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investigación

n 1914 la nacional association of ce-ment Users1, la predecesora de la American Concrete Institute, fijó las bases de los actual-mente aceptados procedimientos de ensayo a compresión y flexión. La primera versión de la norma ASTM C-31 sobre confección y curado de probetas en terreno fue publicada en 1920. La ra-zón de esta temprana preocupación es simple:

Existen diversos factores, ajenos al hormigón, que afectan la resis-tencia que se pretende determinar. Entre estos agentes se encuen-tran la dimensión máxima de los áridos, el tamaño y forma de las probetas, su consolidación, el tipo de molde, el procedimiento de refrentado cuando corresponde, la temperatura y la humedad has-ta el momento del ensayo (curado). Esta situación hizo imprescin-dible la estandarización del procedimiento para contar con infor-mación confiable. Un dato clave: El efecto que cada uno de estos factores tiene sobre la resistencia de las probetas varía según las circunstancias particulares.

La investigación aborda el efecto del curadode las probetas en la resistencia potencial

del hormigón. Se concluye que el curado por inmersión en agua saturada de cal tanto en obra

con probetas recién moldeadas como en laboratorio hasta la edad de ensayo, resulta la mejor alternativa para desarrollar toda la potencialidad del hormigón

y disminuir la dispersión de los resultados.

E

ARTURo HoLMgREnIngEnIERo CIvIL, SUB gEREnTE REd TéCnICA, gRUPo PoLPAICo

gUILLERMo CAvIERESIngEnIERo CIvIL, JEfE ASESoRíA TéCnICA, REd TéCnICA, gRUPo PoLPAICo

RAfAEL CEPEdAConSTRUCToR CIvIL, PRodUCToS y APLICACIonES, REd TéCnICA, gRUPo PoLPAICo

el curado de probetas de

Hay que considerar que con las probetas se pretende represen-tar la resistencia potencial del hormigón y no la resistencia real de la estructura. Es decir, se busca establecer la resistencia que se considera en la etapa del diseño estructural. A esto se debe sumar que los múltiples agentes señalados que afectan la resistencia po-tencial, lo hacen de una manera negativa. Resulta habitual obser-var en obra probetas de hormigón desprotegidas, abandonadas, a veces deformadas, que se secan al sol y se congelan en invierno. Incluso, en ocasiones equipo pesado circula en las cercanías y las somete a dañinas vibraciones. y más allá de las condiciones des-favorables a las que se someten, igual se ensayan en el laborato-rio. Esto significa un gran riesgo, ya que los resultados obtenidos pueden ser usados para tomar importantes decisiones.

En Chile, desde 1975 se cuenta con la norma nCh 10172. Inter-nacionalmente la reglamentación más conocida es la ASTM C313. Esta última está reconocida por el Código de diseño de Hormigón Armado4, que se basa en el ACI 3185 y que desarrolló la Comisión de diseño Estructural en Hormigón Armado y Albañilería. En to-

dos estos documentos resulta relevante asegurar que el rango de temperatura de las probetas antes de desmoldar sea de 16 a 27 °C, y que se debe evitar la pérdida de humedad del hormigón conteni-do en las probetas mientras permanecen en las obras.

Por otra parte, el curado posterior de las probetas mientras per-manecen en el laboratorio hasta la edad de ensayo, también debe realizarse en un ambiente de alta humedad y con rangos de tem-peratura más estrechos.

Curado inicialCon el propósito de determinar la resistencia potencial del hormi-gón de una probeta, es básico que su curado se efectúe en forma estandarizada y acorde con los procedimientos establecidos en la normativa pertinente6.

