METODO DE PRUEBA PARA OBTENER EL ESFUERZO RESIDUAL PROMEDIO DEL CONCRETO FIBRO-REFORZADO.
1.
1.2. Esta norma no pretende señalar todos los problemas de seguridad, si los hay, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer apropiadas prácticas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso. 1.3. Los valores indicados en unidades SI deben ser considerados como el estándar. Los valores entre paréntesis son sólo para información. 2.
C 823 Practice for Examining and Sampling of Hardened Concrete in Constructions C 1018 Test Method for Flexural Toughness and First Crack Strength of Fiber-Reinforced Concrete (Using Beam With Third Point Loading)
Alcance
1.1. Este método de ensayo cubre la determinación del esfuerzo residual promedio de una viga de prueba de concreto fibro-reforzado. El esfuerzo residual promedio es calculado para las deflexiones de vigas especificadas, comenzando después de que la viga se ha agrietado en una manera estándar. La prueba proporciona los datos necesarios para obtener esa porción más allá de la curva de carga-deflexión la cual significa el daño de agrietamiento que se ha producido y que proporciona una medida de esfuerzo post-fisuración, como tal el esfuerzo se ve afectada por el uso de refuerzo de fibra.
Documentos de referencia
2.1. Normas ASTM:
C 31 Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Field C 42 Test Method for Obtaining and Testing Drilled Cores and Sawed Beams of Concrete C 78 Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third – Third –Point Point Loading) C 172 Practice for Sampling Freshly Mixed Concrete C 192 Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Laboratory
3.
Terminología
3.1. Definiciones de los términos específicos de esta norma: Definiciones de los términos específicos de esta norma: 3.1.1. Deflexión mitad del tramo: deflexión de la viga de ensayo obtenida de una manera que excluye la desviación causada por lo siguiente: (1) el aparato de ensayo de flexión, (2) de aplastamiento y asientos de la viga en puntos de contacto de apoyo, y (3) torsión de la viga; a veces denominado deflexión neta. 3.1.2. Curva de carga inicial: la curva de carga-deflexión obtenida mediante pruebas de un conjunto que incluye tanto la viga de prueba y una placa de acero especificado (Fig. 1); trazada a una desviación de al menos 0,25 mm (0,010 in.) (Fig. 2). 3.1.3. Recarga de la curva: La cargadeflexión obtenida por recarga y reensayar la viga pre- fisurada, es decir, después de la carga inicial, pero sin la placa de acero. (Fig. 2) 3.1.4. Recarga de deflexión: deflexión medida durante la carga de la viga agrietada y con cero deflexión referenciado al comienzo de la recarga. 3.1.5. Esfuerzo residual: La tensión de flexión en la sección de la viga agrietada obtenido por cálculo utilizando cargas obtenidas a partir de la curva de recarga en los valores de deflexión especificados (ver Nota 1) NOTA 1- Esfuerzo Residual no es un esfuerzo de verdad, sino un esfuerzo de ingeniería
calculado utilizando la fórmula de la flexión de materiales elásticos lineales y propiedades de sección grueso (no agrietados).
3.1.6.
4.
Esfuerzo residual Promedio: Capacidad de transporte de la tensión promedio de la viga agrietada que se obtiene por cálculo, usando la resistencia residual en cuatro deflexiones especificadas.
Resumen del Método
4.1. Molde o Vigas aserradas de concreto fibro-reforzado son agrietadas usando el aparato de carga del tercer-punto especificado en el Método de Ensayo C 78 modificado por una placa de acero usada para ayudar en apoyo de la viga de hormigón durante un ciclo de carga inicial (Fig. 1). La placa de acero se utiliza para ayudar a controlar el índice de deflexión cuando la viga falla. Después de que la viga se ha agrietado de la manera especificada, se retira la placa de acero y la viga agrietada se vuelve a cargar para obtener datos para trazar una curva de recarga de carga-deflexión. Los valores de carga en los valores de deflexión especificados en la curva de recarga se promedian y se utilizan para calcular el esfuerzo promedio de la viga.
