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Edición N°17
CALIDAD
PROBLEMAS MÁS FRECUENTES EN LA COLOCACIÓN DEL CONCRETO
Eduardo Sosa, P. Eng., M. Sc., PMP.
Ing. Julio Carhuamaca. Gerente técnico-comercial, Prosercon SAC, jcarhuamaca@prosercon.com.pe.
Lic. Jenny Tineo. Gerente técnico, Prosercon SAC, jtineo@prosercon.com.pe.
Bach. Luis Gutiérrez. Jefe técnico-comercial, Prosercon SAC,
lgutierrez@prosercon.com.pe.
Al supervisar muchas obras de edificación en los últimos años en la ciudad de Lima, hemos comprobado que existen algunos problemas en la colocación del concreto que son comunes y se repiten frecuentemente. En este artículo, trataremos 4 de los más frecuentes: cangrejeras, fisuras por contracción plástica, elevada exudación y burbujas superficiales excesivas.
CANGREJERAS:
El código ACI 116R-00, "Terminología del cemento y concreto", indica que la cangrejera "es un vacío que queda en el concreto, debido que el mortero no llena completamente los espacios entre las partículas de agregado grueso" (Figura 1).
Las cangrejeras constituyen puntos débiles dentro del elemento. Por eso, debemos prestarle importancia cuando aparecen en zonas de alta concentración de esfuerzos, zonas inferiores de columnas y placas, en extremos y centros de luces de vigas.
Las cangrejeras deben recibir un tratamiento particular que incluye técnicas y productos especiales como morteros de reparación estructural. Debemos recordar que es importante que prevalezca el concepto de que "Toda reparación se debe realizar con un producto de calidad igual o superior al original".
Las cangrejeras no tienen un único origen, sino, más bien, obedecen a una serie de posibilidades que deben ser evaluadas para encontrar la(s) causa(s) y así reducir su aparición; entre ellas, podemos mencionar:
Procedimientos incorrectos de colocación y deficiente vibrado:
Es importante realizar un trabajo planificado y ordenado en la colocación del concreto en las estructuras. Para ello, podemos tomar las recomendaciones del ACI 304 R-00, "Guide for measuring, mixing, transporting, and placing concrete".
Debe entenderse que el concreto convencional, es decir, aquel que se solicita de acuerdo a un valor de slump, requiere ser colocado y vibrado correctamente a fin de lograr la mayor compacidad y resistencia de los elementos.
Concreto con inadecuada proporción arena/piedra:
Es evidente que un concreto con mayor cantidad de piedra (apariencia pedregosa) tendrá una mayor probabilidad de originar cangrejeras. Ello especialmente cuando es colocado en elementos verticales.
Este es un concepto clave pues así se consideren buenos procedimientos de colocación y vibrado, las cangrejeras aparecerán cuando se tenga este tipo de concretos.
Es importante mencionar que, conforme con la ASTM C94-14 y NTP 339.114:2012, a solicitud del comprador, antes del envío del concreto, el proveedor de premezclado debe entregar un informe donde se señalen los pesos de los insumos empleados por metro cúbico para la elaboración del concreto. Esto permite verificar la dosificación, la idoneidad de los insumos empleados y tener sustento técnico del concreto.
Elección incorrecta del slump :
Se debe elegir un slump que permita colocar el concreto de una manera rápida y eficiente.
Para elementos verticales esbeltos, como los conocidos edificios de muros de ductilidad limitada, es recomendable vaciar concretos rheoplásticos (slump mayor que 8 pulgadas), pues la reología de estos concretos permite que se coloquen mejor dentro de las formas de los encofrados, donde muchas veces por la congestión del acero y tuberías se dificulta el proceso de vibrado.
Para elementos horizontales del tipo losas y plateas, el requerimiento de slump puede ser menor (ideal de slump mínimo: 4 pulgadas), ya que presentan superficies expuestas, abiertas, de fácil acceso para el operador, lo que permite manipular, colocar y vibrar el concreto con facilidad.
Con frecuencia se elige el slump en base al precio del concreto. Ello conlleva colocar concretos de baja fluidez en elementos esbeltos de alta congestión, lo que genera mayor probabilidad de cangrejeras, aumento de horas-hombre, incremento de tiempos de vibrado y mayores costos asociados a reparaciones y resanes.
Falta de cohesión del concreto:
La NTP 339.035:1999, vigente anteriormente, clasificaba los asentamientos (slump), según su forma de falla, en verdadero, de corte y de derrumbamiento, tal como lo muestra la Figura 2.
