CONTROL DE CALIDAD DE CONCRETO

1 .- Introducción al Control de Calidad Fernando Gastañaduí Ruiz

CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO

Conjunto de procedimientos técnicos planeados cuya práctica permite que el concreto cumpla con los requisitos especificados, al menor costo posible. Estado Fresco APLICACIÓN

Estado Endurecido

1 .- Introducción al Control de Calidad

1

ENSAYOS DE ACEPTACIÓN DEL CONCRETO

Objetivo.- verificar cuantitativamente si el concreto cumple con las especificaciones CONCRETO FRESCO Asentamiento

CONCRETO ENDURECIDO Resistencia

Temperatura


Compresión

Densidad (Peso unitario)


Flexión

Contenido de aire

Otros (Si se especifica)

Otros (Si se especifica) 1 .- Introducción al Control de Calidad

ENSAYOS DE ACEPTACIÓN DEL CONCRETO




No vamos a inventar métodos



Los métodos están normados

1 .- Introducción al Control de Calidad

2

ENSAYOS DE ACEPTACIÓN DEL CONCRETO

Los resultados de estos ensayos no pretenden pronosticar la calidad del concreto en la estructura ya que existen variables que van mas allá del control del productor de concreto

1 .- Introducción al Control de Calidad

¿POR QUÉ INTERESA EL ESTADO FRESCO?

1 .- Introducción al Control de Calidad

3

MUESTREO DE CONCRETO FRESCO NTP 339.036 ASTM C-172

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

OBJETIVO DEL MUESTREO

Obtener muestras representativas de concreto fresco, sobre las cuales se realizan ensayos para verificar el cumplimiento

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

4

EQUIPO PARA MUESTREO DE CONCRETO



Recipiente no absorbente de capacidad > 28 L



Palas, cucharones



Tamices estándar

Humedecer los equipos antes del muestreo 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

TIEMPO LÍMITE PARA EMPEZAR ENSAYOS

Asentamiento MUESTRA Mínimo 2 porciones Máximo 15 min Mínimo 28 L (resistencia)

0

Temperatura Contenido de Aire

5

10

Elaboración de probetas para resistencia

15 min

Eliminar residuo y limpiar

Proteger del sol, viento u otra fuente de evaporación y/o contaminación, transportar y remezclar. 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

5

DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA DE MEZCLAS DE CONCRETO NTP 339.184 ASTM C 1064

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

OBJETIVO DE MEDIR LA TEMPERATURA

Determinar la temperatura del concreto fresco para verificar el cumplimiento de los requerimientos especificados

La temperatura del concreto depende del aporte calorífico de cada uno de sus componentes, además del calor liberado por la hidratación del cemento, la energía de mezclado y el medio ambiente.

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

6

COMO MEDIR LA TEMPERATURA



En un recipiente no absorbente, que debe permitir un recubrimiento de al menos 3 pulgadas (75 mm) en todas direcciones

3”

O por lo menos en 3 veces el TM del agregado. Elegir el mayor 3”

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

NORMATIVA

Descripción

Clima frío

Temp. mínima Temp. máxima

Clima cálido

Criterio de Aceptación ASTM C 94/C 94M-07 - NTP 339.114 Sección mm

1800

°C

13

10

7

5

32 °C

T = Mas baja posible. Si T ≈ 32 °C se puede encontrar dificultades

TENGA CUIDADO CON LAS TEMPERATURAS EXTREMAS 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

7

EFECTOS DE LA TEMPERATURA ALTA EN EL CONCRETO

Sobre el Tiempo de Fraguado Sobre la resistencia

Sobre la demanda de agua

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

ASENTAMIENTO DE CONCRETO FRESCO CON EL CONO DE ABRAMS NTP 339.035 ASTM C 143

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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OBJETIVO DEL ENSAYO DE ASENTAMIENTO 

Determinar el asentamiento del concreto fresco en un rango desde ½” hasta 9”



Verificar el cumplimiento de las especificaciones

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

EQUIPO PARA MEDIR EL ASENTAMIENTO

 Cono de Abrams Ø inferior 200 mm Ø superior 100 mm Altura 300 mm Tolerancias ± 3 mm Espesor mínimo 1.5 mm, 1.15 mm repujado

 Barra compactadora Barra de acero liso con punta semiesférica Ø 5/8” (16 mm) x 24” (600 mm)

 Instrumento de medida Regla de metal rígido (Wincha) Long ≥ 12 “, divisiones de ¼” (5 mm)

 Herramientas pequeñas

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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PROCEDIMIENTO PARA MEDIR EL ASENTAMIENTO

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

NORMATIVA

Especificaciones 2” (50 mm) y menos Asentamiento nominal

Tolerancias ASTM C 94/C 94M NTP 339.114 ± ½” (15 mm)

2” a 4” (50 mm a 100 mm)

± 1” (25 mm )

más de 4” (100 mm)

± 1 ½” (40 mm)

3” (75 mm ) o menos

En defecto 1 ½” (40 mm )

más que 3” (75 mm)

En defecto 2 ½” (65 mm)

En exceso 0” (0 mm) Asentamiento “máximo” o “no debe exceder”

