El control de calidad del concreto en el desarrollo de un proyecto es un aspecto crítico que no debe descuidarse ni tomarse a la ligera; un concreto de mala calidad puede comprometer la seguridad y durabilidad de la obra, provocando costosos arreglos y poniendo en riesgo la inversión. En este artículo detallaremos los aspectos principales en su supervisión.
Llevar un seguimiento de la calidad de un concreto es un proceso complejo que requiere de una cuidadosa planificación, ejecución y supervisión por parte de personal calificado y con experiencia en el tema, ya que este elemento es fundamental en la mayoría de las estructuras, para de esta manera, garantizar los estándares de resistencia, durabilidad y homogeneidad necesarios.
El control de calidad no solo se limita al análisis del concreto en sí, sino que también abarca otros aspectos relacionados, como la correcta dosificación de los materiales, el proceso de mezclado, el transporte, cimbrado, la colocación, la adherencia con otros elementos como las varillas corrugadas, su hidratación, etc. Todos estos factores influyen en la calidad final del concreto y, por ende, en la obra en general.
El proceso de control de calidad del concreto en la construcción de obras consta de varias etapas, que van desde la selección y control de los materiales hasta la evaluación final del concreto endurecido. En la norma NMX-C-403-ONNCCE-1999 I.C. Concreto Hidráulico, se pueden encontrar las características de los elementos de concreto, fabricación, transporte, colocado y curado en el que nos basamos para realizar este artículo.
El proceso es simple, cuando se mezclan cemento, agregados pétreos (Grava y Arena) y agua, se obtiene un material de consistencia plástica llamada pasta. Con el tiempo (4 a 6 horas) la pasta empieza a perder su consistencia plástica (fraguado) y a ganar resistencia. Esta reacción se desarrolla con desprendimiento de calor que recibe el nombre de calor de hidratación, para finalmente al paso de 28 días, obtener su resistencia máxima en caso de no usar aditivos acelerantes. A continuación, se detallan las principales etapas:
Selección de los materiales
Es fundamental utilizar materiales de calidad para obtener un concreto resistente y duradero. En esta etapa, se deben verificar las características de los agregados, el cemento, el agua y los aditivos (En caso de ser requeridos), asegurándose de que cumplan con las especificaciones técnicas establecidas.
La especificación sobre agregados se puede encontrar en NMX-C-111-2004-ONNCCE; I. C. Concreto Agregados. Especificaciones. La calidad de los agregados pétreos debe verificarse mínimo cada mes o cuando se cambie de proveedor.
En cuanto a los Aditivos, se pueden ocupar si lo permite el DRO y además cumplen con lo especificado en la norma NMX-C-255-1988, con el objetivo de reducir el agua necesaria en la mezcla, modificar el tiempo de fraguado, volverlo más fluido, densificarlo o modificar sus características iniciales. Se pueden encontrar en polvo o líquidos, en caso de ser en polvo, primero mezclarse con una porción del cemento y después añadirlo a la revolvedora. Se recomienda siempre leer bien las indicaciones de los aditivos, y verificar la norma.
Dosificación de los materiales
La dosificación de los materiales es un paso clave para obtener un concreto de calidad. Se deben seguir las proporciones adecuadas de cada componente, teniendo en cuenta el tipo de estructura y las condiciones climatológicas de la obra, siendo más prácticos, siguiendo la indicación del estructurista que diseñó el proyecto, se realizará la dosificación en obra supervisando que los trabajadores sigan las indicaciones o pedir el concreto con esa resistencia si es traído a obra mediante camiones revolvedores. Un error en la dosificación puede afectar significativamente las propiedades del concreto, es muy importante vigilar este aspecto.
Mezclado del concreto
El proceso de mezclado es crucial para garantizar la homogeneidad del concreto. Es necesario mezclar los materiales de manera uniforme, asegurándose de que no queden grumos ni segregaciones (cuando los componentes de la mezcla de concreto se separan durante el vertido y la colocación). Para evitar la segregación, es importante no caer n los siguientes errores y supervisar cada uno de ellos.
Mezcla inadecuada: Una mezcla inadecuada puede ser demasiado seca o demasiado húmeda, lo que puede resultar en la separación de los componentes.
