pruebas del concreto
DESCRIPTION
Pruebas Del ConcretoTRANSCRIPT
MONOGRAFÍA
PRESENTA :
QUE PARA ACREDITAR LA EXPERIENCIA EDUCATIVA:
EXPERIENCIA RECEPCIONAL
COATZACOALCOS, VER. MARZO 2012.
FACULTAD DE INGENIERÍA
UNIVERSIDAD VERACRUZANA
INGENIERÍA CIVIL
CORRESPONDIENTE A LA CARRERA DE:
CONTROL DE CALIDAD DECONCRETO
HIDRAULICO EN OBRA
ALÁN HERNÁNDEZ GARCÍA
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 3
Agradecimientos
DEDICATORIA
La familia es una de las joyas mas preciadas. Sin la familia uno no puede
conseguir la fuerza necesaria para lograr las metas que durante la vida nos
proponemos.
Es mi deseo como sencillo gesto de agradecimiento, dedicarle mi humilde
obra de Trabajo de Grado plasmada en la presente monografía, en primera
instancia a mis progenitores quienes permanentemente me apoyaron con
espíritu alentador, contribuyendo incondicionalmente a lograr las metas y
objetivos propuestos.
A mi Madre (Margarita García Jiménez), Vivo orgulloso mama pues me
enseñaste de pequeño el amor y la bondad. Porque en tus noches de
desvelo cuidaste mi enfermedad. Porque secaste mis mejillas cuando me
viste llorar.
A mi Padre (Adrián Luis Hernández Tejeda) Vivo orgulloso papa pues me
enseñaste a hacer un hombre de respeto y de lealtad. Pues trabajaste día y
noche para conseguir el pan. Por mantener una familia unos hijos y un hogar.
A mi Hermano (Adrián Luis Hernández García). Por ser el ejemplo a seguir
por brindarme tu apoyo.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 4
A mis amigos que en el curso de la vida estuvieron en las buenas y las malas
y aquellos que se encuentran lejos y por los ya no se encuentran entre
nosotros.
A los maestros que gracias a ellos cuento con una mejor preparación
intelectual.
Y sobre todo gracias a dios por permitirme seguir en el camino de la vida y
que los seres queridos se encuentren a mi lado.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 5
INDICE.
INTRODUCCION………………………………………….7
JUSTIFICACION………………………………………….10
OBJETIVO………………………………………………....10
EL CONCRETO EN LA HISTORIA…………. ………….11
1.- CEMENTO HIDRAULICO……………………………13
1.1 Proceso de fabricación del cemento hidráulico…….13
1.1.2 Clasificación del cemento hidráulico……………….17
2.- AGREGADOS………………………………………….19
2.1 Grueso………………………………………………….20
2.2 Fino……………………………………………………...22
2.3 Resistencia del agregado…………………………......24
3.- AGUA…………………………………………………...25
3.1 Función en el concreto y características………….....26
4.-ADITIVOS…………………………………………….....29
4.1 Historia de los aditivos…………………………….....29
4.2 Tipos de aditivos……………………………….……..32
4.2.1 Aditivos acelerantes………………………………..34
4.2.2 Aditivos retardantes…………………...…………...35
4.2.3 Aditivos reductores de agua……..………………..36
5.- CONCRETO HIDRAULICO…………………………..38
5.1 Diseño………………………………………………….38
5.2 Muestreo………………………………………………..43
5.3 Pruebas………………………………………………...46
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 6
6.-ANALISIS Y EVALUACION DE RESULTADOS…………69
6.1 Estadística…………………………………………………….69
6.2 Ejemplo de aplicación……………………………………….69
7.-ANEXO: ESPECIFICACIONES……………………………..75
BIBLIOGRAFIA………………………………………………79
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 7
INTRODUCCION
El control de calidad son todos los mecanismos, acciones, herramientas que
realizamos para detectar la presencia de errores. La función del control de
calidad existe primordialmente como una organización de servicio, para
conocer las especificaciones establecidas por la ingeniería del producto y
proporcionar asistencia al departamento de fabricación, para que la
producción alcance estas especificaciones. Como tal, la función consiste en
la recolección y análisis de grandes cantidades de datos que después se
presentan a diferentes departamentos para iniciar una acción correctiva
adecuada.
Todo producto que no cumpla las características mínimas para decir que es
correcto, será eliminado, sin poderse corregir los posibles defectos de
fabricación que podrían evitar esos costos añadidos y desperdicios de
material.
Para controlar la calidad de un producto se realizan inspecciones o pruebas
de muestreo para verificar que las características del mismo sean óptimas. El
único inconveniente de estas pruebas es el gasto que conlleva el control de
cada producto fabricado, ya que se eliminan los defectuosos, sin posibilidad
de reutilizar.
En este caso nos enfocaremos en la importancia del control de calidad del
concreto hidráulico.
El control de calidad del concreto hidráulico es de suma importancia
en cualquier obra que se realice para que esta cumpla con ser eficiente,
agradable a los sentidos sin que esto incremente el costo de la obra.
Este control hace referencia a todos los programas y funciones relacionadas
con la obtención de calidad en los materiales del concreto y del concreto
mismo.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 8
Los enfoques tradicionales del control de calidad son dos principalmente:
1. Perceptiva: Satisfacción de las necesidades del cliente.
2. Funcional: Cumplir con las especificaciones requeridas.
El concreto de uso común, o convencional, se produce mediante la mezcla
de tres componentes esenciales: cemento, agua y agregados, a los cuales
eventualmente se incorpora un cuarto componente que modifica sus
cualidades y genéricamente se designa como aditivo.
Al mezclar estos componentes y producir lo que se conoce como una mezcla
de concreto, se introduce de manera simultánea un quinto componente que
es el aire.
En el momento mezclar de manera homogénea los componentes del
concreto convencional se produce una masa plástica que puede ser
moldeada y compactada con relativa facilidad pero gradualmente pierde esta
característica hasta que al cabo de algunas horas se torna rígida y comienza
a adquirir el aspecto, comportamiento y propiedades de un cuerpo sólido
para convertirse finalmente en el material mecánicamente resistente que es
el concreto endurecido.
La forma común del concreto convencional en estado fresco lo identifica
como un conjunto de fragmentos de roca-definidos como agregados-
dispersos en una matriz viscosa constituida por una pasta de cemento y
agua de consistencia plástica. Esto significa que en una mezcla así hay muy
poco o ningún contacto entre las partículas de los agregados, característica
que tiende a permanecer en el concreto ya endurecido.
Los materiales que se emplean para fabricar el concreto hidráulico son:
cemento Portland o Portland puzolanico, agua, agregado fino, agregado
grueso y en su caso, aditivos.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 9
Para su colocación debe de tomarse en cuenta ciertas condiciones tanto
ambientales como del terreno. Algunos aspectos importantes que deben
tomarse en cuenta, son:
No podrá colocarse concreto sobre lodo, tierra porosa seca o llanos que no
hayan sido compactados a la densidad requerida. Las superficies de roca
sobre las cuales vaya a colocarse concreto se limpiarán y conservarán libres
de aceite, agua estancada o corriente, lodo, basura, polvo o fragmentos de
roca blanda o semi-adheridos a ella. No se dejará caer concreto
verticalmente desde una altura mayor de 1.20 m, excepto cuando la
descarga se haga dentro de moldes de altura apreciable, como las de
columnas, muros, y similares, en cuyo caso la altura libre de caída puede ser
hasta de 4.00 m siempre y cuando se utilice un aditivo que evite la
segregación de los materiales y no se afecten las condiciones iníciales de la
mezcla.
La importancia que el concreto tiene en la infraestructura social es muy alta
por lo que es de suma importancia conocer los requerimientos de calidad que
este debe tener para su uso.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 10
JUSTIFICACION.
Detectar las condiciones que afectan la calidad del concreto hidráulico desde
el diseño hasta la colación del mismo. Mediante el muestreo y ensaye de
especímenes para obtener resultados que respalden la calidad del concreto
hidráulico.
OBJETIVOS.
ESTA MONOGRAFÍA PRETENDE CUMPLIR LOS SIGUIENTES
OBJETIVOS:
Apoyar a los profesionistas que están involucrados en la construcción para que el concreto que usen en sus obras cumpla con los requisitos de calidad que se establecen como normativa.
Servir de apoyo para llevar a cabo un buen control de calidad del concreto hidráulico en obra.
Ayudar al estudiante de la facultad de ingeniería como material para Experiencias Educativas como Construcción, Miembros de Concreto.
Servir como herramienta de trabajo para supervisores de obras, para que conozcan las actividades que se realizan en el control de calidad.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 11
EL CONCRETO EN LA HISTORIA
Los orígenes del concreto se remonta a 2 siglos A. de C., en Roma, cuando
utilizaron mezclas de caliza calcinada, tobas volcánicas y piedras para
construir algunas de las estructuras que
hoy todavía subsisten como el panteón o la iglesia de Santa María de los
mártires cuya cúpula de más de 44 metros de claro es de concreto simple,
esta cúpula también está aligerada por medio de casetones.
En el siglo 7 de nuestra era, con la caída del imperio Romano se olvidó su
uso.
En el siglo XVIII es redescubierto por los ingleses cuando en 1756 John
Smeaton lo utilizó para la reconstrucción del faro de Adystone, en la costa
sur de Inglaterra.
En 1817, Vicat propuso por primera vez el procedimiento de fabricación del
cemento, que en términos generales se sigue utilizando hoy en día. Sin
embargo fue Joseph Aspdin quien en 1824 obtuvo la patente para fabricarlo.
El prototipo del cemento moderno fue producido en 1845 por Isaac Johnson,
quien por primera vez utilizo una temperatura suficientemente elevada para
formar clinker de la arcilla y la piedra caliza, utilizadas como materia prima.
En 1845, Lambot comenzó a construir en el sur de Francia objetos en que
combinaba el concreto y el acero, naciendo así el concreto reforzado.
Solo en 1861, FrancoisCoignet en su libro publicado en Paris expresa por
primera vez el papel que corresponde al concreto y al acero como partes del
nuevo material.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 12
Joseph Monier fue el primero en darse cuenta de la importancia industrial del
concreto reforzado. Tomando sus ideas se construyo en 1875 el primer
puente de concreto reforzado cerca de Chazete en Francia, con un claro de
16.5 metros. Sin embargo en este país no avanzó el concreto, la patente de
Monier fue adquirida por la casa Wayss de Berlín, donde se impulsó su
desarrollo.
