PARTE 3: Hormigón endurecidoPARTE 3: Hormigón endurecido

PROPIEDADES MECANICAS: ENSAYOSPROPIEDADES MECANICAS: ENSAYOS

DURABILIDAD: PATOLOGÍAS MÁS DURABILIDAD: PATOLOGÍAS MÁS FRECUENTES, PREVENCIÓN Y EL FRECUENTES, PREVENCIÓN Y EL DIAGNÓSTICODIAGNÓSTICO

NUEVO ENFOQUE PROYECTO CIRSOC NUEVO ENFOQUE PROYECTO CIRSOC 201:2002201:2002

HORMIGÓN ENDURECIDO

El hormigón es un material compuesto que consiste en agregado dentro de una pasta de cemento endurecida.

La resistencia del compuesto depende de la resistencia de sus constituyentes y de unión entre ellos.

Propiedades mecánicas

Pasta Agregados

La resistencia a la compresión es una de las propiedades del hormigón en estado endurecido más relevantes y que a su vez es más fácil de evaluar. No presenta comportamiento elástico.

Factores que afectan la Factores que afectan la resistencia a la compresiónresistencia a la compresión

• Cemento• Agua de mezclado• Agregados • Aditivos

• Relación a/c• Agregado fino• Relación aglomerante/agregado • Contenido de aditivo•Tiempo de mezclado•Temperatura del hormigón• Curado

CARACTERISTICAS DE LOS COMPONENTES

CONDICIONES DE ELABORACION

• Extracción y homogenización de la muestra• Compactación y curado de las probetas• Ensayo

ERRORES DE MUESTREO Y

ELABORACION

Qué resistencia determinar?Qué resistencia determinar?

Desventaja del Desventaja del hormigón : no se puede medir : no se puede medir antes de su colocaciantes de su colocación a diferencia del acero o n a diferencia del acero o de la madera!!! Se debe esperar usualmente de la madera!!! Se debe esperar usualmente 7 o 28 días.7 o 28 días.

Se ha establecido procesos controlados para Se ha establecido procesos controlados para garantizar la comparabilidad de los garantizar la comparabilidad de los resultados.resultados.

La muestra debe ser representativa.La muestra debe ser representativa.

El ensayo es una medida de la resistencia El ensayo es una medida de la resistencia “potencial”, con ella se calcula la resistencia “potencial”, con ella se calcula la resistencia característica y es la que se usa en el diseño.característica y es la que se usa en el diseño.

La resistencia efectiva es la que tiene la La resistencia efectiva es la que tiene la estructura en las condiciones reales de estructura en las condiciones reales de colocacicolocación, compactacin, compactación, terminacin, terminación y n y curado.curado.

Preparación y curado en obra de probetas Preparación y curado en obra de probetas para ensayos de compresión para ensayos de compresión (N(Norma IRAM orma IRAM 1524)1524)

Moldes:Moldes: Cilíndricos, resistentes y estancos. Cilíndricos, resistentes y estancos. Esbeltez (h/d) igual a dos Esbeltez (h/d) igual a dos Diámetro probeta Diámetro probeta ≥ 3 ≥ 3 TMATMA (tamaño máximo agregado) (tamaño máximo agregado)

Varilla de compactación:Varilla de compactación: De acero, cilíndrica, De acero, cilíndrica, lisas, extremo en forma de semiesfera (d = 1,6 lisas, extremo en forma de semiesfera (d = 1,6 cmcm ))

Vibradores:Vibradores: Internos (f > 7000 rpm, d Internos (f > 7000 rpm, d ≤≤ 1/4 1/4 diám. molde)diám. molde)

Externos (f > 3600 rpm, d Externos (f > 3600 rpm, d ≤≤ 1/4 1/4 diám. molde)diám. molde)

Masa:Masa: material no metálico (peso = 0.6 ± 0.2 material no metálico (peso = 0.6 ± 0.2 kg)kg)

Moldeo de las probetasMoldeo de las probetas

AsentamientoAsentamiento≥≥ 5 cm 5 cm ⇒⇒ compactación con varillacompactación con varilla

