ELABORACIN, CURADO RPIDO Y ENSAYO DE PROBETAS DE CONCRETO PARA LA PRUEBA DE COMPRESIN: MTODO DEL AGUA HIRVIENDOIng. Edgard Cabrera Moya

ProblemticaExigencias del mercado: optimizar parte tcnica-cientfica de la obraProblema de la prueba de compresin simple: tiempo de espera

ObjetivosEncontrar una relacin entre especmenes curados aceleradamente y especmenes curados normalmente a fin de poder predecir la resistencia que alcanzar el concreto a los 28 das: empleo del mtodo B de la norma ASTM C-684.

MetodologaElaboracin del equipo de curado aceleradoDeterminacin de los elementos componentes del concretoElaboracin de los diseos de mezclaElaboracin de las probetas de concretoEnsayo de probetasProcesamiento de resultados

METODOEDAD DE INICIO DE CURADOMEDIO DE CURADOTIEMPO DE CURADOEDAD DE ENSAYOAInmediato despus de obtencin de testigos (obra)Agua a 35C23 h24 hBA las 23 horas (en laboratorio)Agua en ebullicin3 h28 h 30 min.CInmediato despus de obtencin de testigos (obra)Propio calor de hidratacin (autgeno)48 h 30 min.49 hDInmediato despus de obtencin de testigos (obra)Calor externo y presin5 h5 h 15 min.

Recomendaciones del ACI 240Las diferentes mezclas de concreto deben ser hechas con los mismos materiales (cemento, agregados, agua y aditivos)El entorno externo a las mezclas de ensayo y muestras de concreto deben, preferentemente, ser constantes; por ejemplo, las facilidades fsicas en el lugar de trabajo o ubicacin de la planta, condiciones climticas, personal tcnico, laboratorio de control, equipo de mezclado.Un mnimo de 30 pruebas de ensayo que cubran un amplio rango de resistencia se necesita para establecer una ecuacin de regresin adecuada. Se debe asegurar este requisito con el uso de por lo menos tres relaciones agua/cemento en las mezclas de ensayo.

Los resultados de las pruebas de ensayo bajo curado estndar, deben ser iguales por lo menos al 75% de la resistencia de diseo de la mezcla.El coeficiente de correlacin (r) de la ecuacin de regresin lineal debe ser mnimo 0,80.

Elaboracin del equipo de curado aceleradoCaractersticas del Tanque de Curado La principal caracterstica del tanque de curado, es la condicin de asegurar una temperatura de agua uniforme, sin necesidad de usar agitadores mecnicos.

El proceso de transformacin de calor es por conversin. La fuente de calor est constituida por calentadores elctricos (resistencias elctricas) localizados en la parte central del tanque y tan cerca del fondo como sea posible. Estos son controlados por un termostato. El tanque de curado tiene capacidad para cuatro probetas, habindose encontrado dos calentadores elctricos de 1500 y dos de 5000 Watt, como los adecuados. Las probetas en el interior del tanque deben guardar una separacin de 10 cm entre sus caras verticales y 5 cm de luz libre en las paredes del tanque.

Por encima de los calentadores, se ha provisto una plancha perforada de espesor 1/8 que sirve como soporte para los cilindros y adems facilita la circulacin del agua en la ebullicin as como la limpieza del tanque.El nivel del agua deber mantenerse uniforme 10 cm por encima de la tapa de los moldes. El tanque cuenta con un dispositivo de desfogue para mantener el nivel del agua.

Procedimiento de ensayoSe elaboran seis probetas, de acuerdo al mtodo de Obtencin de muestras de hormign fresco, norma ITINTEC 339.036 y Mtodo de Ensayo para la Elaboracin y Curado de Probetas Cilndricas de Hormign (Concreto) en Obra, norma ITINTEC 339.033.Seguidamente, a las 23 horas + 15 minutos posteriores al muestreo y elaboracin, las probetas enfundadas en los moldes metlicos con tapa superior, son colocadas en el interior del tanque de curado acelerado por el tiempo de 3 horas 30 minutos. Este tanque debe contener agua a una temperatura de 91 + 3C. Por ello esta parte se conoce como cocimiento de las probetas.

