NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 722 2000-06-21
CONCRETOS. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA TENSIÓN INDIRECTA DE ESPECÍMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO
E:
CONCRETES. STANDARD TEST METHOD FOR SPLITTING TENSILE STRENGTH OF CYLINDRICAL CONCRETE SPECIMENS
CORRESPONDENCIA:
esta norma es equivalente (EQV) a la norma ASTM C496
DESCRIPTORES:
cilindro de concreto; producto de concreto; ensayo mecánico; ensayo de tensión.
I.C.S: 91.100.30 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. Tel. 6078888 Fax 2221435
Prohibida su reproducción
Tercera actualización
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 722 (Tercera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo del 2000-06-21. 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 369901 "Concretos, morteros y agregados" a cargo de la STN: ASOCRETO. ASOCRETO CONCRETOS PREMEZCLADOS
ICPC MANUFACTURAS DE CEMENTO TITÁN
Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: AGRECON ASOGRAVAS COMPAÑÍA DE CEMENTOS ARGOS S.A. CONCONCRETO S.A. CONCRETOS DE OCCIDENTE CONINSA CONSTRUCTORA COLPATRIA DIEGO SÁNCHEZ DE GUZMÁN ECOPETROL EAAB ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA ESCUELA MILITAR DE CADETES GRUPO DIAMANTE SAMPER GRUPO POA INGENIERÍA DEL CONCRETO INGENIESA
LABORATORIO CONCRELAB LTDA. LABORATORIO DE INGENIERÍA CONTECONURBAR MBT-TECNOCONCRETO METROCONCRETO S.A. PROYECTOS & DISEÑOS SIKA ANDINA SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO TOXEMENT UNIVERSIDAD AGRARIA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES UNIVERSIDAD JAVERIANA UNIVERSIDAD MILITAR UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS
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 722 (Tercera actualización)
CONCRETOS. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A LA TENSIÓN INDIRECTA DE ESPECÍMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO
1.
OBJETO
1.1 Este método de ensayo permite determinar la resistencia a la tensión indirecta de especímenes cilíndricos de concreto, tales como los cilindros moldeados y núcleos. Nota 1. Para los métodos de moldeo de especímenes cilíndricos de concreto, véanse las NTC 1377 (ASTM C192) y NTC 550 (ASTM C31). Para los métodos de extracción de núcleos, véase la NTC 3658 (ASTM C42).
1.2 Los valores presentados se deben regir de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades. Véase la NTC 1000 (ISO 1000). 1.3 Esta norma comprende materiales, operaciones y equipos peligrosos. El propósito de ésta, no es presentar todos los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer las prácticas adecuadas de seguridad y salud, y determinar la aplicación de las limitaciones regulatorias antes de utilizarla. 2.
NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE
Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro de este texto, constituyen la integridad del mismo. En el momento de la 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. NTC 550:1992, Ingeniería Civil y Arquitectura. Elaboración y curado de especímenes de concreto en obra (ASTM C31) NTC 673:1994, Ingeniería Civil y Arquitectura. Ensayo de resistencia a la compresión de cilindros de concreto (ASTM C39) NTC 1000:1993, Metrología. Sistema Internacional de Unidades (ISO 1000) NTC 1377:1994, Ingeniería Civil y Arquitectura. Elaboración y curado de especímenes de concreto para ensayos de laboratorio (ASTM C192) 1
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 722 (Tercera actualización)
NTC 3658: 1994, Ingeniería Civil y Arquitectura. Método para obtención y ensayo de núcleos extraídos y vigas de concreto aserradas (ASTM C42) ASTM C670: 1996, Standard Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials. 3.
RESUMEN DEL MÉTODO DE ENSAYO
3.1 El método de ensayo presentado aquí consiste en la aplicación de una fuerza de compresión diametral en la longitud de un espécimen de concreto cilíndrico a una velocidad que se encuentra dentro del intervalo prescrito hasta que ocurra la falla. Esta carga induce esfuerzos de tensión en el plano que contiene la carga aplicada y esfuerzos de compresión relativamente altos en el área inmediatamente circundante a la carga aplicada. Ocurre falla por tensión, no por compresión, debido a que las áreas de aplicación de carga se encuentran en estado de compresión triaxial, lo que les permite soportar esfuerzos de compresión mayores que los indicados en el resultado del ensayo de resistencia a la compresión uniaxial. 3.2 Se usan listones de apoyo delgados, fabricados en madera contrachapada, de manera que la carga se aplique uniformemente en toda la longitud del cilindro. 3.3 Para obtener la resistencia a la tensión indirecta, la carga máxima soportada por el espécimen se divide entre los factores geométricos apropiados. 4.
IMPORTANCIA Y USO
4.1 La resistencia a la tensión indirecta es más sencilla de determinar que la resistencia a la tensión directa. 4.2 La resistencia a la tensión indirecta se usa para evaluar la resistencia al corte alcanzada por el concreto en elementos de concreto reforzado, fabricados con agregado liviano. 5.
