17/05/2013

2013Pruebas mecánicas y físicas del concreto

“Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE UCAYALI

FACULTAD DE INGENIERIA DE SISTEMAS E INGENIERIA CIVIL

“ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL”

“PRUEBAS MECÁNICAS Y FÍSICAS DEL CONCRETO”

CATEDRÁTICO : ING. JULIO ENRIQUE MENDOZA FLORES.

CURSO : TECNOLOGÍA DEL CONCRETO.

ESCUELA : ING. CIVIL – V CICLO

INFORME ACADÉMICO PRESENTADO POR:

Adrianzén Delgado, Walter César. Bernardo Jaimes, Iveht Biaanee. García Ochoa, Carlos Daniel. Meza Rojas, Quevin Jesús. Navarro Córdova, Pedro. Pastor Tavera, Bryan André.

UCAYALI – PERÚ

2013

PRUEBAS DEL CONCRETO FRESCO:

1) Muestreo:

El control de calidad del concreto fresco depende en primera instancia de los procedimientos de muestreo que permitan contar con porciones representativas, y luego, el conocimiento de las propiedades en este estado y las pruebas que las evalúan.

La Norma ASTM C-172, da las pautas a seguirse en el muestreo, y que consisten básicamente en:

a) El tiempo transcurrido entre la obtención de dos porciones para formar una muestra debe ser como máximo 15 min.

b) Las muestras deben transportarse al sitio donde se realizarán los ensayos o donde se moldearán probetas, teniendo que efectuarse un remezclado con lampa para uniformizar la mezcla luego del transporte.

c) Las pruebas de control de concreto fresco deben efectuarse a más tardar 5 min. después de obtenida la muestra.

d) El moldeo de probetas para ensayos de compresión debe iniciarse dentro de los 15 min luego del muestreo.

e) El tiempo entre la obtención y el uso de la muestra debe ser el menor posible, cuidando en todo momento de protegerla del sol, el viento y otras fuentes de evaporación.

f) El tamaño mínimo de muestras para ensayos de compresión debe ser 1 pie3.

g) El muestreo de mezcladoras estacionarias o camiones mezcladores debe realizarse del tercio central de la carga, y en por lo menos dos porciones que se integrarán en una sola muestra.

h) El muestreo de concreto ya descargado se debe efectuar con por lo menos 5 porciones que se integraran en 1 muestra.

Es importante tener en cuenta que todas estas limitaciones están establecidas para que la muestra que se obtenga sea óptima desde el punto de vista estadístico, y que si bien el incumplimiento de alguna de ellas no ocasiona un perjuicio aparente al concreto, sí puede estar afectando al resultado del control, y consecuentemente obtener un mal resultado de un buen concreto.

2) Consistencia:

Está definida por el grado de humedecimiento de la mezcla, depende principalmente de la cantidad de agua usada. El ensayo de consistencia llamado DE REVENIMIENTO (asentamiento) es utilizado para caracterizar el comportamiento del concreto fresco, es la prueba desarrollada por DUFF ABRAMS fue adaptada en 1921 por el ASTM y corregida en 1978.rueba.

El ensayo consiste en consolidar una muestra de concreto fresco en un molde tronco cónico, midiendo el asiento de la mezcla luego del desmoldado. El comportamiento del concreto fresco en la indica su consistencia ósea su capacidad para adaptarse al encontrado o molde con facilidad manteniéndose homogéneo con un mínimo de vacíos. La consistencia se modifica fundamentalmente por variaciones del contenido de agua en la mezcla

Equipo a utilizar: el equipo consiste en un tronco de cono de bases circulares paralelos entre sí, midiendo 20 y 10 cm de diámetro altura de 30cm para compactar el concreto se utiliza una varilla de acero liso de 5""/8 de diámetro por 60cm de longitud y de puntas semiesféricas.

Procedimiento de ensayo:

El molde se coloca sobre una superficie plana y humedecida manteniéndose inmóvil pisando las aletas. Seguidamente se vierte una capa de concreto hasta un tercio del volumen se apisona con la varilla aplicando 25 golpes distribuidos uniformemente.

