Ensayos del hormign

ENSAYOS DE MATERIALES UNIDAD 10 ENSAYO HORMIGONES

Ensayos del hormign

Generalidades y clasificacin

El ensayo del hormign se realiza en sus dos estados; fresco para conocer sus caractersticas y endurecido para determinar sus cualidades y resistencia. El comportamiento de un hormign frente a los distintos esfuerzos es variable y complejo.

Clasificacin:

1) Segn su naturaleza:

Destructivos: determinan la resistencia mediante la rotura de probetas o piezas de hormign.

No destructivos: determinan la calidad sin destruir la estructura.

2) Segn su finalidad:

Ensayos previos: determinan la dosificacin del material deacuerdo con las condiciones de ejecucin. Se realizan antes de comenzar las obras.

Ensayos caractersticos: comprueban que la resistencia y dispersin del hormign en obra se encuentran dentro de los lmites del proyecto.

Ensayos de control: con probetas moldeadas en obra para comprobar que la resistencia del hormign se mantiene igual o mayor que la exigida.

Ensayos de informacin: pretenden conocer la resistencia del hormign correspondiente a una parte de la obra y a una edad determinada.

Ensayos del hormign fresco

Toma de muestras del hormign fresco.

. Las muestras han de ser representativas y de volumen 1,25 1,50 veces el volumen de las probetas.

. En camiones hormigonera tenemos que vigilar la segregacin y tomar una muestra uniforme del contenido de la hormigonera.

. Para comprobar la homogeneidad de un vertido; las muestras se tomars a y de la descarga y entre estos para los distintos ensayos.

. Cuando no se puedan tomar muestras durante la descarga, tomaremos 5 porciones aleatorias de la descarga completa, no cercanas a los bordes donde puede haberse producido segregacin.

. La muestra debe protegerse del sol, lluvia, viento y desecacin, y no exceder los 15 min antes de su utilizacin.

Ensayos de consistencia.

Cono de Abrams:

. Se utiliza un molde sin fondo de forma troncocnica, provisto de dos asas para manipularlo, con unas dimensiones interiores especficas.

. Se coloca el molde sobre una superficie plana, rgida e impermeable. Se humedece el interior del molde y la superficie. Se introduce el hormign y enrasa la superficie.

. Se desmoldea inmediatamente, levantando el cono despacio y en direccin vertical sin sacudidas y medimos el punto ms alto de la masa asentada.

. El ensayo no se aplica con ridos > 40 mm.

Mesa de sacudidas:

. Se realizan las mismas operaciones que con el Cono de Abrams pero situando el molde sobre una mesa limpia que lo somete a 16 sacudidas o golpes en cada libre.

. La consistencia se expresa en % de aumento del dimetro de la base inferior del cono.

Consistmetro Vebe:

. Trata de medir en segundos el tiempo que tarda el hormign en extenderse totalmente sobre una placa de vidrio con la ayuda de una mesa vibrante.

. Si el resultado es inferior a 5 segundos, el ensayo es poco significativo.

Determinacin de la densidad.

.Se utiliza un molde rgido que se rellena y compacta. Se determina la masa de hormign restando, de la masa total, la del molde. Dividiendo por el volumen del molde se obtiene la densidad.

Contenido de aire ocluido:

. Consiste en determinar la deformacin elstica que experimenta el hormign fresco bajo una presin dada y en condiciones definidas, y compararla con la de un volumen conocido de aire sometido a la misma presin.

Ensayos mecnicos mediante probetas enmoldadas.

Definicin de las probetas y moldes:

. La forma y dimensiones de las probetas deben ser proporcionales al tamao del rido.

. Los moldes deben ser rgidos y no absorbentes. Se untan con aceite mineral o otra sustancia que no ataque al cemento y evite la adherencia.

Preparacin de las probetas:

. Si el asiento en el Cono de Abrams < 4 cm Compactacin por vibrado

4 cm Compactacin por picado

. Una vez compactado el hormign debe ser enrasada con pasta de cemento la parte superior de la probeta.

. Las probetas se manipularn lo mnimo posible y se cubrirn para evitar la desecacin.

Conservacin:

. Hemos de tener mucho cuidado en el transporte y conservacin y se debe hacer en un lugar adecuado, con una humedad y temperatura determinados.

