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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA” ÁREA DE TECNOLOGÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURA MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN UNIDAD IV: MATERIALES AGLOMERADOS PROFESOR : MSC. ING. JOSMAR J. TÚA O. EL CONCRETO El concreto u hormigón es un material que se puede considerar constituido por dos partes: una es un producto pastoso y moldeable, que tiene la propiedad de endurecer con el tiempo, y la otra son trozos pétreos que quedan englobados en esa pasta. A su vez, la pasta está constituida por agua y un producto aglomerante o conglomerante, que es el cemento. El agua cumple la doble misión de dar fluidez a la mezcla y de reaccionar químicamente con el cemento dando lugar, con ello, a su endurecimiento. ANTECEDENTES Se conocen evidencias históricas de productos parecidos al concreto, con varios milenios de antigüedad. Durante el Imperio Romano se desarrolló una especie de concreto utilizando el aglomerante que llamaban “ cementum”. El concreto, tal como se conoce actualmente, tuvo sus inicios en la segunda mitad del siglo XVIII, con las investigaciones sobre cales de John Smeaton y Joseph L. Vicat. A principios del siglo XIX se desarrolla el cemento Portland y, a comienzos del siglo XX, se estudian y establecen la mayor parte de las relaciones que gobiernan el comportamiento del material. Su evolución y avance es permanente, habiendo logrado adelantos tecnológicos importantes, siendo ejemplos de ellos: el concreto precomprimido, el concreto liviano, el uso de los aditivos químicos, los concretos ultrarresistentes, los de exigente comportamiento y otros. Los romanos usaron con gran éxito cementos puzolánicos, que son una mezcla de cal y materiales volcánicos que reaccionan entre sí y con el agua, dando origen a productos en cierto modo similares a los componentes hidratados de los cementos actuales. Las diferencias fundamentales entre los concretos primitivos y los actuales provienen del tipo de aglomerante. Inicialmente se usaron yeso ó cal. El yeso deshidratado por el calor de, por ejemplo, una fogata sencilla, absorbe nuevamente el agua y endurece. La cal, obtenida en hornos especiales ó bajo la acción directa

Unidad IV Materiales Aglomerados

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL“FRANCISCO DE MIRANDA”

ÁREA DE TECNOLOGÍAPROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAMATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

UNIDAD IV: MATERIALES AGLOMERADOS

PROFESOR: MSC. ING. JOSMAR J. TÚA O.

EL CONCRETOEl concreto u hormigón es un material que se puede considerar constituido

por dos partes: una es un producto pastoso y moldeable, que tiene la propiedad de endurecer con el tiempo, y la otra son trozos pétreos que quedan englobados en esa pasta. A su vez, la pasta está constituida por agua y un producto aglomerante o conglomerante, que es el cemento. El agua cumple la doble misión de dar fluidez a la mezcla y de reaccionar químicamente con el cemento dando lugar, con ello, a su endurecimiento.

ANTECEDENTESSe conocen evidencias históricas de productos parecidos al concreto, con

varios milenios de antigüedad. Durante el Imperio Romano se desarrolló una especie de concreto utilizando el aglomerante que llamaban “cementum”. El concreto, tal como se conoce actualmente, tuvo sus inicios en la segunda mitad del siglo XVIII, con las investigaciones sobre cales de John Smeaton y Joseph L. Vicat. A principios del siglo XIX se desarrolla el cemento Portland y, a comienzos del siglo XX, se estudian y establecen la mayor parte de las relaciones que gobiernan el comportamiento del material. Su evolución y avance es permanente, habiendo logrado adelantos tecnológicos importantes, siendo ejemplos de ellos: el concreto precomprimido, el concreto liviano, el uso de los aditivos químicos, los concretos ultrarresistentes, los de exigente comportamiento y otros.

Los romanos usaron con gran éxito cementos puzolánicos, que son una mezcla de cal y materiales volcánicos que reaccionan entre sí y con el agua, dando origen a productos en cierto modo similares a los componentes hidratados de los cementos actuales.

