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El informe petrográfico

Segunda parte

En la primera parte de este escrito se hizo referencia a las características fundamentales de un informe petrográfico, el objetivo fundamental que tienen éstos en la industria del concreto, así como las cualidades del petrógrafo del concreto.

También en la primera parte de este documento se atendieron aspectos inherentes a la confección del informe petrográfico, así como el muestreo, actividad que en primera medida garantiza la calidad de la información definitiva. Veamos ahora otros aspectos igual de importantes dentro del informe petrográfico.

¿Qué se debe presentar en un informe petrográfico?

Aunque el formato e incluso alguna de la información recogidas en un informe petrográfico dependen en buena medida del petrógrafo que lo realiza o del laboratorio que lo respalda, estos informes suelen tener un contenido similar. La introducción hace referencia a la muestra que se estudia, dónde y cuándo se obtuvo; la información relativa al cliente, así como a cualquier otra información de interés suministrada por la persona que envió las muestras. A menudo, en esta sección quedan indicadas las razones por las cuales la muestra está siendo examinada. Algunos laboratorios incluyen, las primeras conclusiones.

El informe petrográfico, regularmente contiene observaciones generales respecto a las dimensiones de la muestra. Con frecuencia sólo se refiere la longitud y el diámetro; pero si hay dos o más piezas distintas que deben ser dimensionadas por separado, entonces se debe referir al estado de la superficie, así como a características externas tales como: suavidad, estado de deterioro, recubrimientos, y otras observaciones notables, como desconchados o desprendimiento de agregados (Fig. 1). También debe referirse en este caso al grado de exposición del refuerzo, ya sean varillas de acero o fibras de cualquier material, así como su estado físico en general.

En el estudio petrográfico suelen comentarse además de manera independiente las características de las fracciones gruesa y fina de los agregados, adicionalmente se pueden incluir comentarios tales como los que a continuación se refieren:

• Tipos de minerales identificados.

• Tamaño máximo de los agregados (agregado grueso solamente). Se debe tener en cuenta que este análisis se hace a partir del examen de un corte de la muestra por lo general desarrollado a lo largo del diámetro; por lo que no necesariamente se podría llegar a precisar el tamaño máximo de los agregados más grandes.

• Graduación, la cual será una información cualitativa de la granu-lometría del agregado; y que se puede definir como bien o mal graduada, muy fina o muy gruesa.

• Angulosidad.

• Distribución, si el agregado grueso aparece segregado o si se encuentra uniformemente distribuido dentro del concreto.

Ahora bien, los comentarios acerca de la pasta de concreto por lo general incluyen:

• El contenido de aire (Fig. 2). Esta información podría ser estimada visualmente o presentarse los parámetros del contenido de aire para esa mezcla aplicando la Norma ASTM C457. Si se toman en cuenta los ciclos de congelación y deshielo en la durabilidad del concreto, entonces deben considerarse íntegramente las especificaciones de la ASTM C457.

• Estimación volumétrica del contenido de pasta que tiene la muestra analizada (no incluye el agregado). • La carbonatación (en este caso se refiere a la profundidad de carbonatación y si ésta varía en las zonas cercanas a las grietas). El fenómeno de la carbonatación es el que se produce debido a la reacción del hidróxido de calcio contenido en la pasta de cemento hidratado con el dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera, reacción que da como resultado la formación de carbonato de calcio (CaCO3). El pH del concreto carbonatado es de 8,5 o menos, que es muy inferior a del concreto sin carbonatar, que tiene un pH de 12 o más. El ensayo habitual consiste en rosear la superficie cortada de la muestra de concreto con un indicador de fenolftaleína, lo que produce una coloración rosa oscuro cuando está en presencia de un medio básico (pH alto) (Fig. 3). Por el contrario, cuando la superficie se encuentra carbonatada (pH bajo, medio no básico), entonces el roseado de la solución de fenolftaleina no producirá ninguna variación en la coloración de la superficie de la muestra.

La profundidad de carbonatación puede ser indicativa de la calidad que tiene el concreto. Si el concreto se sabe que es relativamente joven y la carbonatación ha avanzado considerablemente, podría ser un indicador de que se trata de un concreto de pobre calidad aunque también podría ser un indicador de las condiciones de exposición. Adicionalmente, las profundidades de carbonatación en grietas relativamente nuevas en el concreto pueden ser significativamente menores que en aquellas que se producen tempranamente en el concreto. Cabe decir que:

• Los materiales cementantes adicionados tales como las cenizas volantes y las escorias, son visibles bajo el microscopio óptico. Si estas adiciones existen en el concreto, su volumen podrá estimarse como un porcentaje de la cantidad de cemento contenida en la pasta. Respecto al humo de sílice, como se trata de partículas extremadamente pequeñas, no pueden verse bajo el microscopio óptico; sin embargo, las aglomeraciones de estas partículas sí pueden ser visibles.

