Control Calidad CONCRETO

5/10/2018 Control Calidad CONCRETO - slidepdf.com

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CONTROL DE CALIDAD

DEL CONCRETO EN OBRA



CONTROL

CALIDAD

CONCRET

EN OBRA

IntroducciónComo es sabido, el concreto es una masa endurecida de materiales heterogéneos y suspropiedades están sujetas a una gran cantidad de variables, las cuales dependen de losmateriales que lo constituyen y de los procedimientos de producción, transporte y colocación delconcreto. Por esta razón, es muy importante la elaboración y cumplimiento de un plan de controlde calidad para el concreto y los materiales que lo componen, con el fin de poder predecir laspropiedades del concreto en estado endurecido y garantizar que se cumpla con lasespecificaciones (necesidades) previamente definidas al menor costo posible.

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 elcumplimiento de los requisitos exigidos, para ello se debe verificar los procedimientos que tienen que ver con las Normas Técnicas Colombianas y con el Código Sismo Resistente (NSR98).

Existe un aspecto propio del concreto, que lo distingue de los demás productos manufacturados,y es que el principal parámetro para definir su calidad, es la resistencia a la compresión, la cualse ha establecido a los 28 días de edad, lo que constituye un inconveniente para el control,porque en el tiempo de espera para obtener este resultado, las obras siguen su curso normal ylos datos que se obtengan respecto a la resistencia del concreto van a ser extemporáneos. Poreste motivo, el control de calidad debe tener un carácter preventivo y no curativo, y por ello no sedebe limitar solamente a la verificación de las propiedades en estado endurecido sino tambiénse deben controlar diferentes características en estado fresco como son el asentamiento, pesounitario, contenido de aire, tiempos de fraguado y temperatura, que permiten anticipar laspropiedades del concreto en estado endurecido.



CONTROL DECALIDAD DELCONCRETOEN OBRA

En el desarrollo de un proyecto de construcción es

indispensable que el control de calidad contempleciertas actividades que en la obra se deben realizar.

Seleccionar un tomador de muestras de concretocalificado, que será la persona encargada de realizar

todos los ensayos de concreto en estado fresco: NTC454 Toma de muestras de concreto, NTC 3357Temperatura del concreto fresco, NTC 396 Asentam-iento del concreto, NTC 1926 Masa unitaria yrendimiento volumétrico y NTC 550 Elaboración ycurado de especimenes de concreto.Selección de un laboratorio idóneo.Procesos de calidad debidamente documentados.

El concreto después de mezclado se rigidiza con el tiempo, fenómeno que no debe ser confundido con elfraguado del cemento. Lo que ocurre es que el agua demezclado se pierde, porque los agregados absorbe parella, se evapora, especialmente si el concreto estaexpuesto al sol y al viento y otra parte es eliminado porlas reacciones químicas iniciales.

Más importante que la temperatura ambiente es la delconcreto, ya que ésta es la que controla las reaccionesquímicas que se producen en la mezcla y por tanto

modifica las propiedades del concreto en estado frescoendurecido. 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 enla obra, mientras se coloca, con termómetros de vidrio con corazas, los cuales deben tener una precisión de 1y deben ser introducidos dentro de la muestra represe

tativa por mínimo dos minutos o hasta que la lectura seestabilice. También es posible determinar la temperatumediante medidores electrónicos de temperatura conpantallas digitales de precisión.

Las propiedades tales como cohesión y adhesión son laque determinan el grado de trabajabilidad y usualmentson evaluadas por examen visual y manipulación delconcreto con herramientas para dar acabados, debido que hasta el momento no se conoce ninguna prueba qlas mida directamente; sin embargo, se han desarrollauna serie de ensayos con los cuales se puede determi-nar o correlacionar las propiedades del concreto enestado plástico en términos de consistencia, fluidez,cohesión y grado de compactación en otras.

Es la capacidad del concreto que le permite ser coloca

y compactado apropiadamente sin que se produzcasegregación alguna.

La trabajabilidad esta representada por el grado decompatibilidad, cohesividad, plasticidad y consistencia

Compatibilidad:Es la facilidad con la que el concretes compactado o consolidado para reducir el volumede vacíos y, por lo tanto, el aire atrapado.

Cohesividad: Aptitud que tiene el concreto paramantenerse como una masa estable y sin segreg-ación.