Las diferencias fundamentales entre los concretos primitivos y los actuales provienen del tipo de aglomerante. Inicialmente se usaron yeso ó cal. El yeso deshidratado por el calor de, por ejemplo, una fogata sencilla, absorbe nuevamente el agua y endurece. La cal, obtenida en hornos especiales ó bajo la acción directa

del fuego, se descarbonata, con resultados similares. Sin embargo, las características del yeso y de la cal aérea (que endurece por reacción con el anhídrido carbónico de la atmósfera) difieren de las que tienen los actuales aglomerantes, los cuales han permitido el empleo masivo del concreto.

El cemento Portland que se usa hoy día como conglomerante es una cal hidráulica perfeccionada. Hidráulica quiere decir que tiene capacidad para endurecer tanto al aire como bajo el agua, sin la colaboración del anhídrido carbónico, como sucedía con las primeras cales. Lo económico del material se debe a que las materias primas que emplea son relativamente abundantes en la naturaleza, y a las ventajas competitivas que ofrece frente a otros materiales de construcción.

CONCRETO REFORZADOEl concreto puede ser reforzado mediante la colocación de barras de acero

embebidas en su masa, dando origen al llamado concreto reforzado. El concreto también ha sido reforzado con otros elementos, tales como fibras vegetales, metálicas o plásticas. Las primeras no han dado tan buenos resultados como las otras, debido a su menor durabilidad.

Desde sus inicios, el concreto reforzado se constituyó en una solución para la construcción económica y rápida de estructuras de envergadura y calidad, en las cuales sustituyó históricamente a la piedra. Se puede considerar el concreto como una especie de piedra artificial. Con piedra se hicieron construcciones de gran belleza y calidad. Sin embargo, el proceso de extracción, cortado, traslado y colocación de los bloques de piedra hace sumamente oneroso el procedimiento. El concreto u hormigón, por el contrario, se elabora y vierte en estado pastoso dentro de los moldes que le darán forma definitiva al endurecer posteriormente, cosa que puede ser hecha en la propia obra. Otra importante ventaja sobre la piedra es que ésta trabaja por gravedad, piedra sobre piedra, mientras que el concreto reforzado queda “cosido” con las barras de acero que le sirven de refuerzo ó armadura, lo cual permite formas, luces y voladizos imposibles con aquélla. La baja resistencia a la tracción de la piedra o del concreto simple, se compensa con la presencia del refuerzo metálico.

La gran ventaja de los concretos modernos es que se disponen barras de acero, en las áreas donde ser generan tensiones de tracción.

Fuente: Porrero y Grases, 2004

COMPONENTESAproximadamente un 80% del peso del concreto u hormigón está compuesto

por partículas de origen pétreo, de diferentes tamaños, material denominado usualmente como agregados, áridos o inertes. Por esa razón las características de esos materiales son decisivas para la calidad de la mezcla de concreto. La calidad de los agregados depende de las condiciones geológicas de la roca madre y, también, de los procesos extractivos.

Se acostumbra añadir a la mezcla esos materiales pétreos en dos fracciones diferentes, de acuerdo con su tamaño; una, que se denomina agregado grueso, y la otra agregado fino.

El cemento más frecuentemente usado es el cemento Portland y se obtiene en complejas plantas productoras, a cargo de las cuales debe quedar el control del producto y la garantía de su calidad.

Además de los agregados, del cemento y del agua, es cada vez más frecuente añadir a la mezcla ciertos productos químicos que, en muy pequeña

cantidad, son capaces de modificar de manera muy importante algunas propiedades del concreto, se les suele llamar aditivos.

PREPARACIÓN Y COLOCACIÓNMediante algunas reglas establecidas, cuya complejidad depende de la

calidad requerida por el concreto que se vaya a usar, es posible estimar las proporciones de los componentes de la mezcla que resulten más adecuados para cada situación.

El mezclado se efectúa en máquinas llamadas, precisamente, mezcladoras, las cuales son rotores que agitan y envuelven los materiales hasta lograr una masa homogénea, con la pastosidad o la fluidez deseada.

El concreto ya mezclado, o concreto en estado fresco, es transportado a los moldes o encofrados previamente preparados y con el acero de refuerzo ya colocado en su interior en la posición en que debe quedar; se efectúa entonces la operación que conocemos como vaciado, colado o moldeado, que consiste en verter la masa dentro de los moldes y proceder posteriormente a su compactación. Esa densificación se efectúa por medios manuales o mediante el vibrado de la masa de concreto. Como consecuencia de la vibración, la mezcla se fluidifica y se acomoda al encofrado, ocupando todos los espacios y rodeando completamente las armaduras metálicas.

