Cifuentes Vera 2010

7/26/2019 Cifuentes Vera 2010

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UNIVERSIDAD DE MAGALLANESFACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION

Ingeniero Constructor

Proyecto de Trabajo de Titulacin

El Uso del Refrentado No Adherido, en la Determinacin de la Resistencia

a la Compresin en Probetas Cilndricas de Hormign

Alumno: Guillermo Cifuentes Vera

Profesor Gua:

Profesor Co-referente: Jos Crcamo

Punta Arenas, Mayo 2010


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1

Educar no es dar carrera para vivir,

sino templar el alma para

las dificultades de la vida.

GRACIAS A TODOS


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INDICE

Resumen 3.

Abstract 4.

Introduccin 5.

Captulo I, Refrentado con Azufre 7.

Terminologa 8.

Aparatos 8.

Requisitos de la Capa de Refrentado 12

Refrentado de Probetas Desmoldadas y Testigos 14

Inspeccin de las Capas de Refrentado 19

Aspectos Negativos del Refrentado con Azufre 20

Costos de Implementacin 21

Precio Unitario 22

Recomendaciones 23

Captulo II, Refrentado No Adherido 33

Documentos de Referencia.35

Resumen del Mtodo 36

Materiales e Instrumental 36

Probeta de Ensayo 40

Procedimiento 42

Calificacin de las Placas de Elastmero 45


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3

Calculo 48

Costos de Implementacin 51

Precio Unitario 52

Captulo III, Calificacin para el Uso de Refrentado No Adherido 53

Proceso de Curado. 62

Proceso de Ensaye 63

Resultados 65

Captulo IV, Anlisis y Conclusiones 69

Anexos 74

Norma ASTM c 1231.75

Norma NTC 3708. 82

Norma IRAM 1709.97

Normas Chilenas.111

Memoria de Calculo Hormign Pilotes.148

Memoria de Calculo Hormign Calzada.152

Resultados Ensayos.156

Bibliografa


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RESUMEN

En la actualidad por todos es reconocida la importancia de la proteccin y cuidado

medioambiental; lo que implica la salud e higiene de las personas.

Evitar la contaminacin del ambiente es una tarea superlativa; que implica el

cuidado de todas las personas que habitamos el medio circundante, pero para ello

hay que tener un sistema de educacin del medio.

Es conocido que en nuestro pas hay que validar el proceso de introduccin de un

mtodo alternativo al refrentado con azufre; sin duda debemos dirigir nuestros

estudios en esa direccin; los altos niveles de gases txicos que produce esta

mezcla hacen necesario una alternativa no contaminante.

El refrentado con placas de neopreno reutilizables no contaminantes para el

ensayo a la compresin de probetas de hormign, es un mtodo ya ampliamente

utilizado en otros pases, y el presente trabajo de titulacin describe la forma de

validarlo a modo de obtener resultados confiables y aceptables.

Una de las dificultades con la que nos encontramos, es la falta de una norma

chilena al respecto, por lo que fue necesario utilizar normas extranjeras, como la

ASTM, IRAM y NTC, entre otras, encontrando una gran similitud entre ellas, y

cuya metodologa es descrita ampliamente en los captulos siguientes.


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ABSTRACT

Today is recognized by all the importance of environmental and care, protection

which implies the health and safety of people.

To avoid contamination of the environment is a superlative work, which involves

the care of all the people who inhabit the surrounding environment, but this

requires having a system of environmental education.

It is known that in our country has to be validate the process of introducing an

alternative to capping with sulfur, no doubt we should direct our research in this

direction, the high levels of toxic gases produced by the mixture mean researches

that a non-polluting alternative is necessary.

The facing plates clean reusable neoprene for compression testing of concrete

samples, it is a method already widely used in other countries, and this paper

describes how to validate it as too stain a reliable and acceptable results.

One of the difficulties with which we face, is the lack of a rule in Chile in this regard,

so it was necessary to use foreign standards such as ASTM, IRAM and NTC,

including others finding a great similarity between them, and whose methodology is

described fully in subsequent chapters.


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INTRODUCCION

En Chile se utiliza el azufre, tanto puro como en morteros, para refrentar las caras

de carga de cilindros normales de hormign, para ensayar la resistencia a la

compresin. Esto garantiza que estas caras tengan una superficie regular y

ofrezcan un paralelismo apropiado, para que la carga sea lo ms axial posible.

La problemtica radica en que su manejo puede producir quemaduras,

contaminacin, inhalacin y corrosin de las partes metlicas y electrnicas, ya

que el gas que produce el azufre en contacto con la humedad higroscpica,

produce cido sulfrico, particularmente toxico y peligroso para los operarios del

ensayo, el cual puede producir irritacin de vas respiratorias y/u ojos, entre otros

rganos.

En el ao 1993 se implement en Colombia, un mtodo que permite el uso de

discos de neopreno o caucho natural, retenidos en platos de acero para

reemplazar el refrentado tradicional con azufre, y a este sistema se le denomin

Refrentado no Adherido, donde las normas ASTM C 1231-95 y NTC 3708-95

hacen referencia a este sistema.

Los discos de caucho natural o neopreno, al deformarse logran acumular energa

que en algn instante ser superior al esfuerzo residual del cilindro, lo cual al final

producir una falla explosiva y fuera del comportamiento de falla tpica.1

Es esta la razn, que obliga, a que este ensayo deba ser calibrado por la prctica,

para lograr su valides y as poder comparar resistencias a la compresin de

probetas cilndricas de hormign, es decir, tomar muestras gemelas y ensayar

una por el mtodo de refrentado tradicional y la otra por el mtodo de refrentado

no adherido.

1 Revista Universidad EAFIT. Vol. 40 N135 Julio agosto sept. 2004


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7

Para luego poder evaluar las resistencias obtenidas y establecer parmetros de

comparacin entre ambos mtodos.

El presente trabajo de titulacin expone la metodologa a seguir para validar el

sistema de refrentado no adherido y poder ocuparlo como mtodo alternativo.

En el captulo I se describir detalladamente el refrentado con azufre, sus

limitantes y desventajas, concluyendo con un anlisis econmico.

El captulo II nos presenta el refrentado no adherido, sus fundamentos tericos,

sus ventajas y un anlisis econmico.

En el captulo III se presenta un ejemplo de validacin del refrentado no adherido,

comparado con el refrentado tradicional con azufre.

El captulo IV se entregan los comentarios y conclusiones de esta tesis.

Esperando que las conclusiones de los objetivos planteados puedan ser de ayuda

a futuros profesionales del rea y a empresas relacionadas.


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8

OBJETIVOS

El objetivo Principal ser:

Dar a conocer una alternativa no contaminante, al mtodo de refrentado

tradicional con azufre.

Del cual se desprenden los siguientes objetivos secundarios:

Hacer ensayos para obtener datos.

Analizar los datos obtenidos.

Mostrar experiencias en otros pases.

Determinar las bondades y limitantes de ambos mtodos.

Realizar un anlisis econmico de ambos mtodos.


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CAPITULO I

REFRENTADO CON AZUFRE


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En primera instancia se dar a conocer la metodologa y tecnonologia aplicada

actualmente en nuestro pas, para el refrentado de probetas cilndricas con

mortero o pasta de azufre.

Para ello, es de fundamental importancia presentar la norma chilena 1172 of. 78

Hormign-Refrentado de Probetas. La cual estandariza y rige este procedimiento

en territorio nacional.

1. Terminologa

1.1 superficies de carga: superficies de las probetas de hormign que

estn en contacto con las piezas de apoyo y carga de la prensa durante el

ensayo.

1.2 refrentado: procedimiento de aplicacin y moldeo de la capa de

refrentado sobre una superficie de carga en una probeta de hormign, destinado a

corregir defectos de planeidad y/o paralelismo entre caras con el fin de obtener la

mejor coincidencia posible con las piezas de apoyo y carga de la prensa de

ensayo y una distribucin uniforme de tensiones durante la aplicacin de la carga.

1.3 capa de refrentado: capa de material aplicado y moldeado que

recubre una superficie de carga en una probeta de hormign.