. Cuando se trata de hormign en obra debe conservarse con unas condiciones lo ms parecidas a las de la estructura de ensayo.

Refrentado de las probetas cilndricas con mortero de azufre:

. Las caras planas de probetas destinadas a rotura por compresin con imperfecciones deben ser refrentadas mediante un tratamiento trmico, con una mezcla de azufre, arena y eventualmente un fundente.

Mtodos de ensayo de probetas de hormign:

. Durante el ensayo la carga debe aplicarse de una manera continua y sin saltos.

. Las dimensiones de las probetas deben medirse con un error < 1 mm.

. Las superficies de los platos no han de presentar.

. El dimetro de la esfera de rotura no debe ser >> que la dimensin de la probeta, y el centro de la esfera debe estar situado en la vertical de centro de la carga.

Mtodo de ensayo a compresin:

. Se limpiaran tanto la superficies de carga de los dos platos como las caras de la probeta.

. Los cubos deben ensayarse sobre las caras laterales que corresponden al molde.

. La carga debe aplicarse de una manera continua sin saltos y a una velocidad constante.

. No debe introducirse ninguna correccin a los mandos de la maquina de ensayo cuando la probeta se deforma rpidamente momentos antes de la rotura.

Mtodo de ensayo a flexotraccin:

. Las probetas se rompen a flexin mediante la aplicacin de dos cargas iguales y simtricas. Las probetas se apoyan y reciben la carga sobre las dos caras laterales que estuvieron en contacto con el molde.

. La resistencia a flexotraccin se calcula:

M = momento de rotura

W = mdulo resistente a flexin

F = carga total aplicada

Mtodo de ensayo a traccin indirecta:

.Consiste en la rotura de la probeta, generalmente cilndrica, mediante la aplicacin de una carga de compresin en dos generatrices diametralmente opuestas.

. La resistencia a traccin indirecta se calcula:

F = carga de rotura

A = dimetro de la probeta

L = longitud de la probeta

Equivalencia entre los distintos ensayos mecnicos de probetas enmoldadas

Para un hormign determinado que se este fabricando bajo las mismas condiciones esenciales puede determinarse mediante ensayos un coeficiente de equivalencia.

Equivalencia entre distintas formas de probetas:

. Para la utilizacin de la tabla posterior citamos un ejemplo;

En los ensayos de resistencia a compresin, cuando se utilizan probetas diferentes de la cilndrica 15x30, los resultados deben multiplicarse por el coeficiente de conversin dado en la tabla 6.1 para obtener el valor que correspondera a la probeta cilndrica 15x30.

Tabla 6.1: coeficientes de conversin respecto a la probeta cilndrica de 15 x 30 cm

Tipo de probeta

(Con caras refrentadas)Dimensiones

(cm)Coefiente de conversin

Valores lmitesMedio

Cilindro

Cilindro

Cilindro

Cubo

Cubo

Cubo

Cubo

Prisma

Prisma15x30

10x20

25x50

10

15

20

30

15x15x45

20x20x600.94 a 1.00

a 1.10

0.70 a 0.90

0.70 a 0.90

0.75 a 0.90

0.80 a 1.00

0.90 a 1.20

0.90 a 1.201.00

0.97

1.05

0.80

0.80

0.83

0.90

1.05

1.05

Equivalencia entre distintas edades:

.a) En los ensayos de resistencia a compresin pude admitirse que la relacin entre la resistencia a j das de edad y la de 28 das, es la dada en la tabla 6.3.

Tabla 6.2: coeficientes de conversin respecto al ensayo brasileo en probeta de 15 x 30 cm

Tipo de ensayoTipo de probeta y dimensiones (cm)Coeficiente de conversin

Valores lmiteValor medio

Ensayo brasileoCilindro 15 x 30

Cubo de 15 x 200.91 1.161.00

1.03

Ensayo de reflexin con cargas a los tercios de la luzPrisma de 10 x 10

Prisma de 15 x 150.55 0.67

0.61 0.740.61

0.67

Ensayo de reflexin con carga de entradaPrisma de 10 x 10

Prisma de 15 x 150.53 0.61

0.54 0.640.57

0.59

Traccin directa sobre probetas de esbeltez >2Prisma de 15 x 15

o

Cilindro = 150.88 1.321.10

Tabla 6.3: valores de la relacin fcj/fc28

Edad de hormign, en das372890360

Cemento Portland normal0.400.651.001.201.35

Cemento Portland de alta resistencia inicial0.550.751.001.151.20

. b) En los ensayos de resistencia a traccin , la relacin citada puede tomarse de la tabla 6.4.

