mejoramiento en la calidad de mezclas y colocación de concreto en

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACIÓN DE INGENIERÍA DE MATERIALES
“MEJORAMIENTO EN LA CALIDAD DE MEZCLAS Y COLOCACIÓN DE
CONCRETO EN 2 OBRAS CIVILES”
Realizado por:
Br. José Rubén Limardo de Paramo
INFORME FINAL DE CURSOS EN COOPERACIÓN
Presentado ante la ilustre Universidad Simón Bolívar como requisito parcial para
optar al título de Ingeniero de Materiales
Sartenejas, Septiembre 2010
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACIÓN DE INGENIERÍA DE MATERIALES
“MEJORAMIENTO EN LA CALIDAD DE MEZCLAS Y COLOCACIÓN DE
CONCRETO EN 2 OBRAS CIVILES”
Realizado por:
Br. José Rubén Limardo de Paramo
Bajo la tutoría de:
Dr. Thierry Poirier
Prof. Agregado
Ing. José Miguel Gonzalez
Aprobado por:
Sartenejas, Septiembre 2010
II
“MEJORAMIENTO EN LA CALIDAD DE MEZCLAS Y COLOCACIÓN DE
CONCRETO EN DOS OBRAS CIVILES”
Realizado por:
Br. José Rubén Limardo de Páramo
Resumen:
El concreto es uno de los materiales compuestos más utilizados en el mundo,
debido principalmente a su bajo costo y excelentes propiedades tanto físicas como
mecánicas. Sin embargo, es un material heterogéneo cuya calidad depende de
numerosas variables que van desde la calidad y dosificación de los componentes,
hasta los procedimientos de trabajo establecidos y la calidad de la mano de obra.
Para lograr una mezcla de concreto que cumpla con los normas nacionales e
internacionales, es necesario disminuir la variabilidad de todas y cada una de las
facetas del concreto y manejar controles de calidad que no sólo involucra planes
correctivos de medidas, comparaciones y enmiendas, sino planes globales
organizativos que tienen que ver con el material, con los procedimientos, con la
empresa y con las condiciones generales. Cuanto más eficiente sea ese control,
mejor calidad dentro de su escala tendrá ese producto.
En las obras civiles construidas por Desarrollos 1993, C.A., luego de una
evaluación de los registros existentes, se realizaron ajustes en los procedimientos
de trabajo, se caracterizaron los agregados manejados en la preparación de la
mezcla, se verificó el diseño de mezcla utilizado y se instruyó al personal obrero
de acuerdo al cumplimiento de las normas, logrando mejoras en la calidad del
concreto, disminuyendo el rango de desviación estándar de los ensayos.
Las mejoras en la calidad del concreto, representan en los tiempos de hoy a
cualquier empresa constructora, tiempo y dinero, que permiten hacerla más
eficiente, rentable y competitiva.
III
A dios, a mis padres y al amor de mi vida.
IV
AGRADECIMIENTOS
A Desarrollos 1993, C.A. por haberme permitido formar parte del proyecto.
A mis padres por haberme motivado siempre para terminar mis estudios y a
Lisbeth De Abreu, el amor de mi vida, por su apoyo incondicional y fuente de
inspiración para alcanzar la meta.
Al Ing. José Miguel Gonzalez por haber aceptado ser mi tutor industrial,
gracias por tu apoyo, por tus consejos y por todas tus enseñanzas. Al personal de
la Obra, desde el Ing. Brocardo Panesso, Jorge Ortega, al personal de la
contratista Edificaciones 2110, C.A. y en especial a Pedro Berdugo y José Valera,
encargados de la preparación y curado de los cilindros por su paciencia y
disposición a aprender.
Un agradecimiento muy especial a mi tutor académico, Prof. Thierry Poirier,
por su paciencia, su comprensión y por toda la colaboración que me prestó
durante la realización de la pasantía, siempre estaré muy agradecido.
Al Prof. Norberto Labrador, por aceptar participar como jurado de mi
pasantía, cuando el tiempo estaba en mi contra.
Mil gracias a todos…
V
INDICE GENERAL
CAPITULO I. INTRODUCCIÓN
1
CAPITULO II. OBJETIVOS
3
2.1. Objetivos Generales
3
2.2. Objetivos Específicos
3
CAPITULO III.MARCO TEÓRICO
4
3.1. Concreto. Definiciones y Antecedentes
4
3.1.1. Componentes
5
3.1.1.1. Cemento
5
3.1.1.2. Agregados
8
- Granulometría
8
- Tamaño Máximo
9
- Modulo de Finura
10
- Impurezas
10
- Resistencia
10
- Forma y Textura de los Granos
11
- Humedad
12
3.1.1.3. Agua
12
3.2. Diseño de Mezcla (Método del Manual de Concreto Estructural)
13
3.2.1. Relación Beta (β)
14
3.2.2. Ley de Abrams
16
3.2.3. Relación Triangular
18
3.2.4. Componentes Restantes
21
- Volumen de Aire Atrapado
21
- Volumen Absoluto de los Granos de Cemento
22
VI
- Volumen Absoluto de Agua
22
- Volumen Absoluto de Agregados
22
3.3. Preparación, Mezclado y Manejo del Concreto
23
- Carretillas manuales o motorizadas
27
- Bandas transportadoras
27
- Grúas ( baldes o cubo)
28
- Bombas
28
3.4. Evaluación y Aceptación
30
3.4.1. Muestreo
32
3.4.1.1. Frecuencia
33
3.4.1.2. Preparación
33
3.4.1.3. Curado
34
3.4.1.4. Ensayos de Resistencia
35
3.4.2. Evaluación
36
CAPITULO IV. METODOLOGÍA
40
4.1. Análisis de los Registros
41
4.2.
Verificación de procesos y mano de obra en la preparación de
concreto en obra
41
4.3. Verificación de los agregados
46
4.4. Diseño de mezcla
47
4.5. Medidas Correctivas
48
4.6. Muestreo General para la evaluación de las Medidas Correctivas
49
CAPITULO V. RESULTADOS Y DISCUCIÓN
51
5.1. Verificación de los Agregados
53
5.2. Diseño de Mezcla
57
5.3. Análisis de Registros
59
VII
5.4.
5.5.
Verificación de procesos y mano de obra en la preparación del
concreto en obra
Evaluación de los resultados obtenidos luego de aplicadas las
medidas correctivas
65
69
CAPITULO VI. CONCLUSION
73
CAPITULO VII. RECOMENDACIONES
74
BIBLIOGRAFIA
75
APENDICE
76
VIII
INDICE DE TABLAS
Tabla
3.1.
Componentes del Cemento Portland
6
Tabla
3.2.
Óxidos Químicos del Cemento Portland
7
Tabla
3.3.
Tabla
3.4.
Propiedades de los Componentes Mineralógicos del
Cemento
Limites
granulométricos
recomendados
para
distintos
tamaños máximos de agregado. Porcentajes pasantes
7
15
Tabla
3.5.
KR factor para corregir α por tamaño máximo, mm (in)
18
Tabla
3.6.
KA factor para corregir α por tipo de agregado
18
Tabla
3.7.
C1 factor para corregir C por tamaño máximo, mm (in)
19
Tabla
3.8.
C2 factor para corregir C por tipo de agregado
19
Tabla
3.9.
Tiempos recomendados para el desencofrado
30
Tabla
3.10. Relación entre el coeficiente Z y Cuantil de población cuya
resistencia se encontrar debajo de la resistencia de diseño.
39
La norma COVENIN 1753 acepta un cuantil máximo de 9%
Tabla
5.1.
Caracterización de los agregados
53
Tabla
5.2.
Granulometría del agregado grueso
53
Tabla
5.3.
Granulometría del agregado fino
54
Tabla
5.4.
Tabla
5.5.
Datos de entrada para realizar el diseño de la mezcla
Tabla
5.6.
Proporciones de los componentes de la mezcla por m3,
Limites granulométricos permitidos por los agregados
utilizados
según dos diseños diferentes.
Tabla
5.7.
Resultados obtenidos de los registros de 3 tipos de
concreto
IX
56
58
59
60
Tabla
5.8.
Tabla
5.9.
Desviación Estándar σ a esperar en el concreto según el
grado de control
Resultados de los ensayos esclerométricos. Resistencia a
la compresión calculada por correlación
Tabla
5.10.
Resultados obtenidos luego de aplicar las medidas
correctivas
X
61
68
70
INDICE DE FIGURAS
Figura 3.1.
Distribución Granulométrica
Figura 3.2.
Ejemplo de la distribución de las resistencias normativas de
un concreto y su ajuste a la distribución normal.
Figura 3.3.
Distribuciones normales para tres (3) concretos con igual
resistencia característica y distintas desviaciones estándar
Figura 4.1.
Planta de Producción de Concreto en Obra
Figura 4.2.
Mezcladora horizontal con su operador, contador de caudal
volumétrico y banda transportadora de componentes
Figura 4.3.
Suministro en cubeta transportada por una grúa, para el
traslado de la mezcla al lugar de vaciado
Figura 4.4.
9
37
38
42
43
44
Placa Encofrada. La cuadrilla recibe la mezcla transportada
por la grúa, para su vaciado, compactación, vibrado y
45
curado. Todos bajo la supervisión del maestro de obra
Figura 4.5.
Asentamiento (T) de la mezcla, luego de realizar el ensayo
del Cono de Abrams según la norma COVENIN 339
Figura 4.6.
Técnico de LATEICA realizando ensayos esclerométricos
Figura 4.7.
Bomba Telescópica utilizada para el vaciado continuo de
217mts3 de concreto en la losa del tanque de agua.
Figura 5.1.
Diagrama de causa efecto en el proceso de producción de
concreto en la obra Club Res. Hacienda Santa Inés
Figura 5.2.
Distribución granulométrica de cada uno de los agregados
utilizados y su combinado con un β de 58% y 53,70%
Figura 5.3.
Distribución estadística del concreto preparado en obra
Figura 5.4.
Distribución estadística del concreto preparado por CEMEX
en la planta del llanito
XI
46
49
50
52
57
62
63
Figura 5.5.
Distribución estadística del concreto preparado por CEMEX
en la planta de La Bandera
Figura 5.6.
Distribución estadística del concreto preparado en obra
entre el 08/02/2010 y 26/04/2010.
Figura 5.7.
Distribución estadística del concreto preparado en obra
entre el 27/04/2010 y 09/06/2010.
XII
63
72
72
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
El concreto es un material heterogéneo cuyas características y propiedades
dependen de numerosas variables, como lo es la calidad de cada uno de los
materiales componentes de que está formado, de las proporciones en que estos
son mezclados entre sí y de las operaciones de mezclado, transporte, colocación y
curado. Esto da lugar a que aún para una misma clase y tipo de concreto, éste
presente una cierta variabilidad en sus propiedades. La forma más eficiente para
considerar y manejar la variabilidad del concreto, es mediante ensayos y
procedimientos estadísticos. [1]
Desarrollos 1993, C.A. es una empresa más del Grupo CLR que es el
resultado de la unión en el año 2007 de dos grupos dedicados desde hace más de
50 años, a la promoción y construcción tanto de obras públicas como privadas.
Desarrollos 1993, C.A. es propietaria de un lote de terreno, conformado por 2
parcelas de 4.600 mts2 y 3500 mts2 aproximadamente, en la urbanización Santa
Fe de los Prados en Caracas. Actualmente se construye en una de las parcelas el
Club Residencial Hacienda Santa Inés, que es un edificio residencial constituido
por 2 etapas, con 12.000 mts2 de construcción y un total de 108 apartamentos de
diferentes tamaños.
El desarrollo de la obra tiene inicio en el primer trimestre del 2009, cuando
comienza la construcción de la estructura del primer edificio, y aun cuando se
realizaban las tomas de muestras y ensayos de cilindro según la representatividad
establecida en la normas, los resultados no eran satisfactorios.
1
Por esta razón se decide comenzar un proyecto que mejore la calidad de la
mezcla de concreto preparado en la obra y evalué su desempeño en conjunto con
el concreto suministrado por plantas de Premezclado.
2
CAPITULO II
OBJETIVOS
Los objetivos que se pretenden alcanzar con la realización de este proyecto
son los siguientes:
2.1. Objetivo General
Mejorar la calidad de mezcla y colocación de concreto en 2 obras civiles.
2.2. Objetivos Específicos
1. Analizar y Relacionar los registros anteriores al inicio de la Pasantía.
2. Determinar las fallas y posibles orígenes.
3. Estudiar las causas y efectos.
4. Caracterizar los agregados a través de muestreos y granulometría.
5. Evaluar el factor mano de obra y controles aleatorios, utilizados en la
preparación de concreto.
6. Realizar ensayos de asentamiento y resistencia mecánica por lotes.
7. Implementar las medidas correctivas y evaluar su desempeño.
3
CAPÍTULO III
MARCO TEÓRICO
3.1 Concreto. Definiciones y Antecedentes
El concreto es un material que se puede considerar constituido por dos
partes: la primera, un producto pastoso y moldeable, que tiene la propiedad de
endurecer con el tiempo, y la segunda, trozos pétreos que quedan englobados en
una pasta. Esta pasta se encuentra constituida por agua y un producto
aglomerante o conglomerante, que es el cemento. El agua cumple la misión de
dar fluidez a la mezcla y además reaccionar químicamente con el cemento, dando
lugar a su endurecimiento.
Se conocen evidencias históricas de productos parecidos al concreto, con
varios milenios de antigüedad. Por ejemplo, los egipcios usaron el yeso calcinado
para dar al ladrillo o a las estructuras de piedra una capa lisa y una aplicación
similar de piedra caliza calcinada fue utilizada por los griegos antiguos. Durante el
imperio romano se desarrolló una especie de concreto utilizando el aglomerante
que llamaban cementun. Los romanos antiguos utilizaron losas de concreto en
muchas de sus estructuras públicas grandes como el Coliseo y el Partenón. El
concreto también fue utilizado en la pared de la defensa que abarca Roma, más
muchos caminos y los acueductos que todavía existen hoy.
Sin embargo, el concreto tal como se conoce actualmente fue desarrollado
a mediados del siglo XVIII por John Smeaton y Joseph Vicat quienes realizaron
unas investigaciones sobre cales. John Smeaton había encontrado que combinar
la cal viva con otros materiales, creaba un material extremadamente duro que se
podría utilizar para unir juntos otros materiales. Él utilizó este conocimiento para
4
construir la primera estructura de concreto desde la Roma antigua, El Faro de
Smeaton en 1774.
En Venezuela fue usado por primera vez en Caracas, en la pavimentación
de la Plaza Bolívar. La industria cementera nacional comienza con la fundación
en 1907 de la planta de La Vega, en Caracas, la cual inició su producción en 1909,
con una capacidad inicial equivalente a 700 sacos.
3.1.1 Componentes
El concreto es un material con una amplia gama de posibilidades, bien sea
por el uso de diferentes componentes o por la distinta proporción de ellos,
obteniendo diversas plasticidades, resistencias y apariencias; logrando satisfacer
los particulares requerimientos de la construcción.
3.1.1.1 Cemento
El cemento es una especie de cal hidráulica perfeccionada, siendo el
componente activo del concreto. Influye en todas las características de este
material, aunque solo constituye aproximadamente un 10 a 20% del peso del
concreto. Es el componente más costoso por unidad de peso entre los materiales
básicos que conforman el concreto, sin tomar en cuenta posibles aditivos o
puzolanas que se agreguen.
El cemento más frecuentemente utilizado es el tipo Portland. Se produce
haciendo que se combinen químicamente unas materias de carácter acido (sílice y
alúmina principalmente) provenientes de arcillas, con otras de carácter básico
(primordialmente cal) aportadas por calizas. Esta reacción tiene lugar entre las
materias primas, finamente molida, calentadas en hornos a temperaturas de
5
semifusión.
El producto es una combinación de una mezcla compleja de
minerales artificiales las cuales pueden ser apreciadas en la tabla 3.1:
Tabla 3.1 Componentes del Cemento Portland
Componente
Formula Química
Abreviación
Alita, Silicato Tricálcico
3CaO - SiO2
C3S
Belita, Silicato Dicálcico
2CaO - SiO2
C2S
Aluminato Tricálcico
3CaO - Al2O3
C3A
Ferritoaluminato Tetracalcico
4CaO - Al2O - Fe2O3
C4FA
Yeso
CaSO4 - 2H2O
Y
Alcalis
Na2O + K2O
N+K
Magnesia
MgO
M
Cal Libre
CaO + Ca(OH)2
C.L.
Residuo Insoluble
SiO2 + R2O3
R.I.
El material que sale de horno de la fábrica de cemento se denomina klinker
o clinker, son trozos redondos de mayor o menor tamaño, formados por
conglomerados producto de la semifusión a que estuvieron sometidas las materias
primas iniciales. Este clinker es molido a tamaños todavía menores, con la
incorporación de yeso, el cual impide el fraguado instantáneo y el inicio del
proceso de endurecimiento al controlar las reacciones de hidratación tempranas
del aluminato tricálcico C3A.
Por medio del análisis químico se puede determinar las proporciones de los
compuestos que contiene el cemento (Véase Tabla 3.2) calculando así los
componentes mineralógicos formados en el equilibrio, infiriendo aproximadamente
sus propiedades (Véase Tabla 3.3)
6
Tabla 3.2 Óxidos Químicos del Cemento Portland
Límites de la Composición
Componente
Formula Química Abreviación
Usual Promedio %
Sílice
SiO2
S
19 – 25
Alúmina
Al2O3
A
3,5 – 8
Oxido de Hierro
Fe2O3
F
2,5 – 4,5
Cal
CaO
C
62 – 65
Sulfatos (Yeso)
SO3
Y
1,5 – 4,5
Magnesia
MgO
M
0,5 – 5
Alcalis
Na2O , K2O
N,K
0,2 – 1,2
Tabla 3.3 Propiedades de los Componentes Mineralógicos del Cemento
Propiedades
Componente
C3S
C2S
C3A
C4FA
Adiciones:
Escoria Siderúrgica
Puzolanas
Otros