2. Aparatos

2.1 Placas, que sean de metal, vidrio, o cualquier otro material rgido, no

absorbente, qumicamente inerte con los componentes del material de refrentado y

deben cumplir con los siguientes requisitos:

a)su superficie de contacto debe ser plana con una tolerancia de planeidad

de 0,05 mm en 100 x 100 mm, medida por lo menos en tres direcciones con un

ngulo de 45 entre s;


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11

b) su largo y su ancho deben superar en 30 mm o ms a las mismas

dimensiones de la superficie a refrentar;

c)el espesor de las placas de metal debe ser igual o mayor que 8 mm y el

de las de vidrio ser igual o mayor que 6 mm;

d)si se requiere un rebaje en las placas metlicas, el espesor de la placa

en la zona rebajada debe ser igual o mayor que 8 mm y el rebaje ser menor o

igual que 8 mm.

2.2Dispositivos para refrentar cilindros para ensayo de compresin

2.2.1 Aparato vertical compuesto por una base provista de una placa

horizontal con un rebaje circular rectificado y un perfil metlico u otro dispositivo de

alineacin vertical que permita asegurar la perpendicularidad del eje de la probeta.

(Imagen 1.1)


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12

Imagen 1.1, Aparato Vertical de Refrentado. Fuente: Elaboracin propia.

2.2.2 Anillos metlicos, ajustables a los extremos del cilindro y que se

emplean en conjunto con una placa.

2.2.3Aparato horizontal, compuesto por una base de apoyo para colocar la

probeta horizontalmente y un par de placas paralelas dispuestas verticalmente en

ambos extremos. Las placas deben estar provistas de mordazas a fin de ajustarse

a ambos extremos de la probeta y conformar un molde que se pueda rellenar por

vaciado.


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2.4 Dispositivo para refrentar testigos para ensayo de traccin por hendimiento.

Molde acanalado compuesto o por una plancha metlica curva con la forma de un

tercio de la pared de un cilindro y una base de apoyo que permita mantenerla

firmemente en posicin horizontal.

2.5Otros dispositivos

Se acepta el empleo de otros dispositivos similares que permitan obtener capas de

refrentado que cumplan con los espesores de refrentado.

2.6Aparatos para fusin de mezcla de azufre

2.6.1Recipiente, de metal o recubierto con un material inerte con el azufrefundido. Debe estar provisto con control automtico de temperatura. (Imagen 1.2)

Imagen 1.2, Aparato de fusin de Azufre. Fuente: Elaboracin propia.


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14

2.6.2Cucharn, o similar, de metal o recubierto con un material inerte con

el azufre fundido. Su capacidad debe corresponder al volumen de material a

emplear en una capa de refrentado. (Imagen 1.3)

Imagen 1.3, Cucharon. Fuente: Elaboracin propia.

2.6.3Sistema de ventilacin, campana con extractor de aire para eliminar

los gases de la fusin.

3 Requisi tos de la capa de refrentado

3.1Forma

Su superficie de carga debe ser plana, con una tolerancia de 0,05 mm en 100 x

100 mm medida por lo menos en tres direcciones con un ngulo de 45 entre s y

perpendicular al eje vertical de la probeta en posicin de ensayo. Se tolera una

desviacin mxima equivalente a una pendiente de 1 mm en 200 mm.


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3.2Superficie

3.2.1 En las probetas para ensayo de compresin debe ser igual o

ligeramente mayor a la superficie de carga sin sobrepasar los bordes de la probeta

en ms de 3 mm.

3.3Material

Debe desarrollar una resistencia a compresin mayor que la prevista para la

probeta en el momento del ensayo e igual o mayor que 35 N/mm2 ( 350

kgf/cm2). (Imagen 1.4)

Imagen 1.4, Ensayo de Resistencia de la mezcla. Fuente: Elaboracin propia.


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NOTA -Se recomienda determinar las curvas edad/resistencia de cada tipo de material, a fin de

establecer los plazos mnimos entre la aplicacin del refrentado y el ensayo.

3.4Espesor

Este deber ser menor a 5 mm.2

4 Refrentado de probetas desmoldadas y testigos

Es aplicable a cubos, cilindros y vigas desmoldadas o testigos de hormign

endurecido para ensayos de compresin, traccin por flexin y traccin por

hendimiento. Debe efectuarse de acuerdo con uno de los procedimientos

siguientes:

2 Se recomienda moldear la capa de refrentado tan delgada como sea posible. En general es

aconsejable un espesor de aproximadamente 3 mm.


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4.1Procedimiento con pasta de azufre

4.1.1Preparacin del material

a) Elaborar una mezcla seca compuesta de 55 a 70 partes en masa de

azufre en polvo y 30 a 45 partes en masa de material granular que pase por el

tamiz de 0,315 mm n 50;3(Imagen 1.5)

3Se recomienda emplear arcilla refractaria molida o arena silcica como material granular.


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Imagen 1.5, Mezcla a Fundir. Fuente: Elaboracin propia.

b) calentar la mezcla hasta su fusin a una temperatura controlada entre

130 y 145C sin exponer a fuego directo que pueda inflamar la mezcla y

expulsando al exterior los gases que resultan de la fusin; (Imagen 1.6)

Imagen 1.6, Mezcla Fundida. Fuente: Elaboracin propia.

NOTA- La mezcla puede inflamarse por sobrecalentamiento. Si esto ocurre se puede extinguir la

llama tapando el recipiente.


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c)Cuando sea necesario recalentar la mezcla fundir previamente la costra

superficial. En ningn caso recalentar el mismo material ms de cinco veces4.

d) Una vez aplicada a la probeta dejar endurecer hasta que alcance una

resistencia a compresin mayor que la prevista para la probeta en el momento del

ensayo e igual o mayor que 35 N/mm2 (350 kgf/cm2).

4.1.2Colocacin

a)untar las placas y superficies de los dispositivos que entran en contacto

con el material de refrentado con una delgada capa de aceite mineral o de

cualquier otro material que prevenga la adherencia y sea qumicamente inerte con

el material de refrentado;

b) retirar las probetas o testigos de su curado con la antelacin suficiente

para que el material de refrentado desarrolle la resistencia requerida al momento

del ensayo;

c)eliminar la lechada superficial y partculas sueltas de las superficies de

carga mediante una escobilla de alambre o similar;

d) secar las superficies de carga (por ejemplo, mediante una corriente de

aire caliente) cuidando de no extender el secado ms de lo estrictamente

necesario para asegurar la adherencia del material a la probeta;

e) moldear la capa de refrentado segn el tipo de probeta y el aparato a

emplear como se indica:

4La mezcla pierde resistencia y fluidez por contaminaciones y volatilizacin.


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- Placas: colocar una porcin de material en el centro de la superficie de carga y

prensarla con la placa, girndola suavemente y eliminando los excesos de

material. En el caso de vigas deben disponerse muestras a ambos costados de la

superficie de carga a fin de nivelar la placa;

- Dispositivo vertical: nivelar el aparato, distribuir uniformemente el material en el

rebaje de la placa, apoyar una generatriz del cilindro en la gua vertical y hacerlo

descender hasta presionar el material; (dispositivo ms comn, Imagen 1.7)

Imagen 1.7, Dispositivo vertical de Refrentado. Fuente: Elaboracin propia.


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- Anillos: nivelar y ajustar cada anillo en un extremo del cilindro de modo que su

borde superior sobresalga aproximadamente 3 mm sobre la superficie de carga.

Distribuir uniformemente el material en el molde que conforma el anillo y prensarlo

uniformemente con una placa, girndola suavemente hasta topar el borde del

anillo y eliminando excesos de material;

- Dispositivo horizontal: nivelar el aparato, colocar el cilindro ajustando sus

extremos con las mordazas, taponar las juntas para evitar prdidas y rellenar

ambos extremos por vaciado;

f) volver las probetas a su curado o bien mantenerlas hmedas

protegindolas con arpilleras mojadas hasta el momento en que deban colocarse

en la mquina de ensayo.

5Inspeccin de las capas de refrentado

5.1Adherencia

Golpear ligeramente las capas de refrentado con el mango de un cuchillo, o

similar, antes de colocar en la prensa de ensayo. Si emite un sonido hueco la capa

debe removerse y reemplazarse antes de ensayar.

5.2Planeidad y perpendicularidad

5.2.1Cuando se empleen pastas de yeso o cemento se debe inspeccionar

todas las capas de refrentado.