Enseguida se colocan otras dos capas apisonando cada una con 25 golpes y cuidando q la varilla penetre a la capa anterior

La tercera capa se deberá llenar en exceso, para luego enrasar al término de la consolidación lleno y enrasado el molde se levanta lentamente y con cuidado en dirección vertical

El concreto moldeado fresco se asentara la diferencia entre la altura en el molde y la altura de la mezcla fresca se denomina slump.

Se estima q desde el inicio de la operación hasta el término no debe transcurrir más de dos minutos, de los cuales el proceso de desmonte no toma más de 5 segundos

0-2" mezcla seca necesita vibración seca

3"-4" mezcla trabajable (CHUCEC) plástica

>5" mezcla muy aguda (no trabajable) fluida

El slump recomendable es de 2" a 4”.

3) Control de Temperatura

Este es un parámetro muy importante de controlar pues condiciona la velocidad con que se desarrolla el proceso de endurecimiento inicial del concreto. El valor de la temperatura del concreto resulta del equilibrio termodinámico entre las temperaturas de los componentes. En el Capítulo 11, se dan los valores recomendados para las temperaturas máximas de colocación del concreto en clima cálido que es cuando deben extremarse las precauciones en este aspecto.

La norma ASTM C-1064 indica la manera de medir la temperatura del concreto, para lo cual se debe contar con un termómetro de 0.5 oC de precisión en la

lectura, no siendo necesario usar una muestra compuesta, siendo suficiente humedecer previamente el recipiente contenedor antes de colocar el concreto e introducir el termómetro por un tiempo mínimo de 2 min. hasta que se estabilice la lectura y un máximo de 5 min. desde la obtención de la muestra. El termómetro debe introducirse de manera que esté cubierto con por lo menos 3" de concreto en todas las direcciones a su alrededor.

4) Control del peso unitario y contenido de aire.

Son dos controles muy útiles para verificar uniformidad del concreto y comprobar el rendimiento de la mezcla al comparar el peso unitario del diseño con el real de obra.

Al depender el peso unitario del diseño teórico de la exactitud con que se hayan determinado las características físicas de los ingredientes, usualmente existe alguna diferencia entre éste y el real, que se cuantifica como el cociente del teórico entre el práctico.

Mientras el valor esté dentro del rango 0.98 a 1.02, el rendimiento es aceptable y no conviene hacer correcciones a las proporciones hasta obtener un valor estable, en cuyo caso por una regla de 3, se re-calculan las proporciones para obtener 1 m3.

Un valor de Rendimiento (Yield) menor de l indica que el diseño real rinde menos de lo previsto, por lo que está entrando más cemento por m3 del calculado. Un valor superior a 1 indica que el diseño rinde más de 1m3 con la cantidad de cemento considerada.

Valores de Rendimiento fuera del rango indicado, son manifestaciones de que los datos de características físicas de los componentes adolecen de errores por lo que se tienen que determinar nuevamente con mayor precisión y replantear el diseño.

Las normas aplicables son las ASTM C-138, ASTM C-138, C-231 y C-173.

La medición del contenido de aire es indispensable cuando se utilizan incorporadores de aire para prevenir los efectos perjudiciales de los ciclos de hielo y deshielo.

Para medir el contenido de aire en el concreto fresco existen varios métodos entre ellos están: el método gravimétrico, el método volumétrico y el método por presión.

El método gravimétrico utiliza el mismo equipo empleado para la determinación de la masa unitaria del concreto fresco. La masa unitaria medida del concreto fresco se substrae de la masa unitaria teórica la cual se determina de los volúmenes absolutos de los ingredientes, asumiéndose que no hay aire

presente. La diferencia, expresada en porcentaje de la masa unitaria teórica, es el contenido de aire.

Tanto las proporciones de la mezcla como las masas específicas relativas de los ingredientes se deben conocer con gran precisión, para que se eviten errores en los resultados. Por lo tanto este método es adecuado sólo en el control del laboratorio. Los cambios considerables en la masa unitaria pueden ser una manera conveniente de detectar la variabilidad del contenido de aire.

5) Moldeo y curado de probetas para ensayo de compresión.

Esta es una etapa fundamental del control del concreto fresco, que muchas veces se le resta importancia al convertirse en una rutina en la obra.

