EVALUACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL CONCRETO EN OBRA Ing. Elena Quevedo Haro
1
INTRODUCCIÓN
2
La resistencia a la compresión es la propiedad que caracteriza la calidad de las construcciones de concreto, concreto armado y concreto pretensado, de acuerdo al uso general y a los códigos y reglamentos de diseño y construcción. En el Perú el Reglamento Nacional de Edificación, en la norma E-060 Concreto Armado, establece que la evaluación y aceptación del concreto se realiza mediante ensayos normalizados de compresión .
3
En el diseño de las estructuras, se especifica la resistencia a la compresión de concreto y se asume que el modulo elástico se encuentra en relación con este valor . Existen muchas formas de evaluar el comportamiento del concreto, que son utilizadas en estudios e investigación.
Se considera cargas estáticas, repetidas y permanentes. Solicitaciones dinámicas. Solicitaciones axiales y multiaxiales. 4
Además la resistencia a la compresión, de acuerdo a los reglamentos nacionales, de Norteamérica (ACI) y Europa (EUROCÓDIGOS) se utiliza para evaluar la durabilidad de los concretos, en los siguientes casos: Agresión de sulfatos Acción de heladas y deshielos
Situaciones de corrosión por cloruros Problemas de permeabilidad 5
El concreto en obra, esta sujeto a prueba de compresión en los siguientes casos: • Para evaluar la calidad del concreto y consecuentemente la aceptación y conformidad de la estructura. • Para estudiar el proporcionamiento de las mezclas de concreto. • Para evaluar comparativamente los efectos del curado. • Para considerar el tiempo de retiro de los encofrados y apuntalamientos. 6
Con relación a la resistencia del concreto debemos considerar los siguientes temas:
1. El muestreo y la preparación de especímenes para ensayos de resistencia.
2. Aspectos vinculados al ensayo de resistencia, para el supervisor de obra.
3. Los ensayos acelerados de resistencia. 4. Los métodos de ensayo no destructivos.
5. Los requerimientos de las pruebas de carga. 7
MUESTREO DE CONCRETO FRESCO NTP 339.036
8
Muestreo El muestreo de la producción de concreto no debe ser predeterminada, debiendo tener carácter aleatorio. El tiempo transcurrido entre la obtención del volumen inicial y final de una muestra compuesta en ningún caso excederá los 15 minutos. El transporte de las muestras simples para la formación de la muestra compuesta, se incluye dentro de 15 min.
Todo el proceso deberá asegurar el riesgo de contaminación y la posibilidad de pérdida de agua por evaporación. 9
El tamaño de la muestra para el ensayo de resistencia deberán tener como mínimo 28 L (1pie3) . El muestreo para mezcladoras estacionarias, de volumen mayor a 0.5 m3 se efectúa por colección de dos o más porciones reducidas, tomadas por lo regular a intervalos espaciados durante la descarga al medio de la tanda; Estas porciones se obtienen dentro de los límites de tiempo y componen una muestra para ensayos. …//
10
…//
Cuando el volumen de concreto es menor a 0.5 m3 se obtiene la muestra pasando un recipiente a través de la corriente de descarga o por vaciado de la descarga, dentro de un contenedor o unidad de transporte suficientemente grande para acomodar la tanda entera. Muestreo para vehículos de premezclado: Muestree el concreto con dos o mas porciones, por lo regular tomando a intervalos espaciados durante la descarga, del medio de la tanda. …// 11
…// Muestreo de mezcladores para pavimentación. Se toma la muestra luego de que el material ha sido descargado. Obtenga submuestras de por lo menos 5 porciones diferentes montón y componga una muestra para los ensayos. Se evita la contaminación con el material de la subrasante o un prolongado contacto que origine la absorción del agua de mezcla. …///
12
…// De las muestras obtenidas dentro del tiempo límite especificado se prepara una muestra compuesta para los ensayos. Se toma una medida de la primera o la última de las porciones de la tanda en descarga. Pasando un receptáculo a través de la corriente de descarga e desviándola al contenedor de la muestra. Cuando el concreto contiene agregado mas grande que el apropiado para el tamaño de los moldes o equipo a ser utilizado, se tamice la muestra húmeda. …// 13
EQUIPO PARA EL MOLDEO DE ESPECIMENES
14
Moldes La longitud del molde debe ser dos veces el diámetro. Y cuando el tamaño máximo nominal del agregado grueso excede 50 mm (2 in), la muestra de concreto debe ser tratada mediante ensayos de aceptación respecto a una
resistencia a la compresión especificada, los cilindros deben ser de 150x300 mm (6 x2 in) ó 100x200 mm (4x8 in).
