Cuidados en el ensayo de cilindros de concreto

Como es de conocimiento de todos, la calidad del concreto está sujeta a la acción de muchas variables: medio ambiente, proceso productivo, materiales, mano de obra, prácticas constructivas, entre otras. Para poder controlar y mitigar todos estos factores es importante que los diferentes actores que intervienen como el especificador, laboratorios externos, productor de concreto, constructor e interventor, desde su labor cumplan con sus funciones. De esta manera, aportan al logro del desempeño requerido y al cumplimiento de lo especificado.

En Colombia, contamos con Normas técnicas que nos especifican la metodología y los cuidados que debemos tener en cuenta para la ejecución de los ensayos de evaluación de la materia prima y el producto terminado. Es importante que las consideremos al momento de poner en práctica estos controles, si se quiere utilizar esta información para determinar el cumplimiento de la resistencia especificada y el momento en que la estructura pueda ser puesta en servicio.

Quiero dedicar este artículo a uno de los temas que considero crítico en el proceso de control y evaluación: la toma de muestra y ensayo de cilindros de concreto, pues se ha detectado que aún tenemos muchas fallas que debemos atacar y controlar para poder tener confiabilidad en los resultados que obtenemos.

Haciendo un recorrido por cada una de las etapas del proceso, encontramos aspectos que podemos mejorar:

• En la Preparación de los especímenes, en ocasiones asignamos operarios disponibles con toda la disposición para realizar la tarea; sin embargo, ésta requiere de un nivel de conocimiento técnico que debe tener quien la ejecuta. Utilizamos herramientas inadecuadas, no se tiene control sobre el número de capas e inserciones requeridas, el operario de calidad por sus múltiples actividades no alcanza a cubrir el muestreo. Todos estos incumplimientos en la preparación puede llevar a la segregación del material, deformación de los especímenes, entre otras fallas; afectando así el resultado final de la resistencia del concreto.

Es importante capacitar a nuestros operarios de tal forma que podamos cumplir con los requisitos normativos, utilizar el sitio adecuado para la elaboración de los especímenes y tener todos los cuidados para lograr resultados confiables.

• En el curado de las muestras se dejan los especímenes fuera de los tanques de curado, se almacenan en tanques apilados unos sobre otros, se introducen en tanques de curado sin el nivel adecuado de agua que logre cubrirlos y sin las temperaturas requeridas. Entre las opciones que tenemos para curado están las piletas metálicas, en fibra o plástica, que pueden ser reutilizadas en otros proyectos y se pueden ubicar fácilmente.

Es importante adecuar un sitio de curado y de elaboración de especímenes que permita la ejecución y el cuidado de éstos; así como la estructura que representan. Los cilindros necesitan del agua de curado para que el cemento pueda completar su hidratación y el concreto desarrolle la resistencia para la que fue diseñado. De ahí la importancia de realizar un buen curado a los especímenes de concreto.

En el transporte de las muestras, también son muchos los cuidados que debemos tener. Los especímenes se deben proteger para evitar daños por golpes. El maltrato puede ocasionar que se fisuren alterando los resultados esperados. Se debe seleccionar el medio adecuado para transportarlos, evitando perdida de humedad, apilamiento y controlando también el tiempo de transporte.

Durante todo el proceso, es importante el Cuidado de las muestras. Se les da miles de usos antes de ser ensayadas como podemos ver en una de las imágenes tomada en campo, se dejan fuera de los sitios de curado, en pilas, con objetos sobre ellas; todo esto afecta el comportamiento de las muestras y lleva a resultados poco confiables. 

Se debe cuidar que los equipos de Fallado de las muestras estén previamente calibrados, tengan la capacidad adecuada y sean capaces de proveer las velocidades requeridas. Adicionalmente, es importante cuidar la perpendicularidad de los especímenes y utilizar el tipo de refrentado adecuado dependiendo de la resistencia del concreto.

Hay un tema importante que quisiera resaltar y es el tamaño de los especímenes. La norma técnica nos permite utilizar cilindros de 150 x 300 mm y de 100 x 200 mm. Son muchas las ventajas que se tienen si se decide utilizar cilindros pequeños: como el menor consumo de mezcla, menores desperdicios (cilindros fallados) y menor peso aportando a la manipulación por parte de los operarios.

Adicionalmente, hay una razón técnica que nos impacta fuertemente. Los patrones nacionales con los que calibran y certifican las celdas de referencia de los laboratorios de calibración sólo tienen capacidad hasta 1000 kN; por tanto, si se utilizan cilindros de 150 x 300 mm, sólo se tienen las máquinas de ensayo calibradas hasta 8200 psi. Esto lleva a que los laboratorios sólo puedan entregar resultados con trazabilidad hasta concretos de esta resistencia.

Por esta razón, para concretos de altas resistencias superiores a 8000 psi es recomendable utilizar cilindros de 100 x 200 mm, pues se garantiza que la calibración realizada a las máquinas de ensayo cubra la resistencia obtenida.

Cuando se hace pruebas comparativas de resultados de ensayos de resistencia, cumpliendo todos los requisitos normativos vs. obviando muchos de estos controles, encontramos diferencias entre los dos resultados hasta en un 20 %. Esto nos confirma que los cuidados en la elaboración del ensayo son un factor determinante en los resultados obtenidos y que podemos garantizar la calidad de los resultados obtenidos si los tenemos en cuenta.