Control de hormigón. Mucho mas que hacer probetas

Para la primera entrada del blog he elegido un tema que ya debería estar claro, pero que, a pesar de que la EHE-08 lleva 10 años en vigor, y basándome en mi experiencia en las distintas obras en las que he participado, veo que falta mucho para que el control de hormigón fresco en las obras se haga correctamente.

En esta entrada voy a tratar de aclarar conceptos a través de un ejemplo que nos sirva para entender donde y cuando deberían hacerse las probetas para el control fresco del hormigón.

La EHE-08 en el artículo 86.1 CRITERIOS GENERALES PARA EL CONTROL DE LA CONFORMIDAD DE UN HORMIGÓN dice:

La conformidad de un hormigón con lo establecido en el proyecto se comprobará durante su recepción en la obra, e incluirá su comportamiento en relación con la docilidad, la resistencia y la durabilidad, además de cualquier otra característica que, en su caso, establezca en pliego de prescripciones técnicas particulares.

El control de recepción se aplicará tanto al hormigón preparado, como al fabricado en central de obra e incluirá una serie de comprobaciones de carácter documental y experimental, según lo indicado en este artículo.

En el artículo 86.5.3 se describen los distintos tipos de control de resistencia del  hormigón que pueden hacerse

El control de la resistencia del hormigón tiene la finalidad de comprobar que la resistencia del hormigón realmente suministrado a la obar es conforme a la resistencia característica especificada en el proyecto, de acuerdo con los criterios de seguridad y garantía para el usuario definidos por esta instrucción.

Los ensayos de resistencia a compresión se realizarán de acuerdo con el apartado 86.3.2. su frecuencia y los criterios de aceptación aplicables serán función de:

  1. En su caso, la posesión de un distintivo de calidad el nivel de garantía para el que se haya efectuado el reconocimiento oficial del mismo, y
  2. La modalidad de control que se adopte en el proyecto, y que podrán ser:
    • Modalidad 1. Control estadístico, según 86.5.4
    • Modalidad 2. Control al 100 por 100, según 86.5.5
    • Modalidad 3. Control indirecto, según 86.5.6

Me voy a centrar el control estadístico, ya que el control indirecto  y el control 100% son poco habituales en edificación (ya veremos que con matices para el caso del control 100%)

Tal como se indica en el articulo 86.5.4.1

Para el control de su resistencia, el hormigón de la obra se dividirá en lotes, previamente al inicio de su suministro, de acuerdo con lo indicado en la tabla 86.5.4.1, salvo excepción justificada bajo la responsabilidad de la Dirección Facultativa. El número de lotes no será inferior a tres. Correspondiendo en dicho caso, si es  posible, cada lote a elementos incluidos en cada columna de la tabla 86.5.4.1

Todas las amasadas de un lote procederán del mismo suministrador, están elaboradas con los mismos materiales componentes y tendrán la misma dosificación nominal. Además, no se mezclaran en un lote hormigones que pertenezcan a columnas distintas de la tabla 86.5.4.1

Tabla 86.5.4.1 TAMAÑO LOTES

Con esto ya tenemos claro cuántos lotes debe tener nuestra obra, al menos deberíamos tenerlo claro, ya que analizando la tabla, vemos que pueden darse algunas circunstancias que puede que nos complique la división en lotes.

Para el caso de macizos, zapatas, estribos de puentes, bloques… (tercera columna) lo único que habrá que vigilar, además de no pasarnos de los 100 m3, será el tiempo previsto para el hormigonado, y digo lo único por decir algo, ya que éste dato no es nada sencillo conocerlo antes del comienzo de los trabajos en algunos casos.

Para el caso de elementos o grupos de elementos que funcionan fundamentalmente a flexión (segunda columna) la cosa se complica un poco más, ya que, además del tiempo máximo establecido para formar parte del mismo lote, se une que tenemos otra variable, la superficie construida (1000 m2); por lo que deberemos saber que consumo de hormigón por m2 tiene el forjado que se pretende hormigonar en cada caso, teniendo en cuenta que están incluidas las vigas, los zunchos, los ábacos… del forjado. Además no podemos olvidarnos de las 2 plantas como límite para formar parte del mismo lote

Para el caso de elementos o grupos de elementos que funcionan fundamentalmente a compresión (primera columna) ocurre lo mismo que en el caso anterior, pero con 500 m2 de superficie construida, lo que supone un problema como veremos luego.

