Ensayos o Pruebas de Calidad Realizadas Al Concreto

ENSAYOS Y PRUEBAS DE CALIDAD EN EL CONCRETO FRESCO Y ENDURECIDO DOCENTE: ING. MARIA DEL CARMEN GUADARRAMA POSADA

8 DE DICIEMBRE DEL 2014 ANDREA RUBI BRAVO SOLIS 3ro. A ING. CIVIL

ENSAYOS Y PRUEBAS DE CALIDAD EN EL CONCRETO FRESCO Y ENDURECIDO | 'Andrea Bravo

Contenido Ensayos y pruebas de calidad realizados en el concreto c oncreto fresco y endurecido ................. 4 ¿POR QUÉ REALIZAR UN ENSAYO DE ACEPTACIÓN AL CONCRETO? ........................ 4 I. EL CONCRETO EN ESTADO FRESCO .......................................................................................

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1. TRABAJABILIDAD ..........................................................................................................................

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1.1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO (NTP 339.035): “METODO DE ENSAYO PARA LA MEDICION DEL ASENTAMIENTO DEL HORMIGÓN CON EL CONO DE ABRAMS” ....... ....... 7 1.1.1. 1.1.1. APA RATO S ........................................................................................................................ 7

1.1.2. PROCEDIMIENTO .............................................................................................................

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1.2 ENSAYO DE ASENTAMIENTO CON TRONCO DE CONO DE ABRAMS ..................... 8 1.2.1 MUESTREO .........................................................................................................................

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2. PESO UNTARIO DEL CONCRETO FRESCO ..........................................................................

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2.1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO (NTP 339.046): “METODO DE ENSAYO PARA P ARA DETERMINAR EL PESO POR METRO CUBICO, RENDIMIENTO Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO FRESCO” .............................................................................................

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2.1.1. APARATOS APARATOS ......................................................................................................................

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2.1.2. PROCEDIMIENTO ...........................................................................................................

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2.2. RESULTADOS.....................................................................................................................

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2.2.1. PESO POR METRO CUBICO: ......................................................................................

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2.2.2. VOLUMEN .........................................................................................................................

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2.2.3. RENDIMIENTO .................................................................................................................

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2.2 ENSAYO DE PESO UNITARIO DE LA MEZCLA FRESCA P.U.H.F Y CONTENIDO DE AIRE INCORPORADO: ........................................................................................................... 11 3. EXUDACIÓN ...................................................................................................................................

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3.1. “METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA EXUDACIÓN” - NTP 330.077 ... 13 3.1.1. APARATOS APARATOS ......................................................................................................................

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3.1.2. PROCEDIMIENTO PROCEDIMIENTO ...........................................................................................................

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3.2. EXPRESIÓN DE LOS RESULTA DOS ................................................................................ 13 3.2.1. 3.2.1. VOLUMEN DE AG UA D E EXUDAC IÓN POR UNIDA D DE SUPERFICIE ............ ............ 13 3.2.2. 3.2.2. AGUA A CUMUL ADA DE EXUDACIÓN EXUDACIÓN ...................................................................... 14

3.2.3. EXUDACION .....................................................................................................................

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4. ENSAYO DE PENETRACIÓN (SEMIESFERA DE KELLY) ................................................... 15

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5. ENSAYO DE CONSISTENCIA CON MESA DE GRAF ........................................................... 16 5.1 Dispositivo: ..............................................................................................................................

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5.2 Procedimiento: ........................................................................................................................

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6. CONSISTÓMETRO VE-BE ...........................................................................................................

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6.1 Procedimiento del ensayo: ..................................................................................................

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II. EL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO .......................................................................... 18 1. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN .......................................................................................... 18 1.1. “METODO DE ENSAYO PARA EL ESFUERZO A LA COMPRESIÓN DE MUESTRAS CILÍNDRICAS CILÍNDRICAS DE CONCRETO” – NTP – NTP 339.034. 1999 ................................... 18 1.1.1. APARATOS APARATOS ......................................................................................................................

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1.1.2. PROCEDIMIENTO PROCEDIMIENTO ...........................................................................................................

18

1.1.3. EXPRESIÓN DE RESULTADOS ..................................................................................

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1.2. ENSAYO DE RESISTENCIA A LA L A ROTURA POR COMPRESIÓN:............................. ................. ............ 19 1.2.1. EJECUCIÓN DE ENSAYO DE ROTURA POR COMPRESIÓN: ............................. 20 2. RESISTENCIA A LA FLEXION ....................................................................................................

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2.1 “METODO ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA FLEXION DEL HORMIGÓN EN VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS CON CARGA EN EL CENTRO DEL TRAMO” – NTP – NTP 339.079 - 2001 .......................................................................................... 21 2.1.1. APARATOS APARATOS ......................................................................................................................

21

2.1.2. PROCEDIMIENTO ...........................................................................................................

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2.1.3. EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS ......................................................................... 21 2.2. ENSAYO DE RESISTENCIA A LA L A FLEXIÓN: ..................................................................

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3. “METODO PARA LA EXTRACCIÓN Y ENSAYO DE PROBETAS CILÍNDRICAS Y VIGUETAS DE HORMIGÓN ENDURECIDO” – NTP – NTP 339.059 ................................................... 23 3.1. APLICACIÓN ...........................................................................................................................

