Propiedades y Control de Calidad del Concreto en Estado Endurecido

Concreto en Estado Endurecido

El concreto en estado endurecido atraviesa diversas etapas y estados que deben considerarse para garantizar propiedades óptimas que cumplan con los estándares de calidad internacionales y nacionales.

Propiedades en Estado Endurecido

Una vez finalizado el proceso de fraguado, el concreto adquiere rigidez y comienza su fase de endurecimiento y ganancia de resistencia progresiva a través del tiempo.

Resistencia a la Compresión

Las muestras de cilindros para compresión, que son utilizadas para el ensayo de módulo de rotura, deben elaborarse y curarse siguiendo los procedimientos definidos en las normas técnicas relacionadas con la elaboración y curado de especímenes de concreto. El concreto posee la propiedad fundamental de soportar elevados esfuerzos de compresión.

Las principales pruebas de resistencia a las que se somete el concreto son:

Compresión: Es la característica principal del concreto (f’c). Se refiere a las cargas que tienden a comprimir el material. Se mide comúnmente en kg/cm², MPa o psi. El valor de f’c se mide generalmente a los 28 días.
Flexión: Cargas que tienden a doblar el elemento. Se evalúa mediante ensayos de vigas, siendo fundamental en pavimentos y pisos industriales. Representa aproximadamente del 12% al 15% del f’c.
Tracción: Fuerzas que tienden a estirar el material. Representa entre el 8% y el 10% del f’c.

Métodos de Curado del Concreto

Existen diversos métodos para garantizar un proceso de hidratación adecuado:

Métodos que mantienen un ambiente húmedo mediante la aplicación continua o frecuente de agua.
Métodos que mantienen la presencia de una parte del agua de mezclado en el concreto durante el periodo inicial de endurecimiento.
Métodos que aceleran las ganancias de resistencia.

Técnicas de Aplicación

Por inundación: Es el procedimiento ideal para mantener el concreto saturado. Con el fin de garantizar una correcta hidratación de los materiales cementantes, consiste en la inmersión total de la pieza terminada de concreto en agua.
Rociado: Consiste en la aspiración continua de agua por medio de rociadores. Es un buen mecanismo de curado, siempre que la temperatura ambiente esté por encima de la congelación y la humedad sea baja.
Cubiertas húmedas: Otro método empleado son las cubiertas húmedas saturadas, que pueden consistir en tierra, arena, aserrín, tejidos de yute, telas de algodón u otro material que retenga la humedad de manera efectiva.
Láminas de plástico: Es uno de los métodos más utilizados; consiste en la aplicación de rollos de poliestireno sobre la superficie del concreto con el objeto de mantener el agua de mezcla durante el periodo inicial de endurecimiento.
Curado al vapor: Este método acelera la ganancia de resistencia a edad temprana suministrando calor y humedad adicional al concreto. Según el tipo de elemento, puede ser curado a baja o alta presión; el primero se realiza normalmente a presión atmosférica y se aplica para estructuras coladas en obra o para grandes unidades prefabricadas de concreto.

Pruebas de Calidad para el Concreto Endurecido

Las pruebas de calidad fundamentales para evaluar el desempeño del concreto son:

Resistencia: Mediante el muestreo de cilindros y/o vigas, los especímenes se someten a pruebas de resistencia a la compresión, tensión y/o tracción.
Contenido de aire: El contenido de aire y los parámetros del sistema de vacíos-aire del concreto endurecido se determinan mediante la norma ASTM C457. Esta prueba asegura que el sistema de vacíos sea el apropiado para la durabilidad.
Contenido de cemento: Puede determinarse por medio de los métodos de las normas ASTM C85 y C1084. Estas son cruciales para identificar causas de falta de resistencia o baja durabilidad.
Contenido de aditivos minerales y orgánicos: La presencia y cantidad de aditivos minerales, como la ceniza volante, se puede determinar con técnicas petrográficas (ASTM C856).
Contenido de cloruros: La corrosión del acero de refuerzo ocasionada por cloruros ha llevado a limitar su contenido en el concreto reforzado. El contenido total de cloruros se determina mediante las normas ASTM C114 o AASHTO T260.
Análisis petrográfico: Utiliza técnicas de microscopía descritas en la norma ASTM C856 para determinar los componentes, la calidad y las causas de comportamiento deficiente, falla o deterioro.
Carbonatación: El grado de carbonatación se determina mediante técnicas petrográficas (ASTM C856) a través de la observación del carbonato de calcio.
Durabilidad: Se refiere a la capacidad del concreto para resistir el deterioro del medio ambiente o del servicio. Se efectúan pruebas de resistencia a la congelación y deshielo (ASTM C666 y ASTM C682).
Resistencia a descascaramientos: Provocados por el uso de descongelantes (ASTM C672).
Protección contra la corrosión: Determinación de la actividad de corrosión del acero de refuerzo según la norma ASTM C876.
Reactividad álcali-agregado: Se analiza con las normas ASTM C227 (reacción álcali-sílice), ASTM C289, ASTM C342, ASTM C441 y ASTM C586 (reacción álcali-carbonato).
Contenido de humedad: Útil para determinar si el concreto está suficientemente seco para la aplicación de recubrimientos. Debe ser bajo para evitar desportilladuras en concretos expuestos a altas temperaturas.
Permeabilidad: Se dispone de métodos para determinar la permeabilidad a distintas sustancias. La resistencia a la filtración del ion cloruro se determina con AASHTO T259 y la permeabilidad rápida con AASHTO T277.

Métodos de Prueba No Destructivos

Se usan para evaluar la resistencia relativa del concreto endurecido sin dañar la estructura. Los más comunes son:

Método de esclerómetro: El esclerómetro o martillo de Schmidt es un medidor de la dureza superficial. La lectura del número de rebote (ASTM C805) da una indicación de la resistencia a la compresión, aunque se ve afectado por la lisura de la superficie, el tamaño, la rigidez del espécimen, la edad y la humedad.
Método de penetración: El sondeo Windsor (ASTM C803) consiste en una pistola accionada con pólvora que clava una aguja en el concreto. Se mide la longitud expuesta y se relaciona con la resistencia a la compresión mediante tablas de calibración.
Otros métodos: Pruebas de arranque (pullout) y métodos dinámicos o de vibración.