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HORMIGÓN
ARMADO
Los
temas aquí desarrollados se basan en los usos y costumbres de obra, y
fundamentalmente, se adecuan a la normativa IRAM (Instituto Argentino de
Racionalización de Materiales), y a las reglamentaciones del CIRSOC
(Centro de Investigación de los Reglamentos Nacionales de Seguridad
para las Obras Civiles) actualmente en vigencia en nuestro medio.
Además
recoge experiencias propias, vividas en las distintas obras donde
tuve oportunidad de desempeñarme, y se refuerzan algunos conceptos con
párrafos tomados de publicaciones del ITH (Instituto Tecnológico del
Hormigón) y de la Asociación Argentina del Hormigón Elaborado.
Pongo
a disposición de profesionales, usuarios, estudiantes y público en
general interesado en el tema, este trabajo actualizado, práctico y con
elevado respaldo conceptual, deseando colaborar para facilitar la tarea
de todos aquellos que intervienen en una obra, particularmente
Directores, Jefes de Obra, Constructores, Supervisores y Proveedores de
Hormigón Elaborado.
Oscar
Liberatore
Maestro
Mayor de Obras
A
continuación se citan los temas tratados y luego se desarrollarán los
mismos.
1.
Características del hormigón elaborado
2.
Aptitud de colocación del hormigón
3.
Como actúan los agentes agresivos
4.
Especificación de la calidad del hormigón
5.
Especificación para la elaboración de hormigón expuesto a la
acción de agentes agresivos
6.
Control de Calidad del hormigón
7.
Aplicación de la estadística en el análisis de resultados de
resistencia a compresión de probetas de hormigón
8.
El ensayo de resistencia a compresión de probetas, como forma de
valorar la calidad de los hormigones
9.
Resistencia media de dosificación del hormigón
10.
Factores que afectan al coeficiente de variación
11.
Tendencias en el campo del control de calidad de los hormigones
en obra
12.
Procedimiento correcto para tomar muestras de hormigón elaborado
fresco en obra
13.
Manera correcta de medir la consistencia del hormigón
14. Manera correcta de confeccionar y conservar las probetas cilíndricas
de hormigón hasta el
momento del ensayo de rotura por compresión
15.
Como pedir el hormigón elaborado
16.
Tareas en obra para recibir el hormigón
17.
Cuidados a tener con el hormigón elaborado en las operaciones de
obra, tales como descarga, colocación, compactación, curado, etc.
18.
Hormigonado en tiempo caluroso
19.
Hormigonado en tiempo frío
20.
Fisuras en el hormigón
21.
Determinación
de la calidad del hormigón de estructuras ya construidas
22.
Calidad del hormigón endurecido
23.
Uniformidad
24.
Resistencia mecánica
25.
Impermeabilidad
26.
Durabilidad
27.
Deformabilidad
28.
Hormigón endurecido de estructuras ya construidas, susceptibles de
ser estudiadas. Algunas técnicas de aplicación.
29.
Consideraciones generales respecto de cómo encarar el estudio del
hormigón en estructuras construidas
30.
Durabilidad de las estructuras de hormigón armado o pretensado
31.
Acción agresiva de los sulfatos contenidos en aguas y suelos de
contacto
32.
Corrosión de aceros para estructuras de hormigón
33.
Inyección de vainas para estructuras de hormigón pretensado
34. Objeto de la inyección de vainas
35. Aspectos reologicos
36.
Condiciones de inyección de las suspensiones de obras
Introducción
Nos
viene de muy lejos la idea de la indestructibilidad de la piedra como
material de construcción, idea avalada por la supervivencia de los
monumentos de la antigüedad que han resistido siglos.
Dentro
del concepto del hormigón armado se encuentra la asociación acero-hormigón
bajo la protección que el segundo ofrece al primero, lo que permite
colocarlo tal cual sale de la línea de producción. Se admite que una
ligera oxidación superficial en el acero, es eliminada por la acción
reductora del cemento.
Debe
dejarse de pensar en la pretendida indestructibilidad del hormigón, tal
como se lo admitía a principios de siglo; si existen agentes corrosivos y
no se previene su acción, la vida útil de la estructura se acorta
sustancialmente, pudiendo reducirse a pocos años.
Con
respecto a la protección de la armadura, es insuficiente si la
permeabilidad del hormigón supera un cierto tope.
Abundan
los ejemplos de este caso, en edificios derrumbados que a los diez años
de construida su armadura, era solamente una mancha de óxido.
Por
lo general el proyecto no alude a la durabilidad o traslada la
responsabilidad al Constructor. Y en el traslado no es difícil que la
Dirección de Obra pase por alto el tema y la estructura resulte con
seguridad inicial satisfactoria, pero decreciente con su edad.
La
especificación de las prevenciones sobre durabilidad, es necesaria en el
proyecto. Su traslado al Constructor o a la Dirección de Obras es
formalmente admisible, pero expuesta a omisión; sin contar que ciertas
circunstancias de corrosión se manifiestan potencialmente por el examen
mineralógico de los agregados, aunque en buena proporción ellos resulten
inocuos; pero su inocuidad es fruto del resultado de ensayos cuya duración
no baja de seis meses. Y durante ese plazo la obra debe desechar
materiales económicamente convenientes que pueden no ser objetables.
1)
Características del hormigón elaborado
El
hormigón elaborado de buena calidad es aquél que une a la resistencia
mecánica solicitada, la durabilidad que lo mantenga en buenas condiciones
durante el tiempo de la obra en servicio, y a un precio razonable de
manera que no pueda ser reemplazado por otro material.
