RESULTADOS Si H/D < 1.8 Rc = 4P P = π D2 A Relación altura diámetro Factor de corrección 2.00 1.00 1.75 0.98 1.50 0.96 1.25 0.93 1.00 0.87 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido 30