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3.2. CRITERIOS GENERALES ....................................................................................................

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3.3. EQUIPO ....................................................................................................................................

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3.4. CONSIDERACIONES PARA LA EXTRACCION ..............................................................

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3.5. PREPARACIÓN, CURADO Y REFRENDADO .................................................................. 24 3.6. ENSAYO DE LOS TESTIGOS ..............................................................................................

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3.7. EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS. ............................................................................ 25 4. “METODO ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE REBOTE DEL CONCRETO ENDURECIDO” – NTP – NTP 339.181 ...............................................................................

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4.1. DEFINICIÓN .............................................................................................................................

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4.2. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO .......................................................................................... 26 4.3. EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS ................................................................................

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4.4. REPORTE .................................................................................................................................

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5. ENSAYO DE TRACCIÓN POR COMPRESIÓN: ......................................................................

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6. PRUEBA DE MODULO DE ELASTICIDAD ..............................................................................

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6.1 Prueba de la resistencia a tensión del concreto ............................................................ 30 7. CONTRACCIÓN POR SECADO .................................................................................................

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8. ENSAYOS POR PERMEABILIDAD ............................................................................................ 33 9. ENSAYO POR ABRASIÓN ..........................................................................................................

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Ensayos y pruebas de calidad realizados en el concreto fresco y endurecido El Hormigón se presenta a lo largo de su vida bajo dos aspectos físicos muy diferentes; en primer término, inmediatamente después del mezclado y por un breve lapso, participa de las propiedades de un líquido más o menos viscoso y con posterioridad alcanza el estado aparentemente sólido, en el que se mantiene por el resto de su vida útil. Durante el periodo en el que se comporta como un líquido se lo identifica con la denominación de mezcla u hormigón fresco, mientras que a partir del instante en que comienza a ofrecer resistencia a la deformación por aplicación de cargas y por lo tanto a mantener, por lo menos aparentemente, su forma más o menos constante, se lo denomina mezcla u hormigón endurecido.

¿POR QUÉ REALIZAR UN ENSAYO DE ACEPTACIÓN AL CONCRETO? El ensayo de aceptación se realiza para verificar cuantitativamente, si el concreto cumple con lo especificado por el cliente o comprador. Los requerimientos del cliente o comprador con relación a los ensayos y criterios de aceptación, se encuentran por escrito en las especificaciones del proyecto o se indican mediante estándares de la industria tales como el ACI 301, el ACI 318, y la ASTM C 94. Los contratistas están legalmente obligados a facilitar o a realizar los ensayos de aceptación. Es importante para aquellos involucrados en la realización de ensayos, que estén claros, ya que los resultados de los ensayos de aceptación tienen importantes implicaciones en el cronograma de ejecución de los proyectos, así como el costo para los participantes del proyecto, y podría tener efectos sobre la seguridad de la estructura y de sus usuarios. Los ensayos de aceptación, deben ser realizados por técnicos certificados que han demostrado en forma escrita y práctica su conocimiento en la realización de los ensayos de acuerdo a las normas pertinentes. Los programas de certificación los ofrece el “American Concrete Institute”, (Instituto Americano de Concreto), y otras

organizaciones para técnicos que realizan pruebas en el campo y laboratorio. Los laboratorios para llevarse a cabo en el punto de colocación en la estructura, después de que el concreto se ha transportado (como por medio de una bomba, cubo o transportador), los procedimientos de muestreo deben llevarse a cabo de tal forma que la manera de hacerlos no sean interrumpidos, y que con ello varíen las propiedades medidas.

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La Norma ASTM C 94, permite tomar una muestra preliminar, la cual puede obtenerse después de 0.20 m3 (0,25 yd3) de descarga, con el fin de medir el asentamiento y el contenido de aire, para hacer los ajustes a la mezcla en caso de ser necesario, que se va a depositar en el sitio de trabajo. Esa muestra preliminar, no debe utilizarse para pruebas de aceptación del concreto fresco, ni para la elaboración de especímenes de prueba al concreto endurecido. El presente trabajo tiene como fin analizar los diferentes ensayos de laboratorio que se realizan al hormigón en estado fresco y endurecido. Efectuando a lo largo del desarrollo una revisión panorámica, necesariamente superficial, del amplio conjunto de temas que conforman la especialidad. Tanto las mezclas frescas como las endurecidas se estudian y se ensayan a partir de normas que rigen su aprobación.

I. EL CONCRETO EN ESTADO FRESCO Durante el periodo en que el Hormigón se comporta como un líquido se lo denomina en estado fresco. El lapso dura aproximadamente entre 1 y 3 horas. Se le pueden realizar los siguientes ensayos; calcular el grado de fluidez del hormigón (consistencia). Para lograr obtener buenos resultados en las estructuras de hormigón, primero debe realizarse una buena dosificación de materiales para que los ensayos que se realicen en el estado fresco y endurecido puedan dar los mejores resultados posibles.

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1. TRABAJABILIDAD 1.1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO (NTP 339.035): “METODO DE ENSAYO PARA LA MEDICION DEL ASENTAMIENTO DEL HORMIGÓN CON EL CONO DE ABRAMS” 1.1.1. APA RATO S

a. Cono de Abrams; molde de forma tronco cónica de 20 cm. de diámetro en la base inferior y 10 cm. de diámetro en la base superior; altura de 30 cm; provisto de agarrederas y aletas de pie. b. Varilla compactadora de acero lisa de 5/8” de diámetro con punta semiesférica y

de aproximadamente 60 cm. de longitud. 

