Concreto Fresco

5.3. Pruebas de calidad.

Las técnicas tradicionales, basadas en ensayar a compresión o a flexión muestras del concreto empleado en la estructura en estudio, tienen algunas desventajas; el hecho de que existan diferencias en la resistencia del concreto entre las muestras y la estructura real, a causa principalmente de las diferentes condiciones de colocación y curado, además de las obvias diferencias de forma y tamaño, y de la no inmediatez en la obtención de resultados; son algunas de las desventajas de estas técnicas. Es-tas y algunas otras, han propiciado que en las dos últimas décadas se haya generalizado el empleo del método de la Velocidad de Pulso Ultrasónico (VPU) entre los ensayos no destructivos, como una vía para determinar la calidad del concreto endurecido.

Con la aparición de las nuevas tecnologías surgen los ensayos no destructivos, los cuales son capaces de brindar información acerca de la resistencia y de la calidad del material, sin afectar la integridad del elemento estudiado. Como ya se comentó, una de las técnicas más difundidas y de probada efectividad, resulta el empleo del método de la VPU, empleado para determinar las características del concreto, por medio del desarrollo de mediciones de la velocidad ultra-sónica a través del material. Entre las ventajas del uso del método se pueden mencionar: simplicidad de utilización, bajo costo, repetitividad y versatilidad; además de lo que significa, el hecho de formar parte de los ensayos no destructivos in situ aplicados a la evaluación del concreto.

Varios son los métodos que hoy se disponen para de alguna manera estimar la resistencia del concreto. Entre ellos pueden citarse, además del VPU, la radiografía, el radar, la termografía infrarroja, entre otros. El método de la VPU es de los más antiguos dentro de los considerados como pruebas dinámicas para determinar la resistencia del concreto in situ; sin embargo, este método también es empleado en la actualidad para detectar defectos internos en el concreto, tales como grietas y/u oquedades.

De forma general, la velocidad de propagación de un movimiento ondulatorio, depende de las características del medio y de la naturaleza de la perturbación. Las ondas ultra-sónicas son ondas mecánicas cuya frecuencia excede los 20 kHz, valor que constituye el límite de frecuencias audibles por el oído humano.

La técnica tiene sus bases en la teoría de propagación de ondas en un medio sólido, homogéneo, isótropo y elástico. De la física ondulatoria se conoce, que la velocidad de propagación de las ondas en un medio de características conocidas, depende principalmente de la densidad y de las características elásticas del medio por el que esta se desplaza. Se suele considerar la Expresión 1 para explicar lo anteriormente referido; en la expresión se ilustra claramente las bases de la técnica empleada, aunque en realidad, la expresión matemática que define la velocidad de propagación de ondas en un medio sólido y no homogéneo como es el concreto, es un tanto más complicada que la mostrada, debido fundamentalmente a la heterogeneidad del material.

En la expresión V es la velocidad de propagación de las ondas, E y son el módulo de elasticidad dinámico y la densidad del medio, respectivamente y K es una constante que depende del coeficiente de Poisson del material.

El concreto es por naturaleza un material heterogéneo compuesto por cemento, agua y agregados (arena y piedras). Son los agregados quienes más incidencia tienen en la relación entre la VPU y la medida de calidad del concreto, de tal forma que para un mismo nivel de resistencia, es más probable tener mayor velocidad de pulso en el concreto con mayor contenido de agregados. Asimismo, es un hecho comprobado que el contenido de agua afecta la velocidad de propagación del pulso, aproximadamente en la misma pro-porción que varía su contenido en el concreto. De igual forma influye el tipo de cemento empleado, afectan-do tanto la resistencia del concreto como la VPU.

Las relaciones anteriores permiten conocer la calidad del concreto a partir de precisar su homogeneidad, presencia de agregados, oquedades, contenido de agua, fisuras y cambios de las propiedades físicas debidos a incendios y a ataques químicos.

El método de la VPU consiste en medir el tiempo que demora un pulso ultrasónico en recorrer la masa de concreto en estudio. Los especialistas lo establecen como una herramienta ideal, muy simple y versátil, para determinar la uniformidad en el concreto, tanto a nivel de campo como a nivel de laboratorio. Por otro lado, según se reporta en la literatura especializada, la resistencia del concreto determinada por esta vía puede ser predicha con una tolerancia de un ±20%, tolerancia dependiente tanto del tipo de agregado como de las proporciones de la mezcla. La experiencia muestra que cuando aparecen grandes diferencias en la VPU sin una razón aparente, existen grandes probabilidades de que se esté en presencia de un concreto defectuoso o deteriorado; consecuentemente, altas y constantes lecturas de VPU indican buena calidad del concreto. En la Fig. 1 se muestra la relación entre la velocidad del pulso y la calidad del concreto. Estas velocidades aseveran rangos de condiciones

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