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22

5.2.2Cuando se emplee mezcla de azufre, para cada aparato de refrentado

en uso se debe inspeccionar al azar a lo menos una capa de refrentado5.

5.2.3Cuando una capa de refrentado no cumpla con los requisitos de forma

especificados en 5.1, la capa debe removerse y reemplazarse antes de ensayar y

el aparato en uso debe inspeccionarse (planeidad de placas, ngulos de

dispositivos de alineacin).

6 Aspectos Negativos del Refrentado con Azufre

Estos se presentan particularmente durante el procedimiento de fundicin, es en

este preciso instante donde la mezcla se vuelve particularmente daina y

peligrosa.

Esto debido, a que la mezcla puede inflamarse por sobrecalentamiento,

provocando daos al personal y equipo, adems desprende gases resultantes de

la fusin de los materiales, el cual genera sntomas en las personas y

contaminacin ambiental.

5Se recomienda emplear una escuadra de precisin con un pequeo calado para no topar el borde

de la capa de refrentado.


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Algunos sntomas o efectos en la salud humana6:

Puede producir efectos neurolgicos y cambios comportamentales.

Puede provocar daos cardiacos.

Puede producir irritacin en los ojos.

Puede originar fallos reproductores

Puede causar daos en el sistema inmunitario

Puede provocar desrdenes estomacales y gastrointestinales

Puede originar daos en las funciones del hgado y los riones

Puede producir defectos en la audicin

Puede alterar el metabolismo hormonal

Puede causar efectos dermatolgicos

Puede producir irritacin de las vas respiratorias, bronquitis, asfixia,

embolia pulmonar, asma.

Puede provocar ronquera y presin en el pecho

Puede causar dolores de cabeza

Puede provocar irritacin en la boca, la faringe y los bronquios

6http://www.lenntech.es/periodica/elementos/s.htm


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7 Costos de Implementacin del Mtodo:

Item

Descripcion

Costo1. DispositivoparaRefrentadodecilindros $85,000

2. MarmitaparafundirlamezcladeAzufre $330,000

3. ImplementaciondeSistemadeExtracciondegases $190,000

4. Azufre(25Kg.) $1,600

5. LimoCilicio $35,000

6. Cucharon $7,000

7. AceiteMineral $10,000

8. Brocha $1,500

9. Electricidad

TOTAL $660,100

RefrentadoTradicional

Tabla 1.1, Costos de Implementacin, Valores Netos. Fuente: Elaboracin propia.

Imagen 1.8 Equipo para Ensayo, Fuente: Elaboracin propia.

8 Anlisis de precios Unitarios:


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Codigo Insumo Un. Rend. PrecioUnidad PrecioUnitario

1 Materiales

1.1 Azufre kg 0,084 1600 134,4

1.2 Limo kg 0,036 300 10,8

1.3 Marmita c/u 0,000056 330000 18,48

1.4 Electricidad gl 0,2 50 10

1.5 Dispositivorefrentado c/u 0,000056 90000 5,04

1 .6 S ist em aextraccin c/u 0,000056 190000 10,64

2 ManodeObra

2.1 Laboratorista HD 0,025 30000 750

2.2 LS % 56 420

1359

Tabla 1.2, Costo Directo de un Ensayo, Valor Neto. Fuente: Elaboracin propia.

8.1 Tiempos de Ensayo:

La tabla 1.3 muestra los tiempos promedios en la ejecucin del ensayo de

refrentado Tradicional con azufre.

Item Descripcin Tiempo (min.)

1. FundirelAzufre 60:00

2. Refrentado 05:00

3. EndurecimientodelAzufre 60:00

4. Ensayo 02:31

127:31TOTAL

RefrentadoTradicional

Tabla 1.3, Tiempos medios de Ensayo. Fuente: Elaboracin propia.

9 Recomendaciones


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Se puede indicar que las probetas cilndricas de 15 cm x 30 cm. son las que se

utilizan normalmente para determinar la resistencia a compresin del hormign.

Para que ellas puedan garantizar su resistencia de diseo, deben ser

confeccionadas, curadas y ensayadas siguiendo un protocolo estricto

determinado en las Normas correspondientes7.

Si, por el contario, se permite que varen las condiciones de muestreo, mtodos de

llenado, compactacin, terminacin y curado de las probetas, los resultados de

resistencia que se obtengan en el ensayo respectivo, carecer de valor, ya que no

podr determinarse si eventuales resultados de resistencias bajas son debidos a

la mala calidad del hormign o a las fallas cometidas durante las operaciones de la

preparacin misma de las probetas, previas al ensayo.

Para obtener resultados dignos de confianza debern aplicarse los siguientes

mtodos:

9.1 Usar solamente moldes indeformables, no absorbentes, estancos y

qumicamente inertes con los componentes del hormign, generalmente de acero

(los cuales son reutilizables). Las medidas de la probeta son de 15 cm. de

dimetro por 30 cm. de altura, con las tolerancias que fija la Norma. El tamao

mximo del agregado grueso no podr superar 1/3 del dimetro del molde.

Antes de llenar los moldes, debern ser colocados sobre una superficie horizontal,

rgida y lisa. Se tomarn tres probetas por cada muestra de hormign, para ser

ensayada a los 7, 14 y 28 das, respectivamente.

9.2 Toma de muestras: se operar de acuerdo a las especificaciones de Norma

7NCh1017of.78HormignConfeccinycuradoenobradeprobetasparaensayosdecompresiny

traccin.


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NCh 171 of. 75 Hormign Extraccin de muestras. La cual indica el

procedimiento a seguir acorde al sitio de muestreo, ya sea, plantas hormigoneras

estacionarias, camiones mixer, hormigones de acopios u hormigones en una tolva.

En general la muestra deber ser representativa de toda la partida de hormign u

amasada, para ello se recomienda no incluir el principio, ni el final de la descarga,

sino la porcin media.

En el caso de acopios u tolvas, se recomienda extraer muestras en puntos

distintos del lote, al menos cinco, es lo recomendado.

La muestra se tomar en un recipiente limpio, no absorbente y estanco, y deber

ser totalmente remezclado en el mismo, antes del llenado de las probetas.

9.3 Compactacin:la finalidad de compactar el hormign en los moldes es la de

eliminar los huecos u aire intersticio que pueden quedar dentro de la masa por la

diferente forma y tamao de los componentes que, al disminuir la seccin de la

probeta, le hacen perder resistencia.

La compactacin se realiza por dos mtodos: manual y mecnica.

La eleccin de un mtodo o del otro, depende del ensayo regido por la norma NCh

1019 of. 74 Construccin Hormign Determinacin de la docilidad Mtodo

de asentamiento del cono de Abrams. De la cual se puede extraer la siguiente

tabla:


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Tabla 1.3, Fuente: NCh 1019 of. 74 Hormign Determinacin de la docilidad Mtodo

de asentamiento del cono de Abrams

En el caso del apisonado, hay algunas personas que utilizan para compactar el

hormign de la probeta, el primer trozo de barra de hierro que encuentran en la

obra; otros se limitan a golpear el molde lateralmente y otros llenan el molde como

si el hormign fuera un lquido autonivelante. Todos estos procedimientos son

errados y llevan a resultados deficientes, totalmente alejados de la resistencia real

del hormign estudiado. En cambio, la Norma establece el uso de una varilla

normalizada con punta semiesfrica para compactar el hormign, ya que trabaja

mejor por dos razones:

a) Se desliza entre los agregados, en vez de empujarlos como lo hace una

varilla de corte recto en la punta, con la cual quedan espacios huecos al ser

retirada.

b) Al retirar la barra, permite que el hormign vaya cerrndose tras ella, lo que

es facilitado por la punta redondeada.8

Para una compactacin por medio mecnico o vibrado, llamado habitualmente, la

norma tambin hace referencia en cuanto al dimetro del vibrador, la frecuencia

de ste y la forma de vibrado.

9.4 Llenado de las probetas y compactacin del hormign: se procede al

llenado de las probetas, colocando el hormign en tres capas de

aproximadamente 1/3 de la altura del molde, cada una. Una vez colocada cada

capa se la compacta con 25 golpes de la varilla, uniformemente distribuidos sobre

8ManualdeconsejosprcticossobreelconcretoInstitutocostarricensedelcementoyelconcreto


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29

su superficie. En la primera capa, los 25 golpes deben atravesarla ntegramente

pero sin golpear el fondo del molde. La compactacin de la segunda y la tercera

capas se hace atravesando totalmente cada una de ellas y penetrando

aproximadamente 2 cm en la capa siguiente. El llenado de la ltima capa se hace

con un exceso de hormign.

