Lina Marcela Rojas Henao

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UNIVERSIDAD POLITCNICA DE MADRID ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS ENSAYOS DE INFORMACIN Y EXTRACCIN DE PROBETAS TESTIGO EN HORMIGONES AUTOCOMPACTANTES TESIS DOCTORAL Lina Marcela Rojas Henao Ingeniera Civil (Universidad de Medelln-Colombia) Ingeniera de Caminos, Canales y Puertos Madrid, 2012 DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL-CONSTRUCCIN ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS TESIS DOCTORAL ENSAYOS DE INFORMACIN Y EXTRACCIN DE PROBETAS TESTIGO EN HORMIGONES AUTOCOMPACTANTES Autora: Lina Marcela Rojas Henao Ingeniera Civil (Universidad de Medelln-Colombia) Ingeniera de Caminos, Canales y Puertos Directores: Prof. Jaime Fernndez Gmez Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos Prof. Juan Carlos Lpez Agi Doctor Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos Madrid, 2012 TESIS DOCTORAL ENSAYOS DE INFORMACIN Y EXTRACCIN DE PROBETAS TESTIGO EN HORMIGONES AUTOCOMPACTANTES Autora: Lina Marcela Rojas Henao TribunalnombradoporelMagnficoyExcelentsimoSr.Rectordela UniversidadPolitcnicadeMadrid,elda___de________de2012para juzgar la Tesis Doctoral arriba citada, compuesto de la siguiente manera: Presidente: Vocal: Vocal: Vocal: Vocal Secretario: Acuerda otorgarle la calificacin de: ___________________ EL PRESIDENTE/AEL SECRETARIO/ALOS VOCALES Madrid ___ de ____________ de 2012 A mis padres Jos y Stella a mis hermanos Juan y Paula y a Miguel v AGRADECIMIENTOS Enprimerlugarquieroexpresarmimssinceroagradecimientoamis directores Dr. Jaime Fernndez Gmez y Dr. Juan Carlos Lpez Ag por darme laoportunidadderealizarestatesisdoctoral.AlDr.JaimeFernndezGmez quiero agradecerle sus valiosas aportaciones y sugerencias en el desarrollo de esta tesis y la constante ayuda y dedicacin que me ha brindado. Al Dr. Juan Carlos Lpez Ag su permanente apoyo, dedicacin y asesoramiento durante estos aos ylaenseanzadetcnicasestadsticasquehansidocrucialesparaelcorrecto tratamientoyanlisisdelosresultados.Tambinleagradezcolaamistad,el cario y la confianza que me ha brindado desde mi llegada a Espaa. Indudablementeestatesisdoctoralnohabrasidoposiblesinelsoporte econmicodelInstitutoEspaoldelCementoysusAplicaciones,IECA,delInstituto Tcnico de Materiales y Construcciones, INTEMAC, y de la Ctedra de Edificacin y Prefabricacin de la E.T.S.I de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politcnica de Madrid. Igualmente quiero agradecer al departamento de Ingeniera Civil Construccin por su asesoramiento y aportacin econmica paralaculminacindeestatesis.Agradezcotambinalaempresade prefabricacinPRAINSA,porlaimportantecolaboracinprestadaduranteel proceso de fabricacin de los elementos de hormign autocompactante. Quierotambinagradeceralequipodeingenierosytcnicosdel Laboratorio de INTEMAC por su inestimable colaboracin durante la realizacin vi de la campaa experimental. En especial al Dr. Jorge Ley, al Ing. Juan Antonio Rueda y al Ing. Jos Juan Rozas. AlactedrayalcuerpodocentedeEdificacinyPrefabricacindela E.T.S.I de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politcnica de Madrid quiero agradecerles el apoyo que me han brindado y el trato familiar y caluroso que han tenido con los becarios de esta ctedra. Tambin quiero agradecer a Conchita Garca de la biblioteca de la E.T.S.I deCaminos,CanalesyPuertosdelaUniversidadPolitcnicadeMadridla ayuda proporcionada en la bsqueda de la documentacin bibliogrfica y por el cario que me ha ofrecido durante mi permanencia en esta escuela. Agradezco al equipo del Instituto Espaol del Cemento y sus Aplicaciones, IECA, por su amabilidad y acogida durante mis vistas a este instituto y por la preocupacin para que la tesis llegue a feliz trmino. A mis compaeros de doctorado y amigos, Hctor Romero e Irene Revelo, porllevarjuntosesteprocesoyporlosgratosmomentosvividos,ydeforma especial a mi compaero de doctorado y amigo Julio Csar Lpez Gonzlez por suayuda,pacienciaygrancompaerismo,yporlosbuenosmomentosque compartimos juntos durante estos aos. A la Universidad de Medelln y al grupo de profesores que participaron en mi proceso de formacin, en especial, al profesor Marco Alberto Jaramillo por la motivacinyelacompaamientodurantemisaosacadmicosenesta universidad. Porltimoperonoporellomenosimportantequieroagradecermuy especialmenteamifamiliayaMiguelquemehanacompaadoymehan brindado su apoyo incondicional a lo largo de todo este tiempo. vii RESUMEN A travs de los aos las tcnicas de ensayo como la extraccin y rotura de probetas testigo, el ndice de rebote y la velocidad de ultrasonidos aplicadas a los hormigones vibrados tradicionalmente HVT, han sido bastante difundidas y ampliamenteaceptadas.Sinembargo,noexistenestudiossuficientessobresu adecuacinenlosnuevostiposdehormigones,especialmenteenelhormign autocompactante HAC. Enlneaconloapuntado,lapresentetesisdoctoraltienecomoobjetivo principal verificar si el comportamiento de estos ensayos aplicados a un HAC