SEMANA XVI - CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO

CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO 

El concreto es un material muy utilizado en las obras que se ejecutan en nuestro medio para construir la estructura de una edificación. Ésta es una razón más que suficiente para optimizar su calidad ya que de él depende la excelencia de la estructura.

Al concreto podemos considerarlo como una piedra que se ha obtenido artificialmente, primero, mezclando una serie de ingredientes; luego transportándolo, colocándolo, compactándolo y curándolo apropiadamente, de tal manera que éste adquiera las características que se ha establecido previamente, como por ejemplo, consistencia, impermeabilidad, resistencia a la compresión (f´c), etc.

Algunas veces, por indicación del ingeniero proyectista, hay que añadirle ciertas sustancias químicas llamadas "aditivos", con el propósito de mejorar o modificar algunas de sus propiedades.

CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO

Antes de que empieces la preparación del concreto, es importante que conozcas algunas de las características que tiene este importante material.

a.- Su elevada resistencia a fuerzas de compresión (Ver figura 60).
b.- Su escasa capacidad para soportar fuerzas de estiramiento (Ver figura 61).
c.- Su elevada resistencia para soportar altas temperaturas, provenientes, por ejemplo, de incendios (Ver figura 62).
d.- Su impermeabilidad, es decir, la dificultad de no dejar pasar el agua u otro líquido a su interior.
e.- Su consistencia, es decir, el grado de fluidez de la mezcla para que le sea fácil desplazarse dentro del encofrado y llegar hasta el ultimo "rincón".
f.- El concreto, como cualquier material, puede experimentar deterioro con el tiempo debido al medio que lo rodea. Por ejemplo:

·       El clima al cual está expuesto (brisa marina, heladas, deshielos, sol, frío, etc.).

·       El suelo que rodea a una cimentación.

¿Por qué el Sistema de Gestión de la Calidad?

surge por una decisión estratégica de la alta dirección, motivada por intenciones de mejorar su desempeño están desarrollando un sistema de mejora continua para dar una guía de actuación clara y definida al personal sobre aspectos específicos del trabajo Para obtener la certificación por una tercera parte de su sistema de gestión por exigencias del entorno.

Ventajas Desde el punto de vista externo: Potencia la imagen de la empresa frente a los clientes actuales y potenciales al mejorar de forma continua su nivel de satisfacción. Asegura la calidad en las relaciones comerciales. Facilita la salida de los productos/ servicios al exterior al asegurarse las empresas receptoras del cumplimiento de los requisitos de calidad.

Ventajas Desde el punto de vista interno: Mejora en la calidad de los productos y servicios derivada de procesos más eficientes para diferentes funciones de la organización. Decrecen los costos y crecen los ingresos Fomentando la mejora continua de las estructuras de funcionamiento interno y externo y Exigiendo ciertos niveles de calidad en los sistemas de gestión, productos y servicios.

Riesgos Si no se utilizan y desarrollan teniendo en cuenta todas las circunstancias de las actividades, pueden ser generadores de complicaciones innecesarias para las actividades. No obtener el compromiso y colaboración de todos los afectados. Una mala comunicación puede llevar a generar importantes barreras en el desarrollo del análisis e implantación de medidas por temores infundados.

La Normalización Actualmente la normalización es un requerimiento indispensable para exportar a los países del primer mundo, principalmente a los ubicados en el área de Europa. La aplicación de las normas ISO está avalada por la Organización Internacional para la Estandarización Federación mundial de cuerpos nacionales colegiados de normalización, denominados cuerpos de los países miembros de ISO. Cada uno de estos comités tiene como objetivo preparar y establecer los estándares internacionales de normalización realizados a partir de estudios de los comités técnicos.

