CONCRETO ARMADO I O CONCRETO SIMPLE, Guías, Proyectos, Investigaciones de Matemáticas

¡Descarga CONCRETO ARMADO I O CONCRETO SIMPLE y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Matemáticas solo en Docsity! ENTENDIE YY UN 0310 Ing. Enrique Pasquel Carbajal , JCONTRAOLMIA ¿ EXPRESS Ing. Enrique Pasquel Carbajal Ingeniero Civil, Gerente General de Control Mix Express SAC.- Ensayos en Concreto, Profesor de la Pontificia Universidad Católica del Perú, Profesor de la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas, Honorary Member American Concrete Institute, Fellow American Concrete Institute, Past Presidente del ACI-PERU, Miembro del Comité ACI 318 del American Concrete Institute, Miembro del Comité de la Norma E 060, Instructor Certificado de ASTM para Latinoamérica, Director Ejecutivo de Pasquel Consultores - Especialistas en Concreto El Sistema Control Mix Express es un servicio integral para el control de calidad de testigos de concreto en obras civiles, constituido por 6 etapas estandarizadas que involucran: 1) Muestreo, 2) Moldeo, 3) Transporte a laboratorio, 4) Almacenaje y Curado controlado, 5) Ensayo en compresión y 6) Remisión online de certificados de resultados de ensayos, en cumplimiento estricto de las normas aplicables. El Sistema Control Mix Express es de origen totalmente nacional en cuanto a su concepción e implementación, empleando en su configuración las siguientes Normas ASTM de origen norteamericano (USA) especificadas en la NTE E.060 Concreto Armado - 2009 del Reglamento Nacional de Edificaciones como aplicables. El sistema Control Mix Express cuenta con certificación ISO 9001:2008, siendo el alcance "sistema para el Control de Calidad del concreto de obras en Lima, que incluye conjuntamente los procesos de: Capacitación y certificación en muestreo y moldeo de probetas al personal del cliente, y Control y ensayo: suministro de módulos de muestreo, transporte, curado, ensayo de resistencia a la compresión de probetas de concreto, y emisión y envío de certificados de ensayo en línea" Empresa especializada en consultoría en Tecnología del Concreto, Patología y Procesos Constructivos Especiales con concreto. El servicio abarca todo tipo de evaluación de problemas con concreto, desarrollo y optimización de diseños de mezcla de concretos convencionales y especiales, para infraestructura, carreteras, puertos, minería, etc. Así mismo, se realizan proyectos de investigación en el desarrollo de productos aplicados para la industria de la construcción y desarrollos de cursos de capacitación especializada en concreto in house. Figura 2 .- Acápite 5.1.7 de la Norma NTE E.060-2009 Figura 3 .- Acápite 5.6.2 de la Norma NTE E.060-2009 3 Para la selección del número de muestras de ensayo, se considerará como “clase de concreto” a: Frecuencia de los ensayos Las muestras para los ensayos de resistencia de cada clase de concreto colocado cada dia deben tomarse no menos de una vez al dia, ni menos de una vez por cada 50 m3 de concreto, ni menos de una vez por cada 300 m2 de superficie de losas o muros. No deberá tomarse menos de una muestra de ensayo por cada cinco camiones cuando se trate de concreto premezclado. Cuando en un proyecto dado el volumen total de concreto sea tal que la frecuencia de ensayos requerida por 5.6.2.1 proporcione menos de cinco ensayos de resitencia para cada clase dada de concreto, los ensayos deben hacerse por lo menos en cinco tandas de mezclado seleccionadas al azar, o en cada una cuando se empleen menos de cinco tandas. 5.1.7 5.6.2 5.6.2.1 5.6.2.2 Cada una de las diferentes calidades de concreto requeridas por resistencia en compresión. Para una misma resistencia en compresión, cada una de las diferentes calidades de concreto obtenidas por variaciones en el tamaño máximo del agregado grueso, modificaciones en la granulométrica del agregado fino o utilización de cualquier tipo de activo. El concreto producido por cada uno de los equipos de mezclado utilizados en la obra. (a) (b) (c) Tabla Nº 1 - Análisis comparativo de las exigencias de ACI 318-2014 vs NTE E.060-2009 ACI 318 - 2014 NTEE 060 - 2009 Observación Clase de Concreto sólo por Resistencia en compresión. NTE E.060 es más exigente Clase de Concreto sólo por Resistencia en compresión, Tamaño Máximo de Agregado, Variaciones en arena en Tipo de aditivo y por cada equipo de producción de concreto en obra ( por cada planta en el caso de premezclado.. No menos de 1 Muestra por cada clase de concreto por día. Criterio similar, pero en NTE E060 hay más clases de concreto, es decir es más exigente. No menos de 1 Muestra por cada clase de concreto por día. No menos de 1 Muestra por cada 110 m3 de concreto de cada clase. NTE E.060 es más exigenteNo menos de 1 Muestra por cada 50 m3 de concreto de cada clase. No menos de 1 Muestra por cada 460 m2 de losas o muros. NTE E.060 es más exigente No menos de 1 Muestra por cada 300 m2 de losas o muros. No menos de 5 Muestras por cada clase de concreto en proyectos con poco volumen. Criterio similar pero en NTE E.060 hay más clases de concreto, es decir, es más exigente. No menos de 5 Muestras por cada clase de concreto en proyectos con poco volumen. No indica muestreo minimo en el caso de premezclado. NTE E.060 es más exigente.No menos de 1 muestra por cada 5 camiones ( cada 40 m3). Con frecuencia recibo comentarios de algunos colegas locales sobre el porqué si se supone que el ACI 318 es el estado del arte en relación al concreto, nuestra norma NTE E.060 es mucho más exigente "innecesariamente". El suscrito es miembro activo tanto del Comité ACI 318 en USA como del Comité de la Norma NTE E060 local por lo que conocemos de cerca los argumentos para aclarar estos conceptos. La respuesta es más simple de lo que parece si recordamos por un lado que el Código ACI 318 es una norma desarrollada para la realidad norteamericana, donde sólo se emplean insumos certificados y estandarizados, la industria del premezclado tiene una penetración superior al 95% del consumo de cemento y la cultura técnica y comercial está basada en la confianza del cumplimiento de especificaciones y acuerdos. Ing. Enrique Pasquel 4 CONCLUSIONES4.0 En nuestro país, la penetración del concreto premezclado no llega al 25% del consumo de cemento, primando la producción del concreto informal a pie de obra, los agregados tienen serios problemas de calidad y uniformidad, y nuestra cultura desafortunadamente está basada en la tendencia al incumplimiento y saltarse en los posible las normas técnicas y comerciales por fines de lucro. En este sentido, los miembros del Comité de la Norma E 060 conocedores de esta realidad y de la necesidad de que en las obras se logre obtener realmente la resistencia del concreto establecida en el diseño estructural, incluyeron especificaciones más exigentes en el muestreo a fin de elevar en nuestro medio el nivel de calidad tanto del concreto a pie de obra, como del concreto premezclado y garantizar la seguridad de las construcciones, sobre todo ante los eventos sísmicos que cada cierto tiempo asolan nuestro país, luego la frecuencia establecida no es arbitraria sino la necesaria para la realidad local. La Norma NTE E.060-2009 Concreto Armado vigente tiene fuerza de ley y es de aplicación obligatoria en relación a la frecuencia de muestreo para evaluar la calidad del concreto en obra, siendo el Código ACI 318 sólo la norma de referencia. La NTE E.060 establece que se debe diferenciar las clases de concreto en un proyecto por su resistencia en compresión, pero adicionalmente segmentarlas por variaciones en Tamaño Máximo del agregado, en el tipo y procedencia de la arena, el tipo y marca de aditivo empleado y por cada mezcladora que se emplee en obra y/o por cada planta de producción de premezclado de donde provenga el concreto. Cada clase de concreto empleado en obra debe ser muestreado no menos de 1 vez al día. Cada clase de concreto empleado en obra debe muestrearse no menos de 1 vez cada 50m3 colocados por día, no menos de cada 300 m2 de losas o muros vaciados y no menos de cada 5 camiones (cada 40m3) suministrados por día cuando se emplee premezclado. En proyectos con volúmenes totales de concreto menores de los mencionados previamente, deben obtenerse no menos de 5 muestras por cada tipo de concreto durante la ejecución de la obra. Nuestra experiencia en este campo permite estimar para fines prácticos que para cumplir con los requisitos de la Norma NTE E060, la frecuencia de muestreo en obra es del orden de una muestra cada 25 m3 a 30 m3 en el caso del premezclado. Ing. Enrique Pasquel Con seguridad le ha ocurrido a algún colega Residente de obra que su Supervisor verifica la guía de remisión del camión de premezclado y basado en un cierto tiempo transcurrido decide que ya no puede usarse argumentando que ya tiene fraguado inicial, o que ya se cumplió el tiempo de vida útil garantizado por el proveedor de premezclado y debe desecharse. Otro caso frecuente es cuando se aprecia que luego de un tiempo el asentamiento o slump ha caído notablemente y también se considera que ya hay fraguado inicial y debe rechazarse el concreto. El error conceptual proviene fundamentalmente de no entender en que consiste la vida útil del concreto en estado fresco y que parámetros la controlan en cada proceso constructivo. El estado fresco en el caso del concreto representa la condición en que podemos usarlo en los procesos constructivos mientras se deje mezclar, transportar, colocar y compactar sin "resistirse" a estos procesos y es lo que se denomina técnicamente el estado plástico. En este estado también denominado "periodo latente" aún no empieza el proceso químico de hidratación que activa al cemento como pegante y ocasiona endurecimiento y rigidez permanente, y es la condición en que el constructor emplea esta mezcla para transportarla y colocarla en los encofrados y densificarla mediante la compactación para que adopte una forma definitiva antes de que empiece su proceso químico de endurecimiento y esto ya nos define un criterio de vida útil. Pero por otro lado preguntémonos que pasa si el concreto aún no ha iniciado su proceso químico de hidratación, pero se ha vuelto una masa difícil de mezclar, transportar, colocar y compactar, principalmente por evaporación del agua o por pérdida de eficiencia de los aditivos y si lo usa el constructor en esta condición no va a lograr darle la forma, acabado y densificación requeridos y la estructura será rechazada, l levándonos a concluir que la "trabajabilidad" o facilidad de uso es un concepto físico que también define otro criterio de vida útil. Podemos concluir pues que la vida útil del concreto fresco en obra no sólo depende del tiempo y del inicio del proceso químico de endurecimiento definido técnicamente como fraguado inicial, sino que la facilidad y habilidad de empleo en el proceso desde el punto de vista del mezclado, transporte, colocación y compactación, def in ido técnicamente como "trabajabilidad", es el otro factor condicionante de esta vida útil y ambos deben verificarse simultáneamente para poderla establecer objetivamente. Pasaremos a desarrollar con mayor detalle estos conceptos a la luz de las normas y sustento científico. Se explican los conceptos básicos en relación al comportamiento del concreto en estado fresco y las confusiones frecuentes en obra en cuanto al tiempo de vida útil, la trabajabilidad, fraguado y desencofrado, que originan conflictos entre el constructor, supervisor y proveedor de premezclado. EL CONCRETO ENTENDIENDO CONCRETO EN ESTADO FRESCO EN LA OBRA: LAS CONFUSIONES ENTRE TIEMPO DE VIDA ÚTIL, TRABAJABILIDAD, TIEMPO DE FRAGUA Y TIEMPO DE DESENCOFRADO. 2 5 TIEMPO DE VIDA ÚTIL DEL CONCRETO EN OBRA 1.0 Ing. Enrique Pasquel Carbajal 8 Gráfico Nº 1 .- f´c vs Agua/Cemento Comité ACI 211.1 0.3 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 >50Mpa 42Mpa 33Mpa 20Mpa 12Mpa 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 Resistencia en compresión vs Relación Agua/Cemento R e s is te n c ia e n c o m p re s ió n f ´c e n k g /c m 2 Resistencia Agua/cemento en peso En la medida que requerimos concretos de mayor resistencia y consecuentemente relaciones agua/cemento menores ( A/C < 0.60 ' 245kg/cm2, 280kg/cm2, 315kg/cm2, etc.), hallamos que cada vez hay menos agua excedente para lubricación, siendo que para una A/C del orden de 0.42 (350kg/cm2 a 420kg/cm2) ya no existe esta agua. En términos prácticos, para relaciones A/C ? 