diseÑo concreto

INFORME FINAL EC-612G

INFORME FINAL EC-612G

SEGUNDA PARTE: DISEO EL CONCRETOI. OBJETIVOS

Disear concreto con un mtodo adecuado, tomando como base las tablas dadas, y a travs de la experiencia adquirida seleccionar las proporciones ideales.

Conocer y verificar las propiedades del concreto tanto en estado fresco como en estado endurecido.

II. MARCO TERICO

A. GENERALIDADES AGREGADOS

Agregados fino: N.T.P. 400.011 Es el proveniente de la desintegracin natural de las rocas o tipo artificial, siendo sus dimensiones comprendidas entre los lmites fijados por las normas, se considera agregado fino, al material que pasa por el tamiz 3/8 (9.51 mm.) y queda retenido en el tamiz N 200 ( 74 u ).

Agregados grueso: NT.P. 400.012 Es el retenido de la tamiz N 4 (4.76 mm.), y es el proveniente de la desintegracin natural o mecnica des las rocas.

Grava: Agregado grueso proveniente de la desintegracin natural de materiales ptreos, encontrndoseles corrientemente canteras y lechos de ros depositados en forma natural.

Piedra triturada: Se denomina as al agregado grueso obtenido por la trituracin artificial de rocas o gravas.

Hormign: Es el material compuesto por grava y arena en forma natural de extraccin.

Tamao mximo: N.T.P. 400.037 y ASTM 476 Es el que corresponde al menor tamiz por que pasa todo muestra del agregado.

Tamao mximo nominal Es el que corresponde al tamiz inmediatamente superior a aquel que retiene el 15% o ms en el porcentaje acumulado del material.

Mdulo de finura del agregado: N.T.P. 400.012; Se obtiene mediante la sumatoria de los pesos retenidos acumulados (en porcentaje) divididas entre 100, de las mallas o tamices normalizados que son 3 , 1 , , 3/8 , N 4 , N 8 , N 16 , N 30 , N 50 y N 100.

El mdulo de finura del agregado fino para la elaboracin del concreto debe de encontrarse dentro de los siguientes valores; 2.30 < M.F. < 3.

B. MTODOS DE DISEO

MTODO DEL AGREGADO GLOBAL

Este mtodo consiste en optimizar sistemticamente la proporcin arena piedra (A/P) como un solo material (Agregado Global), dirigido a: Controlar la trabajabilidad de la mezcla del concreto. Obtener la mxima compacidad de la combinacin de los agregados mediante ensayos de laboratorio, para alcanzar en el concreto una mayor resistencia. Compatibilizar el MF de la arena con el MF de la piedra

PASOS A SEGUIR PARA HACER EL DISEO DE MEZCLA POR EL METODO DEL AGREGADO GLOBAL

Para poder disear mediante el mtodo del agregado global debemos de tener la resistencia (fc), slump, propiedades fsicas de los agregados, porcentaje de la arena y piedra (obtenidos de nuestro agregado global), peso especfico del cemento y el tamao mximo del agregado grueso. Pero para disear se trabajara con el fcr y este valor se calcula para nuestro caso de la siguiente manera.fcfcr

Menos de 210fc +70

210 a 350fc +84

Sobre 350fc +98

El porcentaje de aire atrapado y la cantidad de agua se sacan de las siguientes tablas.

SlumpTamao mximo de agregado

3/811 234

Concreto sin Aire incorporado

1 a 2207199190179166154130113

3 a 4228216205193181169145124

6 a 7243228216202190178160-

% Aire atrapado32.521.510.50.30.2

Otro dato que se necesita para hacer el diseo de la mezcla es la relacin agua/ cemento.Fc (Kg/cm2)Relacin Agua/ Cemento

Sin aire Incorporado

4500.38

4000.42

3500.47

3000.54

2500.61

2000.69

1500.79

Con estos datos y los %Arena y %Piedra se puede hacer el diseo de mezcla haciendo la correccin por %Humedad y %Absorcin de agregados.MTODO ACI Para disear una mezcla de concreto es necesario conocer las caractersticas fsicas de los materiales a emplear en la elaboracin del concreto, en ese sentido, para explicar el diseo por este mtodo lo haremos con unas datos de ejemplo, tal como sigue:

1. Peso especfico del cemento 3.152. Mdulo de finura de la arena 2.703. Peso especfico de la arena 2.364. Absorcin de la arena 5.28 %5. Humedad de la arena 8.00 %6. Peso especfico de la grava 2.337. Tamao mximo de la grava 19 mm. (3/4)8. Peso volumtrico de la grava 1450 kg /m39. Absorcin de la grava 4.50 %10. Humedad de la grava 2.70 %

Para conocer los datos arriba anotados es necesario determinar previamente en el laboratorio las pruebas fsicas siguiendo las normas NMX y/o ASTM

La dosificacin se realiza de acuerdo a los pasos siguientes:

PASO 1. Apoyndonos en las tablas disearemos una mezcla de f'c = 210 kg/cm2 a los 28 das de edad, de un revenimiento de 10 cms empleando un cemento tipo CPO.

PASO 2. Un tamao mximo de la grava es de 19 mm (3/4").

PASO 3. Para un concreto sin aire incluido, revenimiento de 10 cms., y tamao mximo de grava de 19 mm (3/4"), en la tabla 6.3.3 con un valor de 205 kg/m3 (lts.), el aire atrapado estimado aparece con un valor de 2.0 %.

PASO 4. En la tabla 6.3.4 (a) aparece con un valor de 0.68 de relacin agua / cemento necesaria para producir una resistencia de 210 kg/cm2 en concreto sin aire incluido.

PASO 5. En base a la informacin obtenida en los pasos 3 y 4, se concluye que el consumo de cemento es de: 205/0.68 = 301.5 (302) kg/m3.