¿Qué es una Norma Técnica? Es una especificación técnica que establece Requisitos que aseguren la aptitud para el uso de un producto o servicio

Escala Normativa (Pirámide de kelsen) (Gp:) Especificaciones (normas) de la empresa (Gp:) Normas de Asociación Normas Nacionales Normas Regionales ISO Normas Internacionales COVENIN – SENCAMER

¿Qué es ISO? Organización Internacional para la Estandarización Desarrollo y Promoción de la Normalización a escala mundial (Gp:) Intercambio (Gp:) Bienes (Gp:) Servicios (Gp:) Así como el DESARROLLO (Gp:) Científico (Gp:) Tecnológico

(Gp:) Agencia Especializada en Estandarización más Grande a nivel Mundial (Gp:) Fundada en 1947 con sede en Ginebra, Suiza (Gp:) Cuenta con 120 países miembros representados respectivamente por sus organismos nacionales de normalización (Gp:) Comprende alrededor de 180 comités técnicos encargados de desarrollar desde las abreviaturas de los sistemas de medición, hasta la especificación detallada de los productos a evaluar (Gp:) FONDONORMA (Fondo para la Normalización y Certificación de Calidad) Creada en 1973

¿Cómo se desarrollan las Normas ISO? De acuerdo con los siguientes principios: (Gp:) Consenso toma en cuenta la visión de todos los interesados (Gp:) Voluntario La normalización esta conducida por el mercado basado en el involucramiento voluntario de todos los interesados (Gp:) 

A NIVEL INDUSTRIAL AMPLIO Soluciones globales para satisfacer las industrias y los consumidores en el mundo

Principales fases del proceso de desarrollo de las normas ISO Se realizan en 6 etapas: Propuesta Preparación Comité Preguntas Aprobación Publicación Mediante los Siguientes Principios: 1º Necesidad de la Norma , reconocimiento, acuerdo y definición del alcance de la futura norma. (Gp:) 2º Construcción del Consenso, los países acuerdan los detalles de un documento borrador. (Gp:) 3º Aprobación, comprende la aprobación formal del borrador internacional que se aprueba por 2/3 de los miembros que han participado activamente en el proceso de desarrollo y el 75% de todos los miembros que pueden votar.

Partes Involucradas en la Normalización Internacional (Gp:) Industrias y Asociaciones de Comercio (Gp:) Fabricantes (Gp:) Comerciantes (Gp:) Importadores y Exportadores (Gp:) Ciencia (Gp:) Tecnología

Serie de Normas ISO 9000 Representan el consenso universal sobre la metodología a aplicar en la Gestión de la calidad de las empresas. Resumen y Condensan la filosofía y herramientas sobre el tema CALIDAD Proporcionan un lenguaje común y dan lineamientos a la dirección de la empresa Tiene como propósito definir una base de pautas para la gestión de la calidad en las empresas. La familia de Normas ISO 9000 están escritas en términos de Qué? características han de estar presentes en el sistema de gestión de calidad de una organización, pero No prescriben Cómo? Deben aplicarse

Evolución Histórica de las Normas ISO 9000 (Gp:) 1987 – Primera Publicación (Gp:) 1994 – 1ª Revisión sin grandes cambios (Gp:) 2000 – 2ª Revisión mas profunda con cambios estructurales y estratégicos importantes (Gp:) 2005 – Nueva Versión de la Norma ISO 9000 (Gp:) 2008 – Nueva Versión de la Norma ISO 9001 (Gp:) 2009 – Nueva Versión de la Norma ISO 9004 (Gp:) 2002– Norma ISO 19011

SEMANA XV - ENSAYO DE ACELERACIÓN A LA RESISTENCIA DEL CONCRETO

ENSAYOS ACELERADOS DE RESISTENCIA DE CONCRETO

Testigos de la Resistencia del Concreto. Las muestras serán ensayadas de acuerdo con el “Método para ensayos de cilindros de concreto a la compresión” (designación C-39 de la ASTM o ICONTEC 550 Y 673). La preparación y ensayo de cilindros de prueba que testifiquen la calidad de los concretos usados en la obra será obligatoria, corriendo ella de cuenta del Contratista pero bajo la supervigilancia de la Interventoría. Cada ensayo debe constar de la rotura de por lo menos cuatro cuerpos de prueba.

 La edad normal para ensayos de los cilindros de prueba será de veintiocho (28) días, pero para anticipar información que permitirá la marcha de la obra sin demoras extremas, dos de los cilindros de cada ensayo serán probados a la edad de siete (7) días, calculándose la resistencia correlativa que tendrá a los veintiocho (28) días. En casos especiales, cuando se trate de concreto de alta resistencia y ejecución rápida, es aceptable la prueba de cilindros a las 24 horas, sin abandonar el control con pruebas a 7 y 28 días. Durante el avance de la obra, el Interventor podrá tomar las muestras o cilindros al azar que considere necesarios para controlar la calidad del concreto. 