Toda la filosofía del diseño estructural en concreto y los valores de los coeficientes de seguridad que emplean los diseñadores reposan en el valor f ’

c

que no es otra cosa que el resultado del ensayo en compresión simple de probetas de concreto obtenidas y curadas de acuerdo a ASTM C-31 y ensayadas según ASTM C-39, es decir bajo condiciones completamente controladas que permiten darle significado estadístico al valor de f’

c.

Cuando el moldeo se hace descuidadamente sin respetar los lineamientos de la norma, no se toman precauciones en el curado en cuanto a los requisitos de humedad y temperatura, y el ensayo en compresión se realiza en condiciones inapropiadas, el resultado bien puede ser satisfactorio desde el punto de vista de superarse la resistencia exigida, pero las dispersiones introducidas no nos permitirán una evaluación estadística que habilite optimizar los diseños de mezcla haciéndolos más económicos e incrementarán las posibilidades de obtener malos resultados de ensayos teniendo buen concreto en obra.

Como observaciones generales que pueden colaborar a mejorar esta etapa podemos indicar que la norma permite además de la compactación manual en tres capas varillando cada capa 25 veces, el hacerlo con vibrador de diámetro 1 1/2" en dos capas si el slump es menor o igual a 3 ".La norma obliga a que luego de cada etapa de compactación se elimine el aire golpeando el molde lateralmente de 10 a 15 veces con un martillo de goma de 0.34 a 0.8 Kg.

Las probetas deben cubrirse inmediatamente luego de moldeadas y la temperatura en las primeras 24 horas debe conservarse entre 16 a 27 oC, el desmoldado debe ejecutarse dentro de 16 a 34 horas luego de vaciadas, y se curarán en agua saturada con cal hasta su época de ensayo a una temperatura entre 21.5 a 24.7 oC.

Estas precauciones que pueden parecer exageradas o complicadas de efectuar en obra, son la práctica normal en países similares al nuestro, y su trascendencia se hace más evidente cuando empezamos a tener problemas en

obras en clima cálido o clima frío, donde las condiciones ambientales extremas afectan significativamente esta etapa del control de calidad si no hacemos nada para llevarlo a cabo tal como está estandarizado.

6) Control del tiempo de endurecimiento.

Este control tiene una trascendencia muy importante en obra por cuanto nos da la pauta del tiempo que se dispone en el proceso constructivo para las operaciones de colocación y acabado, sin embargo en nuestro medio rara vez se mide o se especifica su medición, optándose por fijar tiempos límites para el uso del concreto desde su mezclado que en la mayor parte de los casos no concuerdan con la realidad.

Son comunes las discusiones en obra entre el supervisor y el contratista sobre la habilidad del concreto a ser usado luego de transcurrido el tiempo especificado, por el desconocimiento de una prueba muy simple establecida por la norma ASTM C-403.

La prueba consiste en separar el mortero de una muestra de concreto tamizándolo por la malla No 4 y colocándolo en un recipiente de por lo menos 6" de dimensión lateral y 6" de altura. Se puede utilizar para la medición un penetrómetro de resorte que consiste en un pin graduado unido a un resorte, que permite medir la fuerza por unidad de área aplicada a la superficie del concreto para una penetración de 1", o una varilla de acero de 1/8" a la cual se le colocan pesas concéntricas de modo que el conjunto pese 6.13 lb.

El tiempo de inicio del endurecimiento se obtiene cuando se necesita aplicar una presión de 500 lb/plg2 para conseguir una penetración de 1", lo que equivale a que la varilla de 1/8" con 6.13 lb de peso consiga lo mismo. El fraguado final se obtiene para una presión de 4,000 lb/plg2 con 1" de penetración, pero para fines prácticos el inicio del endurecimiento tiene mayor utilidad.

El coeficiente de variación que establece la norma para un mismo operador es de 7.1 % en el tiempo de inicio de endurecimiento y de 4.7 % para el fin del endurecimiento.

7) Método de la madurez:

El método de la madurez es una técnica que considera los efectos combinados del tiempo y temperatura en el desarrollo de la resistencia, es posible estimar el desarrollo de resistencia midiendo la temperatura del concreto durante el periodo de curado a diferentes temperaturas, por medio del índice de madurez. Figura 2.15.