0.50 si no s e e m p l e a n a d i t i v o s p l a s t i f i c a n t e s y / o superplastificantes es imposible lograr concretos para obra con la trabajabilidad adecuada pues la estructura de la pasta no permite esto al ya no haber agua excedente para lubricar y plastificar. En consecuencia, para estos concretos el aditivo plastificante o superplastificante es el que maneja exclusivamente la trabajabilidad y controla su duración. Sólo en casos particulares como es el de concretos especialmente "secos" para pavimentos viales o industriales o al emplear equipos de compactación de alto rendimiento, o porque las estructuras a vaciar están en pendiente, se deben emplear mezclas con relación A/C baja y bajo asentamiento, afrontándose las dificultades inherentes en el manejo de su trabajabilidad pues así lo requiere el proceso constructivo. Estructura de Hidratación de la pasta vs. Relación Agua/cemento 20 10 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0 30 40 50 60 70 80 90 100 P o rc e n ta je Relación Agua/Cemento Cemento Hidratado Cemento sin hidratar Poros capilares Agua de hidratación Agua Sobrante Gráfico Nº 2 .- Estructura de la pasta de cemento hidratada vs Agua/Cemento Ing. Enrique Pasquel Carbajal 9 Etapa del proceso constructivo que consiste en retirar las formas y soportes que sostienen el concreto durante la construcción cuando el material ya ha desarrollado la suficiente resistencia para soportar su peso propio y las cargas resultantes de las etapas siguientes del proceso. El cuando desencofrar no puede establecerse en base a criterios de endurecimiento, fraguado inicial o sólo tiempo, ya que no tienen estandarización directa con la resistencia, debiendo definirlo el proyectista en función de un % del f´c, que debe ser previamente verificado in-situ para cada caso particular, pudiéndose con la estadística suficiente correlacionarlo con un tiempo específico. El criterio práctico válido para desencofrar los costados de elementos verticales es efectuarlo 8 horas después de verificado el fraguado final, que con las tendencias mostradas en la Tabla Nº 1 representa hacerlo entre las 13 horas a 16 horas de concluido el vaciado (cuando se emplea concreto premezclado con aditivos), razón por la que muchas especificaciones los establecen en un tiempo mínimo de 24 horas conservadoramente. DESENCOFRADO7.0 El Código ACI 318 y nuestra Norma NTE E.060 establecen que el concreto premezclado debe mezclarse y entregarse de acuerdo con la norma ASTM C 94 y la NTP 339.114, precisando ambas : "No se podrá emplear concreto que tenga más de 11/2 horas mezclándose desde el momento en que los materiales comenzaron a ingresar al tambor mezclador". En ninguna de las normas mencionadas se hace referencia a fraguado inicial, sino que establecen un tiempo máximo de uso del concreto desde que se mezcló en la planta para garantizar que aún sea trabajable sin necesidad de agregarle agua in-situ. Efectivamente, si se leen con cuidado los acápites 12.7 de la NTP 339.114 y 11.7 de ASTM C 94, se podrá encontrar lo siguiente: ¨Estas limitaciones pueden ser obviadas por el comprador si el concreto tiene un asentamiento tal que después de 11/2 h o después de que se haya alcanzado el límite de 300 revoluciones, éste puede ser colocado sin la adición de agua a la tanda. En clima cálido o bajo condiciones que contribuyan al rápido endurecimiento del concreto el comprador podrá especificar un tiempo menor de 11/2h". Abundando aún más, en la publicación especial ASTM STP 169D "Significance of Tests and Properties of Concrete & Concrete - Making Materials" ("Significado de los Ensayos y Propiedades del Concreto y los Materiales para su elaboración") se precisa que este tema está orientado a garantizar trabajabilidad y el control de la adición de agua y no tiene que ver con el fraguado inicial. Esta publicación especializada concluye en lo siguiente : "Las especificaciones ASTM reconocen que muchos de los requerimientos tales como el del tiempo límite de 90 minutos pueden ser obviados por el especificador. Este es el tipo de tema que debería ser discutido en una reunión de coordinación previa al trabajo". En consecuencia, el definir si se acepta el uso del concreto en obra luego de 90 minutos del inicio del mezclado es potestad absoluta del constructor, que no depende del fraguado inicial sino que éste debe juzgar si TIEMPO DE EMPLEO DEL CONCRETO SEGÚN NORMAS Y ESPECIFICACIONES 8.0 Ing. Enrique Pasquel Carbajal 10 El tiempo de transporte promedio de un mixer en Lima hasta las obras oscila en promedio entre 30 minutos a 45 minutos, luego, en el caso más crítico con un tiempo de fraguado inicial de 1.5 horas sin el uso de aditivos, el constructor tendría una vida útil antes del fraguado inicial del orden de 45 minutos para el transporte, colocación y compactación del concreto en obra. El tiempo promedio de espera de los camiones de premezclado en las obras en Lima antes de poder vaciar es del orden 25´ y el tiempo de vaciado neto es del orden de 45´ en promedio. Por consiguiente, los constructores insumen en las labores que son de su responsabilidad del orden de 70´ en promedio que sumados al promedio de tiempo de transporte nos resulta un total de 115´. El sentido común nos dice que sin el uso de retardador, los constructores deberían desechar a su costo casi todo el concreto que reciben, dado que o ya se produjo el fraguado inicial o se cumplió el límite de 11/2 hora por manejo de trabajabilidad. Considerando esta realidad, todas las empresas de premezclado en el medio emplean aditivos plastificantes- retardadores en su producción a fin de darle un tiempo de vida útil mayor, tanto en relación al fraguado inicial como al mantenimiento de la trabajabilidad de modo que se reduzca la probabilidad de tener que eliminar concreto. La mayoría de empresas ha establecido como un estándar de vida útil 2.5 horas empleando aditivos, sin embargo hay que tener en cuenta que este es un tiempo de vida comercial ya que se aprecia en la Tabla Nº 1 que el fraguado inicial en Lima con aditivos demora no menos de 4 horas y en consecuencia en la práctica el problema luego de 2.5 horas es de pérdida de trabajabilidad y no de fraguado inicial. TIEMPO DE VIDA ÚTIL GARANTIZADO POR LOS PROVEEDORES DE PREMEZCLADO 9.0 CONCLUSIONES10 El tiempo límite de 90 min para el uso del concreto establecido por ACI 318 y la Norma E 060, está referido a su trabajabilidad para emplearlo en el proceso constructivo luego de transcurrido dicho tiempo, dependiendo este criterio exclusivamente de la percepción del constructor y su proceso constructivo. Ambas normas establecen que dicho límite puede ser obviado por el constructor si considera que el concreto continúa trabajable y puede seguir colocándose sin necesidad de retemplarlo con agua. Ninguna norma fija un tiempo mínimo o máximo de fraguado inicial para el concreto, ya que depende del diseño de mezcla, temperatura del concreto, temperatura ambiente, humedad y el tiempo, debiendo ser evaluado en lo aplicable para cada caso particular que así lo requiera aplicando la metodología estandarizada por ASTM C 403 y la nacional equivalente NTP 339.082. La realidad de las condiciones locales en Lima demuestran que el uso de concreto premezclado sin aditivos plastificantes-retardadores ocasionaría que los clientes dispusieran solamente de un tiempo del orden de 30´ a 45´ para la espera del camión y el proceso de vaciado, periodo que en la práctica es superado ampliamente en la mayoría de las obras. La trabajabilidad de los concretos está influenciada por su relación Agua/Cemento, y a mayor resistencia y menor relación Agua/Cemento, es más trascendente la eficiencia de los aditivos, ya que las mezclas tienden a perder trabajabilidad más rápido, lo que puede afectar sensiblemente el proceso constructivo y producir estructuras con defectos. Es un error especificar tiempo de desencofrado ya que este es un concepto variable, siendo lo correcto el precisar a que porcentaje del f´c puede efectuarse, lo cual si es medible. Ing. Enrique Pasquel Carbajal 13 Podemos establecer pues las siguientes conclusiones técnicas en relación a la temperatura máxima de colocación del concreto en estado fresco : Controlar la temperatura de colocación del concreto es fundamental para no tener problemas cuando se dan condiciones de clima cálido. Mientras más alta la temperatura de colocación se generan más problemas potenciales con el concreto en obra que perjudican al constructor. Se debe limitar la temperatura máxima de colocación para evitar los problemas potenciales en obra a fin de prevenir los problemas ya detallados. Figura Nº 3 - Efecto de la variación del slump y demanda de agua para modificarlo vs la temperatura del concreto Demanda de agua Slump S lu m p , in S lu m p , m m Temperatura del Concreto en °C Temperatura del Concreto en °F D e m a n d a d e a g u a e n % p o r c a d a p u lg a d a d e v a ri a c ió n d e s lu m p 10 40 6 6 150 5 5 4 4 100 3 3 2 2 50 1 1 0 0 20 60 30 80 40 100 50 120 Ing. Enrique Pasquel Carbajal 14 La Norma NTE E.060 Concreto Armado, es el Código Oficial para el diseño y construcción en concreto armado en el Perú, de aplicación obligatoria y establece lo siguiente : 5.11.2 La temperatura del concreto al ser colocado no deberá ser tan alta como para causar dificultades debidas a pérdida de asentamiento, fragua instantánea o juntas frías. Además no deberá ser mayor de 32ºC. El suscrito es miembro del Comité de la Norma NTE E.060, habiendo decidido sus integrantes poner este límite obligatorio conservador en la temperatura de colocación del concreto (32ºC), en armonía con la Norma NTP 339.114 CONCRETO. Concreto premezclado, la Norma ASTM C 94 Standard Specification for Ready-Mixed Concrete de donde procede la anterior, y el Reporte ACI 305.1 Specification for Hot Weather Concreting que es referido en ambas como complemento. Si bien este último reporte de ACI menciona como temperatura máxima de colocación 35ºC, el comité consideró este límite excesivo para las condiciones locales en el Perú y la variabilidad en la calidad del concreto en obra, y en el concreto premezclado en comparación con la realidad norteamericana, por lo que lo estableció en 32ºC, siendo éste actualmente el límite oficial de aplicación obligatoria, no admitiéndose otras interpretaciones. QUE DICEN LAS NORMAS SOBRE LA TEMPERATURA MAXIMA DE COLOCACION DEL CONCRETO EN ESTADO FRESCO? 2.0 CONCLUSIONES3.0 La temperatura máxima de colocación del concreto fresco en el Perú es de 32ºC, es de aplicación obligatoria y está establecida en el acápite 5.11.2 de la Norma Técnica de Edificación NTE E 060-2009 Concreto Armado que integra el Reglamento Nacional de Edificaciones y es un documento con fuerza de Ley. La Norma Técnica Peruana NTP 339.114 CONCRETO. Concreto premezclado, establece que en clima cálido el productor de premezclado está obligado a enviar el concreto a la temperatura más baja practicable, pero que debe ser declarada al comprador para su aprobación previamente al despacho. Dado que la temperatura máxima de colocación del concreto en el Perú está establecida en 32ºC esto implica que ningún comprador puede aprobar el suministro de concreto con temperatura mayor, en consecuencia la temperatura máxima con que se puede enviar a obra concreto premezclado en el Perú es de 32ºC y esto debe ser respetado y aplicado por todos los proveedores de premezclado. El Reporte ACI 305R.1, que no es una norma sino un documento técnico, menciona la temperatura máxima de colocación de 35ºC en clima cálido, lo que implica que técnicamente podría ser viable en algunos casos, pero esto es aplicable sólo para la realidad norteamericana, luego, no es un argumento válido en el Perú con las normas vigentes. La NTE E.060 no establece ninguna tolerancia en la temperatura máxima de colocación del concreto fresco, en consecuencia los proveedores de premezclado deben tomar las precauciones para que no se supere el límite de 32ºC del concreto fresco al llegar a la obra, sin que ello represente un costo adicional para el comprador. Es evidente también que ningún comprador le puede exigir a un proveedor de premezclado que suministre concreto por debajo de 32ºC, en caso se lo establezcan así las especificaciones particulares de su proyecto, sin asumir el costo de la técnica que emplee el proveedor para bajar la temperatura (hielo, chiller, enfriamiento de agregados, etc.) dado que esto sobrepasa las normas vigentes, luego, el proveedor no está obligado a implementarlo sin un costo adicional. Ing. Enrique Pasquel Carbajal Los reclamos por volumen de concreto faltante constituyen una fuente de dolores de cabeza tanto para los contratistas como para los proveedores de concreto premezclado y paradójicamente se abordan por ambas partes con conceptos distorsionados y/o con desconocimiento de los parámetros que influyen en que no se suministre a la obra el volumen neto contratado. Por ejemplo, así como cuando compramos un frasco de kétchup, mostaza o mermelada, nunca podemos extraer totalmente el contenido debido a que por la consistencia "pegajosa" de estos productos se adhieren a la superficie interna del recipiente y siempre queda una porción que no podemos retirar, en el caso del concreto es exactamente igual y hay una cantidad que siempre va a quedar en el camión y sólo saldrá cuando se lave internamente y es un desperdicio que nunca