PASO 6. De la tabla 6.3.6 estimamos la cantidad de grava; para un mdulo de finura de 2.7, un tamao mximo de grava de 19 mm (3/4"), puede emplearse 0.63 metros cbicos de grava, por lo tanto el peso de la grava es de 1450 x 0.63 = 914 kg/m3.

PASO 7. Conociendo los consumos de agua, cemento y grava, el material restante que completa un metro cbico de concreto debe consistir en arena y aire que pueda quedar atrapado.

PASO 8. La cantidad de agregado fino (arena) se determina por diferencia y es posible emplear alguno de los siguientes procedimientos: el mtodo del peso o el mtodo del volumen absoluto.

PASO 8 (a). El mtodo del peso requiere que por experiencia se conozca el peso del concreto por volumen unitario o bien, se puede suponer y por lo tanto, el peso requerido de agregado fino es la diferencia entre el peso del concreto fresco y el peso total de los dems integrantes de la mezcla.

PASO 8 (b). Un procedimiento ms exacto para determinar la cantidad del agregado fino, implica conocer los volmenes absolutos de los componentes. En este caso, la suma de los volmenes de los dems componentes conocidos, se resta del volumen unitario del concreto para obtener el volumen del agregado fino, multiplicando el volumen determinado de la arena por su densidad se obtiene la cantidad de la arena.

Este mtodo se sugiere para el diseo de sus mezclas.

PASO 9. Correccin por humedad y absorcin:

PASO 10. Correccin por contaminacin por tamaos y que consiste en el contenido de gruesos que existen en los finos (arenas) y el contenido de finos que existen en los gruesos (gravas) para mantener las caractersticas de trabajabilidad.

RELACIN AGUA-CEMENTO

La relacin agua / cemento constituye un parmetro importante de la composicin del concreto. Tiene influencia sobre la resistencia, la durabilidad y la retraccin del hormign.

La importancia de la relacin agua / cemento fue descubierta en 1919 por Duff A. Abrams especialista de EE. UU. Despus de haber estudiado un gran nmero de concretos de diferentes composiciones, anunci la ley que expresa que con un agregado dado, la resistencia depende slo de la relacin agua / cemento del concreto fresco. Dada por la siguiente ecuacin.

Donde: w/c = relacin agua/cementoK1 y K2= Constantes empricas, dependientes de la calidad y tipo de Cemento.

Los trabajos realizados posteriormente por T.C. Powers, han permitido comprender las causas de esta fuerte influencia de la relacin agua / cemento.

Estas razones estn ligadas al endurecimiento del cemento portland, el que como se sabe se debe a la absorcin qumica de agua por los constituyentes del cemento, especialmente por 3CaOSiO2 y el 2CaOSiO2. La pasta de cemento se endurece entonces formando un gel progresivamente ms estable. Como en la mayora de las transformaciones qumica, las cantidades de elementos que participan en esta relacin estn en proporcin fija.

La hidratacin completa de 100 g de cemento portland requiere 20 g de agua, aproximadamente, lo que corresponde a una relacin agua / cemento = 0,2. En los minsculos intersticios[footnoteRef:1] del gel en formacin se fijan, por absorcin, otras molculas de agua, a razn tambin de 20 g de agua por 100 g de cemento, aproximadamente, al final del proceso. En consecuencia el cemento portland fija, para su endurecimiento, una cantidad de agua correspondiente a una relacin agua / cemento = 0,4. [1: ]

El agua suplementaria no est fijada y ocupa en la pasta de cemento endurecido cierto volumen en forma de poros capilares[footnoteRef:2]. [2: ]

Cuanto mayor sea la existencia de agua en exceso habr mayor cantidad de capilares en la pasta de cemento. Cuando la cantidad total de capilares corresponde a una relacin a/c = 0,7, los capilares son tan numerosos que estn unidos entre si formando una red permeable. La proporcin de capilares con relacin a la materia slida ser 1:2 En consecuencia, si se agregan 70 g de agua a 100 g de cemento (a/c = 0,7) - Los primeros 20 g son fijados qumicamente. - Los 20 g siguientes son fijados por adsorcin - Los 30 g restantes quedan libres en la red de capilares

C. ADITIVOSSon materiales orgnicos o inorgnicos que se aaden a la mezcla durante o luego de formada la pasta de cemento y que modifican en horma dirigida algunas caractersticas del proceso de hidratacin, el endurecimiento e incluso la estructura interna del concreto.El comportamiento de los diversos tipos de cemento Prtland est definido dentro de un esquema relativamente rgido, ya que pese a sus diferentes propiedades, no pueden satisfacer todos los requerimientos de los procesos constructivos. Existen consecuentemente varios casos, en que la nica alternativa de solucin tcnica y eficiente es el uso de aditivos.Clasificacin Para el desarrollo de los diferentes tipos de aditivos, los clasificaremos desde el punto de vista de las propiedades del concreto que modifican, ya que ese es el aspecto bsico al cual se apunta en obra cuando se desea buscar una alternativa de solucin que no puede lograrse con el concreto normal