Después hay que esperar el tiempo necesario para que el concreto fragüe y se endurezca. En su momento se inicia el curado y se retiran los encofrados. El curado es el proceso de mantener o reponer la humedad que pudiera perder el material por evaporación de agua, necesaria ésta para que se desarrollen las reacciones de hidratación del cemento.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETOSon muchas las características del concreto que interesan; algunas de ellas

se hacen críticas en determinadas circunstancias. Sin embargo, desde un punto de vista general, son dos las características o propiedades principales de mayor consideración.

• La consistencia o grado de fluidez del material en estado fresco, la cual se

conoce también como manejabilidad, docilidad, trabajabilidad, asentamiento y otros. En estos conceptos se engloban las características relativas a la mayor o menor facilidad para colocar el concreto.

• La resistencia se determina por medio de ensayos mecánicos de

compresión ó tracción sobre probetas normalizadas.

TIPOS DE CONCRETOEl concreto es un material con una amplia gama de posibilidades, bien sea

por el uso de diferentes componentes o por la distinta proporción de ellos.

El concreto se usa profusamente en elementos estructurales de edificaciones tales como: columnas, vigas, losas, cerramientos, muros, pantallas, así como en pavimentos, pistas aéreas, zonas de estacionamiento, represas, acueductos, canales, túneles, taludes, adoquines, tanques, reservorios, barcos, defensas marinas, y en otros múltiples usos.

Los agregados pueden ser granos de gran tamaño, como en el caso de represas o estribos de puentes, o de pequeño tamaño, para los morteros. Pueden ser especialmente pesados o livianos. La consistencia del concreto puede ser muy seca, como en el caso de los elementos prefabricados, o puede lograrse muy fluida, como se recomienda para elementos de poca sección y mucha armadura.

Sus resistencias mecánicas pueden ser de niveles muy variados, de acuerdo con las necesidades. En la figura anexa se agrupan rangos de resistencias a la compresión, representativos de diferentes denominaciones frecuentemente empleadas en la tecnología o uso del concreto.

Fuente: Porrero y Grases, 2004RELACIONES ENTRE LA CALIDAD DEL CONCRETO Y SU COMPOSICIÓN

Las propiedades del concreto dependen, primordialmente, de las características y proporciones de sus componentes constitutivos. En la práctica, se juega fundamentalmente con las proporciones entre los principales componentes para hacer variar la calidad del concreto, adaptándola a las necesidades específicas de cada caso. Estas proporciones suelen expresarse en unidades de peso o de volumen por cada unidad de volumen de concreto. En el primer caso kgf/m3; en el segundo litro/m3. Sin embargo, en la tecnología del concreto es frecuente o conveniente expresar estas relaciones como sigue:

• El cemento directamente en kgf/m3 (o en sacos/m3), lo que se conoce como

dosis de cemento.• El agua indirectamente, a través de la conocida relación agua/cemento (α),

en peso.• El agregado queda dado implícitamente, al conocer las cantidades de

cemento y de agua, considerando que todos los componentes forman siempre un volumen fijo de concreto según sus pesos específicos.

Entre estas proporciones de los componentes y los índices de calidad de la mezcla se establecen relaciones que pueden expresarse de una forma esquemática gráfica de la siguiente manera:

Fuente: Porrero y Grases, 2004

LA LEY DE ABRAMS

Es bien sabido que, a igualdad de todas las condiciones, la relación agua/cemento en peso (α = a/C), y la resistencia media a la compresión (R) pueden relacionarse mediante la siguiente fórmula:

R = M / Nα

donde:R = resistencia media a la compresión (kgf/cm2)M, N = constantes que dependen de los otros factores no considerados.

Esta ley establece la correspondencia entre la resistencia del concreto y la relación agua/cemento, en peso, que se ha simbolizado como valor “α”.

α = a / Cdonde:a = representa la cantidad de aguaC = representa la dosis de cemento

Fuente: Porrero y Grases, 2004

CALIDAD GRANULOMÉTRICA DE LOS AGREGADOS

Uno de los factores que en la práctica debe considerarse con más frecuencia como variable, es la calidad granulométrica de los agregados, entendiendo por tal la granulometría y el tamaño máximo.

