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Cómo medir digitalmente el perfil de la superficie del Concreto (CSP)

Productos referenciados:

La correcta adhesión de los revestimientos y recubrimientos a las superficies de Concreto requiere una limpieza adecuada y, con frecuencia, la rugosidad del Concreto para aumentar la superficie. La rugosidad, también conocida como perfil de la superficie, puede impartirse en el Concreto mediante la limpieza con chorro abrasivo, el grabado con ácido o diversas herramientas eléctricas de impacto/escarificación. La profundidad del perfil de la superficie resultante puede influir en la adhesión y el rendimiento del revestimiento. Los fabricantes de revestimientos y/o los propietarios de las instalaciones suelen especificar la limpieza y la rugosidad de la superficie del Concreto antes de la instalación del producto.

Tradicionalmente, el perfil de la superficie (rugosidad) del Concreto preparado se ha evaluado visualmente utilizando Perfil de superficie de Concreto (CSP) Astillas como las descritas en la Directriz N.º 310.2R, Selección y especificación de la preparación de la superficie del Concreto para selladores, revestimientos, revestimientos de polímeros y reparación del Concreto producidas por el Instituto Internacional de Reparación del Concreto (ICRI). Esta guía resume las capacidades y limitaciones de los diversos métodos utilizados para preparar superficies de concreto para la aplicación de recubrimientos y reparaciones. Las virutas son posiblemente el método más reconocido y frecuentemente especificado para evaluar la rugosidad del concreto; sin embargo, este método es cualitativo y requiere cierto juicio por parte del inspector individual.

Más recientemente, las opciones digitales como el PosiTector SPG TS ha permitido a los inspectores medir el perfil de la superficie del Concreto utilizando un método digital y cuantitativo, de acuerdo con la norma ASTM D8271. Si bien este método tiene beneficios significativos, su adopción estaba limitada anteriormente por la dificultad de hacer referencias cruzadas entre los CSP Método de astilla (donde se informa el número de astilla que más se asemeja al acabado superficial del concreto) y el método del micrómetro de profundidad digital (donde se informa el perfil en milésimas de pulgada).

Sin embargo, en un artículo reciente de Beamish y Corbett (2022)1, se realizó un estudio para crear una tabla de referencias cruzadas de modo que los dos métodos pudieran utilizarse indistintamente. En el Apéndice A de este artículo se ofrecen detalles sobre el procedimiento utilizado para crear esa tabla.

Imagen de un gráfico de búsqueda que correlaciona ICRI CSP chips (1–10) según micrómetros de profundidad digitales ASTM D8271 (en milésimas de pulgada)

Usando CSP Chips comparadores para evaluar el perfil de la superficie del Concreto

Las fichas ICRI están disponibles en un juego de 10 con diferentes grados de rugosidad superficial indicativos de los diferentes métodos de preparación de la superficie del Concreto, como el grabado con ácido, el esmerilado, el granallado, el granallado abrasivo y la escarificación. Estas fichas están diseñadas como un comparador visual y táctil para identificar el grado de rugosidad de la superficie. El usuario compara el Concreto preparado con las virutas CSP e informa del número de viruta que más se asemeja a la superficie. En muchos trabajos se especifica el tipo de preparación de la superficie requerida.

Los chips « CSP » de ICRI miden aproximadamente 16 pulgadas cuadradas (3,5” x 4,5”) y están diseñados para reproducir 10 perfiles de « superficie », tal y como se muestra en la tabla 1.

Imagen de un gráfico que enumera ICRI CSP Astillas (1-10) y su representación aproximada de los métodos de preparación de superficies para Concreto
Una foto de ICRI CSP Patatas fritas (1-10) colocadas, una al lado de la otra
Foto del producto de la PosiTector SPG Medidor de perfil de superficie de Concreto TS

Una solución de medición digital alternativa para el perfil de la superficie del Concreto

ASTM D8271, estándar Test Method for the Direct Measurement of Surface Profile of Prepared Concrete (Método de ensayo para la medición directa del perfil de la superficie del Concreto preparado ) describe un procedimiento alternativo para adquirir mediciones directamente del Concreto preparado utilizando un micrómetro de profundidad electrónico como el PosiTector SPG TS. Estos instrumentos tienen una base plana y una punta con resorte que cae en los valles del perfil de la superficie.