El Contratista proporcionará la mano de obra y los materiales necesarios y ayudará al Interventor, si es requerido, para tomar los cilindros de ensayo. El valor de los ensayos de laboratorio ordenados por el Interventor serán por cuenta del Contratista. Para efectos de confrontación se llevará un registro indicador de los sitios de la obra donde se usaron los concretos probados, la fecha de vaciado y el asentamiento. Se hará una prueba de rotura por cada diez metros cúbicos de mezcla a colocar para cada tipo de concreto. 

Cuando el volumen de concreto a vaciar en un (1) día para cada tipo de concreto sea menor de diez metros cúbicos, se sacará una prueba de rotura por cada tipo de concreto o elemento estructural, o como lo indique el Interventor; para atraques de tuberías de concreto se tomarán dos cilindros cada 6 metros cúbicos de avance. Las pruebas serán tomadas separadamente de cada máquina mezcladora o tipo de concreto y sus resultados se considerarán también separadamente, o sea que en ningún caso se deberán promediar juntos los resultados de cilindros provenientes de diferentes máquinas mezcladoras o tipo de concreto. La resistencia promedio de todos los cilindros será igual o mayor a las resistencias especificadas, y por lo menos el 90% de todos los ensayos indicarán una resistencia igual o mayor a esa resistencia. 

METODOLOGÍA PARA EVALUAR LA CALIDAD DEL CONCRETO

Hoy en día las normatividad vigente en muchos países especifican métodos para evaluar la calidad del concreto, mediante el ensayo a la compresión de muestras del concreto colocado en obra, en la forma de probetas cilíndricas, según procedimientos normalizados.

Generalmente para cada ensayo, a una edad determinada, se preparen dos especímenes; que se realice no menos de un ensayo por cada 120 m3 de concreto estructural; o 450 m2 de losa y no menos de un ensayo por cada día de vaciado. Las condiciones de los especímenes y el sistema de curado se encuentran bien normalizados.

La edad para pruebas de resistencia es de 28 días o una edad menor, en la cual el concreto va a recibir la carga completa a su esfuerzo máximo, la misma que deberá ser especificada.

CRITERIOS PARA UNA BUENA EVALUACIÓN:

Los métodos de evaluación difieren según la metodología de diseño aplicada en la estructura:

a) Para estructuras diseñadas por esfuerzos permisibles, cargas de servicio y la teoría aceptada de esfuerzos y deformaciones lineales en flexión, el procedimiento es el siguiente:

Se considera conforme el concreto de la construcción cuando el promedio de cualquier grupo de cinco ensayos de resistencia consecutivos, de especímenes curados en el Laboratorio, que representen a cada clase de concreto, sea igualo mayor que la resistencia especificada (f'c) y no más de 20% de los ensayos de resistencia den valores menores que la resistencia especificada.

b) Cuando se trate de estructuras diseñadas por el método de diseño a la rotura, es decir, cuando el dimensionamiento de los elementos de concreto armado se basa en cálculos sobre la resistencia a la rotura, el concreto se considera conforme cuando el promedio de cualquier grupo de 3 ensayos consecutivos de resistencia, de especímenes curados en el Laboratorio, que represente a cada clase de concreto, sea igual o mayor que la resistencia especificada (f'c) y no más del 10% de los ensayos de resistencia tendrán valores menores que la resistencia especificada.

Este método de evaluación se aplica también en el caso de las estructuras de concreto pretensado. En ambos casos, la evaluación y aceptación del concreto se puede juzgar inmediatamente, dado que los resultados de las pruebas se reciben en el curso de la obra.

Ejemplo:

Como ejemplo, se expone el registro de control de calidad de un concreto de resistencia especificada f'c = 245 con las siguientes series de resultados, cuyos promedios en grupos de 5 y 3, para los casos señalados anteriormente, se anotan en las columnas respectivas.

