Facultad de Ingeniería y Computación Escuela Profesional de Ingeniería Civil Tecnología del concreto Supervisión y control de calidad del concreto MG. ING. MAURICIO JAVIER LEÓN TEJADA
MG.ING. MAURICIO J. LEÓN TEJADA
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Objetivos Definir principios de calidad y sistemas integrados de gestión
Conocer y aplicar ensayos de control de calidad de concreto en estado fresco y endurecido Conocer los principales ensayos de control de calidad del concreto, los criterios de aceptación y el procesamiento estadístico
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Desarrollo Curricular FECHA 13/03/2019 19/03/2019 20/03/2019 26/03/2019 27/03/2019 02/04/2019 03/04/2019 09/04/2019 10/04/2019 16/04/2019 17/04/2019 23/04/2019 24/04/2019 30/04/2019 07/05/2019 08/05/2019 14/05/2019 15/05/2019 21/05/2019 22/05/2019 28/05/2019 29/05/2019 04/06/2019 11/06/2019 12/06/2019 18/06/2019 19/06/2019 25/06/2019 26/06/2019 02/07/2019 03/07/2019
UNIDAD 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3
4 4 4 4 4 5 5 6 6 6 6 7 7
CONTENIDO Antecedentes históricos en Perú y el mundo Posibilidades actuales y futuras Proceso de fabricación Reacciones químicas y tipos de cemento Clasificación de agregados Características físicas y químicas Superficie específica y evaluación de calidad Propiedades del agua de mezcla y curado Clasificación de aditivos y composición química Dosificación y efectos en el concreto Estructura interna del concreto Trabajabilidad y consistencia Segregación, exudación y fragua Resistencia, maduración y reología EXAMENES PARCIALES EXAMENES PARCIALES Base estadística. Principio de volúmenes absolutos Método del ACI, Comité 211 Método de Curvas Teóricas Método de Módulo de Fineza Total Ajuste de proporciones Principios de calidad en la construcción Métodos de ensayo en estado fresco y endurecido Contracción o retracción. Flujo o fluencia. Cambios térmicos Agresividad química y control de cambios volumétricos Ciclos de congelamiento y deshielo. Agresión química Corrosión de metales. Reacciones químicas de los agregados Concreto masivo, ligero, pesado, poroso, shotcrete Concreto reciclado y premezclado. Proyecto de investigación EXAMENES FINALES EXAMENES FINALES
TEMA Introducción a la tecnología del concreto Introducción a la tecnología del concreto Materias primas del concreto Materias primas del concreto Materias primas del concreto Materias primas del concreto Materias primas del concreto Materias primas del concreto Materias primas del concreto Materias primas del concreto Propiedades del concreto Propiedades del concreto Propiedades del concreto Propiedades del concreto
Diseño de mezclas Diseño de mezclas Diseño de mezclas Diseño de mezclas Diseño de mezclas Control de calidad del concreto Control de calidad del concreto Cambios volumétricos, durabilidad y patología Cambios volumétricos, durabilidad y patología Cambios volumétricos, durabilidad y patología Cambios volumétricos, durabilidad y patología Concretos especiales, proyecto de investigación Concretos especiales, proyecto de investigación
Recordando clases pasadas… MG.ING. MAURICIO J. LEÓN TEJADA
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Reconocimiento y ejecución de ensayos de materias primas
Composición del concreto convencional
1. Componentes del concreto
Aire = 1% a 3%
Cemento = 7% a 15%
Agua = 15% a 22%
Agregados = 60% a 75%
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Reconocimiento y ejecución de ensayos de materias primas 2. Agregados
Propiedades físicas:
Peso Unitario (Kg/m3)
Agregado fino
Agregado grueso
1400 a 1700 (1700 a 1900, húmedo)
1600 a 1700
Peso específico (Kgf/m3) Porcentaje de vacíos
2500 a 2800 25% a 45%
30% a 55%
NTP 400.037. AGREGADOS. Especificaciones normalizadas para agregados en concreto
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Reconocimiento y ejecución de ensayos de materias primas 3. Métodos de ensayo
Código
Descripción
Norma aplicable
TECNO2-PRAC-R-001
Granulometría del Agregado Grueso
ASTM C33 / NTP 400.012
TECNO2-PRAC-R-002
Granulometría de Agregado Fino
ASTM C33 / NTP 400.012
