bloques calidad

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Mayor eficiencia en mampostería:

Control de calidad para bloques de concreto Laboratorio del Concreto, Asocreto

completamente y así, agrietados resultan inútiles e ineficaces.” Son caces.”  Son ejemplos de otros tiempos y en diferentes estados del conocimiento, pero con similitudes de lo que denominamos ahora “buenas prácticas” y control de calidad en la construcción. Por supuesto, el concreto hidráulico moderno no es ajeno a estos propósitos desde cuando fue patentado en Inglaterra durante la primera mitad del siglo XIX 4. Con su aparición, surgieron desde 1832 las primeras máquinas para fabricar bloques prefabricados 5. Para 1855 se registraba la primera patente sobre bloques de concreto en Estados Unidos6 y ya en 1900 Sears7 ofrecía a la venta equipos patentados que fabricaban bloques texturizados y de menor costo que los bloques de roca natural usados entonces para fachadas. En 1909, Inversiones Samper dio inicio a la producción del primer cemento fabricado en Colombia, y en los años siguientes aparecieron las primera fábricas que desarrollaron prefabricados.

Los desarrollos destacables que ha tenido la mampostería se mencionan en los tratados de historia de la construcción y en nuestros días, varios siglos después, se conservan y dan testimonio de soluciones creativas e imponentes que los arquitectos y los ingenieros dieron a proyectos de origen religioso, institucional o militar en las diferentes civilizaciones.  A medid medidaa que se desar desarrolla rollaban ban las técn técnicas icas de construcción y se conocían los materiales disponibles, surgieron también las primeras necesidades de alcanzar mejores resultados en lo construido. Hammurabi, rey de Babilonia en la antigua Mesopotamia promulgó en los años de 1700 a.C. su famoso Código1  en que no olvidó a los constructores, pues indicaba que si “…la casa que construyó cae y mata a su dueño, entonces ese constructor será ejecutado” 2. Siglos más tarde, en De Architectvra, Libri Decem3, Marco Vitruvio escribía así sobre los ladrillos: “…deben fabricarse durante la  primavera  primave ra y el otoño para que se sequen totalme totalmente nte al mismo tiempo. Los que se fabrican durante el solsticio tienen imperfecciones, pues el sol los seca por fuera […] pero su  parte inter interior ior sigue todaví todavíaa húmeda; posteri posteriormente, ormente, al secarse de nuevo, la parte ya seca se contrae y se destroza

 Los bloques o unidades de mampostería se consideran dentro del sistema de mampostería estructural del título D del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10. CORTESÍA LAVOZ AR

 Primeras máquinas para fabricación de bloques de concreto. FLICKR- INTERNET ARCHIVE BOOK IMAGES

Más de cien años después de la industrialización del cemento, la evolución tecnológica nos trae hasta la realidad actual. Los bloques o unidades de mampostería se consideran dentro del sistema de mampostería estructural del título D del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10 8. Deben fabricarse según los parámetros y cumplir con los requisitos técnicos estipulados en la NTC 4026 para mampostería estructural9 y la NTC 4076 para uso no estructural 10. Noticreto 142 MAYO / JUNIO

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Muestreo de bloques de concreto Las condiciones de muestreo para bloques prefabricados se describen en la NTC 4024 12. Allí aparece la definición de “lote” que, para este caso, se refiere al número de unidades de mampostería de concreto, de cualquier forma y tamaño, elaboradas por el productor usando los mismos materiales, dosificación, proceso de fabricación y método de curado. La Tabla 1 ilustra lo indicado por la norma frente a número de especímenes.

NÚMERO DE ESPECÍMENES POR LOTE O FRACCIÓN

DENSIDAD

6

10.000

12

10.000 hasta 100.000

6 por cada 50.000 adicional o fracción

Mayores a 100.000

 Tabla 1. Número mínimo de muestras según la norma técnica NTC 4024.

 TIPO

DENSIDAD

Peso Liviano

Menor a 1.680 kg/m3

Peso Mediano

Entre 1.680 y 2.000 kg/m 3

Peso Normal

Superior a 2.000 kg/m3

 Tabla 2. Clasificación de los bloques según la NTC 4026.

Posteriormente indica que se deben considerar las condiciones de uso. Para ello los tipos I y II consideran si se requiere control de humedad o no. Los bloques Tipo I que requieren control de humedad deben –además, y basados en su desempeño en el ensayo de contracción lineal, ASTM C490–11 cumplir los requisitos de humedad según la condición de humedad de la obra, según se muestra en la tabla 3.

