Calidad en el Cemento y el Concreto

Por Revista Costos

La calidad de las estructuras construidas depende mucho de las cualidades y las condiciones de uso de los materiales empleados en su ejecución. El concreto y, por ende, el cemento, necesitan contar con la calidad ideal para generar obras de construcción con excelentes resultados. En este informe conoceremos cómo se determina la calidad de estos dos importantes materiales de construcción.

CEMENTO
La calidad de los elementos de concreto armado de las diversas estructuras que se construyen a diario dependen de las cualidades del concreto empleado. Así lo sostiene el ingeniero José Álvarez, gerente de Investigación y Desarrollo de Unión de Concreteras (Unicon), quien enfatiza que al ser el cemento el principal componente activo del concreto, entonces es esencial que su calidad esté garantizada.
La Asociación Unacem sostiene que utilizar un cemento de calidad es el punto de partida para construir con formalidad, pues las normas técnicas exigen que el cemento usado para construcciones cumpla con características que acrediten su calidad, como su fraguado, resistencia química y mecánica, su finura y su estabilidad volumétrica.

Pero, ¿cómo saber si un cemento es de calidad? Según el vocero de Unicon, un cemento de calidad, en primer lugar, debe cumplir de forma constante y permanente con los requisitos normativos, acorde a su clase, cuyas especificaciones técnicas deberán estar disponibles por parte del fabricante.
Gabriel Mansilla, superintendente de aseguramiento de calidad, investigación y desarrollo de Cementos Pacasmayo, indica que las características para determinar la calidad de un cemento, primero se debe identificar el tipo de uso que se le dará, pues puede ser utilizado para la elaboración de concreto y morteros, además de aquellos que tienen un diseño particular.
“Si queremos diferenciarlos por tipos de ensayo, podríamos detallar a los cementos diseñados por alguna característica especial (por ejemplo, por durabilidad o para que tengan una alta resistencia inicial) y a los cementos diseñados para su uso en general que, aunque son más versátiles, no deben ser sometidos a condiciones extremas o ambientes agresivos”, subraya.
Por su parte, Unacem refiere que para señalar que un cemento es de calidad, este debe contar con el sello de las Normas Técnicas Peruanas (NTP) en el empaque. “Esto acredita que satisface los requerimientos de un buen proceso constructivo: fraguado, finura, resistencia química, resistencia mecánica y estabilidad volumétrica”, explica.
Además, enfatiza que también se debe tener presente la complejidad de la tecnología que se emplea para la producción de clínker, roca artificial de la cual se obtiene el cemento una vez pulverizada, pues se requiere de controles estrictos en la materia prima, los procesos, el combustible, entre otros aspectos. “Obtener cemento no se reduce a pulverizar clínker, sino que requiere de estos controles especiales y complejos que involucran temas termodinámicos”, añade.

Ensayo de control de calidad (resistencia a la compresión) – Unicon

Según Unacem, utilizar un cemento de calidad es el punto de partida para construir con formalidad.

La principal evidencia de la buena calidad del cemento, a decir del Ing. Álvarez, se reflejará en su desempeño en la obra. Variables como compatibilidad con aditivos, consistencia en los tiempos de fragua, estabilidad volumétrica en estado endurecido, entre otros, permiten comprobar si el cemento utilizado estaba en óptimas condiciones de uso.
De acuerdo con el especialista, la calidad del cemento se manifiesta en la uniformidad de los resultados que se obtienen durante la obra de construcción. “Esta característica se obtiene mediante un proceso industrial de fabricación finamente controlado y con materias primas que tengan una mínima variación en sus

propiedades de forma que esta variación no se traslade al producto final o esta sea insignificante”, añade.
Por ello es importante saber elegir el tipo de cemento que se va a utilizar para la obra, ya que en el mercado existen diferentes alternativas y cada una tiene características particulares. Lo ideal es que el cemento elegido sea el más adecuado para el proyecto y cumpla con los requerimientos que se tengan.

Ensayos de control de calidad
El Ing. Álvarez explica que, dependiendo del tipo de cemento, se aplica los requisitos de la normativa internacional (y sus equivalentes en las normas peruanas) ASTM C 150, ASTM C 595 o ASTM C 1157.