La base plana del medidor PosiTector SPG TS se apoya en los picos más altos y cada medición es la distancia entre los picos locales más altos y el valle particular en el que se proyecta la punta. Los instrumentos de este tipo son ideales para medir hasta 6 mm de altura de perfil directamente en la superficie, sin necesidad de masilla de réplica ni de la vaguedad de los comparadores visuales. Son ideales para medir el perfil de la superficie del Concreto que ha sido preparado mediante granallado, escarificación, esmerilado, grabado con ácido y otros métodos de preparación.

Correlación de la medición directa con la evaluación visual de los perfiles de la superficie del Concreto

A diferencia de los comparadores visuales cualitativos, ASTM D8271 es cuantitativo pero aún no está ampliamente especificado. Se realizó un estudio utilizando réplicas rígidas de fundición epoxi de siete de los diez ICRI CSP Patatas fritas (CSP 1-7) y el método ASTM D8271 utilizando el método PosiTector SPG Micrómetro de profundidad digital TS.

La tabla de consulta que se muestra a continuación permite al especificador convertir fácilmente una evaluación cualitativa (por ejemplo, ICRI CSP 1-7) en un rango cuantitativo para el perfil de la superficie del Concreto. Los rangos sólo se muestran para los CSP 1-7, ya que sólo se estudiaron durante esta investigación y los valores están redondeados. Las tolerancias se establecieron a partir de los datos de desviación de estándar .

Imagen de un gráfico de búsqueda que correlaciona ICRI CSP chips (1–7) según micrómetros de profundidad digitales ASTM D8271 (en milésimas de pulgada)
Foto de un PosiTector SPG TS medición del perfil de la superficie de Concreto en una losa de Concreto

Beneficios de las mediciones cuantitativas con el PosiTector SPG Medidor de perfil de superficie de Concreto TS

A diferencia de las evaluaciones visuales subjetivas, el perfilómetro digital PosiTector SPG TS concreto superficie Profile medidor ofrece un análisis cuantitativo real en el ámbito de la rugosidad medición. Este dispositivo, fácil de usar PosiTector SPG , ofrece una rápida medición velocidad de más de 50 lecturas por minuto y cuenta con memoria integrado para el almacenamiento de registros, su revisión y su intercambio con otros usuarios para un análisis más detallado.

Con un potente modo de estadísticas para mostrar la media, la desviación estándar y la profundidad mínima/máxima del perfil; el PosiTector SPG , de fabricación estadounidense, es ideal para analizar con rapidez y precisión grandes superficies. La alarma HiLo avisa de forma audible y visible cuando las mediciones superan los límites especificados por el usuario. Con una cara de desgaste de alúmina duradera y una punta de sonda de carburo de tungsteno, el PosiTector SPG fue construido para una larga vida útil y una precisión continua.

Determinación de la conformidad con las especificaciones del perfil de la superficie del Concreto

Para determinar la conformidad con las especificaciones del perfil de la superficie del Concreto, la AMPP estándar Practice SP21513, Procedure for Determining Conformance to Concrete Surface Profile Requirements (Procedimiento para determinar la conformidad con los requisitos del perfil de la superficie del Concreto ) describe dónde realizar las mediciones y cuántas mediciones realizar, y proporciona orientación sobre cómo identificar las áreas no conformes. Este estándar describe un procedimiento adecuado para su uso en laboratorio y sobre el terreno para determinar la conformidad con el perfil superficial especificado en sustratos de Concreto utilizando el Método 1: Micrómetro de profundidad como se describe en la norma ASTM D8271 y el Método 2: Fichas de perfil superficial de Concreto (CSP 1-10) como se describe en la directriz ICRI nº 310.2R.

Apéndice A: Resumen del diseño del experimento

El diseño del estudio se basó inicialmente en metodologías seleccionadas específicamente para permitir a los prescriptores pasar de técnicas cualitativas de evaluación del perfil de superficie a a rangos cuantitativos.

