1.8 Muestreo del concreto

En este artículo exploraremos la importancia del muestreo en el control de calidad del concreto, considerano su alta variabilidad debido a la naturaleza heterogénea de sus componentes; abordaremos las normativas que regulan la frecuencia de los ensayos como el ACI 318 y la Norma E060 Concreto armado, haciendo énfasis en sus diferencias y exigencias en el contexto peruano. También se decribirán técnicas de muestreo, como la elaboración de testigos de concreto para evaluar la resistencia a compresión, la prueba de asentamiento "slump" para determinar la consistencia del concreto fresco y el uso de diamantinas para el análisis del concreto endurecido.

muestreo del concreto técnicas y frecuencias

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El muestreo tiene como propósito evaluar o medir ciertas propiedades de un producto o servicio a partir de una pequeña parte de esta, lo que permite formar una opinión o tomar decisiones.

Es importante destacar que cuando el producto presente poca variabilidad, no es necesario realizar numerosas pruebas para llegar a una conclusión; en cambio, cuando el producto tiene una alta variabilidad, es necesario realizar muestreos con mayor frecuencia para asegurarnos que las propiedades se mantengan constantes en el tiempo.

1.8.1 Variabilidad del concreto

El concreto está compuesto por 5 insumos básicos: cemento, agua, arena, piedra y aditivos que por su naturaleza heterogénea de estos materiales el concreto presenta una alta variabilidad, sumado a ello se describen características del contexto local que aumentan esta variabilidad.

- En nuestro país existen diversos fabricantes de cemento, como Unacem (Cementos Sol + Cemento Andino), Pacasmayo, Yura, Inka, APU, etc., y empresas que importan Clinker y lo muelen como Mixercon.

- En cuanto a los tipos de cemento, hay varias categorías como el Tipo I, II, III, IV, V, Tipo Ms, IP, IPM, etc. si consideramos las combinaciones de marcas y tipos, se pueden identificar hasta 39 productos diferentes, cada uno con comportamientos específicos.

- En la región de Cajamarca, hay aproximadamente 7 canteras que suministran arena y piedra para la producción de concreto, que son: Cantera Gavilán, Hualanga, Rio Chonta, El Guitarrero, Colpa, Rio Cajamarquino. Estas canteras poseen características de procesamiento que varían desde un control industrial hasta métodos artesanales, esta situación contribuye a la variabilidad del concreto, puesto que la calidad de arenas y piedra puede ser diversa.

- Respecto a los aditivos, hay empresas traslacionales como BASF, Sika y Euco, asi como fabricantes locales como Chema, Zeta aditivos que introducen más variabilidad al producto final.

Por lo indicado, queda claro que el concreto es un material altamente variable, y la naturaleza diversa de sus insumos refuerza esta conclusión; por lo tanto, es fundamental llevar a cabo muestreos frecuentes para asegurar un adecuado control de calidad durante la producción del concreto.

1.8.2 Frecuencia del muestreo

La tecnología del concreto se basa en el ACI 318, que establece los requisitos para el concreto estructural, y en el Perú, está regida por la Norma E 060 Concreto Armado.

En relación con el número de muestras, el artículo 5.1.7 de la norma E 060 indica:

5.1.7. Para la selección del número de muestras de ensayos, se considerará como “clase de concreto” a:

(a) Cada una de las diferentes calidades de concreto requeridas por resistencia en compresión.

(b) 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 granulometría del agregado fino o utilización de cualquier tipo de activo.

(c) El concreto producido por cada uno de los equipos de mezclado utilizados en obra.

Respecto a la frecuencia de los ensayos, el artículo 5.6.2 de la norma precisa:

5.6.2. Frecuencia de ensayos

5.6.2.1 Las muestras para los ensayos de resistencia de cada clase de concreto colocado cada día deben tomarse no menos de una vez al día, 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.

5.6.2.2 Cuando en un proyecto dado el volumen total de concreto sea tal que la frecuencia en ensayos requeridos por 5.6.2.1 proporcione menos de cinco ensayos de resistencia para cada clase dada de concreto, los ensayos deben hacerse por lo menos en cinco tandas de mezclado seccionadas al azar, o en cada una cuando se empleen menos de cinco tandas.

Se muestra un análisis comparativo de las exigencias entre el ACI 318 y la E 060.

¿Porque la E060 es más exigente que el ACI 318?

El ACI 318 fue diseñado en el contexto de Norteamérica, donde se utilizan insumos certificados y estandarizados, donde existe una sólida cultura técnico y comercial que privilegia el cumplimiento de especificaciones y acuerdos establecidos. En contraste, en Perú prevalece una producción de concreto informal, donde los agregados a menudo presentan problemas de calidad y uniformidad, y además existe una cultura que ignora las normas técnicas.

1.8.3 Técnicas de muestreo

1.8.3.1 Elaboración de testigos de concreto

La resistencia a la compresión del concreto se determina para verificar que el concreto entregado cumpla con las especificaciones establecidas para la obra y garantice un adecuado control de calidad.

Para esta prueba, se fabrican cilindros de concreto con dimensiones de 15 x 30 cm, se almacenan en obra estando sumergidos en agua y posteriormente, se transportan al laboratorio para su rotura a los 7 y 28 días, tiempos en lo que se evalúa la resistencia del concreto.

1.8.3.2 Prueba de asentamiento “Slump”

La prueba de Slump consiste en compactar una muestra de concreto fresco en un molde cónico, una vez retirado el molde, se mide la caída del concreto, este análisis nos ayuda a conocer la consistencia del concreto.

La consistencia indica la capacidad del concreto para adaptarse al encofrado, asegurando que se mantenga homogéneo y con el mínimo de vacíos.

1.8.3.3 Diamantinas

La prueba de diamantina es una perforación en la estructura de concreto endurecido, se utiliza una broca de diamantina; el procedimiento está determinado en la NTP 339.059, pero a rasgos generales, se extrae un cilindro de concreto de diámetro que puede ser de 2” a 6”, la muestra obtenida se somete a cargas de compresión hasta que se produzca la falla.