El uso del concreto reforzado se debe fundamentalmente al francés
Freyssinet, quien empezó fabricando postes para trasmisión de energía
eléctrica a principios de 1933.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 13
I.- CEMENTO HIDRAULICO
Según Adam N.Neville “el cemento puede definirse como un material con
propiedades tanto adhesivas como cohesivas, las cuales le dan la capacidad
de aglutinar fragmentos minerales para formar un todo compacto”.
Según la norma mexicana “el cemento hidráulico es un material inorgánico
finamente pulverizado, comúnmente conocido como cemento, que al
agregarle agua, ya sea solo o mezclado con arena, grava u otros materiales
similares, tiene la propiedad de fraguar y endurecer, incluso bajo el agua.
1.1 Proceso de fabricación del cemento hidráulico
La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena,
mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la
dureza y ubicación del material, se aplican ciertos sistemas de explotación y
equipos.
Una vez extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser
procesados por los molinos de crudo.
El proceso de fabricación del cemento comprende cuatro etapas principales:
1. Extracción y molienda de la materia prima
2. Homogeneización de la materia prima
3. Producción del Clinker
4. Molienda de cemento
A continuación se muestra un diagrama simple de fabricación del cemento.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 14
DIAGRAMA SIMPLE DE FABRICACION DEL CEMENTO.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 15
Extracción:
El proceso industrial comienza con la extracción de las materias primas
necesarias para la fabricación del cemento, tales como piedra caliza, yeso,
oxido de hierro y puzolana. La extracción se realiza en canteras a cielo
abierto mediante perforaciones y voladuras controladas, para luego ser
transportadas por palas y volquetas a la trituradora.
Trituración y Molienda
Después de la excavación, la primera operación de procesamiento es
la trituración. Esta se realiza en dos etapas, primeramente la piedra bruta se
pasa por la trituradora primaria, donde los fragmento se reducen desde un
tamaño de 1.5m a 15cm, y en seguida el producto triturado pasa a la
trituradora secundaría, la cual lo reduce hasta un tamaño de alrededor de
1,5cm hasta alcanzar la granulometría deseada.
Los materiales son almacenados en tolvas de control, para pasar a la
molienda, separados en sus cuatro componentes: piedra caliza chancada,
arcilla desmenuzada, óxido de hierro y yeso chancado.
La finalidad de la trituración y posterior molienda es reducir el tamaño de las
partículas de la materia prima, para que las reacciones químicas de
cocción en el horno puedan realizarse de forma adecuada.
En esta etapa se seleccionan las características de la harina cruda
que se desea obtener, mediante un sistema que consta de cuatro
balanzas dosificadoras, que suministran los materiales que se incorporan
al proceso del molino para lograr la mezcla final.
La molienda de materias primas (molienda de crudo) se realiza en equipos
mecánicos rotatorios, en los que la mezcla dosificada de materias primas
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 16
es sometida a impactos de cuerpos metálicos (molino de bolas Fuller )
o a fuerzas de compresión elevadas.
En la línea de transporte del polvo crudo se toman muestras
representativas para controlar la composición química y la finura del
producto. El polvo crudo es almacenado en silos
Proceso de fabricación del clinker vía seca
Se usa un molino vertical de rodillos, para secar y reducir el material hasta
que de 80 a 90% de este pase por el tamiz Nº200. A medida que el
material es forzado hacia la corriente de gas caliente proveniente del
horno, produciéndose la deshidratación y la des-carbonatación.
El material procesado en el horno rotatorio alcanza una temperatura entorno
a los 1450ºC. La materia prima, durante su calcinación, sufre reacciones
químicas formándose granos duros, del tamaño de una nuez, de un nuevo
material llamado Clinker.
El Clinker que se forma sale del horno a esta temperatura, y entra
dentro del enfriador donde es enfriado hasta una temperatura de 80°C
en enfriadores de parrillas o rotativo.
Posteriormente, luego de pasar por una chancadora, el clinker es
transportado a un parque de almacenamiento para su tratamiento en el
siguiente proceso. Desde este depósito y mediante un proceso de
extracción controlada, el clinker es conducido al área de molienda.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 17
Molino de acabado
La molienda de cemento se realiza en equipos mecánicos en las que
la mezcla de materiales es sometida a impactos de cuerpos metálicos o a
fuerzas de compresión elevadas.
El clinker se muele junto con un 5 a 7% de yeso. La función de este último es
de controlar el tiempo de fraguado y mejorar las características de resistencia
y cambio de volumen.
En función de la composición, la resistencia y otras características
adicionales, el cemento se clasifica en distintos tipos. Mediante balanzas
automáticas denominadas dosificadoras se adicionan los agregados
requeridos según el tipo de cemento que se requiera fabricar.
1.1.2 Clasificación del cemento hidráulico
Designación de los cementos de acuerdo a la norma Mexicana vigente.
TABLA 1
TIPOS DE CEMENTOS
TIPO DENOMINACIÓN DESCRIPCION CPO Cemento Portland
Ordinario Es el cemento producido a base de la molienda de clinker Portland y usualmente sulfato de calcio.
CPP Cemento Portland Puzolanico
Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clinker Portland, materiales puzolanicos y usualmente, sulfato de calcio.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 18
CPEG
Cemento Portland con escoria granulada de alto horno
Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clinker Portland, escoria de alto horno y usualmente sulfato de calcio
CPC
Cemento Portland Compuesto
Es el conglomerado hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clinker Portland, usualmente, sulfato de calcio y una mezcla de materiales puzolanicos, escoria de alto horno y caliza. En el caso de la caliza, este puede ser el único componente.
CPS
Cemento Portland con humo de sílice
Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clinker Portland, humo de sílice y usualmente sulfato de calcio.
CEG
Cemento con escoria granulada de alto horno
Es el conglomerado hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clinker Portland y mayoritariamente escoria granulada de alto horno y sulfato de calcio.
Fuente: Manual Técnico de Construcción - Holcim Apasco
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 19
2.- AGREGADOS
Los agregados pétreos son productos granulares minerales en estado natural, procesados o artificiales que se mezclan con un cemento o aglutinante hidráulico para fabricar morteros o concretos.
En las mezclas de concreto hidráulico convencional, los agregados suelen
representar entre 60 y 75 por ciento, aproximadamente, del volumen
absoluto de todos los componentes; de ahí la notable influencia que las
características y propiedades de los agregados ejerce en las del
correspondiente concreto.
Los agregados se clasifican en:
Agregado grueso
Agregado fino
Los agregados pétreos finos son los constituidos por arena natural, o
materiales inertes con características similares, con granos limpios, duros y
libres de materia orgánica o lodos, y diámetros menores de 1 cm. (3/8").
Los agregados pétreos gruesos están constituidos por piedra triturada, grava
de río, escorias u otros materiales inertes, con diámetros mayores de 1cm.
(3/8").
Algunas de las propiedades más importantes de los agregados son:
Granulometría: La granulometría es la distribución de los tamaños de las
partículas de un agregado tal como se determina por análisis de tamices. El
tamaño de la partícula del agregado se determina por medio de tamices de
malla de alambre con aberturas cuadradas.
Peso Volumétrico: El peso volumétrico de un agregado, es el peso del
agregado que se requiere para llenar un recipiente con un volumen unitario
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 20
especificado. El peso volumétrico aproximado de un agregado usado en un
concreto de peso normal varía desde aproximadamente 1.2ton/m3 a 1.76
ton/m3.
Peso Específico: El peso específico (densidad relativa) de un agregado es
la relación de su peso respecto al peso de un volumen absoluto igual de
agua (agua desplazada por inmersión).
Absorción: La absorción de los agregados se determina con el fin de
controlar el contenido neto de agua en el concreto y se puedan determinar
los pesos correctos de cada mezcla
2.1 AGREGADO GRUESO´
Fig.1 banco de agregado grueso
Función
Teniendo en cuenta que el concreto es una piedra artificial, el agregado
grueso es la materia prima para fabricar el concreto. En consecuencia se
debe usar la mayor cantidad posible y del tamaño mayor, teniendo en cuenta
los requisitos de colocación y resistencia.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 21
Hasta para la resistencia de 250kgr/cm2 se debe usar el mayor tamaño
posible del agregado grueso; para resistencias mayores investigaciones
recientes han demostrado que el menor consumo de concreto para mayor
resistencia dada (eficiencia), se obtiene con agregados de menor tamaño.
Características de un buen agregado grueso para el concreto.
Una buena gradación con tamaños intermedios, la falta de de dos o
más tamaños sucesivos puede producir problemas de segregación.
Un tamaño máximo adecuado a las condiciones de la estructura.
Debe evitarse el uso de agregados planos o alargados, ya que
además de producir bajas masas unitarias y baja resistencia
mecánica, tienen tendencia a colocarse horizontalmente formándose
bajo su superficie bolsas de agua cuando esta sube a la superficie
debido a la sedimentación de las partículas solidas; esta agua
almacenada bajo las partículas deja un espacio vacío cuando después
del fraguado el agua evapora, por lo cual trae como consecuencia una
notable reducción de la resistencia del concreto.
Una adecuada densidad aparente está entre 2.3 y 2.9 gr/cm3. Cuanto
mayor es su densidad mejor es su calidad y mejor su absorción, que
oscila entre 1 y 5%.
Las partículas con formas angulosas producen mezclas ásperas y
difíciles de manejar.
Una superficie rugosa, limpia y sin capa de arcilla.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 22
·No debe contener terrones de arcilla, ni partículas deleznables;
generalmente se limita al contenido de finos entre 1 y 3%, para que
permita una adecuada adherencia de las partículas y el cemento en
las mezclas.
El agregado grueso debe tener una resistencia al desgate en la
máquina de los ángeles que garantice su dureza. Los límites
recomendados son: Si el agregado va a ser usado en lozas de
concreto o en pavimentos rígidos el desgaste debe ser menor del
35%, si va a ser usado en otras estructuras el sesgaste debe ser
menor del 40%.
Agregados con partículas esféricas y cubicas son los más
convenientes para concreto, porque tienen mayor resistencia y es
menor el consumo de cemento debido al mayor acomodo de las
partículas, o sea mayor cantidad de material por unidad de volumen.