Tabla 6.4: coeficientes de conversin respecto a 28 da de edad, en lo ensayos de resistencia a traccin.

Edad de hormign en das372890

Traccin directa0.580.741.001.22

Ensayo brasileo0.650.781.001.08

Ensayo de flexotraccin0.580.751.001.20

Equivalencias entre distintas resistencias:

. entre las distintas resistencia a traccin y la resistencia a compresin pueden establecerse unas relaciones medias de tipo orientativo.

A su vez, las distintas resistencias a traccin estn ligadas entre s segn se indica en la tabla 6.2

Extraccin y ensayo de probetas testigo

Generalidades:

. Cuando sea necesario determinar la resistencia del hormign correspondiente a una obra ya ejecutada, pueden obtenerse probetas talladas directamente de la obra.

. Las probetas se extraen mediante perforadoras tubulares, con las que se obtienen testigos cilndricos cuyas caras extremas se cortan posteriormente con disco. Cuando se trata de pilares, conviene muestrear en el tercio superior de los mismos.

. El pacmetro es el detector magntico de armaduras, aplicado a la superficie del hormign permite localizar la presencia y el trazado de las armaduras hasta profundidades del orden de los 10 cm.

Dimensiones de las probetas:

. Las probetas cilndricas destinadas al ensayo de compresin tendrn un dimetro 10 cm y su altura como mnimo el doble del dimetro. El dimetro no debe ser inferior al triple del tamao mximo del rido.

. es conveniente que las probetas no se extraigan antes de los 28 das. Sus bases de ensayo no deben tener irregularidades grandes y deben ser perpendiculares al eje de la probeta.

Preparacin y conservacin de las probetas:

. En el caso en que la obra o estructura de la que se han extrado las probetas vaya a estar sometido a humedad continuamente, o a saturacin de agua, las probetas talladas y refrentadas deben mantenerse antes del ensayo durante 40 a 48 horas en agua.

Evaluacin de la resistencia:

. La influencia de la edad, est ligada fundamentalmente al tipo de cemento y al grado de maduracin del hormign. Si se desease estimar la resistencia a otra edad distinta de la ensayada, habra que utilizar correlaciones especficas para cada cemento; en su defecto, pueden emplearse valores medios como los indicados en la tabla 6.3 o en la 6.5.

Tabla 6.5: Influencia de la edad en la resistencia a compresin de probetas testigo

Tipo de cementoResistencia relativa

7 das14 das28 das3 meses1 ao2 aos

Normal0.700.8811.121.181.20

De alta resistencia inicial0.800.9211.101.151.15

De endurecimiento lento0.7011.401.601.70

Ensayos no destructivos

El objeto es conocer la calidad del hormign en obra, sin que resulte afectada la pieza o estructura objeto de examen.

Mtodos escreromtricos:

. Constituyen ensayos elementales que determinan la dureza superficial del hormign, bien mediante la energa residual de un impacto sobre la superficie del hormign.

El martillo Schmidt: es el ms utilizado por su sencillez y bajo coste, mide la dureza superficial del hormign en funcin del rechazo de un martillo ligero. Debe obtenerse el rechazo medio de varias determinaciones, limpiando y alisando previamente la superficie que se ensaya. til para determinar la marcha del endurecimiento del hormign, o para comparar su calidad entre distintas zonas de una misma obra. Los resultados que se obtienen vienen afectados x varias variable y por ello en manos inexpertas conduce a conclusiones errneas.

El martillo Frank: mide la dureza superficial del hormign por el dimetro de la huella que deja impresa una bola de acero sobre la que se da un golpe.

El esclermetro Windsor: se basa en aplicar a la superficie del hormign una especie de clavo de acero extraduro, que se introduce en el material por medio de una carga explosiva. Lo que se mide es la profundidad de penetracin, que viene relacionada con la resistencia a compresin del hormign. El ensayo es aplicable a superficies planas y curvas, losas de pequeo espesor, etc.