Terminada la compactacin de la capa superior, se golpean los costados del

molde suavemente con una maza de madera o similar, a fin de eliminar

macroburbujas de aire que puedan formar agujeros en la capa superior.

Finalmente, se enrasa la probeta al nivel del borde superior del molde, mediante

una cuchara de albail, retirando el hormign sobrante y trabajando la superficie

hasta conseguir una cara perfectamente plana y lisa. (Imagen 1.8)


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Imagen 1.8, Probetas Recin Moldeadas. Fuente: Elaboracin propia.

9.5 Como se deben tratar las probetas terminadas: mientras quedan en obra

las probetas deben dejarse almacenadas, sin desmoldar durante 24 horas, en

condiciones de temperatura ambiente de 21 C +/- 6 C, evitando movimientos,

golpes, vibraciones y prdida de humedad.


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Probetas que quedan en el lugar de trabajo varios das, a temperaturas variables,

expuestas a prdida de humedad, etc., darn resultados errneos de resistencia,

siempre ms baja y de mayor variabilidad que aqullas que han sido tratadas

correctamente.

9.6 Manejo y curado de las probetas una vez fraguado el hormign: despus

de 24 horas de confeccionadas, las probetas se desmoldan y transportan al

laboratorio para su curado. (Imagen 1.9) Durante el transporte y manipulacin, las

probetas deben ir acondicionadas para evitarles golpes y prdida de humedad, as

como variaciones grandes de temperatura.

Llegadas al laboratorio, las probetas se almacenan a temperaturas de 23 C +/- 2

C en una pileta con agua saturada con cal que las cubra totalmente, o en una

cmara de curado con humedad relativa ambiente superior al 95%, donde quedan

hasta el momento del ensayo. (Imagen 1.10)

Imagen 1.9, Desmoldado. Fuente: Elaboracin propia.


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Imagen 1.10, Cmara de Curado. Fuente: Elaboracin propia.

Existen estudios realizados donde se han demostrado que por falta de una buena

compactacin, los hormigones pierden entre un 8 a un 30% de su resistencia.

Llegando hasta un 60% en los casos de ser muy secos (como en elementos

premoldeados). En deficiencias de proteccin y curado, las prdidas llegan a ser

del 50% en hormigonados en tiempo fro, 14% en tiempo caluroso y del 40% si la

humedad relativa ambiente es menor del 45%9

9Manualdeusodelhormignelaboradoasociacinargentinadelhormignelaborado


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33

A pesar de seguir al pie de la letra las recomendaciones establecidas en la

norma las caras de carga de las probetas cilndricas de hormign moldeadas no

son paralelas, esto se debe, generalmente a:

9.7 Muestreo deficiente

Si una probeta cilndrica da un bajo resultado de resistencia a rotura, y muestra

una distribucin irregular de agregados desde la parte superior a la inferior, o

exceso de finos o de agregado grueso, puede ser ello seal que ha habido una

toma de muestra deficiente. Un ensayo de resistencia debe ser representativo de

la masa entera de hormign. Por ello, antes de moldear las probetas, la muestra

de hormign deber ser totalmente remezclada a mano, en un recipiente de

paredes no absorbentes.

9.8 Llenado de las probetas

La aparicin de un exceso de agregado grueso en el fondo de la probeta, puede

indicar tambin que se us para la compactacin una barra con extremo plano en

lugar de redondeado; tambin ese fenmeno aparece cuando se ha producido un

exceso en la compactacin, en cuyo caso se observa que se ha acumulado una

considerable cantidad de finos en la parte superior de la probeta. Lo mismo

sucede en el caso de probetas compactadas por vibracin, cuando se excede el

tiempo de la misma.

9.9 Desperfectos en las superficies de las probetas

Huecos sobre la superficie de las probetas cilndricas, indican comnmente que

estas no fueron llenadas en tres capas de un tercio de la altura de la probeta, ni

compactadas con 25 golpes por capa. Los huecos, al reducir la seccin

transversal de la probeta, producen prdidas importantes de resistencia.


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34

9.10 Huecos internos

Si despus de la rotura de las probetas se observa un cierto nmero de huecos

internos, ello puede indicar una inapropiada o insuficiente compactacin. Si se

compacta con varilla debe utilizarse una barra de acero lisa de 1,6 cm. de

dimetro por 60 cm. de largo, con el extremo que entrar en contacto con el

hormign, redondeado.

Las probetas nunca deben compactarse con mtodos inadecuados para la

consistencia del hormign que est utilizndose. As se tendr en cuenta que para

asentamientos en el Cono de Abrams de 5cm. o mayores, la compactacin de las

probetas se ejecutar con varilla. Para asentamientos menores que 5cm. la

compactacin se har por vibracin. Y para asentamientos entre 5 y 10 cm. La

compactacin ser a eleccin del operario.

9.11 Evaporacin demasiado rpida del agua de la probeta

El curado es una de las etapas ms importantes en la buena ejecucin del

hormigonado. Cuando una probeta tiene baja resistencia por una evaporacin muy

rpida del agua, se observa en el interior de la superficie de rotura variaciones

extremas de color. Aunque ste no sea siempre el caso, si aparecen estas

condiciones pueden correlacionarse con las condiciones atmosfricas existentes al

momento en que las probetas fueron confeccionadas; pueden ser indicativas de

un curado inadecuado.

9.12 Manejo poco cuidadoso

Aunque un manejo poco cuidadoso es difcil de sealar, es fcil de advertir cuando

las probetas muestran lneas de rotura anormales y grandes variaciones en los

resultados, en particular sobre probetas gemelas. Las probetas cilndricas debern

ser llevadas siempre al laboratorio tan pronto como sea posible, despus de las 24

hs. de su fabricacin.


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35

Para su transporte, debe protegrselas con aserrn, arena fina u otros materiales

que absorben los golpes, evitndoles daos.

9.13 Preparacin deficiente de las bases

El paralelismo de las caras de las probetas cilndricas es primordial para obtener

un resultado representativo. Concavidades en las caras pueden producir un

descenso de hasta un 30% en la resistencia de la probeta. Debe emplearse, para

la preparacin de las bases, un material que sea ms resistente que el hormign

que est sometido a ensayo. Lneas de rotura anormales, indican la posibilidad de

que no haya habido paralelismo entre las caras de la probeta.

Se recomienda prestar especial atencin a la planeidad de las caras de las

prensas de ensayo.

La manera ms comn de corregir esta falta de planeidad en las caras de carga

de las probetas cilndricas de hormign, es por medio del refrentado con azufre o

mortero de este, para as poder lograr un paralelismo adecuado entre sus caras y

que la carga sea lo ms axial posible. De esta manera se obtienen valores

fidedignos de su resistencia a la compresin.


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CAPITULO II

REFRENTADO NO ADHERIDO


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El presente captulo explica una solucin u alternativa al mtodo de refrentado

tradicional, basado en una metodologa no contaminante, el cual consiste en

almohadillas de neopreno retenidas en platos de metal. Esta alternativa de

refrentado es de prctica usual y se encuentra normada, en pases como

Argentina, Colombia y E.E.U.U, por las normas IRAM 1709, NTC 3801 y por la

ASTM 1231c, respectivamente. Para su uso se requiere validar el ensayo, proceso

que ser explicado ampliamente en el captulo III.

A continuacin se presenta un cuadro comparativo mostrando equivalencias entre

normas.

Procedimientonormalizadoparaelusode

refrentadosno adheridosenladeterminaciondela

resistenciaalacompresiondemuestrascilindricas de

hormigon.

NoExiste IRAM1709 ASTMc1231

Chil e A rgentina Es tado sUnidosNorma

Metododeensayonormalizado paradeterminarla

resistenciaalacompresiondelasmuestrascilindricas

de

hormigon.

NCh1037of.

77 IRAM1546 ASTMc39

Procedimientoparalapreparacionycuradode los

especimenesdepruebadehormigonenobra.