Teniendo en cuenta que la temperatura del agua est en ebullicin, se recomienda tomar medidas preventivas para evitar quemaduras en los ojos o manos debido al escape de calor caliente en el momento de colocar las probetas en el tanque de curado acelerado. El nivel del agua en el interior del tanque debe quedar encima de la cara superior de las probetas mnimo 10 cm.Las cuatro probetas restantes inician a las 24 horas el curado hmedo normalizado para ensayos a compresin a los 7 y 28 das. La temperatura del agua en el tanque de curado acelerado, deber ser verificada permanentemente con un termmetro e inclusive antes de la inmersin de las probetas. (verificacin de temperatura se ha efectuado cada 30 minutos,).

A la edad de 26 horas + 15 minutos, las probetas deben ser emergidas del tanque de curado acelerado. Luego, son desmoldadas y enfriadas por 1 hora, antes de ser capeadas.A la edad de 28 horas + 15 minutos, las probetas de curado acelerado deben ser ensayadas segn el Mtodo de Ensayo a la Compresin para Probetas de Hormign, norma ITINTEC 339.034.Finalmente, las cuatro probetas restantes, son ensayadas, dos a la edad de 7 das y dos a la edad de 28 das de curado hmedo de acuerdo a la norma ITINTEC 339.034

Determinacin de los elementos componentes del concretoCemento: Yura IP y IPMAgregados: Cerro Verde (Cantera La Poderosa)Agua: dentro de las normas

Elaboracin de los diseos de mezclaSe vari relacin agua cemento (a/c)Se vari relacin fino-grueso (rf)

Elaboracin de las probetas de concretoSe eleboraron cuatro probetas por prueba de 12 de alto por 6 de dimetro cada una

Ensayo de probetasDos probetas se someten a curado normalDos probetas se someten a curado acelerado a las 23 horas de vaciadas, introducindolas en agua en ebullicinLuego de 3 horas y media se emergen y desmoldan, esperando una hora antes del capeadoSe capea y se ensaya a las 28 1/2 horas

Parmetros estadsticosEl resultado de un ensayo es el promedio de dos probetas.Coeficiente de variacin mximo para dos probetas hechas de la misma muestra de concreto: 3,6Coeficiente de variacin mximo para mezclas de concreto elaboradas interdiariamente: 8,7

Determinacin de las ecuaciones de regresinRegresiones por el mtodo de los mnimos cuadradosCuatro regresiones: lineal, potencia, logartmica y exponencialLa mejor: la que tiene el coeficiente de correlacin ms alto

Errores de prediccin y lmites de confianzaErrores de prediccin: dan una medida de la dispersin y sirven para determinar los lmites de confianza IP S=15,25 Kg./cm2 IPM S=17,64 Kg./cm2

S2 = S( Yreal Yestimado)2N

Y0= Valor estimado para un X 0dadoX0= Cualquier valor de resistencia a compresin aceleradon= Nmero de observacionesSX2= Suma de cuadrados de valores observados, de resistencia a compresin aceleradosSX= Suma de cuadrados de valores observados, de resistencia a compresin aceleradosS= Error de prediccint= Percentil de distribucin acumulativa normal para (n-2) para un 95% de confianzaXprom= Promedio de valores observados, de resistencia a compresin acelerados

Limites = Yo + tS1+1+(Xo-Xprom)2NSX2-(SX)2/n

ConclusionesEs importante en la elaboracin de concreto premezclado en donde deben vaciarse grandes volmenes y deben tomarse decisiones rpidasNo siempres la regresin lineal es la mejorSu aplicacin para concreto premezclado es ideal debido a que requiere un procedimiento y equipo sencillo

ConclusionesPasadas las 14:00 Horas posiblemente requerir el empleo de horas extrasLos productos de la hidratacin acelerada pueden ser diferentes

RecomendacionesTomar muestras antes de las 14:00 horasLlevar las muestras a laboratorio antes de 23 horasCalentar el agua una hora antesSuministro elctrico exclusivoMxima capacidad al inicio del curadoTomar precauciones de seguridadMantener el equipo en buen estado

RecomendacionesContemplarse posibilidad de empleo de procesos constructivos no tradicionalesIdentificar las actividades de mayor duracinBuscar perfeccionar la programacin pues sta no es una solucin definitivaProcurar una distribucin de recursos con pendientes suaves