Se
le reconocen dos estados físicos: El hormigón fresco, que es
mientras se mantiene en estado plástico cuando aún no ha iniciado el
proceso de fraguado; y el hormigón endurecido, que se caracteriza
por su dureza y rigidez, y que se produce cuando termina el fraguado, a
partir de la cual, el conjunto de materiales granulares, pulverulentos y
agua, se ha convertido en una verdadera piedra artificial.
a)
El hormigón fresco debe ser adecuado para la obra particular a la
que se destina, en especial su docilidad que debe permitir recibirlo,
transportarlo, colocarlo en los encofrados, compactarlo y terminarlo con
los medios disponibles. De este modo el hormigón llenará totalmente los
encofrados, sin dejar oquedades o nidos de abeja y recubrirá totalmente
las armaduras de refuerzo, tanto en pro de la resistencia estructural como
para la pasivación del hierro lograda con la lechada de cemento, y quedará
con la terminación prevista para la obra. Durante estas actividades no
debe producirse ninguna segregación de los materiales componentes, en
especial el agua.
Una
vez terminada la colocación del hormigón en los encofrados, debe ser
homogéneo, compacto y uniforme.
Se
designa hormigón homogéneo al que una
vez descargado y endurecido no presenta “juntas frías” o “juntas de
trabajo”; es decir capas adyacentes o superpuestas del material que han
sido colocadas con una separación tal de tiempo, que al hormigón que se
colocó antes le faltó la plasticidad suficiente como para que se
“soldase” con el colocado a continuación, y por esa falta de
adherencia no se ha obtenido el monolitismo, indispensable en una
estructura donde el hormigón debe actuar como una sola pieza.
Para
evitar estas situaciones, que pueden comprometer seriamente el
comportamiento de la estructura, deben tomarse algunas precauciones básicas,
tales como las siguientes:
-
Evitar
las caídas libres del hormigón desde más de un metro de altura, lo
que provoca la segregación del material y corrimientos laterales de
la masa.
-
La
hormigonada debe hacerse por tongadas horizontales que completen la
superficie a llenar entre encofrados, y cuyo espesor dependerá de los
medios de compactación disponibles, pero nunca deberá superar los 50
ó 60 centímetros.
-
Cada
tongada deberá ir compactándose de inmediato, y debe calcularse el
tiempo de modo que al colocarse la siguiente, la anterior deberá
conservar un estado plástico suficiente como para permitir la
perfecta adherencia entre ambas.
El
hormigón compacto es el que al
consolidarse ha llenado totalmente los encofrados y recubierto íntegramente
las armaduras de refuerzo, dando a éstas buena protección y adherencia.
No deberá tener agua en exceso con lo cual la exudación será mínima.
La compactación de los hormigones duros deberá hacerse con vibradores de
mesa, de superficie o que actúen directamente sobre los encofrados. Los
hormigones plásticos deben ser compactados con vibradores de inmersión,
y los hormigones blandos o fluidos se compactarán manualmente con
varillas de madera o de hierro.
Hay
que recordar que los vibradores de inmersión deben introducirse en el
hormigón con el vástago vibrador colocado verticalmente, ya que existe
una mala práctica generalizada de colocarlo acostado, inclusive para
hacer correr la masa de hormigón. Con esta forma de trabajo, las fuerzas
que origina la acción vibratoria producen una fuerte segregación de la
mezcla en la masa.
Debe recordarse también que un exceso de vibración
hace subir los finos, es decir la lechada de cemento, hacia la superficie
y envía los agregados gruesos hacia abajo, lo que convierte al
hormigón en heterogéneo y con distintas características,
inclusive de resistencia, en diferentes alturas de la estructura.
Hormigón
de resistencia uniforme: Pueden cumplirse
perfectamente las cualidades mencionadas en los dos párrafos anteriores,
pero ellas solo quedan completas con un buen curado, es decir evitando que
se pierda la humedad que es indispensable para la hidratación del
cemento, que lleva a su fraguado y endurecimiento. Sin humedad no hay
fraguado ni endurecimiento en el tiempo.
Se
inicia el curado con un buen humedecimiento de las bases si se trata de
pavimentos o de estructuras en contacto con el terreno, y de los
encofrados para estructuras en elevación. Una vez colocado y ejecutada la
terminación superficial del hormigón, debe evitarse la evaporación del
agua de mezclado, impidiendo el escape de humedad por medio de membranas
de curado, tapando las estructuras con polietileno o reponiendo el agua,
una vez terminado el fraguado del cemento, por medio de llovizna fina que
no lastime la superficie. Después de varias horas de hormigonado (lo que
dependerá de las condiciones particulares de cada obra) puede ser usado
inclusive el sistema de inundación recubriendo totalmente la estructura
con agua. El período mínimo aconsejado para el curado de estructuras a
temperatura normal (no más de 28º C) y movimiento de aire moderado, es
de 7 días, el que debe prolongarse con más calor y en especial si sopla
viento o es un período de baja humedad atmosférica. La falta total de
curado, en el mejor de los casos hará perder a 28 días un 35% de la
resistencia que el mismo hormigón daría con curado húmedo; y en
condiciones extremas de sequedad, calor y viento la pérdida puede superar
el 50%.
b)
Hormigón endurecido es el estado final del hormigón una vez
terminado su fraguado. Las características al llegar a este estado, y que
resultan de interés desde el puno de vista estructural, son las
siguientes:
La
resistencia mecánica deberá estar acorde con las necesidades de la
estructura. El hormigón elaborado se controla por su resistencia a la
compresión simple en probetas cilíndricas normalizadas (curado húmedo)
ensayadas a 28 días. Los resultados de estos ensayos son la base para
determinar la calidad del hormigón, ya que a medida que su valor tiende a
aumentar también aumentan otras cualidades muy importantes propias de
este material, tales como la durabilidad, la impermeabilidad y la
terminación superficial, como las más destacadas. Por acuerdo previo
entre Usuario y Productor, puede cambiarse la edad de los ensayos, y si
necesidades de obra así lo indicaran pueden emplearse otras técnicas de
ensayo para determinar resistencia a tracción simple por compresión
diametral.