Una falla del tipo corte, tras repetir el ensayo 2 veces consecutivas, es un indicador de que el concreto carece de la plasticidad y cohesión necesarias para la validez del ensayo.
Elección incorrecta del tamaño máximo de la piedra:
El RNE (Reglamento Nacional de Edificaciones) recomienda que el TMN (Tamaño Máximo Nominal) del agregado grueso no sea mayor a…:
- 1/5 de la menor dimensión de los encofrados.
- 1/3 de la altura de la losa.
- 3/4 del espaciamiento mínimo libre entre barras o alambres individuales de refuerzo.
Estas limitaciones se pueden omitir si se demuestra que la trabajabilidad y los métodos de compactación son tales que el concreto se puede colocar sin la formación de vacíos o cangrejeras.
FISURAS POR CONTRACCIÓN PLÁSTICA:
Según la NRMCA (National Ready Mixed Concrete Association), "son fisuras que se forman en la superficie del concreto fresco inmediatamente después de su vaciado y mientras permanece en estado plástico. Estas fisuras aparecen fundamentalmente en elementos horizontales", tal como lo muestra la Figura 3.
Elección incorrecta del tamaño máximo de la piedra:
El RNE (Reglamento Nacional de Edificaciones) recomienda que el TMN (Tamaño Máximo Nominal) del agregado grueso no sea mayor a…:
- 1/5 de la menor dimensión de los encofrados.
- 1/3 de la altura de la losa.
- 3/4 del espaciamiento mínimo libre entre barras o alambres individuales de refuerzo.
Estas limitaciones se pueden omitir si se demuestra que la trabajabilidad y los métodos de compactación son tales que el concreto se puede colocar sin la formación de vacíos o cangrejeras.
FISURAS POR CONTRACCIÓN PLÁSTICA:
Según la NRMCA (National Ready Mixed Concrete Association), "son fisuras que se forman en la superficie del concreto fresco inmediatamente después de su vaciado y mientras permanece en estado plástico. Estas fisuras aparecen fundamentalmente en elementos horizontales", tal como lo muestra la Figura 3.
Estas fisuras usualmente son paralelas a una distancia de 20 a 90 cm, su profundidad es de 2 a 5 cm, pero al cabo del tiempo pueden atravesar todo el elemento cuando actúe la contracción por secado.
Una fisura es, en general, una puerta abierta a los agentes externos que pueden promover corrosión del acero de refuerzo o algún ataque directo al concreto. Por eso, deben recibir tratamiento, que puede incluir el uso de sellos especializados como los acrílicos.
El origen de las fisuras por contracción o retracción plástica es el "secado violento de la superficie de concreto, mientras está aún en estado fresco". Técnicamente, ello se presenta cuando la velocidad de evaporación es mayor que la velocidad de exudación.
Según el ACI 305.1-06 ("Specification for hot weather concreting"), son 4 los factores que propician una tasa o velocidad de evaporación elevada:
- Humedad relativa baja del ambiente.
- Temperatura de concreto elevada.
- Temperatura del ambiente elevada.
- Velocidad del viento elevada.
Como podemos notar, la mayoría de los agentes dependen del medioambiente. Por eso, es importante tomar medidas preventivas cuando detectemos estas circunstancias; por ejemplo:
- Realizar un curado oportuno.
- Realizar las operaciones de acabado en los elementos cuando la exudación haya cesado.
- Iniciar los vaciados cuando las condiciones ambientales sean favorables.
- Colocar barreras rompe viento, entre otros elementos.
- Utilizar un reductor de evaporación.
Asimismo, debemos resaltar la efectividad demostrada con la adición de microfibras de polipropileno en el concreto, cuya dosificación puede variar entre 300 a 900 gramos dependiendo de cada producto en particular.
ELEVADA EXUDACIÓN:
El código ACI 116R-00, "Terminología del cemento y concreto", indica: "la exudación es flujo autógeno de agua de amasado dentro del concreto o mortero fresco, o bien el ascenso hacia la superficie de esta agua del concreto o mortero fresco; es provocada por la sedimentación de los materiales sólidos dentro de la masa". La Figura 4, muestra la exudación en una losa de techo.
La exudación o sangrado se manifiesta en las superficies horizontales. Además, debe recordarse que todo concreto presenta exudación, ya que es el comportamiento normal de este material. Sin embargo, una elevada exudación puede traer complicaciones como:
-Incremento de tiempos de espera para poder iniciar los acabados en las superficies horizontales, lo que se traduce en costo adicional por hora- hombre.
