Com mesurar i avaluar la qualitat de la construcció amb formigó
La qualitat de la construcció amb formigó determina significativament la resistència, la seguretat i la vida útil d'un edifici. El formigó que sembla "dur" pot no complir els requisits tècnics si els processos de planificació, mescla, fosa i curat no es controlen. Per tant, la mesura i l'avaluació de la qualitat del formigó s'han de dur a terme sistemàticament, des de la fase de prefosa fins a l'avaluació posterior a l'enduriment. Aquest article tracta mètodes pràctics i habituals per mesurar i avaluar la qualitat de la construcció amb formigó al camp i al laboratori.
1. Comprensió dels paràmetres de qualitat del formigó
Abans de mesurar, necessitem saber quins paràmetres defineixen el formigó de "qualitat". Generalment, la qualitat del formigó s'avalua mitjançant:
1. Resistència a la compressió: l'indicador principal que es requereix més sovint en les especificacions.
2. Treballabilitat (facilitat de treball): relacionada amb la facilitat de colada, compactació i acabat sense segregació.
3. Densitat i porositat: afecten la permeabilitat i la resistència a l'aigua i a les substàncies agressives.
4. Durabilitat: la capacitat del formigó per suportar l'entorn (carbonatació, sulfat, clorur, cicles humit-sec, etc.).
5. Qualitat de la mà d'obra: incloent-hi la compactació, les juntes de fosa, el sistema de panal, les esquerdes i la uniformitat dimensional.
6. Conformitat amb el disseny i les especificacions: per exemple, la qualitat prevista de c'f, la relació aigua-ciment, l'assentament, la mida dels àrids i la tolerància dimensional.
Amb aquest paràmetre, l'avaluació de la qualitat no depèn només d'una única xifra de resistència a la compressió, sinó d'una combinació de proves de materials, proves de procés i inspecció visual.
2. Inspecció del material abans de la fosa
La qualitat del formigó comença pels seus materials constituents.
a. Ciment
Assegureu-vos que el ciment prové d'un fabricant de renom, que no tingui grumolls i que s'emmagatzemi en un lloc sec. Un emmagatzematge humit o prolongat pot reduir la seva reactivitat.
b. Àrids fins i gruixuts
Els agregats han d'estar nets, lliures d'impureses orgàniques o de terra i tenir la gradació adequada. Les proves generals inclouen:
– Anàlisi de sedàs per assegurar-ne la gradació.
– Contingut de fang (especialment sorra).
– Contingut d'humitat dels agregats, ja que afecta molt la relació aigua-ciment real.
c. Barrejar aigua
L'aigua ha de ser adequada (generalment equivalent a aigua neta). L'aigua amb un alt contingut de sal o matèria orgànica pot interrompre l'unió del ciment i augmentar el risc de corrosió de l'armadura.
d. Materials addicionals (addició)
Si s'utilitzen superplastificants, retardants, acceleradors o altres additius, assegureu-vos que la dosificació sigui d'acord amb les recomanacions i que es provi la seva compatibilitat amb el ciment utilitzat.
3. Control de qualitat de la mescla de formigó (disseny de mescla)
L'avaluació de la qualitat també es fa comprovant si la mescla segueix el disseny.
Coses a assegurar:
– La relació aigua-ciment (relació a/ciment) compleix l'objectiu. Aquesta relació determina significativament la resistència a la compressió i la durabilitat. L'addició indiscriminada d'aigua al camp sovint és una causa important de degradació de la qualitat.
– Proporcions agregades segons el disseny.
– El temps d'agitació és suficient per garantir l'homogeneïtat.
– Consistència entre lots quan el formigó es subministra des d'una planta de dosificació.
La documentació en forma d'ordres de lliurament, registres de caiguda, temperatura i temps de lliurament serveix com a prova del control de qualitat.
4. Mesura de la treballabilitat: prova de caiguda i les seves alternatives
La treballabilitat se sol mesurar mitjançant una prova de slump utilitzant un con d'Abrams. El valor de slump dóna una indicació de la viscositat de la mescla:
– Afluixament massa baix: el formigó és difícil de compactar, risc de panal.
– Afundament massa alt: risc de segregació i sagnat, sobretot si l'augment de l'afundament prové de l'addició d'aigua.
Per a formigó amb característiques especials, de vegades s'utilitza:
– Flux de pressió (en formigó autocompactant/SCC).
– Embut en V o caixa en L per avaluar la fluïdesa i el pas a través de l'armadura en SCC.
Els valors de les proves s'han de comparar amb les especificacions del projecte, no només amb "un aspecte fàcil de colar".
5. Mesurament de camp durant el llançament
a. Temperatura del formigó
La temperatura afecta el temps d'enduriment i el risc d'esquerdes per retracció plàstica. El formigó massa calent pot endurir-se ràpidament i causar esquerdes; el formigó massa fred pot alentir el procés d'enduriment.
b. Mètode de compactació
La compactació amb un vibrador ha de ser uniforme i no excessiva. Una vibració insuficient pot causar buits; massa vibració pot desencadenar la segregació. Les inspeccions de camp avaluen:
– patró de compactació,
– distància entre els punts del vibrador,
– durada de la vibració,
– gruix de la capa de fosa.
c. Estat de l'encofrat i l'armadura
L'encofrat ha de ser ajustat per evitar fuites de pasta de ciment. L'armadura ha d'estar col·locada correctament i tenir un recobriment de formigó adequat. Un recobriment insuficient augmenta el risc de corrosió.
d. Registre de camp
L'avaluació de la qualitat serà més precisa si hi ha dades: temps de colada, volum, ubicació de l'element, clima, assentament, nombre d'objectes de prova, així com els noms dels proveïdors i els equips d'implementació.