2)
Aptitud de colocación del hormigón
El
conjunto de partículas sólidas que componen la mezcla correctamente
dosificada, necesita un factor cohesivo con poder suficiente para retener
las partículas una vez mezcladas y permitir su manipulación y colocación
sin perder homogeneidad. Tal factor cohesivo lo provee la fina partícula
de agua que rodea y separa las partículas, y que actuará así con tal
que supere el contenido de agua estrictamente necesario para rodear todas
las partículas; y que el espesor de la película no alcance al valor que
le hace perder todo efecto adhesivo en la superficie de las partículas
(punto de segregación).
Entre
ambos extremos, detectables observando la deformación del cono de Abrams,
cabe toda la gama de consistencias adecuadas a las distintas condiciones
del encofrado y armadura, y la respectiva herramienta de compactación.
Tal relación entre: consistencia; condiciones de molde; y energía de
compactación, debe ser armónica y de ninguna manera puede manejarse
arbitrariamente.
Completa la aptitud de la colocación de la mezcla,
el que aún no se haya cumplido el tiempo de fraguado mientras esté
expuesto a recibir energía vibratoria originada en la compactación en
otros lugares de la misma estructura. En verano esta condición puede
resultar decisiva y hasta obligar al uso de aditivos retardadores.
3)
Como actúan los agentes agresivos
Sobre
la armadura
Es
muy sabido que la simple exposición a la atmósfera húmeda provoca
corrosión superficial al acero, con la excepción del clima muy seco.
El
recubrimiento de hormigón actúa como protector del acero en función de
la dificultad que puede oponer al acceso del aire.
Sobre
el hormigón
Los
agentes agresivos para el hormigón pueden ser clasificados en dos grandes
grupos:
·
Los que por acción física (disolución)
solubilizan o atacan a los componentes del cemento endurecido.
·
Los que por cristalización directa
(congelamiento del agua contenida en los poros) o por la formación de los
productos de la reacción del agresivo con los componentes del cemento
endurecido, ejercen tensiones internas capaces de vencer la resistencia
del ligante. Provocan la desintegración del hormigón por expansión y
fisuración.
Cuando
el agente agresivo está en el exterior del hormigón, en el medio en
contacto con el mismo (habitualmente los suelos y aguas de contacto) la
red capilar permite el acceso del agresivo por acción del gradiente de
concentración, y por vía inversa la eliminación del material en el caso
1. La permeabilidad juega así el papel importantísimo, dificultando o
facilitando por vía puramente física aquellos procesos, y el bloqueo de
la absorción capilar, mediante la incorporación intencional de aire, es
un recurso eficaz cuando el agua de contacto carece de presión hidráulica
(simple humedad)
Pero
cuando el agente agresivo está en el interior del hormigón (caso de la
reacción álcali-árido) la prevención anterior es insuficiente, y el
recurso es necesariamente la selección de la composición química del
cemento.
Finalmente
las películas constituyen el único recurso frente a la acción de los ácidos,
que ningún cemento hidráulico conocido es capaz de resistir.
4)
Especificación de la calidad del hormigón
·
Ausencia de condiciones de
agresividad.
En
rigor esta situación no existe por cuanto todo material está sujeto a la
ley natural de evolución hacia las formas más simples y estables. Pero
dentro del concepto de vida útil puede aceptarse que estructuras a
cubierto del contacto atmósfera exterior y humedad, no están expuestas a
corrosión del hormigón ni de la armadura.
Desde
luego que la resistencia acusada por las probetas será el índice de la
calidad del hormigón colocado en la estructura, siempre y cuando la
mezcla haya cumplido la condición de “aptitud de colocación” por su
consistencia en relación a la geometría de los encofrados y del método
de compactación.
·
Condiciones de agresividad
provocadas por acción climática exclusivamente.
Resultan
del análisis de las condiciones del entorno a la estructura, siendo por
consiguiente, del resorte del Proyectista Estructural. Estas condiciones
son:
Exposición
a la atmósfera exterior y Características del clima.
·
Condiciones de agresividad
provocadas por contacto con agua o suelo húmedo, no agresivos.
Esta instancia requiere asesoramiento especializado
del Químico experto en corrosión. El material (suelo y agua) puede
provenir de las muestras del estudio mecánico del suelo; como
hoy
ya es práctica corriente realizar dicho estudio, el único trabajo
adicional para el Proyectista es remitir las muestras a un laboratorio
donde se las analice químicamente.
Pero
la ausencia de agresividad resulta de la “no presencia” de múltiples
sustancias, no solamente de las más comunes como cloruros y sulfatos,
panorama que puede faltar al analista no especializado. Por consiguiente,
las muestras deben remitirse a un laboratorio que se ocupe habitualmente
del tema.
·
Condiciones de agresividad
provocadas por contacto con sustancias corrosivas.
Toda
sustancia (sólido, líquido o gas) que puede tener contacto con la
estructura debe ser relevada para analizar su reactividad, concepto que
alcanza a los suelos y aguas de contacto.
Con
respecto a los diferentes productos industriales que podrán tener
contacto con la estructura durante su vida útil, existen tablas que
contienen, para cada producto que pueda ser agresivo, su efecto sobre el
hormigón.
5)
Especificación para la elaboración de hormigón expuesto a la acción de
agentes agresivos
Especificación
general que debe ser complementaria con las exigencias específicas de
cada caso particular de agresividad.
·
Condiciones generales
La
condición primordial para conferir resistencia al hormigón ante
cualquier acción agresiva por corrosión, es dificultar el movimiento del
agua en su interior. Por consiguiente, la baja permeabilidad es la condición
número uno.
Las
fisuras son vías de acceso adicionales para los agentes corrosivos, tanto
del hormigón como de la armadura. Deben prevenirse controlando los tres
factores que las provocan:
-
Contenido unitario de agua de la mezcla original, que determina la
retracción por desecamiento.