APARATOS
5.1
MÁQUINA DE ENSAYO
La máquina de ensayo debe cumplir los requisitos establecidos en la NTC 673 (ASTM C39) y tener suficiente capacidad para proporcionar la velocidad de carga establecida en el numeral 7.5. 5.2
PLATINA SUPLEMENTARIA DE APOYO
Si el diámetro o la mayor dimensión de la cara de apoyo superior o el bloque de apoyo inferior es menor que la longitud del cilindro de ensayo, debe usarse una platina suplementaria de acero maquinado. Las superficies de las platinas deben ser planas, dentro de una tolerancia de ± 0,025 mm, medida sobre cualquier línea de contacto del área de apoyo. Debe tener un ancho mínimo de 51 mm y un espesor no menor que la distancia entre el borde del bloque de apoyo rectangular o esférico y el extremo del cilindro. La platina debe colocarse de tal forma que la carga sea aplicada sobre la longitud total del espécimen.
2
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 5.3
NTC 722 (Tercera actualización)
LISTONES DE APOYO
Para cada espécimen se deben proporcionar dos listones de madera contrachapada de 3,2 mm de espesor, libres de imperfecciones, de aproximadamente 25 mm de ancho y con una longitud igual o ligeramente mayor que la del espécimen. Los listones de apoyo deben colocarse entre el espécimen de concreto y los platos superior e inferior de apoyo de la máquina de ensayo, o entre el espécimen de concreto y la platina suplementaria, cuando ésta se utilice (véase el numeral 5.2). Los listones de apoyo deben usarse solamente una vez. 6.
ESPECÍMENES DE ENSAYO
6.1 Los especímenes de ensayo deben cumplir con los requisitos de tamaño, moldeo y curado establecidos en la NTC 550 (ASTM C31) ó NTC 1377 (ASTM C192). Los núcleos extraídos deben cumplir con los requisitos de tamaño y curado establecidos en la NTC 3658 (ASTM C42). Los especímenes curados en ambiente húmedo, durante el período comprendido entre la remoción del ambiente de curado y el ensayo, deben mantenerse húmedos empleando un paño tejido y ensayarse en este estado tan pronto como sea posible. 6.2 Se debe seguir el siguiente procedimiento de curado para la evaluación de concreto liviano: los especímenes ensayados a los 28 d deben permanecer en estado seco, al aire, después de 7 d en condiciones húmedas, seguido de 21 d de secado a 23 °C ± 2 °C y 50 % ± 5 % de humedad relativa. 7.
PROCEDIMIENTO
7.1
MARCADO
Se dibujan líneas diametrales en cada extremo del espécimen, empleando un dispositivo adecuado para asegurar que queden en el mismo plano axial (véanse las Figuras 1 y 2 y la Nota 2), o como alternativa, empleando la guía de alineación indicada en la Figura 3 (véase la Nota 3). Notas: 2)
Las Figuras 1 y 2 muestran un dispositivo adecuado para dibujar las líneas diametrales en cada extremo del espécimen y sobre el mismo plano axial. El dispositivo consta de las siguientes partes:
1)
Un canal de acero de 100 mm de longitud, con bordes planos.
2)
Una sección de un perfil T (B en la figura) acanalada, para que ajuste suavemente sobre los bordes del canal. Incluye una ranura rectangular para ensamblar el miembro vertical del perfil T.
3)
Una sección vertical (C en la figura) que contiene una abertura longitudinal (muesca), (A en la figura) para guiar un lápiz.
Cuando se dibujen las líneas diametrales, el ensamble del perfil T no está ajustado al canal y se coloca en cualquier extremo del canal sin afectar la posición del espécimen. 3)
La Figura 4 es un dibujo detallado de la guía de alineación indicada en la Figura 3, para lograr el mismo objetivo al dibujar las líneas diametrales. El dispositivo consta de:
1)
Una base para el soporte del listón de apoyo inferior y del cilindro.
3
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 722 (Tercera actualización)
2)
Una platina suplementaria de apoyo, según los requisitos del numeral 5 sobre dimensiones de planos críticos.
3)
Dos parales que sirven para ubicar el cilindro de ensayo, los listones de apoyo y la platina de apoyo suplementaria.