¿POR QUÉ UTILIZAR LOS

MÉTODOS DE MADUREZ?

Los métodos de madurez son utilizados como un indicador más confiable de la resistencia del concreto en el sitio durante la construccion, en vez de los ensayos a comprensión de cilindros curados en obra. La practica tradicional de medir la resistencia de los cilindros en obra, curados en las mismas condiciones que la estructura, es usada para programar actividades de construccion tales como: el retiro de los encofrados o el reapuntalamiento, el relleno de muros de contención, programar operaciones de pretensado y postensado,determinar el tiempo para abrir al tránsito en pavimentos y puentes, el corte de juntas, y para establecer cuando deben concluir las medidas de proteccion en climas frios. Todas estas actividades con el método de madurez lo desarrollamos de manera mucha más exacta.

Los métodos de madurez usan el concepto fundamental de que las propiedades del concreto se desarrollan con el tiempo en la medida que el cemento se hidrata y libera calor, por ello la principal ventaja de este es que usa el perfil de temperatura actual del concreto para estimar su resistencia en el sitio.

ALGUNAS LIMITACIONES DE LOS METODOS DE MADUREZ QUE PUEDEN LLEVAR A ESTIMACIONES ERRONEAS DE LA RESISTENCIA EN EL SITIO SON:

a) El concreto en la estructura no es representativo de aquel usado para los ensayos de calibración en el laboratorio debido a cambios de material, precisión en la preparacion, contenido de aire,etc.

b) Temperaturas elevadas a edad temprana resultarian en una predicción incorrecta de la resistencia a largo plazo.

c) El concreto deberia ser adecuadamente colocado, consolidado y las condiciones del curado deberían permitir la hidratación continua del cemento.

ENSAYOS ADICIONALES PARA EL CONCRETO FRESCO

- Ensayos acelerados para resistencia a compresión según la norma ASTM C 684:

• Elaboración, curado acelerado y ensayo a la compresión de especímenes de concreto.

- Ensayo para obtener el contenido de cloruros :

• Método de la NRMCA (Asociación Nacional de Concreto Premezclado).

- Contenido de material cementante suplementario.

- Sangrado (exudación) según la norma ASTM C 232 (AASHTO 158).

ENSAYOS DEL CONCRETO ENDURECIDO

En el concreto endurecido se pueden realizar muchos ensayos de tipo destructivo y no destructivo para evaluar sus características en este estado, pero sólo abordaremos algunos de los que se aplican en nuestro país de manera rutinaria.

1) Ensayo de Compresión Simple en Probetas cilíndricas de 6" de Diámetro por 12" de altura.

La norma ASTM-C-39 es la que estandariza esta prueba que es indispensable para obtener el valor de f’

c establecido por la mayoría de especificaciones.

Como observaciones importantes para aclarar conceptos, hay que anotar que la norma específica el empleo de prensas para rotura operadas con motor, no considerando la operación manual pues en el ensayo, tiene mucha influencia la velocidad de aplicación de la carga (20-50 lb/plg2/seg.) que debe mantenerse constante por lo menos durante la segunda mitad de la aplicación de la carga de rotura estimada.

La aplicación intermitente de carga, producida por las prensas manuales, y la dificultad para evitar descensos en la presión aplicada entre etapas de carga, afectan negativamente los valores de f’

c.

Siendo evidente que en nuestro medio se usan mucho las prensas manuales por ser más baratas y no necesitar de energía eléctrica, habría que tener presente que este método de ensayo introduce una dispersión adicional a la prevista por la norma, y que dependerá de la uniformidad del concreto, el modo como se ejecute el muestreo así como la continuidad en la aplicación de la carga en comparación con el método automático.

Otro aspecto fundamental es que uno de los cabezales de aplicación de carga debe ser rotulado, y la probeta tiene que colocarse muy bien centrada para evitar efectos de flexión compuesta.

El apoyo rotulado debe inspeccionarse y lubricarse frecuentemente pues muchas veces introduce flexión compuesta por no trabajar en forma adecuada y se traduce en resultados menores de f’

c .

