Plan para pruebas de humedad de losas de hormigón o plan para fallas
El exceso de humedad en el hormigón sigue siendo un problema costoso para los instaladores de suelos. Se estima que estos costos ascienden a casi mil millones de dólares anuales solo en Estados Unidos debido a fallas relacionadas con la humedad en suelos de hormigón comerciales.
Muchas causas de fallas en pisos de concreto relacionadas con la humedad se pueden evitar o mitigar al probar adecuadamente el estado de humedad del concreto antes de instalar el piso.
- Opciones de prueba de humedad de losas de hormigón
- Prueba de HR in situ
- Cómo garantizar que la documentación del proyecto especifique la prueba de humedad del hormigón correcta
Desafortunadamente, el valor defensivo de las pruebas de humedad del hormigón a menudo se ve socavado debido a una planificación deficiente o inexistente, o a pruebas de humedad deficientes. Una planificación o especificación deficientes pueden resultar en el uso de un método de prueba de segunda categoría y poco fiable. El método más validado científicamente y con mayor precisión para medir las condiciones de humedad en el hormigón es la prueba de humedad relativa (HR) in situ.
Una prueba incorrecta del estado de humedad de una losa, incluso si se utiliza un método de prueba que por lo demás es preciso, también arrojará lecturas erróneas.
En consecuencia, las pruebas de HR deben realizarse de conformidad con ASTM F2170 (Método de prueba estándar para determinar la humedad relativa en losas de piso de concreto utilizando sondas in situ) y debe realizarse utilizando un sistema de prueba de HR confiable.
El método exacto de prueba de humedad del hormigón que se utilizará puede o no estar especificado en la documentación del proyecto. Aun así, no especificar las pruebas adecuadas deja vulnerables a todas las personas que hayan tocado el hormigón o el suelo si se produce una falla relacionada con la humedad.
Asegurarse de que la norma de prueba ASTM F2170 y la prueba de HR específica que se utilizará estén especificadas en la documentación del proyecto es la forma más eficaz de protegerse y proteger a su equipo.
Opciones de prueba de humedad de losas de hormigón
Como se señaló anteriormente, la prueba de HR es el único método validado científicamente que brinda lecturas precisas y prácticas que ayudan a los instaladores de pisos a tomar decisiones informadas sobre cuándo instalar pisos o tomar medidas correctivas.
Sin embargo, es instructivo revisar ambos métodos comunes de prueba de humedad de losas de concreto para comprender cómo funcionan y qué valor brindan o no.
Medidor de humedad del hormigón y norma ASTM F2659
Un medidor de humedad del hormigón es una herramienta útil para realizar una comprobación inicial del estado de humedad relativa de las zonas de una losa. De esta forma, mejora la eficacia de las pruebas de HR in situ, por razones que detallaré más adelante en la sección sobre pruebas de HR.
Sin embargo, los medidores de humedad no proporcionan ninguna medición cuantitativa de la humedad. Por esta razón, un medidor de humedad de concreto no es una herramienta que le ayude a decidir si una losa está lista para la instalación de pisos.
Un medidor de humedad de hormigón mide cualitativamente un área específica de una losa en relación con su estado general de humedad. No proporciona una medición del estado de humedad de la losa, ni tampoco una lectura que se correlacione con su estado de humedad futuro una vez sellada bajo el piso.
Un medidor de humedad de concreto no proporciona una medida cuantitativa. Además, solo mide la humedad en la primera pulgada de la losa. La humedad del concreto no es constante en toda la losa, tanto por la forma en que se mueve a través del concreto como por las variaciones en la mezcla que podrían encontrarse incluso dentro de la misma losa.
Leer sólo la capa superior en un punto de la losa no puede brindar una medida precisa del verdadero estado de humedad de la losa.
El uso estandarizado de medidores de humedad de hormigón está regido por la norma ASTM F2659 (Guía estándar para la evaluación preliminar del estado comparativo de humedad de hormigón, cemento de yeso y otros pisos y soleras utilizando un medidor de humedad electrónico no destructivo).
Las pautas ASTM F2659 establecen específicamente:
Esta guía no pretende proporcionar resultados cuantitativos que sirvan de base para la aceptación de un piso para la instalación de sistemas de acabados sensibles a la humedad. Los métodos de prueba F1869, F2170 o F2420 proporcionan información cuantitativa para determinar si los niveles de humedad se encuentran dentro de los límites específicos.
La norma ASTM F2170 se refiere a las pruebas de HR in situ y la norma ASTM F1869 a las pruebas de cloruro de calcio (CaCl). (La norma ASTM F2420 regía ciertos usos de las pruebas de HR, pero se retiró en 2014). Más adelante en este artículo, abordaré las normas ASTM F2170 y F1869. Sin embargo, la norma ASTM dejó claro su punto: no se deben utilizar medidores de humedad electrónicos para determinar si la losa está lista para la instalación del piso.