Velocidad de vertido inadecuada: Una velocidad de vertido demasiado rápida puede causar la separación de los componentes de la mezcla, especialmente si la mezcla es demasiado seca o húmeda.
Consistencia inadecuada: Una consistencia inadecuada puede resultar en una distribución desigual de los componentes de la mezcla, lo que puede provocar la separación.
Colocación inadecuada: Una falta de control en la colocación puede resultar en la separación de los componentes de la mezcla, no puede ser vertido a más de 1.5 metros sobre la superficie.
Temperatura inadecuada: Una temperatura demasiado alta o demasiado baja puede provocar la separación de los componentes, debe estar la mezcla al momento de ser colada de entre 12° a 32°C.
Agua de mezcla excesiva: El uso de demasiada agua en la mezcla puede resultar en una consistencia demasiado fluida, provocando segregación de los agregados pétreos, suministrar el agua conforme a la tabla arriba exhibida.
Tiempo en revolvedora: Vigilar que la mezcla no esté girando en el camión revolvedor más de una hora desde el tiempo de salida de planta y hasta la obra, para evitar segregación o endurecimiento por pérdida de calor.
Además, se debe controlar la cantidad de agua para evitar un concreto demasiado líquido o seco.
Recubrimiento Acero de Refuerzo
Los recubrimientos mínimos necesarios permitirán que el acero tenga la adherencia necesaria y se proteja de intemperismo, siendo por reglamento al menos 2cm por encima de la superficie del terreno, por lo regular, se deja UNA PULGADA de separación mínima en losas, zapatas, trabes, columnas, etc., 5 cm para elementos enterrados, y no menor a 5 cm en zonas de alta alcalinidad como cerca de la costa. Para mayor adherencia con el concreto, las varillas deberán ser corrugadas.
Transporte y colocación del concreto
El transporte y la colocación del concreto deben realizarse de manera cuidadosa para evitar la segregación, la pérdida de consistencia o la contaminación del material. Se deben utilizar equipos adecuados y seguir las recomendaciones del fabricante para garantizar un proceso eficiente y seguro. El uso de un vibrador es necesario para poder expulsar el aire atrapado y acomodar la mezcla para que ocupe a la perfección la forma del molde o cimbra, eliminando oquedades, aunque tengamos cuidado, el exceso de vibración puede generar segregación, entonces el cabezal del vibrador no deberá estar en el mismo sitio más de 10 segundos, n secciones de a cada 30 o 40 centímetros horizontalmente, o cuando el agregado grueso desaparezca de la superficie aparentemente. Cuidado especial la colocación del concreto en las siguientes situaciones:
Elementos densamente armados
Elementos con secciones angostas o irregulares
Superficies inclinadas como techos
Elementos con acabado aparente
Control del concreto fresco
Durante el proceso de colocación, se deben realizar pruebas para verificar la consistencia, la temperatura y otras propiedades del concreto fresco. Esto permite detectar posibles problemas a tiempo y tomar las medidas necesarias para corregirlos.
Muestra de Concreto: Las muestras deben tomarse de concreto fresco proveniente, según sea el caso, de camiones revolvedores o con trompos de concreto (Portátiles), en donde se evitará que la muestra quede al descubierto más de 15 minutos, asentando en una libreta fecha, hora, características y ubicación de su colocación, dentro de 5-6 cilindros de PVC de 150x300 mm o de 100x200 mm, 2 durante el primer 15% de vaciado, y por supuesto, hay que consolidarlos, acabarlos, curarlos y trasportarlos al lugar del ensayo. Se debe realizar el muestreo de la mezcla de concreto de acuerdo con ASTM C 172.
Mantener temperatura: Dentro de 10°C a 25°C. En muchas ocasiones, el lugar en donde se realiza la obra tiene temperaturas extremas, con menos de 10°C, se inhibe la hidratación del cemento, y en el caso contrario se pierde por la evaporación del agua. En estos casos, se deberán tomar medidas especiales para evitar las siguientes situaciones:
Agrietamiento por exceso de agua o finos: La propensión de un concreto a contraerse proviene del tipo de materiales y la proporción en que se usen. Aunque no existen recetas como tal ante estos casos, podemos concluir que hay que evitar que los finos de arena excedan el 12% del total de la mezcla, la relación agua cemento no sea mayor a 0.38, que no se utilicen más de 380 kg/m3 de cemento debido a que su fraguado generará altas temperaturas y el que se limite al agua a 140 l/m3.
