NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3708 1995-10-18
INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. USO DE REFRENTADO NO ADHERIDO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE CILINDROS DE CONCRETO ENDURECIDO
E:
STANDARD PRACTICE FOR USE OF UNBONDED CAPS IN DETERMINATION OF COMPRESSIVE STRENGTH OF HARDENED CONCRETE CYLINDERS
CORRESPONDENCIA: CORRESPONDENCIA:
esta norma es equivalente (EQV) a la ASTM C1231-93 C1231-93
DESCRIPTORES:
cilindro de compresión; hormigón.
concreto; ensayo de método de ensayo;
I.C.S.: 91.100.30 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado Apartado 14237 Bogotá, Bogotá, D.C. Tel. 6078888 6078888 Fax 2221435 2221435
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Editada 2002-09-16
PRÓLOGO
El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.
ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 3708 fue ratificada por el Consejo Directivo de 1995-10-18. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico. ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE PRODUCTOS DE CONCRETO COMPAÑÍA DE CEMENTOS ARGOS S.A. CONCONCRETO S.A. CONCRETOS PREMEZCLADOS S.A.
INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTOS DE CEMENTO “ICPC” SIKA ANDINA S.A. TOXEMENT S.A. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
Además de las anteriores, en Consulta Pública el proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: CONCRETOS DIAMANTE S.A. CONCRETOS BOGOTÁ LTDA. COLCRETO S.A. CONCRELAB LTDA.
UNIVERSIDAD JAVERIANA UPTC PROYECTOS Y DISEÑOS
ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3708
INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. USO DE REFRENTADO NO ADHERIDO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE CILINDROS DE CONCRETO ENDURECIDO
1.
OBJETO
Esta norma cubre los requisitos para la utilización de refrentado no adherido para el 1.1 ensayo de cilindros de concreto moldeados de acuerdo con las NTC 550 y NTC 1377. Esta norma requiere que el usuario: 1. Realice ensayos para calificar el sistema de refrentado no adherido, y 2. Establezca el número permisible de usos sucesivos de las almohadillas para verificar si más de 100 ensayos pueden ser realizados con una o con un par de almohadillas. Los sistemas de refrentado no adherido, no pueden ser utilizados para ensayos de 1.2 aceptación de concreto con resistencia a la compresión por debajo de 10 MPa o superior a 50 MPa. Los valores se regirán de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades. 1.3 Véase la NTC 1000 de Metrología. Esta norma no pretende señalar todos los problemas de seguridad, si los hay asociados 1.4 con su uso, es responsabilidad del usuario de esta norma establecer las prácticas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las primordiales regulaciones a usar. (Véase La Nota 5).
2.
DOCUMENTOS DE REFERENCIA
Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro de este texto, constituyen la integridad del mismo. En el momento de su publicación eran válidas las ediciones indicadas. Todas las normas están sujetas a actualización; los participantes, mediante acuerdos basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de aplicar la última versión de las normas mencionadas a continuación.
2.1
NORMAS TÉCNICAS COLOMBIANAS
NTC 504: Ingeniería Civil y Arquitectura. Refrentado de cilindros de concreto (ASTM C617). NTC 550: Ingeniería Civil y Arquitectura. Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra (ASTM C31). NTC 673: Ingeniería Civil y Arquitectura. Ensayo de resistencia a compresión de cilindros de concreto (ASTM C39). 1
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NTC 1377: Ingeniería Civil y Arquitectura. Elaboración y curado de especímenes de concreto para ensayos de laboratorio (ASTM C192).
2.2
NORMAS ASTM
D2240: Test Method for Rubber Property-Durometer Hardnes.
3.
TERMINOLOGÍA
3.1
DESCRIPCIÓN DE TÉRMINOS ESPECÍFICOS DE ESTA NORMA
3.1.1 Almohadilla Elemento fabricado con materiales elastómeros, tales como el neopreno.
3.1.2 Refrentado no adherido Sistema compuesto por dos almohadillas elásticas insertadas en sendos platos de retención de metal.
4.
