DOCENTES
:
Acuña Alegre, Cesar Sotomayor Cruz, Cristian
TÍTULO
:
Tercer Laboratorio Tecnologa Tecnologa !el Concreto
"EC#A
:
Junio 2016
CU$SO
:
Tecnologa !el Concreto
CA$$E$A
:
Ingeniería Civil
C%CLO
:
2016-1
%NTE&$ANTES
:
INDICE
LABORATORIO N° 3: Ensayos en concreto endurecido •
Compresión de probetas cilíndricas
•
Tracción Tracción por compresión diametral
•
Flexión en prismas de concreto
•
Esclerometría
•
Extracción de núcleos de concreto endurecido
•
Problemas propuestos del Laboratorio N° 3
LABORATORIO N° 3
ENSAYOS EN CONCRETO ENDURECIDO
Autor !ony C" #uti$rre% Abanto
&'utierre%"&yc(outloo)"com"pe
P*'ina + ,-
ENSAYO DE COMPRESIÓN EN PROBETAS CILÍNDRICAS DE CONCRETO ASTM C39 / NTP 339.034 1.- INTRODUCCION: En la actualidad son un sin número de elementos estructurales con .ue el in'eniero ci/il cuenta a su disposición0 para de manera optima y consiente eli&a cual es el m*s ideal para lle/ar a cabo una construcción bas*ndose esta en los tipos t ipos de car'as .ue /an a resistir" Es por esto .ue es imprescindible .ue antes de e&ecutar cual.uier proyecto reali%ar todo tipo de ensayos y pruebas a tra/$s tr a/$s de las cuales se pueda determinar el comportamiento de los elementos a la 1ora de la implementación de las estructuras0 en el campo de la in'eniería ci/il se encuentran numerosos ensayos como el ensayo a tracción0 ensayo a compresión0 en este caso 1ablaremos del ensayo a compresión ya .ue esta es una de las propiedades del del concreto .ue mas mas nos interesa0 el concreto como material de construcción construcción presenta alta resistencia resistencia a la compresión compresión pero con ba&a ba&a resistencia a la tensión0 es por por esto .ue en este laboratorio se busca determinar .ue tan resistente es un concreto cuando este es sometido a una 2uer%a axial y los es2uer%os y de2ormaciones .ue se 'eneran a base de la acción de esta 2uer%a" 2.- OBJETIO: El ob&eti/o principal del ensayo consiste en determinar la m*xima resistencia a la compresión de un cilindro de muestra de un concreto 2rente a una car'a aplicada axialmente" 3.- PROCEDIMIENTO: PROCEDIMIENTO: •
•
• •
•
• •
• • • •
etirar la probeta del po%o de curado" Tomar las medidas de los di*metros con un micrómetro de 3 partes di2erentes del esp$cimen" Pesar pre/iamente la probeta antes de colocarles tapa0 caso de desacuerdos" desacuerdos" Con el 2in de conse'uir una distribución uni2orme de la car'a0 'eneralmente los cilindros se tapan con tapas de almo1adillas de neopreno 4A5T6 C 7,378" Los extremos de las probetas no deben presentar des/iación con respecto a la perpendicular del e&e del cilindro en m*s 9":; y los extremos deben 1allarse planos dentro de de un mar'en de 9"99, pul'adas pul'adas 49"9:mm8" Procedemos a colocar la probeta en la prensa de compresión" Los cilindros se deben centrar en la m*.uina de ensayo de compresión y car'ados 1asta completar la ruptura" La probeta recibe car'a dentro de la prensa a una /elocidad establecida" 5e detiene el ensayo al momento en .ue la probeta se 2ractura" La prensa nos muestra el dato de la car'a m*xima" 5e colocó el esp$cimen ya 2ractura en un boo'ie para lue'o ser desec1ado"
Por último último proced procedemo emoss a calcul calcular ar la resist resisten encia cia del concr concreto eto di/idi di/idiend endoo la m*xima car'a soportada por la probeta para producir la 2ractura0 entre el *rea promedio de la sección" sección"
•
Pasos
4.- CALCULOS: D!"#$ P%&'(#$: rea de la sección trans/ersal A =
π × D
2
4 −1
A =
π ×( 151,84 × 10 4
)2
2
A =181,07 cm
esistencia de libras a )ilo'ramos 1 kg=
x =
1 lb 2,2046
72965 lb 2,2046
x =33096,36 kg
esistencia a la compresión en kg / cm2 σ c =
33096,36 kg 181,07 cm
2
σ c =182,78 kg / cm
2
)*&+"&$ ,& &%%#%: •
•
5e debe empe%ar el ensayo tan pronto 1aya sido retirado el esp$cimen del po%o de curado0 tal como indica la norma A5T6 A5T6 C 3?" 5e debe /eri2icar .ue el indicador este en cero0 se'ún la norma A5T6 A5T6 C 3?"