Aplicando los dos criterios reglamentarios, el concreto del ejemplo sería considerado conforme. Para analizar el comportamiento del concreto se recomienda llevar "Gráficos de Control" sobre los resultados de ensayos de resistencia a compresión a 28 días, de modo de visualizar la información disponible. En abscisas se indica la secuencia cronológica de resultados, mientras en ordenadas se señalan las resistencias obtenidas. Para fijar los límites de variación de las resistencias se trazan líneas paralelas correspondientes a la resistencia especificada: f'c y la resistencia promedio utilizada para dosificar el concreto: fc.

Alternativas:

Las especificaciones del Reglamento Nacional fueron inspiradas en el "Building code Requirements for Reinforce Concrete" del Instituto Americano del Concreto (A.C.I.), vigente en la época de su promulgación. Posteriormente, el ACI ha modificado el criterio. Es así que el Reglamento modificado en 1977 establece un sistema único para la aceptación de la resistencia, el cual es aplicable a todo concreto usado en estructuras diseñadas de acuerdo con dicho reglamento, sin tomar en cuenta el método de diseño utilizado.  Se considera que la resistencia del concreto es satisfactoria si el promedio de cualquier conjunto de tres pruebas consecutivas permanece por encima de la resistencia
especificada (f'c) y ningún ensayo individual de resistencia resulte menor que la especificada (f'c) en más de 35 K/cm².

Ocasionalmente, pueden realizarse pruebas de resistencia en las que no se cumpla con estos criterios (probablemente una vez en 100 pruebas), aunque el nivel de resistencia y la uniformidad del concreto sean satisfactorios. Puede haber tolerancia para tales desviaciones, estadísticamente normales, al decidir si el nivel de resistencia que se produce es adecuado o no.

En términos de probabilidad de falla, el criterio de un resultado de resistencia menor de 35 K/cm² que la resistencia especificada (f'c) se adapta favorablemente a un número pequeño de ensayos. Por ejemplo, si únicamente se hacen cinco ensayos en una obra pequeña, es evidente que si los resultados de cualquiera de ellas (promedio de dos cilindros) es menor que la resistencia especificada (f'c) en más de 35 Kg/cm², el criterio no se cumple.

Ensayos de estructuras

Líneas de investigación

• Ensayos de estructuras (estáticos, dinámicos, de fatiga).
• Determinación del comportamiento de estructuras frente a la vibración.
• Determinación experimental de esfuerzo y fatiga.
• Certificación y homologación de elementos estructurales.

Proyectos

• TANGO: Tecnología aplicada a objetivos comerciales a corto plazo.Realización de un ensayo de fatiga de un fuselaje de fibra de carbono (4 metros de diámetro X 6.5 metros de longitud), con vistas a conseguir mayores reducciones de los costes de operación del transporte de aeronaves civiles.
• Ensayos estructurales. Programa METEOR.Ensayos estáticos y de fatiga, a temperatura ambiente y otras temperaturas.

Servicios

• Realización de ensayos estructurales: Estudio y realización de ensayos estructurales (estáticos, fatiga y vibración) en estructuras dentro del campo aeroespacial.

Antiguamente se decía que los agregados eran elementos inertes dentro del concreto ya que no intervenían directamente dentro de las reacciones químicas, la tecnología moderna se establece que siendo este material el que mayor % de participación tendrá dentro de la unidad cúbica de concreto sus propiedades y características diversas influyen en todas las propiedades del concreto.

La influencia de este material en las propiedades del concreto tiene efectos importante no sólo en el acabado y calidad final del concreto sino también sobre la trabajabilidad y consistencia al estado plástico, así como sobre la durabilidad, resistencia, propiedades elásticas y térmicas, cambios volumétricos y peso unitario del concreto endurecido.

La norma de concreto E-060, recomienda que ha pesar que en ciertas circunstancias agregados que no cumplen con los requisitos estipulados han demostrado un buen comportamiento en experiencias de obras ejecutadas, sin embargo debe tenerse en cuenta que un comportamiento satisfactorio en el pasado no garantiza buenos resultados bajo otras condiciones y en diferentes localizaciones, en la medida de lo posible deberán usarse agregados que cumplan con las especificaciones del proyecto.