Mediciones del perfil de superficie del perfil de superficie de Concreto ICRI (CSP) 1-7 con un micrómetro de profundidad digital (ASTM D8271)

Los chips ICRI CSP están fabricados con un material de goma gris y flexible que resulta adecuado para la mayoría de las aplicaciones, pero que resultó problemático para esta investigación. La sonda del micrómetro de profundidad digital que se pretendía utilizar para obtener mediciones del perfil de superficie en estos chips CSP contiene una punta cónica de 60°, de acero inoxidable y accionada por resorte, que penetraría en la goma flexible y generaría valores falsamente elevados. Por lo tanto, se fabricaron moldes de silicona de CSP 1-7 y se vertió resina epoxi negra en cada molde, creando así réplicas exactas de CSP 1-7 en resina epoxi endurecida que no se verían afectadas por el sonda y la presión del micrómetro.

Una vez que el epoxi se hubo curado por completo, seis técnicos obtuvieron (de forma independiente) tres subseries de 15 lecturas cada una en las réplicas 1 a 7 de CSP utilizando un micrómetro de profundidad digital TS dePosiTector SPG (medidor; figura 6) con un rango de hasta 250 mils, y los datos se almacenaron en medidor memoria para su posterior análisis.

En todos los casos, las réplicas de masilla epoxi (método indirecto de medición) produjeron una mayor altura del perfil de la superficie que el método de medición directa (es decir, las mediciones realizadas directamente a partir de los chips CSP) y la desviación de los datos estándar fue mayor.

Resultados

La tabla 2 contiene los resultados; el gráfico 2 ilustra los datos.

Lecturas de fundiciones epoxi de ICRI CSP 1-7 Uso del micrómetro de profundidad digital (ASTM D8271)

Imagen de un gráfico que relaciona las réplicas del chip ICRI CSP (1-7) con la lectura media en milésimas de pulgada con la desviación estándar de las medias, en milésimas de pulgada
Imagen de un gráfico que relaciona las réplicas del chip ICRI CSP (1-7) con la lectura media en milésimas de pulgada y la desviación de las medias, en milésimas de pulgada, en estándar

Conclusiones

La correcta adhesión de los revestimientos y recubrimientos a las superficies de Concreto requiere una limpieza adecuada y, con frecuencia, la rugosidad del Concreto para aumentar la superficie. La rugosidad, también conocida como perfil de la superficie, puede impartirse en el Concreto mediante la limpieza con chorro abrasivo, el grabado con ácido o diversas herramientas eléctricas de impacto/escarificación. La profundidad del perfil de la superficie resultante puede influir en la adhesión y el rendimiento del revestimiento. Los fabricantes de revestimientos y/o los propietarios de las instalaciones suelen especificar la limpieza y la rugosidad de la superficie del Concreto antes de la instalación del producto.

Podría decirse que las pastillas « CSP » fabricadas por ICRI constituyen el método más reconocido y más frecuentemente especificado para evaluar la rugosidad de las piezas de la serie « concreto »; sin embargo, se trata de un método cualitativo que requiere cierto grado de criterio. Los procedimientos descritos en la norma ASTM D8271 son cuantitativos, pero en el momento de redactar este documento no se especifican de forma generalizada.

Este estudio reveló que existen diferencias entre tomar mediciones directas de superficies conocidas (es decir, el ICRI CSP paneles) y obtener mediciones indirectas de una fundición de masilla epoxi de esas mismas superficies conocidas. Por lo tanto, es importante que el especificador indique qué método se utilizará cuando se invoquen métodos cuantitativos en los documentos contractuales (ASTM D8271).

La tabla de consulta permite al prescriptor convertir fácilmente un método cualitativo en un rango cuantitativo del perfil superficie en concreto. Solo se muestran los rangos para CSP 1-7, ya que solo se estudiaron esos durante esta investigación. Los valores están redondeados. Además, dado que es posible realizar una medición directa a partir del concreto , no tiene mucho sentido generar réplicas de la concreto superficie utilizando masilla epoxi (y medirla posteriormente con un micrómetro), a menos que se desee un registro permanente de la rugosidad concreto .

Cita

1 Beamish M. & Corbett, W, Correlación de los métodos de evaluación cualitativa del perfil superficial con la metodología cuantitativa en el Concreto preparado. Conferencia AMPP 2022, San Antonio, Texas.

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