podrá usar el contratista. Por otro lado, cuando un cocinero planifica un plato con una serie de ingredientes para una cantidad específica de comensales, y no toma en cuenta que las carnes y los líquidos se reducen con la cocción o que el aire que atrapan las masas con harina puede fugar y estas desinflarse, puede darse con la sorpresa que le faltó una porción para algún cliente, y esto le puede ocurrir al proveedor de premezclado si no domina los parámetros que controlan los diseños de mezcla y su volumen absoluto, y en vez de producir 1 m3 de concreto obtiene en la práctica un volumen menor. Finalmente, todo aficionado a la repostería que debe usar una batidora sabe que hay una cantidad mínima de ingredientes que debe emplear para que se pueda realizar un mezclado eficiente, de otra manera la masa queda mal integrada y se adhiere una parte en el fondo del recipiente, y aunque parezca mentira, esto es lo que sucede cuando se preparan "saldos" de volumen muy pequeño en un camión de premezclado de 8 m3 y resulta que en el fondo queda concreto que nunca va a recibir el cliente. Todos estos casos explicados con ejemplos domésticos los vamos a desarrollar y explicar a la luz de las normas y el sustento técnico correspondiente para que se entiendan estos conceptos en profundidad y esto contribuya a que se eviten o reduzcan en las obras los problemas derivados de reclamos por volumen faltante de concreto. Se explican los conceptos básicos en relación a los parámetros que afectan el volumen neto a ser despachado por los proveedores de concreto premezclado, sobre la base del marco técnico-legal vigente, y se detallan las precauciones y recomendaciones que deben asumir las partes involucradas para evitar conflictos que ocasionen reclamos por concreto faltante en las obras.. EL CONCRETO ENTENDIENDO LAS DIFERENCIAS DE VOLUMEN ENTRE LO CONTRATADO Y LO RECIBIDO EN OBRA EN EL CASO DEL CONCRETO PREMEZCLADO 4 15 INTRODUCCIÓN1.0 Ing. Enrique Pasquel 18 Los mezcladores sobre camión tienen diferentes capacidades, sin embargo, el más empleado en nuestro medio es el de 8m3 con sección cilíndrica tronco-cónica variable. Los catálogos de los fabricantes no consignan ni el área interna, ni las dimensiones detalladas del mezclador, pues esto no es requerido por ninguna norma, sin embargo, si indican el volumen geométrico, diámetro de la sección cilíndrica y dimensiones externas generales que nos permiten calcular la superficie interna. En efecto, en la Fig. 1 se incluyen los datos técnicos de mezcladores de la marca CIFA-Italia muy conocidos en nuestro medio, donde se han empleado los datos geométricos para estimar el área superficial interna asimilando la geometría a un cilindro de igual volumen. Con este valor referencial hemos calculado el área interior así como el volumen y peso promedio de concreto que retiene un mixer típico de 8m3 de capacidad independientemente del volumen de carguío y que es del orden de 280 kg/viaje. Durante los más de 30 años que hemos laborado en la industria del concreto premezclado, hemos hecho verificar muchas veces el peso de los sólidos que quedan como residuo en los mixers de 8 m3 luego de efectuarse el lavado en la planta, oscilando en el rango de 250 kg/viaje a 350 kg/viaje dependiendo de la mezcla, comprobándos en la práctica el cálculo anterior. Esto nos indica pues que para que el cliente no se perjudique con este desperdicio y cumplir con la norma qie obliga a despacho de volumen neto, los proveedores de premezclado deberían incluir en la fórmula del diseño de mezcla un volumen adicional del orden del 1.5% al 3.9% dependiendo del volumen cargado para que no falte concreto en obra. Figura Nº 1 - Cálculo de área interna y volumen de mortero retenido por adherencia. Ing. Enrique Pasquel 19 El fenómeno ocurre cuando se emplea cemento muy fresco con temperatura mayor de 50 ºC. que al mezclarse con el agua y los agregados a menor temperatura durante la secuencia de carguío normal en la planta produce floculación y bolonería, evitando el mezclado uniforme. No se puede calcular cuanto concreto puede quedar retenido en el mixer por adherencia debido a este fenómeno, ya que ello depende de la secuencia específica de carguío y la combinación particular de temperatura elevada del cemento y la de los componentes, habiendo casos en que puede llegar a 1 m3 por viaje. Esta fuente de retención de concreto en el mixer se origina cuando se carga éste con muy poco volumen y la disposición de las paletas no permite un buen mezclado, y consecuentemente una parte de la mezcla se pega a la superficie interna y no llega a descargarse. La razón técnica reside en que los mixers mezcladores están diseñados para que si se supera el 63% de su volumen interno no hay el espacio suficiente para que las paletas helicoidales integren eficientemente la mezcla, estableciendo este límite la Norma NTP 339.114-12 en el acápite 12.12, apreciándose en la Figura Nº 2 una ilustración de esto para un camión de volumen nominal 8 m3. No obstante, esta fuente de retención de concreto es detectable durante la descarga del concreto en vaciado directo o en concreto bombeado, por los bolones de mezcla seca que son visualmente apreciables en la estructura o en la rejilla de la "batea" de la bomba. Cada vez que se detecte este problema en obra durante la descarga del concreto hay que considerar que hay un riesgo potencial de falta de volumen, además de las deficiencias obvias en falta de uniformidad y sectores de calidad dudosa si el concreto ingresa a la estructura en esta condición, por lo que no debe aceptarse en la obra concreto premezclado suministrado con estas irregularidades. Si se recuerda el volumen geométrico reportado de 13.71 m3 para un mixer de volumen nominal 8m3 se comprueba que el fabricante ha aplicado la limitación indicada por la norma : 13.71 m3 x 0.63 = 8.63 m3 como volumen máximo de mezclado. De igual manera, pese a que la Norma indicada no lo precisa, existe un volumen mínimo que puede cargarse en el mixer para que haya mezclado eficiente, por lo que en la Figura Nº 3, se puede observar que para un volumen de carguío del orden del 22% de la capacidad interna (3m3 para un camion de volumen nominal 8m3), la mitad de las paletas helicoidales aún pueden efectuar un mezclado eficiente. RETENCION DE CONCRETO POR FLOCULACION Y BOLONERIA RETENCIÓN DE CONCRETO POR CARGUIO INFERIOR AL VOLUMEN MINIMO PARA MEZCLADO EFICIENTE 3.3 3.4 Figura Nº 2 - Disposición de carga total de concreto en camión de Volumen Nominal = 8m3 Ing. Enrique Pasquel 20 Pero cuando se carga un camión de 8m3 con 2m3 o 1m3 (Figuras Nº 4 y Nº 5) sólo una paleta interviene en el mezclado no siendo suficiente para que la mezcla resulte uniforme e integre totalmente a los componentes. Figura Nº 3 - Disposición de carga de 3m3 de concreto en camión de Volumen Nominal = 8m3 Figura Nº 4 - Disposición de carga de 2m3 de concreto en camión de Volumen Nominal = 8m3 Ing. Enrique Pasquel La idea de escribir este artículo nació con motivo de una comunicación de un cliente, en que me pedía ayuda con su supervisor pues éste le había comunicado que sólo validaría resultados de testigos “curados al costado de las estructuras y en las condiciones de obra” pues eran las “mas representativas de la realidad”, ya que “no creía en los testigos curados en condiciones controladas” pues las estructuras no se curaban así. Esta no era la primera vez que escuchaba argumentos de este tipo, y me llevó a reflexionar en que al margen de lo poco o nada que se toca este tema en los cursos de Tecnología de Concreto o Concreto Armado en las universidades, es una realidad que muchos colegas confunden los conceptos básicos sobre la resistencia en compresión del concreto y ello ocasiona una serie de problemas y conflictos innecesarios en obra. Imaginémonos que tenemos no uno sino 10 Supervisores como el del cuento en nuestra obra, que según su criterio personal deciden de donde muestrear, como moldear los testigos, donde ubicarlos, como curarlos y algunas veces ordenan que se haga con agua, en otras con curador químico, o quizás que no se curen, pues desde su punto de vista es “más representativo de la realidad”. En esta “realidad”, la pregunta que habría que hacerse cuando tengamos obviamente 10 resultados diferentes para el mismo concreto muestreado, moldeado, curado y ensayado en cada caso de manera arbitraria es : ¿A cual valor le hace caso el diseñador estructural cuando tenga que opinar sobre si se cumplen sus hipótesis de diseño para la estructura en cuestión?. La razón de que se obtengan tantos valores diferentes cuando se deja que el control de la resistencia dependa del criterio de quien la mida se puede apreciar en la Tabla Nº 1, donde se transcribe un resumen de las fuentes de dispersión que influyen en que varíe tanto este parámetro cuando no se evalúa bajo condiciones estandarizadas. Como los Códigos de Diseño en Concreto y los diseñadores estructurales no pueden depender de un valor arbitrario o aleatorio de la resistencia en compresión para los cálculos, que varíe en función del criterio del Supervisor o de quien haga el control en obra, desde ya hace casi un siglo se estableció el concepto de f´c o Resistencia Característica estandarizada que es el valor de resistencia en compresión del concreto medida en la obra mediante ensayos también estandarizados y que explicaremos en detalle a continuación, junto con los otros tipos de resistencia que se derivan de esta. Se explican los conceptos básicos en relación a la resistencia en compresión del concreto y el enfoque del diseñador estructural (Resistencia Característica), el productor del concreto (Resistencia Requerida) y el constructor (Resistencia de la estructura) para su aplicación práctica en las diversas fases de la ejecución de una obra civil con concreto ya que su desconocimiento o tergiversación origina con frecuencia problemas en las obras. EL CONCRETO ENTENDIENDO ¿QUE ES REALMENTE LA RESISTENCIA EN COMPRESIÓN DEL CONCRETO? PARTE I 5 23 INTRODUCCIÓN1.0 Ing. Enrique Pasquel Existen 3 tipos de resistencia estandarizada en compresión establecidas por los Códigos de Diseño en Concreto Armado como son nuestra: NTE E.060 – 2009 y el Código ACI 318-14, de donde proviene conceptualmente, que explicaremos en detalle y que se definen como : f´c = Resistencia Característica en compresión del concreto o valor empleado para el diseño estructural y que figura en los planos. Es el valor que elige y emplea el diseñador al efectuar los cálculos estructurales, para que se cumplan todas las hipótesis establecidas al definir las secciones y cuantías que soportarán las cargas y esfuerzos que se derivan de estas, en consecuencia, es fundamental que se f´cr = Resistencia Requerida en compresión del concreto o valor con sobrediseño establecida por los Códigos, a medirse en los testigos de concreto, y que debe cumplir el productor del concreto para garantizar que se satisfagan los criterios de aceptación del f´c. f´s = Resistencia en compresión de la estructura medida a través de ensayos estandarizados con núcleos de concreto extraídos con perforadora diamantina, a efectuarse cuando hay dudas sobre la obtención del f´c en obra. verifique su cumplimiento en la obra para garantizar la estabilidad y seguridad de las edificaciones. Si se quisiera verificar directamente en las estructuras la obtención del f´c, se tendrían que obtener núcleos con 24 LOS TIPOS DE RESISTENCIA ESTANDARIZADA EN COMPRESION LA RESISTENCIA CARACTERISTICA EN COMPRESIÓN: f´c 2.0 3.0 DEBIDO A VARIACIONES EN LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO 1) Cambios en la relación Agua/Cemento. a) Control deficiente de la cantidad de agua. b) Variación excesiva de humedad en los agregados. c) Agua adicional al pie de obra. 2) Variación en los requerimientos de agua de mezcla. a) Gradación de los agregados, absorción y forma. b) Características del Cemento y Aditivos. c) Contenido de aire. d) Tiempo de suministro y temperatura. 3) Variaciones en las características y proporciones de los ingredientes. a) Agregados. b) Cemento. c) Puzolanas. d) Aditivos. 4) Variaciones ocasionadas por el transporte, colocación y compactación. 5) Variaciones en la temperatura y curado. 1) Procedimientos de muestreo inadecuados. a) Falta de capacitación formal del personal de muestreo. 2) Dispersiones debidas a las formas de preparación manipuleo y curado de cilindros de prueba. a) Falta de capacitación formal del personal de muestreo. 3) Mala calidad de los moldes para testigos de prueba 4) Mala calidad de los moldes para cilindros de prueba 5) Defectos de curado: a) Variaciones de temperatura. b) Humedad Variable. c) Demoras en el transporte de los cilindros al laboratorio. 