1 - ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIN DE CILINDROS NORMALES DE CONCRETO LABORATORIO 1 - DETERMINACIN DEL MODULO DE ELASTICIDAD ESTTICO Y LA RELACIN DE POISSON EN CONCRETO A COMPRESIN 1. Introduccin Este mtodo de ensayo cubre la determinacin de la resistencia a la compresin de especmenes cilndricos de concreto, tales como los cilindros moldeados y los ncleos extrados (est limitado a concretos con masa unitaria que excedan los 800 kg/m3). 2. Preparacin previa al ensayo Para el ensayo en de resistencia a la compresin se debe hacer una preparacin previa de los materiales necesarios para el laboratorio, con el fin de garantizar la calidad del ensayo. Preparacin de los especmenes cilndricos de concreto Este primer paso trata de la elaboracin y curado de especmenes cilndricos, tomados de muestras representativas de concreto fresco para construccin, que en conjunto con otros procedimientos conforman el ensayo. En la elaboracin de los especmenes se deben tener en cuenta ciertos parmetros que a continuacin mencionamos: El concreto utilizado para elaborar los especmenes moldeados debe tener los mismos niveles de asentamiento, contenido de aire y porcentaje de agregado grueso que el concreto que representa. Los cilindros deben ser elaborados en moldes de acero, hierro fundido o de cualquier material no absorbente y no reactivo con el concreto que contiene cemento Portland u otro cemento hidrulico; debe mantener sus dimensiones y su forma bajo las condiciones de uso. Estos moldes deben ser impermeables. El molde y su base se deben aceitar con una capa delgada de aceite mineral antes del uso. Los cilindros de concreto deben ser fundidos y fraguados en posicin vertical, con una altura igual a dos veces el dimetro. El espcimen patrn debe ser un cilindro de 150 mm de dimetro interior por 300 mm de altura. No se deben emplear cilindros ms pequeos de 150 mm por 300 mm para los ensayos de aceptacin a menos que sea requerido por las especificaciones del proyecto. Segn la norma: Los tcnicos en campo que elaboran y curan especmenes para el ensayo de aceptacin deben ser certificados de acuerdo con ACI Field TestingTechnicians, Grade I, o equivalente . Se deben medir y registrar datos de asentamiento, contenido de aire y temperatura. Los especmenes se deben elaborar pronto sobre una superficie nivelada, rgida, libre de vibracin o de cualquier otra perturbacin y en un sitio lo ms cercano posible a donde van a ser almacenados. Los cilindros se pueden compactar por dos mtodos, para los cuales es necesario tener en cuenta diferentes parmetros, como el asentamiento, el nmero de capas y su profundidad. Estos parmetros estn indicados en las tablas 1 y 2.

Despus de compactar el espcimen, se enrasa la superficie de ste para quitar el exceso de concreto, utilizando la varilla de compactacin, una llana de madera o palustre. Los especmenes deben ser marcados para su identificacin mediante un mtodo que no altere la superficie del concreto. Los especmenes deben ser curados, con el fin de impedir la prdida de humedad. Esto se garantiza manteniendo las muestras en ambientes hmedos inicialmente, luego, se hace sumergiendo la muestra en agua a temperaturas entre los 21C y 15C. Antes de transportar los especmenes, estos se deben curar y proteger como se exige en el numeral 9. Durante el transporte, los especmenes se deben proteger con un material amortiguador para evitar dao por golpes, por temperaturas de congelacin, o por prdida de humedad. La prdida excesiva de humedad se evita envolviendo los especmenes muy bien en plstico o rodendolos de arena hmeda o aserrn hmedo. El tiempo de transporte no debe ser superior a 4 h.