15
Verificación del molde
El diámetro del molde será el promedio de 2 mediciones tomadas en ángulo recto uno respecto del otro en la base superior del molde.
La altura, determinada al promediar 2 mediciones. Los planos de las bases superior e inferior del molde serán perpendiculares al eje del molde dentro 0,5º equivalente a 3 mm en 300 mm (1/8 pulg en 12 pulg). Ningún diámetro del molde será diferente de cualquier otro del mismo por más de 2 %.
16
Tipos de moldes Los moldes reusables son aquellos que son diseñados para ser usados más de una vez; no absorbentes y construidos de una sola pieza o de varias. Los moldes pueden ser de fundición con una base metálica separable o base que es parte integral de la pared.
17
18
Los moldes de uso simple pueden ser hechos de láminas de metal, plástico, productos de cartón tratado u otros materiales, deberán cumplir especificaciones y pruebas.
Los moldes deberán ser ensayados por pérdida de agua, absorción por resistencia y para estabilidad dimensional de conformidad y después de 50 usos o cada 6 meses.
19
20
Molde Plástico El material de plástico usado en los moldes tendrán una máxima absorción de agua de 0,5 % en 24 horas ensayado según la norma. El plástico tendrá una rigidez de al menos 117 J/m de incisión para un espécimen de 4 mm a la prueba de espesor. El plástico no se fracturará cuando esté sujeto al apisonado y acomodo que es juzgado a ser típico de lo que ocurre cuando los especímenes son moldeados.
21
Molde de Cartón Los lados de las paredes de los moldes de papel con un mínimo de 3 pliegos teniendo un espesor combinado de no menos de 2 mm. Las costuras sobre los lados del molde no se abrirán por más de 2 mm.
Las capas de base del molde deberán ser fabricadas de metal o papel. Si es de metal, ésta no será menor que 0,23 mm de espesor y revestido para prevenir la corrosión. Impermeabilización: El molde fabricado de papel o fibra debe ser completamente revestido sobre sus lados interno y externo de las paredes y base con un impermeabilizante medio. 22
Moldes Metálicos Espesor del metal: El lado de la pared de acero laminado de los moldes de metal debe ser fabricado con láminas de metal con un mínimo de espesor aproximado de 0,300 mm (0,0118 pulg). El metal para la base del molde debe tener un espesor mínimo de 0,23 mm.
23
HERRAMIENTAS: Colocación del concreto en el molde cilíndrico, la herramienta aceptable es un badilejo. Acabado: llana de madera, plancha o paleta de albañil. Recipiente de muestreo: El recipiente debe ser una batea de metal pesado, de un espesor adecuado, una carretilla o plancha plana limpia. Consolidacion: Eliminación de aire: martillo de goma con cabeza de caucho o cuero, con una masa de 0,6 ± 0,2 kg.
24
Características del Vibrador Frecuencia Operando Diámetro, cm Longitud, cm
7 mil vibraciones por min . ¼d
25
Barra Compactadora: Es una varilla circular recta de acero Diámetro del cilindro o ancho de la viga, mm
Dimensiones de la varillaA Diámetro, Longitud de la mm varilla, mm
< 150
10
300
150
16
500
225
16
650
A Tolerancia
en la longitud, ± . Tolerancia en el diámetro ± .