6) Procedimientos de ensayo deficientes. a) En el refrendado (capping) de los cilindros. b) En el ensayo de compresión. DEBIDO A DEFICIENCIAS EN LOS MÉTODOS DE PRUEBA TABLA N°1 - FUENTES DE VARIACIÓN EN LA RESISTENCIA DEL CONCRETO Ing. Enrique Pasquel 25 Es el valor que elige y emplea el diseñador al efectuar los cálculos estructurales, para que se cumplan todas las hipótesis establecidas al definir las secciones y cuantías que soportarán las cargas y esfuerzos que se derivan de estas, en consecuencia, es fundamental que se verifique su cumplimiento en la obra para garantizar la estabilidad y seguridad de las edificaciones. Si se quisiera verificar directamente en las estructuras la obtención del f´c, se tendrían que obtener núcleos con perforadora diamantina de manera rutinaria y ensayarlos en compresión con las complicaciones y dificultades prácticas que tiene este proceso, además de ocasionar muchos orificios innecesariamente en los elementos, y no poderse disponer de los resultados con celeridad. Ante esto, los científicos e investigadores del concreto optaron hace muchos años por recurrir a un valor de resistencia para diseño fácilmente verificable en obra sin recurrir a los núcleos, y que sea estandarizada, es decir que responda a un criterio único, que sea reproducible, repetible y que produzca valores con muy poca dispersión, y le llamaron resistencia característica o f´c. Los códigos de diseño citados previamente establecen la siguiente definición para el f´c que resumimos y sintetizamos a continuación : “Es el valor promedio resultante de ensayar en compresión 2 testigos cilíndricos de 6” de diámetro x Las normas ASTM en su versión más reciente que definen las condiciones estandarizadas sobre como muestrear, moldear, curar y ensayar los testigos para verificar el f´c en la obra son : ASTM C172/C172M-14ª “Standard Practice for Sampling Fresh Concrete” ASTM C31/C31M-15 “Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Field”. ASTM C39/C39M-15ª “Standard Practice for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens” Un resumen de los aspectos básicos principales que deben aplicarse en el control estandarizado de los testigos de concreto para cumplir con los Códigos y Normas citadas son : 12” de altura, o 3 testigos cilindros de 4” de diámetro x 8” de altura que han sido muestreados, moldeados, curados y ensayados bajo condiciones estándar controladas”. Se trata pues de un valor estandarizado para diseño que no es la resistencia del concreto de la estructura, que está sometida a una historia diferente a la de los testigos y muy variable en cuanto a volumen, técnica de vaciado, calor de hidratación, condiciones de exposición, humedad, temperatura etc. pero está íntimamente relacionado con ella y permite correlacionarla. Efectivamente, al ser el concreto de la estructura el mismo concreto de los testigos, se trata del mismo material pero bajo procedimientos diferentes de colocación, compactación, curado y medición de resistencia que introducen diferencias que son reconocidas por los códigos. Por las razones antes mencionadas, el valor de f´c medido en testigos estándar es superior al que se obtiene en núcleos de la estructura en alrededor de un 17.6% en promedio, siempre que la estructura se construya en conformidad con las especificaciones técnicas, y esta realidad la toman en cuenta los códigos al afectar el f´c en las fórmulas de cálculo con factores de reducción que varían entre 0.65 a 0.90 dependiendo de la solicitación y al afectar las cargas actuantes con factores de seguridad que oscilan entre 1.2 y 1.6, luego, es un error conceptual cuando un colega quiere desconocer el f´c y reinventa la manera de verificar la resistencia del concreto en obra apartándose del estándar. El personal técnico a cargo del moldeo, muestreo, curado y ensayo de los testigos debe ser previamente capacitado y evaluado formalmente en el conocimiento teórico de las normas aplicables y en su habilidad para ejecutar la parte práctica de estas labores, no admitiéndose personal empírico o improvisado, lo que constituye una costumbre muy empleada en nuestro medio que introduce dispersión. El muestreo de los testigos debe efectuarse del tercio central del mezclador o mixer de transporte, introduciendo dispersión el hacerlo al inicio o al final de la descarga en que el concreto tiende a segregar, afectando también los resultados. Los testigos deben moldearse antes de que transcurran 15 minutos de haber sido obtenida la muestra, en moldes estandarizados y en el número de capas y secuencia de varillado y enrasado definidas en la norma aplicable. ¿CUALES SON LAS CONDICIONES ESTANDARIZADAS PARA MEDIR EL f´c?4.0 Ing. Enrique Pasquel Se puede apreciar entonces el efecto tan negativo en la resistencia en compresión ocasionado por desviarse de las condiciones estandarizadas, lo que explica la gran cantidad de conflictos que surgen en las obras por las discrepancias en resultados como consecuencia de estas transgresiones. En la Parte 2 de este artículo trataremos del sustento probabilístico de la resistencia característica en compresión y cómo asegurar la obtención del f´c en obra a través del f´cr o resistencia requerida, garantizando el f´s o resistencia de la estructura. 28 DESVIACIÓN DE LA CONDICIÓN ESTÁNDAR No muestrear del tercio central Moldeo deficiente por personal no capacitado No respetar temperatura estándar las primeras 48 horas (16ºC a 27ºC) No respetar humedad estándar las primeras 48 horas (95% a 100%) Curado Final Deficiente (Fuera del rango 21ºC a 25ºC) Transporte deficiente (En vehículo no acondicionado) Superficie del testigo o refrentado deficiente Velocidad de carga mayor o menor que la estándar EFECTO TOTAL ACUMULADO - 7.5% - 8.0% - 10.0% - 10.0% - 15.0% - 7.0% - 5.0% ± 5.0% - 62.5% a + 67.5% EFECTO APROXIMADO EN EL VALOR DEL ENSAYO DE RESISTENCIA EN PORCENTAJE TABLA Nº 2 – INFLUENCIA EN LA RESISTENCIA EN COMPRESIÓN POR INCUMPLIMIENTO DE LAS CONDICIONES ESTÁNDAR DE CONTROL DE CALIDAD DE TESTIGOS DE CONCRETO Ing. Enrique Pasquel El promedio es un concepto que usamos con mucha frecuencia en la vida cotidiana y que representa un valor que se ubica aproximadamente en el centro de un cierto comportamiento o manifestación o fenómeno sobre el que nos pronunciamos. En términos numéricos por ejemplo, un trabajador independiente cuyo ingreso depende de la variabilidad de la demanda de sus clientes nos dirá que gana en promedio S/. 3,000 mensuales pues habrá meses en que gana S/. 2,000 y en otros S/. 4,000 y ello representa que alrededor del promedio se agrupan valores inferiores y valores superiores al promedio dependiendo de lo variable de su mercado. Muchos fenómenos de la naturaleza se agrupan simétricamente alrededor del promedio de tal manera que la mitad de valores son inferiores a éste y la otra mitad está por encima, y desde el Siglo XIX a esto se le llama Distribución de Frecuencia Normal o Campana de Gauss (Carl Friedrich Gauss 1777-1885) que es una fórmula matemática que tiene como variables el promedio y una variable definida como la Desviación Estándar. En el caso del concreto, resulta que hace casi ya 100 años se encontró que los resultados de ensayos de resistencia en compresión de los testigos estándar se agrupan alrededor del promedio siguiendo con bastante aproximación una distribución de frecuencia normal, por lo que podemos estimar con bastante cercanía su comportamiento en compresión conociendo el promedio y la desviación estándar de un grupo de testigos y en ello se basan los códigos para establecer los criterios de aceptación en su comportamiento. EL CONCRETO ENTENDIENDO ¿QUE ES REALMENTE LA RESISTENCIA EN COMPRESIÓN DEL CONCRETO? PARTE II 6 29 INTRODUCCIÓN.- PROMEDIO Y DISTRIBUCIÓN DE FRECUENCIAS EN EL CONCRETO 1.0 En la primera parte de este artículo se explicaron los conceptos relativos a la Resistencia Característica f´c que establece el diseñador estructural en los planos y las condiciones estándar bajo las cuales se debe medir y evaluar en la obra. En el presente artículo se detalla la Resistencia Requerida f´cr establecida por los códigos para ser aplicada por el productor de concreto, con el fin de garantizar que se obtenga la Resistencia Característica f´c en la obra, de tal modo que las estructuras satisfagan los requerimientos del diseño estructural y se garantice su seguridad y durabilidad. Se explican también las razones de resultados bajos de resistencia en el concreto en obra como consecuencia del desconocimiento o aplicación errada de estos conceptos. Ing. Enrique Pasquel En la Fig. Nº 1 podemos apreciar un caso real de estadística cronológica de resultados de resistencia en compresión promedio de 207 muestras de testigos estándar de concreto en un proyecto con f´c = 420 kg/cm2, un promedio total de 457 kg/cm2 y una Desviación Estándar de 20.2 kg/cm2. En la Fig Nº 2 se observa la distribución de frecuencias de la estadística mencionada comparada con la distribución probabilística normal calculada para el m i s m o p r o m e d i o y D e s v i a c i ó n E s t á n d a r comprobándose experimentalmente el comportamiento antes mencionado. 30 530 Estadística - Concreto f´c = 420 kg/cm2 207 Muestras - Desviación Standard = 20.2 kg/cm2 - Coeficiente de variación = 4.4 % f´c Promedio = 457 kg/cm2 520 510 500 490 480 470 460 450 440 430 420 410 400 Fechas f´c a 28 días f´c Promedio = 457 Kg/cm2 R e s is te n c ia e n K g /c m 2 1 4 -A p r 2 8 -M a y 6 -J u n 1 6 -J u n 7 -J u l 2 2 -J u l 6 -A u g 2 5 -A u g 2 -S e p 1 6 -S e p 2 8 -S e p 1 3 -O c t 1 7 -O c t 2 3 -O c t 3 1 -O c t 1 4 -N o v 2 0 -N o v 2 6 -N o v 3 0 -N o v 4 -D e c 1 1 -D e c 1 7 -D e c 2 3 -D e c 3 0 -D e c 8 -J a n 1 4 -J a n 2 1 -J a n 2 5 -J a n 2 -F e b 8 -F e b Fig. Nº 1 – Estadística cronológica de un conjunto de 207 muestras de concreto Fig. Nº 2 – Distribución de frecuencias de estadística real vs Distribución Probabilística Normal 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 410 415 420 425 430 435 440 445 450 455 460 465 470 475 480 485 490 495 500 505 510 515 520 525 530 Distribución de frecuencias agrupadas para concreto f´c = 420 kg/cm2 comparadas con la Distribución probabilística Normal 207 Muestras - Rango = 5 kg/cm2 Resistencia en compresión N u m e ro d e e n s a y o s Ing. Enrique Pasquel 33 En la práctica la Desviación Estándar en la producción del concreto es un valor variable que depende de cada productor de concreto y/o empresa de concreto premezclado y que está relacionado con los insumos, equipos y recursos humanos que emplean en los diferentes procesos y el grado de conocimiento técnico y control de calidad que aplican en cada una de Como consecuencia de lo desarrollado en la introducción, el valor del sobrediseño o resistencia promedio incrementada al que deben apuntar los diseños de mezcla y los resultados de los testigos de concreto para que se verifique el f´c en obra, es el que definen los Códigos como el f´cr o Resistencia Requerida. Para establecer este parámetro los Códigos recurren a la Distribución Probabilística Normal y limitan la cantidad de resultados por debajo del f´c así como el estas fases. Cada productor, planta de concreto, cada grupo humano y cada diseño de mezcla que se emplea en la producción tiene su propia desviación estándar que va variando en el tiempo en función del mayor o menor control en las variables que intervienen. valor máximo de estas caídas de resistencia de tal forma que no se vea afectado el comportamiento integral de las estructuras. Nuestra Norma NTE E.060 en el acápite 5.3.2.1 y el Código ACI 318 de donde procede establecen las siguientes pautas para definir cual es el f´cr que debe cumplir el productor de concreto y/o el proveedor de concreto premezclado para garantizar que se verifique el f´c en obra y se satisfagan las hipótesis de diseño donde Ss es la Desviación Estándar en producción : Fig. Nº 7 – Distribución Normal y Desviación Estándar LA RESISTENCIA REQUERIDA f´cr2.0 190 0 10 20 N U M E R O D E E N S A Y O S 30 40 50 60 70 230 290210 270250 300 330 370350 DISTRIBUCIONES NORMALES VARIANDO LA DESVIACION ESTANDARD RESISTENCIA EN COMPRENSION (Kg/Cm2) Ds = 26 Kg/cm2 Ds = 40 Kg/Cm2 Ds = 60 Kg/cm2 390 410 430 450 470 Resistencia especificada a la comprensión, MPa f´c < 35 f´c > 35 _ Usar el mayor valor obtenido de las ecuaciones (5-1) y (5-2) f´cr = f´c + 1,34 Ss f´cr = f´c + 2,33 Ss - 3,5 Usar el mayor valor obtenido de las ecuaciones (5-1) y (5-3) f´cr = f´c + 1,34 Ss f´cr = 0,90 f´c + 2,33 Ss (5-1) (5-2) (5-1) (5-3) Resistencia promedio requerida a la comprensión, MPa Ing. Enrique Pasquel Las fórmulas que definen el f´cr están basadas en la distribución probabilística normal y es importante aclarar que admiten que puedan haber algunas caídas de resistencia mientras sean pocas y no bajen de un cierto valor. El motivo de esto es que no es realista con un material tan heterogéneo como el concreto el pretender que nunca habrán caídas de resistencia, ya que la ley de probabilidades no es absoluta, y en consecuencia tanto nuestra Norma E.060 como el ACI 318 con las fórmulas que establecen para el f´cr admiten