<< 5 cm 5 cm ⇒⇒ compactación por vibracióncompactación por vibración

Compactación con varilla (prob. 15 x 30 cm) Compactación con varilla (prob. 15 x 30 cm)

• Con movimientos verticales, con el extremo en forma Con movimientos verticales, con el extremo en forma de semiesfera, se compacta en de semiesfera, se compacta en 3 capas3 capas, con , con 25 golpes 25 golpes de varilla por capade varilla por capa

• No golpear el fondo No golpear el fondo

•Hacer penetrar la varilla 2 cm (aprox.) en la capa Hacer penetrar la varilla 2 cm (aprox.) en la capa anterior anterior

• Si luego de la compactación se observa huecos Si luego de la compactación se observa huecos (dejados por la varilla), se golpea a los costados del (dejados por la varilla), se golpea a los costados del molde, en el nacimiento de la capa, con una masamolde, en el nacimiento de la capa, con una masa

Preparación y curado en obra de probetas Preparación y curado en obra de probetas para ensayos de compresión para ensayos de compresión (N(Norma IRAM orma IRAM 1524)1524)

Compactación por vibración (prob. 15 x 30 cm): Compactación por vibración (prob. 15 x 30 cm):

• Se llena y se vibra en 2 capas de igual altura aprox. Se llena y se vibra en 2 capas de igual altura aprox.

• Detener cuando: aspecto liso, se observa brillo en la Detener cuando: aspecto liso, se observa brillo en la superficie y prácticamente no desprende burbujas de la superficie y prácticamente no desprende burbujas de la superficie superficie Vibración interna:Vibración interna:• Introducir el elemento vibrante 3 veces en distintos Introducir el elemento vibrante 3 veces en distintos puntos bien distribuidospuntos bien distribuidos• Capa 1: El vibrador no debe tocar el fondo. Capa 1: El vibrador no debe tocar el fondo. • Capa 2: penetrar 2 cm en capa 1Capa 2: penetrar 2 cm en capa 1• La extracción se realiza en forma lenta, evitando dejar La extracción se realiza en forma lenta, evitando dejar vacíosvacíos Vibración externa:Vibración externa:• Asegurar contacto firme entre el molde y la superficie Asegurar contacto firme entre el molde y la superficie vibrante vibrante

Preparación y curado en obra de probetas Preparación y curado en obra de probetas para ensayos de compresión para ensayos de compresión (N(Norma IRAM orma IRAM 1524)1524)

Llenado de probetasLlenado de probetasCompactaciCompactación por ón por

varilleo varilleo y vy vibraciónibración

Pileta de curado:Pileta de curado:Agua saturada con calAgua saturada con cal

Temperatura:Temperatura:23 23 +/- 2 +/- 2 °°CC

Se monitorea Se monitorea diariamente diariamente temperatura temperatura

mmáxima yáxima ymínima y se mínima y se

registra en gráficos registra en gráficos mensualesmensuales

Factores que afectan el Factores que afectan el ensayoensayo

Geometría de la probetaForma

cúbica = 1.25 cilíndrica para a = d

prismática = 0.95 cilíndrica para a = d

Ventajas de la forma cilíndrica

Facilidad de moldeoAusencia de bordes vivosDirección de ensayo paralela a la de ensayo< efecto de zunchado en los extremos y la máquina< sección transversal < carga de rotura< volumen < peso

Factores que afectan el Factores que afectan el ensayoensayo

Geometría de la probetaEsbeltez1< h/d < 2

La resistencia se corrige cuando la alturaes menor 2d: testigos (norma IRAM 1551)

h/d1 2Desventajas de la probeta cilíndrica

Necesita un encabezado para mantenerel paralelismo, planicidad y perpendicularidad.