-
Desecamiento prematuro que provoca retracción antes de existir la
necesaria resistencia a tracción.
-
Trabajo normal de la armadura de tracción.
A
continuación figuran las prevenciones específicas ante el caso
particular: incorporación intencional de aire, cemento especial y/o
aplicación de películas protectoras.
·
Especificación de colocación
a)
La mezcla se colocará con asentamiento que en secciones de difícil
colocación se podrá aumentar hasta 10 cm.
b)
La compactación se ejecutará por vibrado de alta frecuencia.
c)
Las secciones de muy difícil colocación que no pueden llenarse
con mezcla de asentamiento limitado de acuerdo al punto a), deberán
evitarse cuando existan condiciones de agresividad.
d)
El mezclado será exclusivamente mecánico y su duración no bajará
de dos minutos para las hormigoneras tipo convencional.
e)
Las condiciones de elaboración deberán permitir el control del
valor de la razón agua/cemento especificada dentro de una tolerancia no
mayor de 0.02 en mas o en menos.
f)
Deberá verificarse la inexistencia de falso fraguado en el
cemento, porque si no ocurriera el tiempo de mezclado no podrá bajar de
cinco minutos.
g)
Cuando la menor sección de la pieza estructural no exceda de 75
cm, la temperatura de la mezcla no excederá de 25º C en el momento de la
colocación; si dicha menor sección excede de aquella medida, la mezcla
deberá colocarse con una temperatura no mayor de 20º C.
h)
No se permitirá usar cemento de alta resistencia inicial, para
llenar secciones cuya menor dimensión exceda los 75 cm, y en general en
todos aquellos casos en que las condiciones para la disipación del calor
de hidratación sean favorables.
·
Especificación de dosificación
a)
La razón agua/cemento, en peso, no podrá exceder a los valores
consignados para el caso de agresividad y condiciones que corresponden a
la estructura.
b)
El contenido unitario de cemento no será menor de 375 kg/m3, ni
mayor de 425 kg/m3.
c)
El agua de mezclado deberá satisfacer las exigencias de las
normas.
d)
Los agregados fino y grueso cumplirán las exigencias de las
normas.
e)
El hormigón contendrá el porcentaje de aire incorporado
intencionalmente que corresponde al tamaño máximo del agregado grueso.
f)
El uso de aditivo fluidificante siempre resulta recomendable, pero
será necesario para obtener las razones agua/cemento más bajas sin
exceder el contenido unitario máximo especificado en el punto b).
·
Especificación de curado
a)
El curado se iniciará tan pronto como la superficie del hormigón
tolere el contacto con el agua sin peligro de deterioro, y la provisión
de agua asegurará que en ningún momento la superficie del hormigón
llegue a desecarse.
b)
El curado continuo deberá sostenerse durante siete días por lo
menos.
c)
Podrá aplicarse membrana de curado luego de los tres primeros días
de curado líquido continuo.
6)
Control de Calidad del hormigón
La
realización de ensayos periódicos de resistencia a la compresión sobre
probetas de hormigón, tiene como objeto principal controlar la
variabilidad de producción en la elaboración de dicho material y
establecer las características de resistencia
que se cotejarán con las especificadas.
Este
requisito de resistencia, no solamente asegura que el hormigón endurecido
esté en condiciones de satisfacer las tensiones de trabajo previstas por
el proyectista estructural, sino que proporciona, además, una indicación
satisfactoria para juzgar su calidad, ya que en general otras propiedades
deseables del hormigón, tales como la durabilidad (frente al ataque de un
medio ambiente agresivo), la impermeabilidad, la resistencia al desgaste,
etc., son mayores mientras mayor es la resistencia del hormigón.
Durante
la ejecución de la estructura, con el objeto de valorar la calidad del
hormigón que se utilizará para su construcción, se extraen muestras de
la mezcla en estado fresco con el fin de moldear probetas que se ensayan,
a una edad determinada, a compresión. Si bien todas las probetas se
moldean con muestras de hormigón que aparentemente tienen características
similares, al ensayarlas a compresión a una edad determinada y analizar
los resultados obtenidos, en general no existirán resultados iguales.
Para
poder evaluar dichas variaciones y también el efecto que ellas tienen
sobre la calidad y el comportamiento futuro de la estructura, es que se
han incorporado a los reglamentos y especificaciones técnicas los
principios de carácter estadístico y los métodos de control de
elaboración y calidad basados en dichos principios.
7)
Aplicación de la estadística en el análisis de resultados de
resistencia a compresión de probetas de hormigón
La
introducción de la estadística a problemas de ingeniería civil,
principalmente a problemas de tecnología del hormigón, ha permitido
interpretar con más profundidad los resultados obtenidos
experimentalmente y mejorar el control de calidad del hormigón.
La
aplicación de la estadística matemática, ha sido definitivamente
aceptada en el campo de la ingeniería vinculada a la ejecución de obras,
considerándola como un elemento esencial para estudiar las variaciones
normales de las características de los materiales.
8)
El ensayo de resistencia a compresión de probetas, como forma de valorar
la calidad de los hormigones
El
ensayo de probetas cilíndricas, de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura,
a compresión simple, es un método hoy practica y universalmente aceptado
para estimar la calidad del hormigón.
Cada
ensayo (promedio de probetas correspondientes a una muestra) representa,
dentro de cierto margen de error, la resistencia del punto de la
estructura de donde proviene la muestra.
De
ahí que el promedio de los valores del conjunto de ensayos no tiene
significado físico y de manera alguna puede atribuírsele el sentido de
valor más probable. La seguridad de una estructura, en lo que hace al
material utilizado en su ejecución, no depende de la resistencia media de
dicho material, sino de la resistencia del punto más débil de la
estructura.