2.2 AGREGADO FINO.
ARENA LAVADA: Bajo malla n°4, agregado fino
para mezclas de concreto
El agregado fino consistirá en arena natural
proveniente de canteras aluviales o de arena producida artificialmente. La
forma de las partículas deberá ser generalmente cúbica o esférica y
razonablemente libre de partículas delgadas, planas o alargadas. La arena
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 23
natural estará constituida por fragmentos de roca limpios, duros, compactos,
durables.
En la producción artificial del agregado fino no deben utilizarse rocas que se
quiebren en partículas laminares, planas o alargadas, independientemente
del equipo de procesamiento empleado.
Función
El agregado fino o arena, actúa como lubricante sobre los que circulen los
agregados gruesos dándole manejabilidad al concreto.
Una falta de arena se refleja en la aspereza de la mezcla y un exceso de
arena demanda mayor cantidad de agua para producir un asentamiento
determinado, ya que entre más arena tenga la mezcla se vuelve más
cohesiva y al requerir mayor cantidad de agua se necesita mayor cantidad de
cemento para conservar una determinada relación agua cemento.
Características de un buen agregado fino para concreto
Un buen agregado fino al igual que el agregado grueso debe ser bien
gradado para que puedan llenar todos los espacios y producir mezclas
más compactas.
La cantidad de agregado fino que pasa los tamices 50 y 100 afecta la
manejabilidad, la facilidad para lograr buenos acabados, la textura
superficial y la exudación del concreto.
Las especificaciones permiten que el porcentaje que pasa por el tamiz
No 50 este entre 10% y 30%; se recomienda el límite inferior cuando
la colocación es fácil o cuando los acabados se hacen
mecánicamente, como en los pavimentos, sin embargo en los pisos de
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 24
concreto acabado a mano, o cuando se desea una textura superficial
tersa, deberá usarse un agregado fino que pase cuando menos el
15% el tamiz 50 y 3% el tamiz 100.
El modulo de finura del agregado fino utilizado en la elaboración de
mezclas de concreto, deberá estar entre 2,3 y 3,1 para evitar
segregación del agregado grueso cuando la arena es muy fina;
cuando la arena es muy gruesa se obtienen mezclas ásperas.
La presencia de materia orgánica en la arena que va a utilizarse en la
mezcla de concreto llega a interrumpir parcial o totalmente el proceso
de fraguado del cemento.
2.3 Resistencia del agregado.
Está claro que la resistencia a la compresión del concreto no puede exceder
de la mayor parte de los agregados que contiene, aun que no es fácil
establecer cuál es la resistencia de las partículas individuales. De hecho, es
difícil probar la resistencia a la trituración de partículas individuales del
agregado y, generalmente, la información necesaria se tiene que obtener por
medio de pruebas indirectas: valor de trituración de agregado a granel,
fuerza requerida para compactar agregado a granel, y comportamiento del
agregado en el concreto.
El hecho de que la resistencia de los agregados no sea adecuada representa
un factor limitante, pues las propiedades de los agregados influyen, hasta
cierto punto, en la resistencia del concreto, aun cuando el agregado tenga
suficiente resistencia propia como para no fracturarse prematuramente. Si se
compara concretos hechos con diferentes agregados, se observa que la
influencia de estos en la resistencia del concreto es cualitativamente la
misma, sin tomar en cuenta las proporciones de la mezcla o si el concreto ha
sido sometido a pruebas de compresión o tensión. Es posible que la
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 25
influencia del agregado en la resistencia del concreto no se deba solo a la
resistencia mecánica del agregado, sino también. En grado importante, a su
característica de absorción y adherencia.
3.- AGUA
El agua es el líquido que está presente de manera importante en la
elaboración de concretos y morteros, mezclas, en el lavado agregados,
curado y riego de concreto; por consiguiente debe ser un insumo limpio, libre
de aceite, ácidos, álcalis, sales y, en general de cualquier mineral que pueda
ser perjudicial, según el caso para que se utilice.
En caso de tener que usar en la dosificación del concreto, agua no potable o
de calidad no comprobada, debe hacerse con ella cubos de mortero, que
deben tener a los 7 y 28 días un 90% de la resistencia de los morteros que
se preparen con agua potable.
Algunas de las sustancias que con mayor frecuencia se encuentran en las
aguas y que inciden en la calidad del concreto se presentan a continuación:
Las aguas que contengan menos de 2000 p.p.m. de sólidos disueltos
generalmente son aptas para hacer concretos; si tienen más de esta
cantidad deben ser ensayados para determinar sus efectos sobre la
resistencia del concreto.
Si se registra presencia de carbonatos y bicarbonatos de sodio o de
potasio en el agua de la mezcla, estos pueden reaccionar con el
cemento produciendo rápido fraguado; en altas concentraciones
también disminuyen la resistencia del concreto.
El agua que contenga hasta 10000 p.p.m. de sulfato de sodio, puede
ser usada sin problemas para el concreto.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 26
Las aguas acidas con pH por debajo de 3 pueden crear problemas en
el manejo u deben ser evitadas en lo posible.
Cuando el agua contiene aceite mineral (petróleo) en concentraciones
superiores a 2%, pueden reducir la resistencia del concreto en un
20%.
Cuando la salinidad del agua del mar es menor del 3.5%, se puede
utilizar en concretos no reforzados y la resistencias del mismo
disminuye en un 12%, pero si la salinidad aumenta al 5% la reducción
de la resistencia es del 30%.
3.1 Función en el concreto y características
En relación con su empleo en el concreto, el agua tiene dos diferentes
aplicaciones: como ingrediente en la elaboración de las mezclas y como
medio de curado de las estructuras recién construidas.
En el primer caso es de lS0 interno como agua de mezclado, y en el segundo
se emplea exteriormente =cuando el concreto se cura con agua.
Aunque en estas aplicaciones las características del agua tienen efectos de
diferente importancia sobre el concreto, es usual que se recomiende emplear
igual de una sola calidad en ambos casos.
Así, normalmente, en las especificaciones para concreto se hace referencia
en primer término a los requisitos que debe cumplir el agua para elaborar el
concreto, porque sus efectos son más importantes, y después se indica que
el agua que se utilice para curarlo debe ser del mismo origen, o similar, para
evitar que se subestime esta segunda aplicación y se emplee agua de
curado con características inadecuadas.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 27
En determinados casos se requiere, con objeto de disminuir la temperatura
del concreto al ser elaborado, que una parte del agua de mezclado se
administre en forma de hielo molido o en escamas. En tales casos, el agua
que se utilice para fabricar el hielo debe satisfacer las mismas
especificaciones de calidad del agua de mezclado.
Como componente del concreto convencional, el agua suele representar
aproximadamente entre l0 y 25 por ciento del volumen del concreto recién
mezclado, dependiendo del tamaño máximo de agregado que se utilice y del
revenimiento que se requiera (38).
Esto le concede una influencia importante a la calidad del agua de mezclado
en el comportamiento y las propiedades del concreto, pues cualquier
substancia dañina que contenga, aún en proporciones reducidas, puede
tener efectos adversos significativos en el concreto.
Refiriéndose a las características físico-químicas del agua para concreto, no
parece haber consenso general en cuanto a las limitaciones que deben
imponerse a las substancias e impurezas cuya presencia es relativamente
frecuente, como puede ser el caso de algunas sales inorgánicas (cloruros,
sulfatos), sólidos en suspensión, materia orgánica, di óxido de carbono
disuelto, etc. Sin embargo, en lo que sí parece haber acuerdo es que no
debe tolerarse la presencia de substancias que son francamente dañinas,
como grasas, aceites, azúcares y ácidos, por ejemplo. La presencia de
alguna de estas substancias, que por lo demás no es común, debe tomarse
como un síntoma de contaminación que requiere eliminarse antes de
considerar la posibilidad de emplear el agua.
Cuando el agua de uso previsto es potable, cabe suponer en principio que
sus características físico-químicas son adecuadas para hacer concreto,
excepto por la posibilidad de que contenga alguna substancia saborizante, lo
cual puede detectarse fácilmente al probarla.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 28
Si el agua no procede de una fuente de suministro de agua potable, se
puede juzgar su aptitud como agua para concreto mediante los requisitos
físico-químicos contenidos en la Norma Oficial Mexicana NOM C-122(46),
recomendados especialmente para aguas que no son potables. Para el caso
especifico de la fabricación de elementos de concreto preesforzado, hay
algunos requisitos que son más estrictos en cuanto al límite tolerable de
ciertas sales que pueden afectar al concreto y al acero de preesfuerzo, lo
cual también se contempla en las NOM C-252(47) y NOM C-253(48).
Agua efectiva en la mezcla.
Se considera efectiva el agua que ocupa espacio fuera de las partículas de
agregado cuando se llega a estabilizar el volumen bruto del concreto, es
decir, aproximadamente en el tiempo del fraguado, por eso se le llama
relación agua/Cemento efectiva, libre o neta.
GRAFICO 1
0
10
20
30
40
50
0.4 0.6 0.8 1 1.2
Re
sist
en
cia
ala
co
mp
resi
on
, M
Pa
Relacion agua / cemento
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 29
4.- ADITIVOS
4.1 Historia de los aditivos.
La historia del uso de aditivos químicos en los concretos se remonta al siglo
pasado, tiempo después que Joseph Aspdin patentó en Inglaterra el 21 de
octubre de 1824, un producto que llamó «Cemento Portland».
La primera adición de cloruro de calcio como aditivo a los concretos fue
registrada en1873, obteniéndose su patente en 1885.
Al mismo tiempo que los aceleradores, los primeros aditivos utilizados fueron
hidrófugos. Igualmente, a principios de siglo se ensayó la incorporación de
silicato de sodio y de diversos jabones para mejorar la impermeabilidad. En
ese entonces, se comenzaron a añadir polvos finos para colorear el concreto.
Los fluatos o fluosilicatos se emplearon a partir de 1905 como endurecedores
de superficie. La acción retardadora del azúcar también había sido ya
observada
En la década de los 60 se inició el uso masivo de los aditivos plastificantes,
productos que hoy en día son los más utilizados en todo el mundo, debido a
su capacidad para reducir el aguade amasado y por lo tanto para obtener
concretos más resistentes, económicos y durables. Obras como la central
hidroeléctrica Rapel y el aeropuerto Pudahuel son ejemplos de esa época.
También se inició el uso masivo de los plastificantes en la edificación, donde
como ejemplo está el edificio de la CEPAL construido en el año 1960.