2) Ensayos de Tracción por Flexión (ASTM C 78)

DEFINICIÓN:

Cubre la determinación del esfuerzo a la flexión del concreto mediante el uso de una viga con tres puntos de aplicación de carga. Los resultados se calcularán y reportarán como el módulo de rotura

EQUIPO:

Máquina   de   ensayo:  

La  máquina  de ensayo deberá  tener  la  suficiente  capacidad  para abastecer  el  índice  de  cargas  solicitadas.  La calibración de la máquina se debe verificar de acuerdo a la Norma ASTM E4.

Aparato   de   carga :

El  método  de  tres  puntos de  aplicación  de  carga  será  usado  en la determinación  de  la  flexión  del  concreto  que empleará  el  comportamiento  de  bloques  que asegurarán que fuerza aplicada a la viga será perpendicular a la cara de la muestra.Todos los aparatos para la determinación de la flexión  del  concreto  serán  capaces  de mantener  el  largo  de  arco  especificado  y  las distancias  entre  bloques  de  carga – aplicable y  bloques  de  soporte  constantes  dentro  de ± 1.3 mm (± 0.05 pulg.) hacia dentro Si  un  equipo  similar  al  que  se  ilustraran  es usado:  carga  –  aplicable,  los  bloques  de soporte  no  deben ser  más  de  64  mm      (2  ½ pulg.)  de  alto  del  centro  o  el eje  de  pivote,  y deben  extenderse  completamente  a  través  o más allá del ancho  de la muestra. 

MUESTRA:

La longitud del espécimen debe ser la distancia entre apoyos más 50 mm como mínimo. La distancia entre apoyos debe ser de tres veces el peralte de la viga con una tolerancia de 2 % Esta distancia debe ser marcada en las paredes de

la viga antes del ensaye. Cabe decir que las caras laterales del espécimen deben estar en ángulo recto con las caras horizontales. Todas las superficies deben ser lisas y libres de bordes, hendiduras, agujeros o identificaciones grabadas.

PROCEDIMIENTO:

1. Proteger el espécimen de la perdida de humedad, una pérdida de humedad disminuye la resistencia a la flexión.

2. Se debe medir la longitud del espécimen, el ancho promedio del espécimen y la profundidad promedio del espécimen.

3. Los soportes serán colocados a 25mm desde cada extremo de la viga, la longitud de la viga será dividida en tres partes iguales a partir de 25mm de cada extremo.

4. El tercer punto del método de carga será usado en la determinación de la flexión del concreto que empleara el comportamiento de bloques que aseguraran que la fuerza aplicada a la viga será perpendicular a la cara de la muestra.

5. Determine la proporción de aplicación de carga: considerando el ancho promedio del espécimen, la profundidad promedio del espécimen, la luz y la rata de incremento en las fibras de esfuerzo extremas.

6. Colocar las caras laterales del espécimen hacia arriba y centrar los bloques de soporte.

7. Centrar el sistema de carga con respecto a la fuerza aplicada.

8. Colocar los bloques superiores en contacto con la superficie del espécimen, en los tres puntos de apoyo, y aplicar una carga entre 3 y 6% de la última carga estimada.

9. Chequear que los espacios, depresiones, entre el espécimen y los bloques superiores y los apoyos no exceden de 0.1.mm en una longitud de 25mm.

10. Si una depresión excede de 0.38mm en una longitud de 25mm retire el espécimen de prueba y la condición correcta de ensayo es mediante ASTM C 617 o mediante pulido. Y se debe repetir la sucesión desde el inicio.

11. Aplique carga al espécimen continuamente y sin impacto.

12. Aplique la carga a una proporción que constantemente aumente la tensión de la fibra extrema entre 0.9 y 1.2 MPa/min hasta que ocurra la rotura.

13. Tome tres medidas por cada dimensión al plano de falla, uno por cada borde y al centro, con una aproximación de 1mm.

14. Registre el ancho promedio, profundidad promedio y la línea de ubicación de la fractura en la sección de falla con una aproximación de 1mm.

15. Determine el módulo de rotura con una aproximación de 0.05. MPa. De la siguiente manera:

• Si la falla ocurre en el tercio medio de la viga y no sobrepasa en más del 5%, aplicar la si guiente ecuación:

Si la falla sobrepasa en más del 5% del tercio medio de la 

viga, aplicar la siguiente ecuación:

• Si la fractura ocurre fuera del tercio medio del claro en más del 5% se desecha el resultado de la prueba.