TECNO2-PRAC-R-003
Peso Unitario Suelto y Compactado
ASTM C29 / NTP 400.017
TECNO2-PRAC-R-004
Porcentaje de Caras Fracturadas
MTC E 210-2000
TECNO2-PRAC-R-005
Partículas Chatas y Alargadas
MTC E 223-2000
TECNO2-PRAC-R-006
Equivalente de Arena
MTC E 114-2000
TECNO2-PRAC-R-007 TECNO2-PRAC-R-008 TECNO2-PRAC-R-009
Peso Específico y Absorción del Agregado Fino Peso Específico y Absorción del Agregado Grueso Peso Unitario Compactado de la Combinación de Agregados Fino y Grueso * Método empírico
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ASTM C128 / NTP 400.022 ASTM C127 / NTP 400.021 *
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Supervisión y control de calidad del concreto MG.ING. MAURICIO J. LEÓN TEJADA
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Contenido 1.
Calidad i. ii. iii.
2.
Control de calidad al concreto fresco i. ii. iii. iv. v. vi.
3.
Muestreo Medición de asentamiento Medición de temperatura Medición del contenido de aire Determinación del peso unitario Moldeo y curado de probetas
Control de calidad al concreto endurecido i.
4.
Definiciones y términos clave Calidad en la construcción Gestión de calidad
Ensayo de resistencia a compresión
Evaluación continua
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Supervisión y control de calidad del concreto 1. Calidad
Definiciones y términos clave
Proceso
Norma
Laboratorio
Incertidumbre
Producto
Ensayo
Metrología
Patrón
Documento
Estándar
Trazabilidad
Calibración
Especificación
Registro
Producto No Conforme
No Conformidad
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Supervisión y control de calidad del concreto
Calidad en la construcción
Necesidades
Expectativas
1. Calidad
Cliente
Producto (Proyecto de construcción) MG.ING. MAURICIO J. LEÓN TEJADA
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Supervisión y control de calidad del concreto
Calidad en la construcción
Especificaciones Técnicas
1. Calidad Proyecto de construcción
Procesos Constructivos
Calidad
Legislación laboral
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Supervisión y control de calidad del concreto
Calidad en la construcción
1. Calidad
CALIDAD Producción
Inspección de productos
Proveedores Diseño
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Supervisión y control de calidad del concreto 1. Calidad
Gestión de calidad
PLAN DE CALIDAD
Política de calidad - SIG Organización de obra (organigrama) Funciones y responsabilidades Registros aplicables
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ÁREAS O DEPARTAMENTOS Gerencia / Residencia
Control de Calidad
SYSOMA
Producción
Logística
Oficina Técnica
Administración
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Supervisión y control de calidad del concreto
Gestión de calidad
Gerencia / Residencia
Control de Calidad
1. Calidad SYSOMA
Producción
Logística
Oficina Técnica
Administración
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ORGANIGRAMA
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ÁREA DE CONTROL DE CALIDAD Funciones • Cumplimiento de Especificaciones Técnicas. • Registro de procesos. • Supervisión y control de ensayos en campo y laboratorio. • Verificar calidad de materiales y calibración de equipos e instrumentos de medición. • Emisión de No Conformidades . • Control y actualización de documentación técnica. • Capacitación de personal de obra. • Informes Mensuales de Control de Calidad. MG.ING. MAURICIO J. LEÓN TEJADA
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Supervisión y control de calidad del concreto
Gestión de calidad
Retrabajos
1. Calidad
Producción
Calidad
Retrasos
5% Producción
Sobrecostos
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Supervisión y control de calidad del concreto
Gestión de calidad
Seguridad Calidad
Avance real
1. Calidad
Anticipación
Producción
Programación
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Mejora continua
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HERRAMIENTAS DE GESTIÓN Procedimientos e instructivos Indican lineamientos y responsabilidades. Información general de procesos. Deben ser complementados con EETT y normas.