Mtodos por velocidad de propagacin:

. se fundan en la relacin que existe entre la velocidad de propagacin de una onda progresiva o impulso, a travs de un medio homogneo e istropo, y las constantes elsticas del material, que a su vez estn ligadas con la resistencia del mismo.

. La ms rpida de estas ondas ,es la longitudinal, que corresponde a las deformaciones de traccin-compresin.

Ed = Mdulo de elasticidad longitudinal dinmico del hormign.

g = Aceleracin de la gravedad.

= Peso especfico del hormign.

v = Coeficiente de Poisson.

. La otra onda es transversal, que corresponde a las deformaciones de esfuerzo cortante

Gd = Mdulo d elasticidad transversal dinmico.

. El equipo ms corriente y conocido se compone de un generador de impulsos elctricos, un osciloscopio, un marcador de tiempos, un excitador de vibraciones piezoelctrico y un captador del mismo.

Tabla 6.6: Calidad de los hormigones con cemento porland

Velocidad v1(m/s)Calidad del hormign

> 4500

3600 4500

3000 3600

2100 3000

< 2100Excelente

Bueno

Aceptable

Malo

Muy malo

Mtodos por resonancia:

. Estn basados en la relacin existente entre la frecuencia de resonancia de una pieza y las constantes elsticas del material. El inconveniente es que se han de efectuar los ensayo sobre probetas o piezas de pequeas dimensiones.

. Si en una probeta o pieza de hormign se logra excitar una vibracin, cuya frecuencia coincida con su frecuencia propia o de resonancia, pueden determinarse las constantes elsticas del material mediante las relaciones:

Ed = K1 P f12 Ed = K2 P f22 Gd = K3 P f32P = Peso d la probeta.

Ed = Mdulo d elasticidad dinmico.

Gd = Mdulo de rigidez dinmico.

f1 = Frecuencia de resonancia transversal.

f2 = Frecuencia de resonancia longitudinal.f3 = Frecuencia de resonancia por torsin.

Mtodos combinados o mixtos:

. Cada uno de los mtodos que acaban de ser expuestos posee sus propias limitaciones. Ello ha dado lugar a que se desarrollen mtodos mixtos.

. Como mtodo combinado se recomienda relacionar el ndice de rebote escleromtrico, la velocidad del impulso ultrasnico y la resistencia a compresin del hormign obtenida mediante extraccin de probetas testigo.

Mtodos por absorcin o difusin de istopos radiactivos:

. Estos mtodos de ensayo estn an en va de experimentacin, pueden ser de bastante inters para efectuar un control de la homogeneidad del hormign. El control de la calidad del hormign puede efectuarse, bien midiendo su densidad, o bien mediante la determinacin del contenido de agua.

La densidad del hormign puede determinarse basndose en la absorcin de rayos gamma, a su paso a travs de la masa del mismo.

I = Radiacin que atraviesa el espesor x.

I0 = Radiacin incidente.

= Coeficiente de absorcin.

x = Espesor del material.

. El mtodo resulta til para detectar algn defecto del hormign endurecido, o bien, para controlar la homogeneidad del hormign fresco.

La calidad del hormign puede tambin determinarse midiendo su contenido en agua, mediante la retrodifusin de los neutrones rpidos de los tomos de hidrgeno de la misma.

Ensayos de control de la calidad del hormign

Segn su finalidad ( ya descritos anteriormente).

Ensayos posteriores a la terminacin de la obra:

. Cuando debemos estimar la calidad del hormign de una estructura ya terminada, puede recurrirse a la extraccin de probetas testigo, a la realizacin de ensayos no destructivos, de prueba de carga o de otras determinaciones directas o indirectas de la calidad del hormign. En la tabla 6.7 se presenta un resumen de los procedimientos comnmente empleados. En general, la estimacin final de la calidad de hormign requiere el empleo combinado de diversos mtodos.

Tabla 6.7: procedimientos para estimar la calidad del hormign de una estructura.