SIGNIFICADO Y USO
Esta norma describe el uso de almohadillas elásticas y platos de retención de metal en el 4.1 ensayo de cilindros de concreto endurecido cuando las bases de los cilindros no cumplen con los requisitos de planitud de la NTC 673. Este método de ensayo puede ser utilizado en lugar del procedimiento descrito en la NTC 504. Las almohadillas se deforman bajo carga inicial para adaptarse contorno de las bases del 4.2 cilindro y se restringe su excesivo ensanchamiento lateral con platos metálicos para proporcionar una distribución de carga uniforme del bloque de apoyo de la máquina de ensayo sobre las bases del cilindro de concreto o mortero.
5.
RESUMEN DE LA NORMA
Esta norma establece los requisitos para el uso de un sistema de refrentado no adherido y 5.1 exige por parte del usuario elaborar los ensayos para calificar el sistema antes de ser utilizado. Adicionalmente, se requieren ensayos de calificación si las almohadillas son utilizadas por más de los 100 usos sucesivos especificados. El ensayo de calificación requiere parejas de cilindros de ensayo, uno para ser refrentado acorde con la NTC 504 y el otro, para utilizar el sistema de refrentado no adherido. Los procedimientos estadísticos para la evaluación de los resultados, son diseñados para asegurar que los sistemas de refrentado no adherido, no reduzcan la resistencia de los cilindros en más del 2 %. Excepto por la alineación de las muestras en la máquina de ensayo y la aplicación inicial de carga, los ensayos, registros e informes deben realizarse acordes con los requisitos de la NTC 673.
6.
MATERIALES Y EQUIPOS
Todos aquellos materiales y el equipo necesario para conseguir que las bases de los 6.1 cilindros cumplan los requisitos de planitud de las NTC 673 y NTC 504. Se debe incluir el equipo para materiales de refrentado necesarios para elaborar pasta de cemento, yeso de alta resistencia o mortero de azufre. 2
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Almohadillas, hechas de materiales elastómeros, las cuales se puedan acomodar a las 6.2 irregularidades de la superficie en las bases del cilindro y tengan la tenacidad suficiente para aguantar un uso repetido. La almohadilla debe tener (13 mm ± 2 mm) de espesor, su diámetro no debe ser más de 2 mm menor que el diámetro interno del anillo de retención. Los ensayos de calificación deberán establecer el máximo y el mínimo niveles de resistencia apropiado para usar con una almohadilla de una dureza Shore A determinada. Nota 1. Se ha encontrado que las almohadillas hechas de poliuretano u otros tipos de caucho, tales como el neopreno o el caucho natural con una dureza entre 50 Shore A y 70 Shore A, son aceptables. Esta dureza Shore A es determinada mediante la NTC 467. Aunque la dureza de la almohadilla requerida puede depender de su composición y el diseño del plato de retención, algunos estudios indican que las almohadillas de dureza 50 Shore A resultan apropiadas para cilindros de resistencias hasta de 48 MPa y que se requieren almohadillas de mayor dureza para niveles de resistencia mayor. De manera similar, se pueden presentar reducciones de resistencia cuando se utilizan almohadillas de dureza 50 Shore A en concretos de menos de 15 MPa, y con almohadillas de dureza 70 Shore A cuando se emplea en concretos de resistencia menor a 28 Mpa.
Plato de retención, deberán estar hechos de un metal que pueda resultar durable ante 6.3 uso repetido. (véase la Nota 2). La cavidad del anillo de retención debe tener una profundidad de al menos dos veces el espesor de la almohadilla. El diámetro interno de los anillos de retención no debe ser menor que el 102 % ni mayor que el 107 % del diámetro del cilindro. Las superficies del anillo de retención que están en contacto con los bloques de apoyo de la máquina de ensayo tienen que estar planas en un rango de 0,05 mm. Las superficies de apoyo de los anillos de retención no deben tener acanaladuras, ranuras o muescas mayores a 0,25 mm de profundidad o a 32 mm² en área superficial. Se permite la perforación en el centro de la base del anillo para facilitar la colocación y remoción de la almohadilla. Nota 2. Se ha encontrado que los platos de retención elaborados en acero y algunas aleaciones de aluminio son aceptables. El diseño de los platos de retención y los metales utilizados están sujetos al desempeño y a los requisitos de aceptación del numeral 9.
7.