Plasticidad: Condición del concreto que le permite

deformarse continuamente sin romperse.

Consistencia:Habilidad del concreto fresco para flues decir, la capacidad de adquirir la forma de losencofrados que lo contienen y de llenar espaciosvacíos alrededor de elementos embebidos.

Como ya se mencionó, el control de calidad del concreto

debe ser preventivo más que curativo, por tanto es de

vital importancia la realización de ensayos al concreto en

estado fresco con los que se busca garantizar el

cumplimiento de las especificaciones en estado

endurecido. Los principales ensayos que se debe realizar

son:

Temperatura del concreto

Trabajabilidad o manejabilidadSegregación

Exudación o sangrado

Masa unitaria y rendimiento volumétrico

Tiempo de fraguado del concreto

Contenido de aire.

Elaboración y curado de especimenes de concreto

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 lacolocación de concreto.

ORGANIZACIÓN Y RESPONSABILIDADDEL CONTROL DE CALIDAD DELCONCRETO CUANDOLLEGA A LA OBRA.

ENSAYOS DE CONTROL DE CALIDAD DECONCRETO EN ESTADO FRESCO

TEMPERATURA DEL CONCRETO

TRABAJABILIDAD O MANEJABILIDAD

ENSAYOS PARA DETERMINARLA TRABAJABILIDAD

CONCRETO EN ESTADO FRESCO



CONTROL CALIDAD CONCRETEN OBRA

El asentamiento es una medida de la consistencia delconcreto, que se refiere al grado de fluidez de la mezcla,es decir que indica que tan seca o fluida está cuando seencuentra en estado plástico y no constituye por sí mismo una medida directa de la trabajabilidad.

Las características del cono de Abrams se presentan enla figura 1 y el método de ensayo que esta descrito en lanorma NTC 396 en términos generales consiste en losiguiente:

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 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.

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 seasientan 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.

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

La exudación del concreto esta influenciada por lasproporciones de la mezcla y las propiedades de losmateriales, el contenido de aire, forma y textura de losagregados, calidad del cemento y el uso de los aditivos.

Cuando este proceso se presenta en una alta tasa, seconvierte en poco deseable, especialmente parabombear y dar acabados al concreto, adicionalmente

traen otras consecuencias como el debilitamiento, mayorporosidad, menor resistencia a la abrasión y ataque deagentes agresivos presentes en el medio ambiente.

Recordemos que el concreto se dosifica por peso y sesuministra por volumen, por tanto es importantedeterminar la masa unitaria del concreto para calcular elvolumen o el rendimiento volumétrico producido por lospesos conocidos de cada uno de los materiales que loconstituyen y para determinar el contenido de cementopor metro cúbico de concreto. El procedimiento deensayo se describe en la norma NTC 1926.

Adicionalmente para ciertas aplicaciones el concretopuede usarse, en principio, en función de sus caracterís-

ticas de peso, por ejemplo como contrapeso de puenteselevadizos y puentes colgantes, para hundir tuberías

bajo el agua; por tanto es importante determinar sumasa unitaria.

Se coloca el molde sobre una superficie horizontal, planay no absorbente, presionando con los pies las agarrad-

eras para que no se salga el concreto por la parteinferior del molde. Enseguida, se llena el cono en trescapas cada una de aproximadamente igual volumen,apisonándose cada capa con 25 golpes dados con unavarilla de 16 mm de diámetro, 60 cm de longitud y con almenos uno de sus extremos redondeado. La introduc-ción de la varilla se debe hacer en diferentes sitios de lasuperficie y hasta una

profundidad tal que penetre ligeramente en la capainferior con el objeto que la compactación se distribuyauniformemente sobre la sección transversal.

Al terminar la tercera capa, se enrasa la superficie, biensea con la varilla o con un palustre. Se retira la mezclaque haya caído al suelo en la zona adyacente a la basedel molde y el cono se levanta cuidadosamente endirección vertical, sin movimientos laterales o de torsióny sin tocar la mezcla con el molde cuando éste se haseparado del concreto.

Una vez retirado el molde, la muestra sufre un asentam-iento (y de aquí el nombre del ensayo) el cual se mideinmediatamente como diferencia entre la altura delmolde y la altura medida sobre el centro de la basesuperior del espécimen.