Contenido de humedad (H), promedio de 3 unidades, máximo, como un % del valor total de la absorción de agua Aa. Contracción lineal al secado (Cls) A, %. Condiciones de humedad de la obra o del sitio de uso de las unidadesB. HUMEDA

INTERMEDIA

SECA

De menos de 0,03

40

35

35

De 0,03 hasta menos de 0,045

35

30

30

De 0,045 hasta 0,065 (como máximo)

30

25

25

 Tabla 3. Requisitos para el contenido de humedad en los bloques tipo I, según la ASTM C490.

En un proceso de fabricación controlado es necesario contar con un adecuado control de calidad en los materiales que conforman las mezclas de concreto, y para tal efecto la normativa contempla que se sigan los lineamientos de otras NTC. En la siguiente tabla se muestran con su equivalente bajo la normativa de ASTM:  Almacenamiento de bloques de concreto. WIKIMAPIA- R.N. FLY ASH BRICKS

CONSTITUYENTE Por supuesto, se indica un número mínimo de unidades o bloques; si se necesitan ensayos adicionales, entonces podrían tomarse más unidades para conformar la muestra. El reglamento NSR-10 señala que, cuando haya que realizar los ensayos sobre lotes recibidos, las muestras deben conformarse con un mínimo de cinco (5) unidades por cada lote de producción de hasta 5.000 unidades, y no menos de una unidad por cada doscientos (200) metros cuadrados de muro construido.

Requisitos de fabricación y desempeño en la normativa colombiana La norma para unidades de uso estructural 9 contempla inicialmente varias clasificaciones para los bloques que se emplearán en los sistemas de mampostería. Inicialmente, según su densidad:

NTC 4026

ASTM C90

NTC 121

ASTM C150M

Cenizas volantes

NTC 3493

ASTM C618

Escoria de alto horno

NTC 4018

ASTM C989

Agregados

NTC 174

ASTM C33

Agregdos livianos

NTC 4045

ASTM C331

Pigmantos colorantes

NTC 3760

ASTM C979

Agua Mezcla

NTC 3459

-

Aditivos

NTC 1299

-

Aditivos incorporadores de aire

NTC 3502

-

Cemento hidráulico

 Tabla 4. Algunas normas citadas en la NTC 4026 sobre los constituyentes de los bloques de concreto y su equivalencia bajo la norma ASTM C90-16.

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Una vez evaluado el ambiente de uso y los requisitos de los componentes, se deben observar los requisitos dimensionales de las unidades con perforación vertical.

Espesor nominal de las unidades (en)

Espesor de pared (ep)

Espesor de tabique (et)

Espesor de tabique equivalente (ete)

mm

Mínimo, mmA

Mínimo B, mm

Mínimo, mm/mm C

80

20

20

0,150

100

20

20

0,150

120

22

20

0,165

150

25

25

0,188

200

30

25

0,188

250

35 (32 D)

30

0,225

300

40 (32 D)

30

0,225

 Tabla 5. Espesores mínimos de las paredes y de los tabiques, según la NTC 4026.

 En los bloques se debe tener especial cuidado con las tolerancias dimensionales y los requisitos de fabricación. CORTESÍA PUBLICDOMAINPICTURES

 Además de ello, se indica que las dimensiones reales de las unidades no deben diferir de las dimensiones normales en más de 2 mm para la longitud, y en no más del 1% para el espesor y la altura. Las dimensiones reales de los elementos de las unidades con acabados arquitectónicos –ranuras, estrías, proyecciones, escalonamientos, inclinaciones, etc.– no deben diferir de las normales en más de 2 mm. Posteriormente, la norma indica los ensayos habituales más conocidos en las obras, pues evalúan directamente las unidades luego de un proceso de muestreo. En la Tabla 6 aparecen los requisitos de los ensayos a compresión (resistencia) y los límites de la absorción de agua tolerable para los bloques en función de su densidad. Es aquí donde la NTC 4026 indica que, además de lo anterior, deben contemplarse aspectos como el acabado y la apariencia. Señalamos brevemente cinco aspectos mencionados en dicha especificación: • Todas las unidades deben estar sanas y no deben tener fisuras ni otros defectos que interfieran con un proceso de colocación o que perjudiquen significativamente la resistencia o permanencia de la construcción. No son motivo de rechazo las fisuras y las desportilladuras menores que resultan de los métodos usuales de manipulación en el despacho y en la entrega. • Cuando las unidades se van a utilizar en construcciones de mampostería expuesta, la pared o paredes, los bloques que van a estar expuestas, no deben presentar desportilladuras ni grietas ni otras imperfecciones visibles cuando se observan desde una distancia igual o mayor de 6 m, con una fuente de luz difusa. • El cinco por ciento (5%) del envío puede tener pequeñas fisuras, o desportilladuras no mayores de 25 mm en cualquier dimensión o fisura, o de no más de 0,5 mm de ancho y longitud no mayor del 25 % de la altura nominal de la unidad.