ESPECÍMENES DE ENSAYO
Ninguna base de un cilindro puede apartarse de la perpendicularidad de su eje por más 7.1 de 0,5°. (Equivalente aproximadamente a 3 mm en 300 mm). Los diámetros individuales de un mismo cilindro no deben diferir entre sí en más del 2 %. Nota 3. La perpendicularidad de la base del cilindro, puede ser medida utilizando una escuadra de comprobación a través de cualquier diámetro y midiendo la mayor desviación de uno de los elementos de la superficie cilíndrica. Alternativamente, la base del cilindro puede ser colocada sobre una superficie plana y con la ayuda de una escuadra, verificar su perpendicularidad.
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Use una abrazadera de manguera para ensamblar la unidad superior al bloque de apoyo esférico superior. Figura 1. Ejemplo de platos de retención para cilindros de 150 por 300. (No obligatoria)
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Las depresiones de la superficie a lo largo de cualquier diámetro no deben exceder de 5 mm. 7.2 Si las bases del cilindro no cumplen con esta tolerancia, el cilindro no puede ser ensayado, a menos que sus irregularidades sean corregidas por cualquier método de pulido.
8.
PROCEDIMIENTO
Los sistemas de refrentado no adherido pueden ser utilizados sobre una o ambas bases 8.1 del cilindro, en vez del refrentado establecido en la NTC 504; a condición de que se cumplan los requisitos del numeral 9. Se examinan las almohadillas y se verifica que no tengan un excesivo uso o presenten 8.2 daños (véase la Nota 7). Se reemplazan las almohadillas que presenten grietas o fracturas que excedan los 10 mm de longitud sin importar la profundidad. Inserte las almohadillas en los platos de retención antes de colocarlos sobre el cilindro. (Véase la Nota 4). Notas: 4)
Algunos fabricantes recomiendan limpiar las almohadillas y las bases de los cilindros con almidón de maíz o talco antes de realizar el ensayo.
5)
Advertencia. Los cilindros ensayados con el sistema de refrentado no adherido, se rompen más violentamente que los ensayados con refrentado adherido. Como precaución de seguridad, las máquinas de ensayo deben estar equipadas con una caja de protección. Algunos usuarios han reportado daños en las maquinas de ensayo a causa de la repentina liberación de energía almacenada en las almohadillas.
Se centra el sistema de refrentado no adherido sobre el cilindro y se coloca sobre el 8.3 bloque inferior de la máquina de ensayo. Cuidadosamente se alínea el eje del cilindro, centrando el plato de retención con el de la rótula de la placa superior de la máquina. Antes de alcanzar un 10 % de la resistencia esperada, se verifica que el eje del cilindro esté vertical dentro de una tolerancia de 3,2 mm en 300 mm; y que las bases del cilindro estén centrados dentro de los platos de retención. Si la alineación del cilindro no cumple, se libera la carga y se verifica el cumplimiento de las condiciones establecidas. Se aplica nuevamente la carga y se vuelve a verificar la alineación y centrado de la muestra. Se completa la aplicación de la carga y se realiza el cálculo del ensayo y el informe de los 8.4 resultados según la NTC 673. Nota 6. A causa de la violenta liberación de energía almacenada en las almohadillas, la falla del cilindro rara vez presenta la fractura típica cónica del refrentado normal; por lo tanto, el dibujo de la fractura no aporta mucho en un informe de laboratorio. Ocasionalmente, el refrentado no adherido de los cilindros puede desarrollar rápidos agrietamientos, pero continúa soportando incremento de carga. Por esta razón, los cilindros deben ser ensayados hasta completar la falla.
9.
CALIFICACIÓN DEL SISTEMA DE REFRENTADO NO ADHERIDO Y VERIFICACIÓN DEL USO SUCESIVO DE LAS ALMOHADILLAS
La resistencia a la compresión de cilindros moldeados y ensayados con refrentado no 9.1 adherido debe ser comparada por parejas con la de cilindros ensayados con refrentados que cumplan los requisitos de ensayo de las NTC 504 y NTC 673.
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Para tener aceptación, los ensayos deben demostrar con un 95 % de nivel de confianza 9.2 (α = 0,05), que la resistencia media, utilizando refrentado no adherido, no es menor del 98 % de la resistencia media de parejas de cilindros refrentados según el numeral 9.1.