También existe la posibilidad de curar las probetas en las mis-mas condiciones ambientales que tiene el hormigón utilizado en la obra. Esta situación se contempla en la normativa y resulta útil para evaluar la resistencia real del hormigón y así determinar el momento de descimbre y puesta en servicio, entre otros. Sin em-bargo, este procedimiento no sirve para evaluar la calidad poten-cial del hormigón. Su utilidad consiste en determinar si es adecua-do el método de curado de los elementos de la obra, ya que se deben adoptar medidas adicionales si el resultado de la resisten-cia de dichas probetas es inferior al 85% de aquellas curadas se-gún la norma y que permiten conocer la resistencia potencial4.

no curar adecuadamente en las primeras horas de vida del hor-migón deriva en una disminución, no despreciable, de las resisten-cias que alcanzan las probetas a los 28 días de edad. A modo de información, la figura n° 1 presenta una gráfica de los resultados de Schutz7 que estima la reducción en las resistencias a compre-sión a 28 días porque las probetas permanecieron en forma des-cuidada algunos días en terreno. Asimismo, investigaciones desa-rrolladas por goeb8 demuestran que la disminución de las

FIGURA 1. REDUCCIÓN DE RESISTENCIA A 28 DÍAS SEGÚN DÍAS INICIALES DE CURADO INADECUADO

0

5

10

15

20

25

Desprotegida en ambiente seco, a la sombra, T= 27oC

Desprotegida a todo sol. Entre las probetas, T= 42oC

Envueltas en arpilleras húmedas y selladas en polietileno, a todo sol.Bajo el polietileno T= 57oC

0 1 2 3 4 5 6 7

GOEB (1995)CONCRETE PRODUCTS

SCHUTZ (1983)CONCRETE CONSTRUCTION

DÍAS DE CURADO TRADICIONAL EN OBRA

RED

UC

CIÓ

N (

%)

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resistencias es significativa, llegando a valores entre 12 a 17% de reducción de la resistencia a compresión a 28 días por curar las probetas durante las primeras 24 horas en forma no normalizada.

En figura n° 2 se muestra los resultados alcanzados con mate-riales nacionales, al someter las probetas a diferentes tratamien-tos del primer curado. Las condiciones iniciales del ambiente eran de 31,2 °C y de 59% de humedad relativa. Tras 2,5 días en las

investigación

condiciones que se muestran en figura n° 2, las probetas se cura-ron en cámara húmeda (> 95% de HR y 22 °C) hasta la edad de ensayo.

En general, los típicos métodos de curado en obra no cumplen las condiciones técnicas indicadas en las normas. Si bien habitual-mente se cree hacer un cumplimiento cabal de la norma nCh 1017, esto no es correcto y las resistencias que se obtienen son muy inferiores a las potencialmente alcanzables. A modo de ejem-plo, en figura n° 3 se muestran diferentes procedimientos inco-rrectos de curado empleados en diversas obras.

En época invernal el tema se torna aún más relevante. Tanto es así que se ha llegado a situaciones de deterioro de la resistencia en forma abrupta, por congelamiento de la película de agua que se forma en la interfaz del hormigón en contacto con la superficie metálica interna de los moldes y de la superficie superior de la probeta expuesta a la intemperie6. En figura n° 4 se muestra el deterioro de una probeta que sufrió el rigor de temperatura de -2 °C. no son despreciables los daños a la resistencia por este tipo de situaciones, y por ello la norma ASTM C31 promueve sumergir inmediatamente las probetas bajo agua saturada de hidróxido de calcio (cal) e informa que puede ser el método más simple para mantener las condiciones requeridas de curado inicial. Con 2 gra-mos de cal por litro de agua es suficiente. Si al espolvorear la cal se produce decantación, implica que ya está saturada.

del mismo modo, la nRMCA9 (nacional Ready Mixed Concrete

BAJO AGUA POLIETILENO MÁS DESPROTEGIDO DESPROTEGIDO POLIETILENO POLIETILENO ARENA SATURADA A LA SOMBRA AL SOL AL SOL A LA SOMBRA

CO

MPR

ESIÓ

N R

ELA

TIVA

A 2

8 D

ÍAS

(%)

100

90

80

70

FIGURA 2. REDUCCIÓN DE RESISTENCIA A 28 DÍASSEGÚN DIFERENTES CURADOS INICIALES

150

140

130

120

110

100

90 CURADO POR CURADO INMERSIÓN EN CÁMARA (HR 95%)

COMPRESIÓN A 28 DÍAS 100 92,6 DISPERSIÓN 100 140,5

FIGURA 7. RESISTENCIA Y DISPERSIÓN, PORCENTUALES, DE PROBETASCURADAS EN CÁMARA Y BAJO AGUA

reVestimientoaislante

iDentificaciÓnlaBoratorio iDentificaciÓn

laBoratorio

DesPicHe

figUra 3. curado

inadecuadoen obra.

figUra 5. nrmca. inmersión inmediata de las probetas en agua.

figUra 4. Probeta que sufrió congelamiento.

figUra 6. curado inicial por inmersión de probetas en chile.