En exceso 0” (0 mm)

Tiempo de conservación en estos rangos (responsabilidad productor)

30 min desde llegada a obra

EL PRIMER Y ULTIMO ¼ m 3 DE DESCARGA ES EXEPTUADO DE ESTE REQUISITO 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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PESO UNITARIO Y RENDIMIENTO NTP 339.046 ASTM C 138 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

OBJETIVO DEL ENSAYO DE PESO UNITARIO

Determinar el peso de 1m3 de concreto. El peso unitario normalmente está entre 2240kg/m3 a 2460kg/m3 Determinar el rendimiento del concreto

Un cambio en P. U. C. F. puede indicar un cambio en uno o más requisitos del desempeño del concreto

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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EQUIPO – PESO UNITARIO

 Balanza Exactitud 45 g o dentro de 3% de peso de prueba

 Varilla

o vibrador

Varilla de Ø 5/8” (16 mm) x 24” (600mm)

 Recipiente

cilíndrico

Capacidad de acuerdo a TM

 Placa

de Enrasado

Espesor ≥ ¼” (6mm), Largo y ancho Ø recipiente + 2”

 Mazo

de goma 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

PROCEDIMIENTO – PESO UNITARIO



Determinar el peso del recipiente vacío (en kg) y humedecerlo



Se debe conocer el volumen



Llenar y compactar en tres capas de igual volumen, en la tercera capa sobrellene el recipiente

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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PROCEDIMIENTO – PESO UNITARIO



Enrasar la superficie del concreto y dar un acabado suave con la placa de enrasado



Limpiar completamente el exterior del recipiente y determinar el peso (kg) de recipiente lleno con concreto.

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

CALCULO - PESO UNITARIO Y RENDIMIENTO

Peso total (kg) PUCF (kg/m3)

=

-

Peso recipiente (kg)

Volumen del recipiente (m3)

Peso total de la tanda (kg) Rendimiento

=

Peso unitario promedio (kg/ m3)

Promedio de tres ensayos

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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CONTENIDO DE AIRE EN EL CONCRETO FRESCO METODO PRESIÓN

METODO VOLUMÉTRICO

NTP 339.083 ASTM C 231

NTP 339.081 ASTM C 173

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO FRESCO

Generalmente ocupa del 1% al 3% del volumen de la mezcla Está en función de las proporciones, las características físicas de los agregados y del método de compactación En algunas condiciones se incorpora aire adicional para mejorar la durabilidad La inclusión de aire es necesaria en concreto que estará expuesto a ciclos de congelación y deshielo o a químicos descongelantes

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO FRESCO POR MÉTODO DE PRESIÓN



Es el de mayor uso y sirve para determinar el contenido de aire de concretos con agregados densos y relativamente densos



Se usa un medidor de aire tipo Washington

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

ELABORACIÓN Y CURADO DE PROBETAS CILÍNDRICAS EN OBRA NTP 339.033 ASTM C 31 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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OBJETIVO Elaboración, curado y transporte de probetas cilíndricas representativas del potencial del concreto colocado en obra Este procedimiento aplica para cilindros de 6 x 12 pulgadas (15 x 30 cm) usando concreto con un asentamiento ≥ 1 pulgada (2.5 cm)

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

EQUIPO

Moldes

cilíndricos

 Varilla Ø 16 mm (5/8”), Long 500 mm ± 100 mm, punta semiesférica

 Mazo

de goma

Peso 600 g ± 200 g

 Pala,

plancha de albañil, regla para enrasar

 Carretilla

u otro recipiente para muestreo y remezclado 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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PROCEDIMIENTO 

Colocar los moldes en una superficie nivelada, libre de vibraciones, tránsito vehicular o peatonal, y evitando la exposición directa al sol

v 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

PROCEDIMIENTO

MALA PRÁCTICA

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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PROCEDIMIENTO 

Los moldes deben estar limpios y cubiertos con aceite mineral (desmoldante)



Humedecer todas las herramientas

Área de contacto

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

PROCEDIMIENTO

 Llenar y compactar simultáneamente en todos los moldes en tres capas  Evitar segregación  Utilizar un cucharón pequeño (1/2 L)  Distribuir el material uniformemente alrededor del perímetro del molde

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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PROCEDIMIENTO



Llenar y compactar en tres capas iguales. Llenar en exceso la última capa 

25 golpes con la varilla



Penetrar 2,5 cm (1”) en la capa anterior



10 a 15 golpes laterales con el mazo de goma

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

PROCEDIMIENTO



Enrasar la superficie



Identificar los especimenes



PROTEGER para evitar la evaporación (Curado inicial)

Un mal acabado de la cara del cilindro afecta la resistencia del concreto

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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CURADO INICIAL

Reducción de la resistencia a 28 días, según diferentes curados iniciales (2.5 días)

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

CURADO ESTANDAR



Las probetas que evalúan la calidad del concreto se desmoldan antes de las 48 h después de moldeadas.



Máximo en 30 min después de desmoldar, colocar las probetas en una solución de agua de cal 3 g/L



El propósito del curado húmedo es para maximizar la hidratación del cemento

2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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¿POR QUÉ AÑADIMOS CAL A LA POZA DE CURADO?