Resistencia a la compresión a los 28 d (RC28)B , evaluada sobre el área promedia (Anp)

Absorción de agua (Aa) % según el peso (densidad) del concreto secado en el horno kg/m3

MínimoB, MPa

Promedio de 3 unidades, maximo, % Peso mediano, de 1.680 kg/m 3 hasta menos de 2.000 kg/m 3

Peso normal, 2.000 kg/m 3 o más

Clase

Promedio de 3 und.

Individual

Peso liviano, menos de 1.680 kg/m 3

Alta

18

11

15%

12%

9%

Baja

3

7

18%

15%

12%

 Tabla 6. Requisitos de resistencia a la compresión, absorción de agua y clasificación de peso. NTC 4026

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• El color y textura debe especificarlos el comprador. El acabado de las paredes de las unidades que van a estar expuestas debe estar conforme con una muestra aprobada que conste de, al menos, cuatro unidades que representan el intervalo en la textura y color permitidos. • Las unidades que se van a utilizar como base para un recubrimiento posterior deben tener una superficie con una textura lo suficientemente abierta que permita una buena adherencia. • Si los bloques de concreto son para uso no estructural, entonces se aplican las especificaciones indicadas en la NTC 4076. Allí, además de citar como especificaciones para las materias primas, la misma normativa que se describió en los bloques de uso estructural señala aspectos como: • Los tabiques de las perforaciones verticales deben ser de 20 mm • La contracción lineal por secado no exceda el 0,065% Existen diferencias frente a lo solicitado para los bloques de uso estructural. Sin embargo, enunciamos aquí los requisitos de absorción y compresión contemplados en esta norma:

Resistencia la compresión a los 28 días, evaluada sobre el área neta promedio Mínimo, MPa Promedio de 3 unidades

Individual

6,0

5,0

Tabla 7. Requisitos para bloques de uso no estructural (compresión), según la NTC 4076.

Absorción de agua , % según el peso (densidad) del concreto secado en horno, para las chapas kg/m3 Promedio de 3 unidades, máximo, % Peso liviano, menos de 1.680 kg/m 3

Peso mediano, de 1.680 kg/m 3 hasta menos de 2.000 kg/m 3

Peso normal, 2.000 kg/m 3 o más

Unidades

18%

15%

12%

Chapas

15%

12%

9%

 Tabla 8. Requisitos para bloques de uso no estructural (absorción), según la NTC 4076.

Requisitos del reglamento NSR-10 Con las ventajas potenciales que tiene el empleo de unidades de concreto hidráulico en ciertos proyectos de construcción, para conformar muros de mampostería –especialmente de aquellos que conforman un sistema estructural– es imprescindible contar con lo que adicionalmente dispone el reglamento NSR-10 en el título D. Allí, entre otros, se definen los tipos de mampostería disponibles para las consideraciones de diseño (reforzada, parcialmente reforzada, no reforzada, etc.)  Vincula las normas de producción y calidad expuestas en la sección anterior que debe cumplir cada tipo de bloque, y se definen los tipos de unidades de mampostería aptos para el sistema: perforación vertical, horizontal o maciza. Noticreto 142 MAYO / JUNIO