Cementos Pacasmayo señala que para determinar la calidad de un cemento, primero se debe identificar el uso que se le dará.
Pruebas de calidad (práctica estándar para la elaboración de especímenes de concreto) – Unicon.

“En estas normativas se indican los ensayos y resultados máximos y/o mínimos que el cemento debe cumplir”, indica.
Según el vocero de Cementos Pacasmayo, el ensayo más conocido es la resistencia a la compresión, para identificar la capacidad que tiene el cemento de soportar las cargas estructurales. Según el especialista, se mide a varias edades (1, 3, 7 y 28 días), ya que el cemento, con un adecuado curado, continuará incrementando su resistencia a compresión con el paso del tiempo.
Otra prueba bastante habitual es el tiempo de fraguado. Mansilla explica que con esta prueba se mide el tiempo que el cemento tomará para perder plasticidad, lo cual está directamente ligado a la trabajabilidad del concreto. “Se

calcula un tiempo de fraguado inicial y final y se mide en minutos”, añade.
Otra propiedad importante del cemento que se pone a prueba es la finura. Esta se determina, a decir del representante de Cementos Pacasmayo, con una prueba de material pasante en una malla de 45 micras y con otro ensayo de superficie específica (cm2/g). Mansilla refiere que ambas pruebas se revisan en conjunto para determinar la finura de un lote de cemento. “Si la superficie específica y el pasante en malla son altos, entonces la finura es alta”, comenta.
También destaca la importancia de una prueba más si es que la obra será expuesta a ambientes agresivos: determinar el porcentaje de expansión a los sulfatos, lo cual nos da a conocer

la capacidad que tiene un determinado cemento para resistir el ataque de ambientes químicamente agresivos, como las tierras y aguas sulfatadas.
El representante de Cementos Pacasmayo, además, resalta que es importante recordar que todos los materiales que intervienen en la producción de los cementos son analizados químicamente desde la extracción de la materia prima. “Para estos análisis químicos nos basamos en la Fluorescencia de Rayos X (FRX) que nos permite tener resultados químicos en un corto periodo de tiempo. Esto hace que podamos tomar decisiones rápidas para el control de proceso y garantizar la calidad de todos nuestros productos”, afirma.
De igual manera, Unacem indica que los ensayos de control de calidad que se aplican en la producción de sus productos se basan en lo especificado en las NTP 334.009, NTP 334.090 y NTP 334.082, aunque también hay otras normas referidas a materias primas que los ayudan a mantener la calidad, previo a su uso. “Por ejemplo, como lo precisa el INACAL en la NTP 334.009, debe establecerse dentro de los ensayos químicos el control de los porcentajes de una serie de compuestos como el óxido de fierro y de magnesio. Asimismo, para los ensayos físicos, deben controlarse el contenido de aire del mortero, la superficie específica y comportamientos como la resistencia a la compresión, la contracción por secado, entre otros”, detalla.
Añade que incluso existen normas sobre el almacenamiento y el transporte del cemento, como la NTP 239.403, cuyo fin es cuidar y preservar las características de calidad.

CONCRETO
Al igual que el cemento, el concreto seleccionado para una obra debe cumplir con las especificaciones técnicas del proyecto y con el desempeño esperado, el cual debe mantenerse constante dentro de la duración del trabajo.

El vocero de Unicon, además, señala que “la uniformidad del material no solo es un potente indicador de calidad, sino que facilita las operaciones de construcción al garantizar la predictibilidad de los procesos y sus resultados”.
Su calidad se expresa en función a sus propiedades en estado fresco y endurecido, dependiendo de las características con las que ha sido diseñado. De acuerdo a Fernando Gastañaduí, superintendente de gestión de calidad de Cementos Pacasmayo, las principales cualidades de un concreto, en general, son las siguientes:

  • Resistencia a la segregación, para que mediante prácticas convencionales pueda colocarse manteniendo su homogeneidad.
  • Consistencia acorde con el método de colocación y características geométricas del elemento a ser vaciado, para que pueda ser compactado adecuadamente evitando cangrejeras, rebabas, fugas de lechada, etc.
  • Resistencia a la compresión.
  • Otras características de durabilidad cuando se especifiquen.

