Horm endurecido - Dirección de Vialidad

Curso Laboratorista
Vial Clase C
Rodolfo Jeria H.
Laboratorio Nacional de Vialidad
CONTROL CALIDAD
HORMIGÓN ENDURECIDO
Control Hormigón Endurecido
•
Este control permite comprobar que la resistencia del Hº colocado en
obra es por lo menos igual a la resistencia especificada.
•
Los ensayos se pueden efectuar en probetas moldeadas con hormigón
fresco y/o sobre probetas testigos extraídas del hormigón endurecido.
Los ensayos que están
normalizados en nuestro país
son:
• COMPRESIÓN
• TRACCIÓN POR FLEXIÓN
• TRACCIÓN POR HENDIMIENTO
Ensayo de Compresión
• Aunque la probeta
normalizada en Chile
es el cubo de 20 cm
de arista, también se
emplea el cubo de
15 cm de arista y el
cilindro de 15 cm de
diámetro y 30 cm de
altura.
30 cm
15 cm
20 cm
15 cm
Los
valores
de
resistencia
son
diferentes en cada caso, por lo que
para su equivalencia se emplean
factores de conversión
La correlación entre los resultados con las distintas
probetas es la siguiente:
Probetas cúbica
fCN = K1 x fC
N mm
100
150
200
250
300
K1
0.90
0.95
1.00
1.05
1.10
Conversión por dimensión básica a cubo de dimensión básica de
200 mm.
• Las tensiones de rotura por compresión de
probetas cilíndricas de diferentes dimensiones y
relación h=2d cumple:
• f150 = k2 fn
N mm
100
150
200
250
300
K2
0.98
1.00
1.03
1.05
1.09
Relación cubo - cilindro
fC 200 = K x fCIL 150
f cubica
200(N/mm2)
<25
30
35
40
45
50
55
K
1,25
1,20
1,17
1,14
1,13
1,11
1,1
f cilindrica 150
(N/mm 2)
<=20
25
30
35
40
45
50
MEDICIÓN DE LAS PROBETAS
Probetas Cúbicas
• Colocar la probeta con la cara de
llenado frente a operador
• Medir los anchos de las caras
laterales del cubo en el eje
horizontal de cada cara
• Medir alturas de las caras laterales
del cubo en el eje vertical
• Expresar las medidas en mm,
aprox. a 1 mm
• Determinar la masa de la probeta,
aprox. 50 g
Probetas Cilíndricas
• Medir dos diámetro perpendiculares
entre sí
• Medir la altura de la probeta antes de
refrentar en dos generatrices opuestas
• Estas medidas se expresarán en mm,
aprox. a 1 mm
• Determinar la masa de la probeta antes
de refrentar
Prensa de ensayo
• Deber ser
suficientemente rígida
• Tendrá un sistema de
rótula que permita hacer
coincidir la resultante de
la carga con el eje de la
probeta.
• Las superficies deben ser
lisas y planas
• La dimensión de las placas
de carga deben ser
mayores o iguales al
tamaño de la probeta
•
•
•
•
La sensibilidad debe ser tal que la menor división de la escala sea inferior o
igual al 1% de la carga máxima.
La exactitud de la prensa tendrá una tolerancia de ±1% y el rango utilizable
se considera entre el 10% y el 90% de la lectura máxima
Las prensas de ensayo deben permanecer siempre bien calibradas, al
menos una vez al año.
La velocidad de carga no debe ser mayor que 0,35 N/mm2/seg; si se
excede esta velocidad indicará resistencias mayores
Ensayo
Se debe velar por:
• Limpieza de las placas de carga y
de las caras de ensayo de la
probeta
• Correcto centrado de la probeta
entre las placas de carga
Posición de las Probetas
• Colocar probetas cúbicas con cara de llenado en
plano perpendicular a la prensa frente al
operador
• Colocar probetas cilíndricas asentadas en una de
sus caras refrentadas.
Aplicación de carga
• Carga en forma continua y sin choques
• Rotura de probeta en tiempo  a 100 seg. sin
sobrepasar velocidad de 0,35 N/mm2/s
• Registrar carga máxima P, en KN
• En el caso del cilindro, este debe ser refrentado
por ambas caras con el fin de dar planeidad y
paralelismo entre caras y perpendicularidad de
éstas con el eje del cilindro (refrentado.).
• Las probetas colocadas centradas entre los platos
de la prensa, serán sometidas a carga hasta su
rotura.