…/// 26
27
COLOCACIÓN DE
CONCRETO
28
Consolidación Apisonado: Se coloca el concreto en el molde en el número requerido de capas de aproximadamente igual volumen. E apisona cada capa con el extremo hemisférico de la barra compactadora. La barra debe penetrar hasta el fondo de la capa a través de su altura.
Distribuir uniformemente los golpes de la barra sobre la sección trasversal del molde.
29
Vibración: Se debe aplicar y mantener un tiempo uniforme de vibración, según la clase de concreto, vibrador y molde involucrado. El tiempo de vibración requerido depende de la trabajabilidad del concreto y la eficiencia del vibrador. Usualmente se considera que se ha aplicado suficiente vibración, tan pronto como la superficie superior del concreto en el molde presenta una apariencia suave y las burbujas de aire desaparecen o se rompen.
30
Vaciado de los cilindros: Se selecciona previamente el vibrador o la barra compactadora, según se ha establecido previamente. Se coloca el concreto en el molde, con una cuchara que vierte el pastón alrededor del perímetro del molde. Para asegurar una distribución del concreto con la mínima segregación, cada capa de concreto debe ser consolidada. Al colocar la capa final, se debe adicionar una cantidad de concreto de manera de enrasar a tope con el borde superior del molde después de la consolidación.
31
Método de consolidación. Requisitos de aplicación Asentamiento, mm
Método de consolidación
≥ 25
Apisonado o vibración
< 25
Vibración
32
Moldeo de especímenes por apisonado. Requisitos Número de capas de igual altura
Número de golpes por capa
100
2
25
150
3
25
225
4
50
Tipo de espécimen, cilindro diámetro, mm
33
Moldeo de especímenes por vibración. Requisitos
Tipo de espécimen y tamaño
Número de capas
Número de inserciones de vibrador por capa
Altura aproximada de capa, mm
100
2
1
150
2
2
225
2
4
mitad altura de espécimen mitad altura de espécimen mitad altura de espécimen
Cilindros: diámetro, mm
34
CURADO INICIAL
EN OBRA
35
Curado inicial Inmediatamente después de moldeados y terminados, los
especímenes deben ser almacenados por un periodo de 24h a una temperatura entre 16 ºC a 27 ºC y en un ambiente que prevenga la pérdida de humedad del espécimen. Para mezclas de concreto con una resistencia especificada de 40 MPa o mayor, la temperatura inicial de curado debe estar entre 20 ºC y 26 ºC.
36
Para prevenir la evaporación del agua del concreto no endurecido, deberán cubrirse inmediatamente los especímenes después de finalizado el moldeado, preferentemente con un material no absorbente, no reactivo o con una lámina de plástico resistente, durable e impermeable. Cuando se usa yute húmedo para cubrir, éste no deberá estar en contacto con la superficie del concreto y se tendrá húmedo hasta que el especimen sea removido del molde.
37
Como obtener la humedad Un ambiente con humedad satisfactoria puede ser creado durante el curado inicial de los especímenes, por uno o más de los siguientes procedimientos: (1) sumergir los especímenes moldeados con sus tapas de plástico en agua saturada con hidróxido de calcio, (2) almacenar en cajas o estructuras apropiadas de madera, (3) colocar arena húmeda, (4) cubrir con tapas de plástico removibles, (5) colocar dentro de bolsas de plástico, (6) cubrir con película de plástico o láminas no absorbentes. 38
Como obtener la temperatura Una temperatura ambiental satisfactoria puede ser controlada durante el curado inicial del espécimen por uno o más de los siguientes procedimientos: (1) uso de ventilación, (2) uso de hielo, (3) uso de termostatos para controlar el dispositivo de calentamiento o enfriamiento, (4) uso de método de calentamiento, tales como hornos, lámparas o bulbos de luz.