S*&%&+(!$: •
•
•
5e recomienda alinear los e&es del esp$cimen con el centro del blo.ue de empu&e superior" 5e recomienda .ue la temperatura del a'ua de curado sea de ,,°C 4temperatura ideal8" Elaborar probetas cilíndricas adicionales de reser/a"
C#+*$(#+&$: •
•
•
•
•
A tra/$s del ensayo reali%ado en el laboratorio se puede concluir .ue el concreto presenta alta resistencia resistencia a la compresión0 compresión0 de la misma misma 2orma se pudo determinar .ue tan resistente es el material cuando este es sometido a car'as axiales0 por otro lado se pudo /er .ue lo aprendido teóricamente es 2*cilmente aplicable en el laboratorio y partir de las ecuaciones aprendidas se pudo calcular el es2uer%o o resistencia del concreto cuando este es sometido a una 2uer%a de compresión0 adem*s se pudo obtener la m*xima car'a posible aplicada y por ultimo se pudo concluir .ue no todos los materiales presentan la misma resistencia0 esto nos indica .ue si un material tiene 'ran resistencia a la compresión es posible .ue ten'a una ba&a resistencia a la tensión y /ice/ersa0 /ice/ersa0 es por esto esto .ue es de de /ital importancia conocer las características de cada uno de los materiales al momento de e&ecutar cual.uier proyecto para así e/itar cual.uier tipo de problemas .ue se puedan presentar debido debido a la 2alta de conocimiento conocimiento del comportamiento comportamiento de ellos" El dise@o de me%cla 2ue dise@ado para una resistencia de ,79 kg / cm2 0 sin embar'o el ensayo nos muestra una resistencia menor0 de 182,78 kg / cm2 0 esto se debe a .ue la resistencia puede /ariar si es .ue la probeta no 2ue bien elaborada0 al momento de c1usear las capas" na prueba a los 3 ó = días puede ayudar a detectar problemas potenciales relacionados con la calidad del concreto o con los procedimientos de las pruebas de laboratorio pero no constituye el criterio para rec1a%ar el concreto" La resistencia a la compresión0 puede /ariar si no se controla la temperatura del a'ua de curado0 para tener una resistencia óptima y de acuerdo al dise@o a los ,B días" Los in2ormes o reportes sobre las pruebas de resistencia a la compresión son una 2uente /aliosa de in2ormación para el e.uipo del proyecto actual o para proyectos 2uturos" Los reportes se deben remitir lo m*s prontamente posible al productor del concreto0 al contratista y al representante del propietario"
TIPOS DE )ALLAS EN CILINDROS DE CONCRETO
Como podemos obser/ar0 el concreto su2rió una 2alla en el in2erior de la probeta0 con lo cual concluimos .ue la 2alla es de TPD :"
ENSAYO DE TRACCIÓN POR COMPRESIÓN DIAMETRAL TRACCIÓN INDIRECTA MTODO POR BRASILERO NTP 339.04 / ASTM C49 1.- INTRODUCC INTRODUCCIÓN: IÓN: El ensayo de tracción indirecta0 destaca por ser un m$todo simple y representati/o0 .ue permite imitar la respuesta de un pa/imento 2lexible y obtener la car'a m*xima .ue a'uanta una me%cla antes de romper" Este ensayo consiste en someter a compresión diametral una probeta cilíndrica0 aplicando una car'a de manera uni2orme a lo lar'o de dos líneas o 'eneratrices opuestas 1asta alcan%ar la rotura"