Figura 1. Vista general de un aparato adecuado para marcar los diámetros extremos usados para la alineación del espécimen en la máquina de ensayo
4
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 722 (Tercera actualización)
Figura 2. Planos detallados de un aparato adecuado para marcar los diámetros de los extremos usados para la alineación del espécimen
Figura 3. Montaje para la alineación del cilindro de concreto y los listones de apoyo
5
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 722 (Tercera actualización)
Figura 4. Planos detallados de un montaje adecuado para alineación
7.2
MEDICIONES
Se determina el diámetro del espécimen con una aproximación de 0,25 mm, utilizando el promedio de tres medidas realizadas cerca de los extremos y de la mitad del espécimen, sobre el plano que contiene las líneas marcadas en los dos extremos. Se determina la longitud del espécimen con una aproximación de 2,5 mm, tomando el promedio de dos medidas realizadas sobre el plano que contiene las líneas marcadas en los dos extremos. 7.3
UBICACIÓN DEL ESPÉCIMEN EMPLEANDO LAS LÍNEAS DIAMETRALES
Se centra un listón de apoyo a lo largo del centro de la placa inferior y sobre éste se coloca el espécimen, de tal manera que las líneas marcadas en los extremos de éste queden verticales y centradas sobre el listón de apoyo. Se coloca el segundo listón longitudinalmente sobre el cilindro, centrándolo con las líneas marcadas en los extremos del cilindro. Luego, se ensambla para asegurar que se den las siguientes condiciones: 7.3.1 La proyección del plano de las dos líneas marcadas en los extremos del espécimen, deben interceptar el centro de la placa de apoyo superior. 7.3.2 Cuando se emplee la platina suplementaria de apoyo, ésta y el centro del espécimen están directamente debajo del centro de aplicación de carga de la placa de apoyo (véase la Figura 5).
6
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 722 (Tercera actualización)
Figura 5. Espécimen colocado en una máquina de ensayo para determinar la resistencia a la tensión indirecta
7.4
UBICACIÓN DEL ESPÉCIMEN EMPLEANDO LA GUÍA DE ALINEACIÓN
Se colocan los listones de apoyo, el cilindro de ensayo y la platina suplementará de apoyo, por medio de la guía de alineación indicada en la Figura 3. Luego, se centra la guía de manera que la platina de apoyo suplementaria y el centro del espécimen queden exactamente debajo del centro de aplicación de la carga de la placa de apoyo. 7.5
VELOCIDAD DE CARGA
Se aplica la carga en forma continua evitando impactos, a una velocidad constante comprendida entre el intervalo de 700 kPa/min a 1 400 kPa/min de esfuerzo de tensión indirecta, hasta que falle el espécimen (véase la Nota 4). Se registra el máximo valor de carga aplicada indicado por la máquina de ensayo en el momento de la falla, el tipo de falla y la apariencia del concreto. Nota 4. La relación entre el esfuerzo de tensión indirecta y la carga aplicada se indica en el numeral 8. El intervalo de carga requerido en el esfuerzo de tensión indirecta corresponde a una carga total aplicada dentro de un intervalo de 50 kN a 100 kN/ min, para cilindros 150 mm por 300 mm.
8.
CÁLCULOS
8.1 La resistencia a la tensión indirecta del espécimen se calcula mediante la siguiente ecuación: T =
2 x P π x l x d
7
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 722 (Tercera actualización)
Donde:
T
=
resistencia a la tensión indirecta, (kPa)
P
=
carga máxima aplicada, indicada por la máquina de ensayo, (kN).
l
=
longitud en m
d
=
diámetro, en m.
9.
INFORME
9.1
El informe debe contener la siguiente información:
9.1.1
Identificación del cilindro
9.1.2
Diámetro y longitud, (m).
9.1.3
Carga máxima, en (kN).
9.1.4
Resistencia a la tensión indirecta, calculada con aproximación a 35 kPa.
9.1.5
La proporción estimada de agregado grueso fracturado durante el ensayo.
9.1.6
Edad del espécimen.
9.1.7
Historia del curado.
9.1.8
Defectos en el espécimen.
9.1.9
Tipo de fractura.
9.1.10 Tipo de espécimen.
10.
PRECISIÓN Y SESGO
10.1
PRECISIÓN
No se han llevado a cabo estudios interlaboratorio de este método de ensayo. Sin embargo, los datos de investigación disponibles sugieren que el coeficiente de variación dentro de la bachada es del 5 % (véase la Nota 5) para especímenes cilíndricos de 150 mm x 300 mm con una resistencia promedio a la tensión de 2,8 MPa. Por lo tanto, los resultados de dos ensayos realizados apropiadamente sobre el mismo material no debe diferir en más del 14 % (véase la Nota 5) de su promedio, para resistencias a la tensión indirecta de aproximadamente 2,8 MPa. Nota 5. Estos números representan los límites (1s%) y (d2s%) respectivamente, definidos en la norma ASTM C 670.
8
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 10.2
NTC 722 (Tercera actualización)
SESGO
El método de ensayo presentado en esta norma no tiene sesgo, debido a que la resistencia a la tensión indirecta sólo se puede definir en función de este método de ensayo. 11.
PALABRAS CLAVE
11.1
Especímenes de concreto cilíndrico; tensión indirecta; resistencia a la tensión
DOCUMENTO DE REFERENCIA AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND SOCIETY. Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens. Philadelphia, 1996. 4 p, 5 il. (ASTM C 496).
9