Se puede introducir esta variable, considerando como primera aproximación, que su principal influencia se ejerce sobre las restantes variables indicadas en el esquema presentado. En lo relativo a la granulometría ello es cierto con bastante aproximación, siempre que ésta se conserve dentro de los límites establecidos. Sin embargo, en lo relativo al tamaño máximo del agregado, además de influir sobre las relaciones indicadas en dicho esquema, modifica otras, tales como los valores de las constantes de la curva “Resistencia vs. Relación agua/cemento”, debido a su influencia sobre el mecanismo de fractura del concreto.

De manera similar, la rugosidad y forma de los agregados pueden modificar la calidad del concreto e influir sobre algunas o todas las relaciones establecidas. Finalmente, la calidad del concreto no se limita a su resistencia mecánica normativa; factores tales como el fraguado, retracción y otras, no quedan bien representados por el valor de dicha resistencia y se deben establecer nuevas relaciones que liguen directamente estos índices de calidad con los parámetros de la mezcla de los cuales dependen.

Fuente: Porrero y Grases, 2004

ESQUEMA GENERAL DE LAS RELACIONES

Este esquema es una especie de índice gráfico de las principales relaciones y permite identificar rápidamente que características del concreto se modificarán al variar la calidad de sus componentes o su proporción en la mezcla o, por el contrario, que parámetro será preciso modificar para cambiar la calidad del producto.

Fuente: Porrero y Grases, 2004

ENDURECIMIENTO DEL CONCRETOLa capacidad de la mezcla de endurecer hasta formar una verdadera roca

artificial, se debe a la reacción entre el agua y el cemento. Esta es una reacción interna que se produce aunque el material este encerrado herméticamente bajo agua.

El agua de mezclado sirve como lubricante entre los granos de los inertes, dando fluidez a la mezcla, que puede ser moldeada. Pero desde el mismo momento en que entran en contacto el agua y el cemento se inician las reacciones de hidratación que conducirán al endurecimiento final del material.

Fuente: Porrero y Grases, 2004

CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO FRESCOSe denomina “concreto fresco” al material mientras permanece en estado

fluido, es decir desde el momento cuando todos los componentes son mezclados hasta que se inicia el atiesamiento de la masa (periodo plástico). En ese lapso el concreto es transportado, colocado en moldes o encofrados y luego compactado manualmente o por vibración.

Ese estado de plasticidad tiene una duración diferente entre unas y otras localidades, y entre una y otra época del año, ya que las condiciones del clima tienen gran influencia. En lugares cálidos y secos el estado fresco dura menos tiempo que en localidades húmedas y frías.

Son muchas las propiedades del concreto fresco que interesan y pueden llegar a ser críticas. No sólo por su relación con el manejo del concreto en ese estado, sino porque pueden servir como señal anticipada de las propiedades que pueda tener el material al endurecer posteriormente.

REOLOGÍASe agrupa el conjunto de características de la mezcla fresca que posibilitan

su manejo y posterior compactación. Desde el punto de vista físico, estas

características dependen de las variaciones de la viscosidad y de la tixotropía de la mezcla a lo largo del tiempo.

En la práctica, se define con base a tres características: Fluidez, Compactibilidad y Estabilidad a la Segregación.

• Fluidez

Describe la calidad del fluido o viscosidad que indica el grado de movilidad que puede tener la mezcla. En un sentido general, la palabra “trabajabilidad” también se emplea con el significado de fluidez.

• Compactibilidad

Cuando la mezcla es vibrada se hace más fluida y puede así distribuirse más uniformemente, envolviendo bien las armaduras y ocupando todas las sinuosidades del encofrado. Esta es la propiedad que se conoce como tixotropía: atiesamiento en reposo y fluidificación en movimiento; y es la característica que permite la compactibilidad de la mezcla y su adaptación al molde.