Dónde:

Aparato para la prueba de resistencia a la flexión con carga en los tercios del claro.

Esquema del aparato para la prueba de resistencia a la flexión con carga en los tercios del claro

Viga ensayada una vez producida la rotura

Toma de medidas del plano de falla

3) Prueba de Resistencia a Abrasión del Concreto.

DEFINICIÓN DE ABRASIÓN:

Se define la resistencia a la abrasión como la habilidad de una superficie de concreto a ser desgastada por rose y fricción, este fenómeno esta atribuida a las condiciones de servicio como son el tránsito de peatones y vehículos, el desgaste producido por el flujo continuo de agua y el efecto del viento cargado de partículas sólidas.

Partiendo de esto se realizan 2 tipos de pruebas para determinar el control de calidad del concreto con respecto a este agente agresivo:

MÉTODO DE LOS DISCOS GIRATORIOS

Esta prueba consiste de un disco con tres superficies planas que giran en trayectoria circular a 0.2 Hz. Cada superficie gira sobre su propio eje a 4.7 Hz. Se emplea arenisca de carburo de silicio del N° 60 como agente abrasivo. Los especímenes pueden ser de aproximadamente 30.5 cm por lado. La prueba dura 30 minutos, en donde al final se mide la profundidad individual y se obtiene un promedio. Además el informe deberá contener los datos de la mezcla de concreto.

MÉTODO DE LAS RUEDAS DENTADAS

Este procedimiento consta de la acción de tres ruedas dentadas de acero que giran libremente y a su vez están sujetas a un árbol vertical. Las muestras usadas pueden ser de 30.5 cm. por lado. La prueba tiene una duración de 30 a 60 minutos dependiendo del tipo de simulación. El informe contiene la profundidad obtenida con respecto al tiempo a intervalos de 15 minutos, así como los datos de la mezcla del concreto.

4) Resistencia a la Corrosión

Bueno como nuestro tema es referente al concreto debemos saber que esta se produce en el acero pero el concreto puede sufrir cambios con esta por tal motivo es importante conocer que existen aditivos llamados inhibidores, que añadidos a la mescla de concreto combaten la corrosión anulando los cloruros sin embargo su efectividad no es del todo garantizada, y algunas causan efectos secundarios como el modificación del tiempo del fraguado, disminución de resistencia en compresión e inflorescencias.

Dentro de estos inhibidores están el nitrado de sodio, bicromato de potasio, gomato de zinc, gromato de sodio, benzoato de sodio etc.

El método de protección probado como el más eficiente es el que es denominado catódico, ya que el principio consiste en generar una corriente inversa a la originada por la celda electroquímica de modo de eliminar el proceso de la corrosión.

Esto se logra aplicando pinturas denominadas conductivas sobre el concreto que constituye el ánodo .conectando una fuente de corriente entre el acero (catado)y el concreto , se origina un flujo de electrones que anula o minimiza el que produce la corrosión.

Bueno estos no son sistemas muy baratos ya que las pinturas conductivas son caras y debe de hacerse un estudio de la resistividad de la estructura in situ , pero el mantenimiento es económico pues necesita una fuente de poder muy pequeña para cubrir áreas grandes.

5) Ensayos de Humedad

Bueno en el concreto para poder conocer que esta contenga humedad debemos hacer lo siguiente:

Ensayo de lámina de polietileno.-es un ensayo cualitativo simple que es comúnmente utilizado, donde se le adhiere estrechamente al concreto una lámina de polietileno de 18 por 18 pulgadas y se mantiene en un lugar mínimo de 16 horas. la lámina plástica y la losa son inspeccionadas visualmente para destacar la presencia de humedad.

Ensayo de la manta.-donde el adhesivo deseado para su uso es aplicando en un área de 24 por 24 pulgadas y se coloca una lámina vinil de un producto de para pisos con la cara hacia abajo sobre el adhesivo y se sella por los bordes. Se hace una inspección visual de la condición del adhesivo después de 72 horas.