• El cálculo de la resistencia a compresión, se
obtiene dividiendo la carga de rotura por la
2
sección transversal media
P ; en N/mm
Rc 
S
Cálculos
probetas cúbicas:
Área:
(a1  a 2) (b1  b2)
s
x
2
2
probetas cilíndricas:

d1  d 2 2
Área:
s  x(
)
4
2
Resistencia a compresión:
P
f 
S
Unidades
•
F(resistencia): MPa
se expresan con aprox.de 0.1 Mpa
1MPa = 10.1972 (Kgf/cm2)
•
•
P: (carga) N
S: sección de ensaye (área de carga) (mm2)
ENSAYO DE TRACCIÓN POR
FLEXIÓN
• Se emplea la probeta en forma de viga.
• La norma considera dos modalidades de ensayo
que no son alternativos y dependen de las
dimensiones de la probeta:
• Para probetas de dimensión básica 150 mm se
aplica cargas P/2 en los límites del tercio central
de la luz de ensayo
• Para probetas de dimensión básica 100 mm se
aplica carga P en el centro de la luz de ensayo
Equipo
• Deberá tener piezas de
apoyo de la probeta y
piezas de carga.
• Los elementos de
contacto deben ser
cilíndricos de modo de
lograr un contacto
rectilíneo
• Las líneas de contacto
deben ser paralelas entre
si y perpendiculares a la
luz de ensayo
Aplicación de carga
•
•
•
Velocidad de carga debe ser en forma continua y sin choques
Rotura de probeta en tiempo  a 300 seg. Y a una velocidad entre 0.015 y
0.02 N/mm2/s
Registrar carga máxima P, en KN (N)
Procedimiento
• Las probetas deben estar sumergidas en agua
durante 24 horas para su curado final
• Retirar las probetas de su curado, protegiendolas
hasta el momento del ensaye.
• Trazar rectas finas sobre las 4 caras mayores,
marcando sección de apoyo y de carga
• Verificar y registrar luz de ensayo, cumpliendose:
L  3h (carga tercio central) o L  2h (carga centrada)
• Colocar probeta en prensa haciendo coincidir
trazado con apoyo y carga correspondiente
•
Cálculos
Carga P/2 aplicada en el tercio
central
P*L
Si está se rompe en el
ft 
2
tercio central de la luz de
b*h
ensayo, se ocupará:
P/2
P/2
b
h
L/3
L/3
L/3
• Si la rotura se produce
fuera del tercio
central, se empleará:
3* P * a
ft 
b * h2
P/2
a = distancia entre la sección de
rotura y el apoyo más próximo.
P/2
b
Y= 0.05L
• Si la fractura ocurre
fuera de la zona
indicada, se desecha
el resultado.
y
h
a
L/3
L/3
L/3
Carga P aplicada en el centro
P
b
• El
cálculo
de
la
resistencia se hace con la
expresión:
h
L/2
3* P * L
ft 
2
2*b*h
ENSAYO DE TRACCIÓN POR
HENDIMIENTO
•
•
Se emplea una probeta cilíndrica de 15
cm de diámetro y 30 cm de altura.
La probeta se coloca acostada entre las
placas de la prensa y se ensaya por
compresión aplicando la carga sobre dos
generatrices opuestas.
P
D
PROCEDIMIENTO
•
Trazar un diámetro en cada una de las bases del cilindro
•
Unir ambas rectas definiendo claramente las líneas de contacto
PROCEDIMIENTO
• Determinar y registrar el
diámetro
como
el
promedio
de
tres
diámetros sobre la línea
de contacto
• Determinar y registrar la
longitud
como
el
promedio
de
las
longitudes sobre las dos
líneas de contacto
• Pesar y registrar la masa
de la probeta
Posición de las Probetas
• Colocar una tablilla
centrada sobre el eje
de placa inferior de la
prensa.
• (Tablilla=
madera
contrachapada de 41
mm de espesor y de
155 mm de ancho y
longitud ligeramente
superior a la probeta
• Colocar la probeta sobre la tablilla y
alinearla de modo que las líneas de
trazado diametral queden verticales y
centradas sobre la tablilla
• Coloque una 2ª tablilla sobre la línea de
contacto superior
Aplicación de carga
• En forma continua y sin choques a una
velocidad entre 0.01 y 0.02 N/mm2/s.
• Registrando la carga máxima P, en KN (N)
Cálculos
• Pesar, Calcular y registrar la densidad aparente de
la probeta
•
El cálculo se hace con la expresión:
2* P
fh 
 *l *d
• Se registra el resultado en MPa
• Si la prensa entrega resultados en Kgf
1MPa = 10.1972 Kgf/cm2
Método para testigos cilíndricos
de Hº Endurecido (LNV 49)
• Procedimientos para extraer, preparar y ensayar los
testigos cilíndricos que se usan para estimar la
resistencia del Hº endurecido.