Altas resistencias iniciales
Alto calor de hidratación
Desarrollo lento de resistencias
Moderado calor de hidratación
Muy rápido desarrollo de resistencias
Muy alto calor de hidratación
Gran sensibilidad a los agresivos químicos (sulfatos)
Útil para la formación de clinker
Desarrollo lento de resistencia
Bajo calor de hidratación
Buena resistencia a la agresión química
7
3.1.1.2 Agregados
Aproximadamente el 80% en peso del concreto está compuesto por
partículas de origen pétreo, de diferentes tamaños; este material se conoce como
agregados, áridos o inertes. Por su magnitud en el volumen del concreto, las
características de estos materiales son decisivas para la calidad de la mezcla de
concreto. La calidad de estos agregados depende de las condiciones geológicas
de la roca madre, y de los procesos extractivos. Generalmente, estos materiales
pétreos se añaden a la mezcla en dos fracciones diferentes según su tamaño;
agregado grueso (piedra picada, canto rodado natural o canto rodado picado) y
agregado fino (arena natural o arena obtenida por trituración).

Granulometría
Una de las características fundamentales de los agregados, es el rango de
tamaños de todos sus granos. Se entiende por granulometría la composición del
material en cuanto a la distribución del tamaño de los granos que lo integran. Esta
característica decide, de manera muy importante la calidad del material para su
uso como componente del concreto.
Para determinar la granulometría de un material se utiliza una serie de
tamices con diferentes diámetros que son ensamblados en una columna. En la
parte superior, donde se encuentra el tamiz de mayor diámetro, se agrega el
material original y la columna de tamices se somete a vibración y movimientos
rotatorios intensos. Luego de algunos minutos, se retiran los tamices y se
desensamblan, tomando por separado los pesos de material retenido en cada uno
de ellos y que, en su suma, deben corresponder al peso total del material que
inicialmente se colocó en la columna de tamices (Conservación de la Masa).
8
La norma COVENIN 255 “Método de ensayo para determinar la
composición granulométrica de agregados finos y gruesos”, contempla el
procedimiento para la determinación por cernido de la distribución de los tamaños
de las partículas de agregados finos y gruesos, los cuales son plasmados en una
Grafica Granulométrica. (Véase Figura 3.1)
Figura 3.1 Distribución Granulométrica

Tamaño Máximo.
Se denomina tamaño máximo de partícula al tamaño de las partículas más
gruesa, medido como la abertura del cedazo menor que deje pasar el 95 % o más
del material, su relación con las características de la mezcla es decisiva para la
calidad y economía de ésta.
9

Modulo de Finura.
El módulo de finura es un parámetro que se obtiene de la suma de los
porcentajes retenidos y acumulados en los cedazos de la serie normativa y
dividiendo la suma entre 100; esta propiedad es medida en la arena,
considerándose que el módulo de finura adecuado de una arena para producir
concreto dentro de una granulometría aceptable, debe estar entre 2,3 y 3,1; donde
un valor de 2,0 indica una arena fina, 2,5 una arena media y más de 3,0 una arena
gruesa.
El modulo de finura puede considerarse como el tamaño promedio
ponderado de un cedazo del grupo en el cual el material es retenido.
El módulo de finura tiene utilidad para detectar con facilidad los cambios
que pueda sufrir una determinada arena debido a variaciones en la explotación o
en el manejo, así puede definir cuándo las variaciones granulométricas puedan
inducir cambios significativos en la fluidez de la mezcla.

Impurezas
A los agregados los puede acompañar algunas impurezas perjudiciales la
mayoría de origen natural y acompañando a la arena; la Norma ASTM C33 y la
Norma COVENIN 277 establecen los límites de impurezas que pueden estar
presentes en los agregados. Las principales impurezas que se pueden encontrar
son materia orgánica y sales naturales. Ambas pueden causar trastornos en las
reacciones de cemento y efectos importantes en la disminución de la resistencia
del concreto.

Resistencia
La resistencia de los agregados es decisiva en las propiedades del
concreto; dada su alta proporción en la mezcla. La correspondencia entre las
variables relación agua / cemento y resistencia mecánica, está condicionada en
10
gran parte por la resistencia de los agregados; los concretos hechos con
agregados de baja resistencia tienen poca resistencia al desgaste. La resistencia
de los agregados no puede ser menor que la del hormigón de cemento portland.
En el agregado grueso la resistencia es una propiedad a controlar, para
evaluarla se acude al ensayo de desgaste que produce la máquina conocida como
de Los Ángeles (ASTM C131, ASTM C535, COVENIN 266 y COVENIN 267). Sin
embargo, en Venezuela es poco común medir la resistencia de los agregados
sobre todo cuando el concreto preparado en campo.

Forma y Textura de los Granos
La forma de los agregados puede influir de manera importante en la calidad
del concreto. No hay método de ensayo para cuantificar la forma de la arena sólo
con la inspección visual con un vidrio de aumento. En los agregados gruesos se
hace una estimación de la proporción de partículas planas y alargadas presentes,
mediante la medición directa utilizando un vernier, sobre el conjunto de una
muestra representativa del total (Norma CONVENIN 264). Las especificaciones
limitan a 25% la proporción de partículas de especie plana o alargada, estas
partículas dan lugar a mezclas ásperas, poco trabajable que exigen altas dosis de
cemento y agua. En estado endurecido las partículas planas hacen un efecto de
cuña cuando la pieza de concreto es solicitada a compresión.
En cuanto a la textura de los agregados, aun cuando no se disponen de
métodos normativos para medirla, se puede decir que los materiales de trituración,
con superficie irregular brindan buena adherencia y cantos rodados con superficie
lisa favorecen la fluidez y la densificación.
11

Humedad
Los agregados suelen retener algunas cantidades de agua en forma de
humedad, que es considerada como la diferencia entre el peso del material
húmedo y el mismo secado al horno, expresado como porcentaje en peso.
Los
agregados suelen retener cantidades de agua rellenando los poros y micro poros
internos de los granos o como una película o capa envolvente.
El agua interna de los granos no pasa al concreto como agua de mezclado,
al contrario si está muy seco puede absorber agua de la mezcla, en cambio el
agua externa de los granos si pasa a formar parte de la mezcla alterando sus
proporciones. Para la determinación de la humedad y de la absorción tanto de los
agregados gruesos como de los finos hay ensayos normativos que se rigen por la
Norma ASTM C128, C127, C709, Norma COVENIN 268, 269 y 272.
3.1.1.3 Agua
El agua es imprescindible en la elaboración del concreto en las etapas de
mezclado, fraguado y curado. El agua de mezclado ocupa entre 15 a 20% el
volumen del concreto fresco y, conjuntamente con el cemento forma un producto
coherente pastoso y manejable que lubrica y soporta los agregados acomodables
en los moldes. Esta agua reacciona químicamente con el cemento hidratándolo y
produciendo el fraguado; el agua de curado es necesaria para reponer la humedad
que se pierde por evaporación luego de que el concreto haya sido colocado. Tanto
el agua de mezclado como el agua de curado debe estar libre de contaminantes
que puedan perjudicar el fraguado del concreto o que reaccionen negativamente
en estado fresco o endurecido, con alguno de sus componentes o los elementos
presentes en el concreto, como tuberías metálicas o el acero de refuerzo. En
Venezuela, generalmente cuando el concreto es preparado en campo, se utiliza el
12
agua proveniente de los acueductos y pocas veces es sometido a análisis
químicos, aunque la norma COVENIN 2385, indica los valores máximos permitidos
de concentraciones de impurezas en el agua.
Algunas de las impurezas más comunes que se pueden encontrar en el
agua son: Carbonatos, Sales de hierro, Aguas ácidas, Aguas alcalinas, Azucares,
Partículas en suspensión, Aceites, Algas, Efluentes industriales y Sulfatos.
3.2 Diseño de Mezcla (Método del Manual de Concreto Estructural)
El diseño de la mezcla es el procedimiento mediante el cual se calculan las
cantidades que debe haber de todos y cada uno de los componentes que
intervienen en una mezcla de concreto, para obtener de ese material el
comportamiento deseado, durante su estado plástico, así como, en su estado
endurecido.
Una dosificación apropiada busca principalmente, economía y
manejabilidad en estado fresco y; resistencia, aspecto y durabilidad en estado
endurecido. Las cantidades de los componentes sólidos, es decir agregados y
cemento, suelen expresarse en kilogramos por metro cubico de mezcla. El agua
puede expresarse en litros.
Un método de diseño de mezcla puede llegar a ser muy complejo si
considera un gran número de variables y una gran precisión, pero tiene que ser de
fácil manejo y operatividad; un equilibrio entre ambos seria acertado.
Inevitablemente, los diseños de mezcla tienen cierto grado de imprecisión
debido a que las variables que condicionan la calidad y el comportamiento del
concreto son numerosas y difíciles de precisar, por esta razón son necesarias las
mezclas de prueba tanto en los laboratorios como en la obra, para poder realizar
13
los ajustes necesarios y dar mayor exactitud a las proporciones de los
componentes.
Existen numerosos métodos para el diseño de mezclas, que dependen de
las variables que manejan y las relaciones que establecen. En este caso será
considerado el Método del Manual de Concreto Estructural (Porrero, Ramos,
Grases y Velazco), el cual tiene un carácter general y ha sido probado en
laboratorios y en plantas de preparación comercial de concreto, con excelentes
resultados.
Este método, ha sido concebido especialmente para el caso de
empleo de agregados poco controlados.
El método considera, en primer término, un grupo de variables que
constituyen su esqueleto fundamental: dosis de cemento, trabajabilidad, relación
agua/cemento y resistencia. Estas se vinculan a través de dos leyes básicas:
Relación Triangular y Ley de Abrams. Mediantes factores de corrección se toma
en cuenta la influencia del tamaño máximo y el tipo de agregado.
La proporción entre agregado fino y grueso, así como la granulometría del
agregado combinado, se establece en el método de manera independiente del
resto del procedimiento, lo que permite cambiar dicha proporción (relación ), sin
alterar la dosis de los restantes componentes.
3.2.1 Relación Beta ()
Cuando se trata de dos agregados, fino y grueso, la relación de
combinación entre ellos se expresa como el cociente entero entre el peso del fino
(arena) y el del agregado total, suma del grueso y el fino. Se simboliza como  y
se expresa en tanto por uno o en porcentaje.
14
= 100 x A / (A + G) (%)
(Ecuación 3.1)
Donde A y G son los pesos de la arena y del agregado grueso,
respectivamente.
El valor de se debe seleccionar de forma que el agregado combinado
tenga, para su tamaño máximo, una granulometría dentro de la zona
recomendada en la tabla 3.4.
Tabla 3.4 Limites granulométricos recomendados para distintos tamaños
máximos de agregado. Porcentajes pasantes
Cedazo
Abertura
Mm
Pulg
88,9
31/2
76,2
3
63,5
21/2
50,8
2
38,1
11/2
25,4
1
19,1
3/4
12,7
1/2
9,53
3/8
6,35
1/4
4,76
#4
2,38
#8
1,19
#16
0,59
#30
0,29
#50
0,14
#100
Tamaños Máximos: mm (Pulgadas)
88,9
(31/2)
100-90
95-80
92-60
85-50
76-40
68-33
63-30
57-28
53-25
45-22
45-22
40-20
35-15
25-10
16-7
76,2
(3)
100-90
92-70
87-55
80-45
72-38
68-35
62-32
58-30
48-25
48-25
43-20
35-15
25-10
16-17
63,5
(21/2)
100-90
87-65
80-55
73-47
68-43
62-37
60-35
58-30
50-28
45-20
35-15
25-10
16-7
50,8
(2)
100-90
87-73
77-5
73-53
68-44
65-40
60-35
55-30
45-20
35-15
25-10
16-7
38,1
(11/2)
100-90
84-70
77-61
70-49
65-43
60-35
55-30
45-20
35-15
25-10
16-7
25,4
(1)
100-90
90-70
75-55
68-45
60-35
55-30
45-20
35-15
25-10
16-5
19,1
(3/4)
100-90
85-65
75-55
65-45
60-38
45-20
35-15
25-10
16-5
12,7
(1/2)
100-90
98-90
65-51
58-42
43-37
31-17
20-10
11-5
9,53
(3/8)
100-90
73-61
62-48
40-26
26-14
13-5
7-3
6,35
(1/4)
100-90
65-52
38-26
21-9
8-2
5-1
8-2
8-2
8-2
8-2
8-2
8-1
8-1
6-1
5-1
2-0
Los valores de  sin embargo, podrán ser ajustados una vez que se evalúen
diferentes características de la mezcla, como: la fluidez, estabilidad a la
segregación, comportamiento durante el vibrado, requerimientos de agua y
15
cemento para mantener la relación agua cemento y cualquier otra característica
inherente al caso particular que se trate.
En ocasiones, no se dispone de balanzas en las obras, que permitan
agregar a la muestra la fracción específica de cada uno de los agregados
determinados a través de , sino que se dispone de algún tipo de dispositivo
volumétrico que obliga a usar una cantidad específica de cada uno de los
agregados. Es en estos casos, cuando juegan un papel fundamental las mezclas
de prueba, para poder realizar los ajustes respectivos y así obtener la mezcla que
cumpla con las exigencias requeridas.
3.2.2 Ley de Abrams
En la tecnología del concreto, la Ley de Abrams es fundamental y de una u
otra forma, la utilizan todos los métodos de diseño de mezclas. Esta ley establece
la correspondencia entre la resistencia del concreto y la relación agua/cemento, en
peso, que se simboliza como valor 