El
control de la calidad del hormigón de una estructura, aparece así
definido en términos de una resistencia media y en la variación de los
resultados individuales disponibles.
La
resistencia promedio combinada con el valor de la dispersión de los
resultados individuales permite, aplicando las leyes de la estadística,
calcular la resistencia mínima probable en la estructura, que es la que
permitirá fijar las tensiones admisibles para el dimensionado de la
misma.
9)
Resistencia media de dosificación del hormigón
La
resistencia promedio de un grupo de probetas, correspondientes a un
universo estadístico, conjuntamente con su desvío normal permiten, a
través de su tratamiento estadístico, calcular con una probabilidad
determinada, el límite inferior de los resultados individuales.
Se
aprecia, por consiguiente, que el problema de proyectar una dosificación
de hormigón plantea la necesidad de poder vincular la resistencia
característica, o mínima estadística, con la resistencia media
correspondiente al hormigón en estudio.
Será
necesario, además, tener en cuenta las variaciones de resistencia que en
obra son inevitables, por lo que el proyecto de una dosificación de
hormigón se efectuará de modo tal que su razón agua-cemento en peso,
sea la necesaria para obtener, a la edad de 28 días, una resistencia
media mayor que la resistencia característica especificada.
10)
Factores que afectan al coeficiente de variación
Las
causas o factores más importantes en la variación de la resistencia del
hormigón pueden ser divididas en:
-
Variaciones en las propiedades
del hormigón
a)
Cambios de la razón agua-cemento, en peso.
b)
Mal control del contenido de agua en la mezcla.
c)
Variaciones en el contenido de agua requerido.
d)
Variaciones en las características y proporciones de los
componentes.
e)
Variaciones en el mezclado.
f)
Variaciones en el traslado, colocación y compactación.
g)
Variaciones en temperatura y curado.
2. Variaciones
en los métodos de ensayos para juzgar la calidad del hormigón
a)
Procedimientos incorrectos de toma de las muestras de hormigón
fresco.
b)
Métodos incorrectos de ejecución de las probetas de hormigón.
c)
Deficiencia de curado y acondicionado de probetas.
d)
Errores relacionados con el ensayo mecánico.
11)
Tendencias en el campo del control de calidad de los hormigones en obra
Los
reglamentos, a pesar de utilizar criterios diferentes para establecer el
rechazo o la aceptación del hormigón ejecutado, tienen en común los
criterios generales de control de calidad que se resumen a continuación:
a)
Las variaciones que se producen en hormigones elaborados con una
misma dosificación nominal y el mismo equipo de elaboración, se analizan
siguiendo el criterio estadístico mediante la curva de distribución
normal o gaussiana.
b)
Con respecto al número de ensayos se establece que una sola
probeta moldeada para cada edad, a la que se quiere conocer su
resistencia, será representativa de la muestra de la que proviene.
c)
Para determinar la resistencia media de dosificación, partiendo de
la resistencia característica especificada para el proyecto, se estima la
regularidad en la fabricación del hormigón en base a valores mínimos
estipulados o valores experimentales de la “desviación normal”,
desechando el criterio tradicional del coeficiente de variación.
d)
Se tipifica a los hormigones sobre la base de su resistencia
característica a la edad de 28 días, definiéndose grados de
resistencia; las mezclas de hormigón que se destinan para cada tipo de
estructura (Ej.: hormigón simple, hormigón armado con agregado liviano,
con agregado de peso normal, hormigón pretensado) deberán cumplir con
una determinada resistencia característica mínima especificada, es
decir, con un grado de resistencia mínimo.
12)
Procedimiento correcto para tomar muestras de hormigón elaborado fresco
en obra
La
etapa más critica en la valoración de la calidad del hormigón por su
resistencia es la primera: la obtención de la muestra.
Un
error en este punto hace a los resultados de los ensayos falsos e inútiles.
Cuando las muestras se toman en obra siguiendo las normas
correspondientes, se llegará a los resultados esperados. La falta de
cuidado al tomar las muestras no reflejará la calidad del hormigón que
se está ensayando. Las muestras de hormigón elaborado deben tomarse en
obra en el momento de la descarga y directamente de la canaleta de la
motohormigonera.
Las
muestras para los ensayos de consistencia, contenido de aire y
resistencia, se tomarán después de haberse descargado por lo menos los
primeros 250 litros del total del pastón y antes de los últimos 250
litros del mismo.
Las
muestras para determinar la densidad del hormigón (llamada comúnmente
“peso unitario”), se tomarán normalmente al estar descargando
aproximadamente la mitad de la carga total del pastón, de cada uno de los
tres pastones diferentes.
Todas
las muestras de hormigón que han sido tomadas deben ser remezcladas para
asegurar la uniformidad de la mezcla, antes de ser usadas para ejecutar
ensayos. Además, la muestra debe ser protegida del sol, del viento y de
la lluvia durante el período entre su toma y su empleo. El tiempo entre
la toma y la utilización no deberá ser superior a 15 minutos.
Una falta bastante común observada en las obras, es
que se confeccionan las probetas en lugar de descarga y luego se las lleva
a su lugar de almacenamiento. Las probetas nunca deben
ser alteradas por movimientos, sacudidas o golpes, especialmente durante
las primeras 24 horas. Esta mala práctica puede ser evitada, tomando la
muestra en un recipiente de tamaño suficiente (por ejemplo una
carretilla) y llevándola al lugar donde se fabricarán las probetas, prácticamente
en el lugar de su estacionamiento durante las primeras 24 horas.
Tomar
muestras del hormigón vertido en los encofrados, es una práctica a todas
luces no recomendable ya que, aparte de la dificultad de tomar una porción
representativa del material, el hormigón al estar en el encofrado ya
sufrió manipulaciones, y puede tener agua de exudación o haber perdido
agua de mezclado al contacto con encofrados secos, contener partes
segregadas de la mezcla, etc.