• El presente método indica los factores de conversión,
Condiciones mínimas para
extracción:
Se debe haber cumplido al menos una de las
siguientes condiciones:
•
•
•
Resistencia de compresión igual o superior a 10 Mpa, expresada como
resistencia cúbica.
Edad igual o superior a 14 días, excepto en pavimentos, que tiene que
ser superior a 28 días.
Edad y/o resistencia suficiente para desmoldar el elemento
estructural, según especificaciones.
Ubicación
•
•
Ubicación del testigo en zona representativa de la calidad del Hº
endurecido.
Muestreo por ubicación al azar:
Para aceptación del Hº, por falta de muestras frescas o por resultados
dudosos en dicho muestreo. Por incumplimiento de la resistencia
individual fi
EXTRACCIÓN DE TESTIGOS
•
Los testigos cilíndricos para compresión son extraídos con un equipo
sonda provistos de brocas diamantadas.
•
Los testigos deben extraerse cuando el Hº está endurecido en general no
menos a 14 días, evitando perdida de adherencia entre morteros y áridos.
• La extracción debe ser perpendicular a la
superficie del elemento, cuidando de que no
existan juntas en la zona ni se encuentren
próximas al borde.
• En losas se recomienda una separación de 60 cm
de los bordes.
• El diámetro de los testigos cilíndricos será por lo
menos 3 veces mayor que el tamaño máximo
nominal del árido empleado en el hormigón.
• Una vez preparados los testigos a compresión su
longitud debe aproximarse a 2 veces su diámetro;
no se ensayarán aquellos cuya longitud sea menor
que su diámetro.
• Los testigos cilíndricos no deben contener
armaduras metálicas paralelas a la dirección que
tendrá la carga; los testigos para ensayos de
hendimiento y de flexotracción no deben tener
armaduras en la zona traccionada.
• El testigo de muro o pilar debe estar en el tercio
central de la altura de hormigonado.
• Los testigos vecinos deben estar separados en
más de dos diámetros del testigo
Campos de Aplicación
• Este método es aplicable a la extracción de
testigos para ensayes de compresión, tracción por
hendimiento, medición de espesores.
• Establece y recomienda factores de conversión de
las resistencias de compresión de los testigos,
para interpretar los resultados en conformidad a
las especificaciones correspondientes.
Forma y dimensión de las
probetas
• Testigos para medir espesores: el diámetro debe
ser igual o superior a 50 mm.
• Testigos para ensaye de compresión: la altura
después de aserrado no puede ser menor a 0,95
veces su diámetro y la altura de ensaye debe ser
mayor al diámetro. La altura de ensaye debe ser
tal que su esbeltez esté comprendida entre 1 y 2.
• Testigos para ensayes de hendimiento: la altura
real debe ser ≥ 0,8 veces su diámetro.
• En caso de testigos de pavimento el diámetro
debe ser igual o superior a 100mm
Preparación y Ensayos de los
Testigos a compresión
• Primero se hace una inspección visual en que se
deja constancia de las características observadas.
• Si se advierte que un testigo presenta grietas u
otros defectos, deberá desecharse.
• Se mide la altura real del testigo realizando 5 ó
más medidas , una al centro y las restantes
alrededor de la probeta.
• Se mide el diámetro, realizando dos medidas
perpendiculares entre si, en la mitad de la altura.
• Pese el testigo en la condición cercana a como se
encuentra la estructura. (A)
• Pese el testigo sumergido después de 1 hora 10
min de inmersión (B)
• Pese el testigo en condición sss (C)
• Calcule la densidad como:
A
t 
*100
CB
Preparación y Ensayos de los Testigos a
compresión
cortar
refrentar
• Los testigos cilíndricos
deben tener sus caras
planas, paralelas entre
ellas y perpendiculares
al eje del testigo.
• Las irregularidades de
las caras de ensayo
deberán ser eliminadas
mediante
aserrado
cuando
sobrepasen
1mm.
•
Los diámetros no deben diferir en más de 2,5% del diámetro
promedio del testigo.
•
Las caras de carga deben ser paralelas entre si y perpendiculares al
eje del testigo.
•Se debe cortar con sierra disco uno o
ambos extremos de los testigos a
compresión
• Antes de ser ensayados, los
testigos cilíndricos deberán
ser refrentados, con azufre
de espesor aproximado 3
mm.
• Las caras que estarán en
contacto con apoyos y
ensayar
dispositivos
de
carga
deberán ser planas y
paralelas.
• Los ensayos de los testigos deberán realizarse
según los mismos procedimientos normalizados
para probetas de hormigón fresco.
