UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS
FACULTAD DE INGIENERÍA INGENIERIA CIVIL LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
“ENSAYOS EN EL CONCRETO FRESCO”
HORARIO: Martes 7-9 pm
INTEGRANTES: SANDIVAR RAMIREZ, JESSICA JHOVANNA PAREJA QUISPE LUIS BENJAMIN NIETO GONZALES, GONZALES, LUIS ANGEL PUMARRUMI CORMAN, WILMER CONDORCHOA VARGAS, ANTONIO
DOCENTE TICLLA RIVERA, JORGE AURELIO
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESION En la actualidad son un sin número de elementos estructurales con que el ingeniero civil cuenta a su disposición, para de manera óptima y consiente elija cual es el más ideal para llevar a cabo cabo una construcción construcción basándose esta escogencia escogencia en en los tipos de cargas cargas que van a resistir. Es por esto que es de vital importancia antes de ejecutar cualquier proyecto realizar todo tipo de ensayos y pruebas a través de las cuales se pueda determinar el comportamiento de los elementos a la hora de la implementación de las estructuras, en el campo de la ingeniería civil se encuentran numerosos ensayos como el ensayo a tracción, ensayo a compresión, en este caso hablaremos del ensayo a compresión ya que esta es una de las propiedades del del concreto que más más nos interesa, el concreto como material material de construcción presenta alta resistencia a la compresión pero con baja resistencia a la tensión, es por esto que en este laboratorio se busca determinar qué tan resistente es un concreto cuando este es sometido a una fuerza axial y los esfuerzos y deformaciones que se generan a base de la acción de esta fuerza.
1. OBJETIVO
Esta norma tiene por objetivo dar a conocer la determinación de la resistencia a la compresión del concreto, en muestras cilíndricas.
2. FUNDAMENTO TEORICO
Los resultados de las pruebas de resistencia a la compresión se usan fundamentalmente para determinar que la mezcla de concreto suministrada cumpla con los requerimientos de la resistencia espec ificada, ƒ´c, del proyecto.
Los resultados de las pruebas de resistencia a partir de cilindros moldeados se pueden utilizar utilizar para fines de control control de calidad, calidad, aceptación aceptación del concreto o para estimar la resistencia del concreto en estructuras, para programar las operaciones de construcción, tales como remoción de cimbras o para evaluar la conveniencia de curado y protección suministrada a la estructura.
Los cilindros sometidos a ensayo de aceptación y control de calidad se elaboran y curan siguiendo los procedimientos descritos en probetas curadas de manera estándar según la norma ASTM C31 “Práctica estándar para elaborar y curar cilindros de ensaye de concreto en campo”. ca mpo”.
Un resultado de prueba es el promedio de, por lo menos, dos pruebas de resistencia curadas de manera estándar o convencional elaboradas con la misma muestra de concreto y sometidas a ensaye a la misma edad. En la mayoría de los casos, los requerimientos de resistencia para el concreto se realizan a la edad de 28 días.
Se deberá tomar en cuenta además los esquemas de fallas de las probetas una vez ensayadas, los tipos de falla posibles son los siguientes:
3. ISTRUMENTOS
Maquina universal para aplicar carga.
Probetas de concreto de longitud de150x300 mm o 100x200mm.
Vernier
Regla o cinta métrica
Escuadra
Micrómetro
4. PROCEDIMIENTO 1. medir con un micrómetro el diámetro de la probeta en 3 secciones (superior, medio e inferior), luego promediar las dimensiones del diámetro y medir con la cinta métrica la altura de la probeta para luego realizar los cálculos. 2. Colocar la probeta en la maquina universal para aplicar la carga. 3. La carga se debe aplicar en forma continua, evitando choques. Para máquinas de Tornillo, el desplazamiento del cabezal móvil será de aproximadamente 1,3 mm/min, cuando lo hace libremente. Para máquinas operadas hidráulicamente la velocidad de la carga estará en el rango de 0,14 a 0,34 MPa/s. 4. Identificar el tipo de falla, en nuestro caso las dos probetas presentan fallas de tipo corte.
5. CALCULOS Y RESULTADOS
Formula a utilizar: Muestra
= ×
Edad
Diámet
Altura
Área
Carga
Esfuerzo
(dias)
ro
(cm)
(Cm2)
(kg)
a la
(cm)
Observaciones
compresió n (kg/cm2)
C-1
28
15,33
30,3
184,5
58554,0
8
0
317.24
El concreto presenta una resistencia adecuada para construcción de viviendas.
C-2
28
15,293
30,5
183,6
53873,0
9
0
293.29
La probeta presentaba pequeñas partículas de plástico, lo que influyo en la resistencia respecto a la probeta C1.
6. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
La resistencia a la compresión de las probetas se encuentran dentro de las especificaciones de la norma para el encofrado de vigas, columnas, veredas, muros, en diversos tipos de estructuras, ya sea edificios, viviendas, entre otros.
TRACCIÓN POR COMPRESIÓN DIAMETRAL 1. Definición Este ensayo consiste en aplicar la fuerza de compresión a lo largo de un espécimen cilíndrico de concreto hasta que este falle por la longitud de su diámetro. Esta carga induce esfuerzos de tensión en el plano donde se aplica y esfuerzos a la compresión en el área donde la carga es aplicada. Por lo tanto la falla de tracción ocurre antes que la falla de compresión debido a que las áreas de aplicación de la carga se encuentran en un estado de compresión triaxial a lo largo de todo el espécimen de concreto, permitiendo de esta manera resistir al espécimen de concreto mucho mayor esfuerzo a la compresión que el obtenido por un esfuerzo a la compresión uniaxial dando paso a la falla por tracción a lo largo del espécimen de concreto. Si bien es cierto que el concreto es un material que trabaja muy bien a esfuerzos de compresión, la tracción es una forma de comportamiento de este material de gran interés para el diseño de variedad de estructuras en la ingeniería civil a partir de mediados del siglo XX y en nuestros días es un valor muy importante como indicador de calidad del concreto dentro de las obras de ingeniería.
Este método se encuentra normalizado
Norma peruana NTP 339.084 (Método de ensayo normalizado para la determinación de la resistencia a tracción simple del concreto, por compresión diametral de una probeta cilíndrica)
Norma internacional ASTM C496-96 Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens.
2. Procedimiento de ensayos 1) Determinar las medidas del espécimen
2) Equipo a usar
3) Configurando el equipo para el ensayo
4) Espécimen listo para ser ensayado
5) Espécimen fallando por tracción diametral
6) Espécimen fracturado a lo largo de su diámetro
3. Cálculos y resultados La resistencia a la tracción por comprensión diametral de la probeta se calcula con la siguiente fórmula:
=
2P π∗ l ∗d
Donde: T =Resistencia a la tracción por comprensión diametral, kPa. P =Máxima carga aplicada indicada por la máquina de ensayo, kN. l =longitud promedio, m. d =Diámetro promedio, m. l1=30,6 cm
d1=15,4 cm
l2=30,5 cm
d2=15,3 cm
l3=30,6 cm
d3=15,4 cm
l prom = 30,57 cm
d prom = 15,37 cm
= =
2P π∗ l ∗d
2P π ∗ 30,57 ∗ 15,37 ∗ 10− = 20,69 kPA
PRUEBA DE LA FLEXIÓN PARA PRISMAS Este proceso se tiene que realizar para garantizar el buen funcionamiento de nuestro concreto y es establecido por la NTP 339-078 (ASTM C78)
1. Fundamento La ecuación 04 aplica cuando la falla ocurre en el tercio central. MR = PL / bh2 Relación cuando falla es en el tercio central Donde: MR = Módulo de rotura. P = Carga Kg. L = Luz cm. b = Ancho promedio cm. h = Altura promedio cm. La ecuación aplica si la falla ocurre fuera del tercio, pero no mayor del 5% de la luz libre, se aplica la siguiente fórmula. MR = 3Pa / bh2 Relación cuando falla ocurre fuera del tercio Donde: a = Distancia entre la línea de falla y el apoyo más cercano medido sobre el largo de la línea central de la superficie inferior de la viga (cm) Si la falla ocurre fuera del tercio central y a una distancia mayor del 5% de la luz libre se descarta el ensayo.
2. Objetivo del experimento
El objetivo del experimento realizado es determinar el módulo de rotura del prisma estableció en el laboratorio 2.
3. Procedimiento para determinar el Modulo de rotura
Extraer la viga de la cámara de curado y con ayuda de una espátula quitarle las rebabas que pudiera tener, medir la viga y marcar el centro y los tercios de luz.
determinar las dimensiones de la probeta prismática con aproximación a 1 mm (luz, ancho, altura)
Colocar la viga sobre los rodillos y hacer contacto entre la viga y los rodillos de aplicación de carga.
Se ensayará la probeta con una carga constante suave hasta la rotura.
