Designación: C78/C78M − 15b Método de ensayo estándar para la resistencia a la flexión del hormigón (utilizando viga simple con carga en el tercer punto) 1 Esta norma se publica con la designación fija C78 / C78M; El número inmediatamente siguiente a la designación indica el año de adopción original o, en caso de revisión, el año de la última revisión. Un número entre paréntesis indica el año de la última revaloración. Un superíndice épsilon (€) indica un cambio editorial desde la última revisión o reaprobación. Esta norma ha sido aprobada para ser utilizada por agencias del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. 1 Alcance* 1.1 Este método de ensayo cubre la determinación de la resistencia a la flexión del hormigón mediante el uso de un haz simple con carga de tercer punto. 1.2 Los valores indicados en unidades SI o unidades pulgadas-libra deben considerarse por separado como estándar. Los valores indicados en cada sistema pueden no ser equivalentes exactos; Por lo tanto, cada sistema se utilizará independientemente del otro. La combinación de valores de los dos sistemas puede resultar en no conformidad con el estándar. 1.3 Esta norma no pretende abordar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones regulatorias antes de su uso. 2. Documentos referenciados 2.1 Estándares:²ASTM: C31 / C31M Práctica para hacer y curar especímenes de concreto en el campo C42 / C42M Método de prueba para la obtención y prueba de núcleos perforados y vigas de hormigón armado C192 / C192M Práctica para hacer y curar especímenes de hormigón en el laboratorio C617 Práctica para el recubrimiento de especimenes cilíndricos de concreto C1077 Práctica para las Agencias Prueba de los Agregados de Hormigón y Concreto para su Utilización en la Construcción y Criterios para la Evaluación de la Agencia de Ensayo E4 Prácticas para la verificación de la fuerza de las máquinas de prueba 3. Significado y uso
3.1 Este método de ensayo se utiliza para determinar la resistencia a la flexión de los especímenes preparados y curados de acuerdo con los Métodos de Ensayo C42 / C42M o prácticas C31 / C31M o C192 / C192M . Los resultados se calculan y se informaron como el módulo de ruptura. Para el mismo tamaño de la muestra, al grado determinado variará si hay diferencias en la preparación de muestras, de curado procedimiento, condición de humedad en el momento de la prueba, y si el haz se moldeó o serrar al tamaño. 3.2 El módulo medido de ruptura aumenta generalmente como el tamaño de la muestra disminuye, y se ha demostrado que la variabilidad de los resultados de la prueba aumenta individuales como el tamaño de la muestra disminuye. 3.3 Los resultados de este método de ensayo se pueden utilizar para determinar el cumplimiento con las especificaciones o como base para la dosificación de mezcla, la evaluación de la uniformidad de la mezcla, y el control de las operaciones de colocación mediante el uso de vigas aserradas. Se utiliza sobre todo en la prueba de hormigón para la construcción de losas y pavimentos. 4. Aparato 4.1 Máquina de ensayo: La máquina de ensayo deberá ajustarse a los requisitos de las secciones sobre Bases de verificación, Correcciones e intervalo de tiempo entre verificaciones de prácticas E4. No se permiten las máquinas de prueba manuales que tengan bombas que no proporcionen una carga continua en un golpe. Se permiten bombas motorizadas o bombas volumétricas de accionamiento manual que tengan un volumen suficiente en una carrera continua para completar una prueba sin necesidad de reabastecimiento y deben ser capaces de aplicar cargas a una velocidad uniforme sin choque ni interrupción. La máquina de ensayo deberá estar equipada con un medio para registrar o mantener el valor máximo que indicará la carga máxima, con una precisión del 1%, aplicada a la muestra durante una prueba. 4.2 Aparato de carga: El tercer método de carga de puntos se utilizará para realizar ensayos de flexión del hormigón utilizando bloques de apoyo que aseguren que las fuerzas aplicadas al haz serán perpendiculares a la cara del espécimen y aplicadas sin excentricidad. Un diagrama de un aparato que logra este propósito se muestra en la Fig. 1.