NCh1017of.

75 IRAM1524 ASTMc31

Procedimiento normalizado pararefrentarlas

muestrascilindricasdehormigon

NCh1172of.

78 IRAM1553 ASTMc617

Procedimientoparalapreparacionycuradode los

especimenesdepruebadehormigonenlaboratorio.

NCh1018of.

77 IRAM1534 ASTMc192 NTC1377

NTC504

Colombia

NTC3708

NTC550

NTC673

Tabla 2.1, Cuadro Comparativo. Fuente: Elaboracin propia.


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Para el desarrollo de este captulo nos basaremos en la norma norteamericana

ASTM C 1231/C 1231Mla cual nos indica el Mtodo para el uso de placas de

elastmero no adheridas en la determinacin de la resistencia a la

compresin de probetas cilndricas de hormign endurecido y cubre los

requerimientos para el uso de placas de elastmero no adheridas en la

determinacin de la resistencia a la compresin de probetas cilndricas de

hormign endurecido, de acuerdo con las normas ASTM C 31/C31M C 192/C

192M. Para los ensayos de aceptacin de hormign, se utilizan las placas de

elastmero con resistencia a la compresin mayor que 1500 psi [10 MPa]y menor

que 12 000 psi [85 MPa]. (Tabla 2.2).

1 DOCUMENTOS DE REFERENCIA

Los documentos normativos que se indican a continuacin son indispensables

para la aplicacin de este documento.

C 31/C 31M - Hormign de cemento. Preparacin y curado en obra de probetas

para ensayos de compresin y de traccin por compresin diametral.

C 192/C 192M - Hormign. Preparacin y curado de probetas en laboratorio para

ensayos de compresin y de traccin por compresin diametral.

C 39- Hormign de cemento. Mtodo de ensayo de compresin.

C 617 - Hormign de cemento. Preparacin de las bases de probetas cilndricas y

testigos cilndricos, para ensayo de compresin.


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2 RESUMEN DEL MTODO

El mtodo consiste en distribuir uniformemente la fuerza desde los platos de carga

de la mquina de compresin hacia las bases de las probetas de hormignmediante placas de elastmero, las cuales se deforman para amoldarse a dichas

superficies. Para evitar su deformacin lateral excesiva se confinan entre aros

metlicos.

Imagen 2.1, Sistema Armado. Fuente: Elaboracin propia.

3 MATERIALES E INSTRUMENTAL NECESARIO

Los materiales y el instrumental necesarios para aplicar el mtodo de

refrentado no adherido son:

3.1 Placas o almohadillas

Las placas o almohadillas, deben ser fabricadas de material elastomrico, el

cual se debe acomodar a las irregularidades de la superficie de las bases de lasprobetas, y debe poseer la tenacidad suficiente para soportar repetidos usos. Las

placas deben ser de un espesor de 13 mm 2 mm y su dimetro debe ser como

mximo 2 mm menor que el dimetro interior del aro de retencin.


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Las placas o almohadillas se fabrican con diferentes niveles de dureza Shore10y

para su adecuado uso, el nivel de dureza recomendado es el indicado en la tabla

2.2.

Tabla 2.2 Requisitos para el uso de placas de policloropreno (neopreno)

10Se determina mediante la altura de rebote de un martillo con punta de diamante redondeada de

2,36 g.que cae en la superficie de prueba desde una altura de 250 mm. 177 mm de altura derebote corresponden a 100 unidades Shore.


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3.3 Ani llos retenedores

Los anillos retenedores deben ser fabricados de un metal de resistencia

adecuada para usos repetidos11. La cavidad en los aros de retencin debe tener

como mnimo una profundidad de dos veces del espesor de la placa.

Imagen 2.2, Anillos o Platos Retenedores. Fuente: Elaboracin propia

El dimetro interior de los aros de retencin debe estar comprendido entre

el 102% y 107% del dimetro de la probeta. La superficie del aro metlico que

apoya contra el plato de carga de la mquina de ensayos debe ser plana, con

tolerancias dentro de los 0,05 mm. Las superficies de apoyo de los aros no deben

tener estras, ni muescas de una profundidad mayor que 0,25 mm o de un rea

mayor que 32 mm2.

11Los retenes fabricados con aleaciones de acero y aluminio tienen un comportamiento aceptable. La figura 1

muestra los aros de retencin de acero utilizados con placas de neopreno de 13 mm de espesor.


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3.4 Mquina de compresin

Imagen 2.3, Equipo de Compresin. Fuente: Elaboracin propia.


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4 PROBETAS DE ENSAYO

Las probetas a ensayar deben verificarse que cumplan las tolerancias y requisitos

indicados en la norma, como son:

4.1 Ninguna de las bases de la probeta debe apartarse de la perpendicularidad

al eje de la probeta en ms de 0,5 (aproximadamente 3 mm en 300 mm). Foto

2.112

Imagen 2.4, Verificacin Tolerancias. Fuente: Elaboracin propia.

12La perpendicularidad de las superficies de las bases de la probeta se debe medir utilizando una escuadra

de ngulo recto a travs de la superficie cilndrica. Alternativamente, la base de la probeta puede colocarsesobre una superficie plana, y la escuadra apoyada en esta superficie.


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4.2 Ningn dimetro individual de la probeta debe diferir de cualquier otro

dimetro medido en ms del 2%.

4.3 Las depresiones bajo un filo recto medido con un calibre a lo largo de

cualquier dimetro no deben exceder de 5 mm. Si las bases de la probeta nocumplen estas tolerancias, la probeta no debe ser ensayada, excepto que las

irregularidades sean corregidas mediante un aserrado o amolado. (Imagen 2.5)

Imagen 2.5, Verificacin Tolerancias. Fuente: Elaboracin propia.


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5 PROCEDIMIENTO

5.1 Preparacin de las bases

A diferencia del mtodo de refrentado con azufre, la preparacin de las bases con

elastmeros, en uno o ambos extremos de una probeta, se limita a la simple

instalacin de los platos retenededores siempre que cumplan con los requisitos de

tolerancia indicados anteriormente.

Debe tenerse la precaucin de examinar las placas para detectar un uso excesivo

o dao en las mismas13

. Se deben reemplazar aquellas placas que presentenagrietamientos o hendiduras que excedan los 10 mm de largo,

independientemente de su profundidad. Se colocan las placas en los retenes

metlicos antes de ubicarlos sobre la probeta. (Imagen 2.6)

13Algunos fabricantes recomiendan, previo al ensayo, el empolvado de las placas y de las bases de las

probetas con talco.


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Imagen 2.6, Placas Insertas en los Platos Retenedores Fuente: Elaboracin propia.

Es importante indicar que las probetas de hormign ensayadas con placas de

elastmeros rompen ms violentamente, comparativamente, que las probetas con

sus bases preparadas en forma tradicional. Como una medida de seguridad, la

mquina de ensayo debe estar equipada con una jaula de proteccin. Tambin

algunos usuarios sealan dao en la mquina de ensayos debido a la repentina

liberacin de energa acumulada en las placas elastomricas.


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5.2 Colocacin del disposi tivo

Se centran la o las placas de elastmero sobre la probeta y se ubica la

probeta sobre el plato de carga inferior de la mquina de ensayos.

Se alinea cuidadosamente el eje de la probeta con el centro de carga de la

mquina de ensayos, centrando el aro de retencin superior en el plato superior

de apoyo esfrico.

Cuando el plato de apoyo esfrico se baja para apoyar en el aro de retencin

superior, se debe rotar su parte mvil suavemente con las manos, a fin de obtener

un apoyo uniforme.

Imagen 2.7, Probeta Lista para Ensayo Fuente: Elaboracin propia


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Luego se completa la aplicacin de la carga hasta la rotura de acuerdo con la Nch

1037 Ensayo de Compresin de Probetas Cubicas y Cilndricas. La cual nos dice

que la velocidad de carga no debe superar 0.35 N/m2/seg. (Aprox. 3.5

Kgf/cm2/seg)14. (Imagen 2.8)

Imagen 2.8, Falla por Compresion. Fuente: Elaboracin propia

14Debido a la violenta liberacin de la energa almacenada en las placas, la probeta ensayada raramente

presenta la fractura cnica tpica de las probetas cuyas bases fueron preparadas de manera tradicional.Algunas veces, las probetas cuyas bases fueron ensayadas con elastmero pueden desarrollar grietastempranas, pero continan tomando incrementos de carga.