Pruebas de calidad
Las pruebas más comunes que se realizan para determinar la calidad del concreto, según Gastañaduí, son las siguientes:

  • Práctica estándar para el muestreo del concreto fresco
  • Método de ensayo estándar para la medición de temperatura del concreto recién mezclado con cemento hidráulico.
  • Método de ensayo estándar para la determinación del asentamiento en el concreto a base de cemento hidráulico.
  • Método de ensayo para determinar por medio del método gravimétrico el peso unitario producido y contenido de aire del concreto.
  • Método de ensayo estándar para determinar, por el método de presión, el contenido de aire del concreto recién mezclado.
Los ensayos de control de calidad que se aplican en los productos de Unacen se basan en las NTP 334.009, NTP 334.090 y NTP 334.082.
Unacem.
  • Método de ensayo estándar para determinar, por el método volumétrico, el contenido de aire del concreto recién mezclado.
  • Práctica estándar para la elaboración y curado en campo de especímenes de concreto.
  • Método de ensayo estándar para determinar la resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos de concreto.

Por su parte, el Ing. Álvarez detalla que las pruebas de calidad más comunes del concreto en estado fresco son la medición de asentamiento o trabajabilidad, temperatura, contenido de aire y mantenimiento de la

trabajabilidad; mientras los ensayos en estado endurecido más utilizados son la resistencia a la compresión (en probetas cilíndricas), módulo de elasticidad, resistencia a la tracción y módulo de rotura.
Además, destaca que cada vez la medición de la permeabilidad va tomando mayor importancia en las pruebas de calidad que se le hacen al concreto en estado endurecido. Esto debido a que esta propiedad es determinante en la interpretación de la durabilidad y la vida útil de las estructuras, además previene problemas de corrosión y deterioro prematuro de las estructuras de concreto armado.

El ensayo de resistencia a la compresión permite identificar la capacidad que tiene el cemento de soportar las cargas estructurales – Cementos Pacasmayo.
Prueba de control de calidad (curado en campo de especímenes de concreto) – Unicon.
Cementos Pacasmayo.

Recomendaciones para un concreto de buena calidad
Lograr obtener un concreto de buena calidad, desde su fabricación hasta su uso, requiere de diversas medidas a tomar en cuenta. Entre las recomendaciones que brindan los especialistas consultados, tenemos lo siguiente:
Contar con materias primas de calidad, uniformidad y legalidad que permitan generar un producto en óptimas condiciones de uso.

Se debe controlar adecuadamente la fabricación del concreto teniendo en cuenta que cada una de sus cualidades son las más óptimas. Debe ser medible con indicadores de gestión y promover la mejora continua.
Las materias primas empleadas en su fabricación deben pasar por un control de calidad; de igual manera el producto final. Esto con la finalidad de que brinde las garantías que requiere el cliente final.
Una vez que el producto (concreto) esté en obra, listo para su utilización. Será importante contar con la suficiente cantidad de vibradores operativos y personal capacitado para compactar el concreto fresco, pues de lo contrario podrían aparecer defectos.
Es necesario tener correcto control del tiempo del que se dispone para hacer uso del concreto, para que sus propiedades no se alteren y se logre el resultado esperado. No añadir insumos al concreto si no son especificados por el fabricante.
Al colocarse el concreto en el molde o en el encofrado, debe asegurarse que se haga uniformemente, sin dejar espacios vacíos. Para ello será necesario compactar el concreto por capas, evitando el exceso de manipulación.
De igual manera, se debe evitar que la superficie del concreto se deseque por exposición al viento o al sol. Es fundamental protegerlo de temperaturas y condiciones ambientales extremas. Además, se debe curar inmediatamente y por un mínimo de 7 días, evitando la deshidratación del concreto.
Si se va a realizar pruebas de calidad en concreto o fresco o endurecido, será necesario que el personal especializado cumpla con los métodos de ensayo normalizados. Esto de acuerdo a la Norma NTP 339.114 / ASTM C94 Concreto Premezclado.

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