6. Preparació de mostres d'assaig i prova de resistència a la compressió
La prova de resistència a la compressió és el mètode més comú per avaluar la qualitat del formigó. El procediment general és:
1. Preneu una mostra representativa de formigó fresc.
2. Feu un objecte de prova cilíndric/cúbic d'acord amb les normes aplicables.
3. Curar l'objecte de prova (normalment remullar-lo o emmagatzemar-lo en determinades condicions).
4. Prova de pressió a una determinada edat, més habitualment als 7 i 28 dies.
Interpretació dels resultats:
– Resistència a la compressió a 28 dies en comparació amb la qualitat de disseny (per exemple, f'c 25 MPa).
– Els resultats de diverses mostres s'avaluen estadísticament (mitjana, variació), perquè la qualitat del formigó no s'avalua a partir d'un sol objecte de prova.
Si els resultats són baixos, es duu a terme una investigació: si hi va haver addició d'aigua, errors de dosificació, un curat deficient o una compactació insuficient.
7. Avaluació de la qualitat del curat (curat del formigó)
Un curat adequat manté la humitat i la temperatura per a una hidratació òptima del ciment. Sense curat, la resistència a la compressió pot disminuir i les esquerdes poden augmentar.
Mètode de curació:
– reg regular,
– cobrint amb un sac humit,
– compost de curació,
– membrana de plàstic,
– immersió (per a certs elements).
L'avaluació es pot fer mitjançant la inspecció de la superfície (esquerdes fines, descamació), registres de la durada del curat i la correlació amb els resultats de la resistència a la compressió.
8. Inspecció visual: defectes comuns en el formigó
La inspecció visual és crucial perquè alguns problemes no sempre es poden detectar només a partir de la resistència a la compressió. S'avaluen els següents aspectes:
– Encofrat de panal/porós: a causa d'una compactació insuficient o de fuites a l'encofrat.
– Segregació: els agregats s'acumulen en una zona i s'enganxen en una altra.
– Esquerdes: esquerdes plàstiques, esquerdes per retracció, esquerdes estructurals.
– Junta freda: la junta de fosa no es fusiona perquè l'interval de fosa és massa llarg.
– Descamació/delaminació de la superfície: pot ser causada per l'acabat quan el sagnat no és complet.
Les troballes visuals s'han de documentar (fotos, ubicació, mida) i s'han de fer seguides d'una avaluació tècnica.
9. Assaigs no destructius (END) en formigó endurit
Per avaluar el formigó sense danyar els elements, s'utilitzen mètodes de proves no destructives (END), com ara:
a. Martell Schmidt (martell de rebot)
Mesura el rebot per estimar la duresa superficial. Apte per a una selecció ràpida, però es veu afectat per la humitat, l'acabat i l'edat del formigó.
b. Velocitat de pols ultrasònic (UPV)
Mesura la velocitat de les ones ultrasòniques en el formigó. Pot indicar densitat, esquerdes internes i uniformitat.
c. Mesurador de recobriment / localitzador de barres d'acer
Comproveu la posició de l'armadura i el gruix del recobriment de formigó. Això és important per a la durabilitat.
Les proves no destructives (END) s'utilitzen normalment com a complement, no com a substitut, de les proves de resistència a la compressió estàndard.
10. Proves destructives limitades: perforadora de nuclis
Si hi ha algun dubte sobre la qualitat del formigó existent, es pot realitzar una prova de nucli (prenent un nucli de formigó) i després sotmetre's a una prova de compressió de laboratori. Això és més representatiu que un martell de rebot perquè realment prova el formigó dins de l'element estructural, però requereix tenir en compte:
– la ubicació de la perforació no ha de debilitar l'estructura,
– els forats centrals s'han de reparar utilitzant els mètodes adequats,
– cal corregir els resultats segons la relació alçada-diàmetre i les condicions de la mostra.
11. Avaluació de la durabilitat: permeabilitat i potencial de corrosió
Per a estructures exposades a ambients agressius (platges, indústria, aigües residuals), la qualitat del formigó s'avalua des de l'aspecte de la durabilitat, per exemple:
– prova de penetració de clorur (indicació de risc de corrosió de l'armadura),
– prova d'absorció/porositat d'aigua,
– prova de carbonatació (la profunditat de carbonatació redueix la protecció del reforç),
– prova de sulfat per a la resistència química.
La durabilitat sovint falla no a causa d'una baixa resistència a la compressió, sinó a causa d'una alta porositat o una cobertura insuficient.
12. Conclusió: Un enfocament integral per avaluar la qualitat del formigó
Mesurar i avaluar la qualitat de la construcció amb formigó implica més que simplement dur a terme una prova de resistència a la compressió de 28 dies. La qualitat s'ha de controlar des del moment en què arriba el material, passant pel procés de producció de la mescla, passant pel transport, la colada, la compactació i el curat del formigó. Al camp, les proves de caiguda, les proves de temperatura, les inspeccions d'encofrats i armadures, el registre del procés i el curat disciplinat tenen un impacte significatiu en els resultats. Per al formigó endurit, la inspecció visual, les proves no destructives (NDT) i les proves de nucli ajuden a garantir que la qualitat compleixi els estàndards de disseny i que sigui segura per al seu ús.
Mitjançant la implementació d'un control de qualitat exhaustiu i proves adequades, es pot minimitzar el risc de fallada prematura, reduir els costos de reparació i les estructures de formigó poden funcionar amb seguretat d'acord amb la seva vida útil prevista.
Si ho desitgeu, puc adaptar aquest article a una versió que faci referència a una norma específica (per exemple, SNI/ASTM) o afegir una llista de verificació de QA/QC de camp per a projectes de formigó.