En la década del 70 se introdujeron en Chile los primeros aditivos
superplastificantes, revolucionando la tecnología del concreto en esa época,
por cuanto se logró realizar hormigones fluidos y de alta resistencia para
elementos prefabricados y para la construcción de elementos esbeltos y de fina
apariencia.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 30
Paralelamente, para la construcción de túneles, especialmente para las
grandes centrales hidroeléctricas y la minería, se utilizó la técnica del
concreto proyectado que, a su vez, requiere de aditivos acelerantes de muy
rápido fraguado para obtener una construcción eficiente y segura.
Son productos relacionados con el uso del concreto durante o después de su
colocación una vez iniciado el proceso de endurecimiento (fraguado) con
objeto de otorgar una mejor resistencia superficial, mejorada su acabado e
incrementar su resistencia a factores externos ya sean físicos o químicos.
Los aditivos se empleen para modificar las propiedades del concreto en sus
estado plástico adaptándolo según condiciones climáticas para hacerlo más
adecuado a determinadas necesidades de trabajo, resistencia, durabilidad y
economía.
Beneficios de los aditivos.
La razón para el gran incremento del uso de aditivos es que son capaces de
impartir beneficios físicos y económicos considerables con respecto al
concreto. Estos beneficios incluyen el uso del concreto en circunstancias en
las que previamente existían dificultades considerables, o hasta
insuperables. También hacen posible el empleo de una variedad más amplia
de ingredientes en la mezcla.
Los aditivos, aun que no son siempre baratos, no representan
necesariamente gasto adicional pues su empleo puede dar por resultado
concomitante, por ejemplo, en el costo de la mano de obra requerida para
llevar a cabo la compactación, en el contenido de cemento que de otra
manera seria necesario, o en mejorar durabilidad sin el uso de medidas
adicionales.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 31
Se debe recalcar que, aunque los aditivos propiamente usados son
beneficios para el concreto, no son ningún remedio para ingredientes de
mala calidad de la mezcla, para uso de proporciones de la mezcla
incorrecta, o para mal manejo en transportación, colocación y compactación.
1. Razones de empleo de un aditivo
Algunas de las razones para el empleo de un aditivo son:
En el concreto fresco:
a) Incrementar la manejabilidad sin aumentar el contenido de agua.
b) Disminuir el contenido de agua sin modificar su manejabilidad.
c) Reducir o prevenir asentamientos de la mezcla.
d) Crear una ligera expansión.
e) Modificar la velocidad y/o el volumen de exudación.
f) Reducir la segregación.
g) Facilitar el bombeo.
h) Reducir la velocidad de pérdida de asentamiento.
En el concreto endurecido:
i) Disminuir el calor de hidratación.
j) Desarrollo inicial de resistencia.
k) Incrementar las resistencias mecánicas del concreto.
l) Incrementar la durabilidad del concreto.
m) Disminuir el flujo capilar del agua.
n) Disminuir la permeabilidad de los líquidos.
o) Mejorar la adherencia concreto-acero de refuerzo.
p) Mejorar la resistencia al impacto y la abrasión.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 32
4.2 Tipos de aditivos
Un aditivo se puede definir como un producto químico que, excepto en casos
especiales, se agrega a la mezcla de concreto en cantidades no mayores de
5 por ciento por masa de cemento durante el mezclado o durante una
operación adicional de mezclado antes de la colocación del concreto, para el
propósito de realizar una modificación especifica, o modificaciones, a las
propiedades normales del concreto.
Los aditivos pueden ser orgánicos o inorgánicos en cuanto a la composición,
pero su carácter químico, que difiere del mineral, es su característica
esencial.
Los aditivos se clasifican comúnmente por su función en el concreto, pero
con frecuencia exhiben alguna acción adicional. La clasificación de la norma
C494-92 es la sig.:
Tipo A reductores de agua
Tipo B retardantes
Tipo c acelerantes
Tipo D reductores de agua y retardantes
Tipo E reductores de agua y acelerantes
Tipo F reductores de agua de alto rango o superfluidificantes.
Tipo G reductores de agua de alto rango y retardantes o
superfluidificantes y retardantes.
Existen tres tipos o clases de aditivos: Plastificantes, Fluidificantes y
Superfluidificantes.
Plastificantes: Estos son los sólidos disueltos H2O, sus propiedades permiten
más trabajabilidad, disminuye la relación entre el agua y el cemento y
disminuye la segregación cuando el transporte es muy largo o cuando hay
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 33
grandes masas de hormigón. Estos pueden ser usados: Inyectados,
proyectados, o pretensados.
Fluidificantes: Estos son formulaciones orgánicas líquidas, al igual que la
anterior sus propiedades permiten mas trabajabilidad, disminuye la relación
entre el agua y el cemento.
Estos pueden ser utilizados en concretos bombeados, largos transportes.,
concretos proyectados con armaduras.
Se Clasifican en:
1ª Generación - 70% Rendimiento cementico.
2ª Generación - 75% Rendimiento cementico.
3ª Generación - 100% Rendimiento cementico.
Superfluidificantes: Estos son formulaciones orgánicas líquidas, estos
pertenecen a la tercera generación.
Modificadores de fraguado: Retardador o acelerador de fraguado -
modificar solubilidad.
Aceleradores de fraguado: Cloruros [Cl2Ca (más eficaz), ClNa, ClAl, ClFe],
Hidróxidos, Carbonatos., Silicatos.
Retardadores de fraguado: Existen dos tipos: Inorgánicos (ZnO, PbO,
PO4H3, BO4H3), Orgánicos (ácido orgánico, glicerina).Estos dependen del
tipo, cantidad de cemento, dosificación y la relación entre el agua y el
cemento.
Consiste en reacciones químicas en las que aparece una película alrededor
del cemento, impidiendo que se hidrate.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 34
Aceleradores de endurecimiento: Son los que Modifican la resistencia
mecánica, este a su vez puede producir efectos secundarios: Bajan la
resistencia final y puede originar retracciones.
ACELERADOR < 2,5% ACELERA.
ACELERADOR > 2,5% RETARDA.
Modificadores contenido gases: Son los que facilitan la correcta distribución
del aire ocluido.
4.2.1 Aditivos acelerantes
Su función es primordialmente acelerar el desarrollo temprano de resistencia
del concreto, esto es el endurecimiento aun que también puede acelerar
coincidentemente el fraguado del concreto.
Se pueden emplear acelérante cuando el concreto se va a colar a bajas
temperaturas, digamos de 2 a 4 °c.
Otros beneficios de utilizar un acelerante son que permite el acabado más
temprano de la superficie de concreto y la aplicación de aislamiento para
protección, y también poner más rápidamente la estructura en servicio.
Inversamente, a temperaturas altas, los acelerantes pueden dar por
resultado una velocidad demasiado alta de desarrollo de calor de hidratación
y el agrietamiento por contracción.
El acelerante más común empleado durante muchas décadas fue el cloruro
de calcio. El cloruro de calcio es efectivo para acelerar la hidratación de los
silicatos de calcio, principalmente. No hay duda que el cloruro de calcio es un
acelerante efectivo y barato, pero tiene un defecto serio: la presencia de
iones de cloruro en la vecindad del refuerzo de acero u otro acero embebido,
favorece un alto grado de corrosión; a un que las reacciones de corrosión
ocurren solo en presencia del agua y oxigeno, los riesgos concomitantes a la
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 35
presencia de iones de cloruro en el concreto que contiene acero son tales
que el cloruro de calcio nunca deberá incorporarse en el concreto reforzado;
y en el concreto presforzado los riesgos son a un mayores.
4.2.2 Aditivos retardantes.
Se puede lograr un retraso en el fraguado de la pasta de cemento con la
adición a la mezcla de un aditivo retardante tipo B (ASTM). Los retardantes
generalmente hacen también lento el endurecimiento de la pasta, aun que
algunas sales pueden acelerar el fraguado pero inhibir el desarrollo de
resistencia. Los retardantes no alteran la composición o identidad de los
productos de hidratación.
Los retardantes son útiles en la elaboración de concreto en clima cálido,
cuando el tiempo de fraguado normal se acorta por la alta temperatura, y en
la prevención de juntas frías. En general, prolonga el tiempo durante el cual
el concreto se puede transportar, colocar, y compactar. El retraso del
endurecimiento causado por los retardantes se puede explotar para obtener
un acabado arquitectónico de agregado expuesto: el retardante se aplica a la
superficie interior de la cimbra de modo que el endurecimiento del cemento
adyacente se retrase.
El uso de retardante algunas veces puede afectar el diseño estructural; por
ejemplo, los colados masivos continuos se pueden practicar con retraso
controlado de las varias partes del colado, en lugar de construcción
segmental.
El mecanismo de la acción de los retardantes no se ha establecido con
certeza. Es probable que modifique el crecimiento o morfología de los
cristales, llagando a ser absorbidos en la membrana de cemento hidratado
que se forma rápidamente y haciendo lento el crecimiento de núcleos de
hidróxido de calcio.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 36
Se necesita tener gran cuidado al usar retardantes, porque, en cantidades
incorrectas, estos pueden inhibir totalmente el fraguado y endurecimiento del
concreto.
Se conocen casos de resultados al parecer inexplicables de pruebas de
resistencia cuando se han empleado sacos para azúcar en el embarque de
muestras de agregado al laboratorio, o cuando se han utilizado bolsa para
melazas en el transporte de concreto acabado de mezclar. Los efectos del
azúcar dependen en forma importante de la cantidad usada, y se ha
informado de resultados incompatibles en el pasado. Parece que, empleado
de una manera cuidadosamente controlada, una cantidad pequeña de azúcar
(como0.05 por ciento de la masa del cemento) actuara como un retardante
aceptable: el retraso del fraguado de cemento es de cuatro horas.
Una cantidad grande de azúcar, digamos de 0.2 a 1 por ciento del peso del
cemento, impedirá virtualmente el fraguado de este.
4.2.3 Reductores de agua
La función de los aditivos reductores de agua es reducir el contenido del
agua de la mezcla en un 5 a 10 %, algunas veces hasta el 15 % (en
concretos de trabajabilidad muy alta). Así el fin de utilizar este tipo de aditivos
es permitir una reducción en la relación agua-cemento mientras se conserva
la trabajabilidad. Aunque no se deberá emplear agregado de mala
granulometría, los aditivos reductores de agua mejoran las propiedades del
concreto fresco hecho con agregado de granulometría pobre.
El concreto que contiene un aditivo reductor de agua generalmente muestra
segregación baja y buena plasticidad.