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HERRAMIENTAS DE GESTIÓN Registros o Protocolos de Calidad
Ayudan a controlar productos y procesos. Distintas especialidades Identificar errores y proponer alternativas de solución
Áreas responsables • Control de calidad • Producción
Sustento de conformidad de trabajos ante Entidad
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HERRAMIENTAS DE GESTIÓN Registros de campo (Protocolos)
Gestión
Arquitectura
Movimiento de tierras
Estructuras
Instalaciones (IIEE, IISS, IIMM)
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HERRAMIENTAS DE GESTIÓN Control de planos Áreas responsables • Control de calidad • Oficina Técnica
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HERRAMIENTAS DE GESTIÓN Control de materiales y equipos
Fichas técnicas, Certificados de Calidad Certificados de calibración Cartas de garantía
Áreas responsables • Control de calidad • Administración (Logística y Almacén)
Manuales de uso y mantenimiento Condiciones de almacenamiento
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HERRAMIENTAS DE GESTIÓN RDI’s – Cambios de Ingeniería Evaluación de Subcontratistas Productos No Conformes
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Áreas responsables • Control de calidad • Producción • Oficina Técnica
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HERRAMIENTAS DE GESTIÓN Indicadores de calidad HH en re-trabajos < 6% HH totales. Capacitación de personal > 0.15 HH/persona.
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EDIFICIO MULTIFAMILIAR QUIÑONES MIRAFLORES - LIMA, OC T UBR E - 2 0 1 2
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PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Norma Técnica E.070 Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento. SENCICO Presente proyecto: Tabiquería: Muros no portantes, divisiones.
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PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Mano de obra calificada A plomo y en línea (Escaniplo, ladrillos maestros, plantillado) Espesor de juntas horizontales y verticales: 1.2 cm a 1.5 cm.
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PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Mortero Extensión Fluidez: temple
Unidades de arcilla
Libres de polvo Saturadas, superficialmente secas. (un día antes)
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PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Asentado Superficie rugosa (rayada 5mm) 1.30m o la mitad de la altura por jornada: Deformación de mortero fresco. Se recomienda dejar libres las juntas verticales de la última hilada para la siguiente jornada.
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PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO Asentado Conexión columneta/albañilería: A ras o dentada. “Mechas” de anclaje: 2 alambres Nº8 c/3 hiladas. Elementos aislados: 1.5 cm de poliestireno. (tecnopor)
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VERIFICACIÓN EN CAMPO Estructuras (Concreto) Liberación de vaciado Control de concreto fresco Control de Roturas Verificación post-vaciado
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VERIFICACIÓN EN CAMPO Checklist: Colocación de armadura Diámetro usado Longitudes de traslape Número de estribos Recubrimientos
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VERIFICACIÓN EN CAMPO
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VERIFICACIÓN EN CAMPO
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VERIFICACIÓN EN CAMPO Checklist: Encofrados Trazos y niveles Limpieza y aplicación de desmoldante Verticalidad y horizontalidad Ochavos
Hermeticidad
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VERIFICACIÓN EN CAMPO
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VERIFICACIÓN EN CAMPO
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VERIFICACIÓN EN CAMPO
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VERIFICACIÓN EN CAMPO
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VERIFICACIÓN EN CAMPO Estructuras (Concreto) Liberación de vaciado Control de concreto fresco Control de Roturas Verificación post-vaciado
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VERIFICACIÓN EN CAMPO
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VERIFICACIÓN EN CAMPO Estructuras (Concreto) Liberación de vaciado Control de concreto fresco Control de Roturas Verificación post-vaciado