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En este documento hemos hablado de bloques de concreto de perforación vertical, pues suele ser el prefabricado más común para realizar sistemas de mampostería. No obstante, si llegara a considerarse el empleo de unidades de perforación horizontal o macizo, se deberán considerar las restricciones de uso indicadas en la sección D.3.6 del reglamento NSR-10. También vale la pena anotar que el sistema de mampostería exige un mínimo de control de calidad para otros materiales, que también aparece en la misma sección del título D y que detalla los requisitos para el acero de refuerzo y los morteros de pega y relleno. Una ausencia deliberada de control de calidad en alguno de los componentes, sencillamente elevará el riesgo inherente de productos no conformes en el conjunto de mampostería y disminuirá el nivel de seguridad estructural. Una vez se ha comprobado qué tipo de bloque está permitido para utilizarse en el proyecto de construcción, la NSR-10 señala que se deben realizar ensayos para determinar la resistencia a compresión f’m en muretes según la NTC 3495. Es aquí donde se combinan no solo bloques, sino morteros y mano de obra para obtener un valor representativo de la resistencia a compresión del sistema. Este es último paso para cerrar el ciclo del control de calidad cuando se trabaja con bloques de concreto para proyectos de vivienda, incluyendo edificaciones mediana altura. En este caso, la NSR-10 indica que, por cada 500 m2 de muro se deben tomar tres muretes y en la sección D.3.7.2 se estipula que deben construirse estos tipos de probetas siguiendo las recomendaciones de otro apartado de la NTC 3495. Con el propósito de representar las condiciones de obra, la NSR-10 también indica que “Los muretes deben elaborarse con los mismos materiales y bajo las mismas condiciones que se presenten en la estructura. El contenido de humedad de los materiales debe ser el mismo que se tiene en la estructura en el momento de construirse. La calidad de la mano de obra debe ser la misma que se va a utilizar en la construcción.”  Y también, “Se deben elaborar muretes, tanto con las celdas vacías, como muretes con las celdas rellenas, cuando especifique mampostería parcial o totalmente inyectada.” La conservación de estas probetas antes del ensayo implica conservarlos 7 días a 21°C +/- 5°C a una humedad relativa superior al 90%, y luego pueden pasar a una humedad entre el 30% y el 50% hasta su ensayo a los 28 días, luego de la fabricación. En igual sentido, se expresa que los muretes a pie de obra deben guardarse bajo condiciones que les conserve la humedad por un lapso de 48 a 96 horas y, después de este tiempo, llevarse al laboratorio. El valor de la resistencia a compresión de la mampostería obtenido en el laboratorio, corresponderá al promedio de tres ensayos en los que ninguno supere

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 Durante la construcción deben realizarse controles adecuados según el reglamento NSR-10. WIKIMEDIA- PHY AT FRENCH

el 125% del valor más bajo obtenido en la muestra. Una buena práctica cuando se inicia el control de calidad en mampostería es tomar muretes testigo para ensayos adicionales a los mínimos requeridos. Los planes de control de calidad que resultan de un adecuado seguimiento a la normativa vigente requieren involucrar un adecuado seguimiento a las materias primas y al proceso de fabricación. Los ensayos de control que se proponen a las unidades durante el proceso de compra y recepción corresponden, como índica la versión más reciente de la ASTM C9011, al producto de investigaciones sobre este tipo de elementos por más de 50 años por cuanto no se les debe restar mérito, y mucho menos considerarlas extremas o inapropiadas para nuestros proyectos.

Bibliografía 1.

http://www.louvre.fr/en/oeuvre-notices/law-codehammurabi-king-babylon 2. http://avalon.law.yale.edu/ancient/hamframe.asp 3. Vitruvio Pollion, Marcus. De Architectura. Traducción de Oliver Domingo J. 1ª edición. Alianza Forma 1995 4. http://www.concrete.org.uk/fingertips-nuggets. asp?cmd=display&id=446 5. C. W. Pasley, Observations on Limes, Calcareous Cements, Mortars, Stuccos and Concrete, and

Noticreto 142 MAYO / JUNIO

Puzzolanas, Natural and Artificial (London: John  Weale Architectural Library, 1847), 6. Ambrose Foster, “Improved Building Blocks, or Artificial Granite,” US Patent 12264. 16 Jan. 1855. 7. http://classicrockfaceblock.com/the-historybehind-rock-face-block/  8. AIS. NSR-10 Título D. Reglamento Colombiano de construcción sismo –resistente. Bogotá D.C Colombia 9. ICONTEC. NTC 4026-1997. Unidades bloques y ladrillos de concreto para mampostería estructural. (ASTM C90) 10. ICONTEC. NTC 4076-1997. Unidades de concreto bloques y ladrillos para mampostería no estructural. (ASTM C129) 11. ASTM C90-16A. Standard Specification for Loadbearing Concrete Masonry Units 12. ICONTEC. NTC 4024-2001. Muestreo y ensayo de prefabricados de concreto no reforzados, vibrocompactados. (ASTM C140) 13. AIS. NSR-10 Reglamento Colombiano de construcción sismo –resistente. Bogotá D.C Colombia. Sección D.3.7.2 14. ICONTEC. NTC 3495 -2003. Método de ensayo para determinar la resistencia a la compresión de muretes de mampostería.