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En este blog, analizamos cómo la madurez del hormigón y el ensayo de resistencia tradicional trabajan en conjunto para proporcionar información valiosa más rápido y así optimizar los programas de construcción.

La industria de ensayos de materiales de construcción está entusiasmada con la posibilidad de calcular la resistencia del hormigón mediante el método de madurez no destructivo. Este método proporciona una serie de mejoras al método tradicional del ensayo de compresión en el laboratorio. Sin embargo, el método de madurez no es otra alternativa ni un reemplazo. De hecho, el ensayo de madurez depende por complete del método tradicional del ensayo de compresión.

¿QUÉ ES LA MADUREZ DEL HORMIGÓN?

El curado del hormigón es un proceso exotérmico. En pocas palabras, eso significa que el hormigón se calienta a medida que se endurece, antes de alcanzar la resistencia deseada y enfriarse a temperatura ambiente.

El ensayo de madurez aprovecha este conocido fenómeno de calentamiento para calcular la resistencia inicial del hormigón vertido en función de su temperatura. La temperatura se mide con dispositivos de lectura de temperatura incrustados en el hormigón cuando se coloca en su sitio. Si se hace correctamente, la temperatura se puede comparar con la relación resistencia-madurez desarrollada en el laboratorio para la mezcla de hormigón en cuestión.

Por lo tanto, antes de poder usar la temperatura del hormigón en su lugar, debe saber cómo se correlaciona la temperatura con la resistencia, y eso se hace en un laboratorio.

Para hacerlo:

  • Prepare un lote de cilindros de ensayo de hormigón de acuerdo con el protocolo del ensayo de resistencia tradicional y con el mismo diseño de mezcla de hormigón que se utilizará en el sitio.
  • Coloque sensores de temperatura en al menos dos de los cilindros de hormigón.
  • Registre las temperaturas a intervalos de tiempo prescritos para calcular el índice de madurez.
  • A intervalos de tiempo prescritos, rompa los demás cilindros de acuerdo con el régimen tradicional del ensayo de resistencia a la compresión.
  • Registre la resistencia a la compresión, las temperaturas correspondientes y el tiempo transcurrido.
  • Calcule y genere la curva de madurez trazando la resistencia a la compresión promedio frente al índice de madurez promedio para obtener la relación resistencia-madurez.

Luego puede incrustar sensores de temperatura en el hormigón recién vertido y, armado con los datos sobre la relación entre tiempo, temperatura y resistencia, comenzar a tomar decisiones fundamentadas sobre su proyecto.

Deberá conocer la temperatura, los intervalos de tiempo desde que se vertió el hormigón y la relación resistencia-madurez. Este método puede ayudarlo a tomar mejores decisiones, antes que esperar los informes de resistencia exclusivos del laboratorio.

Es importante recordar que este método calcula la resistencia. Por lo tanto, antes de realizar operaciones críticas como la remoción de encofrados o el postensado, realice otros ensayos tradicionales para asegurarse de que se haya desarrollado suficiente resistencia en el hormigón.

¿DEBERÍA USAR EL MÉTODO DE MADUREZ?

El método de madurez puede resultar útil por varios motivos.

1. Resistencia inicial

La madurez es útil para calcular la resistencia inicial del hormigón y, lo que es más importante, hacer ese cálculo antes de lo que se haría con los métodos de laboratorio tradicionales en el cronograma de un proyecto. Esto puede permitir que un proyecto progrese a la siguiente etapa más rápido.

2. Variaciones

El hormigón in situ se expone a la intemperie y a otras condiciones ambientales que afectan la resistencia inicial. La resistencia real del hormigón en su sitio puede variar debido a las diferentes condiciones de curado. Sin embargo, la relación resistencia-madurez desarrollada en el laboratorio puede tener en cuenta estas variaciones y eliminar la necesidad de un período de curado prolongado.

3. Posiciones críticas

Si desea conocer la resistencia de una posición crítica como una columna, no puede quitar fácilmente una sección para realizar el ensayo de resistencia tradicional. Los sensores de madurez, sin embargo, se pueden colocar en las columnas. Los sensores de madurez en estas posiciones críticas otorgan a los técnicos de campo un fácil acceso a esta información.

Esto permite conocer un componente específico en un momento dado. Algo difícil de lograr con los métodos tradicionales.

Motivo por el que necesita algo más que madurez

En estos casos, hay que tener en cuenta la otra cara de la moneda. Primero, la madurez no funciona sin la relación resistencia-madurez inicial desarrollada en el laboratorio.

Entonces, si bien es cierto que los cálculos de madurez reflejan las condiciones del sitio que afectan la resistencia inicial, estas condiciones son menos relevantes cuando se realizan ensayos para comprobar el desarrollo de la resistencia máxima, generalmente a los 28 días. En las primeras etapas del curado, el hormigón es más vulnerable a las condiciones del sitio que a los 28 días. La madurez permite calcular (no verificar) la resistencia inicial, pero no determinar la resistencia final.

Por el contrario, algunas condiciones del sitio, como las altas temperaturas en la etapa inicial, pueden reducir la resistencia a largo plazo del hormigón, que será menor que la predicha con el método de madurez. En un caso como este, se deben desarrollar relaciones adicionales de resistencia-madurez en el laboratorio para reflejar estas condiciones inusuales.