Aditivos acelerantesSustancia que reducen el tiempo normal de endurecimiento de la pasta de cemento y/o aceleran el tiempo normal de desarrollo de la resistencia.Proveen una serie de ventajas como son:a) Desencofrado en menor tiempo del usualb) Reduccin del tiempo de espera necesario para dar acabado superficialc) Reduccin del tiempo de curadod) Adelanto en la puesta en servicio de las estructuras Aditivos incorporadores de aireEl congelamiento del agua dentro del concreto con el consiguiente aumento de volumen, y el deshielo con la liberacin de esfuerzos que ocasionan contracciones, provocan fisuracin inmediata si el concreto todava no tiene suficiente resistencia en traccin para soportar estas tensiones o agrietamiento paulatino en la medida que la repeticin de estos cielos va fatigando el material.A fines de los aos cuarenta se inventaron los aditivos incorporadores de aire, que originan una estructura adicional de vacos dentro del concreto que permiten controlar y minimizar los efectos indicados.El mecanismo por el cual se desarrollan estas precisiones internas y su liberacin con los incorporadores de aire se explica en detalle en el Captulo 12 en la parte relativa a durabilidad ante el hielo y deshielo as como las recomendaciones en cuando a los porcentajes sugeridos en cada caso, por lo que aqu slo trataremos sobre las caractersticas generales de este tipo de aditivos. Aditivos reductores de agua plastificantes.Son compuestos orgnicos e inorgnicos que permiten emplear menor agua de la que se usara en condiciones normales en el concreto, produciendo mejores caractersticas de trabajabilidad y tambin de resistencia al reducirse la Relacin Agua/Cemento.Trabajan en base al llamado efecto de superficie, en que crean una interfase entre el cemento y el agua en la pasta, reduciendo las fuerzas de atraccin entre las partculas, con lo que se mejora el proceso de hidratacin.Muchos de ellos tambin desarrollan el efecto aninico que mencionamos al hablar de los incorporadores de aire.Usualmente reducen el contenido de agua por lo menos en un 5% a 10%.Tienen una serie de ventajas como son:a) Economa, ya que se puede reducir la cantidad de cemento.b) Facilidad en los procesos constructivos, pues la mayor trabajabilidad de las mezclas permite menor dificultad en colocarlas y compactarlas, con ahorro de tiempo y mano de obra.c) Trabajo con asentamientos mayores sin modificar la relacin Agua/cemento.d) Mejora significativa de la impermeabilidadLa dosificacin normal oscila entre el 0.2% al 0.5% del peso del cemento, y se usan diluidos en el agua de mezcla. Aditivos retardadoresTienen como objetivo incrementar el tiempo de endurecimiento normal del concreto, con miras a disponer de un perodo de plasticidad mayor que facilite el proceso constructivo.Su uso principal se amerita en los siguientes casos:a) Vaciado complicado y/o voluminoso, donde la secuencia de colocacin del concreto provocara juntas fras si se emplean mezclas con fraguados normales.b) Vaciados en clima clido, en que se incrementa la velocidad de endurecimiento de las mezclas convencionales.c) Bombeo de concreto a largas distancias para prevenir atoros.d) Transporte de concreto en Mixers a largas distancias.Se dosifican generalmente en la proporcin del 0.2% al 0.5% del peso del cemento.

D. RESISTENCIA A LA FLEXIN DEL CONCRETOLa resistencia a la flexin es una medida de la resistencia a la traccin del concreto. Es una medida de resistencia a la falla por momento de una viga o losa de concreto no reforzada. Se mide mediante la aplicacin de cargas a vigas de concreto de 6 por 6 pulgadas (15cm por 15cm) de seccin transversal y con luz de minino tres veces el espesor. La resistencia a la flexin se expresa como Mdulo de rotura (MR) en libras por pulgada cuadrada (MPa) y es determinada mediante los mtodos de ensayo ASTM C78 (cargada en los puntos tercios) o ASTM C293 (cargada en el punto medio).El Mdulo de rotura es cerca del 10 al 20% de la resistencia a la compresin, en dependencia del tipo, dimensiones y volumen del agregado grueso utilizado, sin embargo la mejor correlacin para los materiales especficos es obtenida mediante ensayos de laboratorio para los materiales dados y el diseo de la mezcla. El Mdulo de rotura determinado por la viga cargada en los puntos tercios es ms bajo que el Mdulo de rotura determinado por la viga cargada en el punto medio en algunas ocasiones tanto como un 15%.

UTILIDAD DEL ENSAYO.Los diseadores de pavimentos usan una teora basada en la resistencia a la flexin, por lo tanto, puede ser requerido el diseo de mezcla en el laboratorio, basado en una experiencia pasada para obtener el Mdulo de rotura de diseo. Se utiliza muy poco el ensayo de flexin para concreto estructural.

III. PROCEDIMIENTO PARA DISEO DE CONCRETOCARACTERISTICAS DE LOS AGREGADOS

ARENAPIEDRA

PE26402680

PUs14181149

PUc15071307

%H1.650.51

%A1.101.00

MF2.97.5

TNM-1

PRIMER DISEODatos: Agua diseo: a = 205 lt a/c = 0.70 zA=50% zP=50%

Relacin de volmenesrA=49.62% rP=50.58%

Cem = 205/0.70 = 292.9 kg

Contenido de Aire (Tabla 02)=1.5%

Volmenes absolutos (m3)Cem = 292.9/3150 = 0.093Agua = 205/1000 = 0.205 Aire = 15%(1) = 0.015 = 0.093+ 0.205+ 0.015 = 0.313

Vabs (Agregados)=0.687 m3Arena = (0.687)* 49.62% = 0.340 m3Piedra = (0.687)* 50.58%= 0.347 m3Peso SecoArena = (0.340)* 2640 = 897.6 kgPiedra = (0.347)* 2680= 930 kg

Diseo para 1m3 ( pesos secos) (kg)Cem = 292.9 Agua = 205Arena = 897.6Piedra = 930.0

Correcciones por humedadAh=897.6*(1+1.65/100)=912.4 kgPh=930*(1+0.51/100)=934.7 kgAgua Efectiva= 897.6*(1.65-1.10)+930*(0.51-1)=+0.38 lt (Insignificante para 1 m3)

Diseo obra para 1m3 (kg)Cem = 292.9 Agua = 205Arena = 912.4Piedra = 934.7 PU= 2345 kg/m3

Para una tanda de 0.012 m3 (kg)Cem = 3.51Agua = 2.46Arena = 10.95Piedra = 11.22

Resultados:Slump: 3.5

ProbetaResistencia a Compresin (7dias)(kg/cm2)Resistencia a Compresin (28 dias) (kg/cm2)Tipo de falla