• Es posible visualizar la adherencia entre los agregados y la pasta, definiéndose ésta como fuerte o débil. Es posible también identificar si hay presencia de oquedades con agua retenida o burbujas de aire ocluido bajo las partículas de agregados gruesos.

• El color de la pasta resulta importante pues puede estar relacionada con la presencia de adiciones cementantes. En general, el concreto con elevadas relaciones agua/cemento exhibe tonalidades más claras que uno similar con menores relaciones. Tonalidades de color desiguales pueden ser indicativas de un mezclado insuficiente, de colocación del concreto en varias capas, o de un remezclado de la mezcla con un inadecuado suministro de agua en el sitio.

• La dureza, como un indicador cualitativo de la resistencia de la mezcla.

• La presencia de microfisuras. Las microfisuras perpendiculares a la superficie originalmente expuesta suelen ser indicativas de la calidad del proceso de curado. Otras microfisuras, en función de su ubicación y de orientación, podrían significar evidencias de sobresfuerzos o señales de deterioros.

• La existencia de depósitos. Si se encuentran sustancias acumuladas en las grietas o en las oquedades, deben tenerse en cuenta y ser identificadas. Los depósitos de etringita (Fig. 4) o hidróxido de calcio indican que el concreto estuvo saturado con agua en algún momento. Por otra parte, la acumulación de gel de álcali-sílice (Fig. 5) indica la presencia de sílice reactivo (generalmente en un agregado susceptible) y la saturación de agua, probablemente durante un tiempo prolongado. Cabe decir que los depósitos de otros tipos de materiales podrían ser indicativos de que algunos materiales disueltos se infiltraron desde el medio exterior.

• Existencia de canales de exudación, que podrían indicar que se produjo exudación en el concreto antes del fraguado.

• Estimación de la relación agua/material cementante (a/mc). Mediante la comparación de una sección delgada de concreto con un muestrario de secciones similares de composición conocida. El petrógrafo puede estimar la relación a/mc con una tolerancia razonable, que debe ser indicada en el informe; por lo general se expresa como “un estimado entre 0,40 a 0,45”.

• El grado de hidratación, expresado en porciento. Es común que tras tres semanas de curado húmedo a una temperatura oscilante entre 20 y 35 °C (68 y 95 °F), resulte en aproximadamente el 70% del grado de hidratación.

Todos los ensayos o pruebas realizados deben ser brevemente descritos con referencia a la Norma ASTM o a cualquier otra norma. Si los métodos son exclusivos del laboratorio o empresa que realiza el estudio, entonces dichos métodos deben ser descritos con mayor nivel de detalle. Otra información que puede ser incluida en el informe, es el tipo de refrigerante (agua o aceite) que se utiliza en el laboratorio, si se realizaron secciones delgadas en las muestras de concreto a ensayar, o si la microscopía electrónica se utilizó para complementar la microscopia óptica.

Algunos laboratorios no permiten que sea el petrógrafo quien elabore las conclusiones del informe, dejando que esta tarea la asuma el ingeniero. A veces, la evidencia obtenida con la petrografía es definitiva; sin embargo, otras veces no, por lo que se recomienda el desarrollo de pruebas adicionales de confirmación. Cualquier conclusión debe estar bien fundamentada por las pruebas presentadas, siendo especialmente útil el uso de fotografías que apoyen las conclusiones del informe.

Resumen

En general, los métodos petrográficos se ubican entre los que mayor información brindan en una investigación, ya sea que ésta se lleve a cabo para resolver un problema de construcción, realizar investigaciones, o ayudar a un perito a emitir un dictamen frente a un litigio en un tribunal. Para aprovechar al máximo los resultados de un informe petrográfico, es necesario proporcionar la mayor información sobre el sitio y la historia del proyecto, obtener muestras representativas lo suficientemente grandes como para realizar todos los ensayos previstos, etiquetando y empaquetando adecuadamente las muestras de referencia. También el petrógrafo debe estar informado del objetivo del estudio petrográfico, si existe litigio y qué se espera del estudio.

Un examen petrográfico completo puede tardar varias semanas e incluso se puede presentar el caso de que el laboratorio tenga varios trabajos acumulados; por lo que si se necesita una respuesta inmediata, hay que comentar al petrógrafo, es posible que se pueda realizar un estudio rápido y se ofrezca una idea preliminar acerca de los resultados; aunque posteriormente en el informe se proporcionen todos los detalles asociados. En ocasiones, esta primera idea es suficiente para definir lo que se necesita conocer para el desarrollo de la corrección o reparación en sitio y seguir adelante con el trabajo. Cuando se cuenta con el informe completo, se podrán precisar las causas que dieron origen a los problemas y así asignar los recursos necesarios para la solución de los mismos.

Texto por: Richard D. Stehly y Adam J. Brewer

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