Informe

LABORATORIO DE HORMIGÓN ARMADO IIIng. Civil – 2013

DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN DEL CONCRETO

INTRODUCCIÓN

Flexo tracción: Ensayo a que se somete una probeta de hormigón endurecido, para

determinar su resistencia a la tracción por flexión.

La resistencia a la flexión es una medida de la resistencia a la tracción del concreto

(hormigón). Es una medida de la resistencia a la falla por momento de una viga o

losa de concreto no reforzada. Se mide mediante la aplicación de cargas a vigas de

concreto de 6 x 6 pulgadas (150 x 150 mm) de sección transversal y con luz de como

mínimo tres veces el espesor.

En este resumen se presentan los lineamientos sobre la determinación de la

resistencia a la flexión del concreto usando una viga simple con carga en los tercios

del claro conforme a la norma (ASTM C 78 y C293 AASHTO T97 y T77).

Para los efectos de esta norma se establece la siguiente definición:

Módulo de ruptura: Es el valor obtenido mediante el procedimiento indirecto

para determinar la resistencia a la tensión del concreto por el ensaye a la

flexión de una viga.


Materiales auxiliares: Franela o tela de yute; marcadores de tinta indeleble y

crayones de cera; tiras de cuero de un espesor uniforme de 5 mm a 7 mm,

con un ancho de 25 mm a 50 mm, y que cubren todo lo ancho del espécimen.

Escuadra, regla y lija de agua de grano fino.

OBJETIVO

El ensayo tiene como objetivo determinar la resistencia a flexión del hormigón

endurecido, mediante la aplicación uniforme de carga en una probeta prismática a

través de dos rodillos que trasmiten la presión perpendicular a la probeta apoyada

sobre otros dos rodillos.

1. Este método establece los procedimientos para efectuar el ensayo de tracción

por flexión a la rotura de probetas prismáticas de hormigón simplemente

apoyadas.

2. Este método, se aplicará al ensayo de tracción por flexión de probetas y se

ajustará al procedimiento correspondiente, según la dimensión básica de la

probeta. Tenga presente que los dos procedimientos que se describen a

continuación no son alternativos y sus resultados no son comparables.


- Para probetas de dimensión básica 150 mm, aplique cargas P/2 en los

límites del tercio central de la luz del ensayo.

- Para probetas de dimensión básica 100 mm aplique la carga P en el centro

de la luz del ensayo.

EQUIPO APARATOS E INSTRUMENTOS

1. Prensa de ensayo

Tendrá la rigidez suficiente para resistir los esfuerzos del ensayo sin alterar las

condiciones de distribución y ubicación de la carga y lectura de resultados.

La sensibilidad de la prensa será tal que la menor división de la escala de

lectura sea menor o igual 1% de la carga máxima.

La exactitud de la prensa tendrá una tolerancia de + - 1% de la carga dentro

del intervalo utilizable de la(s) escala(s) de lectura.

En general, el intervalo utilizable se considera comprendido entre el 10% y el

90% de la respectiva escala de lectura.

Se deben contratar las prensas de ensayo de uso habitual por lo menos una

vez al año, y las de faena al inicio de la obra.

2. Dispositivo de tracción por flexión

Deberá tener piezas para apoyo de la probeta y piezas para aplicar la carga,

con sus correspondientes accesorios los que deberán cumplir con los

siguientes requisitos:

a) Los elementos de contacto con la probeta tendrán la superficie cilíndrica

(de este modo se logra un contacto rectilíneo).

b) Se aplicarán la carga y sus reacciones en forma vertical y estarán

dispuestas de modo que las líneas de contacto sean paralelas entre sí y

perpendiculares a la luz del ensayo.

c) Contarán con accesorios que permitan fijar y mantener la luz del ensayo.

d) Tendrán rótulas regulables, a fin de evitar excentricidades.

e) Tendrán una longitud igual o mayor que el ancho “b” de las probetas.

3. Regla rectificada.

Tendrá una longitud igual o mayor que 500 mm.


4. Regla graduada o huincha.

Deberá ser graduada en milímetros y de una longitud igual o mayor que 1m.

PROCEDIMIENTO

1. Retiro de las probetas curadas

Las probetas que estaban sumergidas en agua por 24hrs para su curado

final según se indica en los Métodos H0301 o H0302, retírelas de ésta

inmediatamente antes de ensayar, protéjalas con arpilleras húmedas hasta

el momento del colocarlas en la máquina de ensayo, para evitar el

secamiento en la cara apoyada que es la que recibe la máxima tracción.

La probeta a ensayar tiene forma de prisma, en el que d, corresponde a la

altura y L ³ 3.5 d, a la longitud de la misma.

La elaboración de la probeta se realizará con 2 capas, a razón de una vez

por cada 1000 mm2 de superficie.

El curado de la probeta se iniciará después de la elaboración de la misma,

que estará en el molde durante un mínimo de 24 horas y un máximo de 3

días. Después de sacar la probeta del molde, se condicionará durante un

período de 7 o 28 días, en atmósfera de 20 ºC de temperatura y humedad

relativa 95%.


Antes de la realización del ensayo, se elimina el exceso de humedad

superficial presente en las caras de la probeta y ésta se mide.

El ensayo se realiza durante las tres primeras horas después de haberse

retirado de la cámara de curado.

2. Aplicación de la carga

La luz del ensayo debe cumplir con las siguientes condiciones, según la

forma de aplicación de la carga:

a) Cargas P/2 aplicadas en los límites del tercio central:

Ver figura 1

Donde:

L: Luz de ensayo.

h: Altura de la probeta.


b) Carga P centrada:

Ver figura 2

c) La distancia “x” entre cada línea de apoyo y el extremo más cercano de

la probeta será igual o mayor que 2,5 cm.