Agrietamiento por contracción plástica: Lo provoca l secado rápido de la superficie de concreto por calor, excesivo aire o resequedad en el ambiente. El agua que se evapora es la denominada de "Sangrado" que subió a la superficie a efectos del vibrador o al compactarse el concreto por peso propio cuando los agregados gruesos (Grava) tienden a asentarse y la lechada a elevarse por su menor densidad. Esto causa problemas para la resistencia a los esfuerzos de Tensión, provocando que se contraiga y se generen grietas incluso a las pocas horas del colado, dando mala apariencia y perdiendo impermeabilidad, aunque no afectará la resistencia total del elemento salvo el efecto de evaporación sea muy prolongado.
Agrietamiento por asentamiento plástico: Se presenta cuando se asienta el concreto que fue colocado sobre una parrilla de acero de refuerzo, ocurre fundamentalmente en elementos peraltados, el efecto provoca que en la superficie se aprecie la geometría del refuerzo. Se recomienda que, si la sección de concreto es profunda, se coloque en dos capas, haciendo que el vibrado de la capa superior penetre ligeramente en la capa inferior.
Agentamiento por viento: El viento, las altas temperaturas y la baja humedad ambiental son las principales causas de la evaporación del agua según el American Concrete Institute (ACI), si se provoca el efecto conjunto de estos factores se provoca una pérdida de agua superior a 0.5 l/m3, llegando al agrietamiento crítico al superar 1 l/m3. Para prevenirlo, se recomienda seguir, adicional a los procesos de curado, las siguientes indicaciones:
Colocar rompedores de viento
Colocar y fijar con pesas o ladrillos una lona de plástico
Rociar con alcohol alifático
Comprobar revenimiento: Una prueba por olla.
Peso Volumétrico: Una prueba por cada 20m3 como máximo.
Curado: Regar la mezcla fresca periódicamente, llevar un registro es importante, ya que, si la mezcla se expone a mucha evaporación, además de todo el agrietamiento, se puede reducir la resistencia en hasta un 50%. Es correcto que, al regar el colado, quede una capa de que apenas cubra por completo la superficie, casi inundarla levemente, o adhiriéndole una película plástica que se le untará en estado líquido, o aplicar vapor debajo de una lona, o humedeciéndole con arena mojada, heno, paja o yute.
Control del concreto endurecido
Con el paso de los días, y una vez que el concreto ha endurecido, se deben realizar pruebas para evaluar su resistencia, densidad, absorción y otras propiedades. Estos ensayos permiten verificar si el concreto cumple con las especificaciones técnicas y si es adecuado para su uso en la obra.
Corazones de Concreto: Cuando por alguna razón haya duda sobre la resistencia del concreto, o se requiera realizar una prueba, se extraerán muestras, con un diámetro entre 2 y 3 veces el TMA y una longitud total incluyendo sus bases, entre 1 y 2 diámetros. Las bases se preparan de manera que queden perpendiculares al eje del cilindro y presenten sus superficies lisas y planas al "cabecearlas" para lo cual se prepararán con azufre fundido. Se podrá aceptar la resistencia dada por el corazón si es mayor al 80% de la dada en el diseño de acuerdo a la norma NOM C-190.
Un profesional en el control de calidad del concreto podrá realizar las pruebas y ensayos necesarios, interpretar los resultados y tomar las medidas correctivas en caso de ser necesario. Además, te podrá asesorar en la selección de los materiales y en la dosificación adecuada, optimizando así los recursos y garantizando la calidad del concreto conforme a la normativa y regulaciones vigentes, asegurando el éxito en las exigencias legales y técnicas.
Recuerda la importancia de conservar en tu proyecto todo lo relativo a la documentación del control de calidad del concreto, cobrará suma importancia para comprobar la calidad en los procedimientos constructivos, proporcionando tranquilidad y confianza a los involucrados.
Si tienes alguna duda o requieres de algún tipo de servicio como la supervisión o auditoria en la calidad del concreto de tu obra, no dudes en contactarnos, el equipo Temocsa se encargará de llevar tu proyecto al éxito.
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