Ensayos de Control de Calidad del Hormigón.

Hemos estudiado hasta aquí los métodos Operatorios que permiten conocer las características del hormigón y, en particular, su resistencia. En definitiva, el objetivo principal de todos estos métodos es, desde el punto de vista práctico, bien establecer la dosificación necesaria para obtener una resistencia determinada, o bien comprobar que la resistencia realmente alcanzada es igual o superior a la supuesta en los cálculos.

Al ser el hormigón un material resistente que se coloca fresco en obra y endurece con el tiempo, el control de su calidad resulta más complicado que el de otros materiales que llegan a obra ya elaborados. Por ello dedicamos a este tema un capítulo completo (capítulo 10) al que pueden servir de introducción las ideas que a continuación se indican.

1º ENSAYOS ANTERIORES A LA TERMINACIÓN DE LA OBRA : Control de Calidad del Hormigón.

2º ENSAYOS POSTERIORES A LA TERMINACIÓN DE LA OBRA : Control Calidad del Hormigón.

8º METODO DE ENSAYO A TRACCIÓN INDIRECTA (ENSAYO BRASILEÑO) Son de aplicación las Normas UNE 83.306 e ISO 4108.

a) La resistencia del hormigón a tracción axial fct, que es a la que se refieren muchos de los cálculos, puede obtenerse mediante el ensayo de tracción directa de acuerdo con la Recomendación RILEM CPC-7. Pero resulta más sencillo y práctico emplear el método de tracción indirecta también llamado ensayo brasileño o ensayo de hendimiento, aunque el valor obtenido es necesario corregirlo. Este método consiste en la rotura de la probeta, generalmente cilíndrica, mediante la aplicación de una carga de compresión en dos generatrices diametralmente opuestas (fig. 6.6).

b) Para la rotura se utilizan dos bandas de apoyo de contrachapado o cartón sin defectos, de unas dimensiones aproximadas de 3 mm de espesor y 25 mm de ancho, con una longitud algo mayor que la de la probeta. La carga se aplica de manera Continua, sin choques bruscos, y de forma que el aumento de la tracción indirecta sea de 0,03 ± 0,01 MPa por segundo.

c) La resistencia a tracción indirecta se calcula mediante la fórmula dehenclimiento:

en donde F es la carga de rotura, a el diámetro de la probeta y 1 su longitud.

d) El valor obtenido para la tracción indirecta del hormigón,fcti, mediante el ensayo brasileño (ver figura 6.6b) es algo mayor que el correspondiente a la tracción axial, fct,. Tanto el Eurocódigo 2 como el Código Modelo CEB-FIP-90, admiten la relación: 

Figura 6.6 Ensayo Brasileño (a)  y distribución de tensiones (b), muy parecida a la tracción pura.

7º MÉTODO DE ENSAYO A FLEXOTRACCIÓN.

Son de aplicación las Normas UNE 83.305 e ISO 4013.

a) El ensayo suele efectuarse sobre probetas prismáticas de sección cuadrada a x a y una longitud de 4a o 5a, siendo la luz de ensayo igual a 3a. Las dimensiones normalmente empleadas son:

• para árido de 25mm...........................10 x 10 x 50 cm
• para árido de 38mm........................... l5 x  l5  x 75 cm
• para árido de 50mm........................... 20 x20 x 100cm

b) Las probetas se rompen a flexión mediante la aplicación de dos cargas iguales y simétricas, colocadas a los tercios de la luz (figura 6.5). El mecanismo para la aplicación de la carga se compone de dos rodillos de acero de 20 mm de diámetro, y otros dos para el apoyo de la probeta. Es importante que las probetas se apoyen y reciban la carga sobre las dos caras laterales que estuvieron en contacto con el molde; primero, porque así no es necesario refrentarlas; y segundo, porque se elimina la influencia de la distinta compacidad del hormigón junto al fondo y en la superficie.

Figura 6.5 Ensayo a flexotracción

La carga se aplica de forma continua sin choques bruscos, y a una velocidad de carga tal que el aumento de la tensión en las fibras inferiores de la probeta, calculada por la fórmula clásica, sea de 0,05 ± 001 MPa por segundo.

c) La resistencia a flexotracción se calcula mediante la fórmula clásica: 

en donde M, es el momento de rotura, W el módulo resistente de la sección, y F=2P, la carga total aplicada. 

Con esta fórmula se admite un diagrama tensión-deformación lineal para el hormigón por lo que el valor obtenido para fctf es mayor que el de la resistencia a tracción axial, cuya deterrniflación directa es muy problemática. El Eurocódigo 2 admite para la resistencia a tracción axial, en función de la resistencia a flexotracción, el valor fct = 0,5fctf. 