Prueba de cloruro de calcio y ASTM F1869
La primera referencia documentada que tenemos sobre la prueba de cloruro de calcio proviene de un libro de instalación de Armstrong sobre linóleo, publicado en 1941. El libro la denominaba «prueba de humedad». Los instaladores de suelos colocaban cristales recubiertos sobre la losa y los inspeccionaban al día siguiente para comprobar si parecían haber absorbido humedad.
En la década de 1960, los ingenieros decidieron estandarizar la determinación de las mediciones de humedad mediante la prueba de CaClXNUMX, en lugar de basarse en una evaluación visual de la cantidad de humedad absorbida por los cristales. La fórmula ideada consistía en utilizar las diferencias de peso en los cristales para calcular la tasa de evaporación del vapor de humedad (TVEH) que se desprende de la losa.
La documentación de la década de 1960 a menudo especificaba una tasa MVER de dos a tres libras, mientras que muchos fabricantes de pisos aumentaron la tasa MVER aceptable a cinco libras en la década de 1990.
La prueba de CaCl se estandarizó en 1998 con la adopción de ASTM F1869 (Método de prueba estándar para medir la tasa de emisión de vapor de humedad del contrapiso de concreto utilizando cloruro de calcio anhidro)).
Según la norma ASTM F1869, los cristales deben pesarse antes de colocarlos sobre la losa y cubrirlos. Posteriormente, deben pesarse entre 60 y 72 horas para determinar la MVER de la losa. Según las directrices de la norma F1869, «la cantidad de humedad se expresará como la tasa de emisión de vapor de humedad, medida en libras de humedad sobre un área de 1000 pies cuadrados…».
Las instrucciones del fabricante que hacen referencia a la norma ASTM F1869 especifican el rango de índice de MVER aceptable para la instalación del piso. A falta de instrucciones del fabricante, el estándar de la industria es de tres libras. Una actualización de la norma ASTM F1869 prohíbe el uso de... Prueba de CaCl en hormigón a base de yeso o agregado ligero.
El Grupo de Laboratorios de Tecnología de la Construcción (CTL) realizó pruebas durante una década sobre la prueba de CaCl para cuantificar la precisión con la que el estándar MVER reflejaba la humedad en losas de concreto. Según el científico principal del Grupo CTL, el reconocido experto en concreto Howard Kanare, la prueba de CaCl...Puede ser poco confiable; capaz de producir resultados falsos altos y bajos.."
En una de las pruebas realizadas por CTLGroup, se midieron cuatro losas de hormigón que se habían estabilizado al 50 % de humedad durante años. Siguiendo las directrices de la norma ASTM F1869, los resultados de las pruebas de CaCl2.5 arrojaron un MVER de entre 4 y XNUMX libras. Estos resultados indican que «El desecante del kit de CaCl2 en realidad estaba absorbiendo más humedad de la que salía del hormigón, lo que arrojaba un resultado falso positivo."
Esta fue una de las numerosas pruebas, que incluyeron pruebas de laboratorio y de campo. Grupo CTL Se realizaron estudios sobre la prueba de CaCl2 y la medición de MVER como indicador fiable de los niveles de humedad en el hormigón. Según Kanare, CTLGroup describió seis razones por las que el MVER presenta graves deficiencias.
- Cuando se crearon las normas no existía ninguna base científica para ellas, por lo que el MVER como medida fiable de la humedad no tiene fundamento cuantitativo.
- Los kits MVER en sí no se pueden calibrar, lo que hace imposible determinar la precisión.
- La prueba solo mide el contenido de humedad en la superficie de la losa y no proporciona información sobre el contenido de humedad de la losa debajo de la superficie.
- La prueba de CaCl no mide la MVER con precisión; son comunes las lecturas falsas positivas y falsas negativas.
- Las condiciones ambientales interfieren fácilmente con los resultados. Esta es una de las razones por las que las pruebas de CaCl2 suelen arrojar lecturas falsas positivas o negativas. Los cristales atraen la humedad del aire, que luego se atribuye erróneamente a la humedad del hormigón.
- Ciertas limitaciones del MVER no tienen en cuenta el impacto que tienen los adhesivos en el rendimiento del piso a largo plazo.
La tercera deficiencia en esta lista, que una prueba de CaCl sólo mide la humedad de la superficie, refleja el hecho de que otras investigaciones sobre la humedad en el hormigón muestran que la humedad se mueve a través del hormigón y no se nivela hasta que la losa de hormigón está sellada.