Uno de los ejemplos para poder determinar la humedad son las losas de concreto cual podemos ver en las siguientes imágenes.

Otros Ensayo del Concreto Endurecido

• Contenido de cemento portland

ASTM C 1084 (AASHTO T 178)

• Contenido de MCS y aditivos orgánicos

• Contenido de cloruros

• Análisis petrográfico

ASTM C 856

• Cambio de longitud —contracción por secado

ASTM C 157 (AASHTO T 160)

• Método de ensayo del PH

• Permeabilidad

• Contenido de humedad

ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

1) Numero de rebote (Schmidt) ASTM C805

Campo de aplicación:

Originalmente, fue propuesto como un método de ensayo para determinar la

resistencia a la comprensión del concreto, estableciendo curvas de correlación

en laboratorio. Sin embargo, por los diferentes factores que afectan los

resultados y la dispersión que se encuentra, en la actualidad se le emplea

mayormente en los siguientes campos:

-Evaluar la uniformidad del concreto en una obra.

-Delimitar zonas de baja resistencia en las estructuras.

-Informar sobre la oportunidad para desencofrar elementos de concreto.

-Apreciar, cuando se cuenta con antecedentes, la evolución de la resistencia de

estructuras.

-Determinar niveles de calidad resistente, cuando no se cuente con información

al respecto.

-Contribuir, conjuntamente con otros métodos no destructivos a la evaluación

de las estructuras.

-Un esquema del aparato está dado en la figura de abajo, según la información

del fabricante, en el que se singulariza los siguientes elementos:

ESQUEMA DE UN ESCLERÓMETRO

El ensayo se efectúa apretando el percutor contra la superficie a examinar,

hasta que el martillo, impulsado por un resorte, se descargue sobre el percutor.

Después del golpe, el martillo rebota una cierta distancia, la cual se indica por

una aguja en una escala graduada. La lectura de la posición de la aguja

representa la medida del retroceso en porcentaje del avance del martillo.

Básicamente el proceso está constituido por una masa móvil, con una cierta

energía inicial, que impacta la superficie de una masa de concreto, produciendo

una redistribución de la energía cinética inicial. Parte de la energía es

absorbida como fricción mecánica en el instrumento y otra parte como energía

de deformación plástica del concreto. La parte restante es restituida a la masa

móvil en proporción a la energía disponible. Para tal distribución de energía es

condición básica que la masa de concreto sea prácticamente infinita con

relación a la masa del percutor del aparato, lo que se da en la mayoría de las

estructuras. En consecuencia, el rebote del esclerómetro es un indicador de las

propiedades del concreto, con relación a su resistencia y grado de rigidez.

En la actualidad se encuentra en el mercado varios tipos de esclerómetro:

Modelo N

(Energía de percusión = 2,207 Nm (0,225 kgm), sirve para el control del

concreto en los casos normales de construcción de edificios y puentes.

Modelo L

(Energía de percusión 0,735 Nm (0,075 kgm) es una reducción del modelo N.

Es más apropiado para el examen de elementos en concreto de escasas

dimensiones y sensibles a los golpes.

Modelo M

(Energía de percusión = 29,43 Nm (3 kgm) sirve especialmente para la

determinación de la resistencia del concreto en obras de grandes dimensiones

y para el examen de calidad de carreteras y pistas de aeródromos de concreto.

Sin embargo no es excluyente el uso del modelo M. Todas estas variantes,

vienen también provistas de un sistema que permite el registro automático o

impresión de cada uno de los resultados de ensayo, evitando que el operador

deba detenerse para tomar nota o requiera dictar los valores obtenidos,

evitando errores y documentando los registros.

Factores que inciden en la prueba

-Además de los factores intrínsecos, los resultados de los ensayos reciben la

influencia de los siguientes parámetros:

-Textura superficial del concreto.

-Medida, forma y rigidez del elemento constructivo.

-Edad del concreto.

-Condiciones de humedad interna.

-Tipo de agregado.

-Tipo de cemento.

-Tipo de encofrado.

-Grado de carbonatación de la superficie.

-Acabado.

-Temperatura superficial del concreto y la temperatura del instrumento.