Association) indica que sumergir totalmente las probetas en agua es un procedimiento preferible, ya que garantiza resultados de resistencias más confiables (figura n° 5).

Este procedimiento de inmersión de las probetas recién moldea-das ya se está empleando en Chile, rompiendo paradigmas y ob-teniendo resultados significativamente cercanos a la potencial. En figura n° 6, se muestra esta aplicación por un laboratorio de alto prestigio en una importante obra. El procedimiento implementa-do es más práctico que el recomendado por la nRMCA y que se mostró en figura n° 5.

Curado en laboratorioUn tema adicional, pero sumamente relevante, se encuentra en el curado posterior en el laboratorio. nuestra norma nCh 1017 indi-ca una temperatura media de 20 °C y humedad relativa mínima de 90%, siendo que la mayoría de las especificaciones de otros países indican una humedad de al menos 95% a una temperatura media superior (ASTM C31 indica 23° C ± 3). Esta diferencia im-plica que el aire del ambiente establecido en la nCh 1017, contie-ne menos del 80% de agua del estipulado en las normas interna-cionales como la ASTM C 51110.

Con el propósito de dimensionar el efecto anterior, es posible comparar los resultados de muestras que, luego del curado inicial en terreno, siguieron su curado en laboratorio con dos procedi-mientos: Bajo agua a 20 °C y cámara a 95% de humedad relativa con una temperatura de 20 °C, AnEfHoP11. Los resultados indi-can una disminución de 7% al curar en cámara respecto a hacerlo bajo agua.

Si se disminuye la humedad relativa a un mínimo de 90%, se-gún la nCh 1017 se debiera esperar mayor pérdida de resistencia. Más relevante que este efecto, es el significativo aumento de la dispersión de los resultados al curar en cámara húmeda, alrede-dor de 40%, tal como se muestra en figura n° 7.

A menos que se cuente con sistemas altamente automatizados, representa un desafío conseguir que la cámara cumpla con los requisitos de humedad relativa en forma constante. En numerosas ocasiones se emplean sistemas de riego que funcionan manual-mente en forma intermitente, que facilita el desarrollo incompleto del proceso de hidratación del cemento y de la resistencia que

figUra 8. cámaras de curado.

investigación

potencialmente podría alcanzar el hormigón. La norma ASTM C 31 indica que para estimar si las probetas están siendo curadas adecuadamente, deben “sentirse” y “verse” todas sus superficies húmedas en forma permanente.

Sin embargo, es común que las probetas se coloquen pegadas entre sí, o en contacto con el suelo, algo que no asegura que to-

das las caras de las probetas estén saturadas de agua. Esto, ade-más de afectar la resistencia, aumentará la dispersión de los resul-tados por heterogeneidad en el curado. En figura n° 8 se muestran ejemplos de cámaras con probetas con diferencias de humedad superficial, prácticamente secas y con saturación de to-das las caras.

Las diferencias entre nCh 1017 y ASTM C 511 no son sólo de humedad relativa, sino que también de temperatura media de la cámara. La primera establece HR mínima de 90% a 20 °C (± 3 °C), ASTM C 511 especifica HR mínima de 95% a 23 °C (± 3 °C). de esta manera, es factible estimar la cantidad de agua en el aire, ossa12. En figura n° 9 se comparan ambas situaciones.

Se debe insistir en que se pretende medir la resistencia poten-cial del hormigón. Por tanto, si no se cuenta con una cámara hú-meda que permita todo el desarrollo potencial del hormigón, es recomendable realizar el curado de probetas en piscinas (ver figu-ra n° 10).

ConclusionesEl curado del hormigón en sus primeras horas de vida es determi-nante en el desarrollo de sus características resistentes desde el punto de vista mecánico.

También es crucial para contar con los resultados potenciales, el curado de las probetas de hormigón mientras están en los labora-torios en espera de ser ensayadas.