• Estabilidad a la Segregación

Los componentes del concreto: líquido (agua), polvo (arena y cemento), fragmentos de piedra y una pequeña fracción de aire, cuya mezcla tiene la natural tendencia a separarse unos de otros. La separación del agua de los restantes componentes de la mezcla, cuando queda flotando sobre el material recién colocado, se conoce como “exudación” o “sangrado”, y tiene su propio desarrollo evolutivo. Por otro lado, la tendencia a separarse de los granos gruesos del mortero, lo que se conoce como “segregación”, depende de la viscosidad y de la tixotropía, y se relaciona con la cantidad y el tamaño de los granos.

TRABAJABILIDADEn la tecnología del concreto, la palabra “trabajabilidad” se emplea con dos

acepciones distintas. Una, general, con la cual se designa el conjunto de propiedades del concreto que permiten manejarlo sin que se produzca segregación, colocarlo en los moldes y compactarlo adecuadamente. La otra acepción es específica para designar el asentamiento medido por el procedimiento normalizado del Cono de Abrams.CONO DE ABRAMS

El asentamiento medido con el Cono de Abrams, según la Norma COVENIN 339 “Concreto. Método para la medición del asentamiento con el Cono de Abrams” y

ASTM C143, es un índice bastante práctico; aunque no mide todas las propiedades plásticas de la mezcla, ni las valora con el mismo grado de influencia que ellas realmente tienen en el concreto.

Fuente: Porrero y Grases, 2004

Fuente: Porrero y Grases, 2004

RETRACCIÓNFenómeno de encogimiento o disminución de volumen que sufre el material

con el tiempo, debido principalmente a la pérdida parcial de agua en las primeras horas y que puede llegar a producir grietas en el material.

La retracción se puede producir en dos etapas diferentes de la vida del concreto: Una, en los momentos iniciales del fraguado, debida no a la pérdida del agua libre, sino a parte del agua de la mezcla, la misma se conoce como “retracción de fraguado” ó “retracción plástica”. La otra, de menor escala, cuando el concreto está endurecido, generalmente al cabo de semanas o de meses y que es conocida como “retracción hidráulica”.

AGUA PARA CONCRETOEl agua es imprescindible en varias etapas de la elaboración del concreto

mezclado, fraguado y curado. El agua de mezclado ocupa normalmente entre 15% y 20% del volumen del concreto fresco y, conjuntamente con el cemento, forman un producto coherente, pastoso y manejable, que lubrica y soporta los agregados, acomodable en los moldes. Simultáneamente esta agua reacciona químicamente con el cemento, hidratándolo y produciendo el fraguado en su acepción más amplia, desde el estado plástico inicial, pasando por lo que llamamos endurecimiento, hasta el desarrollo de resistencia a largo plazo. Por otra parte, el agua de curado es necesaria para reponer la humedad que se pierde por evaporación luego que el concreto ha sido colocado, compactado y alisado en su superficie; de esta manera se garantiza el normal desarrollo de las reacciones de hidratación del cemento.

Tanto el agua de mezclado como el agua de curado deben estar libres de contaminantes que puedan perjudicar el fraguado del concreto o que reaccionen negativamente, en estado fresco o endurecido, con alguno de sus componentes o con los elementos embutidos en el concreto.

AGUA DE MEZCLADOEl agua de mezclado cumple dos funciones: hidratar el cemento y

proporcionar fluidez y lubricación al concreto.

Ciertas impurezas en el agua pueden causar reacciones perjudiciales al concreto o alteraciones en sus propiedades:

Trabajabilidad

Tiempos de fraguado

Resistencias mecánicas

Adherencia entre concreto y refuerzo

Permeabilidad

Durabilidad (Disgregación, corrosión de elementos metálico)

Aspecto (efluorescencia, decoloración)

Esas impurezas pueden estar en forma de solución (azucares, sales como carbonatos, cloruros y sulfatos, ácidos) o de suspensión (aceites, materia vegetal, limos, arcillas).

AGUA DE CURADOLa hidratación del cemento comienza al contacto con el agua de mezclado, y

desde la superficie de cada grano de cemento hacia el interior; es un proceso muy rápido en los primeros minutos y horas, que se prolonga por varios meses y años siempre que haya humedad suficiente. Durante las primeras horas hay reserva suficiente de agua en el concreto y, luego, se pierde progresivamente por evaporación, primero desaparece el agua de exudación, que es la capa superficial, brillante, que se observa al realizar la compactación del concreto y, ya semiendurecido el concreto, hay una migración y evaporación del agua interna necesaria para la reacción del cemento. La tasa de evaporación depende de tres factores:

a) Capacidad desecante del medio ambiente (temperatura, humedad relativa y velocidad de viento).

b) Cantidad de calor generado al hidratarse el cemento, por ser ésta una reacción exotérmica.

c) Dimensiones de la pieza o elemento del concreto, especialmente de las superficies expuestas a desecación.