&+"!5!$ ,& 67"#,# Las /enta&as del m$todo0 normali%ado en numerosos países0 se encuentran en los si'uientes 2actores a8 5e utili%an utili%an los los mismos mismos moldes0 moldes0 sistemas sistemas de curad curado0 o0 y prensa prensa .ue en en el ensayo ensayo de compres compresión" ión" b8 Constituye un ensayo ensayo simple0 económico económico y de 2*cil 2*cil e&ecución" c8 Los ensayo ensayoss puede puedenn reali% reali%ars arsee sobre sobre cora% cora%one oness extraí extraídos dos del concr concreto eto endurec endurecido ido cuando cuando tiene re'ular" Como limitación0 podemos se@alar .ue sus resultados son superiores a los .ue se obtiene por el ensayo de tracción directa0 en ra%ón .ue en el ensayo de compresión diametral0 existe una %ona de 2ractura pre determinada0 determinada0 .ue no re/ela las las 2allas .ue pueden pueden presentarse en otro lu'ar del esp$cimen"
2.- OBJETIOS: n/esti'ar y comprender todos los aspectos concernientes al ensayo de tracción indirecto o ensayo brasile@o en rocas" n/esti'ar cómo se calcula el ensayo de tracción indirecto o ensayo brasile@o en rocas y las utilidades de este ensayo en la in'eniería" 3.- PROCEDIMIENTO: PROCEDIMIENTO: • •
•
•
• • •
5e procede a retirar la probeta de posa de curado" Lue'o Lue'o del curado de los especímenes especímenes de ensayo ensayo y antes antes de la prueba0 prueba0 debe procederse procederse a determinar su lon'itud0 por el promedio de tres medidas y el di*metro por el promedio de dos medidas" 5i las dimensiones de las placas de apoyo de la m*.uina de compresión0 son menores .ue la lon'itud del cilindro0 debe interponerse una platina suplementaria de acero ma.uinado0 de por lo menos :9 mm de anc1o y espesor no menos .ue la distancia entre el borde de las placas" Lue'o se arma el e.uipo para colocar la probeta en e.uipo para comen%ar el ensayo de tracción Al momento en .ue el esp$cimen se 2ractura diametralmente se detiene el e.uipo" Lue'o se toma la resistencia .ue nos muestra el e.uipo" Finalmente se procede a calcular a resistencia r esistencia a la tracción"
4.- CALCULOS: D!"#$ P%&'(#$:
A =
π × D
2
4
π ×( 152,09 × 10
−1
)2
4 2
A =181,67 cm
esistencia de libras a )ilo'ramos 1 kg=
1 lb 2,2046
x =
29820 lb 2,2046
x =13526,26 kg
esistencia a la compresión en kg / cm2 σ c =
13526,26 kg 181,67 cm
2
σ c =74,46 kg / cm
2
S*&%&+(!$: •
•
5e recomienda alinear el cilindro de concreto con los listones de apoyo antes de colocarlo en la m*.uina de tracción" 5e su'iere /eri2icar .ue la probeta de concreto no ten'a 2isuras en los lados super2iciales super2iciales
C#+*$(8+: •
•
La resistencia a la tracción indirecta es utili%ada en el dise@o de elementos de concreto estructural li/iano para e/aluar la resistencia a la cortante0 pro/ista por el concreto y para determinar la lon'itud de desarrollo del es2uer%o" La m*xim m*ximaa car' car'aa susten sustentad tadaa por el esp$c esp$cime imenn es di/idi di/idida da por 2actor 2actores es 'eom$ 'eom$tri tricos cos apropiados para obtener la resistencia a la tracción indirecta"
PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA )LEIÓN EN IAS DE CONCRETO ENDURECIDO ASTM C-; 1.- OBJETIO"
2. - E*(+! ,& ?&@(#+. *(+! # &%+(&% &%%!6(&+"!$ '!%(!$. 3.- PROCEDIMIENTO.PROCEDIMIENTO.•
5e extrae la /i'a de la c*mara de curado"
•
Con ayuda de una esp*tula .uitarle las rebabas .ue pudiera tener"
•
5e toman las medidas de la /i'a del anc1o de la sección y la lon'itud"
•
•
•
•
•