Cono



Varilla

Aparatos para el Ensayo de Asentamiento Plancha de Wincha

1.1.2. PROCEDIMIENTO a. Colocar el molde humedecido superficialmente seco sobre una superficie plana no absorbente. b. Llenar el concreto en tres capas de aproximadamente 1/3 del volumen total cada capa. c. Compactar cada capa con la barra mediante 25 golpes uniformes en toda la sección. d. Enrasar el molde una vez terminada de compactar la última capa por exceso, esto se puede hacer utilizando una plancha de albañilería o la barra compactadora. e. Levantar el molde en dirección vertical, y medir inmediatamente la diferencia entre la altura del molde y la altura del concreto fresco. Esta operación debe hacerse entre 5a 10 seg. Máximo, evitar movimiento laterales o torsionales. f. De observarse un asentamiento tipo corte este ensayo deberá desecharse y realizarse uno nuevo con otra parte de la mezcla. Sí se vuelve a cortar, el concreto carece de plasticidad y cohesión y no es válido para este ensayo. g. Se golpea con la varilla en el centro del molde y se puede observar como es la cohesión de la mezcla.

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1.2 ENSAYO DE ASENTAMIENTO CON TRONCO DE CONO DE ABRAMS La prueba de REVENIMIENTO o ASENTAMIENTO muestra la TRABAJABILIDAD DEL CONCRETO. La trabajabilidad es una medición de qué tan fácil resulta colocar, manejar y compactar el concreto.

1.2.1 MUESTREO El primer paso consiste en tomar una muestra para prueba de la carga total del concreto premezclado. La muestra se toma en tres o más intervalos, (no antes de realizar el 15% ni después del 85% del total de la descarga). La muestra debe ser representativa del concreto entregado. La muestra debe ser de una cantidad suficiente para la realización de todas y cada una de las pruebas.

Para efectuar el ensayo de Asentamiento debemos colocar un Tronco de cono de chapa (de 30 cm de altura y 20 cm de diámetro de base inferior y 10 cm de diámetro de base superior) sobre una superficie lisa, plana y no absorbente, se lo mantiene afirmado contra el piso, apoyando los pies sobre las orejas inferiores del dispositivo. El molde Tronco-Cónico se llena con la mezcla en tres capas iguales, compactadas con la varilla (de acero común liso de 16 mm de diámetro y 60 cm de largo) mediante 25 golpes enérgicos por capa, que atraviesan la capa a compactar, pero no las inferiores. Cuando se llega a la base superior se enrasa con cuchara dejando la superficie de hormigón lisa. Se levanta el molde tomándolo por las manijas superiores hasta dejar libre totalmente la mezcla en estudio. Esta operación se efectúa inmediatamente después de completada la compactación y en forma vertical y gradual. La medición del Asentamiento se efectúa colocando una regla apoyada sobre el molde, la regla establece un plano de comparación horizontal a 30 cm de altura sobre el piso. Se mide con otra regla graduada el descenso producido en el punto central de la base superior con respecto a la altura original. El valor determinado es el Asentamiento. Se adapta especialmente al estudio de hormigones plásticos, con valores de asentamiento comprendidos entre 2 y 16 cm.

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Fuera de estos dos límites los asentamientos medidos no resultan confiables, en cuanto a su relación con las propiedades de la mezcla. En términos generales se puede decir que cuando menor sea el valor del asentamiento medido, mayor será el esfuerzo necesario para compactar el hormigón en obra. El ensayo completo, desde el llenado hasta el retiro del molde, se realizara sin interrupciones y en un lapso menor a 5 minutos.

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Dimensiones del Cono de Abrams

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2. PESO UNTARIO DEL CONCRETO FRESCO 2.1. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO (NTP 339.046): “METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL PESO POR METRO CUBICO, RENDIMIENTO Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO FRESCO” 2.1.1. APARATOS a. Balanza con aproximación de 50 gr. b. Varilla compactadora de 5/8”.

c. Recipiente (según el tamaño máximo nominal del agregado), ver tabla 1

2.1.2. PROCEDIMIENTO a. Llenar el recipiente hasta un tercio de su capacidad. b. Compactar la primera capa evitando golpear el fondo y distribuyendo uniformemente sobre la superficie. c. Cuando se use el recipiente de ½ pie3 se compactará con 25 golpes y cuando se utilice el recipiente de 1 pie3 cada capa se compactará con 50 golpes. d. Golpear la superficie exterior del recipiente con cuidado 10 a 15 veces usando un martillo de goma esto es con la finalidad de eliminar burbujas atrapadas. e. Proceder a colocar la segunda y tercera capa siguiendo los pasos b, c y d. f. Enrasar la superficie superior con una plancha o varilla compactadora teniendo cuidado de dejar lleno el recipiente justo hasta su nivel superior.

2.2. RESULTADOS 2.2.1. PESO POR METRO CUBICO: P.U. = Peso Unitario del Concreto en Kg. P = Peso del concreto + Peso del recipiente en Kg. R = Peso del recipiente en Kg. V = Volumen del recipiente en m³. 0 1 a n i g á P


2.2.2. VOLUMEN Vh = Volumen de concreto producido en m³. N = número de bolsas de cemento. Pc = Peso de una bolsa de cemento en Kg. Paf = Peso del agregado fino en Kg. Pag = Peso del agregado grueso en Kg. Pa = Peso del agua en Kg. P.U. = Peso unitario del concreto fresco.