Ahora aclaremos las amasadas de cada lote.

En el artículo 86.5.4.2 se indica

Antes de iniciar el suministro del hormigón, la Dirección Facultativa comunicará al Construtor, y éste al Suninistrador, el criterio de aceptación aplicable

La conformidad del lote en relación con la resistencia se comprobará a partir de los valores medios de los resultados obtenidos sobre dos probetas tomadas para cada una de las N amasadas controladas, de acuerdo con la tabla 86.5.4.2

Tabla 86.5.4.2 AMASADAS POR LOTE

Para nuestra obra ejemplo tomaremos fck= 25 N/mm2, por tanto menor de 30 N/mm2

Antes de nada, recordar que una amasada, a efectos prácticos, suele coincidir con un camión de los que llega a la obra

Para elegir en número de amasadas a ensayar de cada lote vamos a suponer que el hormigón no tiene distintivo de calidad oficialmente reconocido, ya que en Extremadura creo que no hay ninguna central que ofrezca un hormigón con distintivo oficialmente reconocido, y de haberlo deben ser muy pocos. Por lo tanto N=3

Por lo que para determinar el número de series de 2 probetas a ensayar a 28 días, tal como se indica en el artículo 86.3 habrá que multiplicar el número de lotes por 3 series cada lote. (con la singularidad que puede darse en pilares o en obras pequeñas).

Ahora vamos a nuestro ejemplo. La estructura que debemos controlar es la siguiente:

EJEMPLO ESTRUCTURA 3D

Se trata de una estructura con cimentación aislada a base de zapatas, con pórticos de hormigón armado y forjados unidireccionales de viguetas armadas. Tiene planta cuadrada de 30×30 m aproximadamente.

la imagen representa un esquema, por lo que no voy a tener en cuenta la comunicación vertical entre plantas

Cálculo lotes en cimentación

Volumen de hormigón:

Zapatas=              42.00 m3

Vigas riostras= 45.14 m3

Total=                    87.14 m3

Por lo tanto, suponiendo que se hormigonara toda la cimentación en menos de una semana tendríamos un lote, si no fuese así, un lote por cada semana, o fracción, que se tardara en hormigonar. Yo voy a suponer que la constructora es muy diligente y lo hace en una semana, por lo que saldrían 3 series de 2 probetas a 28 días

Cálculo lotes en forjados

La superficie de cada forjado es de 829 m2 descontando los huecos para los patios

Como vamos a ver a continuación, la limitación de superficie de 1000 m2   rara vez será el límite para la determinación de los lotes en los farjados, ya que en raras ocasiones los forjados llevan menos de 0.100 m3 por cada m2, tal vez los forjados con placas alveolares y placas colaborantes.

Para el volumen de hormigón que se empleará en los forjados voy a suponer que el consumo de hormigón es de 0,200 m3 por m2 de forjado, incluyendo las vigas, los zunchos, los refuerzos….

En realidad, seguiríamos obteniendo el mismo número de lotes hasta un consumo de 0,24 m3 por m2 de forjado.

El volumen de hormigón por cada forjado sería 829×0.200 = 165.80 m3, lo que obliga a dividir en dos lotes cada uno de los forjados al superar los 100 m3 de hormigón, obteniéndose un total de 4 lotes para los dos forjados con 3 series cada lote, haciendo un total de 12 series de 2 probetas a 28 días.

Cálculo lotes en pilares

Con los pilares se nos plantea otro problema, la mayor limitación para los lotes en los pilares, en edificación, suele ser la superficie construida, 500 m2, ya que para luces normales y pilares normales (30x30x300 cm) el número de pilares necesarios para obtener 100 m3 de hormigón no entran en los 500 m2 construidos. Dicho de otra forma, en 500 m2 construidos suele haber unos 30-40 pilares, que con las dimensiones habituales sumarían 8.1 m3 de hormigón, aproximadamente una amasada, resultando imposible hacer 3 series por lote como debería hacerse con N=3.

Por ello, la solución lógica pasa por hacer el control 100% en pilares, por lo que recupero lo que dice el artículo 86.5.5

Esta modalidad de control es de aplicación a cualquier estructura siempre que se adopte antes del inicio del suministro del hormigón.