9.2.1 Los ensayos de calificación de acuerdo con el numeral 9.3, deben ser hechos sobre una almohadilla nueva para los niveles de resistencia más altos y más bajos previstos, con el fin de establecer el rango de resistencia aceptable para uso. Los ensayos de calificación se deberán repetir cuando haya un cambio en el diseño o en las dimensiones de los platos de retención, en la composición o el espesor de la almohadilla de ensayo o cuando se presente cambio de dureza Shore A por mas de 5 unidades. El ensayo de calificación inicial debe incluir la verificación de que después de los 100 usos sucesivos las almohadillas todavía cumplen los requisitos del numeral 9.2. 9.2.2 Verificación de usos sucesivos El máximo número de usos sucesivos de una almohadilla es 100, a menos que los ensayos en el numeral 9.2.2.1 hechos por el usuario de la almohadilla demuestren que los requisitos del numeral 9.2 pueden cumplir con un número mayor de usos sucesivos (véase la Nota 7). Esta verificación, deberá realizarse con el nivel de resistencia más alto al que la almohadilla va a ser utilizada. Nota 7. El máximo número de usos sucesivos de un grupo de almohadillas está generalmente entre 100 y 300. La vida útil de una almohadilla depende de la dureza y el tipo de material, la resistencia del concreto de ensayo, la diferencia entre el diámetro del cilindro y el diámetro interior del plato de retención, la desigualdad y aspereza de las bases del cilindro, etc. Es normal un desgarramiento o abrasión alrededor de su perímetro siempre y cuando no se reduzca el espesor. Agrietamientos o fracturas en las almohadillas reducen la resistencia del cilindro; por lo tanto, las almohadillas se deberán reemplazar cuando éstos agrietamientos excedan los 10 mm de longitud independientemente de su profundidad. (Véase el numeral 8.2).
9.2.2.1 Cuando los ensayos son hechos para establecer un número de usos sucesivos permisibles que excedan de 100, únicamente se deben contar aquellos ensayos o usos sucesivos que estén dentro de 14 MPa del máximo nivel de resistencia a ser calificado (véase la Nota 8). Los laboratorios deben mantener un registro del número de veces que las almohadillas son reutilizadas. Nota 8. Si el laboratorio lo desea, puede establecer el máximo número de usos sucesivos de una almohadilla a diferentes niveles de resistencia. Es sabido que la vida útil de las almohadillas es mayor a menores niveles de resistencia. En concretos de menor resistencia, se pueden utilizar almohadillas blandas de menor dureza.
9.3
PREPARACIÓN DE MUESTRAS PARA CALIFICACIÓN Y ENSAYO DE USOS SUCESIVOS DE ALMOHADILLAS
9.3.1 Se deben elaborar parejas de cilindros provenientes de una misma muestra de concreto y ser curadas en condiciones similares: un cilindro de cada par se debe ensayar después de ser refrentado de acuerdo con el numeral 9.1; y el otro se debe ensayar utilizando el sistema de refrentado no adherido. 9.3.2 Se debe elaborar un mínimo de 10 parejas de cilindros de concreto por cada nivel de resistencia (véase la Nota 9). El "nivel de resistencia", es la resistencia media de 20 o más cilindros cuyas resistencias están en un rango de 7 MPa (véase la Nota 10). Más de una pareja de cilindros pueden ser elaboradas de una misma muestra, pero los cilindros deben provenir de un mínimo de dos muestras hechas en diferentes días para cada nivel de resistencia (véase la Nota 11). 6
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Notas: 9)
Si la norma de refrentado NTC 504 y las de refrentado no adherido producen iguales resistencias, el número de parejas de cilindros que serán necesarios para demostrar cumplimiento estará entre 9 y más de 60, dependiendo de la variabilidad de los resultados de los ensayos.
10)
Observe que el rango de resistencias permitido en la calificación de los ensayos para definir el nivel de resistencias es 7 MPa, pero en el conteo del número de usos sucesivos, sólo los cilindros con un rango de 15 MPa son incluidos en el conteo total de usos sucesivos.
11)
Los cilindros para los ensayos de calificación de los ensayos pueden ser provenientes de parejas de cilindros ensayados en las operaciones de rutina normal de los laboratorios, y en la mayoría de los casos no se requieren grupos de ensayo especiales.
10.