ProcedimientoForma de trabajoCaractersticas que se determina

Anlisis qumico- Determinacin del contenido

en cal fosilice sobre muestras de 5 Kg de hormign

- Otros mtodos- Contenido en cemento por m3 de hormign

- Dosis de los componentes

- Relacin agua/cemento

Extraccin de probetas testigo-Sonda rotatoria y ensayos posteriores- Resistencia

- Peso especfico

- Porosidad

- Modelo de elasticidad dinmica

- Las del caso anterior

Exploracin escleromtrica- Estimacin de la dureza superficial(ndice escleromtrico)- Resistencia

Exploracin con ultrasonidos - Medida de la velocidad de propagacin de ondas ultrasnicas- Mdulo de elasticidad

- Resistencia

- Presencia de fisuras

Deteccin magntica de armaduras - Medicin de variaciones en campos magnticos, con el pacmetro- Posicin de las armaduras

- Espesor del recubrimiento

Rayos X- Inspeccin radiogrfica- Posicin de las armaduras

Istopos radioactivos- Medicin de la absorcin, difusin o presencia de radio-istopos- Peso especfico

- Porosidad

- Coqueras

- Contenido en agua

- Posicin y dimetro de las armaduras

Examen al microscopio- Sobre el propio elemento - Presencia de fisuras

Anlisis petrogrfico- Sobre muestras extradas- Posibles alteraciones (precipitacin, carbonatacin, etc.)

Recuento microscpico- Mtodo de las lneas transversales sobre muestra preparada- Aire ocluido

Pruebas de carga- Medicin de deformaciones y fisuras- Comprobacin del comportamiento elstico

EQUIPO ULTRASONIDO

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

INTRODUCCION

Los ensayos no destructivos son una herramienta til para determinar la calidad del hormign endurecido, pero en ningn caso reemplazan a los destructivos.

En el caso de estructuras de dudosa calidad, ya sea afectadas para esfuerzos o ataques de elementos agresivos al hormign, se suele aplicar esta tcnica con el fin de efectuar un diagnstico preliminar del elemento en estudio.

Efectuado ste, se podrn investigar las zonas con mayor dao con tcnicas destructivas, y emitir una opinin ms fundada sobre la estructura. En general se puede sealar, que los ensayos no destructivos son la etapa previa de los ensayos.

Entre las pruebas no destructivas se encuentra el uso del equipo ultrasnico. Con esta prueba es posible determinar el grado de homogeneidad, entre otras caractersticas. Esto se logra a travs de mediciones de la velocidad ultrasnica sobre el material que se va a probar.

ALCANCES

Los materiales que se ensayan con este mtodo son heterogneos, como la madera y el hormign; se excluyen los metales, ya que provocan una serie de irregularidades que afectan los resultados obtenidos.

As el equipo hace posible conocer el hormign en las siguientes cualidades: homogeneidad, la presencia de fisuras, los huecos, los cambios en hormign debidos a diferentes causas como ataques del fuego y bioqumicos, as como tambin la calidad del hormign.

GENERALIDADES

Equipo

Existen varios tipos de equipos, pero en lo esencial poseen transductores capaces de marcar el tiempo de propagacin de una onda a travs del hormign.

Equipo Ultrasnico

UTILIZACIN

Como Usar el Equipo

Cuidadosamente se elige la muestra o el elemento que se va a ensayar y se toman tres lecturas como mnimo, anotando el tiempo de propagacin de la onda en el hormign y la distancia entre transductores o terminales; estas distancias no deben exceder de 400 mm y se recomienda que sean lo ms constantes posibles para asegurarse de que las lecturas obtenidas sean uniformes.

Una vez que la onda se transmite a travs del hormign, es captada por el transductor receptor, el cual convierte la energa mecnica de la onda en pulso electrnico. Despus de recibido, se obtendr el tiempo de propagacin de la onda en el hormign que, junto con la distancia entre transductores, nos ayudar a saber la velocidad de pulso. Esta velocidad se compara con diferentes criterios existentes y es as como se conocer el estado del hormign ensayado.

Se debe asegurar que los transductores tengan un buen acoplamiento sobre la superficie del hormign. Esto se logra colocando entre la superficie de hormign y los transductores vaselina. En superficies muy rugosas se deber efectuar un tartamiento previo. Al colocar los transductores sobre la superficie del hormign se debe:

Procurar no moverlos, ya que se puede generar ruido y consecuentemente lecturas errneas.