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CALIDAD EN LA CONSTRUCCIÓN
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VERIFICACIÓN EN CAMPO Estructuras (Concreto) Liberación de vaciado Control de concreto fresco Control de Roturas Verificación post-vaciado
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VERIFICACIÓN EN CAMPO Verificación post-vaciado Desencofrado total Cota final Verticalidad y horizontalidad Acabado superficial (cangrejeras)
Curado del concreto
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VERIFICACIÓN EN CAMPO
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VERIFICACIÓN EN CAMPO
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VERIFICACIÓN EN CAMPO
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NO CONFORMIDADES Principales defectos hallados Retrabajos
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NO CONFORMIDADES
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NO CONFORMIDADES
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NO CONFORMIDADES
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NO CONFORMIDADES
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NO CONFORMIDADES
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NO CONFORMIDADES
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NO CONFORMIDADES
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NO CONFORMIDADES
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NO CONFORMIDADES
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NO CONFORMIDADES
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NO CONFORMIDADES
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco
Ensayos Muestreo ASTM C172
Medición de asentamiento ASTM C143
Medición del contenido de aire ASTM C231
Medición de temperatura ASTM C1064
Peso unitario ASTM C138
Moldeo y curado de probetas ASTM C31
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco
Materiales • Lampa
• Cucharón • Carretilla o bugui • EPP’s
Muestreo
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco
Procedimiento • Humedecer recipiente y herramientas.
• Extraer muestra del tercio central del volumen total • Remezclar la muestra para asegurar uniformidad.
Muestreo
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Muestreo
Procedimiento • La muestra se compone de dos porciones, el tiempo entre la obtención de las mismas no debe superar los 15 minutos. • Las pruebas de control de concreto fresco se deben realizar, como máximo 5 minutos después del muestreo. • El tamaño mínimo de la muestra será 1 pie3
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Medición de asentamiento
Materiales • Cono de Abrams
• Varilla metálica de 5/8” con punta redondeada • Base de cono (superficie plana)
• Flexómetro • Cucharón, carretilla o bugui • EPP’s
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Medición de asentamiento
Trabajabilidad
Consistencia
• Facilidad para el mezclado, transporte, colocación y compactación • Capa de ¼” de mortero sobre el agregado grueso
• Grado de humedecimiento dela mezcla • Depende de la cantidad de agua usada
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco
Procedimiento • Humedecer el equipo y colocarlo sobre la base en una superficie plana • Sostener las asas del cono y colocar los pies sobre las aletas
Medición de asentamiento
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Medición de asentamiento
Procedimiento • Llenar el cono en tres capas, cada una de aproximadamente 1/3 del volumen del molde • Compactar cada capa con 25 golpes de la varilla en forma de espiral de afuera hacia el centro. • En capas superiores compacte de tal manera que los golpes penetren 1” en la capa inferior • Al compactar la capa superior, si el concreto baja de nivel, detenga la compactación, rellene y complete el número de compactaciones hasta llegar a 25
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Medición de asentamiento
Procedimiento • Enrase la superficie y retire el concreto que rodea la base del cono • Remueva el molde, en 5 ± 2 segundos, con un movimiento ascendente uniforme, sin movimientos laterales o de torsión.
• El ensayo completo debe realizarse sin interrupción, desde el inicio del llenado hasta la remoción del molde, en un lapso de 2 ½ minutos.
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Supervisión y control de calidad del concreto
Procedimiento • Medir con aproximación a ¼”.