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS EN EL CONCRETO

Los ensayos no destructivos son una herramienta útil para determinar la calidad del hormigón endurecido, pero en ningún caso reemplazan a los destructivos.

En el caso de estructuras de dudosa calidad, ya sea afectadas por esfuerzos o ataques de elementos agresivos al hormigón, se suele aplicar esta técnica con el fin de efectuar un diagnóstico preliminar del elemento en estudio.

Efectuado éste, se podrán investigar las zonas con mayor daño con técnicas destructivas, y emitir una opinión más fundada sobre la estructura. En general se puede señalar, que los ensayos no destructivos son la etapa previa de los ensayos.

Entre las pruebas no destructivas se encuentra el uso del equipo ultrasónico. Con esta prueba es posible determinar el grado de homogeneidad, entre otras características. Esto se logra a través de mediciones de la velocidad ultrasónica sobre el material que se va a probar.

ALCANCES

Los materiales que se ensayan con este método son heterogéneos, como la madera y el hormigón; se excluyen los metales, ya que provocan una serie de irregularidades que afectan los resultados obtenidos.

Así el equipo hace posible conocer el hormigón en las siguientes cualidades: homogeneidad, la presencia de fisuras, los huecos, los cambios en hormigón debidos a diferentes causas como ataques del fuego y bioquímicos, así como también la calidad del hormigón.

GENERALIDADES

Equipo

Existen varios tipos de equipos, pero en lo esencial poseen transductores capaces de marcar el tiempo de propagación de una onda a través del hormigón.

UTILIZACIÓN

Como Usar el Equipo

Cuidadosamente se elige la muestra o el elemento que se va a ensayar y se toman tres lecturas como mínimo, anotando el tiempo de propagación de la onda en el hormigón y la distancia entre transductores o terminales; estas distancias no deben exceder de 400 mm y se recomienda que sean lo más constantes posibles para asegurarse de que las lecturas obtenidas sean uniformes.

Una vez que la onda se transmite a través del hormigón, es captada por el transductor receptor, el cual convierte la energía mecánica de la onda en pulso electrónico. Después de recibido, se obtendrá el tiempo de propagación de la onda en el hormigón que, junto con la distancia entre transductores, nos ayudará a saber la velocidad de pulso. Esta velocidad se compara con diferentes criterios existentes y es así como se conocerá el estado del hormigón ensayado.

Se debe asegurar que los transductores tengan un buen acoplamiento sobre la superficie del hormigón. Esto se logra colocando entre la superficie de hormigón y los transductores vaselina. En superficies muy rugosas se deberá efectuar un tartamiento previo. Al colocar los transductores sobre la superficie del hormigón se debe:

-          Procurar no moverlos, ya que se puede generar ruido y consecuentemente lecturas erróneas.

-          Mantener firmes los transductores hasta que la lectura sea definida.

INTERPRETACIÓN DE DATOS

Gráficas y tablas de correlación de datos obtenidos.

El primer resultado que se debe obtener de los datos recopilados es la velocidad de pulso en el elemento que se va a ensayar, la cual se obtiene mediante la siguiente expresión.

La velocidad se determina para las tres lecturas realizadas a cada elemento y, posteriormente, se obtiene un promedio. Esta velocidad de pulso es la más conveniente. Con este dato, podemos determinar la calidad del elemento probado, consultando algunos de los criterios de clasificación de calidad que se muestran en las tablas siguientes.

CALIBRACIÓN Y MANTENCIÓN

Proceso de calibración del Equipo.

El equipo cuenta con una barra de calibración, la que tiene grabado en su costado el tiempo de propagación del pulso por dicha barra. Para calibrarse se colocarán los transductores debidamente engrasados en los extremos de la barra calibradora y por medio del botón de ajuste, que se encuentra al frente del aparato, se iguala la lectura de la barra calibradora. Esta operación se efectuará al iniciar las mediciones y estando en operación durante períodos de una hora.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL EQUIPO

El equipo proporciona grandes ventajas, entre ellas podemos mencionar su poco peso, fácil uso y manejo, pero sobre todo la confiabilidad en sus resultados, ya que una forma rápida y sencilla permite conocer el estado que guarda el hormigón del elemento ensayado.