aproximadamente un 10% de caídas por debajo del f´c, mientras no caigan La razón proviene de que al ser el valor de f´cr dependiente de la Desviación Estándar Ss, es un parámetro dinámico que cambia en el tiempo en función de las fuentes de variabilidad y dispersión que hemos comentado en artículos previos. Como consecuencia de esto el proveedor del concreto debe monitorear constantemente la resistencia cronológica promedio de los testigos de concreto y su Desviación Estándar en producción para verificar si está cumpliendo con el f´cr especificado y hacer las correcciones en sus diseños de mezcla para que la expectativa de falla no supere el 10% antes comentado. Uno de los problemas prácticos en este monitoreo y control reside en que el cemento representa del orden del 60% del costo del m3 de concreto y gran parte del éxito económico del productor de premezclado depende de usar sólo el contenido de cemento necesario para cumplir con el f´cr mínimo que le exigen los códigos, por lo que en ocasiones trabaja con valores límite que no llegan a absorber las fuentes de variabilidad en sus procesos. Por otro lado, cuando el productor de concreto no realiza este control porque no tiene las herramientas en más de 35 kg/cm2 o el 10%f´c, que es bastante conservador si se toma en cuenta que en las fórmulas de diseño se aplican factores de reducción al f´c y se aplican factores de seguridad que incrementan las cargas teóricas calculadas. Por otro lado, cuando el productor y/o proveedor de premezclado no cuentan o no presentan estadística que demuestre la Desviación Estándar en producción, que debe estar basada en no menos de 10 resultados abarcando un periodo no menor de 45 días, el acápite 5.3.2.2 establece que el f´cr debe cumplir los siguientes requisitos : estadísticas para esto o lo hace extemporáneamente, es muy probable que inadvertidamente incumpla con el valor mínimo de f´cr, por lo que empieza a actuar entonces la ley de probabilidades y se obtienen caídas en mayor cantidad de las aceptables, superando también los límites de 35 kg/cm2 o 0.10f´c considerados por las normas, lo que representa problemas para la obra. Un caso típico de incremento de variabilidad y problemas potenciales se produce cuando emplea varias canteras simultáneamente sin reajustar los diseños, o utiliza aditivos que no son muy efectivos en mantener la trabajabilidad obligando a muchas regulaciones con agua, o cuando la producción se realiza en época de verano con incremento de temperatura de las mezclas, lo que si no se prevé y regula provoca secado y dificultades en el mezclado, transporte y colocación, afectando los resultados. En la Parte 3 de este artículo abordaremos los criterios de aceptación del f´c, así como las herramientas para monitorear y evaluar los resultados de resistencia en compresión y los pasos a dar para verificar el f´s o resistencia de la estructura en casos de incumplimiento. 34 PORQUÉ SE OBTIENEN RESULTADOS BAJOS DE RESISTENCIA SI SE SUPONE QUE LA RESISTENCIA REQUERIDA f´cr PREVIENE ESTO? 3.0 Resistencia especificada a la comprensión, MPa f´c < 21 21 < f´c < 35 f´c > 35 _ _ f´cr = f´c + 7,0 f´cr = f´c + 8,5 f´cr = 1,1 f´c + 5,0 Resistencia promedio requerida a la comprensión, MPa Ing. Enrique Pasquel La norma NTE E.060 Concreto Armado y el Código ACI 318 de donde proviene establecen los siguientes criterios de aceptación para los resultados de ensayos de testigos de concreto : Para f´c ≤ 350 kg/cm2 : El promedio de 3 ensayos consecutivos debe ser ≥ f´c Ningún valor individual debe ser menor del f´c en más de 35 kg/cm2 Para f´c > 350 kg/cm2 : El promedio de 3 ensayos consecutivos debe ser ≥ f´c Ningún valor individual debe ser menor de 0.90f´c Para interpretar correctamente estos criterios hay que entender primero que el ensayo al que se refieren es el valor promedio de ensayar 3 testigos cilíndricos estándar de 4" x 8" o 2 testigos cilíndricos estándar de 6" x 12", y con estos valores hacer la verificación. EL CONCRETO ENTENDIENDO ¿QUE ES REALMENTE LA RESISTENCIA EN COMPRESIÓN DEL CONCRETO? PARTE III 7 35 CRITERIOS DE ACEPTACIÓN PARA LOS RESULTADOS DE RESISTENCIA EN COMPRESIÓN DE TESTIGOS DE CONCRETO 1.0 En la última parte de de este artículo se explican los criterios de aceptación establecidos por los códigos para evaluar los resultados de resistencia en compresión, las herramientas estadísticas que nos permiten monitorear los resultados a edad temprana para proyectar la resistencia a 28 días a fin de tomar decisiones oportunas que eviten caídas graves en la resistencia, y finalmente los protocolos que se recomiendan aplicar para evaluar la resistencia in-situ de las estructuras en los casos de incumplimiento. A continuación para fines didácticos se muestra un ejemplo de cálculo para ambos casos : Muestra 1 2 3 4 5 6 7 Testigo 225 239 254 244 265 233 215 1 (kg/cm2) Testigo 229 242 249 249 257 230 218 2 (kg/cm2) Testigo 231 233 251 243 260 221 221 3 (kg/cm2) CÁLCULO PARA MUESTRAS DE 3 TESTIGOS DE 4" X 8" Ensayo (Promedio de Testigos 1,2 y 3) (kg/cm2) 228 238 251 245 261 228 218 Promedio de 3 Ensayos Consecutivos (kg/cm2) 239 245 252 245 236 Ing. Enrique Pasquel En la Tabla y Gráfico Nº 1 podemos apreciar un concreto f´c = 210 kg/cm2 con resultados a 7 días que cumplen con la resistencia requerida f´cr proyectada, considerando la tendencia de comportamiento 7días/28 días obtenida de la misma estadística a edad posterior. Cuando aún no se cuenta con información a 28 días el software asume la relación 7días/28días = 0.80. El software calcula el f´c mínimo a 7 días para que llegue al f´c a 28 días, y resalta en rojo los valores En la Tabla y Gráfico Nº 2 podemos apreciar las mismas muestras de concreto f´c = 210 kg/cm2 con resultados a 28 días que cumplen con la resistencia requerida f´cr tal como se proyectó a 7 días. 38 cuando no se cumple con este valor mínimo, calculando también el f´cr según el Código y lo compara con el f´c proyectado a 28 días. Para este caso particular el análisis concluye que el concreto cumpliría con la expectativa de falla del Código, es decir los criterios de aceptación, y en consecuencia el concreto es seguro, verificándose visualmente en el Gráfico Nº 1 que el concreto es uniforme sin tendencia a caída de resistencia, lo que indica que el proveedor del concreto tiene el producto controlado. El software verifica también en este caso los dos criterios de aceptación en las 2 últimas columnas marcando con un visto en color verde el cumplimiento y con una cruz roja el incumplimiento. Gráfico Nº 1 – Resultados de Resistencia a 7 días de concreto f´c = 210 kg/cm2 que cumple con el f´cr Tabla Nº 2 – Resultados de Resistencia a 28 días de concreto f´c = 210 kg/cm2 que cumple con el f´cr Prom. general Desv. estándar f´cr (ACI 318-14) Conclusión 280 kg/cm2 14.7 kg/cm2 230 kg/cm2 CUMPLE EXPECTATIVA DE FALLA ACI 318-14 Ing. Enrique Pasquel 39 En la Tabla y Gráfico Nº 3 se analizan resultados a 7 días también de concreto f´c=210 kg/cm2 pero en este caso la proyección a 28 días indica que no se está cumpliendo con la resistencia requerida f´cr y se tendrán problemas a 28 días. El Gráfico muestra visualmente la tendencia a la caída en la resistencia. Cuando se detecta esto es urgente solicitar al productor de concreto tomar de inmediato las medidas comentadas anteriormente para incrementar resistencia. Gráfico Nº 2 – Resultados de Resistencia a 28 días de concreto f´c = 210 kg/cm2 que cumple con el f´cr Tabla Nº 3 – Resultados de Resistencia a 7 días de concreto f´c = 210 kg/cm2 que incumple con el f´cr Prom. general Desv. estándar f´cr (ACI 318-14) f´c7/f´c28 promedio f´c7 mínima f´c28 Proyectada Conclusión Nota 1 Nota 2 183 kg/cm2 36 kg/cm2 259 kg/cm2 0.81 170 kg/cm2 226 kg/cm2 CONCRETO NO CUMPLIRÍA CON EXPECTATIVA DE FALLA ACI 318-14 PROYECCIÓN ESTIMADA SOBRE RESULTADOS A LA FECHA PARA CEMENTO SOL TIPO I Los valores en rojo pueden representar problemas potenciales de resistencia a 28 días Ing. Enrique Pasquel En la Tabla y Gráfico Nº 4 podemos apreciar las mismas muestras de concreto f´c = 210 kg/cm2 con resultados a 28 días que incumplen con la resistencia requerida f´cr tal como se proyectó a 7 días. El software verifica también en este caso los dos criterios de aceptación en las 2 últimas columnas marcando con un visto en color verde el cumplimiento y con una cruz roja el incumplimiento. 40 Gráfico Nº 3 – Resultados de Resistencia a 7 días de concreto f´c = 210 kg/cm2 que incumple con el f´cr Tabla Nº 4 – Resultados de Resistencia a 28 días de concreto f´c = 210 kg/cm2 que incumple con el f´cr Prom. general Desv. estándar f´cr (ACI 318-14) Conclusión 224 kg/cm2 40.7 kg/cm2 270 kg/cm2 NO CUMPLE EXPECTATIVA DE FALLA ACI 318-14 Ing. Enrique Pasquel El moho u hongo microscópico es un organismo vivo que se reproduce en forma de esporas (esferas) y que está presente siempre en el medioambiente en interiores y exteriores, pues contribuye a digerir y eliminar materia orgánica muerta en la naturaleza, haciéndose visible al ojo humano cuando coinciden algunas condiciones de humedad, temperatura, acidez, etc., que provocan que se multiplique. Se alimentan de microorganismos provenientes de materia orgánica muerta, y se reproducen e incrementan en presencia de alta humedad, carencia de luz y aire, ambiente ácido e incremento de temperatura, . Un indicador del grado de acidez de las superficies en que se deposita el moho es el valor del pH o potencial de hidrógeno, donde se ha comprobado que se desarrolla y multiplica con mayor intensidad para valores de entre 5 a 9. Otro factor colaborante para la aparición del moho es la porosidad de la superficie, por lo que las superficies porosas lo retienen y las lisas dificultan su formación. EL CONCRETO ENTENDIENDO HONGOS O MOHO EN EL CONCRETO, EL PORQUÉ APARECEN Y SU TRASCENDENCIA 8 42 CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE LOS HONGOS O MOHO EN EL CONCRETO 1.0 En este artículo se detallan los conceptos básicos sobre la aparición de hongos y moho en el concreto en relación con las condiciones de exposición y de servicio de las estructuras, sus implicancias en la durabilidad de las edificaciones, los efectos colaterales en la salud de los usuarios y como prevenir, controlar y/o contrarrestar este fenómeno. LAS CLASES DE MOHO MÁS COMUNES EN EDIFICACIONES CON CONCRETO 2.0 Existe una gran cantidad de clases de moho en las edificaciones, sin embargo en la bibliografía especializada se identifica a los 5 grupos más comunes: Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Stachybotrys, Alternaria En las Fotos Nº 1 a Nº 10, se pueden apreciar patrones típicos de como lucen las clases de moho que hemos mencionado en muros de edificaciones, sin embargo es importante indicar que cada clase tiene muchas especies y es común que aparezcan simultáneamente, por lo que salvo que se efectúe una evaluación microbiológica muy compleja, es prácticamente imposible calificar todos los hongos presentes en un caso en particular, sin embargo, los patrones mostrados permiten identificar visualmente las familias de moho predominantes. Foto Nº 1 Aspergillus en muro (Fuente : Test America Environmental Microbiology Laboratory Inc.) Foto Nº 2 Aspergillus en base de therma (Fuente : Building Cleaning Services - California) Ing. Enrique Pasquel 43 En general el moho en el medioambiente no es tóxico, pero varios tipos de ellos pueden favorecer reacciones alérgicas en algunas personas sensibles si el moho se multiplica intensamente y se inhalan sus esporas o entran en contacto con la piel, por lo que siempre es recomendable tomar medidas de control y/o eliminación cuando se hacen visibles en las edificaciones. Foto Nº 3 - Zona 1: Stachybotrys, Zona 2 : Cladosporium, Zona 3 : Aspergillus (Fuente : Inspectapedia.com) Foto Nº 5 - Cladosporium en muro y techo de cocina (Fuente : moldremediation.com) Foto Nº 7 - Alternaria en techo escarchado (Fuente : Forensic Applications Inc.) Foto Nº 9 - Stachybotrys (Moho Negro) en muro de drywall con alta condensación (Fuente : www.timberwisw.co.uk) Foto Nº 4 - Cladosporium en tapa de cisterna (Fuente : Inspectapedia.com) Foto Nº 6 - Penicilliun (Moho verde) en muro de drywall (Fuente : moldremediation.com) Foto Nº 8 - Stachybotrys (Moho Negro) en muro de concreto en sótano inundado (Fuente : moldremediation.com) Foto Nº 10 - Penicilliun (Moho verde) en muro poroso (Fuente : www.mold-help.org) Ing. Enrique Pasquel 44 El moho puede aparecer en edificaciones construidas con diferentes materiales siendo el catalizador para su manifestación visible el incremento de humedad, habiéndose investigado que los ambientes con humedades relativas superiores al 70% tarde o temprano desarrollan algún tipo de moho, por lo que el control de la humedad es fundamental para limitar su aparición. Por otro lado, la mayoría de tipos de moho se desarrollan cómodamente en temperaturas ambiente Para el caso de edificaciones con concreto, este