Humedad relativa 100% Humedad relativa 90% Humedad relativa 80%

CO

NTE

NID

O E

N A

GU

A D

EL A

IRE

(G/M

3 )

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

23

22

21

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

NCh 1017

ASTM C511

TEMPERATURA (OC)

FIGURA 9. CONDICIONES AMBIENTALES EXIGIDASPOR INN Y ASTM

Las diferencias en los requisitos para cámaras húmedas que es-tablece la norma chilena y la norma ASTM influye en los resulta-dos.

El método más confiable consiste en sumergir en agua saturada de cal las probetas recién moldeadas y continuar en laboratorio con piscina hasta el momento de su ensayo. de no ser factible el uso de piscinas, es imprescindible asegurar una permanente hu-mectación completa y visible de todas las caras de las probetas. Esto se logra con sistemas automáticos de humectación. n

figUra 10. curado en piscinas en laboratorio.

REFERENCIAS1 ”Report of committee on specifications and methods of test for concrete materials”, Proceedings, national Association of Cement Users (ahora Ameri-can Concrete Institute), detroit, EE.UU., vol 19, 1914.2 nCh 1017-1998 “Hormigón – Confección y curado en obra de probetas para ensayos de compresión y tracción”, Inn, Santiago, Chile, 1998.3 ASTM C31-2003, “Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimen in the field”. ASTM, EE.UU., 2003.4 Comisión de diseño Estructural en Hormigón Armado y Albañilería, “Código de diseño de hormigón Armado”, Cámara chilena de la Construcción e Insti-tuto Chileno del Cemento y del Hormigón, 2003.5 ACI 318-2002, “Building Code Requirements for Reinforced Concrete”, ACI, EE.UU, 20026 Holmgren A., “Aportes al Análisis de Resistencias Mecánicas”, Revistas de Ingeniería en Construcción, n° 18, P. Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile, 1998.7 Schutz J. Raymond (1983), “... on Sampling, Testing and Making Concrete Test Specimens”, Technical Bulletin, Protex Industries, Inc., Concrete Construc-tion, 1983.8 goeb o. Eugene (1995), “new Strength Test Research”, Concrete Products, 1995.9 CIPes 34, “Preparación de los Cilindros de Concreto en Campo”, nRMCA national Ready Mix Concrete Association, EE.UU, 1998.10 ASTM C511-2003, “Specification for moist cabinets, moist rooms, and water storage tanks used in the testing of hydraulic cements and concretes”. ASTM, EE.UU., 2003.1 1 AnEfHoP, “Estudio de sensibilidad de los hormigones a las condiciones de curado en Andalucía”, Asociación nacional Española de fabricantes de Hor-migón Preparado, España, 1991.1 2 ossa M., “Influencia de la Edad y del Tipo de Almacenamiento en los Ce-mentos Chilenos”, Revista del IdIEM, n° 2, vol. 13, Universidad de Chile, Santiago, Chile, 1974.

Debido a la constante y creciente inquietud de sus clientes por hacer más seguras las faenas que requieren de sistemas de andamios, la empresa Layher, líder en sistemas de andamios modernos, organizó un ciclo de charlas técnicas sobre este tema.

La empresa multinacional alemana de sistemas de andamios Layher, que cuenta con más de 60 años de experiencia y 10 años de presencia en Chile, puso en marcha un ciclo de charlas técnicas enfocadas a mejorar la seguridad y la prevención de accidentes en el montaje y uso de estos sistemas de andamios en la construcción e industria.

Al primer encuentro, que se realizó en Espacio Riesco, asistieron prevencionistas de riesgos de importantes empresas constructoras como Almagro, Besalco, Brotec, Ingevec, y Ebco, entre otras.

En la ocasión, se realizó una charla teórica y tras el almuerzo se hizo una demostración práctica del armado de andamios. Además, se entregó a los asistentes un diploma que acredita su participación

en esta reunión técnica. Según la opinión de los asistentes,

el evento resultó un éxito. Los presentes destacaron la interacción entre Layher y sus clientes, la preocupación de la empresa por la seguridad y la rapidez, la simplicidad y eficiencia que caracteriza al armado de sus sistemas.

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