2. Control de calidad al concreto fresco Medición de asentamiento
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Supervisión y control de calidad del concreto
Materiales • Termómetro
• Recipiente o carretilla o bugui • EPP’s
2. Control de calidad al concreto fresco Medición de temperatura
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Medición de temperatura
Procedimiento • Colocar el medidor de temperatura de modo que el sensor este sumergido al menos 3” en el concreto por un periodo mínimo de 2 minutos, hasta que la lectura sea estable
• Completar el control dentro de los 5 minutos siguientes al muestreo
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Medición del contenido de aire
Materiales • Equipo neumático: Olla de Washington
• Barra compactadora • Martillo de goma • Cucharón • Regla metálica • Plancha de pulir
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Medición del contenido de aire
Procedimiento • Colocar el concreto en 3 capas del mismo volumen • Compactar cada capa con 25 ó 50 golpes de la barra
• Dar 10 a 15 golpes en el perímetro de la superficie del contenedor (Olla)
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Supervisión y control de calidad del concreto
Procedimiento • Enrasar, limpiar y pulir superficie
2. Control de calidad al concreto fresco Medición del contenido de aire
• Colocar la tapa y cerrar, asegurando el sello
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Medición del contenido de aire
Procedimiento • Abrir válvulas de conexión al exterior
• Cerrar válvula de purga de aire • Llenar con agua por una de las válvulas hasta que salga por la otra
• Cerrar ambas válvulas y bombear aire hasta que la aguja del manómetro marque la presión inicial
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco
Procedimiento • Abrir la válvula que concreta la cámara de aire con el recipiente. • Estabilizar y tomar lectura con aproximación al 0.1%
Medición del contenido de aire
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco
Materiales • Balanza electrónica con capacidad de 30kg y precisión a 1g • Recipiente • Barra compactadora
• Martillo de goma
Determinación del peso unitario
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Medición del contenido de aire
Procedimiento • Colocar el concreto en 3 capas del mismo volumen • Compactar cada capa con 25 ó 50 golpes de la barra
• Dar 10 a 15 golpes en el perímetro de la superficie del contenedor (Olla) • Enrasar, limpiar y pulir superficie
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Procedimiento
Supervisión y control de calidad del concreto
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜 𝑃. 𝑈. = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑟𝑒𝑡𝑜 • P.U. promedio= 2350 kg/m3
2. Control de calidad al concreto fresco
Rendimiento
Medición del contenido de aire
• Aproximación a 1 kg/m3 𝑃. 𝑈. 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑅= 𝑃. 𝑈. 𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 • Rango aceptable= 0.98 a 1.02
• Aproximación a 3 decimales
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Moldeo y curado de probetas
Materiales • Moldes cilíndricos
• Varilla lisa de 5/8” con punta redondeada • Martillo de goma • Cucharón • Regla enrasadora • Plancha de pulir • Desmoldante
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Moldeo y curado de probetas
Procedimiento • Trabajar sobre una superficie plana, rígida, horizontal, libre de vibraciones y protegida de interrupciones • Los moldes (2 por edad, de cada muestra) deben estar limpios y lubricados con desmoldante • Las herramientas deben humedecerse previamente
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco
Procedimiento • Colocar el concreto en 3 capas del mismo volumen • Compactar cada capa con 25 golpes de la varilla.
Moldeo y curado de probetas
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco
Procedimiento • Dar 10 a 15 golpes en el perímetro de la superficie del contenedor (Olla) • Enrasar, limpiar, pulir superficie y cubrir por 24h. Deberán estar a una temperatura entre 16°C y 27°C.