39
Para evaluación de desencofrado Cuando se requiere evaluar la resistencia del concreto para efectos del descimbrado retiro del encofrado se almacena los cilindros lo mas cerca posible a la estructura, en lugar alejado del tránsito y de las vibraciones. Proteja todas las superficies de los cilindros de manera similar que la obra encofrada, el mismo ambiente de temperatura y humedad que a la obra estructural. Ensaye los especímenes en la condición de humedad resultante del tratamiento de curado especificado. 40
41
TRANSPORTE LABORATORIO 42
Los especímenes no deben ser transportados hasta por lo menos 8 horas después del fraguado final.
Durante el transporte, se debe proteger los especímenes con adecuado material de relleno en la caja que los contiene; para prevenir cualquier daño por golpes o sacudidas. Debe cuidarse la pérdida de humedad durante el transporte, enrollando los especímenes en plástico, arpilleras húmedas, rodeándolos con arena húmeda o aplicando capas ajustadas de plástico sobre los moldes de plástico
43
DEL ENSAYO DE COMPRESIÓN
44
El ensayo se deberá efectuar en un laboratorio acreditado, en el cual se pueda
comprobar las siguientes condiciones de la máquina de compresión:
1) La calibración de la maquina por lo menos cada 12 meses.
2) El porcentaje de error para las cargas, dentro del rango de su utilización, no excederá de ± 1,0%. 3) Deberá tener espacio suficiente para colocar la probeta de ensayo.
4) El cabezal superior estará provisto de un dispositivo de rótula, que permite rotar libremente e inclinarse en cualquier dirección. 5) El diámetro de la superficie de cada uno de los cabezales será por lo menos
igual algo mayor que el diámetro de la probeta. El diámetro de la superficie plana del cabezal superior deberá ser mayor que el diámetro de la rótula.
45
Esquema de los patrones de tipos de fracturas
Tipo I Conos razonablemente bien formados, en ambas bases, menos de 25 mm de grietas entre capas
Tipo 2 Cono bien formado sobre una base, desplazamiento de grietas verticales a través de las capas, cono no bien definido en la otra base
Tipo 3 Grietas verticales columnares en ambas bases, conos no bien formados. 46
Esquema de los patrones de tipos de fracturas
Tipo 4 Fractura, diagonal sin grieta en las bases; golpear con martillo para diferenciar del tipo I.
Tipo 5 Fracturas de l lado en las bases (superior o inferior) ocurren comúnmente con las capas de embonado.
Tipo 6 Similar al tipo 5 pero el terminal del cilindro es acentuado 47
Informe
Informe lo siguiente al laboratorio que ensayará los especímenes:
Número de identificación, Ubicación del concreto representado por las muestras, Fecha, hora y nombre de la persona que moldea los especímenes,
Asentamiento, y temperatura del concreto e Informe el método de curado inicial con las temperaturas máximas y mínimas y el método de curado final. Para curado en obra, donde fue almacenado, protección de los elementos, temperatura y humedad ambiente, y tiempo de remoción.
48
49
50
51
52
53
LA MALA FABRICACIÓN DE
PROBETAS CILÍNDRICAS
54
Muestreo deficiente
Si una probeta rompe baja y muestra
una
distribución
irregular de agregados desde la parte superior a la inferior, o exceso de finos o de agregado grueso, puede indicarse que ha habido una muestra deficiente. 55
Equipo inadecuado Un exceso de agregado grueso en el fondo de la probeta indicará el uso
en su compactación de una barra con extremo plano, en vez de
redondeado.
En este caso, hay generalmente una notable
cantidad
de
finos,
en
algunos centímetros en la parte superior de la probeta. 56
Huecos Internos La observación de un número de huecos internos, después de la rotura de la probeta, puede indicar una inapropiada o insuficiente compactación de la probeta. Concretos son asentamiento entre 8 y 3 cm se consolidan con compactación y vibración. Con menos de 3 cm únicamente por vibración.