Reducción de la alcalinidad



Pérdida de la masa



Aceleración del proceso de deterioro



Reducción de la resistencia y rigidez

Agua Concreto pH > 12

pH ≈ 7

La adición de cal al agua busca subirle el PH hasta un rango de 13 ó 14 para que no le quite cal al concreto (evita lixiviación) 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

ENVIO DE TESTIGOS AL LABORATORIO DE ENSAYO  Si se envía probetas a un laboratorio lejano estas no deben ser transportadas por mas de 4 h.  Los cilindros deben ser amortiguados durante el transporte y manipulados con cuidado en todo momento.

NO MALTRATAR LAS PROBETAS 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

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ENVIO DE TESTIGOS AL LABORATORIO DE ENSAYO  Los rodamientos y choques en la parte trasera de una camioneta puede ocasionar mas de un 7% de pérdida de resistencia

NO MALTRATAR LAS PROBETAS 2.- Control de Calidad de Concreto Fresco

CONTROL DE CALIDAD DEL CONCRETO ENDURECIDO

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

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RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Es la medida mas común de desempeño que usan los ingenieros para diseñar cualquier estructura

Los resultados de pruebas de resistencia a la compresión se usan fundamentalmente para evaluar el cumplimiento del concreto suministrado con la resistencia especificada f’c.

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

Por definición un ensayo de resistencia corresponde al promedio de la resistencia de dos probetas de 150 mm de diámetro y 300 mm de altura, ensayados a los 28 días

f1

f2 300 mm

●

F1 + f2 2

f2 0 15

m

m

= Resistencia a la compresión

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

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RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

●

O, (Nuevo en ACI 318.08) un ensayo de resistencia corresponde al promedio de la resistencia de tres probetas de 100 mm de diámetro y 200 mm de altura, ensayados a los 28 días

f2

f 1 + f 2 + f3 3

f3 200 mm

f1

0 10

m

m

= Resistencia a la compresión

El diámetro del cilindro debe ser por lo menos tres veces mayor que el TMN del agregado. 3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN La resistencia a la compresión es CONFORME si: (a) Cada promedio aritmético de tres ensayos de resistencia consecutivos a 28 días será mayor o igual a f'c.

•

(b) •

Ningún ensayo individual de resistencia será menor que f'c en mas de 35 kg/cm2 cuando f'c es 350 kg/cm2 o menor.

•

Ningún ensayo individual de resistencia será menor que f'c en más de 0.10f'c cuando f'c es mayor a 350 kg/cm2.

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN NTP 339.034 ASTM C 39

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

Número del cilindro

Código de muestra

R358 - 1 27-05-09

IDENTIFICAR LAS PROBETAS ANTES DE REFRENTARLAS

Fecha

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

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TOLERANCIAS DE TIEMPO PARA REALIZAR EL ENSAYO DE RESISTENCIA

Edad de Ensayo

Tolerancia de tiempo Permisible NTP 339.034 horas

%

24 h

± 0.5

± 2.1

3d

±2

± 2.8

7d

±6

± 3.6

28 d

± 20

± 3.0

90 d

± 48

± 2.2

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

PRENSA PARA ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Dial o indicador digital

Marco

de ElCapaz % de error mantener una no excederá velocidad de ± 1%de carga continua y uniforme

Plato superior móvil

Bomba hidráulica (Pack de fuerza) Plato inferior fijo

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

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PREPARACIÓN Y ACONDICIOANMIENTO DE LAS PROBETAS

No debe permitir que los cilindros se sequen antes de la prueba

El diámetro de la probeta debe determinarse con aproximación de 0.1 mm promediando las medidas de 2 diámetros perpendiculares entre sí a una altura media del espécimen

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

PREPARACIÓN Y ACONDICIOANMIENTO DE LAS PROBETAS

Para conseguir una distribución uniforme de la carga: 

Se refrentan con mortero de azufre



o con tapas de almohadillas de neopreno

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

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COLOCACIÓN DE LA PROBETA



limpiar las superficies de los bloques superior e inferior y ambos lados de la probeta



Centrar las probetas en la máquina de ensayo

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

LA GARGA HASTA COMPLETAR LA ROTURA DEBE SER AXIAL

Rotula Apoyo movil

Apoyo fijo

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

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LA GARGA HASTA COMPLETAR LA ROTURA DEBE SER AXIAL

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

VELOCIDAD DE CARGA



Aplicar la carga en forma continua y constante. En el rango de 14 a 34 MPa/s durante la última mitad de la fase de carga



Se debe anotar el tipo de falla

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

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TIPOS DE FALLAS

(a)

(b)

(c)

CONO

CONO Y SEPARACIÓN

CONO Y CORTE

(d)

(e)

CORTE

COLUMNAR

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

EXPRESIÓN DE RESULTADOS Si H/D < 1.8 Rc =

4P P = π D2 A

Relación altura diámetro

Factor de corrección

2.00

1.00

1.75

0.98

1.50

0.96

1.25

0.93

1.00

0.87

3.- Control de Calidad de Concreto Endurecido

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