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6. CALIFICACIN DE PLACAS DE ELASTMERO Y VERIFICACIN DE SU

REUTILIZACIN

La resistencia a la compresin de las probetas moldeadas y ensayadas de

acuerdo con la norma Ensayo de Compresin, pero con placas de elastmero,

debe ser comparada con la de las probetas del mismo pastn o cachada

ensayadas con sus bases preparadas de acuerdo con la norma Refrentado de

Probetas (con pasta de azufre) o con sus bases pulidas.

Para ser aceptables, los ensayos deben demostrar que con un nivel de

confianza del 95% ( = 0,05), la resistencia a la compresin promedio obtenida

utilizando las placas de elastmero es, como mnimo, del 98% de la resistencia

promedio de las probetas del mismo pastn y preparadas de acuerdo con la

norma Refrentado de Probetas (con pasta de azufre) o con sus bases pulidas.

Los ensayos de calificacin se deben realizar al comienzo del uso de una placa

de elastmero, en los niveles de resistencia mximo y mnimo, para establecer el

intervalo de resistencia a la compresin de las probetas para el cual su uso es

aceptable. Adems, los ensayos de calificacin se deben repetir siempre que haya

un cambio en el diseo o en las dimensiones de los aros de retencin, o cuando

haya un cambio en el espesor o en la composicin de las placas, o cuando la

dureza Shore A de las placas cambie en ms de cinco unidades.

6.1 Verificacin del nmero de usos

El nmero mximo de reutilizacin de una placa es el indicado en la tabla

2.3, excepto que los ensayos segn 6.2, realizados por quien usa las placas,

demuestre que los requisitos de 6 se cumplen para un nmero de usos mayor. Se

deben realizar los ensayos de verificacin para el mayor nivel de resistencia al que

van a ser utilizadas las placas.


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Tabla 2.3 Reusos de placas de policloropreno (neopreno)

NOTA. El nmero mximo de usos de un juego de placas de elastmero est generalmente entre 100 y 300.La vida til de las placas puede depender de la dureza Shore A y del tipo de material que constituye la placa,la resistencia a la compresin del hormign, la diferencia entre el dimetro de la probeta y el dimetro interiordel aro de retencin de la placa, la irregularidad y rugosidad de la superficie de las bases de las probetas, yotros factores.La abrasin del permetro de las placas es normal, siempre que no se reduzca el espesor de la placaalrededor del permetro. Algunos informes indican que las fisuras y hendiduras en las placas reducenseriamente la resistencia a la compresin de las probetas de hormign.

6.2 Cuando los ensayos se realizan para establecer el nmero de usos que

exceden el indicado en la tabla 2.3, slo deben ser incluidos en la cuenta de usos

aquellos ensayos o usos de las placas que estn hasta 14 MPa por debajo,

respecto del mximo nivel de resistencia que se quiere calificar15. Los laboratorios

deben llevar un registro del nmero de veces que han sido usadas las placas.

15. Si los laboratorios lo desean, se puede establecer el mximo nmero de usos de una placa a distintos

niveles de resistencia. Es conocido que la vida til de una placa es mayor para menores niveles deresistencia. Las placas ms blandas, de menor dureza Shore A, pueden ser calificadas para ser usadas conhormigones de menor resistencia a la compresin.


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6.3 Preparacin de las probetas para los ensayos de calificacin y nmero

de usos de placas

Los pares de probetas deben ser moldeados de la misma muestra, y

curados de la misma manera, y tan cerca uno del otro como sea posible. Una

probeta del par es para ser ensayada con sus bases preparadas de manera

tradicional o con sus extremos pulidos, y la otra es para ser ensayada utilizando el

sistema de preparacin de bases con placas de elastmero.

Para cada nivel de resistencia deben moldearse 10 pares de probetas como

mnimo. El nivel de resistencia es el promedio de las resistencias de las 20 ms

probetas cuyas resistencias estn dentro de un intervalo de 7 MPa16 . De una

misma muestra de hormign pueden moldearse ms de un par de probetas, pero

para cada nivel de resistencia del hormign, las probetas deben provenir de un

mnimo de dos muestras realizadas en diferentes das17.

7. CLCULO

Para cada nivel de resistencia, se calcula la diferencia de resistencia para cada

par de probetas, y se calcula la resistencia promedio de las probetas con

encabezado de referencia, y la resistencia promedio de las probetas con

encabezado de elastmero, como sigue:

16Se hace notar que el mbito de resistencias permitido en los ensayos de calificacin para definir el nivel de

resistencia es de 7 MPa, pero en la cuenta de usos slo se incluyen las probetas dentro de un mbito de 14MPa.

17Las probetas para los ensayos de calificacin pueden ser de pares de probetas ensayadas en operaciones

de rutina de laboratorio, por lo que en la mayora de los casos, no se requieren pastones de pruebaespeciales.


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Siendo:

d i la diferencia de resistencia a la compresin de un par de probetas, calculadacomo la resistencia a la compresin de la probeta ensayada con placas deelastmero, y la resistencia a la compresin de la probeta preparada con morterode azufre pulida (puede ser positiva o negativa), en megapascal;

xpi la resistencia a la compresin de la probeta ensayada con placas deelastmero, en megapascal;

xsi la resistencia a la compresin de la probeta preparada con mortero de azufre pulida, en megapascal;

xs la resistencia a la compresin promedio de las probetas preparadas conmortero de azufre pulidas, en megapascal;

xp la resistencia a la compresin promedio de las probetas ensayadas con placasde elastmero, en megapascal;

n el nmero de pares de probetas ensayadas por niveles de resistencia a lacompresin.


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7.1 Se calcula la diferencia promedio, d,y el desvo estndar de la diferencia, Sd,

para cada nivel de resistencia, como sigue:

Siendo:

d, la diferencia promedio de resistencia de un par de probetas, calculada como laresistencia a la compresin de la probeta ensayada con placas de elastmero y laresistencia a la compresin de la probeta preparada con mortero de azufre pulida (puede ser positiva o negativa), en megapascal;

Sd el desvo estndar de las diferencias de resistencia a la compresin de lospares de probetas, en megapascal.

Para cumplir con la presente norma, se debe satisfacer la siguiente

relacin:

Siendo:

t el valor de la t de student para (n-1) pares y para = 0,05, segn la tabla 2.4


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Tabla 2.4 t de student


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8. Costos de Implementacin del Mtodo:

Item Descripcion Costo

1. PlatosRetenedores $270.000

2. DiscosdeNeopreno $25.000

3. Escuadra $3.100

4. Medidor deespesor $7.000

TOTAL $305.100

RefrentadoN oAdherido

Tabla 2.5, Costos de Implementacin, Valores Netos. Fuente: Elaboracin propia.

Imagen 2.6, Equipo Utilizado. Fuente: Elaboracin propia


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9 Anlisis de precios Unitarios:

Codigo Insumo Un. Rend. PrecioUnidad PrecioUnitario

1 Materiales1 .1 P lac asretenedoras par 0,000056 270000 15,12

1 .2 D isc osNeopreno kg 0,01 30000 300

2 ManodeObra

2.1 Laboratorista HD 0,01 30000 300

2.2 LS % 56 168

783

Tabla 2.5, Costo Directo de una Probeta, Valores Netos. Fuente: Elaboracin propia.

10 Tiempos de Ensayo:

La tabla 2.6 muestra los tiempos promedios en la ejecucin del ensayo de

refrentado no adherido.

Item Descripcin Tiempo(min.)

1.

Verificar

Tolerancias 05:002. PreparaciondelaProbeta 03:00

3. Ensayo 06:22

14:22TOTAL

RefrentadoNoAdherido

Tabla 2.6, Tiempos medios de Ensayo. Fuente: Elaboracin propia.


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CAPITULO III

Calificacin para el uso de refrentado no adherido


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Para el refrentado no adherido, segn nos indica la normativa, debe aplicarse un

proceso de calificacin que valide su utilizacin. Este proceso no solo debe

aplicarse cuando decidimos abandonar el refrentado tradicional con azufre, sino,

cuando dentro del propio mtodo de refrentado no adherido se producen variantes

que podran invalidar los resultados y que se detallan en profundidad en el

presente captulo.