Mantener firmes los transductores hasta que la lectura sea definida.

Criterios para la Seleccin de Puntos de Ensayo.

Antes de aplicar la prueba, es necesario efectuar un reconocimiento visual de los puntos que se van a ensayar, con el fin de determinar la rugosidad de la superficie, la presencia de huecos y fisuras que afectarn nuestra prueba.

Es necesario quitar el acabado de la superficie (yeso, cemento, pintura, etc) con el fin de evitar resultados errneos por la posible separacin entre el acabado y el elemento que se va ensayar.

Cuando la superficie es rugosa, es necesario pulirla con una piedra de pulir, con el fin de evitar que los transductores obtengan una seal defectuosa.

En la figura se muestran las opciones para instalar los transductores en la superficie de prueba de la probeta. La transmisin puede ser directa, semidirecta o indirecta.

Mientras sea posible deber utilizarse la transmisin directa, ya que proporciona la mxima sensibilidad y provee una longitud de trayectoria bien definida. Sin embargo, algunas veces tiene que examinarse el hormign mediante el uso de trayectorias diagonales y, en estos casos, la semidirecta puede usarse tomando en cuenta que la distancia que se va a medir ser en diagonal, aplicando el teorema de Pitgoras.

La transmisin indirecta es la menos satisfactoria, ya que adems de su relativa insensibilidad, nos da medidas de la velocidad de pulso que usualmente tienen la influencia de la capa de hormign cercana a la superficie, que no sern representativas del hormign en estratos ms profundos. An ms, la longitud de la trayectoria est menos definida y no resulta satisfactorio el tomarla como la distancia de centro a centro de los transmisores; para corregir esto perfectamente, debe adoptarse el mtodo mostrado en la figura siguiente, para determinar la velocidad de pulso.

En este mtodo, se coloca el transmisor en un punto elegido de la superficie y el receptor sobre los puntos sucesivos a lo largo de una misma lnea, la distancia centro a centro se obtiene directamente para cada punto, con su tiempo de propagacin respectivo. El inverso de la pendiente de la lnea recta dibujada entre dos puntos de la grfica de distancia en contraposicin con el tiempo, nos da la velocidad promedio del pulso en la superficie. (Ver la figura adjunta)

Pend =(t2-t1)/(X2- X1)

V= 1/ Pend

V= (X2-X1)/(t2-t1)

Figura 1. Mtodo para determinar la distancia de trnsito con arreglo indirecto.

Tambin se ha visto que la velocidad de pulso determinada por el mtodo indirectoes menor que la que se obtiene con el mtodo directo. Cuando sea posible efectuar mediciones por varios mtodos, se establecer una relacin entre ellos y podr determinarse el factor de correccin.

Cuando no sea posible el mtodo directo, un valor aproximado para obtener la velocidad mediante el mtodo indirecto ser:

VD = 1,05 V1

Donde:

VD= Velocidad de pulso obtenida usando el mtodo directo.

V1= Velocidad de pulso obtenida usando el mtodo indirecto.

Si los datos de la grfica de distancia en contraposicin con el tiempo no estn en lnea recta (ver figura 2), es decir, que hay cambios de pendiente, significa que el hormign cercano a la superficie es de calidad variable o que existe una fisura en el hormign en la lnea sobre la cual se realiza la prueba. Lo anterior se comprueba cuando la velocidad comienza a bajar el espesor del estrato afectado se puede calcular como sigue:

T = (X0/2)*((Vs Vd)/(Vs + Vd))0.5Donde:

t = espesor de la capa de hormign afectada.

X0= distancia en la cual ocurre el cambio de pendiente.

Vd= velocidad de pulso en hormign daado.

Vs= velocidad de pulso en hormign no daado.

Figura 2. Grfica de distancia en contraposicin con el tiempo.

Las condiciones de prueba influyen en la velocidad de pulso; por lo tanto, debemos tener en cuenta las siguientes:

La longitud de la trayectoria es insignificante cuando no es menor que 100 mm para un agregado de 20 mm, o no menor que 150 mm para un agregado de 40 mm.

La velocidad de pulso no se ver afectada al hacer mediciones en dos dimensiones diferentes del elemento, siempre y cuando no se vare el ngulo recto entre ellos.

