Aplicaciones de ensayos no destructivos en la construcción de hormigón

Las pruebas no destructivas tienen grandes aplicaciones en la industria de la construcción de hormigón. Ayuda al diseñador, a los ingenieros de construcción y a los contratistas a verificar la calidad e integridad de las estructuras construidas, identificar y cuantificar los defectos potenciales y registrar el estado de construcción como nunca antes. El autor tiene varios años de experiencia combinada en investigación e industria ayudando a la industria de la construcción en Canadá, y ha sido testigo de cómo NDT puede ayudar a identificar y cuantificar la ubicación y el alcance de los defectos potenciales en un tiempo relativamente corto y con un muy buen presupuesto. Este artículo da un vistazo rápido a algunos de los problemas más comunes en la construcción de concreto y cómo los métodos NDT pueden ayudar.

EL PROBLEMA – NO PERFORAR

Imagine que entra en su sitio de construcción y ve que alguien está configurando su máquina perforadora para hacer un agujero en lo que ha estado planeando, trabajando y construyendo durante semanas o incluso meses. Eso no te gustará, ¿verdad? Si es nuevo, no quiere que la perforación sea la primera opciónEl hormigón es el material de construcción más utilizado en todo el mundo. Con todas las mejoras en la práctica de la construcción y los códigos y pautas más actualizados, las cosas pueden salir mal por una razón u otra, y querrás estar preparado para lo peor. Las cosas pueden salir mal por muchas razones:

1. Tiene un día extremadamente frío, con un sistema de calefacción que funciona mal un viernes por la tarde;
2. Tiene un día extremadamente caluroso y la curación no puede salir según lo planeado;
3. La bomba de hormigón deja de funcionar y hay una gran demora entre los levantamientos de hormigón;
4. Está vertiendo en un bloque de cimentación masivamente reforzado, y la lluvia de ayer ha dejado un lecho de limo en la base del encofrado.

Y la lista sigue y sigue. En tales eventos, los contratistas y los ingenieros de diseño desean realizar una evaluación adecuada de los defectos y comprender si esto tendrá consecuencias negativas en el desempeño general de la estructura, ya sea estructural o duradera.

EL DILEMA DE NDT

Es un error común que las pruebas no destructivas solo se apliquen a estructuras existentes. Lejos de la verdad. De hecho, los métodos de aseguramiento y control de calidad basados ​​en END son ampliamente aceptados en muchas partes del mundo. ¿Por qué es tan importante? Porque difícilmente puede encontrar un propietario o un inversor que se alegraría de verlo haciendo un queso suizo con su muro, viga o piso de concreto. ¡El uso de pruebas no destructivas significa menos drama en el campo! Con las innovaciones más recientes en escaneo de concreto usando GPR, Ultrasonic Pulse e Impact-Echo, podemos minimizar significativamente nuestra dependencia de estos núcleos. La aplicación de NDT en el proceso de evaluación ahorrará TIEMPO , reducirá el trabajo intrusivo, MINIMIZARÁ EL DAÑO a una instalación nueva y causará MENOS INTTERUPCIÓN .

1. Calidad y consistencia del hormigón

Las pruebas no destructivas pueden ayudar a los gerentes de construcción, coordinadores de proyectos e ingenieros de diseño con una mejor evaluación de los elementos de concreto. Durante la construcción, ciertos problemas de construcción pueden resultar en defectos o anomalías, como:

• Hormigón alveolar
• Segregación
• Vacíos o bolsas de aire
• Huecos en conductos de postensado

Se pueden utilizar diferentes métodos de END para evaluar la calidad e integridad de los elementos de hormigón. Por ejemplo, la velocidad de pulso ultrasónico se puede utilizar para evaluar la calidad general del hormigón, mientras que el pulso-eco ultrasónico puede revelar huecos y defectos debajo de la superficie; Una combinación de eco de impacto, radar de penetración terrestre y eco de pulso ultrasónico puede ayudar a identificar los huecos de aire en los conductos.

2. Resistencia del hormigón baja – Roturas bajas

La resistencia del hormigón  ( resistencia a la compresión) es, con mucho, la propiedad más importante del hormigón. Representa las características mecánicas del hormigón; La resistencia a la compresión de 28 días  de cilindros de concreto o muestras de cubos ha sido ampliamente aceptada como la resistencia mínima del concreto especificada en la mayoría de los códigos de diseño ( ACI 318-14 , CSA A23.3-14 ). La resistencia del hormigón también se considera un factor clave para obtener el rendimiento de durabilidad deseado . Durante la construcción en la estación fría, vemos que muchos contratistas tienen problemas con roturas bajas (resistencia a la compresión inferior a la esperada a cierta edad). Si no queda una muestra de concreto adicional, sería muy difícil evaluar cuándo el concreto alcanza la resistencia deseada. También es fundamental medir la resistencia antes de cargar el elemento. Esto es fundamental en losas, columnas y elementos de cimentación de hormigón; Se puede utilizar una combinación de martillo de rebote  y velocidad de pulso ultrasónico  para estimar con precisión la resistencia del hormigón. Para concreto en masa, o para áreas grandes (losas, paredes, cimientos), el método puede ayudar a identificar las ubicaciones con menor resistencia a la compresión y ayudar a minimizar los trabajos de reparación / reparación.