NOTA 1: Este aparato puede utilizarse invertido. Si la máquina de ensayo aplica fuerza a través de una cabeza asentada esféricamente, se puede omitir el pivote central, siempre que un bloque de aplicación de carga pivota sobre una barra y el otro sobre una bola.
FIG. 1 Esquema de un aparato adecuado para la prueba de flexión del hormigón mediante el método de carga del tercer punto. 4.2.1 Todos los aparatos para realizar ensayos de flexión del hormigón deberán ser capaces de mantener la longitud de tramo especificada y las distancias entre los bloques de carga y los bloques de soporte constantes dentro de ± 1.0 mm [± 0.05 in.] 4.2.2 La relación de la distancia horizontal entre el punto de aplicación de la carga y el punto de aplicación de la reacción más cercana a la profundidad del haz será de 1.0 ± 0.03. 4.2.3 Si un aparato similar al ilustrado en la Fig. 1: los bloques de aplicación de carga y de soporte no deben tener más de 65 mm [2.50 in.] de altura, medidos desde el centro o el eje de pivote, y deben extenderse completamente a través o más allá del ancho total de la muestra. Cada superficie de apoyo endurecida por el caso en contacto con el espécimen no deberá apartarse de un plano en más de 0,05 mm [0.002 in.] y será una porción de un cilindro cuyo eje coincidirá con el eje de la varilla o Centro de la pelota, cualquiera que sea el pivote del bloque. El ángulo subtendido por la superficie curva de cada bloque será de al menos 0.80 rad [45 °]. Los bloques de carga y soporte se mantendrán en posición vertical y en contacto con la barra o la bola por medio de tornillos de resorte que los mantengan en contacto con la barra o bola de pivote. La placa de cojinete superior y la bola de punto central en la Fig. 1 se puede omitir cuando se utiliza un bloque de apoyo asentado esféricamente, siempre
que una barra y una bola se usen como pivotes para los bloques superiores de aplicación de carga. 5. Muestras de prueba 5.1 La muestra de ensayo deberá cumplir con todos los requisitos del Método de Ensayo C42 / C42M o de las Prácticas C31 / C31M o C192 / C192M aplicables a las muestras de vigas y deberá tener un margen de prueba de hasta el 2% de tres veces su profundidad como se ha probado. Los lados de la muestra deben estar en ángulo recto con la parte superior e inferior. Todas las superficies deben ser lisas y libres de cicatrices, muescas, agujeros o marcas de identificación inscritas. 5.2 Siempre que la dimensión transversal más pequeña de la viga sea por lo menos tres veces el tamaño máximo nominal del agregado grueso, el módulo de ruptura se puede determinar utilizando diferentes tamaños de muestras. Sin embargo, el módulo de rotura medido generalmente aumenta a medida que disminuye el tamaño de la muestra. (Nota 1). NOTA 1: La relación de resistencia para vigas de diferentes tamaños depende principalmente del tamaño máximo del agregado. Los datos experimentales obtenidos en dos estudios diferentes han demostrado que para un tamaño máximo de agregado entre 19.0 y 25.0 mm [3/4 y 1 in.], la relación entre el módulo de rotura determinado con un 150 por 150 mm [6 por 6 in.] Y un 100 por 100 mm [4 por 4 in.] puede variar de 0.90 a 1.07 y para un tamaño máximo de agregado entre 9.5 y 37.5 mm [3/8 y 1 ½ in.], la relación entre el módulo de rotura determinado con un 150 por 150 mm [6 por 6 in.] Y un 115 por 115 mm [4.5 por 4.5 in.] puede variar de 0.86 a 1.00. 5.3 El especificador de los ensayos especificará el tamaño de la muestra y el número de especímenes a ensayar para obtener un resultado medio de la prueba (Nota 2). Se utilizará el mismo tamaño de muestra para las pruebas de calificación y aceptación. NOTA 2: Se ha demostrado que la variabilidad de los resultados individuales de la prueba aumenta a medida que disminuye el tamaño de la muestra. 6. Procedimiento 6.1 Los ensayos de flexión de los especímenes curados húmedo se realizarán tan pronto como sea posible después de retirarse del almacenamiento húmedo. El secado superficial de la probeta da como resultado una reducción en la resistencia a la flexión medida. 6.2 Cuando use muestras moldeadas, gire la probeta de prueba en su lado con respecto a su posición como moldeada y centre en los bloques de soporte. Cuando
