Algunas luces dentro del laboratorio.

Hola amigos.

Hoy he comenzado la semana recordando al revisar unos viejos papeles, mi época de laboratorista,  cuando estuve al cargo de unos laboratorios de ensayos de hormigón, y recordé todos aquellos ensayos tan prácticos y necesarios que se le hacen al hormigón en estado fresco y endurecido, así como a los materiales que lo constituyen, y se me ocurrió por que no, arrojar algo de luz en estos temas, sobre todo para lo neófitos en estos asuntos, así que nombrare y explicare brevemente algunos de los ensayos que se realizan para determinar los parámetros necesarios que nos indiquen que se cumplen todos los estándares de calidad a cubrir por estos materiales, y porque ya que estamos con el tema del laboratorio de hormigón y materiales, y suelos.

A manera de resumen con respecto al hormigón o concreto, podríamos clasificar los ensayos que se realizan,  de la siguiente manera:

1- Según su naturaleza:
.- Ensayos Destructivos: determinan las resistencias mediante la rotura de probetas o elementos de   hormigón.
.- Ensayos no destructivos: determinan la calidad del hormigón sin destruir la estructura.

2 - Según su finalidad:
.- Ensayos previos: determinan la dosificación de los materiales de acuerdo con las condiciones de ejecución. Se realizan antes de comenzar una obra.
.- Ensayos característicos  comprueban que la resistencia y dispersión del hormigón en obra se encuentran dentro de los limites establecidos para el  proyecto.
.- Ensayos de control: con probetas moldeadas en obra para comprobar que la resistencia del hormigón o concreto se mantiene igual o mayor que la exigida.
.- Ensayos de información: pretenden conocer la resistencia del hormigón correspondiente a una parte de la obra y a una edad determinada.

- Ensayos del hormigón fresco:
.-Toma de muestras de hormigón fresco.
.- Ensayos de consistencia: cono de Abrams, % mesa de caídas  determinación de la densidad y cantidad de aire ocluido.

.- Ensayos mecánicos mediante probetas enmoldadas:
.- Ensayo de resistencia a la compresión, ensayo de resistencia a la flexotraxión y ensayo de tracción indirecta.

Los ensayos más comunes que se realizan al hormigón y a los agregados que los constituye son los siguientes:

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN:

Es el ensayo que se realiza para determinar la resistencia a la compresión de una muestra de hormigón. Esta se realiza en cubos de 50 mm(2") para ensayos de mortero, y en probetas cilíndricas de 300mm (12") de altura x 150mm(6") de diámetro  Este ensayo se llama también prueba de compresión. Se realiza aplicando una carga  controlada y gradual a una probeta colocada verticalmente en una prensa  especial, se va incrementando la carga aplicada hasta que se produce la falla o rotura de la misma, determinando de esta forma la resistencia a la compresión que soportan probetas tomadas de una muestra de hormigón a edades de 3, 7, 28 días, y en caso de ser necesario inclusive a 90 días. Los resultados viene expresados en Mpa o en Kg/cm2.

Este ensayo pertenece a la familia de ensayos destructivos.

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN CON TESTIGOS:

Se realiza a hormigón y concreto ya endurecido, por lo general se realiza tomando de la estructura en obra, una probeta cilíndrica, extraída con una perforadora especial, se le llama también a la prueba Core Test.

Por lo general las probetas obtenidas con este método son más pequeña que la normales realizadas con hormigón fresco.
Este ensayo pertenece a la familia de ensayos destructivos.

ENSAYO DE FLEXOTRACCIÓN:

Las probetas se rompen a flexión mediante la aplicación de dos cargas iguales y simetricas. Las probetas se apoyan y reciben la carga sobre las dos caras laterales que estuvieron en contacto con el molde. Se le aplica una presión constante hasta que esta falla rompiéndose la probeta. Los resultados se expresan en Mpa o en Kg/cm2.
Este ensayo pertenece a la familia de ensayos destructivos.