-Aumento de la relación agua/cemento cerca de la superficie, por lo cual es probable que se presenten los fenómenos de pulverización y delaminación de las superficies.
Debe prestarse especial interés en esta patología cuando hay requerimientos de medianas y altas resistencias a la abrasión de las superficies. Asimismo, la durabilidad del concreto se ve afectada, pues, a pesar de mantener la misma relación agua-cemento, es evidente que aquel que presente una mayor cantidad de agua, dejará una mayor cantidad de vacíos internos.
Los factores principales que influyen en una elevada exudación se deben a una excesiva cantidad de agua en los diseños y una inadecuada proporción de arena/piedra. Una manera eficiente de controlar la exudación excesiva es emplear aditivos plastificantes, que permiten una reducción en el contenido de agua y, de este modo, atacan directamente la raíz del problema.
La Figura 5 nos muestra el efecto de la aplicación de aditivos en la reducción de la velocidad de exudación y tiempo transcurrido, para una misma mezcla con una relación agua/cemento de 0.65. Ambos factores se traducen en reducción de esperas para poder iniciar los acabados en las superficies horizontales en general.
BURBUJAS SUPERFICIALES EXCESIVAS:
Las burbujas superficiales son vacíos individuales pequeños de ubicación y forma irregular con tamaños que oscilan entre 2 mm y 25 mm de diámetro, como las que se muestran en la Figura 6. Estas burbujas solo tienen trascendencia estética o arquitectónica. Debemos tenerlas en cuenta cuando buscamos excelentes acabados de las estructuras.
De manera similar a las cangrejeras, el origen puede ser una serie de factores que actúan en forma individual o conjunta, entre las cuales podemos mencionar:
- Ineficientes procedimientos de colocación y vibrado.
- Empleo de desmoldantes inadecuados (alta viscosidad).
- Elevada cantidad de agua y arena en el diseño de concreto.
- Falta de uniformidad del concreto.
- Rendimiento y contenido de aire del concreto inadecuado.
Debe realizarse una investigación del origen de las burbujas. Al respecto, podemos señalar que, en principio, es importante verificar el contenido de aire y rendimiento del concreto, mediante ensayos en conformidad con la ASTM C231-10 y ASTM C138-09 (para concretos convencionales). De este modo, logramos descartar que el origen de las burbujas excesivas sea el propio concreto.
El siguiente paso es verificar el desmoldante empleado. Son adecuados aquellos que generen menor coeficiente de fricción entre el concreto y el encofrado.
Por último, es conveniente supervisar los procedimientos de colocación y vibrado. Es común observar la colocación de concretos en muros en una sola capa con reducidos tiempos, lo cual, sin duda, producirá la aparición de burbujas superficiales excesivas.
REFERENCIAS
- American Concrete Institute (ACI) (ACI 116R-00) (2000). Cement and Concrete Terminology. Michigan, USA.
- American Concrete Institute (ACI) (ACI 304R-00) (2000).Guide for measuring, mixing, transporting, and placing concrete. Michigan, USA.
- American Section of the International Association for Testing Materials (ASTM) (ASTM C94-14) (2014). Standard Specification for Ready-Mixed Concrete. Washintong D.C, USA.
- Norma Técnica Peruana (NTP) (NTP 339.114:2012) (2012). Concreto. Concreto premezclado. Lima, Perú.
- Norma Técnica Peruana (NTP) (NTP 339.035:1999) (1999). Concreto. Método de ensayo para la medición del asentamiento del concreto de cemento Portland. Lima, Perú.
- Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) (2009). Norma Técnica de Edificación E.060. Lima, Perú.
- National Ready Mixed Concrete Association (NRMCA) (1998). ¿Qué, Por qué y cómo? Agrietamiento por contracción plástica. Maryland, USA.
- American Concrete Institute (ACI) (ACI 305.1-06) (2006). Specification for hot weather concreting. Michigan, USA.
- American Section of the International Association for Testing Materials (ASTM) (ASTM C231-10) (2010). Standard Test Method for Air Content of Freshly Mixed Concrete by the Pressure Method. Washintong D.C, USA.
- American Section of the International Association for Testing Materials (ASTM) (ASTM C138-09) (2009). Standard Test Method for Density, Yield, and Air Content (Gravimetric) of Concrete. Washintong D.C, USA.