1171E

2167E

3188D

4270D

5272D

6275E

SEGUNDO DISEOEl segundo es bsicamente el mismo que el primero, solo con la adicin de un ADITIVO REDUCTOR DE AGUA que har la mezcla ms trabajable y el slump mayor

Para una tanda de 0.012 m3 (kg)Cem = 3.51Agua = 2.46Arena = 10.95Piedra = 11.22

Las especificaciones del aditivo indican que su proporcin ser el 0.2% del peso del cementoEntonces: Aditivo=3.51*0.2%=7 gResultados: Slump: 3ProbetaResistencia a Compresin (7dias)(kg/cm2)Resistencia a Compresin (28 dias) (kg/cm2)Tipo de falla

1183D

2180E

3189E

4262D

5263D

6259D

TERCER DISEOAqu debemos producir un concreto que sea resistente a condiciones de exposicin severas, para eso usaremos un ADITIVO INCORPORADOR DE AIRE. Las especificaciones del aditivo indican que su proporcin ser el 0.11% del peso del cemento.

Datos: Agua diseo: a = 175 lt a/c = 0.45 MF(comb)=5.5

Proporciones en volmenes de los Agregados5.5=2.9*rA+7.5*rP5.5=2.9*rA+7.5*(1-rA)rA= 43.48%rP= 56.52%

Cemento= 175/0.45=388.9 kg

Volmenes absolutos (m3)Cem = 388.9/3150 = 0.123Agua = 175/1000 = 0.175Aire = 15%(1) = 0.060 = 0.123+0.175+0.060=0.358 m3Vabs (Agregados)=0.642 m3Arena = (0.642)* 43.48% = 0.279 m3Piedra = (0.642)* 56.52%= 0.363 m3Peso SecoArena = (0.279)* 2640 = 736.6 kgPiedra = (0.363)* 2680= 972.8 kg

Diseo para 1m3 ( pesos secos) (kg)Cem = 388.9 Agua = 175Arena = 736.6Piedra = 972.8Aditivo= 0.428

Correcciones por humedadAh=736.6*(1+1.65/100)=748.8 kgPh=972.8*(1+0.51/100)=977.8 kgAgua Efectiva= 736.6*(1.65-1.10)+972.8*(0.51-1)= -0.7 lt

Diseo obra para 1m3 (kg)Cem = 388.9 Agua = 175.7Arena = 748.8Piedra = 977.8Aditivo= 0.428 PU= 2292 kg/m3

Para una tanda de 0.02 m3 Cem = 7.78 kgAgua = 3.51 lt+0.8 lt= 4.31 ltArena = 14.98 kgPiedra = 19.56 kgAditivo= 8.6 g

Se agreg 0.8 lt de agua para hacer la mezcla ms trabajable y lograr el slump deseado (2-4) ya que esta se vea muy seca en principio.Entonces: Diseo obra para 1m3 (kg)Cem = 388.9 Agua = 175.7 +40 =215.7Arena = 748.8Piedra = 977.8Aditivo= 0.428 Resultados:Slump: 2.75%Aire Atrapado=3.3%Fc14=287.25 kg/cm2

ProbetaResistencia a Compresin (14 dias)(kg/cm2)Tipo de falla

1288E

2286D

3289D

4286D

Debido a que a inicios de ao la temperatura oscilaba entre 25 y 21 Celsius, y en febrero hubo un considerable aumento de hasta 30 Celsius, la humedad en los agregados cambi considerablemente, haremos una ligera variacin en la tabla en cuanto a la humedad.ARENAPIEDRA

PE26402680

PUs14181149

PUc15071307

%H0.500.20

%A1.101.00

MF2.97.5

TNM-1

El objetivo ser hallar las resistencias a la compresin para diferentes relaciones a/c, con dichos valores y por medio de la interpolacin cuadrtica podremos determinar la resistencia para cualquier relacin a/c.

Una consideracin a tomar para elegir el Agua de diseo adecuada ser la siguiente:Hemos trabajado con valores de humedad para otras condiciones de temperatura, donde el agregado casi no aportaba ni absorba agua; pero realmente este agregado si absorbe agua, la idea sera estimar cunta agua absorbe aproximadamente:Agua Libre=748.8*(0.5-1.1)+977.8*(0.2-1.0)= -12.3 ltEntonces: Agua de diseo: a/c= = 0.520.52 sera la verdadera relacin agua-cemento en el tercer diseoRelacion Agua-cemento: a/c=0.48 Proporciones en volmenes de los Agregados5.5=2.9*rA+7.5*rP5.5=2.9*rA+7.5*(1-rA)rA= 43.48%rP= 56.52%

Cemento= 203/0.48=422.9kg



Correcciones por humedadAh=691.6*(1+0.5/100)=695.1 kgPh=913.9*(1+0.2 /100)=915.7 kgAgua Efectiva= 691.6*(1.5-1.10)+913.9*(0.2-1.0)= - 11. 5 lt


Para una tanda de 0.02 m3 Cem = 8.46 kgAgua = 4.29 ltArena = 13.90 kgPiedra = 18.31 kgAditivo= 8.6 g

Resultados:Slump: 2.75%Aire Atrapado=3.0%Fc14=303.83 kg/cm2

ProbetaResistencia a Compresin (14dias)(kg/cm2)Tipo de falla

1305D

2307D

3302D

4299E

5302D

6308D

Relacin Agua-cemento: a/c= 0.57 Cemento= 203/0.57= 356.1 kg



Correcciones por humedadAh=715.4*(1+0.5/100)=719.0 kgPh=946.0*(1+0.2 /100)=947.9 kgAgua Efectiva= 715.4*(1.5-1.10)+946*(0.2-1.0)= - 11. 9 lt


Para una tanda de 0.02 m3 Cem = 7.12 kgAgua = 4.30 ltArena = 14.38 kgPiedra = 18.96 kgAditivo= 8.6 g