La conformidad de la resistencia del hormigón se comprueba determinado la misma en todas las amasadas sometidas a control y calculando, a partir de sus resultados, el valor de la resistencia característica real, fc,real según 39.1

En los comentarios de los miembros de la Comisión Permanente del hormigón dice:

En la mayoría de las obras no suele utilizarse este tipo de control por el elevado número de probetas que implica, la complejidad de todo orden que supone para la obra y al elevado costo del control, sin embargo, en algunos casos especiales , tales como elementos aislados de mucha responsabilidad, en cuya composición entra un número pequeño, pero suficiente, de amasadas, puede resultar interesante el concomiendo de fc,real para basar en él las decisiones de aceptación o rechazo en previsión de estos casos especiales, pero sin exclusión de cualquier otro, se da entrada de forma fehaciente en la instrucción a este tipo de control.

Conforme se ha definido en el Articulo 39º, el valor de la resistencia característica real corresponde al cuantil del 5 por ciento en la función de distribución de la población, objeto del control. Su obtención se reduce a determinar el valor de la resistencia de la amasada que es superada en el 95 por ciento de los casos.

Por lo tanto, la solución de realizar un control 100% en los pilares está justificada al no ser posible realizar el control estadístico.

Para el cálculo de las series a realizar en los pilares suponemos que se utilizarán camiones completos de 8 m3 de capacidad.

En nuestra obra tenemos 49 pilares por planta con un volumen de hormigón de 0,27 m3 cada uno, por lo que el volumen de hormigón para los pilares de cada planta es 13.23 m3 que se hormigonarían con dos amasadas por planta.

Harían falta 4 series para realizar el control 100% en los pilares de toda la obra.

Resumiendo:

Cimentación: 3 series

Forjados 1º:   6 series

Forjados 2º:   6 series

Pilares             4 series

Total:            19 series

Cabe indicar que los planes de control no son cerrados, y que cualquier variación en las premisas utilizadas para éste ejemplo puede hacer variar el plan, no debiendo suponer un problema si se adapta el plan a las nuevas necesidades.

ES AQUÍ DONDE SE QUEDAN EL 99% (POR NO DECIR TODOS) DE LOS LABORATORIOS DE CONTROL DE CALIDAD QUE CONOZCO.

En la mayoría de las ocasiones el laboratorio de control de materiales saca las probetas de las primeras amasadas según van llegando, y como veremos después, eso no es correcto y puede ocasionar problemas, sobre todo si hay algún resultado no satisfactorio. Esto lo hacen por no esperar hasta que se hormigone la zona de la que si deberían sacar las probetas.

Sin embargo, el plan de control no está acabado, siendo necesario determinar en que zona se hará cada una de las series.

En el caso de los pilares, cuyo control hemos pasado a 100% no hará falta que se indique las zonas, ya que se ensayarán todas las amasadas.

Para cimentación, donde hay 3 series, dividimos la cimentación en zonas lo mas parecidas posible en cuanto a volumen de hormigón, pudiendo quedar como sigue:

Distribución series en cimentación

Para los forjados haremos lo mismo, simplemente teniendo en cuenta que hay dos lotes, por lo que primero hay que dividir en lotes y después los lotes en series, pudiendo quedar como sigue

Forjado primero

Distribución lotes y series forjado primero

Para el forjado segundo elegiremos la misma distribución, por lo que solo hay que cambiar el nombre de cada lote

Distribución lotes y series forjado segundo

Con esto si tendríamos el plan de control para la toma de muestras de hormigón acabado.

Al hacerlo de esta forma tenemos perfectamente localizado cada lote y cada serie, lo que permite saber en que zona hay que concentrarse en caso de que obtengamos una baja en el hormigón.

He participado en más de una obra con bajas en los resultados del hormigón, donde no se ha tenido en cuenta la distribución lógica de los lotes y las series, lo que provocó que hubiera que hacer un estudio casi de toda la obra al no poder determinarse cual era la zona afectada por esas bajas en la resistencia

Por último, hay que indicar que en obras pequeñas, viviendas unifamiliares por ejemplo, puede darse el caso de tener que controlar todo el hormigón con control 100% al no haber amasadas suficientes en cada lote para poder aplicar el control estadístico

 

Bibliografía: EHE-08 Instrucción de hormigón estructural

2 Comentarios

  1. Buen artículo, Elías.

    Es un ejemplo muy práctico, ya que suele darse en muchas ocasiones, y que puede servir de ayuda a los compañeros que puedan tener dudas.

    Me parecen, además, muy oportunas las indicaciones sobre el número de probetas a romper a los 28 días (suele haber dudas con eso) y la ubicación de las series y lotes.

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