El hormigón vertido en el sitio debe tener el mismo diseño que se utilizó en el laboratorio para crear la curva. Si se cambia algo, esa curva no será válida.

Por ejemplo, si un lote del diseño del material original llega al sitio, pero los técnicos de campo deciden que la mezcla no es viable, podrían agregar agua para mejorar su viabilidad. O quizás introduzcan aditivos o aceleradores para ajustar el aire incorporado, o para acelerar o retardar el curado. Estas adiciones cambiaron el diseño original de la mezcla y ahora el cálculo de la curva se ve comprometido. La madurez puede adaptarse a algunas variaciones en las condiciones del sitio, pero no a todas.

Hay muchas variaciones en el trabajo con hormigón, no solo en las condiciones finales del sitio. Y cuando se trata de estructuras fundamentales, la resistencia inexacta del hormigón puede tener consecuencias graves en la integridad de un edificio. Si bien el método de madurez ofrece un cálculo de resistencia en tiempo real, no deja de ser solo un cálculo. Los propietarios de proyectos deben verificar que el hormigón tenga la resistencia de diseño.

Al final del día, la única forma de conocer la verdadera resistencia del hormigón es rompiéndolo.

El ensayo de madurez permite acelerar los proyectos, pero debe usarse dentro de sus limitaciones.

En pocas palabras, el método de madurez no es válido sin el ensayo de resistencia tradicional. Está claro, sin embargo, que el método de madurez puede agregar valor cuando se usa junto con los ensayos tradicionales.

El ensayo de madurez y el ensayo de resistencia tradicional funcionan juntos

Así es como el método de madurez mejora el proceso general de CMT.

1. Creación de la curva de resistencia

El proceso completo del ensayo de materiales de construcción comienza y termina con la rotura de los cilindros. Los sensores de temperatura, el tiempo y las máquinas de ensayo de compresión trabajan juntos para desarrollar la relación resistencia-temperatura/tiempo, que es clave para obtener el valor que ofrece el ensayo de madurez.

Este paso se puede mejorar aún más con una plataforma integrada de ensayo de materiales de construcción que elimina el error humano del proceso de ensayo, proporciona resultados inalterables según el diseño y el lote de la mezcla y automatiza el análisis. Al capturar automáticamente el tiempo y la resistencia del ensayo, sin intervención humana, la curva resistencia-temperatura/tiempo será más precisa y proporcionará mejores resultados en su ensayo de madurez.

2. Determinación de la resistencia inicial

Los sensores de madurez sirven como pasos intermitentes en el proceso de construcción. Permiten que los proyectos avancen, ya que proporcionan un análisis rápido de lo que sucede en el campo.

Por ejemplo, en un proyecto de construcción de un edificio de varios pisos, los trabajadores de campo quieren saber lo antes posible cuándo pueden pasar al siguiente piso. Los sensores de madurez les dan una respuesta instantánea, mientras que, de lo contrario, deberían esperar los resultados del laboratorio para continuar con el siguiente paso.

Sin embargo, con los sensores de madurez integrados con aplicaciones móviles y acceso a datos basados en la nube, se dispone rápidamente de la información necesaria para determinar si el hormigón está listo. Los sensores de madurez vinculados a los datos de ensayo precisos del laboratorio automatizan el proceso, para brindarle información más rápido y permitir que los proyectos avancen.

3. Validación de los resultados finales

Por último, necesita métodos de ensayo de resistencia tradicionales para determinar la resistencia final. Cualquier otra cosa es solo un cálculo. La única forma de conocerla realmente es mediante un ensayo de compresión tradicional.

Utilice sensores de madurez en el campo para obtener un análisis rápido y complemente esa información con los resultados de los ensayos de laboratorio continuos (ensayos intermedios de 7 y 14 días) y finales de 28 días para verificar que todo esté bien. Todos (los laboratorios de ensayo, los propietarios de proyectos, las organizaciones o entes reguladores gubernamentales, las aseguradoras, etc.) deben poder confiar en que los materiales de construcción cumplen con las resistencias y las tolerancias esperadas. Su proyecto será mucho más defendible si verificó la madurez sobre la marcha y la validó con ensayos de rotura en puntos clave.

Afortunadamente, esta validación no tiene que retrasar el proyecto. Con una plataforma CMT integrada, tan pronto como se completen los ensayos, se le puede notificar si los sensores de madurez cumplieron con lo previsto y si el hormigón cumple con la resistencia esperada.

Conclusión

Ambos procesos de ensayo funcionan juntos para proporcionar más información a los gerentes de proyectos de construcción. El valor de toda esta información junta brinda mejores resultados finales y una terminación más rápida del proyecto. Sin embargo, este será el caso solo si (1) los datos del ensayo de rotura del laboratorio son precisos y (2) el diseño de la mezcla no cambia en el campo.

Los sensores de madurez son tan buenos como los resultados de ensayo que crearon la curva. Por lo tanto, asegúrese de que el laboratorio siga un proceso de ensayo que sea más automatizado, preciso y transparente.

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