Los aditivos reductores de agua también se pueden utilizar en concreto
bombeado.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 37
Los dos grupos principales de los aditivos Tipo D son:
A) Ácidos lignosulfonicos y sus sales
B) Ácidos hidroxilados carboxílicos y sus sales.
Las modificaciones y derivados de estos no actúan como retardantes, y se
pueden comportar como acelerantes ellos son por lo tanto de Tipo A. Los
aditivos reductores de agua afectan la rapidez de hidratación del cemento, la
naturaleza de los productos e hidratación no cambia y así es la estructura de
la pasta de cemento hidratada. Su uso no afecta la resistencia del concreto a
la congelación u deshielo, siempre y cuando la relación agua-cemento no se
incremente en conjunción con el uso del aditivo. La efectividad con respecto
a la resistencia varía con la composición del cemento; la mayor se logra
cuando se utilizan con cementos de bajo álcali o de bajo contenido de c3A.
Algunos aditivos reductores de agua son más efectivos al ser utilizados en
mezclas que contienen puzolanas que en mezclas con solo cemento
portland. Aunque un incremento en la dosificación de aditivo reductor de
agua aumenta la trabajabilidad, producirá un retraso asociado considerable,
lo que probablemente sea inaceptable.
Sin embargo, la resistencia a largo plazo no se ve afectada. En muchos
aditivos, un retraso ligero en la introducción dentro de la mezcla (tan bajo
como 20 segundos a partir del tiempo de contacto entre cemento y agua)
incrementa el comportamiento del aditivo.
Los aditivos WR permiten reducir la relación a/c (y en con secuencia
disminuir cemento) mientras conservan o mejoran la trabajabilidad, la
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 38
cohesión, la plasticidad, el aspecto, el acabado y la permanencia de
revenimiento de las mezclas de concreto.
La norma ASTM-C-494 tiene como parámetros de los WR, reducciones de
agua de 5 a 10%, pero dadas las nuevas tecnologías y proyectos que exigen
cada vez mejor calidad, éste rango ha quedando corto y a cobrado fuerza el
concepto de aditivos reductores de agua de medio rango o sea los MRWR,
que son los WR mejorados con reducciones de agua de 12 a17% y un gran
paquete de beneficios como:
1. Disminución de la relación a/c.
2. Aumento de durabilidad del Concreto.
3. Disminución de contracción plástica y por secado del concreto.
4. Adaptabilidad a las condiciones de cada obra.
5. Diseños de mezcla óptimos (concretos más económicos).
5.- CONCRETO HIDRÁULICO
5.1 Diseño.
“Los materiales que se emplean en la fabricación del concreto Hidráulico son
los siguientes: Cemento Portland o Portland puzolanico. Agua. Agregado
fino. Agregado grueso. Adicionantes. B.02.- Los tipos de cemento son los
siguientes: TIPO 1 Normal. TIPO 2 Re3istencia moderada a la acción de los
sulfatos y generación moderada de calor de hidratación. TIPO 3 Alta
resistencia rápida. TIPO 4 Bajo calor de hidratación. TIPO 5 Alta resistencia a
la acción de los sulfatos. Portland puzolanico tipo IP. Portland de escoria de
Altos Hornos tipo IE. B.03.-El agua que se utilice en la construcción del
concreto hidráulica deberá estar limpia y exenta de aceites, ácidos, álcalis,
materias orgánicas u otras substancias perjudiciales. Debe evitarse la
utilización de agua con un contenido de sal común mayor del 5%, y en
ningún caso se utilizara agua de mar. B.04.- Los agregados pétreos finos son
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 39
los constituidos por arena natural, o materiales inertes con características
similares, con granos limpios, duros y libres de materia orgánica o lodos, y
diámetros menores de 1 cm. (3/8"). Los agregados pétreos gruesos están
constituidos por piedra triturada, grava de río, escorias u otros materiales
inertes, con diámetros mayores de 1cm. (3/8"). B.05.- Los adicionantes que
se utilicen en la elaboración del concreto hidráulica, podrán ser de los tipos
siguientes: Aditivos. Agentes inclusores de aire. Puzolanas. B.06.- Cuando lo
amerite la obra, considerando su poco volumen y/o el tipo de elemento
construido sea de una importancia secundaria, podrán utilizarse los
agregados fino y grueso sin ser previamente analizados, siempre y cuando
estén bien graduados, exentos de arcilla y sustancias nocivas que puedan
afectar la resistencia y durabilidad del concreto. B.07.- El almacenamiento
del concreto deberá llenar los siguientes requisitos: a) Cuando se utilice
cemento envasado, deberá llegar a la obra en envases originales, cerrados
en la fábrica y permanecer así hasta su utilización en la obra.” 2
El local de almacenamiento deberá reunir las condiciones necesarias para
evitar que se altere el cemento. El piso deberá estar aislado y a superficie
altura sobre el suelo, a fin de evitar que el cemento absorba humedad.
El techo deberá tener la pendiente e impermeabilidad necesaria para evitar
filtraciones. El terreno natural en que se encuentren ubicados los lugares de
almacenamiento, deberá estar bien drenado. Las bodegas deberán tener la
amplitud suficiente para que el cemento envasado pueda colocarse a una
separación adecuada de l/s muros y del techo, y para que no haya necesidad
de formar pilas de sacos de más de dos metros de altura.
El almacenamiento deberá hacerse en lotes por separado, con objeto de
facilitar su identificación y poder hacer el muestreo de cada lote. Todo lote de
cemento que haya sido rechazado, deberá marcarse, sacarse de la bodega y
“”2 NORMAS PARA CONSTRUCCIÓN E INSTALACIÓN CONCRETO HIDRÁULICO
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 40
llevarse fuera del área de la obra, asegurándose de que en ninguna forma
pueda ser usado.
Cuando las necesidades de trabajo lo exijan, podrán depositarse al aire libre
las cantidades necesarias de cemento envasado para el consumo de un día.
En este caso, los sacos de cemento deberán colocarse sobre un entarimado
aislado del suelo, en terreno bien drenado; cuando almacene lluvia, deberán
cubrirse con lonas amplias u otras cubiertas impermeables.
Cuando el cemento permanezca almacenado en condiciones normales más
de 2 meses en sacos o más de 4 meses granel, o por un lapso menor en el
que existan circunstancias que puedan modificar las características del
cemento, deberá comprobarse su calidad mediante nuevo muestreo.
El almacenamiento y manejo de los agregados pétreos deberá hacerse de
manera que no se altere su composición granulométrica, por segregación o
clasificación de los distintos tamaños que lo forman, ni se contaminen con
polvo u otras materias extrañas. Deberán almacenarse en plataformas o
sitios adecuados y en lotes o depósitos distantes, para evitar que se mezclen
entre si los agregados en contacto con el suelo y que por este motivo se
haya contaminado.
Se puede discernir que los dos tipos de concretos hidráulicos por su
composición y manejo son los siguientes:
1. Concreto hidráulico – Industrializado
2. Concreto hidráulico – para uso Estructural
Para consideración del tema de estudio, se tomara el concreto hidráulico
para uso estructural.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 41
EL concreto hidráulico ha sido uno de los materiales más extensamente
utilizado en la construcción, por sus características de resistencia mecánica,
rigidez, durabilidad y versatilidad de aplicación.
Cuando se usa el concreto hidráulico como material de construcción en
estructuras, es preciso definir requerimientos mínimos de vigilancia general a
fin de garantizar el nivel de seguridad apropiado de los ocupantes de las
edificaciones, a un costo razonable.
Aquí mencionaremos las normas requeridas para el concreto hidráulico así
como las pruebas más comunes tanto en concreto fresco como endurecido.
Dichas pruebas que se realizan para llevar un buen control de calidad del
concreto hidráulico en obra.
La representación común del concreto convencional en estado fresco,
lo identifica como un conjunto de fragmentos de roca, globalmente definidos
como agregados, dispersos en una matriz viscosa constituida por una pasta
de cemento de consistencia plástica. Esto significa que en una mezcla así
hay muy poco o ningún contacto entre las partículas de los agregados,
característica que tiende a permanecer en el concreto ya endurecido.
Consecuentemente con ello, el comportamiento mecánico de este material y
su durabilidad en servicio dependen de tres aspectos básicos:
1. Las características, composición y propiedades de la pasta de
cemento, o matriz cementante, endurecida.
2. La calidad propia de los agregados, en el sentido más amplio.
3. La afinidad de la matriz cementante con los agregados y su capacidad
para trabajar en conjunto.
En el primer aspecto debe contemplarse la selección de un cementante
apropiado, el empleo de una relación agua/cemento conveniente y el uso
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 42
eventual de un aditivo necesario, con todo lo cual debe resultar
potencialmente asegurada la calidad de la matriz cementante.
En cuanto a la calidad de los agregados, es importante adecuarla a las
funciones que debe desempeñar la estructura, a fin de que no representen el
punto débil en el comportamiento del concreto y en su capacidad para resistir
adecuadamente y por largo tiempo los efectos consecuentes de las
condiciones de exposición y servicio a que esté sometido.
Finalmente, la compatibilidad y el buen trabajo de conjunto de la matriz
cementante con los agregados, depende de diversos factores tales como las
características físicas y químicas del cementante, la composición
mineralógica y petrográfica de las rocas que constituyen los agregados, y la
forma, tamaño máximo y textura superficial de éstos.
De la esmerada atención a estos tres aspectos básicos, depende
sustancialmente la capacidad potencial del concreto, como material de
construcción, para responder adecuadamente a las acciones resultantes de
las condiciones en que debe prestar servicio. Pero esto, que sólo representa
la previsión de emplear el material potencialmente adecuado, no basta para
obtener estructuras resistentes y durables, pues requiere conjugarse con el
cumplimiento de previsiones igualmente eficaces en cuanto al diseño,
especificación, construcción y mantenimiento de las propias estructuras.
Los principales requisitos del concreto endurecido son: que sus elementos
constituyentes estén dispersados uniformemente, que tengan la resistencia
requerida, que sea impermeable y resistente al clima, al desgaste y a otros
agentes destructores a los que puede estar expuesto, y sin contracción
excesiva al enfriarse o secarse.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 43
5.2 MUESTREOS.
El muestreo se realiza por parte de un laboratorio de control de calidad el
cual debe de estar atento a cada una de las obras que se encuentren a su
cargo. El muestreo del concreto se realiza en campo.
El equipo para la ejecución del muestreo es el siguiente y se debe de estará
en condiciones de operación, limpio y completo en todas sus partes.