Figura 1. Preparacin de los especmenes cilndricos. Refrentado del espcimen Se utilizarn dispositivos que controlen automticamente la temperatura o recipientes de calor externo. En ambos casos, los recipientes estarn fabricados o forrados con algn material que no sea reactivo con el mortero de azufre fundido. Para realizar la operacin de fundido del azufre se debe contar con una campana de extraccin de gases. Tabla 1. Requisitos de tamao, tipo y modelo. (NTC 550. ICONTEC)

El molde de preparacin debe ser de metal, con tres compartimentos cbicos de 50 mm por lado. El molde se podr separar en dos partes como mximo, considerando que cuando stas se ensamblen, debern quedar fuertemente sujetas. Se prepara el mortero de azufre calentndolo a 140 10C. Se recomienda colocar en los recipientes para el fundido la cantidad necesaria de mortero de azufre para los especmenes por cabecear en esa etapa y antes de volverse a llenar se elimina el material sobrante. El mortero de azufre debe estar seco cuando se coloque en el recipiente para el fundido ya que el agua puede producir espuma. Por la misma razn, el mortero de azufre fundido debe mantenerse alejado de cualquier fuente de humedad. El plato y los dispositivos para el cabeceo, deben ser calentados ligeramente antes de ser empleados para disminuir la velocidad de enfriamiento y permitir la formacin de capas delgadas. Inmediatamente antes de formar cada capa, se aceita ligeramente el plato de cabeceo y se agita el mortero de azufre fundido. Las bases de los especmenes curados en forma hmeda deben estar suficientemente secas al momento del cabeceo, para evitar que dentro de las capas se formen burbujas de vapor o bolsas de espuma de dimetro mayor de 6 mm. Para asegurarse que la capa se ha adherido a la superficie del espcimen, la base de ste no debe ser aceitada antes de la formacin de la capa. El azufre para el cabeceo de especmenes cilndricos se determinar su resistencia a la compresin simple al final de cada jornada. El azufre no deber usarse si su resistencia es inferior a 35,34 MPa (350.kg/cm2). NOTA: El refrentado del espcimen se puede hacer con varios materiales, cuyos procedimientos varian con respecto al del mortero de azufre. Estos materiales pueden ser: cemento portland y yesos de alta resistencia. 3. Procedimiento del ensayo Este mtodo de ensayo consiste en la aplicacin de una carga axial de compresin a cilindros moldeados a una velocidad que est dentro de un intervalo prescrito hasta que ocurra la falla. La resistencia a la compresin del espcimen se calcula dividiendo la mxima carga alcanzada durante el ensayo entre el rea de la seccin transversal del espcimen. La mquina se debe operar elctricamente y debe aplicar la carga en forma continua, no intermitente, y sin impacto. Si slo tiene una velocidad de carga (dentro del intervalo de 0,14 MPa/s a 0,34 MPa/s), sta debe estar provista de medios suplementarios para cargar a una velocidad apropiada para la verificacin. El espacio para los especmenes debe ser lo suficientemente grande para acomodar, en una posicin legible, un aparato de calibracin elstica de suficiente capacidad para cubrir el intervalo potencial de carga de la mquina de ensayo. Exactitud de la mquina La exactitud de la mquina de ensayo debe estar en concordancia con las siguientes disposiciones:

El porcentaje de error para las cargas dentro del intervalo propuesto de uso de la mquina de ensayo no debe exceder 1,0 % de la carga indicada. La exactitud de la mquina de ensayo se debe verificar aplicando cinco cargas de ensayo en cuatro incrementos aproximadamente iguales en orden ascendente. La diferencia entre dos cargas de ensayo sucesivas cualesquiera, no debe exceder un tercio de la diferencia entre las cargas de ensayo mxima y mnima. La carga de ensayo indicada por la mquina de ensayo y la carga aplicada calculada de las lecturas del aparato de verificacin, se deben registrar en cada uno de los puntos de ensayo. Se debe calcular el error, E, y el porcentaje de error, Ep, para cada punto de estos datos como sigue:

Dnde: A= carga, en N indicada por la mquina que se est verificando B = carga aplicada, en N determinada con el aparato de calibracin. La carga indicada de una mquina de ensayo no se debe corregir ni con clculos ni con el uso de un diagrama de calibracin para obtener valores dentro de la variacin permisible requerida. La mquina de ensayo debe estar equipada con dos bloques de apoyo en acero con caras endurecidas (dureza Rockwell de no menos de 55 HRC), uno de los cuales es un bloque con rtula que se apoya sobre la superficie superior del espcimen, y el otro un bloque slido sobre el cual descansa el espcimen. Las caras de apoyo de los bloques deben tener una dimensin mnima por lo menos 3 % mayor que el dimetro del espcimen a ensayar. Especmenes Los especmenes no se deben ensayar si cualquier dimetro individual de un cilindro difiere de cualquier otro dimetro del mismo cilindro en ms del 2 %. Ningn extremo de los especmenes de ensayo a la compresin, al ensayarse debe desviar de la perpendicularidad al eje en ms de 0,5 (aproximadamente equivalente a 3 mm en 300 mm). Los ensayos de compresin de especmenes curados con humedad, se deben hacer tan pronto como sea posible despus de la remocin del sitio de curado. Estos especmenes de ensayo se deben mantener hmedos por medio de cualquier mtodo conveniente durante el perodo entre la remocin del sitio del curado y del ensayo. Se deben ensayar en la condicin hmeda. Todos los especmenes para una edad dada, se deben ensayar dentro de tolerancias de tiempo permisibles prescritas as:

Todos los especmenes para una edad dada, se deben ensayar dentro de tolerancias de tiempo permisibles prescritas as: Tabla 2. Edades y tolerancia del espcimen. (NTC 673. ICONTEC)

Colocacin del espcimen Se coloca el bloque de apoyo plano (inferior), con su cara endurecida hacia arriba, sobre la mesa o plato de la mquina de ensayo directamente bajo el bloque con rtula (superior). Se limpian las caras de apoyo de los bloques de apoyo superior e inferior del espcimen de ensayo y se coloca ste sobre el bloque de apoyo inferior. Se alinea cuidadosamente el eje del espcimen con el centro de presin del bloque con rtula. El bloque de apoyo inferior est especificado para proporcionar una superficie fcilmente maquinable para el mantenimiento de las condiciones de superficie especificadas. Las superficies superior e inferior deben ser paralelas una a la otra. Si la mquina de ensayo est diseada de manera que la platina se mantenga fcilmente en la condicin superficial especificada, no se requiere bloque inferior. Su mnima dimensin horizontal debe ser al menos 3 % mayor que el dimetro del espcimen que se va ensayar. El centrado final se debe hacer con referencia al bloque esfrico superior. Cuando el bloque de apoyo inferior se usa para ayudar en el centrado del espcimen, el centro de los anillos concntricos, cuando se tienen, o el centro del bloque mismo, deben estar directamente debajo del centro de la rtula. Se debe proveer lo necesario sobre la placa de la mquina para asegurar tal posicin. El dimetro mximo de la cara de apoyo del bloque suspendido de la rtula, no debe exceder los valores dados en seguida Tabla 2. Edades y tolerancia del espcimen. (NTC 673. ICONTEC)

Referencias INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TCNICAS ICONTEC. Elaboracin y curado de especmenes de concreto en obra. Bogot, 2000, 14 p. (NTC 550) INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TCNICAS ICONTEC. Ensayo de resistencia a la compresin de cilindros normales de concreto. Bogot, 2000, 14 p. (NTC 673) INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TCNICAS ICONTEC. Ingeniera civil y arquitectura. Refrentado de especmenes cilndricos de concreto. Bogot, 1995, 10 p. (NTC 504) SECRETARA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES DE MXICO. Mtodos de muestreo y pruebas de materiales. Materiales para estructuras. Resistencia a la compresin simple de cilindros de concreto. Mxico, 2004, 12 p. (MMMP202058/04)