se utilicen muestras aserradas, coloque la muestra de modo que la cara de tensión corresponda a la parte superior o inferior de la muestra como corte del material original. Centrar el sistema de carga en relación con la fuerza aplicada. Poner los bloques de aplicación de carga en contacto con la superficie de la muestra en los terceros puntos y aplicar una carga de entre 3 y 6% de la carga final estimada. Usando calibradores de paletas de hoja de 0.10 mm [0.004 pulgadas] y 0.40 mm [0.015 pulgadas], determine si cualquier espacio entre el espécimen y los bloques de aplicación de carga o soporte es mayor o menor que cada uno de los calibres a lo largo de una longitud de 25 mm [1 in.] o más. Moler, tapar o usar cuñas de cuero en la superficie de contacto de la muestra para eliminar cualquier espacio en exceso de 0.10 mm [0.004 in.] de ancho. Las cuñas de cuero deben tener un espesor uniforme de 6 mm [0.25 in.], una anchura de 25 a 50 mm [1.0 a 2.0 in.] y extenderse a lo largo de todo el ancho de la muestra. Los huecos de más de 0.40 mm [0.015 pulgadas] se eliminarán sólo mediante tapado o rectificado. El rectificado de las superficies laterales debe ser minimizado en la medida en que la molienda puede cambiar las características físicas de los especímenes. El tapado deberá estar de acuerdo con las secciones aplicables de la Práctica C617. 6.3 Cargue la muestra de forma continua y sin choque. La carga se aplicará a una velocidad constante hasta el punto de rotura. Aplique la carga a una velocidad que aumente constantemente la tensión máxima en la superficie de tensión entre 0.9 y 1.2 MPa / min [125 y 175 psi / min] hasta que se produzca la ruptura. La velocidad de carga se calcula utilizando la siguiente ecuación: 𝑆𝑏𝑑² 𝑟= 𝐿 Dónde: r = velocidad de carga, N / min [lb / min], S = tasa de aumento de la tensión máxima en la cara de tensión, MPa / min [psi / min], b= ancho promedio de la muestra como orientado para la prueba, mm [pulg.], d= profundidad media de la muestra como orientada para la prueba, mm [pulg.], y L = longitud del tramo, mm [pulg.]. 7. Medición de especímenes después de la prueba 7.1 Para determinar las dimensiones de la sección transversal de la muestra para su uso en el cálculo del módulo de rotura, tome las medidas a través de una de las caras fracturadas después de la prueba. La anchura y la profundidad se miden con la
muestra como orientada para la prueba. Para cada dimensión, tome una medida en cada borde y una en el centro de la sección transversal. Utilice las tres mediciones para cada dirección para determinar el ancho promedio y la profundidad media. Tome todas las mediciones a 1 mm [0.05 pul.] Más cercano. Si la fractura ocurre en una sección tapada, incluya el grosor de la tapa en la medida.
8. Cálculo 8.1 Si la fractura se inicia en la superficie de tensión dentro del tercio medio de la longitud del tramo, calcule el módulo de rotura de la siguiente manera: 𝑅=
𝑃𝐿 𝑏𝑑²
Dónde: R = módulo de rotura, MPa [psi], P = carga máxima aplicada indicada por la máquina de ensayo, N [lbf], L = longitud del tramo, mm [pulg.], b = ancho promedio de la muestra, mm [pulg.], En la fractura, y d = profundidad media del espécimen, mm [pulg.], En la fractura. NOTA 3: El peso de la viga no está incluido en el cálculo anterior.