57
Evaporación rápida de agua en la probeta El curado es una de las mas importantes etapas en la buena fabricación de la probeta. Cuando una probeta rompe baja debido a una evaporación de agua de la probeta, se observan variaciones extremas en el color en el interior de la superficie de rotura. 58
Manejo Poco Cuidadoso Aunque un manejo poco cuidadoso es difícil de señalar, es denotado fuertemente cuando las probetas muestran líneas de rotura anormales y grandes variaciones en los resultados. Las probetas cilíndricas deberán siempre ser llevadas al laboratorio, tan pronto como sea posible, después de las primera veinticuatro horas de su fabricación, con almohadilladas con arena o materiales similares para transporte, y cuidadosamente empaquetadas para evitar daños.
59
Refrentado Deficiente Las importancia del paralelismo de las caras de las probetas cilíndricas es fundamental para obtener un resultado representativo. Concavidades en las caras pueden producir un descenso de hasta un 30 por ciento de la resistencia.
60
DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA. POR TESTIGOS (CORAZONES) NTP 339.059
61
Testigos de Concreto Endurecido
Para evaluar la resistencia del concreto en una estructura, en especial cuando la resistencia de los cilindros normalizados, modelados al pie de obra es baja, se recomienda extraer probetas también llamadas corazones o testigos del concreto endurecido. Este procedimiento puede emplearse en diferentes casos, por ejemplo, cuando a ocurrido anomalías en el desarrollo de la construcción, fallas de curado, aplicación temprana de cargas, incendio, estructuras antiguas, o no se cuenta con registros de resistencia, etc.
62
Los testigos cilíndricos para ensayos de compresión se extraen
con un equipo sonda provisto de brocas diamantadas, cuando 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.
63
64
En los casos que los especimenes tengan una relación entre longitud y diámetro, menor de 2, se deberán ajustar los resultados del ensayo de compresión, para corregir el efecto de “sunchado” que se produce en el proceso de aplicación de las cargas.
Longitud /diámetro
ASTM
BSI
2.00
1.00
1.00
1.75
0.98
0.98
1.50
0.96
0.96
1.25
0.93
0.94
1.00
0.87
0.92
65
Los núcleos deben ser extraídos, la humedad debe preservarse
colocando los núcleos dentro de recipientes o bolsas herméticas, deben ser transportados al laboratorio. Los núcleos
deben ser ensayados no antes de 48 horas y no más tarde de los 7 días de extraídos.
66
El concreto de la zona representada por los núcleos se considera
estructuralmente adecuado si el promedio de tres núcleos es por lo menos igual al 85 por ciento de f’c. cuando los núcleos den valores erráticos, se debe permitir extraer núcleos adicionales de la misma zona.
67
Debe observarse que los ensayos de núcleos que tengan un promedio del 85 por ciento de la resistencia especifica son realistas. Los ensayos de núcleos den resistencias iguales a f’c ya que las diferencias en el tamaño de las probetas, las condiciones para obtener las muestras y los procedimientos de curado no
permiten que se obtengan valores iguales.
68
No se deben usar corazones (testigos, núcleos) y cilindros con altura menor que 95% del diámetro, antes o después del cabeceo (refrentado). Si es posible, el uso de corazón con diámetro mínimo de 95 mm cuando la relación entre longitud y diámetro (L/D) es mayor que uno. En superficies horizontales los testigos se deben retirar verticalmente. No deben cortarse cerca de las juntas formadas, ni de los bordes. En caras verticales o inclinadas, los corazones se deben extraer perpendicularmente a la posición central del elemento del concreto.
69
Los aparatos de extracción diamantados pueden cortar a través
del acero del refuerzo, pero debe evitar para el ensayo de resistencia a compresión. Un “pachometro” o un medidor de recubrimiento (aparato
electromagnético) o un localizador magnético topográfico pueden utilizarse para localizar el acero del refuerzo.