El ensayo de asentamiento esta ampliamente difundidoen nuestro medio debido la facilidad y rapidez con quese realiza, sin embargo, no se puede aplicar en algunoscasos, tales como concretos muy secos con asentam-

iento inferior a 10 cm y concretos elaborados conagregados livianos.

ENSAYO DE ASENTAMIENTO SEGREGACIÓN

EXUDACIÓN

MASA UNITARIA Y RENDIMIENTO

VOLUMETRICO

10 cm

30 cm

20 cm

Agarraderas

Aletas Inferiores

Fig.1



CONTROL DECALIDAD DELCONCRETOEN OBRA

FRAGUADO DEL CONCRETO

Masa Unitaria:

se define como la cantidad de masa por unidad de

volumen, y se expresa en kg/m3.

Rendimiento volumétrico:

se define como la relación que existe entre el

volumen de concreto producido y el volumen de

diseño de la mezcla.

La masa unitaria del concreto convencional, y del

concreto en general, depende de la densidad de losagregados, la cantidad de aire atrapado o

intencionalmente incluido y de la cantidad de agua y

cemento contenidos en la mezcla de concreto. Los

valores típicos de masa unitaria varían entre 2200 a

2400 kg/m3

Tanto para el productor de concreto como para el

consumidor, es muy importante entender los

resultados que se obtienen de los cálculos anteri-

ores, con el fin de poder tomar decisiones acerta-

das.

En la práctica, se debe entender que el volumen

del concreto después de que este ha fraguado ta

vez sea o parezca ser menor que el esperado por

causa de diferentes factores como desperdicio,

separaciones, irregularidades en el terreno,

deformaciones en la formaleta, pérdida de aire

incluido o asentamiento de la mezcla, por tanto e

de vital importancia calcular con precisión el

volumen necesario de concreto a ser utilizado en

obra y con base en lo anterior asumir un porcen-

taje de desperdicio con el fin de no tener faltante

de volumen durante la ejecución de la obra.

El fraguado del concreto, corresponde al proceso

de endurecimiento de la mezcla de concreto,

donde se experimenta una transición de estado

plástico a estado endurecido bajo ciertas condi-

ciones de tiempo y temperatura.

El tiempo de fraguado es un valor arbitrario que s

ha tomado durante el proceso de endurecimiento

del concreto, y la norma NTC 890 describe el

procedimiento para su cálculo.

Se han definido dos medidas del fraguado del

concreto, fraguado inicial y fraguado final. A

continuación se explica cada una de ellas.

Fraguado inicial del concreto

El fraguado inicial corresponde al punto en el cuael concreto deja de ser un material blando para

convertirse en un cuerpo rígido pero frágil. De

acuerdo con la norma NTC 890, el fraguado inicia

se da cuando una muestra de mortero (concreto

tamizado por la malla No 4) ofrece una resistencia

a la penetración de 35 kg/cm2.

Fraguado final del concreto

El fraguado final corresponde al punto máximo de

liberación de calor como manifestación de la

reacción química entre el agua y el cemento, y el

concreto comienza la etapa de endurecimiento., d

acuerdo con la NTC 890 el fraguado final se da

cuando una muestra de mortero (concreto

tamizado por la malla No 4) ofrece una resistencia

a la penetración de 280 kg/cm2

El tiempo de fraguado influye en otras propiedade

del concreto, como son la manejabilidad y la

resistencia, por lo tanto su determinación es

importante para saber si es necesario utilizar

aditivos que controlen la velocidad de fraguado

(retardantes o acelerantes), y así poder regular los

tiempos de mezclado, transporte y colocación del

concreto, de tal forma que no se afecten ni la

manejabilidad ni la resistencia del concreto.

De acuerdo con la norma NTC 1926 y su proced-

imiento de ensayo, a continuación

se presentan los cálculos relacionados en ella:

DEFINICIONES

CÁLCULO DE LA MASA UNITARIA Y RENDIMIENTO VOLUMÉTRICO

Donde:M = masa unitaria del concreto en kg/m3

Mnc = masa neta del concreto en kg Vm = volumen del molde usado m3Vm

Mnc M =

Masa unitaria:

Donde: Y = volumen de concreto producidoo mezclado por bachada (m3)W1 = masa total de todos los materialesde la bachada en kg W= masa unitaria del concreto en kg/m3

Rendimiento volumétrico:

M

M Y 1=

Donde:Ry = Rendimiento relativo

Y = volumen de concreto producido omezclado por bachada (m3)

Yd = volumen de concreto teórico dediseño en m3

Rendimiento relativo:

d

yY

Y R =

Donde:N = Contenido real de cemento en kg/m3

Nt = masa de cemento empleado en lamezcla o bachada en kg

Y = volumen de concreto producido o

mezclado por bachada (m3)

Contenido de cemento:

Y

N N t

=

Donde:A = contenido de aire o porcentaje de vacíos en el concretoT = masa teórica del concreto asumiendo la ausencia de aire, enkg/m3

Y = volumen de concreto producido o mezclado por bachada (m3)V = volumen total absoluto de los componentes de labachada en m3

Para este cálculo se pueden utilizar cualquiera de lassiguientes expresiones:

Contenido de aire:

( )100

−= =

T

M T A ó

( )100

−= =

Y

V Y A



CONTROL CALIDAD CONCRETEN OBRA

Este elemento está presente en todos los tipos deconcreto, localizado en los poros no saturables de losagregados y formando burbujas entre los componentesdel concreto, bien sea porque es atrapado durante elmezclado del concreto o al ser incorporado por mediodel uso de agentes inclusores de aire, tales aditivosincorporadores de aire.

El contenido de aire de un concreto si agentes inclusotes

normalmente esta entre el 1% y 3% del volumen de lamezcla, mientras que un concreto con inclusores de airepuede obtener contenido de aire entre 4% y el 8%.

Ensayos para determinar el contenido de aire.

Las Normas Técnicas Colombianas presentan proced-imientos para medir el contenido de aire del concreto enestado fresco, el método de presión NTC 1028 y elmétodo volumétrico NTC 1032.

El ensayo de resistencia a la flexión, de especimenesrectangulares vigas, curadas en ambiente húmedo sedebe efectuar tan pronto como sea posible después deque se retiren los elementos de curado. El secadosuperficial del espécimen produce una reducción deresistencia a la flexión determinada.

Elaboración de muestras: Lugar de elaboración: Moldeelas muestras tan cerca como sea posible del lugar dondeellas van a estar almacenadas durante las primeras 24 h.

Moldes para vigas y prismas: Deben tener formarectangular y dimensiones requeridas para producir el

tamaño del espécimen deseado. Las superficies internasde los moldes deben ser lisas y libres de hendiduras. Loslados, base y extremos deben ser perpendiculares entresí y deben estar rectos, precisos y libres dedeformaciones.

Los ensayos de compresión del concreto se efectúanpara determinar la calidad general del concreto. Si sepermite que varíen las condiciones de curado, toma demuestras y métodos de llenado y acabado de lasprobetas, los resultados obtenidos carecen de valor,porque no se puede determinar si una resistencia bajaes debida falla en la confección de las probetas

Nota. Como buena práctica es recomendable antes deiniciar el ensayo humedecer con agua las herramientasque van ha estar en contacto con el concreto.

Elaboración de muestras

Lugar de moldeo: Moldee las muestras tan cerca comosea posible del lugar donde ellas van a estaralmacenadas durante las primeras 24 h. Si no es factiblemoldear las muestras donde ellas van a estaralmacenadas, lleve al lugar de almacenamiento

CONTENIDO DE AIRE

ELABORACIÓN Y CURADO DECILINDROS DE CONCRETO

inmediatamente después de elaborarlos. Coloque losmoldes sobre una superficie rígida libre de vibración uotras alteraciones. Evite sacudidas, golpes, inclinacionesó rayado de la superficie de las muestras cuando éstasson cambiadas a otro lugar de almacenamiento

Colocación (fundida): Coloque el concreto en los moldesutilizando un cucharón o palustre despuntado. Escojacada cucharada, palustrada o palada de concreto delrecipiente de mezclado para asegurar que ésta esrepresentativa de la bachada. Puede ser necesarioremezclar el concreto en el recipiente de mezclado conun palustre ó una pala para impedir la segregacióndurante el moldeo de las muestras. Mueva el cucharón óel palustre alrededor de la parte superior del molde

cuando el concreto es descargado con el fin de aseguraruna distribución simétrica del concreto y minimizar lasegregación del agregado grueso dentro del molde.Además, distribuya el concreto utilizando la varilla decompactación antes de iniciar la consolidación. El

tomador de muestras debe procurar añadir, al colocar laúltima capa, una cantidad de concreto que llenaráexactamente el molde después de la compactación. Noañada muestras de concreto no representativo aunmolde durante el llenado