Presenta como desventaja, que los cables transmisores en varias ocasiones presentan  falsos contactos debido al exceso de movimiento, con lo cual se dificulta efectuar las lecturas.

ANEXO

Los métodos ultrasónicos son afectados por algunos factores, entre los que se pueden mencionar los siguientes:

-          Contacto entre superficies del hormigón y transductores. Debe haber un íntimo contacto acústico; las superficies moldeadas, en general no presentan problemas y si presentan alguna rugosidad, se puede eliminar frotando con piedra de pulir. Los transductores deben apretarse contra el hormigón y, para mejorar el contacto, se suele colocar una película de vaselina entre hormigón y transductor.

-          Longitud del recorrido. Debido a la heterogeneidad  del hormigón y, para evitar sus efectos, es conveniente que el recorrido sea más bien extenso. Para un mismo hormigón, se han encontrado diferencias de velocidad de propagación, al medir distintos espesores.

-          Humedad del hormigón. En general, la velocidad de propagación del sonido en el hormigón aumenta a medida que su contenido de humedad es mayor.

-          Armaduras Metálicas. Las armaduras metálicas presentes en el hormigón, afectan considerablemente las medidas de velocidad, debido a que en el acero, la velocidad de propagación puede ser hasta 2 veces mayor que en el hormigón.

EMANA XIV - DURABILIDAD DEL CONCRETO

DURABILIDAD DEL CONCRETO

1.      INTRODUCCIÓN

Tradicionalmente se asoció la durabilidad a las características resistentes del concreto, y particularmente a su resistencia en compresión, pero las experiencias prácticas y el avance de la investigación en este campo han demostrado que es sólo uno de los aspectos involucrados, pero no el único ni el suficiente para obtener un concreto durable.

En consecuencia, el problema de la durabilidad es sumamente complejo en la medida en que cada situación de exposición ambiental y condición deservicio ameritan una especificación particular tanto para los materiales y diseño de mezcla, como para los aditivos, la técnica de producción y el proceso constructivo, por lo que es usual que en este campo las generalizaciones resulten nefastas.

Quienes han tenido la oportunidad de laborar en las diferentes regiones de nuestro país, habrán podido comprobar la repetición sistemática de errores conceptuales y prácticas constructivas inadecuadas en lo que a tecnología del concreto y durabilidad se refiere, por el concepto equivocado de que el concreto es un material “noble” que puede asimilar nuestras deficiencias, y que es antieconómico trabajar con los avances de la técnica moderna.

En el desarrollo de este tema, analizaremos algunos conceptos básicos que permitan una mejor aproximación a estos problemas y la utilización más eficiente de nuestros recursos materiales y humanos.

2.      CONCEPTO DE DURABILIDAD

El ACI define la durabilidad del concreto, como la habilidad para resistir la acción del intemperismo, el ataque químico, la abrasión, o cualquier otro proceso o condición de servicio de las estructuras, que produzca deterioro del concreto.

La conclusión primordial que se desprende de la definición anterior, es que la durabilidad no es un concepto absoluto que dependa solo del diseño de mezcla, sino que está en función del ambiente de exposición y las condiciones de trabajo a las cuales lo sometamos.

3.      PASOS PARA ALCANZAR UNA ADECUADA DURABILIDAD

Para alcanzar una adecuada durabilidad, se deben seguir algunos pasos:

ž     Elección de materiales: El concreto difícilmente será durable, si sus materiales constituyentes (agua, agregados, cemento, aditivos y/o adiciones); no son los más adecuados o no cumplen con las especificaciones.

ž     Dosificación: La resistencia de un concreto, no es por sí sola, una medida de durabilidad. Es importante diseñar la mezcla de forma adecuada, considerando las características de los materiales que se tienen (agregados, cemento); así como las condiciones ambientales a las que estará sometida la estructura.

ž     Fabricación y puesta en la obra: Es importante seguir algunas recomendaciones básicas para garantizar la durabilidad del concreto:

¡        Mezclado durante el tiempo suficiente, para obtener un material homogéneo.

¡        Transporte que mantenga la homogeneidad, evite la segregación, y principio de endurecimiento.

¡        Colocación correcta de las armaduras, utilizando elementos separadores para garantizar que en cualquier circunstancia, van a respetarse los recubrimientos mínimos, especificados en el proyecto.