Por lo tanto, medir el estado de humedad de la superficie de una losa, incluso con precisión, no nos indica nada útil sobre la humedad bajo la superficie. Y es el exceso de humedad bajo la superficie el que ascenderá y afectará a los revestimientos de suelo instalados prematuramente.
El otro problema crítico es que la medición de la humedad superficial puede tener poca correlación con el nivel de humedad que permanecerá en la losa después de instalar el piso sobre el concreto. Tras la instalación del piso, la humedad no puede evaporarse más. La humedad restante se equilibrará en toda la losa.
Por lo tanto, la cantidad de humedad que se deja equilibrar bajo un piso sellado tiene el mayor impacto en si el piso sufrirá daños por humedad en el futuro. Cualquier exceso de humedad que permanezca en la losa ascenderá sin evaporarse, transportando vapor de agua y sustancias químicas que quedan atrapadas entre la superficie de la losa y el piso.
Una lectura que sólo refleja esto en el momento en que se realizó la prueba proporciona poca información predictiva útil sobre cuál será la condición de humedad de la losa una vez que el piso esté sellado.
La prueba de CaCl2 se sigue utilizando, a pesar de sus deficiencias documentadas. Esto puede deberse en parte a la creencia de que la prueba de CaCl2 es más económica que la de HR. El costo de la prueba de CaCl2 es menor que el de un kit de prueba de HR.
Sin embargo, las pruebas de CaCl2 requieren mucha más mano de obra que las de HR. Por lo tanto, realizarlas conlleva costos directos más altos que las de HR, así como costos indirectos más altos debido a la ineficiencia en el uso de tiempo y mano de obra.
Otra razón por la que se sigue utilizando el CaCl2 puede deberse a su mayor historial de campo que la prueba de humedad relativa, lo que algunos pueden confundir con una mayor credibilidad. Muchos fabricantes de productos para pisos siguen especificando una tasa de MVER aceptable para la cobertura de la garantía, lo que también le da a la prueba de CaCl2 una sólida base de credibilidad.
Prueba de HR in situ y ASTM F2170
El trabajo de la Universidad Técnica de Lund (Suecia) en la década de 1990 fue crucial para el desarrollo del método de prueba de HR in situ que conocemos hoy. Estos investigadores analizaron los niveles de HR dentro de la losa y su relación con la compatibilidad electromagnética (EMC) de la losa tras la instalación del suelo. Determinaron la profundidad precisa de la losa a la que un sensor de HR debe leer el porcentaje de HR que refleja la EMC de la losa una vez sellada.
Para losas de hormigón vertidas a nivel del suelo, la profundidad es del 40 %; para losas que se secan por ambos lados, la profundidad adecuada para el sensor de HR in situ es del 20 %. Como era de esperar, las primeras asociaciones industriales en emitir normas para las pruebas de HR in situ fueron las de Suecia y Finlandia.
Estas normas profesionales, denominadas coloquialmente “Nordtest”, se publicaron en 1995. ASTM utilizó el Nordtest como base para redactar la norma F2170, que se aprobó por primera vez en 2002.
El alcance de la validación científica es una distinción notable en las historias contrastantes de F1869 y F2170. La prueba de CaClXNUMX y su estandarización se desarrollaron a partir de experiencias anecdóticas, y las pruebas controladas posteriores revelaron sus debilidades. La HR in situ surgió y se perfeccionó mediante pruebas científicas, y posteriormente surgieron las normas de uso en campo.
De hecho, las continuas pruebas científicas sobre el método de HR in situ han mejorado nuestra comprensión del mismo, lo que ha dado lugar a una actualización reciente de la norma F2170. La norma original F2170 requería esperar 72 horas para que el aire en el pozo de hormigón se equilibrara, y solo entonces se podía obtener una lectura conforme a la norma ASTM.
Un estudio de precisión y sesgo, encargado por ASTM y realizado por un laboratorio independiente en 2014, evaluó la eficacia del período de espera de 72 horas. Los investigadores tomaron lecturas en múltiples intervalos antes de las 72 horas para rastrear la diferencia con la lectura de 2170 horas requerida por F72.
Mediante este proceso, los investigadores descubrieron que las lecturas tomadas a las 24 horas eran estadísticamente equivalentes a las tomadas a las 72 horas. Cualquier desviación ocasional encontrada entre ambas lecturas fue consistente y lo suficientemente leve como para no tener impacto estadístico. En resumen, la lectura de 24 horas era funcionalmente idéntica a la de 72 horas, lo que invalida el requisito de la lectura de 72 horas.