= a / C
(Ecuación 3.2)
Donde a representa la cantidad de agua en litros y C representa la dosis de
cemento en Kilogramos Fuerza
Una forma de expresar la Ley de Abrams es:
R = M / N
log R = log M –  log N
16
(Ecuación 3.3)
En donde R representa la resistencia media esperada, M y N son
constantes que dependen de las características de los materiales componentes de
la mezcla y de la edad del ensayo, así como de la forma de ejecutarlos.
De un amplio conjunto de ensayos, hechos sobre mezclas elaboradas con
agregado grueso triturado, de 25,4 mm de tamaño máximo, arena natural y
cemento Portland Tipo I, se obtienen buenos ajustes con las siguientes
expresiones:
R7 = 861,3 / 13,1
R28 = 902,5 / 8,69
R90 = 973,1 / 7,71
Los subíndices de las resistencia indican la edad del ensayo (7, 28 y 90
días respectivamente) y la resistencia media es la resistencia a compresión,
determinada mediante una probeta cilíndrica de 15x30 cm, expresada en Kgf/cm2.
Para realizar el diseño de la mezcla, se despeja , partiendo que
generalmente el cliente o ingeniero estructural indica la resistencia a 28 días del
concreto a diseñar.
= 3,147 – 1,065 . log R28
(Ecuación 3.4)
Para agregados distintos a los señalados, los valores de las constantes de
las formulas pueden cambiar sustancialmente, de esta forma se corrige el valor de
 mediante factores que ya toman en cuenta estos efectos. La influencia del
tamaño máximo se corrige mediante el factor KR y la del tipo de agregado
mediante el factor KA. (Véase tabla 3.5 y 3.6)
17
Tabla 3.5 KR factor para corregir  por tamaño máximo, mm (in)
Tamaño
Máximo
Factor Kr
6,35
(1/4)
1,60
9,53
(3/8)
1,30
12,7
(1/2)
1,10
19,1
(3/4)
1,05
25,4
(1)
1,00
38,1
(11/2)
0,91
50,8
(2)
0,82
65,5
(21/2)
0,78
76,2
(3)
0,74
Tabla 3.6 KA factor para corregir  por tipo de agregado
Gruesos
Finos
Arena Natural
Arena Triturada
Triturados
Semitriturados
1,00
1,14
0,97
1,10
Canto Rodado
(Grava Natural)
0,91
0,93
3.2.3 Relación Triangular
Esta es una expresión que relaciona la trabajabilidad (T) medida como
asentamiento en el Cono de Abrams (y que puede considerarse como la
propiedad de mayor representatividad
del concreto en estado fresco) con 2
parámetros claves en el diseño de mezclas, como son: la relación agua / cemento
() y la dosis de cemento (C).
C = k . Tn / m
(Ecuación 3.5)
Donde C es la dosis de cemento en Kgf/m3;  es la relación agua / cemento
en peso; T es el asentamiento en el Cono de Abrams en cm; k, m y n son
constantes que dependen de las características de los materiales componentes de
la mezcla y de las condiciones en que se elabora. Esta expresión no se utiliza
directamente en otros métodos de diseño de mezcla.
18
Al igual que en la Ley de Abrams, para un amplio conjunto de ensayos,
hechos sobre mezclas elaboradas con agregado grueso triturado, de 25,4 mm de
tamaño máximo, arena natural y cemento Portland Tipo I, se obtienen buenos
ajustes con las siguientes expresiones:
C = 117,2 . T0,16 / 1,3
(Ecuación 3.6)
Para agregados distintos a los señalados, al igual que se hizo para , el
valor de C se corrige por medio de los factores C1 relacionado con el tamaño
máximo y C2 relacionado con el tipo de agregado. (Véase tabla 3.7 y 3.8)
Tabla 3.7 C1 factor para corregir C por tamaño máximo, mm (in)
Tamaño
Máximo
Factor C1
6,35
(1/4)
1,33
9,53
(3/8)
1,20
12,7
(1/2)
1,14
19,1
(3/4)
1,05
25,4
(1)
1,00
38,1
(11/2)
0,93
50,8
(2)
0,88
63,5
(21/2)
0,85
76,2
(3)
0,82
Tabla 3.8 C2 factor para corregir C por tipo de agregado
Gruesos
Finos
Arena Natural
Arena Triturada
Triturados
Semitriturados
1,00
1,28
0,93
1,23
Canto Rodado
(Grava Natural)
0,90
0,96
El asentamiento requerido de la mezcla por lo general es suministrado por
el calculista o ingeniero estructural y se puede medir siguiendo el procedimiento
establecido en la norma COVENIN 339.
El Cono de Abrams es construido de un material rígido e inatacable por el
concreto, con un espesor mínimo de 1.5 mm. Su forma interior debe ser la de un
19
tronco de cono, de (200 + 3) mm de diámetro de base mayor, (100 + 3) mm de
diámetro de base menor y (300 + 3) mm de altura. Las bases deben ser abiertas,
paralelas entre sí y perpendiculares al eje del cono. El molde debe estar provisto
de asas y aletas. El interior del molde debe ser relativamente suave y sin
protuberancias, tales como remaches.
Para medir el asentamiento, se humedece el interior del molde y se coloca
sobre una superficie horizontal rígida, plana y no absorbente (se recomienda una
lámina metálica que garantice las condiciones anteriores). El molde se sujeta
firmemente por las aletas con los pies y se llena con la muestra de concreto,
vaciando ésta en tres capas, cada una de ellas de un tercio del volumen del
molde. Estos volúmenes corresponden respectivamente a las alturas de 6.5 cm y
15 cm a partir de la base. Cada capa se compacta con 25 golpes de la barra
compactadora, distribuidos uniformemente en toda la sección transversal. Para la
capa inferior es necesario inclinar ligeramente la barra y dar aproximadamente la
mitad de los golpes cerca del perímetro, acercándose progresivamente en espiral
hacia el centro de la sección.
Esta capa debe compactarse en todo su espesor, las capas siguientes se
compactan, en su espesor respectivo de modo que la barra penetre ligeramente
en la capa inmediata inferior.
El molde se llena por exceso antes de compactar la última capa. Si después
de compactar, el concreto se asienta por debajo del borde superior, se agrega
concreto hasta lograr un exceso sobre el molde. Luego se enrasa mediante la
barra compactadora o una cuchara de albañilería. Inmediatamente se retira el
molde alzándolo cuidadosamente en dirección vertical. Deben evitarse los
movimientos laterales o de torsión. Esta operación debe realizarse en un tiempo
aproximado de 5 a 10 segundos. La operación completa desde que se comienza
20
a llenar el molde hasta que se retira, debe hacerse sin interrupción y en un tiempo
máximo de 1 min 30 s.
El asentamiento se mide inmediatamente después de alzar el molde y se
determina por la diferencia entre la altura del molde y la altura promedio de la base
superior del cono deformado.
En caso de que se presente una falla o corte, donde se aprecie separación
de una parte de la masa, debe rechazarse el ensayo, y se hace nuevamente la
determinación con otra parte de la mezcla. Si dos ensayos consecutivos sobre una
misma mezcla de concreto presentan una falla o corte, el concreto probablemente
carece de la plasticidad y cohesión necesaria para la validez del ensayo.
3.2.4 Componentes Restantes

Volumen de Aire Atrapado
El volumen de aire atrapado depende de diversa variables y su cálculo
preciso no es posible, sin embargo se hace una aproximación considerando que
su proporción es siempre pequeña (de 10 a 20 litros de aire por metro cubico de
concreto) y su influencia en el volumen absoluto de la mezcla no es decisiva. A
los efectos prácticos, considerando el tamaño máximo y la cantidad de cemento,
será suficiente para estimar el volumen de aire atrapado:
V = C / P (litros/m3)
(Ecuación 3.7)
Donde C se expresa en Kgf/m3 y el tamaño máximo P se expresa en mm.
21

Volumen Absoluto de los Granos de Cemento
El volumen absoluto ocupado por el cemento, sin considerar aire entre los
granos, se obtiene al dividir el peso del cemento entre su peso especifico.
Determinado en laboratorios y a efectos prácticos, se multiplicara el peso del
cemento por el valor de 0,3.

Volumen Absoluto de Agua
El peso del agua presente en la mezcla, el cual se simboliza como a, viene
dado por:
a = C .  (Kgf/m3)(Ecuación 3.8)