Para obtener resultados válidos y reproductibles conviene tener en

cuenta las siguientes disposiciones:

El elemento concreto sometido a prueba está fijo en la estructura, teniendo

como mínima dimensión 100 mm, de espesor. Los especímenes más

pequeños deberán ser sujetados rígidamente. En el caso de probetas. se

aconseja fijarlas entre los cabezales de la máquina de compresión.

El área en la cual se podrá efectuar una determinación, por el promedio de una

serie de pruebas comprenderá aproximadamente una circunferencia de 150

mm de diámetro.

Deberá efectuarse el pulido superficial en la zona de prueba de los

especímenes, hasta una profundidad de 5 mm, en los concretos de más de 6

meses de edad, en texturas rugosas, en las húmedas y cuando se encuentran

en proceso de carbonatación. Al efecto se utilizará una piedra abrasiva de

carburo de silicio, o material equivalente, con textura de grano medio.

Aditamento que forma parte del equipo provisto por el fabricante.

La posición del aparato, en casos de 4 ensayos comparativos, deberá tener la

misma dirección. a posición normal del aparato es horizontal. De actuar

verticalmente incide la acción de la gravedad, dando resultados de rebotes más

altos actuando hacia abajo y más bajos hacia arriba. El accionar angular dará

resultados intermedios.

Para efectuar el ensayo se apoya firmemente el instrumento, con el émbolo

perpendicular a la superficie, incrementando gradualmente la presión hasta que

el martillo impacte y se tome la lectura. Los impactos deben efectuarse a por lo

menos 2.5 cm de distancia.

Se tomarán 10 lecturas para obtener el promedio. En el caso de que una o dos

lecturas difieran en más de 7 unidades del promedio, serán descartadas. Si

fueran más las que difieren se anulará la prueba. Los ensayos son

influenciados por la característica del concreto en la zona de impacto, los

vacíos o la presencia de agregado grueso, disminuyen o incrementan los

valores. sto ocurre a menudo en concretos con agregado mayor de 2″ o con

resistencia menor a 140 kg/cm2, en los cuales el método no es apropiado. l

coeficiente de variación del número de rebote decrece con el incremento de la

resistencia del concreto.

Información adicional al análisis de resultados

Los resultados de ensayo deberán ser registrados y ser sujetos a análisis

estadístico, cuando fuera el caso, incluyéndose en el informe lo siguiente:

a. Identificación de la estructura.

b. Localización, ejm. columna 2, nivel 3,2 m de altura, cara este.

c. Descripción del área de ensayo; ejm. superficie seca, esmerilada, con textura

del encofrado de madera.

d. Descripción del concreto.

e. Composición, si se conoce, agregados, contenido de cemento a/c, aditivo

usado, etc.

f. Resistencia de diseño.

g. Edad.

h. Condiciones de curado o condiciones inusuales relativas al área de ensayo.

i. Tipo de encofrado.

j. Promedio de rebote de cada área de ensayo.

k. Valores y localizaciones de rebotes descartados.

i. Tipo y número de serie del martillo.

Calibración del esclerómetro

Es conveniente efectuar periódicamente la calibración del esclerómetro, sea

anual en condiciones de uso eventual o semestral de emplearse regularmente.

Se aconseja que de ser posible la calibración se efectúe cada 200

determinaciones.

La calibración se realiza en una masa de acero, generalmente provista por el

fabricante, con una dureza brinell de 500 kgf/mm2   actuando de arriba hacia

abajo. El índice de rebote debe ser igual a 80 + 2 divisiones. En caso de

funcionamiento incorrecto la primera operación puede ser la limpieza y

lubricación del aparato. De persistir el error, conviene el ajuste del dispositivo,

de acuerdo a las instrucciones del fabricante por persona entendida.

2) Sonda de Windsor ASTM C 803

Este método es aplicable para estimar en sitio el esfuerzo del concreto, mediante una relación experimental entre la resistencia a la penetración y el esfuerzo del concreto.

Tipos DE ESCLERÓMETRO

Ensayo de Arranque ASTM C 900

Este método de prueba determina el esfuerzo al arranque del concreto endurecido al medir la fuerza aplicada para arrancar un metal embebido en un fragmento o espécimen de concreto o en una estructura.