2.2.3. RENDIMIENTO Y = Rendimiento del concreto por bolsa de cemento Vh = Volumen del diseño de mezcla en m³

2.2 ENSAYO DE PESO UNITARIO DE LA MEZCLA FRESCA P.U.H.F Y CONTENIDO DE AIRE INCORPORADO: Son ensayos muy sencillos pero que brindan informaciones sumamente importantes. El primero consiste en determinar el peso de un volumen conocido de hormigón fresco, compactado en forma normalizada (por ejemplo molde cilíndrico de 15 x 30 cm llenado en 3 capas con compactación similar al ensayo de asentamiento). Dado que el volumen del recipiente (VR), llenado hasta enrase superior puede conocerse con precisión (si es estanco, se lo llena con agua proveniente de probeta graduada al cm3) lo mismo que su peso (PR), por diferencia de pesadas (lleno a vacío), y haciendo el cociente de esa diferencia por el volumen del recipiente, se determina el P.U.H.F

Si el P.U.H.F.E (Ensayo) es inferior al P.U.H.F.T (Teórico), el cociente entre ambos, multiplicado por 100, nos da el porcentaje del volumen aparente que está realmente ocupado por hormigón; el resto es, por lo tanto aire incorporado en burbujas semimicroscopicas (AI) y no huecos macroscópicos. La diferencia al 100% m es el contenido porcentual de aire incorporado (conocido como método gravimétrico).

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Otra forma de determinar el contenido de aire incorporado es mediante el método por presión, empleando al efecto el aparato de Washington. Las características de este dispositivo y la forma de realizar el ensayo, se verán cuando se estudien los aditivos. Para determinar la composición de la mezcla fresca consiste en proceder a tomar una muestra representativa del hormigón fresco; pesarla y hacerla pasar por los tamices de 4.8 mm y de 0.150 mm de altura (n 4 y n 100). Posteriormente se lavan con agua las dos fracciones obtenidas y se secan en estufa hasta peso constante. Dado que el peso del hormigón fresco (PHF) se compone de la suma de los de la pasta cementicia (PPC) y los agregados (PAF y PAG) se obtienen las siguientes expresiones:

Si se conocen el PHF y los PAF y PAG, puede obtenerse el PPC en la siguiente forma:

Estas determinaciones permiten conocer rápidamente el grado de homogeneidad del hormigón, a medida que se lo elabora.

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3. EXUDACIÓN 3.1. “METODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA EXUDACIÓN” - NTP 330.077 3.1.1. APARATOS a. Recipiente cilíndrico metálico de ½ pie³ de capacidad. b. Balanza con aproximación del 0.5%. c. Pipeta para extraer el agua libre de la superficie d. Tubo graduado e. Varilla compactadora de 5/8”de diámetro y 60 cm de longit ud

3.1.2. PROCEDIMIENTO a. Llenar y enrasar el recipiente con concreto fresco. b. Anotar la hora, peso y contenido. c. Colocar el recipiente sobre una superficie nivelada, libre de vibraciones y tapar. d. A los 10 minutos durante los primeros 40 minutos extraer el agua que se haya Acumulado en la superficie (con la pipeta), de allí en adelante cada 30 minutos hasta Que cese la exudación. e. Cada vez terminada la extracción del agua exudada se vuelve el recipiente a su posición inicial. f. Acumular el agua exudada en un tubo graduado 3.2. EXPRESIÓN D E L OS RESU LTA DOS 3.2.1. VOLUMEN D E AG UA DE EXUDA CIÓN POR UNIDA D DE SUPERFICIE

V = volumen de agua de exudación V1 = Volumen del agua total exudada en cm³ A = Área expuesta del Concreto en cm² 3 1 a n i g á P


3.2.2. AGUA A CUMUL AD A DE EXUDA CIÓN

W = Peso total de agua en la mezcla en kg. w = Peso neto de agua en la mezcla kg. S = Peso de la muestra en kg.

3.2.3. EXUDACION %E = Exudación en % S = Peso de la muestra en kg.

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4. ENSAYO DE PENETRACIÓN (SEMIESFERA DE KELLY) El dispositivo utilizado es una semiesfera de acero con un vástago graduado en cm y ½cm, provisto de una manija en su extremo superior, con un peso total de 13.620 +45 gramos. La semiesfera está vinculada con un armazón liviano (que se apoya sobre la superficie del hormigón), desplazable con respecto a la semiesfera. Para ejecutar el ensayo de penetración se coloca la semiesfera sobe la superficie horizontal del hormigón fresco ya compactado (losa) y se deja penetrar la semiesfera en el interior de la masa hasta detenerse; se mide la penetración leyendo en la escala graduada del vástago el valor correspondiente a la intersección del vástago con el armazón liviano, el que queda apoyado en la superficie del hormigón sin hundirse. Medición de la penetración: El valor determinado en cm es el valor de la penetración; que mide la consistencia del hormigón. Mediante ensayos paralelos de asentamiento de tronco de cono y penetración de la semiesfera, se efectúa la contrastación de esta, para correlacionar penetraciones con asentamientos. Es especialmente apto el método para determinar consistencia de hormigones correspondientes a estructuras extensas y horizontales, tales como losas de entrepisos o pavimentos (hormigones de asentamientos inferiores a 10 cm).