Resultados:Slump: 2.75%Aire Atrapado=4.1%Fc14=278 kg/cm2ProbetaResistencia a Compresin (14dias)(kg/cm2)Tipo de falla

1276D

2275D

3286D

4272E

5280D

6279D

CUARTO DISEO

Para un a/c= 0.54

Por tabla tenemos el peso unitario de agua:Agua= 193 L equivalente a Agua= 0.193 m3

Entonces el cemento:Cemento= 357 Kg. equivalente a Cemento= 0.113 m3

Por especificacin y teniendo el P.E de la fibra:Fibra= 0.0006m3 El aire total por tabla:Aire= 0.015m3

Hallamos el volumen de agregados:Vol. Agr. = 1 m3- 0.015 m3 -0.0006 m3 - 0.113 m3 0.193 m3 = 0.6784 m3

Tambin teniendo en cuenta que el porcentaje en volumen de fino: grueso hallamos el volumen de cada uno de los agregados:

Arena= 0.2985 m3 equivalente a Arena= 788KgPiedra= 0.3799 m3equivalente a Piedra= 1018Kg

Corregimos por humedad y absorcin:OBRA:Ce= 357kgAg= 193.6 KgAr= 801 KgPi= 1023 KgFibra= 0.6 KgPU concreto = 2375 Kg/m3

Ahora como vamos a calcular los pesos para una viga de 15cm x 15cm x 54cm, claro que vamos a aumentar ms concreto dado a la prdida en la mezcladora:

Volumen= 0.15x0.15x0.54 = 0.01215 m3 consideraremos 0.015 m3, entonces los pesos de cada material:Ce= 5.35 kgAg= 2.9 kgAr= 12.01 kgPi= 15.34 kgFibra= 9 g

Luego lo desmoldamos y ponemos a curar por 7 das.Luego lo sacamos y dejamos secar para ensayarlo.

Tomamos las medidas de la viga en cada lado:

LargoAnchoAlto

53.615.6415.65

53.415.6815.46

Luego hacemos el ensayo de flexin:

La carga de rotura nos da 3400 kg

Entonces el Mdulo de rotura es:

Basndonos en la siguiente tabla de resistencia media a la compresin:Edad del concreto3 das7 das28 das90 das360 das

Concreto de endurecimiento normal0.400.651.001.201.35

Es decir, a los 3 das su resistencia ser del orden del 40% de la que tendr a los 28 das; a los 7 das, del 65%, etc.

Dado que la anterior tabla slo proporciona valores a edades muy concretas, se puede recurrir a otras normativas para establecer la evolucin de la resistencia con el tiempo. En este sentido, tomando la expresin facilitada por el Cdigo Modelo CEB-FIP 1990 se tiene:

Donde: S: depende del tipo de cemento, para nuestro caso ser 0.25J: nmero de diasPara j= 14 diasB=0.90Para j=7 diasB=0.78De las tablas con los valores de fc a los 7, 14 y 28 das, obtenemos mediante esta relacin los faltantes (tericamente)ProbetaResistencia a Compresin (7dias)(kg/cm2)Resistencia a Compresin (14dias)(kg/cm2)Resistencia a Compresin (28 das) (kg/cm2)

1183212235

2180208231

3189218242

4204236262

5205237263

6202233259

1205237263

2201232258

3206208264

4211243270

5212245272

6215248275

1250288320

2248286318

3250289321

4248286318

1264305339

2266307341

3262302336

4259299332

5262302336

6277308342

1239276307

2239275306

3248286318

4236272302

5243280311

6242279310

Para las diferentes elaciones de Agua-cemento del tercer diseo, podemos una curva que nos d con precisin la Resistencia a compresin luego de 28 dias para cualquier valor a/c.N diseoRelacion a/cResistencia a Compresin Promedio (28 das) (kg/cm2)

3.10.52319.3

3.20.48337.7

3.30.57309.0

BIBLIOGRAFIA Jimnez Montoya P., Garca Meseguer A., Morn Cabr F. Hormign Armado. 14edicin. Ed. Gustavo Gili. Barcelona, 2000.

Ministerio de Fomento. EHE. Instruccin de Hormign Estructura EHE-08l. Ed. Centro de Publicaciones de la Secretara Tcnica del Ministerio de Fomento. Madrid, 2008.

Diseo del Concreto, Ing. Rivva lopez

CONCLUSIONES Las tablas de diseo sirven solo como base, nosotros podemos hacer variar la relacin a/c de acuerdo a nuestra experiencia y para una mejor trabajabilidad.

En nuestros dos primeros diseos, la resistencia a la compresin a los 28 das alcanza valores inferiores a 275 kg/cm2, esto debido a que la relacin a/c que usamos era demasiado elevada (a/c=0.70).

El mtodo de volmenes absolutos es ms preciso que el mtodo por peso unitario, ya que en este ltimo tomamos como base un concreto ya diseado previamente.

Las condiciones climticas pueden hacer variar considerablemente los porcentajes de humedad y absorcin de los agregados, para esto debemos hacer estos ensayos tiempo antes de disear el concreto.

Se comprueba que los aditivos reductores de agua aumentan el slump.

El mdulo de rotura es cerca del 10 a 0% de la resistencia a la compresin.

TERCERA PARTE: ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS DEL CONCRETOI. INTRODUCCIN.

Histricamente, se han llamado Pruebas no destructivas porque algunas de las primeras pruebas no daaron al concreto. Sin embargo al pasar los aos, los nuevos mtodos han establecido ese resultado como un dao local superficial. Por lo tanto, la terminologa de Pruebas in situ se utiliza como categora general la cual incluye los mtodos que no alteran al concreto y los que dan lugar a dao menor de la superficie.