6º MÉTODO DE ENSAYO A COMPRESIÓN (Normas UNE 83.304 e ISO 4012)

a) Una vez preparada la prensa, se limpiarán tanto las superficies de carga de los dos platos como las caras de la probeta. Primero se debe centrar la probeta sobre el plato inferior después se lleva el p1at superior hasta que quede en contacto con ella, haciendo girar a mano la parte móvil acoplada a la rótula, a fin de rea]izar un contacto uniforme Los cubos deben ensayarse, preferentemente, sobre las caras laterales que corresponden al molde. Para  la compresión transversa! de los prismas, los platos deben tener unas dimensiones tales que la ras de contacto sean realmente cuadradas y tengan las mismas dimensiones que la arista nominal del prisma objeto de ensayo.

b) La carga debe aplicarse de una manera continua y sin saltos, a una velocidad constante tal que el incremento de la carga ‘or segundo produzca un aumento de tensión de 0,5 ± 0,2 N/mm2. Se tolera una velocidad carga mayor durante la aplicación de la primera mitad de la carga de rotura. No debe introducirse ninguna corrección a los mandos de la máquina de ensayo, cuando la probeta se deforma rápidamente momentos antes de ¡a rotura. Se continuará el ensayo hasta la rotura, registrando la carga máxima soportada por la probeta.

5º MÉTODOS DE ENSAYO DE PROBETAS DE HORMIGÓN.

a) Los ensayos de ¡as probetas pueden efectuarse en cualquier máquina de ensayo, de capacidad suficiente, siempre que la carga se aplique de una manera continua y sin saltos. El error máximo de la máquina, dentro del campo de las cargas utilizables, no debe ser superior al ± 1 por 100. La prensa para ensayos de compresión estará provista de platos de acero, cuyo espesor será suficiente para evitar toda deformación y cuyas caras tendrán una dureza Rockwcll C no inferior a 55. Uno de estos platos irá montado sobre una rótula esférica y será, normalmente. el que apoye sobre la base superior de la probeta; el otro plato, sobre el que reposará la probeta, debe estar constituido por un bloque muy rígido.

b) Las superficies de los platos, cuando éstos sean nuevos, no presentarán desigualdades superiores a 0,025 mm, sin que dichas desigualdades puedan exceder después, una vez usada la máquina, de 0,05 mm. El diámetro de la esfera de la rótula no debe ser mucho mayor que la dimensión de la probeta. y el centro de dicha esfera debe estar situado, aproximadamente, en la vertical del centro (le la carga.

c) Las probetas que se hayan conservado según lo indicado en 3. a) deben ensayarse en estado húmedo. Los ensayos de estas probetas deben tener lugar tan pronto como sea posible, después de retiradas de la sala de conservación, procurando cubrirlas, durante el intervalo correspondiente, con trapos u otros elementos mojados.

d Las probetas conservadas según lo indicado en 3.° b) deben ensayarse en el estado que corresponda al de su conservación.

e) Las dimensiones de las probetas deben medirse con error menor de un milímetro, para determinar la superficie de la sección de ensayo.

4º REFRENTADO DE LAS PROBETAS CILINDRICAS CON MORTERO DE AZUFRE (UNE 83.303 e ISO 2736)

Las caras planas de carga de las probetas destinadas al ensayo de rotura por compresión que tengan imperfecciones superiores a 0,1 mm, deben ser refrentadas de modo que presenten una superficie plana adecuada y normal al eje del cilindro, con una tolerancia de 0,5°.

El refrentado del hormigón endurecido se efectúa con un mortero de azufre obtenido, mediante un tratamiento térmico adecuado, de una mezcla de azufre, arena y, eventualmente, un fundente idóneo. Una composición muy utilizada en la práctica es la siguiente (porcentajes en peso):

• azufre monoclínico en polvo ..........................................62 %
• arena silícea entre tamices 0,16 y 0,32 ........................  36 % 

• negro de hurro . ............................................................2 %

Los aparatos necesarios son; un dispositivo de mezcla, un plato de refrentado, y un mecanismo de alineación, con un triedro trirrectángulo que asegure la ortogonalidad entre la cara refrentada y el eje de la probetas con objeto de no rebasar la tolerancia de 0,5°.

La capa de refrentado debe tener un espesor medio superior a 3 mm y su valor máximo, en cualquier punto debe ser inferior a 8 mm. Dicha capa debe estar exenta de, fisuras, oquedades y burbujas, y su resistencia a compresión nunca será inferior a la correspondiente a la probeta que se ensaya.

3º CONSERVACIÓN DE LAS PROBETAS (Normas UNE 83.301 e 1SO 2736) .

a) Las probetas destinadas al control de calidad de la resistencia del hormigón deben quedar en los moldes al menos durante 24 horas, conservándose a una temperatura comprendida entre 16 C y 27 °C hasta el momento de ser transportadas a la cámara de conservación. Este transporte deberá efectuarse, con sumo cuidado, antes de que transcurran 48 horas. Previa justificación especial, este plazo puede aumentarse hasta las 72 horas.

El lugar de conservación normalizado consiste en una cámara que mantiene una humedad relativa igual o superior a 95 % y una temperatura de 20 °C ± 2 °C. Esta cámara puede sustituirse por una balsa de inmersión, cuya agua, de pH igual o mayor que 5, deberá estar a Ja misma temperatura indicada (norma UNE 83.301). Cuando se trate de probetas fabricadas con cemento portland, el agua de la balsa debe estar saturada de cal, pero no así si se trata de cemento portland con adiciones activas. Las probetas se mantendrán de esta forma hasta el momento de la rotura.

b) Cuando se trate de determinar ¡a resistencia real u otras cualidades del hormigón en obra, las probetas deben conservarse en unas condiciones tan próximas como sea posible a las de la estructura objeto del ensayo.