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5. ENSAYO DE CONSISTENCIA CON MESA DE GRAF 5.1 Dispositivo: Consiste en un armazón que soporta una superficie plana y lisa de forma cuadrada, de 70 cm de lado, con un peso de 16 kg. Esta superficie, cubierta por una chapa de acero es móvil, pudiendo girar a lo largo de uno de sus lados, con respecto al armazón. El levantamiento máximo de la superficie o mesa, se limita con una traba, a 4cm. 5.2 Procedimiento: Se coloca el hormigón en el tronco de cono ubicado en el centro de la mesa, se llena en 2 capas y se compacta con 10 golpes por capa, con una varilla de acero de 12,5 mm de diámetro y punta redondeada. Luego se retira el molde, se levanta la tapa de la mesa hasta que haga tope con la pestaña ubicada a 4 cm sobre la misma, y se deja caer 15 veces, en 25 +- 5 segundos. Se miden los diámetros de la mezcla extendida sobre la mesa, en dirección paralela a los lados de la misma. Se toma el promedio de los dos valores como extendido expresado en cm. La fluidez se calcula mediante la expresión: f = c/d c = Extendido en cm, d = diámetro de la base mayor del cono (cm).

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6. CONSISTÓMETRO VE-BE El ensayo consiste en forzar una mezcla previamente moldeada en el tronco de cono, a que tome la forma de un cilindro. Esto se logra efectuando como 1er paso, en ensayo de cono en el interior de un recipiente cilíndrico y luego de retirar el molde tronco cónico se coloca sobre la mezcla una placa de acrílico transparente unida a un vástago lastrado; todo el conjunto está sobre una mesa vibradora que se pone en funcionamiento y provoca la fluidificación del hormigón , produciéndose el cambio de forma .Se mide el tiempo que tarda el tronco de cono en pasar a la forma de cilindro (para ello se observa a través de la placa de acrílico el aspecto de la masa). Ese tiempo se mide en segundos, que se llaman grados Ve-Be.

6.1 Procedimiento del ensayo: Se efectúa el ensayo de tronco de cono por varillado o vibrado (según su consistencia), se retira el molde y se apoya el disco de acrílico sobre la mezcla, y luego se pone en marcha el vibrador de la mesa y simultáneamente un cronometro; se mide en segundos el tiempo que demande el pasaje de la mezcla, de la forma de tronco de cono a la de cilindro. Relación entre grados Ve-Be y asentamientos

De la observación del cuadro anterior surge que su campo específico de empleo corresponde a las mezclas secas, cuyo asentamiento es nulo o a lo sumo de hasta 3 cm.

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II. EL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO Las mezclas endurecidas corresponden a la tercer etapa en la vida del hormigón, la que comienza en el momento en que este ha alcanzado un grado de hidratación tal de la pasta de cemento que contiene, como para que la misma sea ya capaz de mantener unidos entre si los granos de los agregados en forma permanente. Esto se pone en evidencia por la resistencia que ofrece una pieza de hormigón, por ejemplo, al cambio de forma por acción de una solicitación mecánica (caso del ensayo de compresión). La resistencia mecánica es la más conocida de las propiedades de la mezcla endurecida. El hormigón luego del periodo de fraguado, comienza a dar resistencia hasta endurecerse por completo a los 28 días.

1. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 1.1. “METODO DE ENSAYO PARA EL ESFUERZO A LA COMPRESIÓN DE MUESTRAS CILÍNDRICAS DE CONCRETO” – NTP 339.034. 1999 1.1.1. APARATOS a. Máquina de Ensayo capaz de mantener la velocidad de Carga continúa y uniforme. 1.1.2. PROCEDIMIENTO a. Medir el diámetro y la altura de la probeta cilíndrica con una aproximación de 0.1mm con un calibrador micrométrico. b. Colocar la probeta sobre el bloque inferior de apoyo y centrar sobre el mismo. c. Aplicar la carga en forma continua y constante evitando choques la velocidad de carga estará en el rango de 0.14 a 0.34 Mpa/s. d. Anotar la carga máxima, el tipo de rotura y además toda otra observación relacionada con el aspecto del concreto.

EQUIPO DE COMPRESION DE DOS ESCALAS (100 Tn. y 30 Tn), CON SISTEMA HIDRAULICO Y LECTURA ANALÓGICA. 

Rotula  Probetas  Capeadas

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1.1.3. EXPRESIÓN DE RESULTADOS Rc = Resistencia de Rotura a la Compresión. P = Carga Máxima de Rotura en Kilogramos. A = Área de la superficie de Contacto ARc = P

NOTA: Si la relación Altura/Diámetro, de la probeta es menor de 1.8, corregir el resultado obtenido multiplicando por el correspondiente factor de corrección, usando la siguiente tabla: L/D 1.75 1.50 1.25 1.00

Factor

0.98 0.96 0.93 0.87

1.2. ENSAYO DE RESISTENCIA A LA ROTURA POR COMPRESIÓN: Por lo general se realiza el ensayo en probetas de forma cilíndrica de esbeltez igual a 2 (altura de la probeta/diámetro de la base). Se moldean las probetas de acuerdo a las Normas IRAM 1524 y 1534, el moldeo se efectúa colocando y compactando el hormigón en forma similar a la empleada para el ensayo de asentamiento que se realiza con el tronco de cono de Abrams.