Volumen Absoluto de los Agregados
El volumen ocupado por los granos de los agregados, sin considerar el aire
entre ellos, se obtiene al dividir el peso de cada uno entre su correspondiente peso
especifico, como si estuvieran en estado de saturación con superficie seca. El
peso específico se simboliza g para el agregado grueso y a para el fino.
V (A + G) = (A + G) / (A + G)
(Ecuación 3.9)
De esta forma para preparar un metro cubico de concreto, la suma de los
volúmenes absolutos de todos los componentes debe ser igual a 1.000 litros.
Vc + Va + V + V(A + G) = 1.000 litros
0,3 .C + a + V + (A + G) /  (A + G) = 1.000 litros
22
(Ecuación 3.10)
3.3 Preparación, Mezclado y Manejo del Concreto
Se debe destacar la importancia de mantener invariable los parámetros del
diseño de la mezcla, en particular la relación agua / cemento: añadir más agua de
la establecida, además de disminuir la resistencia mecánica, aumenta la retracción
por secado, puede inducir mayor agrietamiento en la superficie, disminuyendo la
resistencia del material frente a los agentes agresivo externos.
Igualmente, debe utilizarse la cantidad de cemento requerida debido a que
incrementarla, además de encarecer los costos del concreto, inducirá aumentos
de temperatura en la mezcla durante el proceso de hidratación obligando a
mayores precauciones de curado para evitar agrietamientos superficiales, si por el
contrario se ahorrara cemento desconociendo las cantidades establecidas en el
diseño de la mezcla, se obtendrían concretos de menores resistencias y
durabilidad de la deseada.
Es acá donde toma un papel fundamental el profesional responsable de la
obra, debido a que en la mayoría de los casos la preparación del concreto está en
manos de un contratista o tercero, quien pone a cargo generalmente a un personal
obrero que no siempre cuenta con la preparación adecuada en materia de
concreto. Es una práctica muy común por parte de los obreros a cargo, añadir
más agua a la mezcla para aumentar la trabajabilidad de la mezcla y así tener que
realizar un menor esfuerzo a la hora de distribuir la mezcla sobre el encofrado.
Por esta razón la preparación de concreto en obra, requiere de una supervisión
permanente, por parte de los profesionales responsables, tanto en la planta
mezcladora como en el lugar donde se realiza el vaciado. Además estos
profesionales deben tener una alta capacidad gerencial y de manejo de personal,
ya que por lo general el personal obrero puede ser reacio en sus prácticas o
directivas que suponen esfuerzos adicionales.
23
Por estas razones es indispensable, que todas las modificaciones en los
constituyentes pre – establecidos de la mezcla respondan a causas plenamente
justificadas durante la ejecución de la obra y cuenten con la absoluta aprobación
del profesional responsable de la misma.
Hay que distinguir entre los concretos preparados en la propia obra y los
concretos elaborados en plantas de premezclado que luego son trasladados a la
obra. Evidentemente las plantas de premezclado poseen un conocimiento y una
experiencia en la tecnología del concreto que permite garantizar la calidad y
economía en el uso del material.
Los premezcladores tienen en sus manos
poderosos recursos técnicos y económicos debido a los grandes volúmenes de
material que manejan, al empleo de importantes equipos y cuentan con personal
altamente especializado en la materia. En cambio el concreto preparado en la
propia obra, ofrece un costo más económico que el premezclado, da la facilidad de
no tener que disponer de un tercero, pero amerita una estricta coordinación,
además el premezclado es susceptible a problemas como disponibilidad,
transporte (Trafico) e incluso hoy en día hasta por problemas políticos.
Sin
embargo el concreto preparado en obra difícilmente incluye el conocimiento, la
experiencia y los recursos técnicos con los que cuenta una planta de premezclado.
La calidad y el adecuado manejo y almacenamiento de los materiales
constituyentes, especialmente los agregados y el cemento, son una función
importante. Los cuidados se deben orientar a evitar la contaminación del material,
a estabilizar el contenido de humedad especialmente del agregado fino, evitar
cambios de granulometría como consecuencia de incremento de finos en el caso
de los gruesos o disminución de los mismos en los casos de los finos. En cuanto
al almacenamiento de cemento en silos se debe garantizar la estanqueidad
respecto a la humedad y un buen funcionamiento de sus válvulas. No se deben
24
mezclar distintas marcas de cemento y menos aun distintos tipos de cemento en
un mismo silo.
El agua empleada en el mezclado del concreto debe ser limpia y no debe
contener cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, álcalis, sales, materia
orgánica u otras sustancias nocivas al concreto o al acero de refuerzo. En las
mezclas de concreto se debe usar agua que satisfaga la Norma COVENIN 2385,
preferiblemente potable, al menos que la dosificación se haya obtenido con base
en mezclas de concreto de resultados conocidos o mezclas de prueba, hechas
con agua del mismo origen.
En cuanto a la dosificación de los componentes, se puede realizar por peso
o por volumen. El primero de ellos es el más preciso ya que estos dosificadores
toman cada material de la tolva donde está almacenado y pueden ser automáticos
o manuales; es decir que corte el flujo del material cuando se llega al peso
programado.
Por el contrario, la dosificación por volumen posee una alta
variabilidad, debido a que la exactitud de la medida varía de acuerdo con la
robustez del operario, su estado de fatiga o de ánimo.
El mezclado del concreto es el conjunto de operaciones destinadas a
obtener un producto final homogéneo.
Los equipos y procedimientos que se
utilicen deben ser capaces de lograr una mezcla efectiva de los distintos
componentes: agregados, cemento, agua y aditivos. La mayoría de las mezclas
se realizan con el apoyo de maquinas mezcladoras, las cuales consisten en
tambores metálicos giratorios, en cuyo interior se encuentran un juego de paletas,
de geometría y ubicación determinada, que agitan y mezclan los materiales,
impulsado todo el conjunto por un motor.
25
Toda obra busca unas condiciones de mezclado que maneje tiempos cortos
de carga, de mezclado y de descarga, para lograr una producción continua y
abundante;
homogeneidad de la mezcla; facilidad de traslado y buenas
condiciones mecánicas, para soportar un trabajo rudo y prolongado.
El mezclado se hará en un equipo mezclador que cumpla con la Norma
COVENIN 1680. En este caso se le dará mayor importancia a la mezcladora de
eje horizontal, la cual produce concreto por la elevación y caída del material que
mueven las paletas, o en ocasiones el tambor. Suelen requerir tiempos cortos de
mezclado y descarga mediante la inversión del giro, con lo cual las paletas
expulsan el material.
Para el llenado de la mezcladora, se deben incorporar primero parte de la
piedra con parte de agua, luego los materiales finos (arena y cemento), añadiendo
algo más de agua, en la cual se deben incorporar los aditivos líquidos químicos si
los hay, y por último el resto de la piedra y del agua. Es importante considerar el
vertido en la tolva metálica de donde la correa transportadora tomara los
componentes, debido a que en ocasiones la humedad de la arena genera
adherencia a la tolva metálica produciendo la pérdida de materiales, alterando la
dosificación de diseño de la mezcla. En estos casos se recomienda verter primero
el agregado grueso, luego la arena y por último el cemento.
En cuanto a los tiempos de mezclado, los mismos deben ser recomendados
por el fabricante del equipo, sin embargo, de manera general todo el concreto
debe mezclarse hasta que se logre una distribución uniforme de los materiales y la
descarga será completa antes de que vuelva a cargarse el equipo mezclador. El
mezclado se continuará por lo menos durante un minuto y medio después que
todos los materiales estén dentro del tambor, a menos que se demuestre que un
tiempo menor es satisfactorio, según los criterios de la Norma COVENIN 633 para
26
plantas premezcladoras. Si al tiempo de mezclado en sí, se añaden los tiempos
de carga y descarga, se completa el verdadero ciclo de la operación, que puede
abarcar desde los dos minutos y medio hasta más de cinco. Sobrepasar estos
tiempos, afecta la economía, reduce la trabajabilidad y hasta puede alterar la
granulometría por fraccionamiento de los agregados gruesos. Tiempos menores
pueden producir mezclas inconclusas y heterogenias.
El concreto debe transportarse de la mezcladora al sitio del vaciado
empleando métodos que eviten la segregación o pérdida de materiales. El equipo
de transporte debe ser capaz de suministrar el concreto en el sitio de colocación
sin segregación, ni interrupciones que ocasionen la pérdida de plasticidad entre
vaciados sucesivos, evitando la formación de juntas frías.
El transporte puede realizarse con:

Carretillas manuales o motorizadas: son usadas para transporte corto y
plano en todos los tipos de obra, especialmente donde la accesibilidad al
área de trabajo es restricta. Entre sus ventajas son versátiles, ideales en
interiores y en obras donde las condiciones de colocación están cambiando
constantemente, aunque pueden ser lentas y requerir de un trabajo
intensivo.

Bandas transportadoras: Son usadas para transportar horizontalmente el
concreto o a niveles más abajo o más arriba. Entre sus ventajas tienen un
alcance ajustable, desviador viajero y velocidad variable. Sin embargo para
su uso son necesarios arreglos en los extremos de descarga para prevenir
la segregación y para no dejar mortero en la banda de regreso. En climas
adversos (calurosos y ventosos) las bandas largas necesitan de cubiertas.
27

Grúas (baldes o cubo): Pueden ser usados para trabajos tanto arriba
como abajo del nivel del terreno. Permiten el aprovechamiento total de la
versatilidad de las grúas. Descarga limpia. Gran variedad de capacidades.
La capacidad del balde o cubo se selecciona de acuerdo con el tamaño de
la mezcla y la capacidad del equipo de colocación. Se debe controlar la
descarga.

Bombas: Se usan para transportar concreto directamente desde un punto
de descarga del camión hacia la cimbra (encofrado). La tubería ocupa poco
espacio y se la puede extender fácilmente. La descarga es continua. Sin
embargo, se hace necesario un suministro de concreto fresco constante
con consistencia media y sin la tendencia a segregarse. El tamaño máximo
del agregado debe ser controlado.
Una vez que el concreto ha llegado al lugar donde están los moldes o
encofrados, se da comienzo a la fase de su colocación. Previamente los moldes o
encofrados deben ser limpiados internamente, se debe comprobar tanto la
cantidad como la posición de las armaduras, así como debe tratarse el encofrado
para evitar la adherencia de masa, especialmente los encofrados de madera con
capacidad para absorber agua de la mezcla.
Durante el vaciado se deben tomar las siguientes precauciones, según la
Norma COVENIN 1753 en su sección 5.7.4.1.

El concreto debe depositarse lo más cerca posible de su ubicación final
para evitar segregación debido a la manipulación repetida o al flujo de la
masa.
28

El vaciado debe efectuarse a una velocidad adecuada, con la finalidad de
que el concreto conserve su estado plástico y fluya fácilmente entre las
barras.

Una vez iniciado el vaciado, este se efectuará en una operación continua
hasta que se termine el sector definido por sus límites o juntas prefijadas.

La superficie superior del concreto vaciado en capas superpuestas
generalmente estará a nivel.

En tiempo caluroso, debe ponerse atención a los componentes, métodos
de producción, el manejo, la protección y el curado, para evitar
temperaturas excesivas en el concreto o la evaporación de agua, que
pueda afectar la resistencia requerida o el comportamiento en servicio, del
miembro o estructura.
Durante el vaciado el concreto se compactará cuidadosamente por medios
adecuados y se trabajará con esmero alrededor del acero de refuerzo, de las
instalaciones embutidas, así como en las esquinas de los encofrados. El proceso
más utilizado para la compactación del concreto es la vibración interna con
vibradores de inmersión, el cual se lleva a cabo introduciendo verticalmente en la
masa, un vibrador que consiste en un tubo con diámetro externo entre 2 y 10 cm,
dentro del cual una masa excéntrica gira alrededor de un eje. La masa es movida
por medio de un motor eléctrico y su acción genera un movimiento oscilatorio, de
cierta amplitud y frecuencia, que se trasmite a la masa del concreto.
El tiempo de vibrado se determina mediante la observación directa de la
superficie en las cercanías del punto de penetración. Cuando cese el escape de
burbujas de aire y aparezca una lamina acuosa y brillante, se debe retirar el
vibrador. Con un exceso de vibración, se corre el riesgo de producir segregación,
29
haciendo que los granos gruesos vayan al fondo, mientras los finos y el cemento
quedarías sobrenadando en la superficie.
Por último, el encofrado debe permanecer colocado, protegiendo alguna de
las caras de las piezas vaciadas. Tomando en consideración que el tiempo de
desencofrado es una función de la resistencia del concreto, se recomienda realizar
ensayos de resistencia a 7 o 14 días para determinar que el concreto ha
alcanzado el 50% de la resistencia de diseño o el 70% en caso de piezas
horizontales de cierto vano.
En caso de no disponer de ensayos de resistencia para decidir si la
resistencia mínima de desencofrado ha sido alcanzada, la tabla 3.9 recoge
algunas recomendaciones.
Tabla 3.9 Tiempos recomendados para el desencofrado
Tipo de Elemento
Vigas con Luz Libre:
Menor de 3 metros
De 3 a 6 metros
Mayor de 6 metros
Losas y Placas:
Menor de 3 metros
De 3 a 6 metros
Mayor de 6 metros
Carga Actuante >
Carga Muerta
Tiempo Mínimo (Días)
Carga Actuante <
Carga Muerta
Tiempo Mínimo (Días)
7
14
21
4
7
14
4
7
14
3
4
7
3.4 Evaluación y Aceptación
La calidad de un concreto depende de numerosos factores dando lugar a un
material que presente cierta variabilidad en sus propiedades. Por esta razón se
30
utiliza el control de calidad, como instrumento para disminuir la variabilidad de
todas y cada una de las facetas del concreto, desde su dosificación hasta el
producto final.
Tanto para el control de calidad como para el cumplimiento de las
especificaciones y normas, se establece un procedimiento con fundamentos
estadísticos, que ayudan a planificar la ejecución de ensayos y el manejo de los
resultados de la manera más eficiente posible.
La Estadística es la ciencia de tomar decisiones en presencia de la
incertidumbre,
ya
que
en
la
trayectoria
de
la
investigación
científica,
constantemente existe un enfrentamiento con la incertidumbre, y aunque esta no
da solución a todas las situaciones que impliquen inseguridad, se han ido
desarrollando nuevos métodos que proporcionan el fundamento para el análisis de
estas situaciones con base científica, de una forma lógica y sistemática. Tanto el
estudio de la estadística, como el empleo de los métodos estadísticos, pueden y
son dirigidos a los campos específicos de la investigación y tecnología del
concreto.
Los métodos estadísticos manejan datos obtenidos de observaciones, en
forma de mediciones o conteo, siempre a partir de una fuente de observaciones,
con el objetivo de llegar a conclusiones respecto a dicha fuente. El conjunto de
observaciones tomado de una fuente, con el objetivo de obtener información de
ella se llama muestra, en tanto que la fuente se denomina población. Uniendo los
dos conceptos antes expuestos se debe decir entonces, que los métodos
estadísticos son aquéllos que sirven para obtener conclusiones acerca de
poblaciones a partir de muestras.
31
La parte de los métodos estadísticos dedicada a la obtención y compendio
de datos, se denomina estadística descriptiva, en tanto que la parte que trata de
hacer inferencias, es decir, de obtener conclusiones, es la inferencia estadística.
La mayor parte de los métodos estadísticos tienen dos objetivos
fundamentales: Estimar alguna propiedad de la población y probar alguna
hipótesis respecto a la población. La magnitud de la probabilidad asociada a una
conclusión, representa el grado de confianza que se posee sobre la veracidad de
dicha conclusión.
Una población, en el lenguaje estadístico, es un conjunto de individuos de
cualquier especie o un conjunto de objetos de cualquier clase. En la mayoría de
los casos cuando se estudian muestras y poblaciones, el interés se concentra en
una sola característica de los miembros de la población. Obtener una muestra de
una población, de manera que puedan extraerse conclusiones válidas para la
población de la que proviene, no es tan sencillo como parece. Para que la muestra
sea realmente representativa, tiene que ser extraída de la población al azar. Un
muestreo es al azar, o aleatorio, si cada uno de los miembros de la población tiene
igual posibilidad de ser elegido, es decir, que la probabilidad de la selección de
cada uno sea igual. Para ello el método elegido para el muestreo tiene que
asegurar la independencia y las características de probabilidad constante de la
muestra.
3.4.1 Muestreo
Las muestras pueden ser tomadas a la salida de la mezcladora, a la
llegada a la obra o en el momento en que el concreto va a ser colocado; por lo
tanto las alteraciones debidas al transporte y a la espera podrán o no influir en los
ensayos, según el lugar o momento de la toma de la muestra.
32
La frecuencia de la toma de muestras de concreto para su ensayo, debe ser
tal que no queden partes del material cuya calidad no se conozca. Para esto no
es necesario desde luego, el ensayar todas y cada una de las partes del material,
debido a la forma que tienen de distribuirse las resistencias; por otro lado sin
embargo, la necesidad de conocer los parámetros de la distribución y la
posibilidad de que se produzcan mezclas esporádicas de mala calidad (fuera de la
distribución), obligan a una cierta frecuencia de muestreo.
3.4.1.1.
Frecuencia
No es posible dar reglas de validez general que cuantifiquen de manera
precisa esta frecuencia. Ello se debe a las numerosas variables diferentes que
intervienen en el problema. Sin embargo la norma COVENIN 1976 considera que
se pueden tomar como suficientes para el control rutinario de cada clase de
concreto, las siguientes:

Una muestra por cada 14 unidades de producción.