En la figura se puede observar que se comienzan a marcar los puntos donde se colocaran los apoyos para realizar la respectiva rotura. De este proceso se recogerán los datos para los siguientes cálculos. 4. Cálculos y resultados Datos recogidos en laboratorio:
a) Base:
= 15,4 = 15,3 = 15,4 Promedio de la base:
= 15,4
b) Altura:
ℎ = 15,2 ℎ = 15,3 ℎ = 15,3 Promedio de la altura:
ℎ = 15,27 c) Longitud:
= 15 = 15 = 15 Longitud promedio:
= 45 d) Carga máxima:
= 3506
En la fotografía se observa que la rotura de la viga fue en el tercio central de la luz. En el experimento se observó que la rotura de la viga fue en el tercio central por ende para calcular el módulo de rotura se aplicara la siguiente formula que se presentara a continuación:
=
3 ℎ
Dónde: MR = Módulo de rotura. P = Carga Kg. L = Luz cm. b = Ancho promedio cm. h = Altura promedio cm. e) Aplicando la fórmula:
=
3506 × 45 15,3 × 15,4
= 43,764 = 43,76 ⁄
Identificación
Altura promedio
Base promedio
Luz
Fuerza max
1
(cm)
(cm)
(cm)
(kg)
MR 8(⁄ )
Viga 1
15,3
15,4
45
3506
43,76
Tabla de resultados
5. Análisis de resultado El módulo de rotura es 43,76 / el cual tendrá que ir en el informe presentado al cliente para así poder estar en los estándares de calidad permisibles por la Norma Técnica Peruana.
ESCLEROMETRÍA 1. Introducción La norma que establece el método de ensayo es la norma NTP 339.181 (ASTM C-805).
2. Objetivo Determinar la uniformidad del concreto, puntos críticos o de baja calidad en una estructura contribuyendo de esta manera, a la evaluación de una estructura.
3. Fundamento En primer lugar establecer unas características de la toma de valores de índice de rebote en número y forma. Para ello nos basaremos en la norma ASTM C805 y la UNE-EN-12504-2. Ambas normas requieren de piezas con un espesor mayor a los 100 mm, de superficie lisa y seca, con el esclerómetro en posición perpendicular a la superficie de ensayo y distanciando los puntos de ensayo como mínimo de 25 mm. Mientras que la ASTM C805 marca un numero de lecturas de 10, la UNE señala un valor de 9 determinacionesUna vez hemos obtenido estos valores, solo se consideran validos en el caso que: ASTM C805: se descartan todas las lecturas que difieran en más de 7 unidades de la media. Si existe más de dos lecturas que cumplan esta condición debe descartarse el conjunto. UNE-EN-12504-2: Si el número de lecturas que difieren de la mediana es igual o superior al 20% se descarta el conjunto. Este ensayo no es usado para la determinación la resistencia del concreto por los muchos factores que inciden en la prueba (carbonatación del concreto, temperatura del cemento,
humedad del concreto, temperatura del equipo, tipo de encofrado, tipo de agregado, etc.) ya que posee una dispersión muy grande y es bastante costoso.
Tipo de esclerómetros TIPO N: Se utiliza para obras civiles normales (columnas, pisos, etc.)
TIPO L: Se utiliza para concretos de dimensiones reducidas y sensibles a los golpes.
TIPO M: Se utiliza para estructuras masivas o de gran volumen.
La edad mínima para realizar el ensayo es de 14 días. El elemento que se desea ensayar debe tener una dimensión mínima de 100mm de alto (4”), si se desea realizar el ensayo en probetas cilíndricas, fijarlas en los cabezales de la
máquina de compresión (con aproximadamente 5000lb). No es recomendable realizar esta prueba en concretos menores del f’c 140 kg/cm2 y en concretos que tengan agregados gruesos con TM mayores a 2”.
Si se desea determinar la uniformidad del concreto esta debe ser por lo menos realizada en cuatro elementos y los cuatro ensayos con el mismo ángulo de extracción. Calibración del equipo Se recomienda calibrar el equipo cada 200 determinaciones o cuando se presentan lecturas erróneas.
4. Instrumentos Esclerómetro.
5. Procedimiento
Preparar un área de 150mm150mm en el elemento que se desea ensayar.
Realizar 10 medidas con una separación de por lo menos 25mm entre ellas.
primero se debe colocar de manera perpendicular el esclerómetro en uno de los puntos.
Presionar el esclerómetro en el piso y levantarlo hasta desactivarlo
Luego presionar nuevamente contra el piso y disparar, el botón se mantiene presionado después del disparo
Levantar el esclerómetro, soltar el botón y tomar la media que marca el esclerómetro.
Repetir lo pasos en los otros puntos.
Obtener el promedio de las 10 lecturas y si una o dos lecturas individuales difieren en más de 7 unidades, el
promedio se
descarta y se obtiene el nuevo
promedio.