Todos los moldes se llenan uniformemente, es decircolocación y compactación de la primera capa en todoslos moldes, después la segunda capa y posteriormentela tercera capa. Cada capa deberá ser apisonadauniformemente con una varilla metálica de 16 mm dediámetro y una longitud de 60 cm las apisonadas serán

25 por capa y además se le darán 10 a 15 golpes con unmartillo de caucho que tenga una masa entre 200 a 800 g

Después de la compactación se procederá a retirar elconcreto sobrante, alisándose su superficie ymanipulando lo menos posible para dejar la cara l isa de

tal forma que cumpla con las tolerancias de acabado

Curado de especimenes de concreto

Protección después del acabado: Para evitar laevaporación de agua del concreto sin endurecer, cubralos especímenes inmediatamente después del acabado,preferiblemente con una lámina no absorbente y noreactiva, o con una lámina de plástico duro, durable eimpermeable. Se permite el uso de lona húmeda para laprotección, pero se debe tener cuidado para mantener la

lona húmeda

Hasta que los especímenes sean removidos de losmoldes. La colocación de una sábana de plástico sobrela lona facilitará mantenerla húmeda.

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

Se tiene que tener mucho cuidado en el manejo de lasprobetas, ya que las probetas que se dejen mover enuna caja o ir bailando en una camioneta pueden sufrirdaños considerables y afectar la resistencia del concreto.

ELABORACIÓN Y CURADODE VIGUETAS DE CONCRETO



CONTROL

CALIDAD

CONCRET

EN OBRA

Varilla de compactación: Cada varilla debe ser unavarilla lisa cilíndrica de acero con al menos el extremo deapisonamiento redondeado en forma hemisférica delmismo diámetro de la varilla. Si se prefiere, ambosextremos pueden ser redondeados.

Varilla Compactada Larga. Aproximadamente 600 mm delongitud y diámetro igual a 16 mm.

Mazos: Se debe usar un mazo, con cabeza de caucho ode cuero que pese 0,20 a 0,60 Kg.

Vaciado de la viguetas de concreto: La compactaciónse hace a través del apisonamiento, se utiliza la varillade compactación de 16 mm. Se determina el número degolpes por capa de la siguiente manera: Una apisonadapor 14 cm2 de área de la cara superior de la vigaejemplo, si la vigueta tiene una longitud de 53 cm y unancho de 15 cm la compactación por cada capa es así:El área es: 795 cm2. Como el criterio es por cada 14cm2 una apisonada, entonces las apisonadas por cadacapa es 57 apisonadas.

Elaboración de la vigueta.

Coloque el concreto en el molde en dos capas de igual

volumen aproximadamente. Apisone cada capa con lapunta redondeada de la varilla utilizando el númeroapisonadas ya calculado, apisone la vigueta de unamanera uniforme. Después de que cada capa ha sidoapisonada, golpee ligeramente 10 ó 15 veces con elmazo la parte exterior del molde para cerrar los huecosdejados por el apisonado y para sacar las burbujas deaire que puedan haber sido atrapadas.

Después de compactar el espécimen, se enrasa lasuperficie para quitar el exceso del concreto, utilizandola varilla de compactación o una llana, este acabado serealiza con el mínimo de manipulación necesaria paraproducir una superficie homogénea y lisa que este anivel de los bordes del molde.

Inmediatamente después del acabado, se deben tomaruna serie de precauciones para evitar la evaporación ypérdida de agua de los especimenes. Las superficiesexteriores se deben cubrir con una lámina u hoja noabsorbente y no reactiva o con lámina de plásticoimpermeable.

Curado

En cuanto sea posible el curado de las vigas se debellevar acabo de la misma manera que el concretoestructural. Simplemente en el ensayo de las vigas exigelo siguiente; las viguetas se deben almacenar en aguacon cal a 23 °C ± 2 °C durante 24 horas ± 4 horasinmediatamente antes del momento del ensayo, para

asegurar una condición uniforme de humedad durante elensayo de flexión.



INFORMACIÓN RECOPILADA Y ADAPTADA POR ASESORÍA TÉCNICA ARGOS

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