El
hormigón elaborado, se reitera, debe ser objeto del muestreo tal como
viene en la motohormigonera, en especial si el ensayo es para determinar
asentamiento en el cono de Abrams o resistencia.
13)
Manera correcta de medir la consistencia del hormigón
El
desarrollo del ensayo es el siguiente:
1.
Colocar el cono sobre una superficie plana, horizontal, firme, no
absorbente y ligeramente humedecida. Se aconseja usar una chapa de metal
cuya superficie sea varios centímetros mayor que la base grande del cono.
Colocar el cono con la base mayor hacia abajo y pisar las aletas
inferiores para que quede firmemente sujeto.
2.
Llenar el cono en tres capas: Llénese hasta aproximadamente 1/3 de
su volumen y compáctese el hormigón con una varilla lisa, de acero, de
1,6 centímetros de diámetro y con uno o los dos extremos semiesféricos.
La compactación se hace con 25 golpes de la varilla, con el extremo
semiesférico impactando al hormigón. Los golpes deben repartirse
uniformemente en toda la superficie y penetrando la varilla en el espesor
de la capa pero sin golpear la base de apoyo.
3.
Llénese el cono con una segunda capa hasta aproximadamente 2/3 del
volumen del mismo y compáctese con otros 25 golpes de la varilla, siempre
con la punta redondeada en contacto con el hormigón y repartiéndolos
uniformemente por toda la superficie. Debe atravesarse la capa que se
compacta y penetrar ligeramente (2 a 3 centímetros) en la capa inferior
pero sin golpear la base de ésta.
4.
Llénese el volumen restante del cono agregando un ligero
“copete” de hormigón y compáctese esta última capa con otros 25
golpes de varilla, que debe penetrar ligeramente en la segunda capa.
5.
Retirar el exceso de hormigón con una llana metálica, de modo que
el cono quede perfectamente lleno y enrasado. Quitar el hormigón que
pueda haber caído alrededor de la base del cono.
6.
Sacar el molde con
cuidado, levantándolo verticalmente en un movimiento continuo, sin golpes
ni vibraciones y sin movimientos laterales o de torsión que puedan
modificar la posición del hormigón.
7.
Medida del Asentamiento: A continuación se colocará el cono de
Abrams al lado del cono formado por el hormigón y se mide la diferencia
de altura entre ambos. Si la superficie del cono de hormigón no queda
horizontal, debe medirse en un punto medio de la altura y nunca en el más
bajo o en el más alto.
Advertencia:
Nunca debe utilizarse el hormigón empleado en el ensayo de Cono, para
confeccionar probetas para ensayo de resistencia.
14)
Manera correcta de confeccionar y conservar las probetas cilíndricas de
hormigón hasta el momento del ensayo de rotura por compresión
Para
obtener resultados dignos de confianza deberán seguirse las siguientes técnicas:
1.
Usar solamente moldes indeformables, no absorbentes, estancos y de
materiales que no reaccionen con el cemento. La medida para las obras
corrientes son de 15 cm. de diámetro por 30 cm. de altura, con las
tolerancias que fija la norma. El tamaño máximo del agregado grueso no
podrá superar 1/3 del diámetro del molde. Si parte del agregado grueso
supera el valor del punto anterior, se podrá preparar la probeta con el
hormigón que pase a través de un tamiz de 37,5 mm. Antes de llenar los
moldes, deberán ser colocados sobre una superficie horizontal, rígida y
lisa. Para mayor seguridad, deben hacerse, por lo menos, dos probetas por
cada pastón que se quiera controlar por cada edad, generalmente 7 y 28 días.
2.
Cada muestra se tomará directamente de la canaleta de descarga de
la motohormigonera, después de haberse descargado los primeros 250 litros
de la carga y antes de descargar los últimos 250 litros de la misma. La
muestra se tomará en un recipiente limpio no absorbente y estanco, y
deberá ser totalmente remezclado en el mismo, antes del llenado de las
probetas.
3.
La finalidad de compactar el hormigón en los moldes es la de
eliminar los huecos que pueden quedar dentro de la masa por la diferente
forma y tamaño de los componentes que, al disminuir la sección de la
probeta, le hacen perder resistencia. Hay muchas personas que, para
compactar el hormigón de la probeta, usan el primer trozo de la barra de
hierro que encuentran en la obra; otros se limitan a golpear el molde
lateralmente y otros llenan el molde como si el hormigón fuera líquido
autonivelante. Todos estos procedimientos herrados llevan a resultados
bajos de resistencia. En cambio, la norma establece el uso de la varilla
con punta semiesférica para compactar el hormigón, ya que trabaja mejor
por dos razones:
·
Se desliza entre los agregados en vez
de empujarlos como lo hace una varilla de corte recto en la punta, con la
cual quedan espacios huecos al ser retirada.
·
Al retirar la barra, permite que el
hormigón vaya cerrándose suavemente tras ella, lo que es facilitado por
la punta redondeada.
Por
estas razones la Norma determina para el ensayo, el uso de una barra de
acero cilíndrica, lisa, de 1,6 cm de diámetro por 60 cm de longitud con
asentamiento en el Cono de Abrams de 5 cm o mayor. Para asentamientos
menores debe recurrirse al uso de vibradores.
4.
Se procede al llenado de las probetas, colocando el hormigón en
tres capas de aproximadamente 1/3 de la altura del molde cada una,.Una vez
colocada cada capa se la compacta con 25 golpes de la varilla,
uniformemente distribuidos sobre su superficie. En la primera capa, los 25
golpes deben atravesarla íntegramente pero sin golpear el fondo del
molde. La compactación de la segunda y la tercera capas se hace
atravesando totalmente cada una de ellas y penetrando aproximadamente 2 cm
en la capa anterior. El llenado de la última capa se hace con un exceso
de hormigón. Terminada la compactación de la capa superior, se golpean
los costados del molde suavemente con una maza de madera o goma, a fin de
eliminar macroburbujas de aire que puedan formar agujeros en la cara
superior. Finalmente se enrasa la probeta al nivel del borde superior del
molde, mediante una cuchara de albañil, retirando el hormigón sobrante y
trabajando la superficie hasta conseguir una cara perfectamente plana y
lisa.