MANEJO DEL CONCRETOEl concreto que acaba de ser elaborado en la obra, o acaba de ser recibido

en los camiones de premezclado, debe pasar por una serie de etapas o procesos cuya secuencia empieza con el transporte hasta los encofrados, sigue con la colocación dentro de ellos, continúa con su posterior compactación y se completa con el curado de sus superficies. Las tres primeras operaciones hay que realizarlas cuando el material está todavía en estado fresco, por lo cual requieren de cierto apresuramiento, sin que por ello se descuiden prácticas y procedimientos. El curado se debe iniciar en el momento adecuado, cuando el material ya ha ganado cierta consistencia; se debe prolongar por el tiempo que el clima y las características del concreto recomienden.

• TRANSPORTE

Existen diversas maneras de transportar el concreto desde el lugar de mezclado, o desde el lugar de la recepción, hasta el sitio final de su colocación. Cualquier procedimiento resultará adecuado, siempre y cuando se cumplan los siguientes requisitos:

a. Evitar la pérdida de parte de la masa del concreto por derrames o por adherencia a las paredes de los medios de transporte.

b. Contar con los equipos y personal necesarios para no atrasar un vaciado con relación al anterior, lo que podría dar origen a una junta fría en el material.

c. No perder tiempo, ya que se podría ocasionar la evaporación parcial del agua de la mezcla, o el espesamiento y endurecimiento de la masa.

d. Evitar la segregación del material durante su traslado ya que, de producirse, disminuirá las condiciones de resistencia y durabilidad.

• COLOCACIÓN Ó VACIADO

Una vez que el concreto ha llegado al lugar donde están los moldes o encofrados, se da comienzo a la fase de su colocación. Previamente, los moldes han tenido que ser limpiados internamente para evitar la presencia de objetos o suciedades sobre las caras. Las armaduras han debido ser comprobadas, tanto en su cantidad como en su posición. Los encofrados deben ser estancos y tratados en su superficie interna para evitar la adherencia a la masa, específicamente si son de madera con capacidad para absorber agua de la mezcla.

Hay que evitar el desplazamiento de la armadura, la formación de juntas frías en la pieza, la creación de oquedades y cangrejeras, y la propia segregación del concreto.

• COMPACTACIÓN

Es la operación por medio de la cual se densifica la masa, todavía blanda, reduciendo a un mínimo la cantidad de vacíos. Estos vacíos en el concreto fresco provienen de varias causas, entre las cuales las dos más importantes son: el llamado “aire atrapado” y los vacíos producidos por la evaporación de parte del agua de amasado.

Los métodos de densificación del concreto se pueden dividir en dos grupos:

• Compactación Manual: Se golpea verticalmente el concreto con barras (penetrándolo) y pisones (aplastándolo), teniéndose un menor grado de compactación.

• Compactación por Vibrado: Al vibrar la masa de concreto, el material se fluidifica y permite su acomodo al molde, envolviendo las armaduras, expulsando gran parte del aire atrapado.

• CURADO

Es la operación mediante la cual se protege el desarrollo de las reacciones de hidratación del cemento, evitando la pérdida parcial del agua de reacción por efecto de la evaporación superficial. Si al haberse completado la compactación y las operaciones posteriores de alisamiento de las superficies visibles, se abandonan las piezas recién elaboradas, se producirá un proceso de evaporación del agua contenida en la masa de concreto, tanto más veloz y pronunciado cuanto mayor sea la capacidad desecante del medio ambiente, la cual depende de: la temperatura, la sequedad y el viento.

EVALUACIÓN DEL CONCRETO COLOCADOEn primera instancia el concreto colocado comprende como criterio de

evaluación la resistencia a la compresión, mediante el ensayo a 28 días de edad de muestras cilíndricas de concreto elaboradas, compactadas, curadas y ensayadas de conformidad con la Norma COVENIN 338 “Concreto. Método para la elaboración, curado y ensayo a compresión de cilindros de concreto”. En algunos casos la información suministrada por este ensayo puede no ser oportuna en el tiempo, por ser tardía, o no reflejar cabalmente la verdadera resistencia del concreto colocado en sitio.