La caracterstica importante de estas pruebas es que miden las caractersticas del concreto en una estructura. En el presente captulo, la aplicacin principal, de las pruebas sobre el terreno, es estimar la fuerza compresiva del concreto. In situ las pruebas, se pueden utilizar para estimar la resistencia del concreto durante la construccin. Pueden tambin ser utilizadas para estimar la resistencia del concreto durante la evaluacin de estructuras existentes. Estas dos aplicaciones requieren estudios levemente diversos, as que este captulo se separa en secciones que se ocupan de la nueva y la construccin existente.

Se conocen una variedad de tcnicas para estimar la resistencia del concreto in situ. En este captulo no se hace ninguna tentativa de repasar todos estos mtodos; solamente aquellos mtodos que han sido establecidos por una compilacin de estndares en lo referente a ensayos del concreto in situ no destructivos.

NECESIDAD DE PRUEBAS IN SITU DURANTE LA CONSTRUCCIN

Por ms de 70 aos en la prctica norteamericana, la prueba lo ms extensamente posible usada para el concreto, ha sido la prueba de compresin del cilindro estndar. El mtodo de prueba es relativamente fcil de realizar en trminos del muestreo, preparacin de especmenes, y determinacin de la fuerza. Cuando se realiza correctamente, esta prueba tiene una baja variacin de resistencia dentro del laboratorio, y por lo tanto se presta fcilmente para ser utilizada como estndar.

La fuerza compresiva que se obtiene as es modificada por factores especificados y utilizada para verificar las fuerzas nominales de miembros estructurales. Este valor de fuerza es, por lo tanto, un parmetro esencial en cdigos de diseo. La prueba se utiliza principalmente como base para el control de calidad para asegurar que los requerimientos del proyecto estn asegurados. No es pensada para determinar la fuerza sobre el terreno del concreto, puesto que no se tienen en cuenta ninguno de los efectos de colocacin, compactacin, o curado.

Por ejemplo, es inusual para el concreto en una estructura tener las mismas caractersticas que un cilindro estndar - curado en la misma edad de ensayo. Adems, desde entonces los cilindros estndar - curado se prueban generalmente a una edad de 28 das, no pueden ser utilizados para determinar si la fuerza adecuada existe en edades tempranas para el retiro seguro del encofrado o de la aplicacin de post - tensado.

El concreto en porciones de una estructura, tales como columnas, puede desarrollar la fuerza igual a la fuerza estndar del cilindro de 28 das para el momento en que se sujete a las cargas de clculo. Sin embargo, el concreto en los miembros ms flexibles y ms pre - esforzados no desarrolla su fuerza de 28 das, antes que requieran los miembros validar porcentajes grandes de sus cargas de clculo. Por estas razones, en las pruebas in situ es necesario determinar la resistencia del concreto en las localizaciones crticas en una estructura y ocasionalmente cuando las operaciones son cruciales en la programacin de la construccin.

Tradicionalmente, ha sido obtenida una cierta medida de la fuerza del concreto en la estructura usando los cilindros curados in situ. stos supuestamente se curan en obra bajo las mismas condiciones que el concreto en la estructura. Sin embargo, la fuerza medida de los cilindros curados in situ es a menudo perceptiblemente diferente de la fuerza sobre el terreno porque es difcil, y a menudo imposible, tener la sangra idntica, la compactacin, y tener las mismas condiciones de curado para el concreto en cilindros que para el concreto en estructuras. Los especmenes curados in situ tambin se prestan a errores debido a la direccin incorrecta o al almacenaje inadecuado, que puede generar datos errados para las operaciones crticas.

Para resolver horarios rpidos en la construccin, aplicacin de post- tensado, fin de curado, y el retiro de encofrados, y permitirle proceder con seguridad a estas operaciones, es necesario el uso de pruebas in situ, confiables para determinar la resistencia del concreto sobre el terreno. La necesidad de tal informacin de la resistencia es acentuada por varios incidentes de la construccin que se habran podido prevenir si se hubiesen realizado las pruebas en el terreno.

ENSAYOS EN UNA CONSTRUCCIN EXISTENTE

Se requieren estimaciones confiables de la fuerza del concreto sobre el terreno para la evaluacin estructural de estructuras existentes; histricamente, las fuerzas sobre el terreno han sido estimadas probando los especmenes, resultado de la perforacin de la estructura. Las pruebas in situ pueden suplir la base y permitir una evaluacin ms econmica del concreto en la estructura.

II. REVISIN DE MTODOS

El objetivo de las pruebas in situ es estimar caractersticas del concreto en la estructura. La caracterstica deseada es muy a menudo la fuerza compresiva. Para hacer una estimacin de la fuerza, es necesario tener un lazo conocido entre el resultado de la prueba in situ y la fuerza del concreto. Para una construccin en ejecucin, este lazo se establece generalmente empricamente en el laboratorio.

Para la construccin existente, el lazo es establecido generalmente realizndose estas pruebas in situ en las localizaciones seleccionadas en la estructura y determinando la fuerza de los especmenes obtenidos de las perforaciones de localizaciones adyacentes.

Figura 1: Diagrama esquemtico de valores de Resistencia.

La Figura. 1 es un diagrama esquemtico de un lazo de la fuerza, en las cuales la fuerza compresiva del cilindro se traza en funcin del resultado de la prueba in situ. Este lazo sera utilizado para estimar la fuerza del concreto en una estructura basada en el valor del resultado de la prueba in situ obtenido de probar la estructura.

La exactitud de la prediccin de la fuerza depende directamente del grado de correlacin entre la fuerza del concreto y de la calidad medida por la prueba in situ.

El propsito de este captulo es explicar los principios subyacentes del uso de estos mtodos, e identificar los factores, con excepcin de la fuerza del concreto, que pueden influenciar los resultados de la prueba. La informacin de fondo adicional sobre estos mtodos est disponible en las siguientes referencias.