Factores de Conversión:
Por edad, esbeltez y forma de los testigos
cilíndricos, para los ensayes de compresión.
•
Conversión por edad
Cuando se requiera comparar la resistencia del
testigo con la resistencia de proyecto, se
determina el factor Kt.
3,69  t
kt 
2/3
1,40 * t
2/3
•Conversión a cilindro de esbeltez normal
El valor del ensaye de rotura por compresión del
testigo cilíndrico debe ser convertido al cilindro de
esbeltez normal 2, multiplicando por Ke
Esbeltez Testigo
(H/D)
Factor de Conversión
Ke
2.00
1,00
1.75
1.50
1.25
1.00
0,98
0,96
0,93
0,87
•Conversión
a probeta cúbica normal
(200mm)
El resultado del cilindro normal, debe ser
modificado por forma, de la siguiente
manera:
fcil 150(MPa)
<=20
25
30
35
40
45
50
K
1.25
1.20
1.17
1.14
1.13
1.11
1.10
fcub 200 (MPa)
<25
30
35
40
45
50
55
Métodos Indirectos o no
destructivos
• Serie de técnicas destinadas a inspeccionar o probar un
material sin perjudicar su empleo futuro.
• Estos ensayos determinan propiedades elásticas, y
mediante correlaciones con la resistencia, permiten
obtener una estimación más bien cualitativa de la calidad
del Hº.
Ensayos Esclerométricos
• Son ensayos superficiales de
dureza.
• Se emplean para su ejecución los
martillos esclerométricos, que
miden el rebote de una masa
que golpea sobre un pivote en
contacto con la superficie del Hº
a ensayar.
• La masa al rebotar arrastra un
indicador que se desplaza sobre
una escala graduada, el nº
marcado se denomina índice
esclerométrico.
• Los ensayos sobre Hº realizados por esclerometría
no son sustitutivos de ensayos de resistencia, sino
complementarios.
Campo de Aplicación del método:
• Comprobación de uniformidad de la calidad del
Hº en relación con una calidad promedio.
• Comparación de un Hº con otro de referencia
Selección de la superficie por ensayar
CONSIDERACIONES
• Comparativo: El hormigón debe ser de un mismo tipo y
encontrarse en las mismas condiciones.
• El elemento a ensayar debe tener un espesor igual o
mayor a 100mm
• Evitar áreas con armaduras y texturas ásperas
• Evitar las zonas estucadas
PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE
• Marcar el área seleccionada creando una superficie
cuadrada de a lo menos 200mm por lado.
• Emparejar con piedra abrasiva.
• Humedezca 24 hrs antes la zona por ensayar.
DETECTOR DE ENFIERRADURA
Utilidad
Ubicación de la
Enfierradura
Recubrimiento
Ensayos Ultrasónicos
• Mide velocidad de los
impulsos
de
las
vibraciones que pasan a
través del Hº.
Permite conocer:
• homogeneidad del Hº
• presencia de fisuras y huecos
• comparación de un Hº con otro
de referencia
• calidad del Hº en comparación
con ensayos normalizados.
PERMEABILIDAD
SECA
PERMEABILIDAD SECA
Determina que tan
Permeable es un hormigón.
De acuerdo a su
Permeabilidad podemos
saber la calidad del
hormigón.
Realizar seguimiento en el
tiempo.
Mucha utilidad en el control
de hormigón armado
FIN
Refrentado
•
Procedimiento de aplicación de
una capa de material sobre la
superficie de carga en la probeta
de hormigón, destinado a corregir
defectos de planeidad y/o
paralelismo entre caras, con el fin
de obtener una distribución
uniforme de tensiones durante la
aplicación de la carga
Procedimiento con pasta de azufre
• Se prepara una mezcla compuesta de 55 a 70
partes en masa de azufre en polvo y 30 a 45
partes en masa de material granular que pase el
tamiz de 0.315 mm (pumicita)
• Caliente la mezcla hasta fusión a temperatura
entre 130 y 145 ºC sin exponer a fuego directo.
• No se puede recalentar el material mas de 5
veces.
• Se aplica a la probeta y se deja enfriar hasta que
alcance una resistencia a la compresión mayor a
la prevista para la probeta debe ser 35MPa.
Requisitos
• La superficie debe quedar perfectamente plana y
perpendicular al eje de la probeta.
• No debe sobrepasar los bordes en más de 3mm.
• En probetas ensayadas a hendimiento debe tener
un ancho de 20± 5 mm
• La capa debe tener un espesor aprox. De 3mm y
en ningún caso mayor a 8 mm.
• Debe quedar bien adherida a la superficie de la
probeta .
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Gracias.