Una muestra por cada 50 m2 de superficie de obra de concreto.

Una muestra por cada día de trabajo.

Seis muestras en total (para toda la obra).
3.4.1.2
Preparación
De estos cuatro criterios se aplicará el que para el tipo de concreto de que
se trate, exija un mayor número de muestras. Independientemente de esto se
debe estar preparado para la toma y ensayo de muestras de mezclas que por
cualquier motivo parezcan anormales o sospechosas.
33
Las muestras son preparadas en moldes cilíndricos preferiblemente
metálicos, rígidos, estancos de superficie interior lisa, no absorbente y que no
reaccione con el concreto. El molde normal debe tener 152,5 –2,5 mm de diámetro
y 305 + 6,0 mm de altura para el tamaño nominal de agregado grueso no mayor
de 50 mm. Se pueden utilizar moldes de otras dimensiones, siempre que el
diámetro sea como mínimo tres veces el tamaño nominal del agregado grueso. La
relación altura a diámetro se debe mantener 2 a 1 y en ningún caso su diámetro
debe ser menor de 50 mm.
El molde debe estar limpio, su superficie interior así como su base, deben
estar aceitadas, a este fin sólo se permite el uso de aceites minerales u otros
productos destinados a este uso. Se deben evitar las pérdidas de agua. Las zonas
de contacto entre molde y base se pueden sellar con una mezcla de parafina y
cera virgen, trabajable a temperatura ambiente, o algún otro material que no afecta
la resistencia del concreto.
Las probetas deben moldearse en el lugar donde se almacenarán durante
las primeras 20 horas, en sombra cuidándose de la evaporación. El concreto se
vacía en los moldes, en dos capas, si se va a compactar por el método de vibrado
y en tres si se va a compactar por el método de la barra, asegurándose al mínimo
la segregación del material dentro del molde, utilizando la barra para tal fin.
3.4.1.3
Curado
Las probetas deben retirarse de los moldes en un lapso de tiempo
comprendido entre 20 y 48 horas, después de su elaboración y se almacenarán
hasta el momento del ensayo en cualquiera de los siguientes ambientes:
34

Directamente bajo agua saturada de cal. El agua debe ser potable, limpia,
exenta de materiales extraños y mantenerse en el rango de temperatura de
(23 + 3) °C. La renovación del agua depende del número de probetas que
se están curando como promedio, se recomienda renovarla, cada 15 días.

Arena limpia y saturada constantemente de agua.

Cámara húmeda, con una humedad relativa entre 90 y 100%.
3.4.1.4 Ensayos de Resistencia
Los ensayos se realizan a los 28 días, ya que en el medio la resistencia que
se especifica habitualmente es esa; sin embargo pueden ser especificadas
resistencias a otras edades, o puede ser conveniente conocerlas aunque no sean
de especificación. Las resistencias a edades menores de 28 días, son útiles en
cuanto que permiten inferir prematuramente, con mayor o menor precisión, las que
tendrá el material a la edad normativa.
La relación de proporcionalidad entre
ambas edades, sólo puede ser conocida con seguridad, mediante ensayos hechos
con los mismos materiales y en las mismas condiciones de trabajo; cualquier
cambio puede invalidar los factores de cálculo. Esto es especialmente válido para
establecer las relaciones entre las resistencias obtenidas en ensayos acelerados
de cualquier tipo y las resistencias normativas.
Por otra parte, existen otros métodos de ensayo como el esclerómetro, que
es un instrumento de medición empleado generalmente, para la determinación de
la resistencia a compresión en concreto in situ, mediante la realización de ensayos
no destructivos. Su funcionamiento consiste en una pesa tensada con un muelle.
Dicha pesa tensada es lanzada contra el hormigón y se mide su rebote.
Posteriormente, mediante la utilización de curvas de correlación del rebote, se
puede obtener la resistencia.
No es un método excesivamente fiable ya que
generalmente reflejan valores algo mayores a los reportados por ultrasonido o
35
coredrill, sin embargo es un método sencillo que permite verificar los resultados
obtenido mediante los ensayos de cilindros tomados de concreto fresco.
3.4.2 Evaluación
La estadística permite condensar datos y presentarlos en forma
probabilística, de manera que sean más fácilmente comprensibles y comparables;
constituye la herramienta más adecuada y útil de que se dispone para el control de
calidad, tanto para planificarlo como para interpretar los resultados de los ensayos.
Sin embargo la estadística no toma decisiones, éstas tienen que basarse en
criterios de otra índole; la estadística da la probabilidad de que se alcancen ciertos
límites, pero en sí misma no interviene en la elección de estos límites, los cuales
deben ser fijados por procedimientos ajenos a ella, frecuentemente basados en
acuerdos o decisiones por la costumbre. Lo importante es que una vez decididos
unos límites de calidad, los mismos se mantengan invariables en todas las
circunstancias, lo cual permitirá una referencia segura a qué atenerse. Se usan
dos tipos de parámetros estadísticos fundamentales: uno que se refiere a la
tendencia central (Promedio) y el otro a la dispersión del conjunto de los datos que
se analizan (Desviación Estándar).
Esos valores que representan un fenómeno se colocan en un gráfico
cartesiano que tiene en el eje de las abscisas los valores de las magnitudes
(expresadas por intervalos) y en el eje de las ordenadas los valores de las
frecuencias con las cuales se producen esas magnitudes, se aprecia que los
valores extremos, es decir, muy altos o muy bajos, son relativamente escasos y
que por el contrario, las magnitudes cercanas a la media son abundantes. Para
muchos fenómenos la distribución toma una forma acampanada; así sucede con
los resultados de los ensayos de resistencia del concreto y con otras propiedades
de éste y de otros materiales.
36
Por su similitud con los fenómenos, pero principalmente por las facilidades
de manejo y cálculo que representa, se suele tomar en estadística como modelo
de distribución al que se denomina distribución normal, cuya representación
aparece graficada también en la Figura 3.2.
Figura 3.2. Ejemplo de la distribución de las resistencias normativas de un
concreto y su ajuste a la distribución normal
Muchas propiedades de los materiales y en particular las resistencias a
compresión del concreto, no se distribuyen estrictamente según una curva normal,
sin embargo las diferencias con ella son relativamente pequeñas y quedan
ampliamente compensadas por las ventajas de la distribución
normal antes
indicada.
La curva de la distribución normal es simétrica, es decir tiene dos mitades
iguales que se unen en el valor medio (µ). Restando una desviación estándar al
valor medio, se encuentra la magnitud que corresponde a un punto de inflexión de
37
la curva y sumándosela se encuentra el otro punto de inflexión: (µ - s) y (µ + s);
por lo tanto la esbeltez de la curva señala la mayor o menor variabilidad de los
datos (véase Figura 3.3).
Figura 3.3. Distribuciones normales para tres (3) concretos con igual
resistencia característica y distintas desviaciones estándar
Para poder alcanzar la resistencia característica exigida, la resistencia
media del concreto por lo tanto la resistencia media para la cual hay que hacer el
diseño de mezcla, debe ser mayor que aquella. El aumento necesario para pasar
38
de la resistencia característica a la resistencia media, se conoce como mayoración
de resistencia.
Fcr = Fc + Z(Ecuación 3.11)
Donde Fc es la resistencia de diseño, Z el cuantil y  la desviación estándar.
El que con una tecnología y unos materiales dados, se logre obtener la
necesaria resistencia media Fcr, es asunto del diseño de mezcla. Una vez lograda
dicha Fcr, se garantiza que se están cumpliendo los requisitos de resistencia de
cálculo, Fc, y de cuantil establecidos. El cuantil corresponde a la proporción de
muestras cuya resistencia podría resultar inferior a Fc, y se calcula a partir de la
estimación de Z = (Fcr – Fc) / Un valor alto de Z significa un valor bajo de
cuantil, y garantiza que se cumplirán las exigencias establecidas en los criterios de
aceptación y rechazo. (Véase Tabla 3.10)
Tabla 3.10 Relación entre el coeficiente Z y cuantil de población cuya
resistencia se encontrara debajo de la resistencia de diseño Fc. La Norma
COVENIN 1753 acepta un cuantil máximo de 9%.
Cuantil
Z
2%
2,054
5%
1,645
9%
1,340
10%
1,282
15%
1,036
20%
0,842
39
CAPITULO IV
METODOLOGIA
Se procedió a estudiar y analizar los registros de control de calidad,
obtenidos durante el desarrollo de la obra hasta el inicio de la pasantía.
Se
poseen reportes de ensayos de compresión desde el 30 de marzo del 2009,
cuando el proveedor de concreto premezclado era LAFARGE. Sin embargo, solo
se considerara para este estudio los reportes a partir del 30 de abril de 2009,
cuando la empresa constructora Desarrollos 1993, C.A. decide cambiar de
proveedor de concreto premezclado y es cuando CEMEX se convierte en el nuevo
proveedor. CEMEX suministra concreto premezclado a partir del 30 de abril de
2009 desde las plantas El Llanito y La Bandera, a requerimiento de la compañía.
Paralelamente se inician los trámites para la instalación de 2 silos en la obra con
capacidad de 40.000 kilos de cemento cada uno, para dar inicio a la producción de
concreto en obra a través de la instalación de una planta por parte del contratista
de estructura Edificaciones 2110, C.A. El 6 de agosto del 2009, inicia labores la
planta propia, y se realizó una mezcla de prueba obteniendo resultados poco
favorables.
Se realiza una nueva mezcla de prueba 13 de agosto del 2009
obteniendo un resultado de 307 kgf/cm2 para los ensayos a una edad de 7 días,
resultados que cumple en grande las exigencias de diseño, es decir 250 kgf/cm 2.
Aun cuando los resultados de prueba indicaban un mayor uso de cemento, lo que
representaba un mayor costo, el responsable de la obra, Ing. José Miguel
González y el Ingeniero Residente, Ing. Brocardo Panesso, deciden mantener el
diseño de mezcla y comenzar a producir concreto con la planta de la obra. Para el
suministro de los Agregados Finos (Arena) y Agregados Gruesos (Piedra), se
contrataron los servicios de Transporte Conrrado y Fumero, C.A. y se mantienen
40
los servicios de Ensayos Especiales LATEICA, C.A. bajo la asesoría del Ing.
Carlos León, para el ensayo y análisis de las muestras de concreto.
A partir del 1 de septiembre del 2009, se inicia de manera continua y
sostenida la preparación de concreto en obra y se mantienen los servicios de
premezclado de CEMEX, solo en caso de escasez de componentes de la mezcla
o problemas técnicos con algunos de los equipos de la planta.
4.1 Análisis de los Registros.
Al inicio de este trabajo, es decir 8 de febrero de 2010, se posee un registro
de 122 muestras de concreto preparado en obra, cada muestra ensayada 4 veces,
2 a la edad de 7 días (en algunos casos por razones técnicas se ensayaron a la
edad de 8 o 14 días) y 2 a la edad de 28 días. Por otra parte se posee un registro
de 116 muestras de concreto premezclado suministrado por CEMEX, cada
muestra ensayada 4 veces bajo el mismo esquema de las muestras del concreto
de obra.
Con los resultados registrados se procedió a calcular el promedio de
resistencia, la desviación estándar, la resistencia promedio requerida y el cuantil
para ambos tipos de concreto utilizados en la construcción del edificio. Se realizó
la comparación entre ambos tipos de concreto y se emitieron las conclusiones
pertinentes.
4.2 Verificación de procesos y mano de obra en la preparación de concreto
en obra.
Se verificaron el proceso general de producción de concreto en obra. La
planta trabaja con una mezcladora horizontal con capacidad para 0.5 mts3 de
concreto. Los agregados son suministrados por un Mini Shower, el cual utiliza
una pala especial para este proceso, suministrando el mismo volumen de ambos
41
tipos de agregados.
La pericia, cuidado y dedicación del operador del Mini
Shower juegan un papel fundamental en la preparación del concreto.
Figura 4.1. Planta de Producción de Concreto en Obra
El cemento es suministrado de cualquiera de los 2 silos instalados,
dependiendo de la disponibilidad y tiempo de almacenamiento, por un operador
que activa un tonillo sin fin que surte cemento a una tolva de pesado automática
controlada por una balanza. Una vez alcanzado el peso requerido el motor que
activa el tornillo sin fin se detiene y el operador vierte sobre la tolva de la
mezcladora el cemento debidamente pesado. Es responsabilidad del operador de
los silos la supervisión de la correcta calibración de los silos, así como el correcto
suministro a la tolva de la mezcladora, para evitar pérdidas de cemento que
alteren el diseño de la mezcla.
La mezcladora horizontal cuenta con un tambor de paletas, una correa
transportadora y una tolva de suministro de componentes. Es funcionada por un
42
operador, quien adicionalmente se encarga de suministrar la cantidad de agua
requerida, controlada por un contador de caudal volumétrico. Como no existe en
obra ningún laboratorio que permita controlar la humedad de los agregados, es
responsabilidad del operador realizar los ajustes respectivos para mantener el
asentamiento de la mezcla en 5 pulgadas de acuerdo a las exigencias de diseño.
Figura 4.2 Mezcladora horizontal con su operador, contador de caudal
volumétrico y banda transportadora de componentes.
La mezcla es depositada en una cubeta, la cual es transportada por
cualquier de las 2 grúas instaladas en la obra hasta el lugar de vaciado, donde un
equipo no menor a 4 obreros dirigidos por 1 maestro de obra y todos dependientes
del contratista de estructura, se encargan de vaciar la cubeta, distribuir el
concreto, vibrar con un vibrador de inmersión, realizar el acabado final y
supervisar el curado del concreto.
43
Figura 4.3 Suministro en cubeta transportada por una grúa, para el traslado
de la mezcla al lugar de vaciado.
Son responsabilidad del maestro de obra todas las personas que participan
en el proceso de preparación, manejo, compactación y curado del concreto.
Igualmente es su responsabilidad notificar al operador de la mezcladora cualquier
irregularidad que a simple vista se observe en la calidad del concreto, como
proporción de los agregados, tamaño máximo del agregado grueso y fluidez de la
mezcla.
44
Figura 4.4 Placa encofrada. La cuadrilla recibe la mezcla transportada por la
grúa, para su vaciado, compactación, vibrado y curado.
Todos bajo la supervisión del maestro de obra.
Adicionalmente la empresa constructora y propietaria del proyecto
Desarrollos 1993, C.A., se encarga de la realización de los ensayos de
asentamiento mediante el Cono de Abrams, así como la toma de muestra de
concreto fresco, preparación y curado de los cilindros, hasta que son retirados en
obra por la empresa Ensayos Especiales LATEICA, C.A. para la ejecución de los
ensayos a las edades solicitadas. Es responsabilidad de LATEICA el curado de los
cilindros una vez que son retirados de la obra.
El ensayo de asentamiento y la preparación de los cilindros está a cargo de
2 obreros empleados de Desarrollos 1993, C.A. quienes son los responsables de
notificar al profesional responsable cualquier alteración en el asentamiento de la
45
mezcla, así como la preparación y manejo de los cilindros siguiendo de manera
estricta la norma COVENIN 338. Por su parte el ensayo del Cono de Abrams es
realizado siguiendo el procedimiento establecido en la norma COVENIN 339.
Figura 4.5 Asentamiento (T) de la mezcla, luego de realizar el ensayo del
Cono de Abrams según la norma COVENIN 339
Luego de conocer los procesos y las personas involucradas en ellos, se
procedió a realizar una serie de entrevistas con cada uno de los involucrados,
quienes emitieron sus observaciones sobre los procesos y sugirieron desde sus
puntos de vista, las correcciones que debían realizarse.
4.3 Verificación de los agregados
La caracterización de los materiales es fundamental para verificar el diseño
de la mezcla. De esta forma, se solicitó a LATEICA realizar la granulometría de
ambos agregados utilizados en la obra.
46
Con los resultados suministrados por LATEICA se procedió a realizar los
siguientes análisis:

Límites granulométricos: Con los porcentajes pasantes obtenidos de la
granulometría, se realizan las curvas granulométricas del agregado fino
(arena) y del agregado grueso (piedra) para establecer los rangos en los
que se debe trabajar.

Relación Beta (β): Considerando los límites granulométricos, se precedió a
determinar la proporción de agregado fino y agregado grueso que
participara en la dosificación de la mezcla, determinando el valor de Beta
(β). (Véase Ecuación 3.1.)

Tamaño Máximo: Se determinó el tamaño máximo del agregado grueso,
medido como abertura del cedazo de menor tamaño que deje pasar el 95%
o más del material.

Modulo de Finura (Mf): Se determinó sumando los porcentajes retenidos
acumulados en los cedazos de la serie normativa y dividiendo la suma entre
100.
4.4 Diseño de mezcla
Considerando los datos suministrados por el calculista o ingeniero
estructural, en donde se requiere producción un concreto que alcance una
resistencia a compresión Fc a una edad de 28 días de 250 Kgf/cm2 con un
asentamiento medido con el Cono de Abrams de 5 in y utilizando los datos
granulométricos de los agregados finos y gruesos suministrados por LATEICA, se
procedió a verificar el diseño de la mezcla mediante el método del Manual del
47
Concreto Estructural (Porrero, Ramos, Grases, Velasco), ampliamente detallado
en el capítulo III, sección 3.2.
Con el método se verificaron las proporciones de cada uno de los
componentes de la mezcla y adicionalmente se utilizó para rediseñar la resistencia
del concreto, en algunos casos en los que se necesitó un tiempo de desencofrado
menor al recomendado.
4.5 Medidas Correctivas
Se realizaron una serie de medidas correctivas, fundamentadas en el
diseño de mezcla realizado y de anomalías detectadas en los procedimientos de
trabajo.
Se trabajó en conjunto con cada uno de los involucrados en los procesos,
escuchando sus inquietudes, concientizándolos, educándolos con las normas
COVENIN y manteniendo una premisa fundamental para trabajar en armonía con
los obreros de la construcción: “tu trabajo no está malo, simplemente se puede
mejorar”.
Ante las limitaciones de recursos técnicos en la obra para evaluar factores
como humedad de los agregados, contenido de aire en el concreto, granulometría
periódica; ante la escasez de materiales que en ocasiones
obligaba a
conformarse con lo disponible; y ante las exigencias de tiempo en un proyecto
donde diariamente se pagan miles de bolívares fuertes en intereses a los bancos
prestamistas; se hizo especial hincapié en el cumplimiento estricto de las normas
COVENIN, en la optimización de procesos y en la supervisión de la mano de obra,
esta ultima considerada una de las principales causas en la variación de los
resultados.
48
Contra la negativa por parte del operador de la mezcladora a mantener el
asentamiento de la mezcla en 5 pulgadas, se recomendó al profesional encargado
solicitar a la contratista su destitución, lo cual se ejecutó.
De igual forma se recomendó convocar una reunión con los directivos de la
contratista con el fin de notificar una serie de irregularidades que se detectaron y
que estaba cometiendo el maestro de obra y se sugirió solicitarle a LATEICA la
realización de ensayos no destructivos esclerométricos en una losa de la
estructura, para la constatación de las irregularidades.
Figura 4.6 Técnico de LATEICA realizando ensayos esclerométricos
4.6 Muestreo General para la Evaluación de las Medidas Correctivas
Se evaluaron 143 muestras de concreto preparado en obra, cada muestra
ensayada 4 veces, 2 a la edad de 7 días (en algunos casos por razones técnicas
49
se ensayaron a la edad de 8 o 14 días) y 2 a la edad de 28 días. Igualmente se
evaluó el asentamiento de la mezcla, mecanismo que se utilizó para controlar la
humedad de los agregados y realizar ajustes en la cantidad de agua a suministrar
a la mezcla.
Con los resultados registrados se procedió a calcular el promedio de la
resistencia y el asentamiento, así como la desviación estándar de ambos, la
resistencia promedio requerida y el cuantil para el concreto producido en planta.
En cuanto al concreto premezclado suministrado por CEMEX, no se considero en
esta etapa del trabajo, ya que solo se contaba con 12 registros de muestras,
debido a que solo se vació durante este trabajo el 7,74% del concreto total con
CEMEX y en áreas muy especificas donde el transporte de la mezcla se realizó
mediante bombas.
Figura 4.7 Bomba telescópica utilizada para el vaciado continuo de 217 mts3
de concreto en la losa del tanque de agua
50
CAPITULO V
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
A continuación se presentan los resultados obtenidos en el mejoramiento de
la calidad de mezclas y colocación de concreto en 2 obras civiles. Primero se
caracterizaron los agregados utilizados en la preparación de la mezcla y se verificó
el diseño de mezcla calculado por LATEICA, comparándolo con el método del
manual del concreto estructural (Porrero, Ramos, Grases y Velazco).
Luego se presentan los resultados obtenidos del análisis de los registros de
resistencia a compresión del concreto y asentamiento de la mezcla, encontrados
entre el inicio de las obras en marzo del 2009 y el 4 de febrero del 2010. Se
verificaron los procesos y cumplimientos de las normas COVENIN, así como la
preparación, calidad y responsabilidad de la mano de obra involucrada. En la
Figura 5.1 se presentan las causas posibles de los resultados obtenidos antes del
inicio de la pasantía.
Posteriormente, se presentan una serie de medidas correctivas, que son
evaluadas durante 4 meses, por una serie de muestras de concreto preparadas en
obra, para determinar la efectividad de este trabajo.
51
52
5.1 Verificación de los Agregados.
Luego de la caracterización solicitada a la empresa Ensayos Especiales
LATEICA, C.A. de los agregados utilizados en la obra, se obtuvieron los siguientes
resultados:
Tabla 5.1 Caracterización de los Agregados
Agregado Fino
Agregado Grueso
Arena media a gruesa
Grava triturada 1 ½”
Peso específico (Tn/m )
2,563
2,706
Peso especifico aparente (Tn/m3)
2,661
2,759
Peso unitario suelto (Tn/m3)
1,429
1,232
Peso unit. compactado (Tn/m )
1,667
1,491
% Humedad
2,50
0,50
% Absorción
1,43
0,50
Descripción
3
3
En cuanto a la granulometría de ambos agregados, se presentan a
continuación:
Tabla 5.2 Granulometría del Agregado Grueso
(Grava Triturada de forma Angular)
TAMIZ
% Retenido
% Ret. Acumulado
% Pasante
1 ½”
0,00
0,00
100,00
1”
34,80
34,80
65,20
3/4”
41,10
75,90
24,10
1/2”
22,90
98,70
1,30
3/8”
0,80
99,50
0,50
1/4”
0,01
99,60
0,40
Pasante
0,04
100,00
0,00
53
El tamaño máximo del agregado es 1 ½”, ya que fue el tamiz de menor
tamaño que dejó pasar el 95% o más del material.
Tabla 5.3 Granulometría del Agregado Fino
(Arena de tendencia media a gruesa, color carmelita claro)
TAMIZ
% Retenido
% Ret. Acumulado
% Pasante
3/8”
3,00
3,00
97,00
#4
12,90
15,90
84,10
#8
16,70
32,60
67,40
# 16
17,70
50,20
49,80
# 30
19,10
69,30
30,70
# 50
17,80
87,10
12,90
# 100
9,60
96,70
3,30
Pasante
3,30
100,00
0,00
El modulo de finura de la arena se determinó dividiendo entre 100, la suma
del % retenido acumulado. El valor obtenido fue de 4,55 lo que significa que la
arena utilizada en la preparación de la mezcla, es una arena gruesa.
Con los valores obtenidos de las granulometrías de ambos agregados se
procedió a determinar el valor de Beta  (cociente entero entre el peso del fino y el
del agregado total) que cumpla con los límites granulométricos presentados en la
Tabla 3.4. Luego de evaluar el comportamiento de la curva granulométrica del
agregado combinado ante diferentes valores de , se determina que no existe
algún valor de que satisfaga los requisitos granulométricos del combinado, es
decir, ningún valor corta simultáneamente todas las partes aceptables de las
líneas de los cedazos. De esta forma, tomando en consideración que la arena
54
utilizada es gruesa y la forma de la grava es angular, lo cual afecta la fluidez de la
mezcla, se considera que el valor  = 58%, es el que más se acerca a los limites
granulométricos para un tamaño máximo de 1 ½” y el que mejor se ajusta para el
diseño de la mezcla con los agregados caracterizados. (Véase Tabla 5.4)
Ahora si bien el valor de =58% es considerado el más adecuado, es
necesario recordar, que en el Capítulo IV, Sección 4.2, se explicó que la planta
instalada en la obra no dispone de balanzas ajustables de suministro de
agregados que permitan modificar las proporciones de estos, por el contrario se
dispone de un mini shower con una pala diseñada y ajustada con la experiencia de
los años, que solo permite suministrar una cantidad volumétrica idéntica de arena
y grava. Considerando los valores de peso unitario suelto de cada uno de los
agregados debidamente caracterizados por LATEICA, se determina que el valor
de  utilizado en la obra es de 53,7%, el cual es imposible de modificar, por las
condiciones técnicas de la planta.
El uso de un = 53,7% produce concretos más económicos, pero con
mayor posibilidad de segregarse. Son concretos poco apropiados para bombeo y
colocación en vaciados de difícil acceso, ya que la presencia de gruesos afecta la
fluidez de la mezcla. Todo esto trae como consecuencia una exigencia mayor por
parte del personal obrero encargado del manejo, colocación, compactación y
vibrado de la mezcla.
Para un concreto con estas características se recomienda el mayor apoyo
posible por parte del operador de la grúa, quien debería mover la pluma (brazo de
carga de la grúa) lentamente una vez que el balde donde se transporta el concreto
es abierto, para evitar que toda la mezcla sea vaciada en un mismo punto y el
personal obrero tenga que palear y distribuir una mezcla pesada con poca fluidez.
55
A continuación se puede observar en la tabla 5.4 los valores obtenidos para
un  = 58% (recomendado de acuerdo a la caracterización de los agregados) y un
 = 53,7% (utilizado en planta por limitaciones técnicas) y en la figura 5.2 además
de graficar la granulométrica de cada uno de los agregados, se presenta la
comparación entre ambos  y sus tendencias entre los limites granulométricos
para un tamaño máximo de agregado de 1 ½”.
Tabla 5.4 Limites Granulométricos Permitidos por los Agregados Utilizados
Tamiz (mm) Límite Superior Límite Inferior A (Grueso)
100,00%
90,00%
100,00%
38,1
25,4
19,1
12,7
9,53
6,35
4,76
2,38
1,19
0,59
0,29
0,14
B (Fino)
100,00%
 58,00%
100,00%
 53,70%
100,00%
84,00%
70,00%
65,20%
100,00%
+85,38%
83,89%
77,00%
61,00%
24,10%
100,00%
68,12%
64,86%
70,00%
49,00%
1,30%
100,00%
58,55%
54,30%
65,00%
43,00%
0,50%
97,00%
56,47%
52,32%
60,00%
35,00%
0,40%
84,10%
48,95%
45,35%
55,00%
30,00%
0,00%
67,40%
39,09%
36,19%
45,00%
20,00%
0,00%
49,80%
28,88%
26,74%
35,00%
15,00%
0,00%
30,70%
17,81%
16,49%
25,00%
10,00%
0,00%
12,90%
-7,48%
-6,93%
16,00%
7,00%
0,00%
3,30%
-1,91%
-1,77%
8,00%
2,00%
0,00%
0,00%
-0,00%
-0,00%
56
Límites Granulometricos para Tamaño Máximo Nominal 1 1/2"
100.00%
% Pasante
90.00%
80.00%
Limite Superior
70.00%
Limite Inferior
Beta 58%
60.00%
Beta 53,70%
50.00%
grava
40.00%
arena
30.00%
20.00%
10.00%
0.00%
100
10
1
0.1
Diametro Particulas (mm)
Figura 5.2 Distribución granulométrica de cada uno de los agregados
utilizados y su combinado con un  de 58% y 53,70%
5.2 Diseño de Mezcla
Al inicio de la obra se contrataron los servicios Ensayos Especiales
LATEICA, C.A. para la elaboración del diseño de mezcla que se utilizaría en el
transcurso de la obra.
Este diseño ha sido utilizado desde el inicio de la obra hasta el inicio de
este trabajo, con la variante de incrementar en 40 kilos la cantidad de cemento por
57
metro cúbico recomendada por LATEICA. Esta modificación es realizada por el
Ingeniero responsable de la obra, fundamentada en el temor a conseguir bajas
resistencias a la compresión en los ensayos de concreto producidas por
alteraciones realizadas de manera arbitraria por el personal obrero
Se realizó un diseño de mezcla basado en el método del Manual del
Concreto Estructural, para compararlo con el desarrollado por LATEICA.
Es
importante señalar, que para el momento en que LATEICA desarrolla el diseño de
mezcla, no se contaba con ningún tipo de registro histórico en la obra.
A continuación se presentan en la Tabla 5.5 los datos utilizados en el
diseño de la mezcla.
Tabla 5.5 Datos de entrada para realizar el diseño de la mezcla
R (Kg/cm2)
T (cm)
P (mm)
a (g/cm3)
g (g/cm3)