Discutiremos los mtodos siguientes:

- Prueba del martillo de rebote.- Prueba de Resistencia a la penetracin- Prueba de la extraccin.- Prueba de la Ruptura- Velocidad de pulsos ultrasnicos.- Extraccin de ncleos- Cilindros moldeados en el lugar

1.- PRUEBA DEL MARTILLO DE REBOTE (ASTM C 805)

Se han hecho muchos intentos de crear pruebas no destructivas, pero muy pocas de ellas han sido realmente exitosas. Un mtodo para el que se ha encontrado aplicacin prctica dentro de un campo limitado es la prueba del martillo de rebote, desarrollada por Ernst Schmidt. Tambin se conoce como la prueba de martillo de impacto o Esclermetro.

Figura 2: Representacin de ensayo con el Martillo de Rebote.

La prueba est basada en el principio de que el rebote de una masa elstica depende de la dureza de la superficie sobre la que golpea la masa. En la prueba del martillo de rebote, una masa impulsada por un resorte tiene una cantidad fija de energa que se le imprime al extender el resorte hasta una posicin determinada; esto se logra presionando el mbolo contra la superficie del concreto que se quiere probar. Al liberarlo, la masa rebota del mbolo que an est en contacto con el concreto y la distancia recorrida por la masa, expresada como porcentaje de la extensin inicial del resorte, es lo que se llama nmero de rebote y es sealado por un indicador que corre sobre una escala graduada. El nmero de rebote es una medida arbitraria, ya que depende de la energa almacenada en el resorte y del volumen de la masa.

Figura 3

El martillo tiene que utilizarse sobre una superficie plana, de preferencia cimbrada; por lo tanto, no es posible probar concreto de textura abierta. Las superficies llanadas deben frotarse hasta que queden lisas. Cuando el concreto a prueba no forma parte de una masa mayor, debe sujetarse firmemente, pues los golpes durante la prueba pueden dar como resultado una disminucin del nmero de rebote registrado. La prueba es sensible a variaciones locales en el concreto; por ejemplo una partcula grande de agregado inmediatamente debajo del mbolo dara como resultado un nmero de rebote anormalmente elevado; por el contrario, la presencia de un vaco en el mismo lugar dara un resultado demasiado bajo. Por esta razn, es recomendable tomar 10 o 12 lecturas bien distribuidas en el rea puesta a prueba y considerar un valor promedio como representativo del concreto. El error estndar de la media es ms elevado que cuando la resistencia se determina mediante la prueba de compresin, pero el ahorro en esfuerzo, tiempo y costo es considerable.

El mbolo siempre debe estar en posicin normal respecto a la superficie del concreto a prueba, pero la posicin del martillo respecto a la vertical afecta el nmero de rebote. Esto se debe a la accin de la gravedad sobre el recorrido de la masa en el martillo. As pues, el nmero de rebote de un piso ser menor que el de una viga peraltada, y las superficies inclinadas y verticales rendirn valores intermedios.

La prueba determina, en realidad, la dureza de la superficie del concreto y, aunque no existe una relacin especial entre la dureza y resistencia del concreto, puede determinarse relaciones empricas para concretos similares curados de tal manera, que tanto las superficies probadas con el martillo y las regiones centrales, cuya resistencia es lo importante, tengan la misma resistencia. Los cambios que afectan slo a la superficie del concreto, tales como el grado de saturacin en la superficie o la carbonizacin, seran engaosos en lo que respecta a las propiedades del concreto dentro de la estructura. (Ver Figura 4).

Figura 4: Relacin entre la resistencia la compresin de los cilindros y el nmero de rebote, para lecturas del martillo en posicin horizontal y vertical, sobre una superficie de concreto hmeda y seca.

El tipo de agregado empleado afecta el nmero de rebote, (Ver Figura 5) por lo que la relacin entre el nmero de rebote y la resistencia debe determinarse experimentalmente para cada concreto utilizado en la obra.

Se puede observar, entonces, que la prueba es slo de naturaleza comparativa, y que las aseveraciones de los fabricantes acerca de que el nmero de rebote puede convertirse directamente en un valor de la resistencia a la compresin no estn justificadas.Figura 5: Relaciones entre la resistencia a la compresin y el nmero de rebote en cilindros elaborados con distintos agregados. Las lecturas se han tomado en el costado de un cilindro con el martillo en posicin horizontal.2.- PRUEBA DE RESISTENCIA A LA PENETRACION (ASTM C 803)

Una prueba conocida comercialmente como la prueba de la sonda de Windsor calcula la resistencia del concreto a partir de la profundidad de la penetracin de una varilla metlica impulsada por una carga estipulada de plvora. El principio en que se funda es que, para condiciones estndar de prueba, la penetracin es inversamente proporcional a la resistencia a la compresin del concreto, pero la relacin depende de la dureza del agregado. As pues, tiene que determinarse la dureza del agregado en la escala de Mohs, pero esto no representa dificultad alguna.

Figura 6 a: Instrumentos para ensayo Prueba de Penetracin.

Figura 6.b, c, d: Mecanismos de ensayo prueba de Penetracin.

Existen grficas de resistencia contra penetracin (o longitud expuesta de la sonda) para agregados con dureza de 3 y 7 de la escala de Mohs, pero, en la prctica, la resistencia a la penetracin debe estar correlacionada con la resistencia a la compresin de muestras estndar para pruebas. En la figura 7 se muestra una relacin comn. Debe recordarse que la prueba mide bsicamente la dureza y que no puede proporcionar valores de resistencia absolutos aunque es muy til para determinar la resistencia relativa, es decir para hacer comparaciones.

Figura 77: Relacin entre la longitud expuesta de la sonda y la resistencia de cubos aserrados de 152 mm ala edad de 35 das.

Las sondas se introducen en grupos de tres, cercanos entre s, y se emplea la penetracin promedio para calcular la resistencia. La prueba de resistencia a la penetracin puede considerarse casi no destructiva, ya que el dao causado al concreto por las sondas de 6.3 mm slo es local, y queda la posibilidad de volver a ensayar en las reas cercanas.