Recipiente de muestreo:
Debe ser de capacidad mínima de 15 litros, de un material no
absorbente.
Charola:
De lámina galvanizada o acero inoxidable de 60 x 40 cm.
Cucharon:
Con capacidad máxima de 1litro.
Se obtienen muestras representativas del concreto fresco, tal como es
producido para ser utilizado en el sitio de las obras (se refiere tanto al
concreto fabricado en centrales de mezclas como al concreto producido en el
sitio mismo de las obras), sobre las cuales se efectuarán los ensayos de
comprobación de la calidad y de las características requeridas para el
concreto.
Se toman muestras en mezcladoras estacionarias, mezcladoras de
pavimentación y camiones mezcladores (mixers), y en equipos agitadores o
no agitadores usados para transportar el concreto mezclado de una central
(planta) de producción.
El primer paso consiste en tomar una muestra para la prueba de la carga
total del concreto. La prueba se toma en tres o más intervalos no antes del
intervalo de 15% de descarga ni después del 85% del vaciado de la olla la
muestra debe ser representativa del concreto entregado, la muestra debe ser
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 44
suficiente para realizar cada una de las pruebas que se requieren, el tiempo
máximo para completar la toma total de la muestra no debe ser mayor a 15
min.
Una vez tomada la muestra, no deben de transcurrir más de 15 minutos para
usarla. Durante ese tiempo la muestra debe protegerse de los agentes del
medio ambiente que le provoquen pérdida de humedad o que la contaminen.
Es preciso recordar que el muestreo es de suma importancia realizarlo de la
manera correcta porque si no se sigue los requerimientos antes
mencionados la muestra no sería significativa para la realización de las
pruebas.
De la muestra que se toma debe de ser lo suficiente para realizar su
revenimiento, tomar una muestra de compresión en cilindros o de flexión en
vigas, según se requiera, recordando que cada muestra es de 3
especímenes, uno a 7dias, y los otros dos a 28dias.
En el muestreo en campo se debe de seguir lo siguiente:
1. Debe tomarse la muestra hasta que se le haya añadido toda el agua y
tenga la uniformidad requerida.
2. después de haber adquirido la muestra se le debe tomara la
temperatura del concreto.
3. Se realiza el revenimiento del concreto
4. Se toma la muestra de vigas por flexión o cilindros a compresión
según sea el caso.
5. Se toman los datos necesarios para llenar el reporte de campo
remisión de la hoya, numero de la hoya, temperatura, hora de salida
de la concretara y hora de llegada del concreto a la obra.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 45
TABLA 2 Frecuencias mínimas en muestreo en obra
Prueba y método
Concreto dosificado por masa
Revenimiento (NMX-C-156-
ONNCCE)
En todas las entregas o de acuerdo
con especificaciones de obra.
Temperatura, si la temperatura
ambiente es menor de 280 K
(7°C) o mayor de 305K (32°C)
Cada entrega.
En caso de producción continua,
cada 12 m3
Resistencia a la Compresión
Cada 40 m3
Resistencia a la Compresión en
columnas y muros
Cada 14m3 o fracción
Resistencia a la Flexión
cada 30m3
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 46
5.3 Pruebas
Revenimiento
“Es definido como una medida de la consistencia del concreto fresco en
término de la disminución de la altura.
El propósito del ensayo de revenimiento (asentamiento) del concreto es
determinarla consistencia del concreto fresco o de morteros cemento y
verificar la uniformidad de la mezcla de bachada a bachada. Este ensayo
está basado en el método ASTM C-143 “Método de ensayo estándar para el
Concreto de cemento portland.” También refiérase a la norma ASTMC-172
“Método de ensayo estándar para el muestreo de concreto recién mezclado.”
Para realizar la prueba se requiere de un molde en forma de cono truncado
de acero o de cualquier otro material no poroso ni absorbente, un cucharon
como el utilizado para la toma de muestras, una varilla del no. 5 (5/8”) con
punta boleada, una charola metálica o de otro material no absorbente ni
poroso y una cinta métrica relativamente rígida.” 3
“”3 Manual Técnico de Construcción - Holcim Apasco
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 47
El procedimiento es el siguiente:
Se humedece el molde cónico trunco
Se coloca el molde sobre la charola sujetándolo firmemente con los
pies y sobre los estribos del cono.
Se llena el molde con capas iguales hasta completar tres partes.
Cada capa de concreto se compacta por medio de la varilla haciendo
25 penetraciones de manera uniforme en toda la sección del molde.
En la primera capa se introduce la varilla hasta tocar el fondo, sin
abollarlo ni deformarlo y en las dos siguientes hasta penetrar 2 cm
aproximadamente de la capa inferior anterior. La capa superior debe
rebasar el borde del molde y enrasarse con la misma varilla.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 48
Se levanta el molde verticalmente y sin movimientos laterales ni
torsionales; esta operación debe tomar entre 3 y 7 segundos. Después
del llenado del molde hasta su retiro no deberán pasar más de 2.5
minutos. El molde se coloca a un lado del espécimen de concreto.
Inmediatamente se mide el revenimiento. Se coloca la varilla
horizontalmente en la parte superior del molde y sobre el espécimen
de concreto y se mide la distancia desde la parte inferior de esta,
hasta el centro desplazado de la parte superior de la masa de
concreto. Si alguna parte del concreto se desliza o se cae hacia un
lado, se desecha la prueba y se efectúa otra utilizando un concreto
diferente pero de la misma muestra tomada originalmente.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 49
Si la segunda prueba presenta caída o deslizamiento del concreto es
probable que se deba a que la mezcla no tiene la suficiente plasticidad
y cohesividad en cuyo caso la prueba del revenimiento no se aplicara.
El reporte de la prueba debe contener los siguientes datos.
1. Revenimiento obtenido en cm
2. Revenimiento de proyecto en cm
3. Tamaño máximo del agregado
4. Identificación y datos del concreto.
A continuación se presenta información acerca de los revenimientos
más comunes y de sus respectivas tolerancias. En las siguientes
tablas.
TABLA 3.
REVENIMIENTOS ESPECIFICOS
REVENIMIENTO (cm) CARACTERISTICAS
10 Poco trabajable y no bombeable
12 Trabajable en grado medio y no
bombeable
14 trabajable y no bombeable
14 Bombeable Trabajable y bombeable
18 Bombeable Muy trabajable y bombeable
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 50
TABLA 4. TOLERANCIA DEL REVENIMIENTO
REVENIMIENTO
ESPECIFICADO
TOLERANCIA EN CM
Menor de 5 +/- 1.5
De 5 a 10 +/- 2.5
Mayor de 10 +/- 3.5
Fuente: norma mexicana NMX-C-155
Pérdida de revenimiento
Este es un término que se acostumbra usar para describir la disminución de
consistencia, o aumento de rigidez, que una mezcla de concreto experimenta
desde que sale de la mezcladora hasta que termina colocada y compactada
en la estructura. Lo ideal en este aspecto sería que la mezcla de concreto
conservara su consistencia (o revenimiento) original durante todo este
proceso, pero usualmente no es así y ocurre una pérdida gradual cuya
evolución puede ser alterada por varios factores extrínsecos, entre los que
destacan la temperatura ambiente, la presencia de sol y viento, y la manera
de transportar el concreto desde la mezcladora hasta el lugar de colado,
todos los cuales son aspectos que configuran las condiciones de trabajo en
obra.
Para unas condiciones de trabajo dadas, la evolución de la pérdida de
revenimiento también puede resultar influida por factores intrínsecos de la
mezcla de concreto, tales como la consistencia o fluidez inicial de ésta, la
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 51
humedad de los agregados, el uso de ciertos aditivos y las características y
contenido unitario del cemento.
La eventual contribución de estos factores intrínsecos, en el sentido de
incrementar
la pérdida normal de revenimiento del concreto en el lapso inmediato
posterior al mezclado, es como se indica:
1) Las mezclas de consistencia más fluida tienden a perder revenimiento con
mayor rapidez, debido a la evaporación del exceso de agua que contienen.
2) El empleo de agregados porosos en condición seca tiende a reducir pronto
la consistencia inicial, por efecto de su alta capacidad para absorber agua de
la mezcla.
3) El uso de algunos aditivos reductores de agua y superfluidificantes acelera
la pérdida de revenimiento, como consecuencia de reacciones indeseables
con algunos cementos.
4) El empleo de cementos portland-puzolana cuyo componente puzolánico
es de naturaleza porosa y se muele muy finamente, puede acelerar
notablemente la pérdida de revenimiento del concreto recién mezclado al
producirse un resecamiento prematuro provocado por la avidez de agua de la
puzolana.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 52
Grafico 2. Ejemplo del efecto de la adición de agua sobre el asentamiento y la resistencia del concreto
Conclusiones de la prueba.
Si el revenimiento medido en la o las pruebas no es el requerido ni
aun aplicando las tolerancias respectivas, el concreto de sonde se
tomo el muestreo debe desecharse pues no es aceptable para su
colocación.
Si el revenimiento es menor al especificado o solicitado puede ser que
el concreto haya iniciado el proceso de fraguado. Si el revenimiento es
mayor, puede ser que la relación agua/cemento se haya incrementado
sin la debida autorización o control, lo cual afecta la resistencia.
Es importante mencionar que la utilización de las pruebas antes
mencionadas no es limitativa ni exclusiva de los concretos
premezclados; desde luego son aplicables también al concreto hecho
en obra.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 53
CILINDROS DE CONCRETO
Este método de ensayo cubre la determinación de la resistencia a la
compresión de cilindros moldeados de concreto (NORMA MEXICANA
NMX-C-83-ONNCCE).
Una vez tomada la muestra de concreto en las condiciones ya
precisadas anteriormente se procede como sigue:
El concreto se coloca con el cucharón de acero en cada uno de
los tres moldes cilíndricos requeridos para la muestra (15 cm de
diámetro y 30 cm de altura), en tres capas iguales.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 54
Cada capa de concreto se compacta por medio de una varilla
(no. 5,5/8´) haciendo 25 penetraciones de manera uniforme en
todo el molde. En la primera capa de introduce la varilla hasta
tocar el fondo, sin abollarlo ni deformarlo, y en las dos
siguientes hasta penetrar 2 cm aproximadamente de la capa
inferior anterior. La capa superior debe rebasar el borde del
cilindro. Una vez compactada la última capa, ésta se debe
enrasar y cubrir perfectamente para evitar la pérdida de
humedad. Si el concreto de la muestra tiene un revenimiento
igual o mayor que 5 cm, la compactación de las capas debe
hacerse por medio de vibración de inmersión.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 55
Los cilindros colados deben curarse durante las 24 horas
siguientes, en lugar de la obra.