Moldeo y curado de probetas
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Moldeo y curado de probetas
Procedimiento • Desmoldar (desarmando o aplicando aire comprimido) entre las 24±8 horas después del moldeado • Llevar los moldes a poza de curado (con agua + cal (3g/l) hasta cumplir la edad de ensayo. • Temperatura de agua en poza: 21°C a 25°C
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Supervisión y control de calidad del concreto 2. Control de calidad al concreto fresco Moldeo y curado de probetas
Procedimiento • Las pautas descritas son para probetas de 6” x 12”. • Al usar probetas de 4”x 8”: • Se toman 3 testigos por edad, por muestra • Se compacta con una varilla lisa de 3/8” • Se compacta en 2 capas
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Supervisión y control de calidad del concreto 3. Control de calidad al concreto endurecido
Materiales • Máquina de carga (prensa hidráulica)
• Micrómetro • Pads de neopreno o Capping de azufre • Planchas metálicas
Ensayo de resistencia a compresión
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Supervisión y control de calidad del concreto 3. Control de calidad al concreto endurecido Ensayo de resistencia a compresión
Procedimiento • Se retiran los especímenes a ensayar, de la poza de curado. (2 si son de 6”x12” y 3 si son de 4” x 8”) • Una vez secos, se rotulan y se mide el diámetro de las caras de asentamiento, obteniendo un promedio • Introducir el espécimen en la prensa. La aplicación de la carga será axial y a una velocidad controlada de 20 a 50 lb/plg2/s
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Supervisión y control de calidad del concreto 3. Control de calidad al concreto endurecido Ensayo de resistencia a compresión
𝑓 ′𝑐
𝑃 = 𝐴
• P: Carga (kgf) • A: Área de la base (cm2) • 𝐴= 𝜋×
𝑑2 4
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Supervisión y control de calidad del concreto
Evaluación de resultados • Tolerancia de variación entre testigos (ASTM C39)
3. Control de calidad al concreto endurecido Ensayo de resistencia a compresión
Evaluación estadística 1. El promedio de un grupo de 3 ensayos es ≥ que f’c 2. Ningún ensayo será menor que f’c en más de 35 kgf/cm2
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Supervisión y control de calidad del concreto 3. Control de calidad al concreto endurecido Ensayo de resistencia a compresión
Variables / Factores a controlar • Muestreo inadecuado • Moldeo, transporte y curado deficiente • Moldes en mal estado o sin lubricar • No se respeta la temperatura de curado • No se controla la humedad del ambiente de curado • Refrendado inexistente o deficiente (grosor) • No se controla la velocidad de aplicación de carga • Equipos sin calibrar MG.ING. MAURICIO J. LEÓN TEJADA
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Supervisión y control de calidad del concreto 4. Evaluación continua
Cuestionario 1. Defina calidad. ¿Cómo se aplicarían los principios de calidad en la producción de concreto? 2. Liste los procesos de control de calidad del concreto fresco y endurecido 3. ¿Por qué es importante controlar el rendimiento del concreto en estado fresco?
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Conclusiones
La calidad y sus principios, así como la implementación de sistemas de gestión integrados, son conceptos de amplia difusión en el contexto local e internacional actual. Familiarizarnos e insertar la filosofía de calidad en el ejercicio de nuestra actividad nos permitirá alcanzar niveles de competitividad elevados.
Los ensayos explicados serán realizados luego de la reproducción de los diseños de mezcla y proporcionarán input valioso para los ajustes y correcciones. Es importante seguir los procedimientos de cada ensayo, pues son muchos los factores que influirán en la consecución de los objetivos trazados. La calidad es uno de los pilares del éxito de un proyecto, interpretado como la satisfacción de necesidades y expectativas del cliente. MG.ING. MAURICIO J. LEÓN TEJADA
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Conclusiones
La gestión integrada provee un marco de procesos estandarizados y coordinados que regulan las actividades en proyectos de toda índole.
El aseguramiento y control de calidad son complemento recíproco de la producción. No hay avance real sin calidad.
El plan de calidad y los instrumentos de gestión que establece, son la base de la gestión. En consecuencia, el cumplimiento del mismo es responsabilidad de todos los involucrados en el proyecto.
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Referencias
American Society for Testing and Materials. (2006). SIGNIFICANCE OF TESTS AND PROPERTIES OF Concrete & Concrete-Making Materials. West Conshohocken: ASTM International. Pasquel, E. (1998). Tópicos de Tecnología de Concreto en el Perú. Lima: Colegio de Ingenieros del Perú - Consejo Nacional.
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