70
Se deben ensayar los corazones extraídos de las estructuras en la condición humedad o en la condición mas cerca posible de las condiciones del concreto in situ. La inmersión en agua de los especímenes por 48 horas antes
del ensayo da resultados mas bajos que el secado al aire previo por 7 días. Las resistencias medidas variaron hasta 25% dependiendo del tiempo y del tipo de curado.
71
72
Evaluación de Resultados De acuerdo al Reglamento del ACI, el concreto de la zona representada por las pruebas de corazones, se considera estructuralmente adecuada si el promedio de los tres corazones es por lo menos igual al 85% de la resistencia especificada (f´c) y ningún corazón tiene una resistencia menor del 75% de la resistencia especificada (f´c). A fin de comprobar la precisión de las pruebas, se pueden volver a probar zonas representativas de resistencias erráticas de los corazones.
73
DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
74
Métodos de Ensayos No Destructivos Los ensayos no destructivos (END) se pueden usar para evaluar la resistencia relativa y otras propiedades del concreto endurecido. Los más utilizados son el esclerómetro, las pruebas de penetración y de arranque Cada método tiene limitaciones y se debe tener cuidado en aceptar los resultados de las pruebas no destructivas como si tuvieran una correlación constante con el ensayo tradicional de compresión, por ejemplo, se deben establecer correlaciones empíricas
75
Un programa END se puede realizar para una variedad de propósitos, con relación a resistencia o la condición del concreto endurecido, incluyéndose: Determinación de la resistencia in situ.
Control de la tasa de desarrollo de la resistencia del Concreto.
Localización de heterogeneidades, tales como vacíos o agujeros en el concreto. Determinación de la resistencia relativa de elementos comparables. 76
Evaluación del agrietamiento (fisuración) del
concreto y de la delaminación. Evaluación del daño por fuerzas mecánicas o químicas.
Localización, tamaño y actividad corrosiva del acero de refuerzo. Dimensiones de los elementos. Independientemente del tipo de END utilizado, son necesarias correlaciones fiables de los datos con la resistencia a compresión a los 28 días, para evaluar la precisión del método no destructivo.
77
ENSAYOS CON ESCLERÓMETRO NTP 339.181
78
El esclerómetro o martillo de rebote de Schmidt es esencialmente un medidor de dureza de la superficie que proporciona un medio rápido y sencillo para verificar la uniformidad del concreto. Mide el rebote de un émbolo cargado con un resorte después de golpear una superficie lisa de concreto. La lectura del número del rebote da una indicación de la resistencia y de la dureza del concreto.
79
El esclerómetro da una buena indicación de la resistencia a compresión del concreto. 80
Martillo de Rebote
81
Ejemplo de un gráfico de calibración del esclerómetro
82
Los resultados del ensayo del martillo de Schmidt, se afectan por la rugosidad de la superficie, tamaño, forma y rigidez del espécimen, la edad y las condiciones de humedad del concreto, el tipo del agregado grueso y el grado de carbonatación de la
superficie del concreto. Cuando se reconocen estas limitaciones y el esclerómetro está calibrado para los materiales usados en el
concreto, a través de la comparación con corazones o especímenes colados, entonces este aparato puede ser útil para la determinación de la resistencia a compresión relativa y de la uniformidad del concreto de la estructura. 83
Relaciones características entre la resistencia a compresión y el número de rebotes con el martillo horizontal y vertical en una superficie seca y húmeda de concreto 84
Factores que inciden en la prueba Además de los factores intrínsecos, los resultados de los ensayos reciben la influencia de los siguientes parámetros: - Textura superficial del concreto. - Medida, forma y rigidez del elemento constructivo. - Edad del concreto. - Condiciones de humedad interna. - Tipo de agregado. - Tipo de cemento. - Tipo de encofrado. - Grado de carbonatación de la superficie. - Acabado. - Temperatura superficial del concreto y la temperatura del instrumento. 85
ENSAYO DE PENETRACION SONDA WINDSOR
86
Ensayos de Penetración. La sonda de Windsor (ASTM C 803). Es básicamente un medidor de dureza que proporciona un medio rápido para determinar la resistencia relativa del concreto. El aparato consiste en una pistola activada por pólvora que clava una sonda de aleación dentro del concreto. Se mide la longitud expuesta de la sonda y se la relaciona con una tabla de calibración para obtenerse la resistencia a compresión del concreto. Los resultados de la prueba de la sonda de Windsor se influencian por la rugosidad de la superficie y la dureza y el tipo del agregado usado.