5.
Las probetas terminadas que queden en obra, deben dejarse
almacenadas sin desmoldar, durante 24 horas, en condiciones de temperatura
ambiente de 21º C +/- 6º C, evitando movimientos, golpes, vibraciones y
pérdida de humedad. Probetas que quedan en el lugar de trabajo varios días,
a temperaturas variables, expuestas a pérdida de humedad, etc., darán
resultados erróneos de resistencia, siempre más baja y de mayor
variabilidad que aquéllas que han sido tratadas correctamente.
6.
Después de 24 horas de confeccionadas, las probetas se desmoldarán
y transportarán al laboratorio para su curado. Durante el transporte y
manipuleo, las probetas deben ir acondicionadas para evitar golpes y pérdida
de humedad, así como variaciones grandes de temperatura. Llegadas al
laboratorio, las probetas se almacenarán a temperatura de 23º C +/- 2º
C en una pileta con agua saturada con cal que las cubra totalmente, o en cámara
húmeda con humedad relativa ambiente superior al 95%, donde quedan hasta
el momento del ensayo.
15)
Como pedir el hormigón elaborado
Existen
dos oportunidades en que se pide hormigón elaborado, y la información a
intercambiar entre Usuario y Productor del material será diferente en
cada una de ellas.
Al
pedir hormigón elaborado está contratándose un servicio que lleva implícito
un producto, por lo que el pedido tiene que ser muy preciso, estableciéndose
todas las pautas como corresponde a cualquier contrato.
La
primera de esas oportunidades es cuando se trata de un nuevo Usuario con
una Obra Nueva, o un Usuario habitual con una Obra Nueva.
En
este caso el Usuario debe intercambiar datos de su obra con el Productor,
que en definitiva debe conocer lo siguiente:
1.
Tipo de estructura: total de hormigón en m3 que llevará toda la
obra; tiempo estimado de ejecución.
2.
Resistencia característica a compresión del hormigón en Mpa o en
Kg/cm2.
3.
Tipo y cantidad mínima de cemento por m3 de hormigón que pueda
ser necesario por exigencias de durabilidad u otras que no sean la condición
de resistencia a compresión.
4.
Tipo y tamaño máximo de los agregados pétreos.
5.
Consistencia de la mezcla fresca en centímetros en el momento de
la descarga, medida con el Cono de Abrams.
6.
Aditivos químicos a incorporar al hormigón.
7.
Contenido de aire intencionalmente incorporado en % en las mezclas
que lo especifiquen.
8.
Características especiales que requiere ese hormigón (p. Ej.:
Hormigón a la vista, resistente al desgaste, resistente al ataque por
sulfatos, etc.)
9.
Si será hormigón bombeado o el transporte interno se hará por
medios tradicionales.
10.
Capacidad de recepción del hormigón en la obra, en lo posible en
m3/hora, y toda otra información pertinente que surja del cambio de ideas
entre Usuario y Productor.
El
Productor completa el conocimiento sobre la obra, enviando un inspector a
la misma con la misión de verificar la ubicación, accesos y
posibilidades de maniobra para las motohormigoneras; posible lugar de
descarga o de colocación de la bomba de hormigón; etc.
La
otra oportunidad para pedir el hormigón, que es la de todos los días, es
cuando el pedido se hace para una obra conocida por el Productor, donde ya
se ha hormigonado con anterioridad, y están establecidos todos los datos
que figuran mas arriba; lo que se hace es seguir una rutina que puede
incluir los puntos siguientes:
1.
Quién hace el pedido y para que obra.
2.
Día y hora en que se desea la primera motohormigonera en obra, y
con qué frecuencia las subsiguientes.
3.
Cantidad de m3 de hormigón necesarios.
4.
Tipo y tamaño máximo de los agregados.
5.
Resistencia característica a compresión a 28 días en Mpa o en
Kg/cm2.
6.
Asentamiento en el Cono de Abrams, en cm.
7.
Que aditivo debe llevar el hormigón.
8.
Que va a hormigonarse y qué medio de transporte interno va a
utilizarse.
9.
Cualquier otra información complementaria que pueda ser útil.
16)
Tareas en obra para recibir el hormigón
Aparte
de hacer correctamente el pedido en tiempo y forma, deben realizarse en la
obra algunas tareas para facilitar la operación de los camiones, tales
como las siguientes:
·
Preparar los accesos y recorridos para
las motohormigoneras dentro de la obra para que puedan entrar, maniobrar,
descargar y salir sin impedimentos y en el menor tiempo posible. Y que
esos accesos y recorridos no se deterioren con el paso de los primeros
camiones y haya que detener el hormigonado por un vehículo atascado.
·
El guinche o elemento de descarga del
hormigón debe ser colocado tanto en planta como en altura para que la
descarga sea fluida y sin demora excesiva.
·
Debe haber colaboración de la obra con
los conductores de las motohormigoneras y viceversa. Y eso se consigue
pensando durante cinco minutos y no discutiendo durante cinco horas.
·
Es indispensable tener preparada la
recepción del hormigón antes que llegue el primer camión y no esperar a
que llegue éste y recién empezar con los preparativos para recibir el
material.
·
No ejecutar períodos de descanso o
comidas mientras está descargándose un camión y en caso de tomarse un
lapso largo a tales efectos, hacérselo saber a la planta de elaboración
para que disminuya el ritmo de los despachos.