Martillo de rebote para la estimación in situ de la resistencia del hormigón

Las juntas frías son una observación común en muchos proyectos de construcción de concreto. Si bien la mayoría de las juntas frías están bien (aparte de que dejan una cicatriz que no es tan bonita), hay algunas juntas que necesitan una inspección adecuada e incluso una reparación antes de salir a dar un paseo. Se han desarrollado diferentes métodos NDT para evaluar la calidad e integridad del concreto en o alrededor del área de la junta fría, a saber, Impacto-Eco y Velocidad de Pulso Ultrasónico. Si existe el riesgo de defectos más graves (como huecos), el método de eco de pulso ultrasónico puede ser útil.

Los métodos NDT pueden ayudarlo a ver lo que está oculto debajo de la superficie de concreto, por lo que incluso si planea tomar núcleos de concreto, puede determinar cuál sería el mejor lugar para extraer la muestra. Los métodos NDT como GPR y tomografía ultrasónica pueden ayudar a los contratistas a seleccionar las ubicaciones basándose en datos precisos de los sensores, reducir las conjeturas y evitar hacer agujeros tras agujeros. NDT puede ayudar a identificar y localizar defectos subterráneos en áreas con acceso limitado como túneles y alcantarillas troncales.

Si hay ciertos defectos superficiales o subterráneos durante la construcción, el ingeniero de los registros puede requerir una revisión y documentación adecuadas de la condición existente, antes y después de los trabajos de reparación. Las pruebas no destructivas tienen la ventaja de minimizar la cantidad de trabajo intrusivo. Dado que estas pruebas no afectarán la estructura existente, el proceso de inspección y prueba no detendrá otras tareas y elementos del programa. La mayoría de los equipos NDT son portátiles, funcionan con baterías en la actualidad y se pueden operar con uno o dos técnicos y / o ingenieros en la mayoría de los escenarios. Los métodos sencillos de END, como GPR, pueden ayudar a escanear la ubicación de las barras de refuerzo (es decir, cuando se agregan nuevos componentes al diseño original y se necesita un anclaje adecuado a una losa o muro existente). El martillo de rebote se puede utilizar para evaluar la uniformidad y la clase de resistencia para un área grande con un enfoque muy rentable.

Cuando las cosas no van como deberían, los contratistas, los ingenieros de construcción, los coordinadores de proyectos y el equipo de diseño deben trabajar juntos para encontrar una solución para evaluar cuidadosamente la situación y elaborar un plan de solución adecuado. Esas conversaciones han sido y nunca serán fáciles y amistosas. Aquí es donde las empresas de inspección de terceros equipadas con un amplio conocimiento de defectos de construcción, problemas de concreto y pruebas no destructivas pueden ayudar a las partes involucradas. NDT puede ayudar a recopilar información clave sobre la integridad y la calidad en o alrededor del área de interés.

6.1. Confianza extra

Las pruebas de control de calidad y garantía de calidad basadas en END pueden aportar una nueva dimensión en la comprensión de lo siguiente:

• Posibilidad de tener defecto y su tipo
• Ubicación de posibles defectos
• Alcance de los posibles defectos
• Estimar la gravedad de los defectos
• Evaluación general de los efectos sobre la integridad y la calidad estructural (rendimiento de durabilidad)

  6.2. Reducir conjeturas – Reducir áreas

  Dado que NDT es totalmente no intrusivo, se puede realizar fácilmente en un área amplia. Esto proporciona una plataforma única para fines de evaluación. Los resultados de las pruebas se pueden utilizar de forma comparativa y ayudar a los equipos de ingeniería involucrados a encontrar los límites del área que tiene problemas como grietas extra anchas, resistencias del hormigón extra bajas, etc.

6.3. Una oportunidad para volver a visitar el pasado

Cuando esté construyendo una instalación importante, como una turbina eólica o una presa hidroeléctrica, siempre consideraría evaluar la estructura de concreto en un período determinado para asegurarse de que los defectos estén inactivos y no afecten el desempeño estructural o el desempeño de durabilidad. La implementación de un control de calidad basado en NDT permite revisar la información recopilada durante la construcción, volver a realizar las pruebas y comparar los resultados de las pruebas. Por ejemplo, podemos ver si una grieta que era poco profunda y pequeña de hecho se ha propagado profundamente en el concreto o no.

CONCLUSIÓN

En los últimos años, mis colegas y yo tuvimos la oportunidad de brindar servicios a contratistas increíbles en todo Canadá. Hemos ayudado a los equipos de ingeniería de los parques eólicos de Alberta y Ontario directamente a los proyectos LRT en el área metropolitana de Toronto. Hemos trabajado en muchas instalaciones residenciales, como condominios de gran altura, así como instalaciones industriales, plantas de energía (hidroeléctrica, nuclear, gas), minas. Esta breve nota tiene como objetivo familiarizar a los contratistas con los métodos NDT más comunes en el mercado:

1. La evaluación basada en END puede reducir el tiempo de inspección, minimizar el tiempo de inactividad y generar un trabajo menos intrusivo
2. La mayoría de los dispositivos NDT modernos pueden brindar información confiable y precisa sobre defectos en el concreto; así que la próxima vez que quiera perforar, dé una oportunidad a NDT.
3. Los propietarios educados piden métodos de inspección y prueba menos intrusivos. Al mismo tiempo, quieren asegurarse de que su inversión tenga un desempeño estructural, mecánico y de durabilidad adecuado y satisfactorio. Los métodos NDT pueden ayudar a los contratistas e ingenieros de diseño a minimizar las conjeturas y optimizar el flujo de trabajo.