material tiene una alta alcalinidad (pH de 11.0 a 13.0) al vaciarse y endurecer, por lo que no facilita el desarrollo del moho que como hemos visto requiere un entorno ácido, sin embargo esta condición de alcalinidad se puede ir perdiendo en el tiempo cuando pintamos las estructuras de concreto con pinturas con pH bajo, o si el concreto es arquitectónico y el CO2 del medioambiente reacciona con el Hidróxido de Calcio del cemento y genera Carbonato de Calcio disminuyendo su pH original. Las zonas geográficas con humedad relativa alta como es el caso de Lima y otras regiones en nuestro país favorecen la retención de humedad que es uno de los factores concomitantes para promover el moho. Otra particularidad de las superficies de concreto es que la resistencia empleada en la estructura afecta entre 10ºC a 35ºC por lo que este parámetro es menos trascendente en comparación con la humedad. En la Tabla 1 proveniente de la publicación "Humedad y Moho" de la Organización Mundial de la Salud: Dampness and Mold, World Health Organization- Europe, Alemania-2009, se pueden apreciar las humedades relativas altas, intermedias y bajas que provocan la aparición de los diversos tipos de moho más comunes. directamente la porosidad y/o permeabilidad, ya que por ejemplo los concretos estructurales f'c=175 kg/cm2 y f'c=210kg/cm2 tan populares en nuestro medio retienen bastante humedad dependiendo de la humedad relativa del sitio donde construimos, y producen superficies relativamente porosas que tienden a acumular polvo y moho con mayor facilidad, si no se pintan o se hace un mantenimiento periódico. Los concretos de mayor resistencia y menor relación Agua/Cemento (≤ 0.50) producen una estructura menos permeable y superficies más lisas con menor porosidad dificultando la aparición de los hongos. Las dimensiones y ventilación de los ambientes también contribuyen a la aparición del moho, pues mientras más pequeños los ambientes, con techos bajos y poca iluminación y ventilación es más frecuente y probable su aparición. LOS TIPOS DE CONCRETO LAS CONDICIONES DE EXPOSICIÓN Y/O SERVICIO Y LA APARICIÓN DE MOHO 3.0 Ing. Enrique Pasquel 47 Figura Nº 1 – Fuente : "Patología de la construcción en España : Aproximación Estadística", José Antonio Vietez Chamosa, José Luis Ramirez Ortíz, Universidad del País Vasco, España -1984 Figura Nº 2 – Fuente : José Calavera "Patología de las Estructuras de Ho. Armado y Pretensado" INTEMAC, España, 1996 Figura Nº 3 - Fuente : Paulo Helene "Manual de Rehabilitación de Estructuras de Hormigón – CYTED Sao Paulo, Brasil – 2003 Desde hace más de 20 años se vienen efectuando investigaciones a nivel internacional para establecer en que etapa de desarrollo de los proyectos (diseño, proceso constructivo, materiales, uso, mantenimiento) se originan los problemas en concreto. En las Figuras Nº 1, 2, 3, y en el Cuadro Nº1 se muestran los resultados de varios de estos estudios realizados en Europa y Latinoamérica. INTRODUCCIÓN3.0 ESTADÍSTICA DE FALLOS EN EL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN. Bureau Securitas DATOS CORRESPONDIENTES A LA TESIS DE J.A. VIEITEZ CHAMOSA (1984) DATOS MEDIOS ESPAÑOLES B 31,1% A 41,2% C 13% D 10.9% D 9.6% C 14.6% A 42% B 28,5% E 3.8% E 5.3% DATOS MEDIOS EUROPEOS PROYECTO A 43% EJECUCIÓN B 28% MATERIALES C 14% USO D 10% VARIOS E 5% Ejecución 51,0% Materiales 4.5% Proyecto 40% Uso y Matenimiento 7.5% Ejecución 28% Proyecto 37.0% Materiales 18% Uso 10% Planeación 4.0% Ing. Enrique Pasquel 48 Se puede apreciar que pese a que las investigaciones reportan resultados de países con realidades e idiosincrasia diferentes, siendo el común denominador el empleo del concreto como material principal en sus obras, se establecen sorprendentemente las siguientes tendencias comunes : La fuente principal responsable de la mayoría de las fallas se originan a nivel del proyecto o diseño (42% en promedio), ocasionadas principalmente por las siguientes causas : Diseño conceptual inadecuado Errores de cálculo Subestimación de cargas Estudio de suelos deficiente Selección equivocada de materiales Incumplimiento de los Códigos de Diseño No especificar esfuerzos para desencofrar Especificaciones erradas y/o deficientes Anteponer la economía a la durabilidad La segunda fuente de fallas o patologías es el proceso constructivo (28% en promedio) derivadas de los siguientes motivos : Apuntalamiento subdimensionado. Desencofrado prematuro. Sobrecargas de construcción prematuras. Sobrecargas de construcción extremas. Usar materiales sin el debido control de calidad. No respetar códigos ni especificaciones en relación a empalmes de acero de refuerzo, frecuencias de muestreo del concreto. Compactación y curado defectuosos. Falta de planificación de los procesos con concreto. Falta de conocimiento sobre el comportamiento del concreto. Subestimación de los procesos constructivos con concreto Anteponer la economía y la rapidez en la construcción sobre las buenas prácticas En tercer término encontramos como origen de fallas a la calidad de los materiales (14% en promedio) con lo que se rompe el mito generalizado de asignarle a priori la paternidad de los problemas, y cuyas causas principales son : Concreto no cumple Resistencia Característica de diseño f´c. Acero no cumple fluencia especificada f´y. Pegantes epóxicos deficientes. Componentes metálicos deficientes. Usar materiales sin el control de calidad adecuado. Usar materiales que incumplen los códigos y/o especificaciones. Anteponer la economía sobre la calidad. En cuarto lugar se hallan las condiciones de uso y/o mantenimiento (10% en promedio) con las siguientes causas : Cambio de condición de uso o servicio diferente a la de diseño. Permitir mayores cargas o mayor circulación de vehículos en el caso de pavimentos. Permitir humedad excesiva en las estructuras Falta de mantenimiento preventivo. Finalmente las causas naturales y/o eventos extremos (6%) que someten a las estructuras a situaciones críticas eventuales : Sismo. Viento. Inundaciones. Explosiones, choques, impactos. Cuadro Nº 1 – Fuente : "Patología, Reparación y Refuerzo de Estructuras de Hormigón Armado", Alfonso del Río, Universidad Politécnica de Madrid, España - 2007 PAIS BRASIL 527 18 52 7 13 __ ALEMANIA 1570 40 29 15 9 7 BÉLGICA 3000 49 24 12 8 7 DINAMARCA 601 37 22 25 9 7 FRANCIA 10000 37 51 5 7 __ __ R. UNIDO 510 49 29 11 10 1 RUMANIA 832 38 20 23 11 8 ESPAÑA 586 41 31 13 11 3 MEDIA EUROPEA 42 28 14 10 6 PROYECTO EJECUCIÓN MATERIALES USO/MANT. NATURALES CAUSA PRINCIPAL DE PATOLOGÍA (%) NÚMERO DE CASOS Ing. Enrique Pasquel 49 Las estadísticas y tendencias comentadas, nos indican que por sentido común se debería invertir más en desarrollar el mejor proyecto a nivel de diseño, pues de ahí van a provenir la mayoría de problemas, sin embargo, es común en nuestro medio que los promotores o inversionistas estatales o privados, regateen en este tema, restringiendo a los diseñadores o consultores en sus propuestas técnicas, privilegiando fundamentalmente la economía y reducción de costos sobre los criterios de durabilidad o las soluciones más seguras y eficientes, en un mercado enfocado Las conclusiones que se derivan de la Ley de los 5 son las siguientes : · La experiencia práctica y la Ley de De Sitter indican que la inversión más rentable para prevenir fallas en las obras con concreto debe hacerse a nivel del proyecto o diseño. · Debe tratarse de reducir al mínimo las fallas originadas en el proceso constructivo disponiendo del mejor y más competente personal directivo y operativo en obra en relación a trabajos con concreto, no escatimando en la planificación y el control de calidad de los materiales y procesos, ya que las intervenciones en esta fase para solucionar los problemas que se presenten costarán 5 veces más que a nivel del proyecto. · El subestimar los problemas potenciales por fundamentalmente en el precio. Esta realidad no es muy diferente en otros países, por lo que fue estudiada a nivel de toda Europa por el investigador holandés Dr. Willem De Sitter en 1984 para cuantificar las consecuencias en costos de no invertir lo suficiente en el momento oportuno, debido a la economía mal entendida comentada previamente. En la Figura Nº 3 se aprecia un esquema conceptual de la denominada internacionalmente la "Ley de los 5 de De Sitter " sobre la base de la estadística que recopiló. fallas en el concreto, motivando la necesidad de intervenciones posteriores durante la entrega de las obras, el uso, o el mantenimiento de las estructuras, puede incrementar geométricamente con razón 5 los gastos imprevistos por consultorías, paralizaciones de obra, incumplimiento de plazos, rehabilitaciones, reparaciones o reposiciones, poniendo en serio riesgo la rentabilidad final. · Es importante romper los paradigmas relativos al costo de los problemas de fallas en los proyectos en concreto en nuestro medio, difundiendo los conceptos detallados en este artículo entre los grupos de interés de la industria de la construcción, incluyendo a las Universidades y Colegios Profesionales, para lograr el cambio cultural que lleve a ahorros importantes a nivel estatal y privado en costos de reparaciones y rehabilitaciones que se pueden prevenir y evitar. COSTO DE LA PREVENCIÓN VS LA OPORTUNIDAD DE LA INTERVENCIÓN 3.0 Figura Nº 3 - Fuente : W.R. De Sitter Jr. "Costs for service life optimisation the law of fives" - Gráfico publicado en el "Manual de Rehabilitación de Estructuras de Hormigón – CYTED Sao Paulo, Brasil – 2003 Mantenimiento correctivo Mantenimiento preventivo Ejecución Diseño ti e m p o costo relativo 1 5 52 125 Ing. Enrique Pasquel Falso : No basta solamente que el f´c en testigos caiga por debajo del especificado, pues mientras la caída no supere 35kg/cm2 para concretos con f´c ≤ 350 kg/cm2 o 0.10 f´c para concretos con f´c > 350 kg/cm2, el Código ACI 318 y nuestra Norma NTE E.060 consideran que aún no está comprometida la seguridad estructural, Falso : Cuando esto ocurre se puede tratar de un problema grave, pero las normas indican que se debe hacer la verificación in-situ obteniendo núcleos con perforadora diamantina (3 testigos por cada sector dudoso), y si se obtiene que el promedio de los 3 ensayos es ≥ 0.85f´c y Falso : Los códigos le asignan al diseñador estructural la potestad de evaluar estos resultados, y en ocasiones si el incumplimiento representa una caída no muy significativa, y el análisis estructural del sector afectado arroja que se satisfacen aún los esfuerzos, podrían ser pero el productor del concreto debe tomar medidas inmediatas para que se incremente la resistencia en los siguientes suministros a fin de que no se torne en un problema grave, lo que en la práctica normalmente significa subir cemento, acción a lo que son bastante reacios por el incremento en costo que acarrea. ningún valor es inferior a 0.75f´c, no está afectada la integridad estructural, pero si esto no se cumple, el diseñador estructural es el único responsable de cómo proceder. aceptables. Puede ocurrir incluso que el diseñador determine un refuerzo adicional o incremento de sección para compensar deficiencias. La demolición o reposición es una situación extrema cuando se han agotado todas las alternativas ingenieriles. EL CONCRETO ENTENDIENDO MITOS Y REALIDADES DE LOS RESULTADOS DE ENSAYOS DE COMPRESIÓN EN CONCRETO PARTE II 11 52 MITOS Y REALIDADES DE LOS ENSAYOS DE COMPRESIÓN EN CONCRETO Nº 1) : Cuando no se obtiene en los testigos el f´c especificado se trata definitivamente de un problema muy grave y hay que demoler la estructura. Nº 2) : Cuando las caídas de resistencia son mayores a 35 kg/cm2 para concretos con f´c ≤ 350 kg/cm2 o 0.10 f´c para concretos con f´c > 350 kg/cm2, hay que demoler la estructura. Nº 3) : Cuando los ensayos en núcleos incumplen que el promedio de los 3 ensayos es ≥ 0.85f´c y ningún valor es inferior a 0.75f´c, hay que demoler la estructura. 