Este procedimiento es válido solo para hormigones de 3cm o más de asentamiento; para mezclas más secas la compactación deberá efectuarse por vibración , ya sea mediante vibrador de inmersión (diámetro máximo del elemento vibrante : 25mm para probetas de 15 x 30). Curado: Las probetas se mantienen en sus moldes durante un periodo mínimo de 24 hrs.

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En ese lapso no deberán sufrir vibraciones, sacudidas, ni golpes, se protegerá la cara superior con arpillera húmeda, lamina de polietileno o tapa mecánica y se mantendrá en ambiente protegido de inclemencias climáticas (calor, frio, lluvia, viento). Una vez transcurridas las primeras 24 hs, se procede a desmoldar e inmediatamente se acondiciona la probeta para su mantenimiento hasta el momento de ensayo. Durante este periodo (7,14 o 28 días) deben mantenerse condiciones de temperatura y humedad, según norma IRAM 1524 y 1534, la probeta debe mantenerse en un medio ambiente con no menos del 95% de humedad relativa, y en cuanto a la temperatura , en los 21 ºC , con una tolerancia en más o menos de 3 ºC para la obra y de 1 ºC para el laboratorio (o lo que es lo mismo, en obra la temperatura puede oscilar entre 18 ºC y 24 ºC.

1.2.1. EJECUCIÓN DE ENSAYO DE ROTURA POR COMPRESIÓN: Se utilizan prensas con capacidad de 100 a 150 toneladas. Se mide la deformación de la probeta al aplicársele cargas cada vez mayores. En algunas prensas hidráulicas debe disponerse una tabla de conversión, que permita calcular la carga aplicada. La velocidad de aplicación de la carga sobre la probeta tiene influencia importante en el resultado del ensayo; en efecto las cargas excesivamente rápidas, al no dar tiempo a la deformación de todas las partículas de la probeta, dan como consecuencia una carga de rotura artificialmente elevada; en cambio la carga excesivamente lenta provoca el efecto contrario. El ritmo de la velocidad debe mantenerse entre 250 y 600 kg por segundo para probetas de 15 cm de diámetro, a partir del 50 % de la carga de rotura. En cuanto a la exactitud de las lecturas de la prensa, debe verificarse con una periodicidad de entre 6 meses y 1 año según el uso, debiendo mantenerse el error de lectura por debajo del 1%.

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2. RESISTENCIA A LA FLEXION 2.1 “METODO ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA FLEXION DEL HORMIGÓN EN VIGAS SIMPLEMENTE APOYADAS CON CARGA EN EL CENTRO DEL TRAMO” – NTP 339.079 - 2001 2.1.1. APARATOS a. Máquina de ensayo, capaz de mantener la velocidad de carga continúa y uniforme. b. Aparatos de carga, capaz de mantener la distancia de apoyos con aproximación de 2.0 mm. c. Placas de carga y apoyo

2.1.2. PROCEDIMIENTO a. El ensayo se realiza con la muestra en estado húmedo, haciendo girar las muestras sobre uno de los lados con respecto a la posición de vaciado. b. Aplicar la carga a una velocidad que incremente constantemente la resistencia de la fibra extrema, entre 0.86 MPa/min y 1.21 MPa/min, hasta la rotura de la viga. c. Determinar el ancho promedio, altura promedio, y ubicación de la línea de fractura de la viga en la zona de falla.

2.1.3. EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS Mr = Módulo de rotura, en MPa P = Carga máxima de rotura, en Kg-f. L = Luz libre entre apoyos, en cm. b = Ancho promedio de la viga, en cm h = Altura promedio de la viga, en cm

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2.2. ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXIÓN: Se efectúa habitualmente sobre vigas de forma prismática de sección transversal cuadrada, confeccionadas con hormigón simple, de 15 cm de lado y 53 cm de largo. La colocación del hormigón se efectúa en 2 capas de igual altura y para la compactación se emplea la misma varilla que para las probetas de compresión. La cantidad de golpes por capa es de 1 por cada 15cm² de sección horizontal.

El ensayo se efectúa colocando la viga sobre dos apoyos distanciados 45cm entre si y 4 cm de los extremos.

Las cargas se aplican en los tercios de la distancia entre apoyos (o sea que quedan 15 cm entre si y a la misma distancia de los apoyos). El dispositivo indicado en el croquis puede materializarse en lugares donde no se disponga de prensa, ya que consiste en una simple palanca (para una relación: a + b / a =10, la fuerza a aplicar F, en los hormigones comunes oscila entre 200 y 400 kg.

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3. “METODO PARA LA EXTRACCIÓN Y ENSAYO DE PROBETAS CILÍNDRICAS Y VIGUETAS DE HORMIGÓN ENDURECIDO” – NTP 339.059 3.1. APLICACIÓN Para evaluar la resistencia del concreto en una estructura: a. Cuando la resistencia de las probetas, modelados a l pie de obra es baja. b. Cuando han ocurrido anomalías en el desarrollo de la construcción. c. Fallas de curado. d. Aplicación temprana de cargas. e. Incendio. f. Estructuras antiguas. g. No se cuenta con registros de resistencia, etc.

