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.

15 cm 20 cm 15 cm

30 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

<25 1,25 <=20

30 1,20 25

35 1,17 30

40 1,14 35

45 1,13 40

50 1,11 45

55 1,1 50

f cubica

200(N/mm2)K

f cilindrica 150

(N/mm 2)

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 sección transversal media ; en N/mm2

S

PRc

Cálculos

probetas cúbicas:

Área:

probetas cilíndricas:

Área:

Resistencia a compresión:

2

)21(

2

)21( bbx

aas

2)2

21(

4

ddxs

S

Pf

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

• Si está se rompe en el tercio central de la luz de ensayo, se ocupará:

P/2 P/2

L/3 L/3 L/3

h

b

2*

*

hb

LPft

• Si la rotura se produce fuera del tercio central, se empleará:

a = distancia entre la sección de

rotura y el apoyo más próximo.

Y= 0.05L

• Si la fractura ocurre fuera de la zona indicada, se desecha el resultado.

P/2 P/2

L/3 L/3 L/3

h

b

a

y

2*

**3

hb

aPft

Carga P aplicada en el centro

• El cálculo de la resistencia se hace con la expresión:

P

L/2

h

b

2**2

**3

hb

LPft

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

• 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

PROCEDIMIENTO

Posición de las Probetas

• Colocar una tablilla centrada sobre el eje de placa inferior de la prensa.

• (Tablilla= madera contrachapada de 41 mm de espesor y de 155 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:

• Se registra el resultado en MPa

• Si la prensa entrega resultados en Kgf

1MPa = 10.1972 Kgf/cm2

dl

Pfh

**

*2

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:

100*BC

At

Preparación y Ensayos de los Testigos a compresión

• 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.

cortar refrentar

• 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 dispositivos de carga deberán ser planas y paralelas.

ensayar

• 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.

3/2

3/2

*40,1

69,3

t

tkt

•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 0,98

1.50 0,96

1.25 0,93

1.00 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) K fcub 200 (MPa)

<=20 1.25 <25

25 1.20 30

30 1.17 35

35 1.14 40

40 1.13 45

45 1.11 50

50 1.10 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

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

PERMEABILIDAD SECA

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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