¡        Vertido correcto del concreto, que impida su segregación.

¡        Empleo del concreto con la consistencia que permita rellenar perfectamente todas las partes de la pieza colocada.

¡        Evitar la mala práctica de añadir agua para que el concreto “corra”; si fuese necesario utilizar un aditivo, para resolver el problema de trabajabilidad y no comprometer la resistencia y durabilidad del concreto.

¡        Compactación adecuada que evite la segregación y porosidad.

¡        Curado que garantice la hidratación suficiente del cemento y el correcto endurecimiento del concreto.

ž     Sustancias agresivas al concreto: Algunos gases o líquidos, son particularmente agresivos al concreto, por lo que se deben tomar medidas, para su control,  y consideración en el diseño de mezcla. Entre ellas se tienen: gases o líquidos ácidos o con sulfatos, aceites vegetales, tierras o suelos con humus y sales cristalizadas.

4.      FACTORES QUE AFECTAN LA DURABILIDAD DEL CONCRETO

Los factores que afectan la durabilidad del concreto, son aquellos que producen el deterioro del mismo.

Estos factores se clasifican en 5 grupos:

Ø      Congelamiento y Deshielo

Ø      Ambiente químicamente agresivo

Ø      Abrasión

Ø      Corrosión de metales en el concreto

Ø      Reacciones químicas en los agregados.

4.1         ACCIONES DE CONGELACION Y DESHIELO

ž       El congelamiento y deshielo, constituye un agente de deterioro que ocurre en los climas en que la temperatura desciende hasta provocar el congelamiento del agua contenida en los poros capilares del concreto.

ž       En términos generales el fenómeno se caracteriza por introducir esfuerzos internos en el concreto que pueden provocar su figuración reiterada y la consiguiente desintegración.

ž       Este fenómeno, se da tanto a nivel de la pasta de cemento, como en los agregados de manera independiente, así como en la interacción de ambos por lo que su evaluación debe abordar cada uno de estos aspectos.

          A.    EFECTO EN LA PASTA DE CEMENTO

Existen dos teorías que explica el efecto en el concreto:

ž     Presión Hidráulica, considerando del grado de saturación de los poros capilares y poros gel, la velocidad de congelación y la permeabilidad de la pasta, al congelarse el agua en los poros esta aumenta de volumen y ejerce presión sobre el agua aun en estado líquido, ocasionando tensiones en la estructura resistente. Si estas tensiones superan los esfuerzos últimos de la pasta, se producen la rotura.

ž     Presión Osmótica, asume las mismas consideraciones iníciales de lo anterior pero supone que al congelarse el agua en los poros cambia la alcalinidad del agua aun en estado líquido.

Bajo ambas teorías al producirse el descongelamiento o deshielo, se liberan las tensiones  al repetirse este ciclo muchas veces se produce la rotura por fatiga de la estructura de la pasta, si es que no se produjo inicialmente.

     B.    EFECTO EN LOS AGREGADOS

ž     En los agregados existe evidencia de que por los tamaños mayores de los poros capilares se producen generalmente presiones hidráulicas y no osmóticas; con esfuerzos internos similares a los que ocurren en la pasta de cemento. Por otro lado cuando menor sea la capacidad del agregado para absorber agua, menor será el efecto del congelamiento interno de la misma que tienen baja durabilidad ante la acción de ciclos de congelación, son aquellos con un grado de porosidad de moderado a alto, lo que les permite retener y mantener un grado de saturación relativamente alto, cuando se encuentran incorporados ya en el concreto.

     C.    EFECTO ENTRE LA PASTA Y LOS AGREGADOS

ž     Existe la denominada “Teoría Elástica” que considera un efecto mixto de los agregados sobre la pasta; ya que al congelarse el agua dentro de ellos se deforman elásticamente sin romperse por tener una estructura más resistente que la del cemento y ejercen presión directa sobre la pasta generando tensiones adicionales a las ocasionadas en el cemento independientemente.

4.2   AMBIENTE QUIMICAMENTE AGRESIVO

ž     El concreto es un material que en general tiene un comportamiento satisfactorio ante diversos ambientes químicamente agresivos.