Con el 2in de conse'uir una distribución uni2orme de la car'a0 a la /i'a se le coloca una tapa de capeo de neopreno0 Lue'o se coloca la /i'a sobre los rodillos y se 1ace contacto entre la /i'a y los rodillos como apoyos en los extremos para la aplicación de car'a0 para iniciar el ensayo" Lue'o se detiene el ensayo al momento en .ue se 2ractura la /i'a en la parte central" Lue'o se toma la resistencia .ue nos muestra el e.uipo para proceder con los c*lculos correspondientes0 Finalmente se desec1a la /i'a ya 2allada"
4.- CLCULOS MR PL / 2
Lu% 4L8 L=(
L=(
b +h 2
)× 4
153,73 + 150,57 2
)× 4
L=608,6 mm
Car'a .ue resiste0 de libras a )ilo'ramos 1 kg=
x =
1 lb 2,2046
6273 lb 2,2046
x =2845,41 kg
6ódulo de rotura MR =
MR =
P.L 2
b× h
2845,41 × 60,86 15,37 × 15,06
MR =49,68 kg / cm
2
2
)*&+"&$ ,& &%%#%: •
•
5e'ún la norma A5T6 C =B0 cuando se utilice especímenes moldeados0 moldeados0 se debe 'irar el esp$cimen de ensayo sobre su lado con respecto a su posición como 2ue moldeado y centrarlo en los blo.ues soporte" Cuando se utilice especímenes cortados0 colocar el esp$cimen de tal manera .ue la cara de tensión corresponda a la parte superior o in2erior del esp$cimen como 2ue cortado del material ori'inal" 5e'ún la norma A5T6 C =B0 el esmerilado de las super2icies laterales debe ser minimi%ado considerando .ue $ste puede cambiar las características 2ísicas de los especímenes" especímenes"
S*&%&+(!$: • •
5e debe centrar el sistema de car'a con relación a la 2uer%a aplicada" 5e recomienda car'ar la /i'a uni2ormemente y sin sacudidas"
•
5e recomienda limpiar bien la /i'a antes de colocar en la m*.uina de 2lexión"
C#+*$(8+: •
•
El secado de las super2icies del esp$cimen puede producir una reducción en la medida del es2uer%o de 2lexión" El es2uer%o determinado puede /ariar si existen di2erencias en el tama@o del esp$cimen0 preparación0 condición condición de 1umedad0 1umedad0 curado o las las condiciones donde donde la /i'a 1aya 1aya sido moldeada o aserrada al tama@o re.uerido" r e.uerido"
ENSAYO DE ESCLEROMETRÍA ASTM C0F 1.- DE)INICIÓN "Este ensayo se reali%a 'eneralmente para determinar la uni2ormidad del concreto0 puntos críticos o de ba&a calidad en una estructura y con&untamente con otros ensayos no destructi/os contribuyen a la e/aluación de la estructura" Este ensayo no debe ser usado para determinar la resistencia del concreto por muc1os 2actores .ue inciden en la prueba 4carbonatación del concreto0 temperatura del cemento0 1umedad del concreto0 temperatura del e.uipo0 tipo de enco2rado0 tipo de a're'ado0 etc"8 ya .ue posee una dispersión muy 'rande" 2.- PROCEDIMIENTO.PROCEDIMIENTO.•
•
•
•
5e prepara un *rea de -J de di*metro en el elemento .ue se desea ensayar" En este caso el ensayo se 1ico en el suelo del laboratorio eali%ar 79 disparos con una separación de por lo menos 7J de disparo a disparo" 5e debe obtener el promedio de las 79 lecturas y si una o dos lecturas indi/iduales di2ieren en m*s de =
unidades0 el promedio se descarta y se obtiene el nue/o promedio"
)*&+"&$ ,& &%%#% • •
•
5e debe calibrar el esclerómetro 5e'ún la norma A5T6 C B9:0 las pruebas se reali%an a no menos de ,: mm K7 pul'" entre los puntos" Pudo 1aber ocurrido una mala manipulación
S*&%&+(!$: • •
•
5e su'iere practicar en muros o en el suelo antes de empe%ar el ensayo 5e recomienda 1acer como m*ximo 79 puntos con el esclerómetro No es recomendable recomendable reali%ar esta esta prueba en concretos concretos menores del del 2Mc 7G9 )'cm ,"