Los cilindros se trasladarán al laboratorio; ahí se extraerán las
muestras de los moldes y se almacenan en condiciones
controladas de laboratorio a una temperatura entre los 23 ºc y
25 ºc y una humedad relativa de 95 % mínimo. Durante el
traslado debe mantenerse la humedad de los cilindros y no
dañarlos. Si las muestras cilíndricas no se cuidan no se cuidan
debidamente durante el fraguado inicial se producirá una
disminución de la resistencia de diseño lo cual es inaceptable;
una muestra tratada inadecuadamente puede perder entre 10%
y 25% de su resistencia potencial.
TABLA 5. TOLERANCIA DEL REVENIMIENTO
CONCRETO RESISENCIA
NORMAL
CONCRETO RESISTENCIA
RAPIDA
EDAD
% DE LA
RESISTENCIA
DE DISEÑO
EDAD
% DE LA
RESISTENCIA
DE DISEÑO
7 65 3 65
14 80 7 85
28 100 14 100
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 56
En el laboratorio cada cilindro se someterá a un esfuerzo de
compresión a diferentes edades. En la tabla 5 se muestra en forma
muy general, el comportamiento de los cilindros de concreto
sometidos a compresión; e la sig. figura se representa gráficamente
ese comportamiento.
GRAFICA 3
COMPORTAMIENTO NORMAL DE UN ESPÉCIMEN DE CONCRETO SOMETIDO A COMPRESIÓN EN DIFERENTES EDADES
0
30
60
90
120
0 3 7 14 21 28
Re
sist
en
cia
a l
a C
om
pre
sió
n (
%)
Edad del concreto (dias)
C.R.N
C.R.R
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 57
Ensayes de la prueba
La resistencia a la compresión se mide tronando probetas cilíndricas de
concreto en una máquina de ensayos de compresión, en tanto la resistencia
a la compresión se calcula a partir de la carga de ruptura dividida entre el
área de la sección que resiste a la carga.
Los resultados de las pruebas de resistencia a la compresión se usan
fundamentalmente para determinar que la mezcla de concreto suministrada
cumpla con los requerimientos de la resistencia especificada, ƒ´c, del
proyecto.
No se debe permitir que los cilindros se sequen antes de la prueba.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 58
El diámetro del cilindro se debe medir en dos sitios en ángulos
rectos entre sí a media altura de la probeta y deben
promediarse para calcular el área de la sección. Si los dos
diámetros medidos difieren en más de 2%, no se debe someter
a prueba el cilindro.
Los extremos de las probetas no deben presentar desviación
con respecto a la perpendicularidad del eje del cilindro en más
0.5% y los extremos deben hallarse planos dentro d e un
margen de 0.002 pulgadas (0.05 mm).
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 59
Antes del ensaye, las bases de los especímenes o caras de
aplicación de carga no se deben apartar de la perpendicular al
eje en más de 0,5°, aproximadamente 3 mm
Los cilindros se deben centrar en la máquina de ensayo de
compresión y cargados hasta completar la ruptura. El régimen
de carga con máquina hidráulica se debe mantener en un rango
de 0.15 a 0.35 MPa/s durante la última mitad de la fase de
carga. Se debe anotar el tipo de ruptura. La fractura cónica es
un patrón común de ruptura.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 60
El técnico que efectúe la prueba debe anotar la fecha en que se
recibieron las probetas en el laboratorio, la fecha de la prueba,
la identificación de la probeta, el diámetro del cilindro, la edad
de los cilindros de prueba, la máxima carga aplicada, el tipo de
fractura y todo defecto que presenten los cilindros o su
cabeceo. Si se mide, la masa de los cilindros también deberá
quedar registrada.
Conclusiones de la prueba
La mayoría de las desviaciones con respecto a los procedimientos estándar
para elaborar, curar y realizar el ensaye de las probetas de concreto resultan
en una menor resistencia medida.
El rango entre los cilindros compañeros del mismo conjunto y probados a la
misma edad deberá ser en promedio de aproximadamente. 2 a 3% de la
resistencia promedio. Si la diferencia entre los dos cilindros compañeros
sobrepasa con demasiada frecuencia 8%, o 9.5% para tres cilindros
compañeros, se deberán evaluar y rectificar los procedimientos de ensaye en
el laboratorio.
Se debe llevar un control y una identificación que relacione claramente las
muestras tomadas para esta prueba con la ubicación de los elementos que
se fabricaron con el concreto del que se tomó dicha muestra, a fin de realizar
acciones correctivas precisas en caso de que las pruebas arrojen resultados
inferiores a los requeridos.
Si la máxima resistencia a la compresión obtenida a los 28 días (con el último
cilindro sometido a la prueba) no es menor al 85 % de la resistencia del
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 61
diseño (f´c) el concreto es aceptable y no requiere ninguna revisión o
investigación desde el punto de vista estructural.
si la máxima resistencia a la compresión obtenida a los 28 días es menor al
85 % de la resistencia del diseño (f´c), demuestra un tipo de deficiencia, ya
sea en el proceso de fabricación y manejo del concreto o en las pruebas
realizadas.
Los cilindros con baja resistencia no siempre representan la calidad y
resistencia reales del concreto en una estructura. En ocasiones el muestreo
para las pruebas y el mismo proceso, no se lleva a cabo de manera estricta y
con apego a lo establecido en las normas que aplican para cada una.
Las imprecisiones o desviaciones en la elaboración de las pruebas pueden
deberse a técnicas deficientes y no uniformes en la preparación del cilindro.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 62
Cálculo y expresión de los resultados Se calcula la resistencia a la compresión del espécimen, dividiendo la carga
Informe de la prueba
El registro de los resultados debe incluir los datos siguientes:
a) Clave de identificación del espécimen.
b) Edad nominal del espécimen.
c) Diámetro y altura en centímetros, con aproximación a mm.
d) Área de la sección transversal en cm2 con aproximación al décimo,
e) Masa del espécimen en kg.
f) Carga máxima en N (kgf).
g) Resistencia a la compresión, calculada con aproximación a 100 kPa (1
kgf/cm2).
h) Defectos observados en el espécimen o en sus cabezas.
i) Descripción de falla de ruptura.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 63
DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LA FLEXION DEL CONCRETO USANDO UNAVIGA SIMPLE.
El muestreo debe realizarse de acuerdo a lo establecido en la Norma NMX-
C-161-0NNCCE. La frecuencia del mismo puede establecerse de común
acuerdo entre el productor y comprador, recomendándose el uso de la norma
NMX-C-155-0NNCCE. Cada muestra debe consistir de cuando menos dos
especímenes de una misma revoltura que se prueban a la edad de proyecto.
La longitud del espécimen debe permitir un claro entre apoyos de tres veces
su peralte con una tolerancia de ± 2%.Esta distancia debe ser marcada en
las paredes de la viga antes del ensaye.
Cabe decir que las caras laterales del espécimen deben estar en ángulo
recto con las caras horizontales. Todas las superficies deben ser lisas y libres
de bordes, hendiduras, agujeros o identificaciones grabadas.
Esta prueba se realiza de acuerdo a las condiciones ambientales del lugar de
prueba.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 64
PROCEDIMIENTO DE APLICACIÓN DE CARGA
Se debe voltear el espécimen sobre un lado con respecto a la posición del
moldeado. Se centra en los bloques de apoyo; éstos a su vez deben estar
centrados respecto a la fuerza aplicada. Los bloques de aplicación de carga
se ponen en contacto con la superficie del espécimen en los puntos tercios
entre los apoyos. Se debe tener contacto total entre la aplicación de la carga
y los bloques de con la superficie del espécimen. Se debe lijar las superficies
del espécimen o bien usarse tiras de cuero si la separación de la línea de
contacto entre ellas y los bloques es mayor de 0,1 mm. Se recomienda que
el lijado de las superficies laterales de los especímenes sea mínimo, ya que
puede cambiar las características físicas de las mismas y por lo tanto afectar
los resultados. Asimismo, se deben utilizar tiras de cuero únicamente cuando
las superficies de los especímenes en contacto con los
bloques de aplicación de carga, se aparten de un plano en no más de 0,5
mm.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 65
La carga se debe aplicar a una velocidad uniforme, tal que el aumento de
esfuerzo de las fibras extremas no exceda de 980 kPa/min (10 kgf/cm2 por
min), permitiéndose velocidades mayores antes del 50% de la carga
estimada de ruptura.
Se determina el ancho promedio, el peralte y la localización de la línea de
falla, con el promedio de tres medidas una en el centro y dos sobre las
aristas del espécimen aproximándolas al milímetro.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 66
CÁLCULO Y EXPRESIÓN DE RESULTADOS:
Si la fractura se presenta en el tercio medio del claro el módulo de ruptura se
calcula como sigue:
R= (PxL)/(b d2)
Donde:
R Es el módulo de ruptura, en kPa (kgf/cm2).
P Es la carga máxima aplicada, en N (kgf).
L Es la distancia entre apoyos, en cm.
b Es el ancho promedio del espécimen, en cm.
d Es al peralte promedio del espécimen, en cm.
En el cálculo anterior, no se incluyen las masas del bloque de apoyo superior
y del espécimen.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 67
Si la ruptura se presenta fuera del terció medio del claro, en no más del 5%
de su longitud, se calcula el módulo de ruptura como sigue:
R=(3 Pa )/(b d2)
Donde:
a Es la distancia promedio entre la línea de fractura y el apoyo más cercano
en la superficie de la viga en mm. Si la fractura ocurre fuera del tercio medio
del claro en más del 5% se desecha el resultado de la prueba
En el Informe de la prueba: Se deben incluir como mínimo los siguientes
datos:
Identificación de la muestra.
Ancho promedio en cm, con aproximación de 0,1 cm.
Peralte promedio en cm, con aproximación de 0,1 cm.
Distancia entre apoyos en cm, con aproximación de 0,1
cm.
Carga máxima aplicada, en N (kgf).
Módulo de ruptura, aproximado al 9,8 kPa (0,1 kgf/cm2).
Condiciones de curado y humedad del espécimen al
momento de la prueba.
Si el espécimen se lijó o si se usaron tiras de cuero.
Defectos del espécimen.