NOTA 2: Banthia y Dubey compararon los resultados utilizando este método de ensayo con los esfuerzos residuales en las mismas deflexiones netos de Método de Ensayo C 1018 en 45 vigas con una sola configuración de fibra en proporciones de 0,1, 0,3, y 0,5% en volumen y reportaron un promedio 6.4 % menor que los resultados de las pruebas del Método de Ensayo C 1018.
5.2. Resultados de las pruebas están destinadas a reflejar ya sea consistencia o diferencias entre las variables utilizadas en proporcionar el hormigón fibro-reforzado a ser probado, incluyendo el tipo de fibra (material), el tamaño y la forma de fibra, la cantidad de fibra, la preparación de la viga (aserrado o moldeado), y las condiciones de la viga. 5.3. En el moldeado de las vigas la orientación de la fibra cerca de superficies moldeadas se verá afectado por el proceso de moldeo. Para las pruebas de hormigón fibro-reforzado que contienen fibras relativamente rígidas de longitud mayor que 40 mm (1,5 pulg.), se recomienda el uso de vigas aserradas cortadas a partir de muestras que tenían inicialmente una anchura y una profundidad de al menos 3 veces la longitud de la fibra para minimizar los efectos de orientación de la fibra. 6.
5.
Significado y Uso
5.1. Este método de ensayo proporciona una medida útil cuantitativa en la evaluación del rendimiento de hormigón reforzado con fibras. Permite para el análisis comparativo entre vigas que contienen diferentes tipos de fibras, incluyendo materiales, dimensión y forma, y diferentes contenidos de fibra. Los resultados pueden ser utilizados para optimizar las proporciones de mezclas de hormigón reforzados con fibra, para determinar el cumplimiento con las especificaciones de construcción, para evaluar hormigón reforzado con fibras, que ha estado en servicio, y como herramienta para la investigación y el desarrollo del hormigón reforzado con fibras (ver nota 2).
Aparato
6.1. Generalmente se requieren Tornillo Gear o Aparato de pruebas hidráulico, con la capacidad para controlar la velocidad de movimiento del cabezal de carga y el cumplimiento de los requisitos del Método de Ensayo C 78. Generalmente se requiere una célula de carga con una capacidad de 44,5 kN (10.000 lbf). No se requiere aparato de deflexión controlada por circuito cerrado de retroalimentación. 6.2. Flexión-Viga Cargada-Suporte del Aparato, conforme a los requisitos del método de prueba C 78 6.3. Carga y desviación en la medición de dispositivos, tales como células de carga y transductores electrónicos, capaces de producir señales analógicas electrónicos y que tiene un aparato de soporte ubicado y dispuesto de manera que
proporcionan la determinación de la carga y la mitad del tramo aplicado deflexión (ver 3.1.5) desviador-medición la viga. Mediciones de deflexión utilizando un dispositivo capaz de medir la desviación neta a la viga en la mitad del tramo con una resolución mínima de 0.025 mm (0.001 pulg.) Por uno de los siguientes métodos alternativos (ver Nota 3).
6.3.2.
NOTA 3: La medición de deflexión requiere cuidado en la disposición de transductores de desplazamiento con el fin de minimizar los aportes externos tales como podría ser causado por asiento o torsión de la muestra. Un método sugerido para llevar a cabo esta medición utiliza un transductor de desplazamiento electrónico de resorte montado en un yugo de suspensión como se muestra en la Fig. 1.
6.3.1.
Tres transductores electrónicos, montados en un bastidor de soporte. El bastidor de soporte posiciona los transductores a lo largo de la línea central de la superficie superior de la viga de prueba en lugares con el fin de ponerse en contacto con la viga en el tramo medio y cada ubicación de apoyo. Promediar las mediciones que mantienen las deflexiones de apoyo y restar este valor la deflexión registrada en la mitad del
6.3.3.