3.2. CRITERIOS GENERALES a. El concreto ha adquirido suficiente resistencia para que durante el corte no se pierda la adherencia entre el agregado y la pasta. b. En todos los casos, el concreto deberá tener por lo menos 14 días de colocado c. Deben tomarse tres especímenes por cada resultado de resistencia que esté por debajo de la resistencia a la Compresión especificada del concreto f'c

3.3. EQUIPO a. Los testigos cilíndricos se extraen con un equipo sonda provista de brocas diamantadas. b. Calibrador o vernier con apreciación de por lo menos 0.5 mm

3.4. CONSIDERACIONES PARA LA EXTRACCION El concreto ha adquirido suficiente resistencia para que durante el corte no se pierda la adherencia entre el agregado y la pasta. En todos los casos, el concreto deberá tener por lo menos 14 días de colocado. Deben tomarse tres especímenes por cada resultado de resistencia que esté por debajo de la resistencia a la Compresión Especificada del concreto f'c

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3.5. PREPARACIÓN, CURADO Y REFRENDADO Los testigos deben tener sus caras planas, paralelas entre ellas y perpendiculares al eje de la probeta. Las protuberancias o irregularidades de las caras de ensayo deberán ser eliminadas mediante aserrado cuando sobrepasen los 5 mm. La determinación de la longitud de un testigo estará dado por el promedio de 5 mediciones con el vernier, con una aproximación de ± 1 mm El ACI recomienda que si el concreto de la estructura va a estar seco durante las condiciones de servicio, los corazones deberán secarse al aire (temperatura entre 15 y 30° C, humedad relativa menor del 60%), durante 7 días antes de la prueba, y deberán probarse secos. Si el concreto de la estructura va a estar superficialmente húmedo en esas condiciones de servicio, los corazones deben sumergirse en agua por lo menos durante 48 horas y probarse húmedos. La Norma ASTM establece, a diferencia del criterio del ACI, que las probetas sean curadas en húmedo, por 40 hrs. antes de la rotura. Antes del ensayo de compresión, la probeta deberá ser refrendada en ambas caras, de manera

Máquina Extractora Diamantina de obtener superficies adecuadas. En este caso son de aplicación los métodos: ASTM C 17 y ASTM C 192.

3.6. ENSAYO DE LOS TESTIGOS La resistencia obtenida sobre las probetas diamantinas deberá expresarse con aproximación de 0.1 Kg/cm2 cuando el diámetro se mide con aproximación de 0.25 mm.; y de 0.5 cuando el diámetro es medido con aproximación de 2.5 mm. Además deberán registrarse: La longitud de la probeta.  Las condiciones de humedad antes de la rotura.  El tamaño máximo del agregado en el concreto 



La dirección en la aplicación de la carga de rotura con relación al plano longitudinal de colocación del concreto en obra.

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3.7. EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS. Los factores de corrección son aplicables a hormigones de 140 Kg/cm² a 420 Kg/cm². Se estima que la resistencia de los testigos es, en general, inferior a la que podría obtenerse de cilindros moldeados, con el mismo concreto, al pie de obra y curados por el método normalizado Esto se explica porque el curado normalizado es más intenso que el curado en obra. Los testigos suelen tener menor resistencia cerca de la superficie superior de la estructura. Al aumentar la profundidad. La resistencia se incrementa hasta un cierto límite. Si los testigos tienen una relación L / D < 2, se deberán ajustar los resultados del ensayo de compresión, mediante la siguiente tabla:

Factor Corrección Relación Longitud/Diámetro 2.00 1.75 1.50 1.25 1.00

NTP 1.00 0.99 0.97 0.94 0.91

El concreto de la zona representada por los testigos diamantinos, se considerará estructuralmente adecuada si: - El promedio de 3 testigos diamantinos ≥ 85% f 'c. - Ninguna resistencia de algún testigo ≤ 75% f 'c. A fin de comprobar la precisión de las pruebas, se pueden volver a probar zonas representativas de resistencias erráticas de los corazones.

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4. “METODO ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE REBOTE DEL CONCRETO ENDURECIDO” – NTP 339.181 4.1. DEFINICIÓN Es un método de ensayo NO DESTRUCTIVO, el cual en esencia consiste en medir la dureza de la superficie, es un método rápido y simple que se aplica para evaluar la uniformidad del concreto in situ, es de gran ayuda para identificar zonas donde el concreto es de calidad pobre, se encuentra en estado deteriorado y estimar el desarrollo de la resistencia in-situ, se mide el rebote de un embolo cargado con un resorte después de haber golpeado una superficie plana de concreto. El método también nos puede dar una referencia con respecto a la resistencia del concreto, siempre considerando que para un concreto el número de rebotes puede ser afectado por: - La humedad - La superficie de ensayo - La forma y rigidez del espécimen - Tipo de agregado grueso - La edad y condición de humedad del concreto - El método utilizado para obtener la superficie de ensayo - La profundidad de carbonatación etc. Todos estos factores deben ser correctamente interpretados durante el proceso de ensayo debido a la incertidumbre inherente del método en la estimación de resistencias no se recomienda como base para la aceptación o rechazo de un concreto.