ENSAYO DE TRACCIÓN:

Prueba que se realiza para determinar la resistencia de un material al ser sometido a la tracción axial. Por lo general se realiza en materiales estructurales, como por ejemplo a los aceros que forman el hormigón armado.
Este ensayo pertenece a la familia de ensayos destructivos.

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CEMENTO:
Se realiza a probetas cubicas de 5cm (2") realizadas de pasta de cemento, para determinar la resistencia a la compresión del cemento a los 3, 7 y 28 días, viene expresado en Mpas o en Kg/cm2.

ENSAYO DE DETERMINACIÓN DE DUREZA O RESISTENCIA SUPERFICIAL MEDIANTE  MARTILLO ESCLEROMETRO:

Constituyen ensayos elementales que se realizan para determinar la dureza superficial del hormigón. Se realizan mediante el uso de un martillo esclerometrico que impacta sobre la superficie midiendo la energía residual de un impacto, el que genera un rebote por el que se pueden determinar valores aproximados de la resistencia del hormigón en ese elemento. Existen diferentes tipos de esclerometro. Este ensayo pertenece a los del tipo no destructivo.

DETERMINACIÓN DE RESISTENCIAS POR VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN DE ONDAS (ULTRASONIDOS):

Pertenece a la familia de los ensayos no destructivos.
Consiste en la determinación aproximada de la resistencia de un hormigón a través de la relación existente entre la medición de la velocidad de propagación de una onda de ultrasonido a través de un material y las constantes elásticas del material, las que están relacionadas directamente con las resistencias del mismo.

ENSAYO DE CARGA ESTÁTICA:

Prueba realizada en obra para determinar la carga axial maxima admisible de un elemento(columna, pilote,etc).

ENSAYO DE POROSIDAD:

Es el ensayo que se realiza a los materiales porosos como el hormigón, arcilla, cerámica  etc, para determinar la cantidad de agua que puede absorber.

ENSAYO DE HUMEDAD:

Determina el contenido de agua en una muestra  de agregados fino, grueso y/o suelos.

Se determina desecando en un horno a una temperatura especifica una pequeña muestra de material, luego por diferencias de peso se establece en la formula la cantidad de agua o humedad contenida en ella.

ENSAYO DE GRANULOMETRIA:

Ensayo realizado a los agregados y a los suelos, y consiste en la medición o gradación por tamaños de los materiales constituyentes de una muestra. Se realiza pasando una muestra de material a través de un conjunto de tamices especiales normalizados colocados en forma de columna, con el tamiz de diámetro mayor colocado arriba hasta llegar al de menor diámetro colocado en el fondo, aplicándoles vibración al conjunto. Para luego desarmar el conjunto y tomando el peso retenido en cada uno de ellos, y el material pasante final, cuya suma de todos ellos debe corresponder al peso total de la muestra.

Con estos datos se elabora una curva granulométríca con los valores de porcentaje retenido en cada tamiz, estos datros nos permiten elaborar una gráfica que nos indica la distribución por tamaños de partículas  y determinar si la tendencia de la misma es homogénea o heterogénea.

ENSAYO DE PESO ESPECIFICO:

Relación entre la densidad de una sustancia y otra tomada como patrón, se emplea generalmente para determinar el peso especifico de una muestra del hormigón, los agregados o de suelos.Puede realizarse en materiales sólidos y líquidos utilizando como patrón el agua destilada.

DETERMINACION DE LA DENSIDAD EL HORMIGÓN:
Se utiliza un molde rígido que se rellena y compacta. Se determina la masa del hormigón restando de la masa total, la masa del molde. Luego dividiendo entre el volumen del molde se obtiene la densidad del hormigón.

CONTENIDO DE AIRE OCLUIDO:
Consiste en determinar la deformación elástica que experimenta una muestra de hormigón fresco bajo una presión determinada y en condiciones definidas, y compararla con las de un volumen conocido de aire sometido a la misma presión.

EQUIVALENTE DE ARENA:

Ensayo que se realiza a una muestra de agregado fino o suelo para determinar el contenido de elementos fino y/o arcillas y limos que puede contener  una muestra. En hormigón es muy importante este ensayo porque una arena con alto contenido de arcillas puede resultar perjudicial para la elaboración de un buen hormigón.