tramo para obtener la deflexión neta. Dos transductores electrónicos, montados en un bastidor de soporte. El bastidor de soporte (1) rodea la viga de prueba y se sujeta a los lados de la viga en puntos en una línea que pasa verticalmente a través de los lugares de apoyo de la viga, o (2) se asienta en la parte superior de la viga y está a su vez soporta directamente en puntos sobre los soportes de la viga. En cualquier caso un transductor está situado en cada lado de la viga de ensayo a la mitad del tramo, registrando la deflexión entre los transductores montados y puntos de contacto que son adjuntos rígidos situados en la viga en el centro del vano. El promedio de las dos mediciones del transductor es la deflexión neta. Un transductor electrónico, montado sobre un bastidor de soporte. El bastidor de soporte o bien (1) rodea la viga de prueba y se sujeta a los lados de la viga en puntos en una línea que pasa verticalmente a través de los lugares de apoyo de la viga, o (2) se asienta en la parte superior de la viga y está
a su vez soportado en puntos directamente sobre los soportes viga. El transductor se coloca en contacto con la muestra a medio lapso a lo largo de la línea central longitudinal de la viga y se encuentra por debajo o por encima de la viga. 6.4. Equipo de adquisición de datos, capaz de grabar simultáneamente datos de los transductores de carga y de deflexión por cualquiera de los siguientes métodos alternativos. 6.4.1. X-Y Plotter, impulsada por las señales analógicas de carga y deflexión transductores para registrar la curva de carga-deflexión. 6.4.2. Muestreo de señal analógica y la conversión digital de utilizar el equipo automático de adquisición de datos con una frecuencia de muestreo mínima de 2,5 Hz, para registrar los valores correspondientes de carga y deflexión a partir del cual se pueden producir curvas de carga-deflexión. 6.5. Chapas de acero inoxidable, nominalmente 100 por 12 por 350 mm (4 por medio de 14 pulg.) (Véase la Nota 4) NOTA 4-Dependiendo del método elegido para la obtención de la desviación neta durante las pruebas, un agujero central puede ser colocado en la placa de acero para dar cabida a la colocación de una sonda de transductor de desplazamiento
directamente contra la parte inferior de la viga de prueba.
6.6. Mecánica Dial Gage, con una resolución de 0,025 mm (0,001 pulg.) 6.7. Magnética-Mount Dial Gage Holder. 6.8. Moldes de Vigas, conforme a los requisitos de la Práctica C 192 que producirán 100 mm por 100 mm por 350 mm (4 pulg. Por 4 pulg. Por 14 pulg.) De vigas. 7.
Muestreo, Vigas de prueba, y Unidades de prueba.
7.1. Preparar al menos tres haces de cada muestra de hormigón fresco o endurecido. 7.2. Concreto Recién Mezclado: 7.2.1. Obtener muestras de hormigón reforzado con fibras recién mezclado de acuerdo con la Práctica C 172. 7.2.2. Vigas de molde de acuerdo con la Práctica C 31 o la Práctica C 192 y fundido en una capa utilizando una mesa vibratoria para la consolidación. Vibración interna o varilla puede producir de distribución de fibras no uniforme. 7.2.3. Muestras de curación para un mínimo de 7 días de conformidad con el procedimiento de curado estándar en la Práctica C 31 o el procedimiento en la Práctica C 192. Utilice el mismo tiempo de curado
cuando se desea la comparación entre dos o más laboratorios. 7.3. Hormigón endurecido: 7.3.1 Selección de muestras de hormigón endurecido reforzado con fibra de estructuras de acuerdo con la Práctica C 823. 7.3.2. Preparar y estado de vigas aserradas de acuerdo con la norma ASTM C 42. Las vigas aserradas deberán tener unas dimensiones de 100 mm x 100 mm x 350 mm (4 pulg. Por 4 pulg. Por 14 pulg.). 8.
Procedimiento
8.1. Ajustar la velocidad de la platina o cruceta movimiento a 0,65 + 0,15 mm / min (0.025 6 0.005 en / min.) Antes de cargar la viga (ver Nota 5). NOTA 5: Cuando sea necesario usar el medidor de línea mecánica para establecer el ajuste de la tasa de exposición o cruceta movimiento.
8.2. Gire la viga hacia un lado con respecto a su posición del moldeado y colocar en la parte superior de la placa de acero para que sea cargada con la viga. (véase Nota 6). NOTA 6-El propósito de la placa de acero inoxidable es apoyar la viga de prueba durante el ciclo de carga inicial para ayudar a controlar la alta tasa esperada de deflexión de la viga sobre el agrietamiento.