8.2 Si la fractura se produce en la superficie de tensión fuera del tercio medio de la longitud del tramo en no más del 5% de la longitud del tramo, calcule el módulo de rotura de la siguiente manera: 𝑅=
3𝑃𝑎 𝑏𝑑²
Dónde: a= distancia media entre la línea de fractura y el soporte más cercano medido en la superficie de tensión de la viga, mm [in.]. NOTA 4: El peso de la viga no está incluido en el cálculo anterior. 8.3 Si la fractura se produce en la superficie de tensión fuera del tercio medio de la longitud del tramo en más del 5% de la longitud del tramo, deseche los resultados del ensayo. 9. Informe
9.1 Informar la siguiente información: 9.1.1 Número de identificación, 9.1.2 Ancho promedio a 1 mm más cercano [0,05 pulgadas], 9.1.3 Profundidad media a 1 mm [0,05 pulgadas] más cercana, 9.1.4 Longitud en mm [pulg.], 9.1.5 Carga máxima aplicada en N [lbf], 9.1.6 Módulo de rotura calculado a 0,05 MPa [5 psi] más cercano, 9.1.7 Historia de curado y condición de humedad aparente de las muestras en el momento de la prueba, 9.1.8 Si los especímenes fueron tapados, molidos o si se usaron cuñas de cuero, 9.1.9 Ya sea serrado o moldeado y defectos en especímenes, y 9.1.10 Edad de las muestras.
10. Precisión y sesgo 10.1 Precisión: Se ha encontrado que el coeficiente de variación de un solo operador es del 5,7%. Por lo tanto, no se espera que los resultados de dos ensayos correctamente conducidos por el mismo operador sobre vigas hechas de la misma muestra de lote difieran entre sí en más del 16%. Se ha encontrado que el coeficiente de variación de los laboratorios es del 7,0%. Por lo tanto, no se espera que los resultados de dos laboratorios diferentes sobre vigas fabricados a partir de la misma muestra de lote difieran entre sí en más del 19% (Nota 5 y Nota 6). NOTA 5: Esta declaración de precisión se determinó utilizando muestras de 150 por 150 por 510 mm [6 por 6 por 20 pulgadas] y 115 por 115 por 395 mm [4,5 por 4,5 por 15,5 pulgadas] y basadas en dos mezclas de hormigón con resistencia a la flexión de 3.65 y 6.15 MPa [530 psi y 890 psi] 4. En un estudio separado, 21 mezclas con resistencia a la flexión que van desde 4.25 a 7.15 MPa [615 a 1040 psi] fueron probados y el coeficiente de variación de un solo operador de 100 por 100 por 355 mm [4 por 4 por 14 pulgadas] especímenes obtenidos Fue del 5.2%. Una declaración de precisión completa para 4 por 4 por 14 pulgadas [100 por 100 por 355 mm] especímenes no está disponible, pero se preparará. La variabilidad de los resultados de los ensayos cambia con las dimensiones de las muestras y no debe extrapolarse a tamaños de muestra diferentes a los reportados aquí.
NOTA 6: Esta declaración de precisión se determinó utilizando una máquina de prueba de marca única y modelo (Rainhart Serie 416, probador de vigas de registro). Diferentes marcas y modelos de máquinas de pruebas pueden producir resultados con variabilidad diferente de las indicadas aquí. 10.2 Bias: Because there is no accepted standard for determining bias in this test method, no statement on bias is made. 1. Palabras clave 11.1 Vigas; hormigón; Pruebas de resistencia a la flexión; módulo de ruptura
RESUMEN DE CAMBIOS El Comité C09 ha identificado la ubicación de los cambios seleccionados en este método de prueba desde el último número, C78 / C78M - 15a, que pueden afectar el uso de este método de prueba. (Aprobado el 1 de diciembre de 2015.)