Cabe destacar a este ensayo de control como el más utilizado para evaluar la resistencia del concreto suministrado a la obra. Este ensayo sencillo no pretende cuantificar a plenitud la resistencia del concreto colocado en el sitio. La metodología de la toma de muestras, su compactación cuidadosa, curado y ensayo normalizado, no responden a los mismos procedimientos de transporte, vaciado, compactación y curado del concreto colocado en la obra.

Fuente: Porrero y Grases, 2004

ENSAYOS EN SITIO EN ESTRUCTURAS EXISTENTES

NÚCLEOS Ó SACANÚCLEOS Tradicionalmente y desde un punto de vista normativo, el ensayo de núcleos

extraídos de la estructura “core-drill” ha sido la forma de evaluar la resistencia del concreto en sitio. Los núcleos ó core-drills, son probetas cilíndricas cortadas y extraídas de la masa de concreto endurecido. Para ello se utiliza una broca tubular (entre 7,5 a 10 cm de diámetro), girando sobre su eje, con una corona de tungsteno o de diamantes industriales en el extremo que hace el corte. El procedimiento es relativamente lento y costoso, por lo que en la planificación de la toma de muestras se procura perforar el menor número posible de núcleos.

Como consideraciones importantes a tomar en cuenta, es preciso señalar que:

• El número mínimo de núcleos a extraer en cada zona a estudiar es de tres.

• Se seleccione en esa zona la región que menos afecte la capacidad

resistente.

• Se evite cortar los aceros de refuerzo

ULTRASONIDO Este ensayo consiste en medir el tiempo que tarda un pulso ultrasónico en

atravesar la masa de concreto que se está evaluando. La técnica más común y confiable consiste en colocar, en dos caras opuestas del elemento a estudiar, enfrentados el emisor en una y el receptor de las ondas ultrasónicas en la otra.

Fuente: Porrero y Grases, 2004

Para que los resultados del ensayo sean confiables, debe cumplirse con lo indicado en la Norma COVENIN 1681, “Método de ensayo para determinar la velocidad de propagación de ondas en el concreto” y cuidar los siguientes aspectos:

a. El aparato de ensayo debe estar adecuadamente calibrado y usarse en la correspondiente escala de apreciación. El equipo se suministra con una barra de calibración.

b. Los terminales deben estar en perfecta oposición. Para lograr eso es bueno mantener fijo un terminal y mover ligeramente el opuesto, hasta lograr la lectura mínima.

c. En lo posible, se debe evitar la presencia del acero de refuerzo en la trayectoria de los terminales.

d. Resulta conveniente tener conocimiento del estado de humedad del concreto, ya que ella favorece la velocidad de transmisión.

ENSAYO ESCLEROMÉTRICO Esta determinación se realiza con la ayuda de un aparato denominado

“esclerómetro”, el cual es un instrumento que sirve para medir la dureza de los cuerpos, y es capaz de registrar el rebote de cierta masa que impacta sobre la superficie del concreto. Al producirse el impacto, parte de la energía cinética que trae la masa se convierte en deformación de la superficie de concreto; el remanente es lo que da lugar al rebote, por lo que es evidente que, a mayor rebote mayor dureza superficial y, presumiblemente, mayor resistencia del concreto.

Fuente: Porrero y Grases, 2004

ENSAYO DE PENETRACIÓN Estas técnicas de ensayo miden la profundidad de penetración de insertos

normalizados cuando los mismos son incorporados dentro del concreto endurecido, por medio de un propulsor normalizado. Esta técnica supone la utilización de una pistola especialmente diseñada (conocida como “Pistola de Windsor”) la cual dispara con carga calibrada un inserto de acero que penetrará el concreto en relación inversa a su calidad. El procedimiento es similar al ensayo esclerométrico pero incorpora mayor energía de impacto. En la práctica se determina la longitud del inserto que sobresale a la superficie y por diferencia se calcula la profundidad de penetración.

Fuente: Porrero y Grases, 2004