CÁLCULOS
10.1 Por cada nivel de resistencia, compute la diferencia en resistencia por cada pareja de cilindros, y compute el valor medio de la resistencia de los cilindros con refrentado según la NTC 504 y la resistencia media del cilindro refrentado con refrentado no adherido, como sigue: di = Xpi - Xsi −
X s = (Xs1 + Xs2 + Xs3 ... + Xsn)/n −
X p = (Xp1 + Xp2 + XP3... + Xpn)/n
Donde: di
−
=
diferencia en resistencia de una pareja de cilindros computada como la resistencia obtenida con refrentado no adherido menos la resistencia del cilindro preparado acorde la NTC 504 (puede ser positiva o negativa).
=
resistencia del cilindro utilizando sistema de refrentado no adherido
X si
=
resistencia del cilindro siguiendo la NTC 504
n
=
número de parejas de cilindros ensayados por nivel de resistencia
=
resistencia media de los cilindros refrentados según la NTC 504 para un nivel de resistencia, y
=
resistencia media de los cilindros refrentados con láminas no adheridas para un nivel de resistencia.
X pi −
−
X s
−
X p
10.2 Compute la diferencia media, nivel de resistencia, como sigue:
−
d y
la desviación estándar de la diferencia, Sd, por cada
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−
d
= (d1 + d2 ... + dn)/n −
Sd = [Σ (di - d )^2/(n - 1)]^1/2
10.3
Para cumplir con esta norma la siguiente relación se debe cumplir: −
X p
−
≥
0,98 X s + (tSd)/(n)^1/2
donde t es el valor de "t de student" para (n - 1) pares con α = 0,05 de la siguiente tabla:
A.
11.
(n - 1 ) 9
t( α = 0,05)A 1,833
14
1,761
19
1,729
100
1,662
Use interpolación lineal para otros valores de (n - 1) o refiérase a tablas estadísticas apropiadas
PALABRAS CLAVES
Almohadilla, refrentado, resistencia a la compresión, concreto, ensayos de concreto, elastómero, neopreno, refrentado no adherido.
12.
DOCUMENTO DE REFERENCIA
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Practice for Use of Unbonded Caps in Determination of Compressive Strength of Hardened Concrete Cylinders. Philadelphia, 1993, 4p. il. (ASTM C1231).
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NTC 3708 Anexo
(Información no obligatoria)
X1.
Muestra e informe del cálculo
X1.1
MUESTRA DEL INFORME:
Almohadilla: Dureza Shore A = 60. Espesor 13 mm Cilindros:
Tesis Universidad Nacional- Concretos Diamante. Bogotá. Nos 1-10. Noviembre 1 de 1994.
Platos de retención: Soiltest f’c = 21 MPa (210 kg/cm²) Diámetro de los cilindros: 150 mm Azufre puro: Microsul de sulco Ltda. Lote 10207 Resistencia a la compresión 14,6 MPa (*) Edad :28 d Resistencia a la compresión (MPa) Cilindro Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Neopreno 28,5 27,3 27,6 28,2 28,2 30,3 28,5 29,7 27,7 29,8 _ Xp = 28,6
Azufre 27,7 27,1 26,2 28,7 26,3 29,3 27,7 28,7 26,3 29,3 _ Xs = 27,7
Diferencia [d] 0,8 0,2 1,4 -0,5 1,9 1,0 0,8 1,0 1,4 0,5 _ d = 0,9
(*)
Observaciones: si la resistencia del azufre no cumple con la resistencia especificada en la NTC 504, referente al refrentado con azufre.
X1.2
Resumen:
−
−
x S = 27,7; x P = 28,6; Sd = 0,68; n = 10: t = 1.833
X1.3
Cálculo: utilizando la ecuación del numeral 10.3
28,6 > (0,98)(27,7) + (1.833)(0,68)/(10)^1/2 28,6 > 27,6 (El sistema califica como 28 MPa)
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NTC 3708
Unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades
longitud
Unidad básica SI metro
masa tiempo presión
temperatura Celsius fuerza
Magnitud
Símbolo
Equivalencia
m
1m
kilogramo segundo pascal
kg s Pa
1 kg
grado Celsius
0
newton
N
39,370 1 pulgadas 3,280 84 pies 2,204 52 libras
1 Pa
1N/m2 0,101 472 kgf/mm2 2,088 54 x 10-2 libra fuerza/pie2
1N
0,101 972 kgf 0,224 809 libra fuerza
C
10