Proceso de Calificacin Refrentado No Adherido

Tal como indica la norma, la calificacin debe ejecutarse para los siguientes

casos:

Para cada hormign con dosificacin diferente.

Cuando se produce un cambio en la dosificacin del hormign

Cuando se han sobrepasado los 100 usos sucesivos de las almohadillas.

Cuando hay recambio de almohadillas

Cuando se produce un cambio en la dureza de las almohadillas.

En la presente Tesis se explica este proceso de calificacin mediante el anlisis

de un hormign HB30 utilizado en la obra Puente Costanera/Pilotes, y un

hormign H30 para la obra denominada Construccin Costanera del Estrecho 2 y

Tramo 3.2.

Debido a que ambos hormigones tienen dosificaciones diferentes, se debe realizarun proceso de calificacin para cada uno de ellos. Esquemticamente, el proceso

se muestra en la imagen 3.1

Imagen 3.1, Diagrama del Proceso de Muestreo. Fuente: Elaboracin Propia


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Apreciamos del esquema que el proceso se inicia con la toma de muestras, el cual

se realiza de acuerdo a la normativa chilena vigente, especficamente la NCh 171of. 75 Extraccin de Muestras de Hormign.

La normativa vigente para la calificacin para el uso del mtodo de refrentado no

adherido nos entrega las siguientes restricciones con relacin al muestreo paracada nivel de resistencia:

Un mnimo de 10 pares de probetas cilndricas por lote.

Un mnimo de dos muestras elaboradas en das diferentes para el mismo lote o

nivel de resistencia de las cuales sern obtenidas las probetas cilndricas, siendo

aconsejable 5 pares por muestra.

La imagen 3.2, nos muestra un esquema del muestreo para ambos hormigonessometidos al proceso de calificacin.

Imagen 3.2, Diagrama de Muestreo. Fuente: Elaboracin Propia.


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Es necesario mencionar que la toma de muestras se realiz a camiones mixer, en

las dos obras de la regin de Magallanes, especficamente en la comuna de

Punta Arenas, ya mencionadas anteriormente.

La primera Corresponde a la obra Puente Costanera/Pilotes en el sector

comprendido entre las calles Mejicana y Croacia. (Imagen 3.3)

Imagen 3.3, Proceso de Hormigonado. Fuente: Elaboracin Propia


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Y la segunda, a la obra denominada Construccin Costanera del Estrecho 2 y

Tramo 3.2, en el tramo comprendido entre las calles Santiago Daz y Francisco

Bilbao. (Imagen 3.4)

Imagen 3.4, Proceso de Hormigonado. Fuente: Elaboracin Propia


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En primer lugar se dar a conocer la designacin de los hormigones por su

resistencia final, el cual se resume en la siguiente tabla.

Tabla 3.1, Fuente: NCh 170 of. 85

Dada a conocer la clasificacin de los hormigones de acuerdo a su resistencia

final, se puede mencionar que la totalidad de las muestras extradas para la

realizacin del presente ensayo corresponden a un hormign de grado H30.

Del proceso de extraccin de muestras, se puede mencionar, que este se realiz

acorde al mnimo de muestras establecidas en la normativa ASTM c1231,

requeridas para la calibracin del mtodo de refrentado no adherido.


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El proceso de extraccin y posterior ensayo de las probetas con sus detalles, se

presenta a continuacin en la siguiente tabla.

H30 Apisonado Pilotes 1 MAQSA 27-oct-2009 24-nov-2009 10

H30 Apisonado Pilotes 2 MAQSA 2-nov-2009 30-nov-2009 10

H30 Vibrado Calzada 1 LAFARGE 29-oct-2009 26-nov-2009 10

H30 Vibrado Calzada 2 LAFARGE 12-nov-2009 10-dic-2009 10

20

20

FechaExtraccin

Muestra

FechaEnsayoMuestra

NProbetas

18

7

GradoHormign

ConoHormign

Utilizado enMuestra

NMtodo

CompactacinTotal deProbetas

HormignElaborado

por

Tabla 3.2, Fuente: Elaboracin Propia

Es necesario destacar que la totalidad de las muestras extradas en obra,

corresponde a hormigones de grado H30, lo cual no es de extraar, ya que, es

est el hormign de uso ms frecuente, sin embargo, las dosificaciones son

distintas en su gran mayora y esto se ve reflejado en el ensayo de asentamiento

de cono, el cual nos indica una mayor o menor fluidez del hormign, esto

dependiendo obviamente en qu proceso se utilice.

Imagen 3.5, Ensayo Cono (Pilotes). Fuente: Elaboracin Propia


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Imagen 3.6, Ensayo Cono (Calzada). Fuente: Elaboracin Propia

Esto no debera reflejar ninguna diferencia entre hormigones, puesto que el

ensayo propiamente tal, compara resistencias finales a la compresin y este es el

parmetro en el cual centraremos el anlisis.

Esto quiere decir, que para el hormign utilizado en la confeccin de pilotes se

tomaron dos muestras, equivalentes a 5 pares de probetas cada una, dando un

total de 10 pares de probetas para este tipo de hormign. Cabe aclarar que

hablamos de pares de probetas, ya que, estas debern de compararse una

mediante el ensayo tradicional de refrentado con azufre, y la otra con el mtodo

propuesto en esta tesis.

El mismo procedimiento fue el utilizado en la extraccin de las muestras del

hormign de calzadas, en el sector de la costanera. De este hormign se extrajo la

misma cantidad de probetas en igual nmero de muestra. (Imagen 3.7 y 3.8)


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Imagen 3.7, Probetas Recin Moldeadas Fuente: Elaboracin Propia


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Imagen 3.8, Probetas Recin Moldeadas Fuente: Elaboracin Propia

Proceso de Curado

En Chile, desde 1975 se cuenta con la norma NCh 1017 of. 75. En este

documento nos indica que lo importante es asegurar que el rango de temperatura

de las probetas antes de desmoldar sea de 16 a 27 C y que se debe evitar la

prdida de humedad del hormign que compone a las probetas mientras

permanecen en las obras.


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No curar adecuadamente en las primeras horas de vida del hormign deriva en

una disminucin, no despreciable, de las resistencias que alcanzan las probetas a

los 28 das de edad.

Por otra parte, el curado posterior de las probetas mientras permanecen en el

laboratorio hasta la edad de ensayo, tambin debe realizarse en un ambiente dealta humedad y con rangos de temperatura ms estrechos, con el propsito de

determinar la resistencia potencial del hormign de una probeta, es fundamental

que sta sea curada en forma estandarizada y acorde a los procedimientos

establecidos en la normativa pertinente.

Nuestra norma, la NCh 1017 of. 75 indica una temperatura media de 20 C (+-

3C) y una humedad relativa mnima de 90%. (Imagen 3.9)

Imagen 3.9, Cmara de Curado. Fuente: Elaboracin Propia


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Proceso de Ensaye

Antes de realizar el ensayo de refrentado no adherido, es necesario realizar a la

probeta de hormign un procedimiento sencillo y as poder establecer si esta

cumple con las condiciones mnimas que requiere el propio ensayo para su

aplicacin.

Para esto, verificaremos que ninguna de las bases de la probeta debe apartarse

de la perpendicularidad del eje en mas de 0.5 (aproximadamente 3mm en

300mm). Ningn dimetro individual de la probeta deber inferir de otro dimetro

medido en ms de un 2%.

Adems las depresiones en las bases bajo un filo recto (escuadra) medido con un

calibre a lo largo de cualquier dimetro no deben exceder de 5 mm.

Si las bases no cumplen con estas tolerancias, la probeta no podr ser ensayada,

excepto que las irregularidades sean corregidas, una vez hechas stas

verificaciones, se puede continuar con el ensayo.


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Resultados del ensayo

En la tabla 3.3 se pueden apreciar los resultados de resistencia obtenidos y su

diferencia (di), de la muestra correspondiente al hormign de pilotes.