1.0 En la Parte 2 de este artículo se explican y sustentan técnicamente la validez o falsedad de los Mitos Y Realidades que circulan entre los profesionales en relación a los resultados de ensayos de compresión en concreto, distorsionando innecesariamente la interpretación y aplicación correcta de los Códigos de Diseño Estructural y las normas estandarizadas para el control de calidad del concreto, perjudicando la toma de decisiones oportunas en beneficio de la obra. Ing. Enrique Pasquel 53 Falso : La norma ASTM C 39 "Standard Test Method for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens" establece la precisión esperada entre testigos antes mencionada, pero en ninguna parte del texto se indica que el incumplimiento invalida los resultados o demuestra incompetencia del laboratorio, sin embargo algunas empresas de premezclado lo usan como argumento sin sustento, cuando los resultados no les favorecen. La publicación especializada ASTM STP Falso : Este es uno de los mitos más sesgados y antitécnicos con el que se tiende a desacreditar al laboratorio de ensayos cuando los resultados son desfavorables, y pasaremos a explicar el "realismo mágico" que contiene. Si nos acordamos de nuestro curso universitario básico de estadística, es muy fácil calcular que la probabilidad de ganarse la Tinka, consistente en acertar la combinación de 6 números cada uno con 40 posibilidades diferentes, es de 1 en 8`145,060, por lo que es dificilísimo de acertar. En una máquina tragamonedas de 3 ruedas y 64 figuras por rueda la posibilidad de acertar 3 figuras iguales o jackpot es de 64x64x64 = 1 en 262,144, por lo que es Falso : La Norma ASTM C 172 "Standard Practice for Sampling Freshly Mixed" establece específicamente que el muestreo debe efectuarse de la parte central de la carga del mixer o equipo de mezclado, y nunca del principio o final de la descarga. La publicación ASTM STP 169D antes mencionada indica que de hacerse de este modo las muestras contienen concreto segregado es decir con exceso de gruesos y/o separación de gruesos y finos, perdiendo uniformidad y originando resultados dispersos. 169D "Significance of Tests and Properties of Concrete and Concrete Making Materials" aclara este tema precisando que eventualmente pueden ocurrir estos casos, que no necesariamente proceden de defectos en las condiciones estandarizadas, sino que pueden ser ocasionados también por sesgos o falta de uniformidad en el concreto, luego, si se vuelven reiterativos y sistemáticos hay que evaluar la fuente real de su origen, pero no se deben descartar a priori. muy improbable que ganemos. Sin embargo, en el caso de ensayar 3 testigos de concreto de 4" x 8" en condiciones estandarizadas hay que recordar que la máxima dispersión entre 2 valores es del orden del 10% y un buen laboratorio tiene una dispersión de alrededor del 5%, por lo que por ejemplo para un concreto f´c=210kg/cm2 la diferencia máxima entre testigos será de 10 kg/cm2 y la posibilidad de que un resultado se repita 2 veces más es de 10 x 10 = 1 en 100, lo que es más factible que por ejemplo la probabilidad de lograr una escalera jugando poker que es de 1 en 254, y que seguro le ha ocurrido varias veces a los lectores aficionados a las cartas, y no por ello esto resulta "sospechoso". Esta práctica vedada es muy común en algunos constructores y proveedores de premezclado, donde por comprobar el asentamiento o slump antes de proceder a vaciar, obtienen una muestra del inicio de la descarga y "aprovechan" para moldear los testigos y "no perder tiempo después" parando el vaciado a la mitad de la descarga del mixer para muestrear como indica la norma, subestimando el efecto tan negativo que puede ocasionar en los resultados de ensayos. Nº 4) : Cuando la dispersión entre testigos es mayor del 8.0% del promedio cuando se ensayan 2 testigos de 6"x12" o es mayor de 10.6% cuando se trata de 3 testigos de 4"x8" significa que deben descartarse los resultados y demuestra que el laboratorio que ha hecho el ensayo es incompetente. Nº 6) : Cuando se obtiene el mismo resultado en todos los testigos de una muestra, es "sospechoso" e indica que algo anda mal con el laboratorio, pues equivale a "ganarse la tinka" o el premio en la máquina tragamonedas y es imposible que ocurra en ensayos en concreto. Nº 5) : Los resultados de ensayos son los mismos si se obtiene la muestra de la primera descarga del camión o del tercio central. CONCLUSION En conclusión, contrariamente a lo que se podría pensar, mientras más controlados tenga sus procesos un laboratorio y sea menor la dispersión entre testigos habrá más probabilidades de que se obtengan los mismos resultados al ensayar un grupo, no teniendo nada de "sospechoso" como pretende el "realismo mágico". En la Parte 3 y final de este artículo concluimos con el desarrollo de los Mitos Y Realidades de los ensayos de compresión en concreto. Ing. Enrique Pasquel Verdadero : Estos grumos se producen cuando el cemento y/o adiciones minerales ingresan a la mezcla con temperaturas superiores a 60ºC, y en contacto con el agua fría generan flóculos o bolas que externamente están húmedas, pero internamente tienen agregados y cemento sin hidratar. Evidencian descontrol en la secuencia de carguío y falta de mezclado, y representan sectores potencialmente débiles en las estructuras y tendencia a caídas de resistencia en los testigos, por lo que se recomienda rechazar estos suministros e insistir en que el productor de premezclado controle sus procesos con mayor cuidado. Cambiar la secuencia de carguío y mezclado en las plantas concreteras para contrarrestar este fenómeno ocasiona que se incremente el ciclo de producción reduciéndose la productividad, por lo que las empresas de premezclado no son muy afectas a solucionar integralmente este problema, esperando normalmente que se solucione solo, o que el cliente no lo detecte, o no reclame, subestimando el efecto potencial tan negativo en la calidad final del concreto colocado. El problema es más grave en vaciado directo pues algunas veces la bolonería pasa desapercibida e ingresa sin control, pero en vaciado con bomba, se detecta en la rejilla de la "batea" de recepción del concreto y usualmente el personal auxiliar disgrega la bolonería manualmente con una barreta esperando que se remezcle con las paletas que introducen el concreto a ser bombeado, lo cual si bien es un paliativo, no garantiza que se integre totalmente a la masa. EL CONCRETO ENTENDIENDO MITOS Y REALIDADES DE LOS RESULTADOS DE ENSAYOS DE COMPRESIÓN EN CONCRETO PARTE III 12 53 MITOS Y REALIDADES DE LOS ENSAYOS DE COMPRESIÓN EN CONCRETO Nº 7) La "bolonería" o "grumos" que se detectan eventualmente en las mezclas de concreto premezclado pueden afectar significativamente su calidad. 2.0 En la Parte 3 y final de este artículo se concluye con la explicación de la validez o falsedad de los Mitos y Realidades que circulan entre los profesionales en relación a los resultados de ensayos de compresión en concreto, distorsionando innecesariamente la interpretación y aplicación correcta de los Códigos de Diseño Estructural y las normas estandarizadas para el control de calidad del concreto, perjudicando la toma de decisiones oportunas en beneficio de la obra. Ing. Enrique Pasquel 56 Si revisamos con cuidado el gráfico que sirve de base para la aseveración anterior vemos que reporta comportamiento de cubos de mortero y no de concreto, usa relación agua/cemento 0.485, y por otro lado ana l i za e l compor tam ien to de cemen tos norteamericanos de los años 1990 es decir de hace 37 años!!! que no tienen nada que ver con los cementos peruanos actuales!!! En conclusión, se alude a curvas de comportamiento de mortero con cementos norteamericanos de hace casi 40 años, que sólo tienen validez académica para mostrar que hay diferencias de comportamiento entre los diferentes tipos de cemento, pero es absurdo, sesgado y tendencioso emplearlas para predecir comportamiento de concreto a 28 días con cementos peruanos, tratándose de sorprender a quién no domina estos temas. Una pregunta que debe hacerse el lector es el porqué contándose en el mercado del premezclado con empresas que tienen cientos o miles de resultados de Por ejemplo, un muestreo de concreto f`c = 210 kg/cm2 elaborado en Lima con Cemento Sol Tipo I, por un laboratorio certificado arroja en promedio a 7 días 160 kg/cm2 y a 28 días 193 kg/cm2 y no cumple lo exigido. No obstante el productor del concreto reporta que sus resultados a 28 días dan 215 kg/cm2, argumentando que este es el resultado "real" pues la tasa de desarrollo ensayos de testigos a edad temprana y a 28 días, no emplean la curva real y actualizada del desarrollo de resistencia del concreto con el cemento local y se fuerza una conclusión basándose en una curva foránea obsoleta? Es obvio que lo que se pretende es sembrar una supuesta "duda técnica" para cuestionar los resultados desfavorables, pero que no soporta ningún análisis objetivo, constituyendo otra modalidad de la estrategia de "matar al mensajero". Finalmente, como dato práctico que puede ser útil, los concretos en Lima producidos con Cemento Sol Tipo I desarrollan actualmente en promedio a 7 días en promedio alrededor del 83% ±15%, de la resistencia a 28 días, sin embargo, este valor no es estático y puede tener una variabilidad hasta del orden de ± 20% dependiendo del comportamiento estacional de los cementos locales y la variabilidad misma del concreto premezclado, por lo que es recomendable revisarlo al menos semestralmente. de resistencia de la curva mencionada indica que a 7 días se debe obtener el 75% del f´c a 28 días y en consecuencia 160 kg/cm2/0.75 = 213 kg/cm2 muy similar al que reportó, y el resultado del laboratorio certificado no es el correcto debido a que "se deben haber alterado las condiciones estándar de curado, ensayo, etc." Ing. Enrique Pasquel 57 Falso: Cuando el control lo hace un Laboratorio certificado, la ley de probabilidades indica que los problemas proceden del proveedor de premezclado. Cuando el control lo hace el contratista en obra o un laboratorio incumpliendo una o varias de las etapas estandarizadas. los problemas de caídas probablemente se deban a la dispersión introducida por estas desviaciones, sin descartar la duda en la calidad del concreto por lo que los códigos establecen las verificaciones a realizar en estos casos. Explicaremos el porqué cuando los resultados provienen de un laboratorio estandarizado las caídas orientan a dudar de la calidad del concreto premezclado. El control estandarizado de los testigos de concreto tiene 5 procesos estandarizados: 1) Muestreo, 2) Moldeo, 3) Transporte, 4) Curado 5) Ensayo que son relativamente sencillos de cumplir por un laboratorio certificado que se dedica exclusivamente a esto. La producción de concreto premezclado tiene no menos de 25 procesos y dentro de ellos hay subprocesos: 1) Calificación y pruebas de agregado grueso en cantera. 2) Calificación y pruebas de agregado fino en cantera. 3) Calificación y pruebas en agua. 4) Calificación y pruebas en cemento. 5) Calificación y pruebas en aditivos. 6) Calificación y pruebas en adiciones minerales. 7) Validación de diseño de mezcla en laboratorio. 8) Validación de diseño de mezcla en planta. 9) Monitoreo y control de agregado grueso en planta. 10) Monitoreo y control de agregado fino en planta. 11) Monitoreo y control de cemento en planta. 12) Monitoreo y control de agua en planta. 13) Monitoreo y control de aditivos en planta. 14) Monitoreo y control de adiciones minerales en planta. 15) Proceso de pesaje en planta. 16) Proceso de carguío en planta. 17) Proceso de mezclado en mixer o en mezcladora central en planta. 18) Inspección y regulación del mixer antes de salir. 19) Transporte hasta la obra. 20) Descarga del concreto en obra. 21) Muestreo del concreto para control de calidad interno. 22) Moldeo de testigos para control de calidad interno. 23) Transporte de testigos a laboratorio. 24) Curado de testigos en laboratorio. 25) Ensayo de testigos en laboratorio. 