·
Por bueno que sea el hormigón no
ocultará los defectos que puedan derivarse de una mala ejecución del
hormigonado. Encofrados sucios o muy secos; agregado de agua en exceso;
demoras en la descarga; deficiente colocación, compactación o terminación
harán aparecer enseguida defectos superficiales del hormigón, y a 28 días
se observarán fallas de resistencia en las probetas.
·
Es importante calcular bien la cantidad
necesaria para la hormigonada a ejecutar y tener siempre en cuenta que por
pérdidas en los encofrados y otras, sobreespesores de losas, etc.,
siempre habrá necesidad de una cantidad ligeramente mayor a la que se
mide matemáticamente, en especial en bases de fundación o estructuras
que tienen como encofrado el terreno natural, vigas en medianera, pilotes,
etc.
·
No hacer esperar innecesariamente a las
motohormigoneras; de lo contrario, el vehículo siguiente destinado a esta
obra será dirigido hacia otra, por parte del Productor.
·
La más importante de todas: No incitar
jamás al conductor de la motohormigonera a agregar agua a la mezcla.
17)
Cuidados a tener con el hormigón elaborado en las operaciones de obra,
tales como descarga, colocación, compactación, curado, etc.
Las normas especifican que la descarga del
hormigón debe estar terminada dentro de los 90 minutos, a contar
desde la salida de la planta de carga (para condiciones atmosféricas
normales
con 25º C como máximo). Dentro de ese tiempo, la obra dispone de 30
minutos para efectuar la descarga.
Si
la temperatura ambiente fuera mayor, la misma norma autoriza a hormigonar
hasta con temperatura ambiente de 32º C, pero tomando precauciones
especiales (uso de aditivos retardadores de fraguado, enfriamiento de los
agregados y del agua, etc).
En
cuanto a las descargas, deberán hacerse de modo que no se produzca
segregación de los materiales, para lo cuál el hormigón nunca se dejará
en caída libre desde más de un metro de altura. Si la descarga se hace
directamente sobre la estructura (caso típico: pavimentos) el hormigón
deberá caer verticalmente y en la cantidad aproximada al espesor
necesario y corriendo la canaleta de descarga para evitar la acumulación
de material en exceso que luego haya que correr lateralmente.
Para
llevar el hormigón desde el punto de descarga hasta el lugar de colocación,
el transporte vertical u horizontal debe hacerse en recipientes estancos,
para evitar pérdidas de lechada, y con piso y paredes no absorbentes y
permanentemente bien humedecidos para evitar pérdidas de humedad a la
mezcla y facilitar el corrimiento del material.
Si
se descarga en canaletas, deben estar colocadas con un ángulo tal que
permita el deslizamiento lento del hormigón, y al llegar a la parte
inferior, la caída debe ser vertical y de no más de un metro de altura.
Actualmente,
el mejor medio de transporte vertical y horizontal es la bomba de hormigón,
impulsando el material por una tubería desde la canaleta de descarga de
la motohormigonera hasta el lugar de colocación con total uniformidad, en
el mínimo tiempo y conservando todas las condiciones de limpieza y
calidad que tenía al salir del tambor del camión. Además, las bombas
modernas son de mecánica muy confiable y con un diseño tal, que la vena
de hormigón sale del manguerote final en forma de chorro continuo.
Un
buen proceso de colocación es el que tiende al llenado completo de los
encofrados, en especial en las esquinas, sin alterar la uniformidad del
hormigón y con un perfecto recubrimiento de las armaduras de refuerzo.
Para ello, deberá cumplir con estos requisitos:
·
No depositar una gran masa en un solo
punto y esperar que por su propio peso, o con la ayuda de algún elemento
para correrlo, se vaya deslizando lateralmente hasta alcanzar la altura
que corresponde. Estos deslizamientos producen segregación del agua de
mortero y de lechada de cemento, dejando en algunos casos separado al
agregado grueso.
·
Evitar un exceso de compactación, en
especial vibración, que hace subir a la superficie el mortero y lechada
de cemento y envía hacia abajo el agregado grueso.
·
Evitar la compactación insuficiente
porque se produce el fenómeno conocido como formación de “nidos de
abeja”, es decir oquedades ocupadas por macroburbujas de aire o bolsones
de agua segregados de la mezcla que dejan huecos al desaparecer. En los
“nidos de abeja”, la resistencia del hormigón es Cero.
·
Descargar en los moldes desde una
altura mayor a un metro, produce inevitablemente segregación del
material. En algunos casos habrá que dirigir el hormigón hacia los
moldes, utilizando trozos cortos de tuberías que deben tener un diámetro
de por lo menos tres veces el tamaño máximo del agregado.
·
Para desplazar el hormigón, no tratar
de arrojarlo con palas a gran distancia ni tratar de distribuirlo con
rastrillos. Tampoco hacerlo avanzar desplazándolo más de un metro dentro
de los encofrados.
·
En las estructuras muy gruesas, por
ejemplo plateas de fundación, debe hormigonarse por tongadas cuyo espesor
no supere los 50 centímetros ya que en espesores superiores la compactación
es ineficaz.
En
cuanto a la compactación, es la operación que, bien ejecutada, hace
llegar el hormigón a su máxima compacidad, llenando perfectamente los
encofrados y cubriendo totalmente las armaduras de refuerzo.
La
vibración debe hacerse sumergiendo la aguja rápida y profundamente en
dirección vertical y luego retirándola lentamente y con velocidad
constante, también en vertical. Durante la vibración debe evitarse todo
movimiento de corrimiento transversal o inclinación de la vela fuera de
la vertical. Los puntos de aplicación no deben estar separados mas de 50
cm entre sí y su efecto puede apreciarse visualmente al aparecer toda la
superficie vibrada con una humectación brillante. Es preferible vibrar más
puntos en menos tiempo que menos puntos en más tiempo. La vibración en
cada |