3. Trace rectas finas sobre las cuatro caras mayores que marquen las

secciones de apoyo y de carga en forma indeleble y que no alteren el

tamaño, forma o características estructurales de las probetas.

Nota 1: Al realizar el trazado, verifique la rectitud de los contactos con la

regla rectificada; no debe pasar luz entre la cara de la probeta y la regla.

4. Verifique y registre la luz del ensayo, expresándola en milímetros con

aproximación a 1 mm, medida en la cara inferior de la probeta en la

posición para ensayar.

5. Limpie la superficie de las piezas de apoyo y de carga y las zonas de

contacto de la probeta.


6. Coloque la probeta en la prensa de ensayo, dejando la cara de llenado en

un plano vertical, y haciendo coincidir las líneas de trazado con las piezas

de apoyo y de carga correspondientes.

7. El contacto entre la probeta y cada pieza de apoyo o de carga debe ser

total, con las tolerancias y condiciones siguientes:

a) Acepte un separación igual o menor que 0,05 mm.

b) Si la separación es mayor que 0,05 mm y menor que 0,5 mm, use

láminas de cuero natural o sintético interpuestas en el contacto. Esas

láminas tendrán un espesor uniforme igual o mayor que 5 mm, un

ancho igual o mayor que 25 mm y un largo igual o mayor que el ancho

de la probeta. Deseche las láminas que presenten deformaciones

apreciables a simple vista.

c) Si la separación es igual o mayor que 0,5 mm y menor que 2 mm,

proceda a refrentar.

d) Si la separación es mayor que 2 mm, deseche la probeta.

8. Antes de aplicar la carga verifique que:

a) Todos los contactos cumplen con lo indicado.

b) Las distancias entre las piezas de apoyo y de carga se mantienen

constantes, con una tolerancia de + - 1 mm.

9. Aplique la carga en forma continua y uniforme, sin choques. La velocidad

de tensión, calculada según deberá estar comprendida entre 0,015 y 0,02

N/mm2 /s.

10.Una vez fijada la velocidad, no haga modificaciones de ella hasta el

término del ensayo.

11.Registre la carga máxima P expresada en N.

12.Mida el ancho (b) y la altura (h) medios de la probeta en la sección de

rotura con aproximación a 1mm. Registre b y h.


CÁLCULOS

1. Ensayo con cargas P/2 en los límites del tercio central de la luz del ensayo.

a) Si la fractura de la probeta se produce en el tercio central de la luz del

ensayo, calcule la resistencia a la tracción por flexión como la tensión de

rotura según la fórmula siguiente:

b) Si la fractura se produce fuera del tercio central de la luz del ensayo, en la

zona comprendida entre la línea de aplicación de carga y una distancia de

0,05 L de esa línea, calcule la resistencia a la tracción por flexión como la

tensión de rotura según la fórmula siguiente:

c) Si la fractura se produce fuera del tercio central de la luz del ensayo y más

allá de la zona indicada en b), deseche los resultados del ensayo.

d) Expresar los resultados en MPa aproximando a 0,1 MPa.

2. Ensayo con carga P en el punto medio de la luz del ensayo.

a) Calcule la resistencia a la tracción por flexión como la tensión de la rotura

según la fórmula siguiente:


b) Expresar los resultados en MPa aproximando a 0,1 MPa.

Nota: si la prensa de ensayo entrega resultados en kgf, se debe considerar

la siguiente equivalencia: 1 MPa = 10,1972 kgf/cm2

Se debe voltear el espécimen sobre un lado con respecto a la posición del moldeado.

Se centra en los bloques de apoyo; éstos a su vez deben estar centrados respecto a

la fuerza aplicada.


USO DEL ENSAYO

En el diseño de pavimentos utilizan una teoría basada en la resistencia a la flexión,

por lo tanto, puede ser requerido el diseño de la mezcla en el laboratorio, basado en

los ensayos de resistencia a la flexión, o puede ser seleccionado un contenido de

material cementante, basado en una experiencia pasada para obtener el Módulo de

Rotura de diseño. Se utiliza también el Módulo de Rotura para el control de campo y

de aceptación de los pavimentos. Se utiliza muy poco el ensayo a flexión para el

concreto estructural. Las Agencias y empresas que no utilizan la resistencia a la

flexión para el control de campo, generalmente hallaron conveniente y confiable el

uso de la resistencia a compresión para juzgarla calidad del concreto entregado.

PROBLEMAS CON EL ENSAYO A FLEXION

Los ensayos de flexión son extremadamente sensibles a la preparación,

manipulación y procedimientos de curado de las probetas. Las vigas son muy

pesadas y pueden ser dañadas cuando se manipulan y transportan desde el lugar de

trabajo hasta el laboratorio. Permitir que una viga se seque dará como resultado más

bajas resistencias. Las vigas deben ser curadas de forma normativa, y ensayadas

mientras se encuentren húmedas. El cumplimiento de todos estos requerimientos en

el lugar de trabajo es extremadamente difícil lo que da frecuentemente como

resultado valores de Módulo de Rotura no confiables y generalmente bajos. Un

período corto de secado puede producir una caída brusca de la resistencia a flexión.


ANEXOS

MEDICIÓN DEL ESPÉCIMEN DESPUÉS DE LA PRUEBA: Se determina el ancho

promedio, el peralte y la localización de la línea de falla, con el promedio de tres

medidas una en el centro y dos sobre las aristas del espécimen aproximándolas al

milímetro.


BIBLIOGRAFÍA:

Manual de ensayos de suelos y materiales (HORMIGONES).

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