es similar al mostrado en el HVT.Estainvestigacinsecentraprincipalmenteenlaprediccindela resistenciaacompresininsitudeunHACmediantelosresultadosdelos ensayos de resistencia a compresin de probetas testigo, de ndice de rebote y de velocidaddeultrasonidos.Diferentesaspectosrelacionadosconestaprediccin hansidoestudiados,entreellos,eltipodeajusteadecuadoylainfluenciade algunasvariablesdeensayomodelizadaatravsdefactoresdecorreccinque afectanelresultadodelaresistenciadelasprobetastestigo.Dichasvariables estn relacionadas con la direccin de extraccin, el dimetro y la condicin de humedaddelasprobetastestigos,elnivelresistentedelhormignyalgunas variablesintrnsecasdelasprobetas,talescomomicrofisuracin,efectopared, condiciones de contorno, etc.Ensayos de informacin y extraccin de probetas testigo en hormigones autocompactantes viii Paraellosehanfabricado30bloquesenHACdedimensiones 50 50 100 cm junto con tres probetas cilndricas de 15 30 cm y dos probetas cbicasde15 15 cm porcadabloque.Ambosconjuntosdeprobetashansidohormigonadasconlamismaamasadadelosbloques.Entrminosgenerales,se han realizado 360 ensayos de rotura de probetas testigo, 180 de ndice de rebote, 180develocidaddeultrasonidosy150deroturadeprobetasmoldeadas. Asimismoelrangoderesistenciasalcanzadotieneporextremos20MPay80 MPa. Porotraparte,losresultadosderesistenciaacompresindelHACinvestigadohansidoutilizadosparaobtenerfactoresdeconversinque relacionanlaresistenciadelasprobetascilndricasde15 30 cm conladelas probetas cbicas de 15 15 cm . Lainformacinrecopiladaenelestadoactualdelconocimientohasido tomadacomobasedecomparacinparacontrastarlosresultadosobtenidosen esta investigacin. Las conclusiones obtenidas han permitido establecer que variables como la direccindehormigonadoyalgunosfactoresdecorreccinutilizadosenla prediccin de la resistencia in situ inciden de forma muy diferente en los HACy en los HVT. ix ABSTRACT

Overtheyearsthetestingtechniques,suchascorestrength determinations,reboundhammerandultrasonicpulsevelocityappliedto TraditionallyVibratedConcretehavebeenthoroughlyspreadandwidely accepted. However, there are insufficient studies on its adaptability in new kinds of concrete, especially in Self-Consolidating Concrete. Inviewoftheforegoing,themainaimofthepresentstudyistoverify whether the behaviour of these tests applied to a Self-Consolidating Concrete is similar to that shown in the Traditionally Vibrated Concrete. Thisresearchfocusesprimarilyonthepredictiontheon-sitecompressive strengthofSelf-CompactingConcretethroughtheresultsofcorestrength, reboundhammertestsandultrasonicpulsevelocitytests.Differentaspectsof thisestimationhavebeenstudied,suchasthetypeofproperfitandthe influenceoftestvariablesthatarerepresentedbycorrectionfactorsthataffect theoutcomeofthecorestrength.Thesevariablesarerelatedtothedrilling direction, diameter and moisture conditions of cores, the concrete strength level andsomeintrinsicvariablesofthesamples,suchasmicrocracking,walleffect, boundary conditions, etc. Thirty5050100cmSelf-ConsolidatingConcreteblockswereprepared forthisstudy.Fromthesamebatchofeachblockthree1530cmcylindrical specimens and two 1515 cm cubic specimens were also casted. In all, 360 core tests,180reboundhammertests,180ultrasonicpulsevelocitytestsand150 Ensayos de informacin y extraccin de probetas testigo en hormigones autocompactantes x cylindricalandcubicspecimenscompressivestrengthtestswerecarriedout. Likewise, concrete strength ranged from 20 to 80 MPa.Moreover,theresultsofcompressivestrengthoftheSelf-Consolidating Concreteinvestigatedhavebeenusedtoobtainstrengthconversionfactors between 1530 cm cylindrical and 1515 cm cubic specimens.Theinformationcollectedinthetechnicalliteraturehasbeentakenasa benchmark to compare the results obtained in this investigation. Theconclusionsobtainedhaveestablishedthatvariables,suchascasting direction and correction factors used in on-site prediction of concrete compressive strength,havesignificantdifferencesbetweenSelf-ConsolidatingConcreteand Traditionally Vibrated Concrete. xi NDICE AGRADECIMIENTOS ........................................................................................ v RESUMEN ............................................................................................................ vii ABSTRACT ........................................................................................................... ix CAPTULO 1- INTRODUCCIN .................................................................... 1 1.1 Justificacin de la tesis doctoral ........................................................................... 1 1.2 Objetivos .............................................................................................................. 3 1.3 Esquema general de la tesis .................................................................................. 4 CAPTULO 2- ESTADO ACTUAL DEL CONOCIMIENTO .................... 9 2.1 Introduccin .............................................................