La influencia del refuerzo generalmente es pequea si las barras se encuentran perpendicularmente a la trayectoria del pulso (cabe recordar que la velocidad del pulso ser mayor en las barras que el hormign); la influencia es significativa si las barras estn en la direccin del pulso. En general, hay que evitar aplicar el pulso ultrasnico cerca de las barras de acero, ya que entonces se debern corregir los resultados con factores de ajuste. Si al aplicar el pulso, el tiempo de propagacin se incrementa en gran medida, lo mejor es buscar otra parte del elemento y hacer ah las mediciones, ya que los factores de correccin son slo aproximaciones. Para evitar las mediciones en las zonas de armadura, es conveniente utilizar un Pacmetro o detector de armaduras, este equipo permite delinear laz zonas donde se encuentra el acero de refuerzo.

La humedad en el hormign puede ser reducida; sin embargo puede ser significativa en el pulso ultrasnico. En general, la velocidad se incrementar a medida que aumenta el contenido de humedad, y con ello se puede obtener un hormign de buena calidad en lugar de un hormign pobre.

Al emplear el pulso ultrasnico, el aspecto ms importante que se debe considerar es el nmero de elementos ensayados, ya que entre mayor sea la muestra se tendrn ms elementos de comparacin para poder obtener un juicio acerca de la calidad del hormign, la seleccin de los puntos debe hacerse en forma aleatoria.

Cuando hay una fisura en el hormign, el pulso ultrasnico nos permitir determinar su profundidad e inclinacin. Para obtener la profundidad, las mediciones se harn colocando los transductores uno a cada lado de la fisura a una distancia x, procurando que sean en la parte ms gruesa de la misma. A continuacin se repetir la lectura a doble distancia de la anterior. (Ver figura 3)

Figura 3. Medicin profundidad de grietas.

Figura 4. Medicin de inclinacin de grietas.

Para determinar la inclinacin, se colocan los transductores a los lados de la fisura y despus se mueve uno de ellos alejndolo de la fisura. Si al efectuar esta operacin la lectura del tiempo de propagacin disminuye, significa que la fisura presenta inclinacin hacia ese lado (ver figura 4).

Registro de Datos.

Para llevar el registro de datos se necesita una libreta de registro, una planta tipo o croquis de los puntos que se van a muestrear y datos del edificio. En la libreta se registra la distancia, el tiempo de propagacin y tipo de lectura para cada elemento ensayado, ubicacin exacta del elemento ensayado, T ambiente y humedad.

INTERPRETACION DE DATOS

Grficas y tablas de correlacin de datos obtenidos.

El primer resultado que se debe obtener de los datos recopilados es la velocidad de pulso en el elemento que se va a ensayar, la cual se obtiene mediante la siguiente expresin.

Velocidad de Pulso (km/seg) = Distancia entre transductores (cm) * 10

Lectura de tiempo (microseg)

La velocidad se determina para las tres lecturas realizadas a cada elemento y, posteriormente, se obtiene un promedio. Esta velocidad de pulso es la ms conveniente. Con este dato, podemos determinar la calidad del elemento probado, consultando algunos de los criterios de clasificacin de calidad que se muestran en las tablas siguientes.

Clasificacin de la calidad del hormign por medio de la velocidad de onda segn Leslie y Cheesman.

Velocidad de la onda longitudinal m/segCondicin del hormign

Ms de 4570

De 3050 a 4570

De 3050 a 3650

De 2130 a 3050

Menos de 2130Excelente

Buena

Regular a dudosa

Pobre

Muy pobre

Evaluacin la calidad mediante la velocidad de pulso segn Agraval y otros.

Velocidad de pulso m/segCondicin del hormign

Ms de 3000

De 2500 a 3000

Menos de 2130Buena

Regular

Pobre

Velocidad mnima de pulso en estructuras tpicas.

Tipo de obraVelocidad mnima de pulso para su aceptacin m/seg

Selecciones T de hormign reforzado

Unidades de anclaje de hormign reforzado

Marcos de edificios de hormign reforzado

Losas de entre piso 4570

4360

4110

4720

Para determinar la profundidad de una fisura, se cuentan con dos tiempos t1 y t2 para distancias X y 2X, respectivamente, dicha profundidad se obtiene mediante la siguiente expresin:

C= X (4(t12 + t22)/(t22 t12))0.5Donde:

C = profundidad de la grieta

X = distancia inicial

t1 = tiempo de la distancia inicial (X)

t2 = tiempo del doble de la distancia (2X)

Todos los datos y resultados obtenidos se anotan en la tabla de interpretacin de datos.