87
88
ENSAYOS DE ARRANQUE PULLOUT TEST
89
Ensayos de Arranque (Pullout) Una prueba de arranque de una vara de acero con la
extremidad aumentada dentro del concreto que será ensayado y entonces se mide la fuerza necesaria para arrancarla. El ensayo mide directamente la resistencia a cortante (corte) del concreto. Esta se correlaciona con la resistencia a compresión, proporcionando la medición de la resistencia a compresión del concreto en la estructura. 90
Si se confirma la posibilidad que el concreto sea de baja resistencia, deben efectuarse ensayos de núcleos extraídos de la zona en cuestión. En esos casos deben tomarse tres núcleos por cada resultado del ensayo de resistencia.
91
Ensayos de Arranque (Pullout) 92
Representación diagramática de la prueba de extracción 93
EVALUACIÓN DE LAS RESISTENCIAS
POR PRUEBAS DE CARGA
E O60 Concreto Armado Reglamento Nacional de Edificación
94
La Norma Concreto Armado: E-O60 del Reglamento Nacional de
Edificaciones, establece en su parte 6 referente a la Evaluación de Estructuras, el procedimiento para efectuar ensayos de carga en las edificaciones.
La norma señala que la prueba de carga es indicada cuando existen dudas razonables respecto de la seguridad de las estructuras, de alguno de sus elementos si se necesita
información para fijar los límites de capacidad de carga. 95
Las pruebas de cargas sobre estructuras terminadas se realizan también por las siguientes condiciones:
Exigencia de las especificaciones Verificar la capacidad portante Establecer la reserva de carga de servicio Cambio de uso de la estructura Estructuras sometidas a sobrecargas inhabituales, como fuego o explosión Estructuras defectuosas, por su concepción, Deficiencias del material o mano de obra Estructuras de forma o concepción especial
96
En las prescripciones generales se establece que: Las pruebas de carga se recomiendan en elementos sujetos a flexión, vigas y losas. Otros elementos, como columnas y muros, son difíciles de cargar e interpretar los resultados.
Previamente a la ejecución de la prueba de carga es necesario identificar los componentes críticos por medio del análisis, investigando especialmente la existencia al corte de los elementos estructurales cuestionados. En los casos que se pruebe únicamente una parte de la estructura, esta deberá cargarse de manera que se pueda evaluar adecuadamente la zona que se sospeche débil. 97
Edad para la prueba
La prueba de carga deberá realizarse cuando la parte de la estructura que se someterá a ensayo tenga por lo menos 56 días de edad. La prueba puede efectuarse a una menor edad, cuando el propietario de la estructura, el contratista y
todas las partes involucradas estén de acuerdo.
98
Carga de prueba La parte de la estructura seleccionada para aplicar la carga, debe recibir una carga total que incluya las cargas muertas (CM) que ya están actuando, equivalente a 0,8 (1.5 CM - 1.8 CV). La determinación de la carga viva (CV) deberá incluir la reducción permitida por la Norma de Cargas E 020. La carga de la prueba debe aplicarse con un mínimo de cuatro incrementos aproximadamente iguales, sin ocasionar impacto a la estructura. Las cargas deben disponerse de manera tal que no se produzca el efecto de arco.