NCilindro Resistencia

c/neopreno Resistencia

c/azufre di

1 49,0 50,0 1,000

2 48,5 50,0 1,500

3 48,5 47,0 1,500

4 47,0 48,0 1,000

5 48,0 48,0 0,000

6 51,0 50,0 1,000

7 51,5 48,5 3,000

8 49,5 52,5 3,000

9 51,5 52,5 1,000

10 50,5 52,5 2,000

PILOTES

Tabla 3.3, Resumen de Resultados. Fuente: Elaboracin Propia

La norma establece como requisito en relacin a la resistencia de los cilindros lo

siguiente:

El rango de las resistencias debe ser menor o igual 7 MPa para cada nivel de

resistencia.

Y adems se debe cumplir que:


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Para este tipo de hormign el requisito N1 se cumple ya que esta diferencia es de

5,5 MPa.

Luego se procede a verificar el punto N2 calculando la resistencia promedio de

las probetas ensayadas con azufre. Lo cual nos da como resultado:

Igual procedimiento para probetas ensayadas con neopreno. Lo cual nos da como

resultado:

Se contina el procedimiento, tal como lo indica la norma, es decir se calcula la

desviacin estndar de las diferencias de resistencias entre ambos mtodos,

dando el siguiente resultado:

Finalmente se debe cumplir la siguiente relacin, la cual siendo satisfactoria, se da

por cumplido este procedimiento.


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El procedimiento se repite de igual manera para la muestra extrada del hormign

de calzada. Cuyos resultados se muestras como sigue:

NCilindro Resistencia

c/neopreno Resistencia

c/azufre di

1 48,0 49,0 1,000

2 48,5 48,5 0,000

3 51,0 50,0 1,000

4 51,0 51,5 0,500

5 53,0 53,0 0,000

6 48,0 49,5 1,500

7 49,0 50,5 1,500

8 50,5 48,5 2,000

9 49,5 50,0 0,500

10 50,0 49,0 1,000

CALZADA

Tabla 3.4, Resumen de Resultados. Fuente: Elaboracin Propia

La mayor diferencia entre resistencias es de 5 MPa. Por lo que la primera

condicin se cumple. Para cerciorarnos que cumpla con la segunda procedemos

como sigue.

Resistencia promedio de las probetas ensayadas con azufre. Lo cual nos da como

resultado:

Probetas ensayadas con neopreno. Lo cual nos da como resultado:


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Se contina el procedimiento, tal como lo indica la norma, es decir se calcula la

desviacin estndar de las diferencias de resistencias entre ambos mtodos,

dando el siguiente resultado:

Finalmente se debe cumplir la siguiente relacin, la cual siendo satisfactoria, se da

por cumplido este procedimiento.

Por lo cual, Cumple. Lo que implica que este mtodo ha sido calificado para su

uso en hormigones de caractersticas iguales al del presente estudio.


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CAPITULO IV

ANALISIS Y CONCLUSIONES

La decisin de implementar el mtodo de refrentado de probetas de hormign

mediante placas de neopreno para el ensayo de compresin depende del

resultado del anlisis tcnico-econmico que se efecte. En los puntos siguientes


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se detallan las conclusiones ms importantes de los resultado de los ensayos

efectuados, literatura consultada, y normativa aplicada.

1.- El costo unitario de refrentar una probeta de hormign mediante el mtodo de

mezclas con azufre es de $1359, mientras que utilizando discos de neopreno

resulta un precio unitario de $ 783, lo que representa un ahorro cercano al 40%.

2.- Las probetas refrentadas con discos de neopreno requieren un tiempo de

preparacin muy breve, cercano a los 5 minutos empleados bsicamente en la

verificacin de las tolerancias, comparado con las casi dos horas requeridas en elmtodo de refrentado con azufre. Este ahorro de tiempo se traduce en una mayor

productividad del laboratorio.

3.- El tiempo de duracin del ensayo a compresin de cada probeta refrentada

con azufre es en promedio de 2 minutos, en comparacin con los 6 minutos en

promedio de duracin en cada ensayo de las probetas refrentadas con discos de

neopreno. La tabla N 4.1 compara los tiempos empleados en ambos ensayos.

Item Descripcin Tiempo(min.) Item Descripcin Tiempo(min.)

1. Verificar Tolerancias 05:00 1. FundirelAzufre 60:00

2. Preparacionde laProbeta 03:00 2. Refrentado 05:00

3. Ensayo 06:22 3. Endurecimientodel Azufre 60:00

4. Ensayo 02:31

14:22 127:31TOTAL TOTAL

RefrentadoNoAdherido RefrentadoTradicional

Tabla 4.1, Tiempos de Ensayo. Fuente: Elaboracin propia.

4.- La liberacin repentina de energa que produce el neopreno al sobrepasar la

resistencia del cilindro de hormign, genera una falla explosiva que rompe por


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completo la probeta alejndose del tipo de rotura cnica de las probetas

refrentadas con azufre. Esta forma de provocar la falla podra, acortar y/o provocar

daos en equipos de compresin livianos, de mayor flexibilidad y deformacin.

Esta situacin puede influenciar negativamente la decisin de implementar y

validar este mtodo.

5.- En las probetas de hormign obtenidas de la obra Puente Costanera/Pilotes

de la costanera se pudo apreciar que

Porloque

Y por lo tanto se vlida la utilizacin de discos de neopreno para el refrentado de

probetas que utilicen hormign HB 30(90) 25/18 (Hormign Bombeable de

resistencia 30 MPa a los 28 das y 90% nivel de confianza). De similar

dosificacin. Esta validacin se mantiene mientras no se cambie el tipo dehormign o modifique la dureza de los discos de neopreno.

6.-En las probetas de hormign obtenidas de la obra Construccin Costanera del

Estrecho 2 y Tramo 3.2 se pudo apreciar que


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Y

Por lo que

Y por lo tanto se vlida la utilizacin de discos de neopreno para el refrentado de

probetas que utilicen hormign HF 4,7(90) 25/06 (Hormign Diseado a la

flexotraccion, de resistencia 30 MPa mnima a la compresin a los 28 das y 90%

nivel de confianza). De similar dosificacin. Esta validacin se mantiene mientras

no se cambie el tipo de hormign o modifique la dureza de los discos de neopreno.

7. A principios del ao 1993, se implemento la metodologa que permite el uso de

discos de neopreno, retenidos en platos metlicos para reemplazar el refrentadotradicional con azufre, no fue hasta el ao 1995 en que se publica las normas NTC

3708 (Colombia) y ASTM c1231 (Estados Unidos), las cuales hacen referencia a

esta prctica. Al igual que la IRAM 1709 (Argentina), pero solo hasta el 2008.

Despus de Analizar estas normas se puede deducir, que la esencia del

procedimiento es una sola, sin variacin en el aspecto tcnico.


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8.- La dificultad ms importante en la utilizacin en el mtodo de refrentado no

adherido radica en la carencia de una normativa nacional que permita

implementarlo y ser considerado como una alternativa vlida. Adems, el hechode producir una falla explosiva crea la sensacin de un mayor deterioro de la

mquina de compresin, pudiendo incluso afectar de mayor forma, a las mquinas

de estructuracin ms liviana.

Esto podra solucionar creando comisiones de estudio sobre el tema que permitan

elaborar una norma nacional e implementarla.

BIBLIOGRAFIA


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Adherido en Ensayos de Resistencia a la Compresin de cilindros de

Hormign. Revista Universidad EAFIT. Vol. 40 N135

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Norma Chilena 1037 of. 77. Hormign Ensayo de Compresin de

Probetas Cubicas y Cilndricas.

Norma Chilena 1172 of. 78. Hormign Refrentado de Probetas.

Norma Colombiana NTC 3708, 1995. Hormign de Cemento Uso de

refrentado no adherido en la determinacin de la resistencia a la

compresin de cilindros de concreto endurecido.

Norma ASTM C 1231/C 1231M - 07. Standard Practice for Use of

Unbonded Caps in Determination of Compressive Strength of Hardened

Concrete Cylinders1

. Norma Argentina IRAM 1709, 2008. Hormign de Cemento Mtodo para

el uso de placas de elastmero no adheridas en la determinacin de la

resistencia a la compresin de probetas cilndricas de hormign endurecido.

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prcticos sobre el concreto.

Asociacin argentina del hormign elaborado, 2006. Manual de uso del

hormign elaborado.

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http://es.wikipedia.org/wiki/oxido_de_azufre_(IV)


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http://www.lenntech.es/periodica/elementos/s.htm

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