6. Resultados
̅ 1
43
2
42
3
36
̅ 7 ≤ ̅ ≤ ̅ + 7
4
36
32.5 ≤ 39.5 ≤ 46.5
5
34
6
37
7
44
La prueba 8 no cumple es mayor a 46.5, por lo tanto se
8
49
elimina.
9
35
10
39
̅ = 39.5
̅ 1
43
2
42
3
36
̅ 7 ≤ ̅ ≤ ̅ + 7
4
36
31.4 ≤ 38.4 ≤ 45.4
5
34
6
37
7
44
Todas las pruebas cumplen, por lo tanto no se elimina
8
35
ninguna y el concreto cumple con la norma.
9
39
̅ = 38.4
7. Interpretación de resultados Según la Norma si al obtener el promedio de las 10 lecturas, una o dos lecturas individuales difieren en más de 7 unidades, el promedio se descarta y se obtiene el nuevo promedio. Pero si más de dos fallan se rechaza el concreto. En nuestro ensayo sólo hubo un promedio que no cumplía con la norma pues era mayor a ̅ + 7 , por lo tanto se tuvo que eliminar ese promedio y determinar un nuevo promedio, después de ello todos los promedios cumplían con la norma.
EXTRACCIÓN DE TESTIGOS DE DIAMANTINA NTP. 339.034 1. Fundamento La prueba de diamantina es un tipo de ensayo no destructivo del concreto Se realiza para evaluar la resistencia del concreto en una estructura, en especial cuando la resistencia de los moldes de concreto obtenidos al principio de obra es baja. Si esto sucede, una forma de comprobar la resistencia de este concreto es realizando éste ensayo, para el cual, se extrae un testigo de la zona en cuestión de acuerdo con ASTM C42 M. En estos casos deben tomarse Tres núcleos por cada resultado del ensayo de resistencia que sea menor que Los valores señalados en los criterios de aceptación del concreto de muestras cilíndricas.
Condiciones para la realización del ensayo:
Cuando la resistencia de las probetas, modelados al pie de obra es baja.
Cuando se han presentado anomalías en el desarrollo de la construcción.
Fallas de curado.
Aplicación temprana de cargas.
Incendio.
Estructuras antiguas.
Cuando no se cuenta con registros de resistencia.
2. Procedimiento de ensayos
Instrumentos: -Perforadora de nucleo para extracción de diamantinas
Los testigos cilíndricos para ensayos de compresión se extraen con un equipo sonda provista 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. Deben tomarse tres especímenes por cada resultado de resistencia que este por debajo de la resistencia a la compresión especificada del concreto (F´C).
La extracción debe realizarse en forma perpendicular a la superficie, cuidando que en la zona no existan juntas, ni se encuentren próximas a los bordes. La altura de la muestra debe ser el doble de su diametral
3. Cálculos y resultados En los casos que los especimenes tengan una relación entre longitud y diámetro, menor de 2 , se deberá ajustar los resultados del ensayo de compresión , para corregir e l efecto de “zunchado” que se produce en el proceso de aplicación de las cargas.
Para los efectos de ajustar la resistencia a un equivalente de la probeta normal, podrán utilizarse los coeficientes normalizados.
4. Interpretación 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). Si no cumple con la resistencia se debe proceder a reforzar la estructura según el criterio del ingeniero o de ser necesario retirar la estructura.
Bibliografía
ESCLEROMETRÍA http://www.patologiasconstruccion.net/2013/11/resistencia-del-hormigon-medianteesclerometro-2-ensayo-y-valor-fc/
TRACCIÓN POR COMPRESIÓN DIAMETRAL Ing. Huerta Campos. (2015). Ensayo a la Tracción por compresión diametral de probetas de concreto, de Civil Geeks Sitio web: http://civilgeeks.com/2016/01/02/ensayo-a-la-traccion-por-compresion-diametral-de probetas-de-concreto/
EXTRACCIÓN DE TESTIGOS DE DIAMANTINA
ING. CESAR CACHAY LAZO,Control de calidad del concreto(http://es.slideshare.net/samuelemontenegro/control-de-calidadss) (consulta 20 de Junio del 2016)
UNI, Extracción de testigos de diamantina en Lima (http://www.lem.uni.edu.pe/)
(consulta 20 de Junio del 2016)
SENCICO, Testigos de concreto endurecido (consulta 20 de Junio del 2016)
http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/TEMAII.2.8.MECANICAS.Ensayos.pdf http://www.imcyc.com/ct2006/junio06/PROBLEMAS.pdf
PRUEBA DE LA FLEXIÓN PARA PRISMAS http://www.directindustry.es/prod/shenzhen-wance-testing-machine-co-ltd/product72280-955657.html http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/TEMAII.2.8.MECANICAS.Ensayos.pdf