4.2. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO a. El método consiste en impactar una superficie de concreto con el martillo en forma perpendicular a esta superficie. b. Después del impacto proceder a leer el número de rebote en la escala y registrarlo aproximándolo siempre a un número entero. c. La separación entre impacto e impacto debe ser al menos de 2.5 cm. d. Registrar un mínimo de 10 lecturas en el área seleccionada para el ensayo.

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. e. Examinar la impresión que por el impacto se va observar en la superficie ensayada, en caso de observar la superficie destrozada o aplastada se debe anular esta lectura y proceder a realizar otra.

4.3. EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS Descartar las lecturas que difieran del promedio por más de 6 unidades y determinar el promedio de las lecturas restantes. Si más de 2 lecturas difieren de este promedio por más de 6 unidades, desechar todas las lecturas y determinar los números de rebotes en 10 nuevas ubicaciones dentro del área de ensayo.

4.4. REPORTE El informe deberá contener la siguiente información: - Fecha y hora de ensayo - Ubicación de estructura ensayada - Descripción del concreto - Descripción del área de Ensayo - Características de la superficie - Altura sobre el nivel del terreno - Condiciones del curado - Identificación del Martillo - Orientación del Martillo - Numero de Rebote promedio - Comentarios - Edad del Concreto - Promedio de cada área de ensayo

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5. ENSAYO DE TRACCIÓN POR COMPRESIÓN: Fue propuesto por el ingeniero brasileño Lobo Carneiro (por eso se lo llama también ensayo brasileño). Consiste en aplicar una carga de compresión a una probeta cilíndrica, colocada en la prensa con su eje longitudinal en dirección horizontal. En esta posición, el contacto entre los cabezales de la prensa y la probeta se produce a lo largo de dos generatrices, que corresponden a la intersección de un plano diametral vertical, con la superficie lateral de la probeta. A fin de distribuir uniformemente la carga, se interponen entre los cabezales y las generatrices de la probeta, pequeños listones de madera de 4 mm de espesor, 25 mm de ancho y la longitud de la probeta. Como consecuencia de la solicitación a que es sometida la probeta, se demuestra que en coincidencia con el plano diametral ya mencionado, se produce un esfuerzo de tracción pura, lo que se pone en evidencia al producirse la rotura, a lo largo de dicho plano. El cálculo de la carga unitaria de rotura por tracción, se efectúa aplicando la expresión siguiente:

Donde el valor indicado para el denominador (706 cm2) es aplicable exclusivamente, para el caso de la probeta de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura.

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6. PRUEBA DE MODULO DE ELASTICIDAD Este método provee un valor al esfuerzo máximo y un rango elástico tanto lateral como longitudinal en concretos en estado endurecido a cualquier edad y condiciones de curado. El módulo de elasticidad y el rango de valores de Poisson, aplicables dentro del rango de esfuerzo permitido (0 a 40% de la carga última), puede ser usado para el cálculo de elementos estructurales reforzados o no reforzados, para establecer la cantidad de refuerzo, y el cálculo de esfuerzo máximo. Los valores obtenidos de este ensayo serán usualmente menores al módulo derivado de una aplicación rápida de carga (dinámica o de sismo, por ejemplo), y usualmente serán mayores que los valores alcanzados en una aplicación de carga lenta o una carga cuya aplicación sea por un tiempo extendido. ASTM C469-94e1Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson's Ratio of Concrete in Compression

6.1 Prueba de la resistencia a tensión del concreto El valor de la resistencia a la tensión del concreto es aproximadamente de 8% a12% de su resistencia a compresión y a menudo se estima como 1.33 a 1.99veces la raíz cuadrada de la resistencia a compresión. Una de las grandes desventajas del concreto es su poca resistencia a la tracción, aproximadamente la décima parte de la de compresión y tal vez su peso. Además, sus propiedades mecánicas pueden ser muy variables, ya que dependen de la calidad, la dosificación de los materiales, del proceso de producción, transporte, colocación y curado.

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7. CONTRACCIÓN POR SECADO Este método de ensayo determina los cambios longitudinales y evaporación del agua inmersa que son producidos por cambios de temperatura en especímenes de cemento hidráulico hechos en laboratorio y expuestos a condiciones controladas de temperatura y humedad. ASTM C157/C157M-99 Standard Test Method for Length Change of Hardened Hydraulic Cement, Mortar and Concrete

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8. ENSAYOS POR PERMEABILIDAD Se presenta un nuevo dispositivo de ensayo no destructivo, diseño para la medición “in situ” de la permeabilidad al aire del recubrimiento del concreto. Se basa en crear

vacío dentro de una celda colocada sobre la superficie del mismo y en medir la velocidad con que la presión retorna al valor atmosférico. Aspectos característicos del método son: una celda con doble cámara y un regulador que equilibra la presión en la cámara central (de medición) y en la cámara exterior (anillo de guarda). Esto asegura un flujo unidireccional de aire hacia la cámara central, eliminando todo flujo no deseado transversal. Los datos de la medición son procesados por un microprocesador que indica el valor del coeficiente de permeabilidad al finalizar el ensayo, que dura de 2 a 12 minutos. Se presentan resultados obtenidos con esta técnica sobre recubrimientos de distinta calidad, que muestra una excelente correlación con los valores obtenidos sobre testigos mediante el método del Cembureau para permeabilidad al oxígeno

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Ensayos o Pruebas de Calidad Realizadas Al Concreto

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