Para obtener el mdulo de elasticidad dinmico a partir de la velocidad de pulso, se cuenta con las siguientes expresiones:

Para probetas de laboratorio : Ed = 1.02 * V2 * W * 105Para losas

: Ed = 0.961 * V2 * W * 105Para hormign en masa : Ed = 0.866 * V2 * W * 105Donde:

Ed = mdulo dinmico de elasticidad del hormign

V = velocidad de pulso

W = Peso volumtrico del hormign

No es fcil estimar la relacin que existe entre el pulso ultrasnico y la resistencia del hormign; pues el tipo de agregado, la relacin agregado-cemento, la edad del agregado y las condiciones de curado influyen en ella.

El equipo puede emplearse para llevar el control del hormign en una construccin, esto se logra mediante el uso de cilindros de prueba. En ellos se hacen mediciones de la velocidad de pulso y resistencia a compresin, con estos datos se hace una grfica de resistencia en contraposicin con la velocidad de pulso (ver figura 5) que servir como referencia y as poder hacer ensayos al hormign ya colocado en elementos estructurales, para lo cual basta con medir la velocidad de pulso en cada elemento y compararla con la grfica obtenida de antemano en los cilindros de prueba.

Figura 5.

CALIBRACION Y MANTENCION

Proceso de calibracin del Equipo.

El equipo cuenta con una barra de calibracin, la que tiene grabado en su costado el tiempo de propagacin del pulso por dicha barra. Para calibrarse se colocarn los transductores debidamente engrasados en los extremos de la barra calibradora y por medio del botn de ajuste, que se encuentra al frente del aparato, se iguala la lectura de la barra calibradora. Esta operacin se efectuar al iniciar las mediciones y estando en operacin durante perodos de una hora.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL EQUIPO

El equipo proporciona grandes ventajas, entre ellas podemos mencionar su poco peso, fcil uso y manejo, pero sobre todo la confiabilidad en sus resultados, ya que una forma rpida y sencilla permite conocer el estado que guarda el hormign del elemento ensayado.

Presenta como desventaja, que los cables transmisores en varias ocasiones presentan falsos contactos debido al exceso de movimiento, con lo cual se dificulta efectuar las lecturas.

ANEXO

Los mtodos ultrasnicos son afectados por algunos factores, entre los que se pueden mencionar los siguientes:

Contacto entre superficies del hormign y transductores. Debe haber un ntimo contacto acstico; las superficies moldeadas, en general no presentan problemas y si presentan alguna rugosidad, se puede eliminar frotando con piedra de pulir. Los transductores deben apretarse contra el hormign y, para mejorar el contacto, se suele colocar una pelcula de vaselina entre hormign y transductor.

Longitud del recorrido. Debido a la heterogeneidad del hormign y, para evitar sus efectos, es conveniente que el recorrido sea ms bien extenso. Para un mismo hormign, se han encontrado diferencias de velocidad de propagacin, al medir distintos espesores.

Humedad del hormign. En general, la velocidad de propagacin del sonido en el hormign aumenta a medida que su contenido de humedad es mayor. Armaduras Metlicas. Las armaduras metlicas presentes en el hormign, afectan considerablemente las medidas de velocidad, debido a que en el acero, la velocidad de propagacin puede ser hasta 2 veces mayor que en el hormign.CONCLUSIONES FINALES:Cada alumno debera desarrollar sus conclusiones acerca de esta unidad .

fctf = Mr = 6 Mr = 3F

W a3 a2

2 F

fcti = . a . l

Ed g . 1 - v

V1 = (1 + v)*(1 2v)

Gd g Ed g . 1

V1 = = (1 2v)

I = I0 e x

X4

X3

X2

X1

Distancia X mm

Tiempo de trnsito indirecto en minutos

Distancia X mm

Tiempo de trnsito indirecto en microsegundos

20 n

AREA MECANICAPgina 10 de 23 ESCUELAS TECNICAS RAGGIO

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