ENSAYO DE ASENTAMIENTO:

Es el método que se emplea para determinar la consistencia y plasticidad del hormigón fresco, midiendo su descenso o asentamiento mediante la utilización del cono de Abram´s.






ALGUNOS ENSAYOS QUE SE REALIZAN A LOS ADITIVOS PARA EL CONCRETO:
Los ensayos que se realizan con más frecuencia a los aditivos a nivel de laboratorio de hormigón son los siguientes:Determinación de color, determinación de ph y determinación de porcentaje de sólidos.

ENSAYOS DE LIMITES DE ATTERBERG.

Se realiza a una muestra de suelo, determinando los niveles de contenido de agua, determinado por ensayos estipulados, para definir los limites entre los diferentes estados de consistencia de un suelo plástico.

ENSAYO DE MEDICIÓN DE PH EN HORMIGÓN Y CEMENTO:

Determinación del grado de alcalinidad del hormigón o cemento. Se realiza aplicando una muestra de fenolftaleina a una muestra de hormigón  cemento, lo que produce una coloración en el mismo, por el color obtenido se puede determinar el grado de carbonatación presente en la misma. El ph en el hormigón debería estar en valores de 12.5 para asegurar una buena protección contra  la oxidación y corrosión del acero.

ENSAYO DE CORTE DIRECTO EN SUELOS:

Consiste en hacer deslizar una porción de suelo, respecto a otra a lo largo de un plano de falla determinado mediante la acción de una fuerza de corte incrementada, mientras se aplica una carga normal perpendicular al plano del movimiento. Permite obtener valores realtivos a la resistencia al esfuerzo de corte que puede tener un suelo. Se puede realizar para determinar este esfuerzo en suelos cohesivos, granulares o no cohesivos, residuales y/o en suelos finos.Viene expresado en Mpa o Kg/cm2

ENSAYO DE CONSOLIDACIÓN O COMPRESIÓN CONFINADA EN SUELOS :
Esta prueba consiste en comprimir una muestra de suelo, confinándola en un anillo vertical rígido. El suelo estará sujeto a un esfuerzo en sus dos superficies planas, toda la deformación ocurre en el eje vertical, las deformaciones elástica y cortante son insignificantes debido a que toda la superficie de la muestra se carga y no permite deformación lateral. Estos esfuerzos se aplican siguiendo una secuencia de cargas normalizadas, las cuales estarán adecuadas a el nivel de cargas que el suelo en estudio soportara en el futuro. Para cada incremento de carga el suelo sufre una primera deformación que se llama consolidación primaria y también sufre una deformación adicional debido a un efecto secundario.

ENSAYO DE CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO) EN SUELOS:

El ensayo de CBR mide la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo, permite evaluar la calidad del terreno para la Subrasante, Sub Base y la Base de material de suelo  para pavimentos. Se realiza en condiciones de humedad y densidad controladas y que simulen las del suelo en estudio, y constituye uno de los ensayos necesarios para cualquier estudio geotécnico previo a la construcción de la obra.




Bueno amigos como pueden ver el universo de los ensayos y pruebas que se pueden realizar a los hormigones y cemento. agregados y suelo es muy extenso y variado, dentro de las cuatro paredes de un laboratorio nunca hay tiempo para el descanso, siempre hay algo que hacer algún ensayo, algún parámetro que determinar para verificar o certificar la calidad de alguno de los materiales utilizados en obra.

No he querido profundizar en los temas sino más bien y como siempre a sido el propósito de este blog, ofrecer conceptos e información de manera sencilla para tener una idea general de algunas cosas, y si le interesa lo motive a documentarse mejor en la materia o concepto de su interés  podría hacer una explicación mucho más técnica ya que los conocimiento  y la experiencia no me faltan, pero no es mi idea, la idea de este blog como ya dije, es dar algo de luz en estos temas a aquellas personas que no dominan ni tiene conocimientos de estos conceptos.

Hasta una próxima entrada.
Cuídense.