ž     El concepto básico reside en que el concreto es químicamente inalterable al ataque de agentes químicos que se hallan en estado sólido.

ž     Para que exista alguna posibilidad de agresión, el agente químico debe estar en solución en un cierta concentración y además tener la opción de ingresar en la estructura de la pasta durante un cierto tiempo, es decir debe haber un cierto flujo de la solución concentrada hacia el interior del concreto y este flujo debe mantenerse un tiempo suficiente para que se produzca la reacción.

ž     Existen agentes que incrementan la posibilidad de deterioro como son: las temperaturas elevadas, velocidades de flujo altas, mucha absorción y permeabilidad, el curado deficiente y los ciclos de humedecimiento y secado.

ž     Los ambientes agresivos usuales están constituidos por el aire, agua y suelos contaminados que entran en contacto con las estructuras de concreto.

4.3   ABRASION

ž     Se define la resistencia a la abrasión como la habilidad de una superficie de concreto a ser desgastada por roce y fricción.

ž     Este fenómeno se origina de varias maneras, siendo las más comunes las atribuidas a las condiciones de servicio, como son el tránsito de peatones y vehículos sobre veredas y losas, el efecto del viento cargado de partículas sólidas y el desgaste producido por el flujo continuo de agua.

ž     En la mayoría de los casos, el desgaste por abrasión no ocasiona problemas estructurales, sin embargo puede traer consecuencias en el comportamiento bajo las condiciones de servicio o indirectamente propiciando el ataque de algún otro enemigo de la durabilidad (agresión química, corrosión etc.) siendo esto último más evidente en el caso de las estructuras hidráulicas.

4.4   CORROSION DE METALES EN EL CONCRETO

ž     El concreto por ser un material con una alcalinidad muy elevada (pH = 12.5), y alta resistividad eléctrica constituye uno de los medios ideales para proteger metales introducidos en su estructura, al representar una barrera protectora contra la corrosión.  

ž     Pero si por circunstancias internas o externas se cambian estas condiciones de protección, se produce el proceso electroquímico de la corrosión generándose compuestos de óxidos de hierro que llegan a triplicar el volumen original del hierro, destruyendo el concreto al hincharse y generar esfuerzos internos.

ž     En el concreto pueden incluirse una serie de metales dependiendo de la utilidad que queramos darle, pero lo real es que el acero es el metal de mayor uso desde que se desarrolló el concreto reforzado y sus múltiples aplicaciones, por lo que en este acápite nos limitaremos a considerar sólo el caso de la corrosión del acero de refuerzo.

4.5   REACCIONES QUIMICAS EN LOS AGREGADOS

ž     Se produce con algunos agregados del tipo ópalo, calcedonia, ciertas formas de cuarzo, andesita, dacita que reaccionan con los Hidratos de Calcio del cemento ocasionando compuestos expansivos.

ž     Se han desarrollado varios métodos químicos, físicos y petrográficos para estimar el riesgo potencial de reactividad, pero se reconoce que la mejor evaluación es la evidencia práctica del empleo de los agregados en concreto sin problemas.

ž     Una de las dificultades para evaluar el riesgo consiste en que el desarrollo del fenómeno es lento, por lo que debe existir evidencia estadística de al menos cinco años para poder opinar sobre la habilidad práctica de algún agregado en particular sobre el que exista duda.

ž     La reacción propicia es el desarrollo de un gel expansivo en la interfase agregado – pasta, que rompe la estructura interna del concreto provocando fisuración y desintegración.

5.      CONCLUSIONES

ž     Los agregados pueden tener efecto sobre la resistencia a la abrasión, congelación y descongelación y reactividad álcali-agregado.

ž     El proyectista deberá saber si los agregados son potencialmente reactivos, de manera que se puedan proporcionar especificaciones para nulificar este problema de durabilidad.

ž     Las condiciones externas más comunes comprenden: resistencia a congelación y descongelación, exposición química agresiva, abrasión y prevención de corrosión de metales empotrados.

ž      El problema interno más común en el concreto es una reacción química de agregados y álcalis.

ž     Cada estructura de concreto tiene diferentes condiciones de entorno y de exposición de durabilidad.