Edad del espécimen
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 68
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 69
6.-ANALISIS Y EVALUACION DE RESULTADOS
6.1 Estadistica
La estadística es una ciencia que estudia la recolección, análisis e
interpretación de datos, ya sea para ayudar en la toma de decisiones o para
explicar condiciones regulares o irregulares de algún fenómeno o estudio
aplicado, de ocurrencia en forma aleatoria o condicional. Sin embargo
estadística es más que eso, en otras palabras es el vehículo que permite
llevar a cabo el proceso relacionado con la investigación científica.
Como consecuencia del control, se han de obtener una serie de resultados
de los ensayos, correspondiendo cada uno de ellos al promedio de dos o tres
probetas compañeras,procedentes de la misma muestra,generalmente a 28
días.
El primer parámetro a obtener es una medida de tendencia central, es decir,
el promedio de los resultados.
Los métodos estadísticos manejan datos obtenidos de observaciones, en
forma de mediciones o conteo, siempre a partir de una fuente de
observaciones con el objeto de arribar a conclusiones respecto a dicha
fuente.
El conjunto de observaciones tomado de una fuente, con el objeto de tomar
información de ella se llama muestra, en tanto que la fuente se llama
población. Uniendo los dos conceptos anteriores se puede decir entonces,
que los métodos estadísticos son aquellos que sirven para obtener
conclusiones acerca de poblaciones a partir de muestras.
6.2 Ejemplo de aplicación
Un concepto muy importante que hay que tener en cuenta actualmente es
que los métodos de diseño estructural en concreto son probabilísticas.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 70
Al ser el concreto un material heterogéneo, está sujeto a la variabilidad de
sus componentes así como a las dispersiones adicionales por las técnicas de
elaboración, transporte, colocación y curado en obra.
La resistencia del concreto bajo condiciones controladas sigue con gran
aproximación la distribución probabilística Normal.
En la siguiente tabla se muestran las principales fuentes de variación de la
resistencia en compresión del concreto.
Tabla 6: Principales fuentes de variación de la resistencia del concreto
DEBIDO A LAS VARIACIONES EN LAS PROPIEDADES DEL
CONCRETO
DEBIDO A LAS DEFICIENCIAS EN LOS METODOS DE PRUEBAS
1.- Cambios en la relacion a/c.
a) Control deficiente del agua b) Variacion excesiva de la
humedad
1.- Procedimientos de muestreos inadecuados.
2.- Variacion en los requerimientos de agua de mezcla.
a) Caracteristicas del cemento y aditivos
b) Tiempo de suministro.
2.- Dispersiones debidas a la forma de preparación, manipulación y curado de los especimenes.
3.- Variacion en klas caracteristicas y proporcion de los ingredientes.
a) Agregados b) Cemento c) Aditivos
3.- Procedimientos de ensayo deficientes.
a) Cabezeo b) Ensayo
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 71
Hoy en día está demostrado que el comportamiento de la resistencia del
concreto a compresión se ajusta a la Distribución Normal (Campana de
Gauss), cuya expresión matemática es:
Donde :
DS = Desviación Estándar
XPROM= Resistencia Promedio
X = Resistencia de ensayo
e = 2.71828
ï = 3.14159
Al graficar la ecuación anterior obtenemos una grafica especial el cual tiene
algunas características:
- Es simétrica con respecto a m
- Es asintótica respecto al eje de las abscisas
- La forma y tamaño va a depender de Ds
El siguiente gráfico muestra la curva normal para diferentes valores de Ds,
teniendo un mismo u entonces podemos concluir que a medida que aumenta
el Ds el grado de dispersión que existente las resistencia de las probetas es
mayor el cual tiende a alejarse del promedio
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 72
La Desviación estándar está definida como:
Donde:
Ds = Desviación Estándar
Xprom = Resistencia Promedio
X = Resistencia individual
n = Número de ensayos
Este parámetro nos indica el grado de dispersión existente entre la
resistencia a compresión para un determinado f"c.
Coeficiente de variación, tiene como expresión:
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 73
Donde:
DS = Desviación Estándar
XPROM= Resistencia Promedio
Este parámetro no permite predecir la variabilidad existente entre los
ensayos de resistencia La distribución normal permite estimar
matemáticamente la probabilidad de la ocurrencia de un determinado
fenómeno en función de los parámetros indicados anteriormente, y en el
caso del concreto se aplica a los resultados de resistencias.
Ejemplo
Calcular la Desviación estándar, el promedio y coeficiente de variación
conociendo los resultados de las resistencias en compresión del promedio de
las probetas de concreto.
Valores promedio de dos probetas (Kg/cm2) Xi-Xprom (Xi-Xprom)² 1 213 -6.03 36.35 2 205 -14.03 196.82 3 217 -2.03 4.12 4 221 1.97 3.88 5 214 -5.03 25.29 6 221 1.97 3.88 7 214 -5.03 25.09 8 220 0.97 0.94 9 223 3.97 15.77 10 214 -5.03 25.29 11 216 -3.03 9.18 12 222 2.97 8.82 13 234 14.97 224.12
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 74
14 238 18.97 359.88 15 227 7.97 63.53 16 226 6.97 48.59 17 229 9.97 99.41 18 217 -2.03 4.12 19 230 10.97 120.35 20 207 -12.03 144.71 21 215 -4.03 16.24 22 211 -8.03 64.47 23 209 -10.03 100.59 24 213 -6.03 36.35 25 228 8.97 80.47 26 220 0.97 0.94 27 220 0.97 0.94 28 220 0.97 0.94 29 224 4.97 24.71 30 226 6.97 48.59 31 230 10.97 120.35 32 223 3.97 15.77 33 195 -24.03 577.41 34 205 -14.03 196.82
Suma 7447 Suma 2704.97
Para hallar el Xprom, utilizaremos la expresión:
La desviación estándar será:
Por último la variación será:
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 75
7.-ANEXO: ESPECIFICACIONES
ESPECIFICACIONES BÁSICAS información que se debe proporcionar al productor de Concreto
1. Producción requerida en metros cúbicos.
2. Resistencia a la compresión relacionada con pruebas en muestras de
concreto a los 28 días, o el factor correspondiente a otra edad. Las
muestras deben ser elaboradas de acuerdo a las normas NMX C-160
y NMXC-161-1997 ONNCCE.
3. Tipo de cemento o adición de algún otro material en particular.
4. Valor nominal o máximo del revenimiento.
5. Tamaño máximo nominal del agregado.
6. Bombeabilidad.
7. Grado de calidad deseada, conforme a la norma NMX C-155,
8. Criterios empleados para juzgar el cumplimiento de la resistencia
9. Tipo de agregado (mármol, ligeros, no reactivo con los álcalis del
cemento, etc.).
10. Especificaciones adicionales para concretos especiales. Con el objeto
de confirmar que el concreto especial solicitado cumpla con las
propiedades requeridas, el comprador debe incluir las especificaciones
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 76
adicionales necesarias, además de las indicadas anteriormente. Con
el paso del tiempo y su creciente uso, estas especificaciones básicas
van conformando en un país un Sistema de Normalización. En nuestro
caso, por ejemplo, México tiene la encomienda de elaborar las
Normas Mexicanas NMX y las coincidencias entre país y país van
generando Normas Internacionales. En esta Guía encontrarás las
normas que gobiernan la compra/venta del concreto premezclado. En
ausencia de Normas Mexicanas NMX en alguna materia, México
recurre usualmente a las normas de la ASTM (American Society for
Testing and Materials).
CONCRETOS COMERCIALES
(Consulte las especificaciones de la obra para seleccionar su concreto)
En vista de la multitud de tipos y especificaciones de concreto en el mercado,
se recomienda considerar las resistencias comerciales, la trabajabilidad de
cada mezcla (revenimientos) y los materiales empleados para la elaboración
de las mismas -factores descritos a continuación- para facilitar la elección del
concreto.
Resistencia
Las resistencias a la compresión (f´c), o resistencias comerciales
comúnmente especificadas son:
100 kg/cm2 200 kg/cm2 300 kg/cm2
150 kg/cm2 250 kg/cm2 350 kg/cm2
Estas resistencias se ofrecen a la edad de garantía de 28 días en concretos
normales y 14 días en concretos rápidos.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 77
Revenimiento
La trabajabilidad de cada mezcla, o revenimiento comercial, debe ser
especificada en términos del valor nominal de revenimiento como sigue:
Valor nominal del
revenimiento (cm)
Tolerancia (cm)
NMX C-155
Clasificación de la
trabajabilidad
Bombeabilidad Uso común
10 ± 2.5 Baja No Concreto masivo,
pavimentos
14 ± 23.5 Media Opcional
Concreto reforzado. Vibración interna o externa
18 ± 3.5 Alta Si
Concreto muy reforzado.
Vibración muy difícil.
Sistemas "tremie"
USO DE ADITIVOS
Si el fabricante o productor asume la responsabilidad del diseño del concreto,
en cuyo caso la contratación del Concreto ProfesionalMR cae en el Grupo 2,
según el inciso 11.1 (de la NMX C-155, podrá agregar el aditivo que desee
para cumplir con los requisitos especificados por el comprador).
De la misma forma, si el concreto premezclado de la operación queda
clasificado en los Grupos 1 (el consumidor asume la responsabilidad del
concreto) o 3 (el fabricante asume la responsabilidad del diseño y el
consumidor fija el contenido del cemento) de la misma norma, el comprador
puede especificar el uso de cualquier aditivo, pero el productor debe ser
informado de las siguientes características del mismo:
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 78
1. Nombre del principal ingrediente activo del aditivo.
2. Contenido o ausencia de cloruros en el aditivo, expresado en
porcentajes.
3. Dosificación empleada e información sobre los posibles efectos
nocivos de errores significativos.
Si el comprador llegara a agregarle al cemento algún aditivo u otro material
sin previo aviso y autorización expresa del productor, éste último no asumirá
ninguna responsabilidad sobre el concreto que ha suministrado.
Debido a esto mismo, el uso de aditivos especiales debe acordarse de
antemano entre el productor y el comprador.
CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO HIDRAULICO EN OBRA 5 de junio
de 2012
MONOGRAFIA Página 79
BIBLIOGRAFIA.
www.cemexmexico.com/se/pdf/especificaciones.pdf
Manual Técnico de Construcción - Holcim Apasco
Manual de Tecnologia del Concreto de CFE
Procesos técnicos básicos para la construcción de vivienda popular