8.3. Colocar la placa y viga en el aparato de soporte de modo que la placa de acero se centra en los bloques de apoyo inferior y la viga de hormigón se centra en la placa de acero. Ajuste el-los transductor (s) de desplazamiento de acuerdo con el aparato elegido para la obtención de la deflexión neta. 8.4. Asegúrese de que el plotter X-Y o sistema de adquisición de datos alternativa se activa y responde a las señales de todos los transductores de carga y desplazamiento. 8.5. Comience cargar la combinación de viga y placa de acero a la tasa de movimiento y continuar la cargando o hasta llegar a una desviación de 0,5 mm (0,02 pulg.). Si agrietamiento no se ha producido después de llegar a una deflexión de 0,5 mm (0,02 pulg.) la prueba no es válida. La carga
máxima no debe ser usada para calcular módulo de rotura de acuerdo con el Método de Ensayo C 78 ya que esta carga incluye carga soportada por la placa de acero, así como por la viga de hormigón. 8.6. A la espera de volver a cargar la viga agrietada solamente, retire la placa de acero y el centro de la viga agrietada en los bloques de apoyo más bajos de retención de la misma orientación que durante el ciclo de pruebas de carga inicial. Ajuste el transductor(es) de desplazamiento en contacto con la viga ligeramente, de acuerdo con el método elegido para la obtención de la deflexión neta de modo que las lecturas inmediatamente serán obtenidos sobre la recarga del haz. Poner a cero el dispositivo de grabación de deflexión. 8.7. Comienza la recarga a la velocidad especificada utilizada para la carga inicial. Terminar la prueba a una deflexión de 1,25 mm (0,050 in.) Tal como se mide desde el inicio de recarga. 8.8. Medir la viga y la localización de la fisura como en el Método de Ensayo C 78. 9.
Cálculo
9.1. Calcular la resistencia residual promedio utilizando las deflexiones de carga y recarga de 0.50, 0.75, 1.00, y 1.25 mm (0.020, 0,030, 0,040, y 0,050 in) como sigue.: = (( + + + )/4) ∗
Dónde: k= L/b*d², −2 (−2 ) ARS= Esfuerzo Residual promedio, MPA (psi), + + + ) = Suma de la cargas registradas a deflexiones especificadas, N (lbf) L= Longitud del tramo, mm (pul) b= ancho medio de la viga, mm (pul) y d= profundidad media de la viga, mm (pul). 10. Informe
10.1. El informe del ensayo debe incluir la siguiente información. Si se desconoce la información específica en el momento de la prueba entonces se mostrará la palabra "desconocido". 10.1.1. proporciones de la mezcla de hormigón. 10.1.2. Tipo y cantidad de refuerzo de fibra. 10.1.3. transmitir información de prueba que incluye: 10.1.3.1.Etiquetas de identificación de la viga,
10.1.3.2.Tipo de viga (moldeada o aserrada), 10.1.3.3.Anchura media de la viga al 1,0 mm más próximo (0,05 in.), 10.1.3.4.Profundidad media de la viga al 1,0 mm más próximo (0,05 in.), 10.1.3.5.Edad de la viga en el momento de prueba, 10.1.3.6.Historia de curado y condición de humedad en el momento de prueba, y 10.1.3.7.Defectos en la viga o anomalías durante la prueba. 10.1.4. Las cargas obtenidas tras la recarga en las deflexiones del 0,50, 0,75, 1,00 y 1,25 mm (0,020, 0,030, 0,040 y 0,050 pulg.). 10.1.5. Esfuerzo residual promedio (ARS) al 0,05 MPa más cercano (10 psi). 10.1.6. Los gráficos de las curvas de recarga de la que se determinaron los puntos de esfuerzo residual promedio (ARS). 11. PRECISIÓN Y DESVIACIÓN 11.1. Precisión: Criterios para juzgar la aceptabilidad de los resultados de las pruebas obtenidos por este método se dan en la Tabla 1 (ver Nota 7). NOTA 7-Las declaraciones de precisión se basan en las pruebas realizadas en diez laboratorios en grupos de tres muestras duplicadas de cuatro mezclas diferentes.
11.2. SESGO El método de prueba no tiene sesgo porque los valores determinados pueden definirse sólo en términos de este método. 12. Palabras clave 12.1. Concreto Fibro-Reforzado; esfuerzo residual; prueba de flexión; esfuerzo post fisuración.