• •
5i son m*s lecturas las .ue di2ieren a = unidades del promedio se descarta la prueba" El elemento .ue se desea ensayar debe tener una dimensión mínima de 79cm o GJ0 si se desea reali% reali%ar ar el ensay ensayoo en probet probetas as cilínd cilíndric ricas0 as0 2i&arla 2i&arlass en los cabe% cabe%ale aless de la m*.uin m*.uinaa de compresión 4con aproximadamente :999lb8"
C#+*$(8+: Esteensay Esteensayoperm opermitede itedetermin terminarlare arlaresiste sistencia nciadeune deuneleme lementode ntodeconc concretoap retoapartird artirdel el númeroder númeroderebot ebotesde esdell esclerómetroenelconcretoendurecid esclerómetroenelconcretoendurecido0 o0 sinembar'osedebetomarencu sinembar'osedebetomarencuenta.ueestem enta.ueestem$tododepruebanoe $tododepruebanoess con/enientecomolabasepara con/enientecomolabasepara la aceptaciónoelrec1a%odelconc aceptaciónoelrec1a%odelconcreto" reto"
Fi'ura representati/a de la resistencia en los 79 puntos esistencia promedio 41,8 kg / cm2
ETRACCIÓN Y ENSAYO DE TESTIOS DIAMANTINOS ASTM C42 / NTP 339.0F9 1.- DE)INICIÓN " La extracción de testi'os diamantinos se reali%a 'eneralmente cuando la calidad del concreto se encuentra en duda como consecuencia de una resistencia menor menor al 2Mc 2 Mc especi2icado en probetas cilíndricas normali%adas y curadas ba&o condiciones de laboratorio" 5e reali%a tambi$n cuando no se cuenta con in2ormación sobre la resistencia del concreto0 cuando una estructura 1a su2rido incendio0 cuando a una estructura se le l e 1a aplicado car'as a edades tempranas0 etc" 2.- PROCEDIMIENTO.PROCEDIMIENTO.-
• • •
•
5e tiene una placa de concreto" 5e pone una base sobre la placa para no da@ar el suelo" 5e procede a instalar el e.uipo de extracción" La extracción debe ser reali%ada por personal cali2icado0 el testi'o debe ser extraído de la parte central del elemento elemento Lue'o se pasa a bombear a'ua para 2acilitar la extracción del testi'o" Terminado Terminado el procedimiento se extrae el testi'o con un cuc1illo" na /e% extraído el testi'o0 se procede al tallado o acerrado0 de tal 2orma .ue el testi'o .uede alineado /erticalmente y las *reas se encuentren paralelas entre si" Lue'o se procede a la rotura del esp$cimen se tendr*n en cuenta los si'uientes criterios
4.- INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS.-
promedio de los tres cora%ones es por lo menos i'ual al B:; de la resistencia especi2icada 42Oc8 y nin'ún cora%ón tiene una resistencia menor del =:; de la resistencia especi2icada 42Oc8"
S*&%&+(!$: • • •
5e recomienda bombear r*pido el a'ua para extraer m*s r*pido el blo.ue de concreto 5e recomienda 1acer el ensayo en un suelo liso 5e su'iere 1acer el ensayo de la diamantina &unto a un experto en esta *rea"
C#+*$(8+: La resistencia del concreto se /e a2ectada por su ubicación en un elemento estructural0 tendiendo a ser m*s resistente el concreto de la base .ue el de la parte superior" La resistencia del núcleo tambi$n se /e a2ectada por su orientación en relación con el plano 1ori%ontal de colocación del concreto0 tendiendo a ser in2erior si el núcleo se obtiene en 2orma paralela al plano 1ori%ontal" No existen relaciones absolutas entre la resistencia a la compresión de un núcleo y la correspondiente resistencia a la compresión de cilindros moldeados y curados en 2orma 2or ma est*ndar"