10 x 20

15 x 30

Factores que afectan el Factores que afectan el ensayoensayo

Máquina de ensayo

Rótula para acomodar desviaciones de planitud (máx 4°)

Planitud, dureza y espesor de los platos de carga

Tamaño de la probeta

A mayor tamaño > resistencia> Probabilidad de falla

10 x 20

15 x 30

Factores que afectan el Factores que afectan el ensayoensayo

Velocidad de ensayo> Velocidad > Resistencia

Contenido de humedadSaturada a superficie seca < resistenciaEstado de referencia > seguridad

Temperatura > Temperatura < Resistencia

Resistencia a la compresión Resistencia a la compresión

IRAM 1546IRAM 1546• Probetas cilíndricas: 150

mm x 300 mm • Caras encabezadas con

mortero de azufre, grafito y arena para mantener la planicidad y perpendicularidad al eje longitudinal

• Condiciones del equipo: Condiciones del equipo: Error en la carga aplicada Error en la carga aplicada +/- 1%+/- 1%

• Condiciones del ensayo:Condiciones del ensayo:• Velocidad de aplicación de Velocidad de aplicación de

la carga: 1.3 mm/min (maq. la carga: 1.3 mm/min (maq. Tornillo), 0.4 Tornillo), 0.4 ± 0.2± 0.2 MPa/s MPa/s (maq. hidráulicas)(maq. hidráulicas)

Probetas cilíndricas de 15 x 30 cm encabezadas

Medición y encabezado Medición y encabezado (IRAM 1574)(IRAM 1574)

Material de encabezado Material de encabezado (IRAM 1553)(IRAM 1553)

Mortero: azufre, grafito y arena pasa 150 m

Funde a 150 °C

Verificación de resistencia en cubos de 5 cm > 34.5 MPa

Ensayo de compresiónRotura tipo reloj de arena

Propiedades elásticasPropiedades elásticas

Módulo tangente al origen: carece de aplicación práctica Módulo tangente en un punto: no es representativo Módulo secante: se calcula entre el cero y 40

%

Módulo cuerda: se evita la irregularidades en el origen

E = 40 % - 50

40 % - 50 E-06

50 E-06

50

40 %

40 %

Se realiza dos ciclos decarga y descarga y se toma el promedio de

Módulo de elasticidad cuerda (ASTM C 469)

El dispositivo utilizado para el ensayo consta de un compresómetro y un extensómetro

Las probetas utilizadas son las mismas que las del ensayo de compresión

Resistencia a la tracciónResistencia a la tracción

Tracción directa

Engorroso, puede fallar el adhesivo

P

Flexión: con carga en 2/3 elimina el corte

P P/2 P/21/3 L

M M

Resistencia a la flexión Resistencia a la flexión (IRAM 1547) (IRAM 1547)

•Probeta prismática simplemente apoyada con cargas en los tercios

•Condiciones de la probeta: Humedad de saturación

•Condiciones del ensayo: Velocidad de aplicación de la carga función de la tensión en la fibra inferior (0.86 – 1.21 MPa/min)

Resistencia a la tracciónResistencia a la tracción

Tracción por compresión diametral: t = 0.85 txCD P

txCD = 2P/ D L

Ventajas: se utiliza la misma probeta que en compresión presenta menos dispersión que flexión es más sencillo que tracción directa

Resistencia a la tracción Resistencia a la tracción por compresión diametralpor compresión diametral

(IRAM 1658)(IRAM 1658)

Extracción de testigos: se Extracción de testigos: se debe zonificar la debe zonificar la

estructura para que los estructura para que los resultados sean resultados sean representativosrepresentativosLos detectores de armadura sirven para medir

• el recubrimiento de barras de diámetro conocido

• el recubrimiento de barras de diámetro desconocido

• el diámetro de la barra, aunque esto escapa a la especificación del equipo y da resultados ambiguos

Se ha encontrado que se debe elegir entre una de las opciones para lograr el mejor objetivo

Determinacióón de la grilla de armaduras con el detector

Extracción de testigosExtracción de testigos

Ensayo de compresión de testigos

(IRAM 1551)Curado: si la estructura no está saturada, se ensaya en condiciones de laboratrorio.Se encabeza como en el ensayo de probetas, previamente se debe garantizar la planicidad de los extremos mediante corte con sierra diamantada.El resultado se corrige por esbeltez diferente de 2.