306,08
12,7
38,1
2,563
2,706
53,70%
Con los datos de entrada de la Tabla 5.5, se realizó el diseño de la mezcla.
Las proporciones de los agregados obtenidos, se comparan con las proporciones
utilizadas de acuerdo al diseño de LATEICA. (Véase Tabla 5.6)
58
Tabla 5.6 Proporciones de los componentes de la mezcla por m3 de concreto,
según 2 diseños diferentes
Componente
Método Porrero
Lateica
Cemento (Kg)
456,11
410,00
Agua (Litros)
207,36
214,00
Agregado Fino (Kg)
909,02
859,00
Agregado Grueso (Kg)
783,76
891,00
En cuanto a la cantidad de cemento, las diferencias existentes se atribuyen
al uso de la desviación estándar obtenida del manejo de los registros de obra, la
cual es relativamente alta. Sin embargo si consideramos que son agregados 40
kilos más de cemento por exigencia de la obra, se puede decir que el profesional
responsable de la obra manejo un excelente criterio para tomar esa decisión.
En cuanto al resto de los componentes, se desconoce el valor de  utilizado
por LATEICA, sin embargo al utilizar métodos de cálculos diferentes, se puede
argumentar la menor cantidad de agua en función a la mayor proporción de
agregado fino.
5.3 Análisis de Registros
Se analizaron los 122 registros disponibles de resistencia a la compresión
de concreto preparado en obra. Igualmente se analizaron los registros disponibles
de resistencia a la compresión del concreto suministrado por CEMEX desde 2
diferentes plantas, El Llanito (86 registros) y La Bandera (30 registros).
59
Se calculó la resistencia a la compresión promedio, la desviación estándar
de la resistencia, el promedio del asentamiento de la mezcla, la desviación
estándar del asentamiento de la mezcla y por último se calculo el cuantil para
determinar el cumplimiento de la Norma COVENIN 1753, la cual permite un cuantil
no mayor al 9% (Véase Tabla 5.7).
Adicionalmente se graficó la distribución
normal estadística de la resistencia para cada uno de los tipos de concreto (Véase
Figura 5.3, 5.4 y 5.5).
Tabla 5.7 Resultados obtenidos de los registros de 3 tipos de concreto
Resistencia a Compresión
Asentamiento (in)
2
(Kgf/cm )
Tipo
Promedio
2
Desviación
Cuantil
Promedio
(9%)
(5 in)
Desviación
Concreto
(250 Kgf/cm )
OBRA
363,54
56,08
2,18%
5,88
0,93
CEMEX El
311,97
50,09
10,70%
6,66
1,04
344,52
42,36
1,29%
7,43
0,78
Llanito
CEMEX La
Bandera
Partiendo de que el diseño estructural de la obra exige una resistencia (Fc)
a la compresión del concreto de 250 Kgf/cm2 y un asentamiento de 5 pulgadas, se
observa del promedio de la resistencia a la compresión un excesivo gasto de
cemento en el concreto preparado en obra, lo cual incrementa los costos de la
mezcla.
El asentamiento de la obra tiene un promedio cercano al exigido (5
pulgadas), pero la desviación estándar es elevada, lo que genera problemas de
fluidez. Este resultado es consistente con la discusión sostenida en el subcapítulo
60
5.1, en donde se señala que como consecuencia de utilizar un  fuera de norma,
se afectaría la fluidez de la mezcla y estos resultados así lo confirman.
En cuanto al asentamiento de CEMEX, si bien es bastante elevado, se
cumplen las resistencias a compresión y el alto asentamiento mejora la fluidez de
la mezcla y por lo tanto facilita su vaciado, transporte y manejo.
Según la Norma COVENIN 1976, por medio de la desviación estándar de la
resistencia a la compresión, se puede evaluar el grado de control que se tiene en
un concreto, mediante la tabla 5.8.
Tabla 5.8 Desviación estándar  a esperar en el concreto
según el grado de control
Kgf/cm2
Sin ningún control
70
Control visual de los agregados y rechazo de aquellos que aparentan muy
mala calidad o que son muy diferentes de los que se están usando. Control
visual de las mezclas por la trabajabilidad aparente
Como el anterior pero se conocen las granulometrías de los agregados que se
están usando, por ensayos que se hicieron una vez, se es riguroso en el
rechazo de agregados y se comprueba de vez en cuando el asentamiento de
las mezclas en el cono de Abrams
A cada lote de agregados se le determina algún índice granulométrico y de
calidad y sólo se aceptan los que estén dentro de ciertos límites
preestablecidos. Se controla la humedad de los agregados. Se tienen en
cuenta la marca y lote de cemento. La dosificación es exclusivamente por
peso; los sistemas de pesaje son automáticos y se calibran de vez en cuando.
El asentamiento se mide sistemáticamente y se rechazan las mezclas que no
estén dentro de ciertos límites. No se permite la adición de agua posterior al
mezclado ni el espesamiento de las mezclas por tiempos de espera.
Al igual que el anterior, pero con márgenes de aceptación muy estrictos. Uso
de no menos de tres agregados de granulometrías complementarias.
Limitación de la humedad de los agregados en el momento de su uso y
correcciones por humedad, lote y marca de cemento y aditivo, en base a la
modificación del diseño. Revisión y calibración de los equipos periódica.
50
61
40
35
25
De la tabla anterior se puede concluir, que el concreto preparado en la obra,
tiene unos controles bastante escasos alcanzando una desviación estándar por
encima de 50 Kgf/cm2.
En cuanto al concreto suministrado por CEMEX,
sorprenden los altos valores de desviación estándar, considerando que se trata de
una empresa cementera y debe tener una alta capacidad tecnológica.
Como se detalló en el capítulo III, sección 3.4, se observa en las Figuras
5.3, 5.4 y 5.5; que la curva de la distribución normal es simétrica con dos mitades
iguales que se unen en el valor de la resistencia promedio. Se observa también,
como los valores extremos de las abscisas (altos y bajos) la frecuencia de
ocurrencia es relativamente escasa, mientras en las magnitudes cercanas a la
media, la frecuencia es abundante.
30
0.0080
0.0070
25
0.0050
0.0040
15
0.0030
10
0.0020
5
0.0010
0.0000
500
480
460
440
420
400
380
360
340
320
300
280
260
240
220
0
200
Frecuencia
0.0060
20
Fcr (Kgf/cm2)
Figura 5.3 Distribución estadística de la resistencia del concreto
preparado en obra
62
14
0.0120
12
0.0100
Frecuencia
10
0.0080
8
0.0060
6
0.0040
4
500
480
460
440
420
400
380
360
340
320
300
280
260
240
0.0000
220
0
200
0.0020
180
2
Fcr (Kgf/cm2)
Figura 5.4 Distribución estadística de la resistencia del concreto
preparado por CEMEX en la planta de El Llanito
0.0100
7
0.0090
Frecuencia
6
0.0080
5
0.0070
4
0.0060
3
0.0040
0.0050
0.0030
2
0.0020
1
0.0010
0.0000
500
480
460
440
420
400
380
360
340
320
300
280
260
240
220
200
0
Fcr (Kgf/cm2)
Figura 5.5 Distribución estadística de la resistencia del concreto
preparado por CEMEX en la planta de La Bandera
63
En cuanto al valor del cuantil, se obtuvo para el concreto preparado en obra
una probabilidad de muestras por debajo de la resistencia requerida igual a 2,18%,
y para el concreto premezclado suministrado por CEMEX desde la planta de La
Bandera 1,29%. En ambos casos el concreto está diseñado de conformidad con
la norma COVENIN 1753 (cuantil debe ser inferior al 9%).
En el caso de CEMEX El Llanito el cuantil obtenido es de 10,70%, es decir
que el concreto no estaría diseñado conforme a la norma COVENIN 1753. Sin
embargo, es necesario comentar que la planta de El Llanito confrontó problemas
al inicio de la obra.
Durante el primer mes de vaciado con esta planta, se
registraron 20 muestras, de las cuales 11 arrojaron una resistencia a la
compresión por debajo de 250 Kgf/cm2.
Las irregularidades fueron notificada a CEMEX, quienes tomaron las
medidas correctivas en el diseño de mezcla. Si no consideramos las 20 primeras
muestras tomadas de la planta de CEMEX El Llanito, los resultados cambian
drásticamente, obteniendo una resistencia a la compresión promedio de
329,61 Kgf/cm2, una desviación estándar de la resistencia a la compresión de
38,26 Kgf/cm2 y un cuantil de 1,85%.
Considerando que el concreto fuera de norma fue vaciado en elementos
apoyados sobre tierra, como cabezales, vigas de riostra y losa sótano 3; los
profesionales responsables en conjunto con los técnicos de CEMEX que visitaron
la obra en 2 oportunidades, decidieron mantener los elementos.
64
5.4 Verificación de procesos y mano de obra en la preparación del concreto
en obra.
Se determinaron una serie de irregularidades graves cometidas por el
personal obrero encargado de la preparación de la mezcla:

Bajo control por parte del operador de la mezcladora en el suministro de
agua a la mezcla.
En numerosas ocasiones no se usa el contador de
caudal volumétrico y se prepara el concreto utilizando únicamente el criterio
del operador.

Bajo control por parte del operador del Mini Shower en el suministro de los
agregados. Se determinó que en ocasiones para acelerar la velocidad del
vaciado, se sobrecargaba la pala del Mini Shower con ambos agregados,
para producir mayor cantidad de concreto por cada terceo.

Se observó un alto deterioro en la tolva de la mezcladora, por lo que parte
de los componentes de concreto se perdían o permanecían adheridos a la
tolva metálica.

La tolva de los silos, donde se pesaba el cemento, no se encontraba
exactamente debajo de la tolva de suministro de componentes de la
mezcladora, por lo que en ocasiones al abrir la tolva con el cemento
pesado, cierta parte podía perderse.

Se determinó descalibración en la balanza de los silos, y aun cuando fue
notificada la irregularidad con la rapidez del caso, los técnicos de la Fábrica
Nacional de Cemento asistieron 2 meses después de que fueron
notificados. Fue necesaria la coordinación, el traslado y el suministro de
parte de los equipos y herramientas a los técnicos, por parte de la
constructora Desarrollos 1993, C.A. Los silos fueron calibrados el 27 de
abril del 2010.
65

Por las condiciones de almacenamiento de los agregados, los mismo son
afectados por las condiciones ambientales, en especial por la lluvia,
alterando la dosificación de la mezcla y la relación agua/cemento 
Luego de considerar estas observaciones y discutirlas con el profesional
encargado de la obra, se decidió aumentar la supervisión sobre los operadores de
la mezcladora, mini shower y silos de cemento. Adicionalmente se convocó a una
reunión con los responsables de la empresa contratista encargada de la estructura
y de la preparación de concreto, para informarle las irregularidades cometidas por
su personal y exigirle que tomara de inmediato las medidas correctivas. Como
consecuencia de esa reunión, es sustituido el operador de la mezcladora.
También se les exigió la sustitución de la tolva metálica de la mezcladora, por
encontrarse en mal estado, pero la misma nunca fue sustituida.
De esta forma, se diseñó en conjunto con el operador de los silos de
cemento, una canal de madera entre la tolva del silo y la tolva de la mezcladora,
para evitar la pérdida de cemento y adicionalmente se le encargó la
responsabilidad de velar porque no se quedara adherido material en la tolva
metálica de la mezcladora, para ellos debía raspar la tolva con una pala de mano
durante la preparación de cada terceo.
Se determinó, que en ocasiones el personal encargado del vaciado,
compactación y curado del concreto, regaba agua sobre la mezcla para darle
mayor fluidez y facilitar su distribución y compactación. Igual forma se exigió a los
encargados de la contratista, el llamado de atención respectiva al maestro de obra
y las correcciones inmediatas.
66
Los problemas con la fluidez de la mezclas se hacían presentes como era
de esperar, según los análisis realizados en el Subcapítulo 5.1. Adicionalmente,
cuando se inició la construcción del segundo edificio, en ocasiones se requería
utilizar la grúa colocada en el primer edificio ya que tenía una mayor capacidad de
carga, pero en este caso el operador de la grúa tenía una visión completamente
nula a la hora de ubicar el balde y realizar el vaciado de la mezcla.
Como
consecuencia el personal obrero tenía que realizar un esfuerzo muchísimo mayor
para poder distribuir y colocar el concreto.
Sin embargo, en situaciones especificas donde una mayor fluidez era
realmente necesaria, se autorizó al personal agregar más agua, pero agregando
también más cemento, para mantener intacta la relación agua/cemento y la
resistencia mecánica.
El 13 de mayo del 2010, luego de múltiples reuniones con el personal
obrero y con los distintos operadores de los equipos involucrados en la producción
del concreto, se detectan alteraciones en la dosificación de la mezcla tanto por
parte del operador del mini shower (variación en las proporciones de los
agregados), como por parte del operador de la mezcladora (variación en la
cantidad de agua). Lo atípico ocurre, cuando se observa que al tomar la muestra
para la preparación de los cilindros, el diseño de mezcla se cumplía a cabalidad,
por esa razón se decide en cierto momento al azar detener la grúa y exigir la toma
de una muestra adicional para la elaboración de otros cilindros, los resultados de
la resistencia a compresión a la edad de 7 días fueron de 105 Kgf/cm2.
Al obtener esos resultados, se solicita a LATEICA la realización de ensayos
esclerométricos a toda la placa vaciada ese día, para determinar el alcance de las
irregularidades.
67
Se realizaron en total 96 lecturas esclerométricas in situ y se determinó el
valor más probable de la resistencia media a la compresión del concreto, mediante
la utilización de tres curvas de correlación, que han sido empleadas con éxito, en
la interpretación de pruebas en el Metro de Caracas y diversas obras construidas
en la ciudad de Caracas.
Tabla 5.9 Resultados de los ensayos esclerométricos. Resistencia a la
compresión calculada por correlación
Nivel
Rebote Promedio
Res. Promedio 1
Viga C/D 9´
22,4
129
Viga C/D 9´
26,4
187
Viga C/D 9´
25,6
177
Viga C/D 9´
27,8
210
Viga C/D 9´
22,8
135
Nodo D9
25,0
167
Promedio
25,0
168
LATEICA concluye en su informe que la resistencia promedio obtenida por
el método esclerométrico se ubicó en el orden de los 168 Kgf/cm2 en los sitios
analizados, lo que ubica a estos elementos, por debajo de los parámetros de
aceptación para un concreto estructural de resistencia 250 Kgf/cm2.
Luego de transmitir el informe de LATEICA y toda la información de lo
sucedido, al profesional responsable de la obra, se convocó una reunión con el
ingeniero estructural, quien decidió luego de una visita a la placa objeto del
problema, no demoler los elementos y mantener la placa en observación.
68
Por otra parte, de las reuniones con el personal obrero encargado de
realizar los ensayos del Cono de Abrams para determinar el asentamiento y la
toma de muestra para la preparación de los cilindros, se observo:

Existe cierta rugosidad sobre el piso donde es realizado el ensayo de
asentamiento.

El Cono de Abrams y los cilindros para la preparación de las muestras eran
lubricados en exceso.

El ambiente donde se curaban los cilindros era abierto, lo que permitía la
entrada del sol y el paso libre de cualquier obrero, quienes en ocasiones se
lavaban en el tanque donde se encontraban los cilindros.

Se observó que en el tanque donde se curaban los cilindros, el agua no
estaba saturada de cal.

En general, se verificó el cumplimiento de las normas COVENIN 338, 339 y
344.
Algunas de estas anomalías pudieron hacer subestimar las resistencias
reales de los lotes evaluados.
Se tomaron las medidas correctivas para hacer cumplir a cabalidad las
normas COVENIN y se realizo el cercado del lugar de ensayo y curado,
restringiendo el paso al personal no autorizado y manteniendo el lugar fresco, sin
la entrada de sol.
5.5 Evaluación de los resultados obtenidos luego de aplicadas las medidas
correctivas.
Se analizaron los 143 registros tomados entre el 8 de febrero del 2010 y el
9 de junio del 2010 de resistencia a la compresión de concreto preparado en obra
69
y asentamiento.
No se consideran en este análisis los registros disponibles
durante este periodo de CEMEX ya que apenas se contaba con 12 registros entre
las 2 plantas de premezclado.
Al igual que para los registros anteriores al 8 de febrero del 2010, se calculó
la resistencia a la compresión promedio, la desviación estándar de la resistencia,
el promedio de asentamiento de la mezcla, la desviación estándar del
asentamiento de la mezcla y por último se calculo el cuantil para determinar el
cumplimiento de la Norma COVENIN 1753. Igualmente se graficó la distribución
normal estadística de la resistencia a compresión para cada uno de los tipos de
concreto.
Es importante resaltar que los registros fueron analizados en 2 etapas,
antes y después de la calibración de los silos de cemento la cual se efectuó el 27
de abril del 2010. (Véase Tabla 5.10).
Tabla 5.10 Resultados obtenidos luego de aplicar las medidas correctivas
Resistencia a Compresión
Asentamiento (in)
2
(Kgf/cm )
Tipo
Concreto
Promedio
2
Desviación
(250 Kgf/cm )
Cuantil
Promedio
(9%)
(5 in)
Desviación
Antes
(08/02 al
358,58
46
0,92%
5,37
0,87
352,65
37,7
0,33%
5,53
0,69
26/04)
Después
(27/04 al
09/06)
70
Se mantuvo un alto consumo de cemento, debido principalmente a las
irregularidades que venían presentando los silos, se decidió mantener el consumo
y así evitar resultados desfavorables que a la larga generarían muchos más
gastos a la empresa. Sin embargo se observó una mejora sustancial en el valor
de la desviación estándar, logrando incluso valores por debajo de los obtenidos
por CEMEX, que cuenta con muchos más recursos tecnológicos para el control de
calidad del concreto.
Se mantienen los problemas de fluidez, sobre todo en los ensayos
realizados antes de la calibración de los silos. Durante la segunda etapa de los
ensayos, al revisar el detalle solo 4 muestras tuvieron un asentamiento por debajo
de 5 pulgadas.
Los valores de cuantil son óptimos, incluso mejores que cualquiera de los
anteriores, cumpliendo a cabalidad las Normas COVENIN y disminuyendo al
mínimo la probabilidad de que se obtenga un valor de la resistencia a la
compresión menor a la requerida por el calculista. Las graficas de distribución
estadística muestran una mayor esbeltez, que las obtenidas con los registros
procesados antes del 8 de febrero,
señalando una menor variabilidad de los
datos.
En la figura 5.7 se observa como 45 de 53 datos se concentran entre las 5
columnas del centro, lo que demuestra la disminución de la desviación estándar y
el bajo valor obtenido en el cuantil.
71
2
0.0010
0
0.0000
500
0.0020
480
4
460
0.0030
440
0.0040
6
420
8
400
0.0050
380
10
360
0.0060
340
12
320
0.0070
300
0.0080
14
280
16
260
0.0090
240
18
220
0.0100
200
Frecuencia
20
Fcr (Kgf/cm2)
Figura 5.6 Distribución estadística de la resistencia del concreto
500
480
0.0000
460
0
440
0.0020
420
2
400
0.0040
380
4
360
0.0060
340
6
320
0.0080
300
8
280
0.0100
260
10
240
0.0120
220
12
200
Frecuencia
preparado en obra entre el 08/02/2010 y 26/04/2010
Fcr (Kgf/cm2)
Figura 5.7 Distribución estadística de la resistencia del concreto
preparado en obra entre el 27/04/2010 y 09/06/2010
72
CAPITULO VI
CONCLUSIÓN
A través del mejoramiento de los aspectos de mano de obra, métodos y
maquinaria en la preparación y colocación de la muestra de concreto en los obras
supervisadas, se logró reducir los valores de desviación estándar de la resistencia
mecánica de las mezclas de concreto realizadas en la misma obra, superando así
el nivel de calidad de los lotes de concreto elaborado en planta de premezclado.
Si bien los agregados empleados en la preparación de la mezcla en la obra
no permitían cumplir totalmente con los requerimientos establecidos en la Norma
COVENIN, se logró obtener valores de cuantil sumamente satisfactorios ante el
criterio de la misma norma.
La interacción con el personal de planta, clásicamente propenso a agregar
agua en exceso en la mezcla, en detrimento de la resistencia mecánica del
concreto, ha permitido concientizar a dicho personal y al mismo tiempo desarrollar
consensos que consistieron en agregar más agua conjuntamente con mas
cemento, en las situaciones donde la trabajabilidad de la mezcla era considerada
como insuficiente por los obreros.
Se puede decir que no se requiere de grandes inversiones económicas y
tecnológicas para obtener significantes resultados en el control de calidad de
mezclas de concreto, simplemente haciendo cumplir las normas establecidas y
conociendo las fortalezas y debilidades de cada proceso.
73
CAPITULO VII
RECOMENDACIONES
1. Se deben realizar ensayos continuos de granulometría y humedad de los
agregados, ya que el proveedor de agregados en ocasiones puede
suministrarlos de diferentes canteras.
2. Se debe disponer de un área restringida para el almacenamiento de los
agregados, para evitar su contaminación.
3. Ubicar el área donde se realizan los ensayos de asentamiento y el tanque
donde se almacenan los cilindros, lo más cercano posible a la planta de
producción del concreto.
4. Realizar la limpieza y mantenimiento continuo a las balanzas de los silos de
cemento, para evitar su descalibración
5. Garantizar que la ubicación de los silos con respecto a la tolva de la
mezcladora se encuentren a la distancia necesaria para garantizar el
depósito completo de todo el cemento.
6. Garantizar el buen funcionamiento de todos los componentes de la planta,
es decir, tambor de la mezcladora, tolva de suministro de componentes y
correa transportadora, para evitar pérdidas de parte de los componentes
que generen alteraciones en la dosificación de la mezcla
7. Sustituir el contador de caudal volumétrico utilizado para suministrar el
agua, por uno digital o en caso contrario ubicarlo a una altura adecuada
para realizar una correcta lectura.
8. Estudiar detalladamente la ubicación de cada uno de los equipos de
trabajo, para garantizar que todos los operadores tengan la mejor visión
posible, y así garantizar la mayor eficiencia de los procesos.
9. Evaluar la disminución de la cantidad de cemento para bajar los costos de
la mezcla, ya que se manejan valores muy buenos de desviación estándar y
un cuantil muy por debajo del límite permitido por la norma.
74
BIBLIOGRAFIA
[1] Norma Venezolana COVENIN 1976. “Concreto. Evaluación y Métodos de
Ensayo”. Fondonorma. Caracas, Venezuela. 2003
[2] Porrero, Joaquín. Ramos Carlos. Grases José “Manual del Concreto
Estructural” SIDETUR, Segunda Edición. Caracas, Venezuela. 2008.
.[3] Norma Venezolana COVENIN 344. “Concreto Fresco. Toma de Muestras”.
Fondonorma. Caracas, Venezuela. 2002.
[4] Norma Venezolana COVENIN 339. “Concreto. Método para la Medición del
Asentamiento con el Cono de Abrams”. Fondonorma. Caracas, Venezuela. 2003.
[5] Norma Venezolana COVENIN 338. “Concreto. Método para la Elaboración,
Curado y Ensayo a Compresión de Cilindros de Concreto”.
Fondonorma.
Caracas, Venezuela. 2002.
[6] Norma Venezolana COVENIN 255. “Método de Ensayo para Determinar la
Composición Granulométrica de Agregados Finos y Gruesos”. Fondonorma.
Caracas, Venezuela. 1977.
75
APENDICE
Tabla de Datos Utilizada en la Construcción de la Figura 5.2
Grupos
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
Frecuencia
1
1
3
3
3
8
4
10
11
26
24
16
5
4
2
1
Dist Normal
0,0001
0,0003
0,0006
0,0013
0,0023
0,0037
0,0053
0,0065
0,0071
0,0068
0,0058
0,0043
0,0028
0,0016
0,0008
0,0004
Tabla de Datos Utilizada en la Construcción de la Figura 5.3
Grupos
180
Frecuencia
0
Dist Normal
0,0002
200
2
0,0007
220
2
0,0015
240
5
0,0028
260
8
0,0046
280
5
0,0065
300
14
0,0077
320
8
0,0079
340
14
0,0068
360
11
0,0050
380
12
0,0032
400
4
0,0017
420
1
0,0008
440
0
0,0003
460
0
0,0001
480
0
0,0000
500
0
0,0000
76
Tabla de Datos Utilizada en la Construcción de la Figura 5.4
Grupos
Frecuencia
Dist Normal
200
0
0,0000
220
0
0,0001
240
0
0,0004
260
1
0,0013
280
2
0,0030
300
1
0,0054
320
5
0,0080
340
5
0,0094
360
5
0,0088
380
6
0,0066
400
1
0,0040
420
3
0,0019
440
1
0,0007
460
0
0,0002
480
0
0,0001
500
0
0,0000
Tabla de Datos Utilizada en la Construcción de la Figura 5.5
Grupos
Frecuencia
Dist Normal
240
0
0,0003
260
2
0,0009
280
3
0,0020
300
7
0,0039
320
6
0,0061
340
11
0,0080
360
12
0,0087
380
18
0,0078
400
12
0,0058
420
10
0,0036
440
4
0,0018
460
3
0,0008
480
0
0,0003
77
Tabla de Datos Utilizada en la Construcción de la Figura 5.6
Grupos
Frecuencia
Dist Normal
240
0
0,0001
260
0
0,0005
280
1
0,0016
300
4
0,0040
320
8
0,0073
340
7
0,0100
360
10
0,0104
380
10
0,0081
400
10
0,0048
420
1
0,0021
440
1
0,0007
460
1
0,0002
480
0
0,0000
Método del Manual del Concreto Estructural para el Diseño de Mezclas
a (g/cm3) g (g/cm3)
2,563
2,706

53,70%
R (Kg/cm2)
306,08
T (cm)
12,7
P (mm)
38,1

d
0,499585775
C
490,443873
a+g
2,629209
0,454623056
Cd (Kg)
456,112802
G+A
1692,77756
A (Kg)
909,021551
G (Kg)
783,756012
a (Litros)
V
207,3593957
11,97146462
78
Factores de Corrección
C1
C2
Tamaño Max
Corrección
6,35
1,33
9,53
Kr
A. Natural
A. Triturada
Tamaño Max
Corrección
Triturada
1,00
1,28
6,35
1,60
1,20
SemiTriturada
0,93
1,23
9,53
1,30
12,7
1,14
Canto Rodado
0,90
0,96
12,7
1,10
19,1
1,05
19,1
1,05
25,4
1,00
38,1
0,93
50,8
0,88
63,5
76,20
25,4
1,00
A. Natural
Ka
A. Triturada
38,1
0,91
Triturada
1,00
1,14
50,8
0,82
0,85
SemiTriturada
0,97
1,10
63,5
0,78
0,82
Canto Rodado
0,91
0,93
76,20
0,74
79