99
En todos los casos la carga debe ubicarse por separado, sobre cada superficie unitaria y a una distancia que permita la libre circulación del personal. Es recomendable utilizar recipientes cargados con agua, considerando los medios para medir el nivel. Otro procedimiento es cargar con plataformas conteniendo pesos que sean múltiplos de la carga prevista, utilizando unidades de albañilería, sacos de cemento o arena. Las plataformas deberán ser calzadas mediante cuñas, para evitar riesgos y facilitar la descarga. 100
101
De la aplicación de la carga muerta
Cuarenta y ocho horas antes de aplicar la carga de prueba se debe aplicar una carga que simule el efecto de aquella porción de las cargas muertas que aún no están actuando, debiendo
permanecer aplicadas hasta que la prueba haya concluido.
102
Medida de las deformaciones Después de transcurrir 24 horas de la aplicación de la carga de prueba, se tomarán lecturas de la deflexión inicial. La carga de prueba debe retirarse inmediatamente después de tomadas las lecturas de la deflexión inicial. Las lecturas de la deflexión final se tomarán 24 horas después de haberse retirado la carga de prueba.
103
De los instrumentos de medida
Para efectuar la medición de las deformaciones se recomienda utilizar deformómetros acústicos, de cuerda vibrante o deflectómetros mecánicos, que amplifiquen las deformaciones
y que en algunos modelos están provistos de un mecanismo de relojería para registrar las deflexiones.
104
105
La carga de ensayo debe aplicarse en no menos de cuatro incrementos aproximadamente iguales. La carga uniforme de ensayo debe aplicarse de manera que se asegure su distribución uniforme a la estructura o parte de la estructura que está siendo ensayada. Debe evitarse el efecto arco en la carga aplicada. Debe realizarse un conjunto de mediciones de la respuesta después de que se coloca cada incremento de carga, y después de que se ha colocado el total de la carga sobre la estructura por lo menos 24 horas.
106
Debe removerse toda la carga de prueba inmediatamente después que se ha realizado todas las mediciones de las
respuestas definidas en el párrafo anterior.
Debe realizarse un conjunto final de mediciones e la respuesta 24 horas después que se ha removido la carga de prueba.
La porción de la estructura ensayada no debe mostrar evidencias de falla. 107
La carga total de ensayo (incluyendo la carga ya presente) no debe ser menor que el mayor entre (a), (b) y (c): a) 1.15D + 1.5L + 0.4 (L, ó S ó R) b) 1.15D + 0.9L + 1.5 (L, ó S ó R)
c) 1.3D
Se puede reducir el factor de carga en la carga viva L en 0.45, excepto en estacionamientos, áreas ocupadas como lugares para reuniones públicas y todas las áreas donde L sea mayor de 4.8 KN/m2.
Una prueba de carga no debe realizarse hasta que la porción de la estructura que se someterá a la carga tenga al menos 56 días. 108
Las deflexiones máximas medidas deben satisfacer una de las siguientes condiciones: 1
l 2t 20000 h
r
1 4
(20-1)
(20-2)
Si la máxima medida y las deflexiones residuales, 1 y r, no satisfacen las ecuaciones (20-1) ó (20-2), se puede repetir la prueba de carga.
109
La repetición de la prueba no debe realizarse antes de 72 horas desde la remoción de la carga correspondiente a la primera prueba. La porción de la estructura ensayada en la repetición de la prueba debe considerarse aceptable si la recuperación de la deflexión r satisface la condición:
r
2 5 (20-3) Donde 2 es la deflexión máxima medida durante la segunda prueba, relativa a la posición de la estructura al iniciar la segunda prueba. Los elementos estructurales ensayados no deben tener fisuras que indiquen la inminencia de una falla por cortante. 110
GRACIAS
111