Como resultado de esta investigación, ASTM actualizó la norma F2170 para permitir la toma de lecturas conformes con ASTM 24 horas después de la inserción del sensor en el orificio. Con la norma revisada, el método de prueba de HR in situ es ahora el método más rápido disponible para la prueba de humedad del hormigón, ya que los usuarios de la norma F1869 aún deben esperar al menos 60 horas antes de obtener una lectura conforme con la norma.
La distinción más significativa entre los métodos de prueba de HR in situ y CaCl2 radica en lo que realmente analizan. Como se mencionó anteriormente, una de las deficiencias más graves de la prueba de CaCl2 es que solo mide la humedad superficial, mientras que la humedad subsuperficial es la más reveladora.
Solo un sensor de HR in situ mide la HR y la temperatura dentro de la losa de hormigón, lo que lo convierte en el único método de prueba que puede decirnos con precisión algo sobre la condición de humedad futura del hormigón una vez instalado el piso.
Confiabilidad validada de los kits de prueba de RH
La ciencia que sustenta las pruebas de HR in situ también garantiza que los kits de prueba de HR puedan calibrarse según estándares nacionales trazables. La imposibilidad de calibrar las herramientas que miden la MVER como parte de una prueba de CaCl fue una de las principales debilidades de la prueba, como lo señaló Kanare en la investigación de CTLGroup. Sin calibración, es imposible verificar que el equipo que realiza la prueba proporcione una lectura precisa.
Prueba de HR in situ: el método de prueba más preciso y sencillo
No siempre es una feliz coincidencia que la opción más eficaz y fiable sea también la más fácil y rápida. En lo que respecta a las pruebas de humedad del hormigón, es precisamente así.
En primer lugar, cabe destacar que las investigaciones científicas más recientes sobre las pruebas de HR in situ dieron como resultado que ASTM revisara la norma F2170 para exigir solo un período de espera de 24 horas. La norma F1869 aún exige un mínimo de 60 horas antes de poder tomar lecturas de humedad procesables.
Además, puede encontrar kits de prueba de HR in situ que también simplifican la instalación y la recopilación de datos de las pruebas de HR in situ, acelerando todo el cronograma de medición de humedad del concreto dentro de un proyecto.
Por ejemplo, existen sensores de HR in situ fáciles de instalar, como los que forman parte de Sistema de medición de humedad del hormigón Rapid RH® L6 de Wagner MetersA diferencia de las pruebas de CaCl2, que requieren una configuración compleja para asegurar un sellado firme sobre los cristales, los sensores de HR in situ se instalan en minutos. Basta con perforar un orificio sencillo, limpiarlo e insertar el sensor de HR.
El sistema Rapid RH L6 también incluye diversos accesorios opcionales y aplicaciones móviles gratuitas que optimizan o automatizan la recopilación de datos y la generación de informes F2170. La recopilación de datos optimizada no solo acelera la programación, sino que también proporciona una base cuantitativa para comprender mejor el proceso de secado de una losa específica mediante gráficos de análisis de tendencias.
La norma F2170 estipula la instalación de un número determinado de sensores según la superficie de la losa, e incluye la especificación de los lugares donde deben colocarse. Un medidor de humedad del hormigón es útil como dispositivo de localización que permite detectar puntos problemáticos en una zona de prueba para garantizar que reciban la atención que merecen.
Busque un medidor de humedad que mida por debajo de la superficie, como el medidor de humedad de concreto sin aguja C555 de Wagner Meters, que mide ¾” dentro de la losa. Este medidor muestra la humedad relativa del área, lo que ayuda a identificar dónde la losa retiene más humedad.
Cómo garantizar que la documentación del proyecto especifique la prueba de humedad del hormigón correcta
Si bien la prueba de HR in situ es la prueba de humedad más fiable y rápida, la prueba de CaCl2 aún cuenta con adeptos. Los contratistas generales o instaladores de suelos suelen optar por la prueba que les resulte más cómoda, incluso si no es la más adecuada. Nadie en un proyecto quiere perder tiempo discutiendo sobre qué prueba de humedad del hormigón utilizar después del vertido de la losa.
El momento de insistir en utilizar una prueba de HR in situ que cumpla con la norma F2170 es durante la especificación del proyecto. Realizar la debida diligencia para validar la mayor utilidad de las pruebas de HR in situ y especificar el sistema de prueba de HR más eficaz según los criterios del proyecto es una forma infalible de reducir los niveles de estrés, al menos en lo que respecta a las pruebas de humedad del hormigón.
Jason cuenta con más de 20 años de experiencia en ventas y gestión de ventas en diversas industrias y ha lanzado con éxito diversos productos al mercado, incluyendo las pruebas de humedad del hormigón Rapid RH® originales. Actualmente trabaja en Wagner Meters como gerente de ventas de productos Rapid RH®.
Última actualización el 11 de febrero de 2025
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