26) Evaluación estadística continua de los resultados para cumplir con el sobrediseño normado por los Códigos. La mayoría de estos procesos en premezclado no son estandarizados, es decir que las normas aplicables le dejan la libertad al proveedor de configurarlos según su criterio en la medida que se satisfagan los requerimientos del producto final. Por ejemplo en el pesaje, carguío, regulación, transporte y descarga, cada proveedor establece sus propios procedimientos y frecuencia de controles en función de los equipos que emplea y el recurso humano con que cuenta, y ello explica el que cada proveedor y planta de premezclado tienen dispersión diferente en su producción. En consecuencia, en cada uno de estos procesos hay posibilidad de error humano o descontrol si no se maneja técnicamente la producción y no se emplean los contenidos de cemento necesarios para cumplir con el sobrediseño exigido por los Códigos, luego aquí es donde se dan las mayores probabilidades de falla sistemática y no en el control de calidad de los testigos cuando esto se hace de manera estandarizada. Nº 11) Cuando empiezan a haber caídas sistemáticas y consecutivas de resistencia en una clase de concreto es indicio de problemas con el muestreo, curado o ensayo de los testigos. Ing. Enrique Pasquel 58 Falso : En teoría el proveedor de premezclado debe aplicar para su control interno los mismos procesos estandarizados que un Laboratorio certificado, sin embargo, al no ser éste el corazón de su negocio normalmente incumple o ejecuta a medias o defectuosamente el muestreo, moldeo transporte, curado y ensayo, por lo que es poco coherente el que pese a estas deficiencias siempre obtengan resultados "satisfactorios y confiables" en su control de calidad de parte. No existe actualmente ninguna empresa de premezclado en el país con ISO 9001 que en su campo de certificación incluya específicamente estos procesos, luego, no han sido auditados integralmente y no hay evidencia certificada de su cumplimiento más allá de decir que los cumplen. Si su proveedor de premezclado muestrea del principio de la descarga y no del tercio central, no protege los testigos con tapas o bolsas para evitar evaporación, no Falso : No es ético ni correcto asumir a priori que las empresas de premezclado que tienen problemas en caídas de resistencia son incompetentes o sólo les interesa el aspecto comercial, pues ello sería descalificar a los profesionales que las integran y suponer que actúan deshonestamente. En Lima ya hay 18 empresas de premezclado con su propia configuración en cuanto al mercado que atienden, equipos y tecnología que aplican y en principio todas tienen el mismo potencial de producir y suministrar concreto con calidad certificada. Sin embargo, al tratarse de un proceso industrial muy los protege en invierno contra las bajas temperaturas, no los traslada a su laboratorio antes de 48 horas en vehículos acondicionados para esto y le restringe el acceso a auditar e inspeccionar tanto su sistema de curado y ensayo, como su producción, saque sus propias conclusiones en cuanto a la confiabilidad de los resultados de parte que le reporta. No obstante, es importante resaltar que gran parte de los contratistas que emplean concreto premezclado realizan su control de calidad directamente en obra, con deficiencias en el muestreo y moldeo, cura los testigos en obra en pozas o cilindros sin cuidados en la temperatura ni en el curado inicial y final y envía los testigos a ensayarse en laboratorios de universidades uno o dos días antes de su fecha programada por lo que se ensayan secos, fuera de estándar y en consecuencia sus resultados son sumamente dudosos, teniendo los proveedores de premezclado todo el derecho de objetarlos cuando estos reportan aparentes caídas de resistencia. masivo y con tantas variables para controlar, no es sencillo producir concreto premezclado de calidad uniforme y constante, y por ello los códigos establecen los sobrediseños que está obligado a cumplir el proveedor, y los controles estandarizados a ser realizados por terceros para que las fallas cuando se detecten sean mínimas en cantidad y en su impacto negativo en las estructuras. Luego, cualquier empresa de premezclado puede producir concreto, pero no necesariamente será de la calidad certificada que cumpla con el f´c especificado, si no aplica y cumple lo exigido por las normas aplicables y es consistente y constante en su forma de trabajar. Nº 12) Los resultados de ensayos de los proveedores de premezclado son más confiables que los de los Laboratorios estandarizados de terceros. Nº 13) Hay que desconfiar de todas las empresas de premezclado con caídas de resistencia pues sólo se preocupan de la parte comercial. CONCLUSION Para concluir con este artículo, parafraseando a Plutarco en el caso de la mujer del César, una empresa de premezclado competente y seria no sólo debe serlo, sino que debe parecerlo a través de todas sus acciones y conductas, para la tranquilidad de sus clientes y la confiabilidad en la seguridad de las estructuras. Ing. Enrique Pasquel 61 El lector podría estar pensando que mientras le estén dando concreto con una resistencia superior a la que pidió, se está viendo favorecido con esta práctica, sin embargo debe recordar por un lado que poner en una estructura un concreto de resistencia muy superior a la especificada puede originar zonas con mayor rigidez que la que consideró el diseñador, ocasionando problemas potenciales de fallas frágiles y fisuración no controlada, y por otro lado son fuentes potenciales de retardos de fragua. Efectivamente, cuando retorna un concreto a la planta y se va a reprocesar, se debe recalcular cuidadosamente el diseño en insumos y/o aditivos para ser añadidos al mixer y generar un nuevo despacho, pero usualmente no se tiene el dato preciso del volumen remanente en el camión, por lo que es común que se sobredosifiquen los aditivos y se originen retardos excesivos en los tiempos de fraguado, debido a esta práctica artesanal. Normalmente el porcentaje de concreto retornado y reprocesado oscila entre el 1% al 5% de la producción total, y depende de factores atribuibles tanto al productor como al constructor, sin embargo el sentido común indica que cuanto mayor producción tenga un productor de premezclado, habrán mayores probabilidades de que tenga concreto retornado y reprocesado. Si usted alguna vez ha percibido que uno o varios de los despachos de un concreto de cierta resistencia sorpresivamente reportan resultados sumamente altos a edad temprana y a 28 días, es muy probable que le hayan enviado concreto reprocesado sin su conocimiento, y nunca hay que descartar a priori que esto haya ocurrido también cuando tenga la mala suerte de que le toque un retardo de fragua en obra. Nº 1) : El retardo de fragua origina problemas de pérdida de resistencia del concreto Falso : Los aditivos retardadores actúan bloqueando temporalmente la acción del Aluminato Tricálcico y el Silicato Tricálcico del cemento, y al cesar su efecto el proceso de hidratación se inicia de manera normal con la ventaja de que se produce mayor dispersión e hidratación de las partículas de cemento y en consecuencia aumenta la resistencia a 28 días (Ref.: The Chemistry of Cement and Concrete by F.M. Lea Fourth Edition 2,003). Hemos participado en numerosos casos donde esto se ha demostrado obteniendo núcleos de las estructuras observadas, comprobándose en la práctica el comportamiento antes mencionado. Nº 2) : Cuando se produce retardo excesivo, el proveedor de premezclado es el que puede indicar cuando endurecerá el concreto. Falso : Parafraseando el dicho popular, el proveedor de premezclado "es el último en enterarse" cuando hay un problema de retardo de fragua en obra, pues es el constructor quien lo detecta al momento de querer desencofrar, y cuando le reclama el cliente recién se entera del problema. No existe un solo caso registrado en que un proveedor de premezclado local haya alertado a su cliente de un retardo probable en los tiempos de fraguado usuales, pues como se podrá apreciar en el punto relativo a las causas típicas de retardo, en todas ellas el productor de concreto ha perdido el control o no lo ha efectuado MITOS Y REALIDADES DEL RETARDO DEL CONCRETO PREMEZCLADO EN OBRA 2.0 Ing. Enrique Pasquel Carbajal 62 eficientemente, y en consecuencia no tiene los elementos de juicio técnicos para predecir cuánto durará el retardo, por lo que no crea cuando le dicen con "seguridad" que espere un cierto número de horas y va a poder desencofrar sin problemas. Nº 3) : Basta proteger el concreto para que no pierda temperatura y no esté expuesto a acciones mecánicas, y al acabar el efecto temporal del retardo no se afectará la calidad. Verdadero : Si se trata de una estructura que no afecta la ruta crítica del programa de obra y/o mantenerla encofrada no le origina perjuicios económicos, basta proteger el elemento cubriéndolo con plástico u otro material aislante y evitar que el personal lo toque o aplique acciones mecánicas que alteren su integridad, con lo que al acabar el retardo el endurecimiento se dará de manera normal. Nº 4) : Los retardos de fragua normalmente no duran más de 24 horas. Falso : Esto es impredecible, y en nuestra experiencia práctica, hemos tenido retardos en obra de hasta 72 horas, debido al empleo de dosis excesivas de superplastificante en concretos autocompactantes, o en concretos reprocesados con dosis elevadas de aditivos plastificante o superplastificantes para incrementar el slump. Nº 5) : Siempre que no pueda desencofrar el constructor porque el concreto no ha endurecido lo suficiente, se trata de retardo de fragua y es responsabilidad del proveedor de premezclado. Falso : Cuando el constructor termina de vaciar a partir de las 5:00 p.m. o más tarde en invierno, nunca va a poder desencofrar a primera hora en la mañana pues con concreto de fraguado normal sin retardo excesivo, no habrán transcurrido 8 horas después del fraguado final antes de las 9:00 a.m. a 10:00 a.m. en el mejor de los casos, no teniendo ninguna responsabilidad en esto el proveedor de premezclado, sino el contratista que no ha tomado en cuenta el comportamiento normal del concreto en su proceso constructivo. Nº 6) : El constructor tiene el derecho de que el proveedor de concreto premezclado le suministre estacionalmente los tiempos de fraguado inicial y final de los concretos que le esté suministrando para planificar adecuadamente su proceso constructivo. Verdadero : La Norma ASTM C 94 en cualquiera de sus opciones de compra, le asigna el derecho al comprador de que bajo solicitud escrita, el proveedor de premezclado le suministre toda la información técnica de los insumos, fórmula de la mezcla, estadística de resultados de ensayo de compresión por cada diseño y cada planta, y cualquier dato técnico relativo al desempeño de cada diseño contratado, lo que incluye obviamente los tiempos de fraguado inicial y final bajo diferentes condiciones de humedad y temperatura estacionales. Nº 7) : Siempre es necesario obtener núcleos con perforadora diamantina para "asegurarse" de que la resistencia del concreto no ha sido afectada por el retardo. Falso : Si se cuenta con los testigos cilíndricos muestreados del concreto que manifiesta el retardo de fragua, basta proceder a aplicarles el curado estandarizado apenas se produzca el fraguado final, que considera un mínimo 95% de humedad relativa y Ing. Enrique Pasquel Carbajal 63 temperatura en el rango de 21ºC a 25ºC hasta la edad de ensayo, y al ensayarlos esta resistencia será totalmente representativa de la estructura, no habiendo razón técnica para exigir núcleos si se cuenta con estos especímenes, obviándose un proceso caro, lento y totalmente innecesario para estos casos. Nº 8) : El único responsable de retardo excesivo en el concreto es el proveedor de premezclado. Verdadero : En las opciones de compra previstas en la Norma ASTM C 94 en que el proveedor de premezclado se hace cargo del diseño de mezcla y los insumos, automáticamente es el único responsable de problemas de desempeño como el de retardo excesivo en los tiempos de fraguado, en los que el constructor o usuario no tiene ninguna injerencia. Nº 9) : Es imposible determinar las causas de retardo excesivo en los tiempos de fraguado para un caso en particular. Falso : Si el proveedor de premezclado tiene implementado un sistema de control de calidad para los insumos y el producto final, y aún más cuando cuenta con un Sistema de Aseguramiento de la Calidad para todos sus procesos, significa que dispone de las herramientas para que sobre la base de la trazabilidad, pueda reconstruir los procesos y detectar en qué etapa · Se debe capacitar al personal de obra responsable del desencofrado de las estructuras, para que dentro de sus protocolos verif ique el endurecimiento del concreto antes de proceder a aflojar paneles, puntales y retirarlos, pues cuando ha habido retardo de fragua estas acciones pueden ocasionar deformaciones y/o fisuras que comprometan el desempeño estructural. ocurrió la disconformidad y su causa probable. Lo que sucede en la práctica es que algunas empresas de premezclado para cuidar su imagen y minimizar la trascendencia de la disconformidad, no son transparentes con el cliente y no reportan la causa real del problema. culpando al aditivo, a un hecho fortuito, o a alguna contaminación impredecible, para no perder la confianza del constructor. Nº 10) : Los problemas de retardo de fragua sólo ocurren en las empresas productoras de premezclado con control de calidad deficiente. Falso : La producción de concreto premezclado es un proceso complejo con muchas variables y muy sensible a generar desviaciones o disconformidades, incluso con sistemas de aseguramiento de la calidad, ya que muchas de sus etapas dependen de criterios, acciones y decisiones a cargo de personas, luego la posibilidad de error siempre está implícita. En el caso de los retardos de fragua se aplica el conocido refrán de "al mejor cazador se le escapa la paloma", ya que si revisamos las causas de estos fenómenos, se concluye que eventualmente le puede ocurrir a las mejores empresas, siendo el reto lograr que su frecuencia sea mínima, para no afectar la calidad general de sus productos y procesos, así como su imagen. · Si han transcurrido 24 horas desde el vaciado, y el concreto aún no tiene fraguado final, siendo que la demora en desencofrar compromete la ruta crítica, es recomendable en elementos verticales (placas, columnas) proceder a desarmar el encofrado, desechar el concreto cuando aún es fácil hacer esto, y reclamar su reposición al proveedor de premezclado retomando el control del proceso, ya que el esperar que endurezca RECOMENDACIONES EN RELACIÓN A RETARDOS DE FRAGUA DEL CONCRETO PREMEZCLADOEN OBRA 3.0 A B Ing. Enrique Pasquel Carbajal