An no se dispone de la evaluacin completa de la prueba, ya que no se ha aplicado extensamente, pero se dispone de un mtodo de ASTM C 803. Es probable que la prueba de la resistencia a la penetracin llegue a sustituir en menos en parte, a la prueba del martillo de rebote, a la que es superior en muchos aspectos, ya que la medicin no slo se lleva a cabo en la superficie del concreto, sino tambin a profundidad: de hecho, la sonda fractura el agregado y comprime el material dentro del cual se introduce.

3.- PRUEBA DE EXTRACCIN (ASTM C 900)

Es una prueba que mide, mediante un ariete de tensin, la fuerza requerida para desprender una varilla de acero, con un extremo de mayor seccin transversal previamente empotrada generalmente de 25 mm de dimetro ( vase Figura 8). Durante la operacin se extrae un cono de concreto y la fuerza requerida para ello est relacionada con la resistencia a la compresin del concreto original. La norma ASTM C 900 prescribe el mtodo de prueba, pero an no se dispone de informacin adecuada sobre la confiabilidad de la prueba.

Figura 8. : Representacin Esquemtica de la prueba a la Extraccin

Figura 9: Equipo para la Prueba de Extraccin.

No obstante, en Dinamarca, la prueba de extraccin (conocida comercialmente como Lok-test) ha sido aplicada exitosamente. Debido a su forma, la varilla de acero se arranca adherida a un trozo de concreto, ste ltimo de forma troncocnica. La resistencia a la extraccin se calcula como la relacin de la fuerza de extraccin con el rea idealizada del cono truncado. En realidad, el concreto est sometido a tensin y a cortante, pero segn Malhotra la resistencia a la extraccin calculada se aproxima mucho a la resistencia al cortante del concreto.

La relacin de la resistencia a la extraccin con la resistencia a la compresin disminuye ligeramente al incrementarse el nivel de resistencia, pero para una resistencia dada, es independiente de la edad (Ver Figura 10).

No es necesario llevar la prueba de la extraccin hasta su trmino; es posible que baste con aplicar una fuerza determinada a la varilla empotrada y, si no se desprende, suponer que existe la resistencia dada.

Figura: 10. Relacin entre la resistencia a la compresin y la resistencia a extraccin en cilindros estndar

De acuerdo con Malhotra la prueba de extraccin es superior a la prueba del martillo de Schmidt y a la de resistencia a la penetracin, pues la de extraccin implica mayor volumen y mayor profundidad de concreto. El aspecto negativo es que hay la necesidad de reparar el concreto. Adems, las varillas para la prueba deben situarse antes del vaciado, por lo que la prueba debe ser planeada de antemano. Recientemente se ha intentado desarrollar una prueba de extraccin empleando un elemento de acero fijado en un agujero taladrado en el concreto endurecido.

Estn proliferando las pruebas que implican la remocin de un fragmento del concreto. En la prueba de desprendimiento es posible determinar la resistencia del concreto a la flexin en una seccin transversal circular paralela a la superficie del concreto. La seccin est formada por un tubo endurecido en el concreto fresco. Se utiliza un gato para aplicar una fuerza transversal al elemento que se va a romper. Se ha obtenido una buena correlacin con el mdulo de ruptura, pero la resistencia al desprendimiento es ms elevada. Se asegura que esta prueba es particularmente til en concreto joven, pero la variabilidad es considerable. Asimismo, hay dificultades para introducir el tubo en la mezcla rgida.

Un logro de los ingleses es una prueba de extraccin en la que se emplea un ancla de cua sometida a torsin; la torsin mxima parece estar relacionada con la resistencia a la comprensin del concreto.

4.- PRUEBA DE RUPTURA (ASTM C 1150)

La prueba de Ruptura muestra las medidas de la fuerza requerida para cortar una base cilndrica de una masa de concreto ms grande (Johansen 1979). Se utilizan la fuerza medida y un lazo preestablecido de la fuerza para estimar la fuerza compresiva sobre el terreno. Los procedimientos estndares para usar este mtodo se dan en ASTM C 1150.

Un diagrama esquemtico de la prueba de ruptura se muestra en Figura 11. Para una nueva construccin, la base es formada insertando una funda plstica en la superficie del concreto fresco. Las fundas tambin se pueden asociar a las caras del encofrado y luego llenar durante la colocacin del concreto.

Figura 11: Esquema de funcionamiento del Ensayo de la Prueba de Ruptura.

Alternativamente, los especmenes de la prueba se pueden preparar en concreto endurecido usando un dgito binario especial de la base para cortar la base y el alesaje contrario. As la prueba de ruptura puede ser utilizada para evaluar el concreto en la nueva y existente construccin.

Cuando debe ser estimada la fuerza compresiva sobre el terreno, se quita la funda, y un gato especial de carga se coloca en el alesaje contrario. Una bomba provee el lquido hidrulico al gato que aplica una fuerza horizontal a la tapa de la base segn lo mostrado en la Figura 11.

La reaccin a la fuerza horizontal es proporcionada por un anillo que lleve contra el alesaje contrario.

La fuerza en la base es aumentada gradualmente funcionando la bomba hasta la ruptura del espcimen en su base. La presin del lquido hidrulico se mide a travs de una galga de presin que tiene un indicador que logra mostrar la mxima presin alcanzada durante la prueba. La lectura mxima de la galga de presin en unidades de barras (1 barra = 0,1 MPa (14,5 Psi) se llama Ruptura del Concreto.

Para reducir la interferencia entre la funda, el tamao mximo del agregado en el concreto se limita a una fraccin del dimetro de la funda. Segn ASTM C 1150, la prueba de ruptura no se recomienda para el concreto que tiene un agregado grueso con tamao mximo nominal mayor de 1 pulg. (25 milmetros).

Hay evidencia de que la variabilidad de los resultados de la prueba de ruptura se ve influenciada por los aumentos en los tamaos de agregados ms grandes La insercin de la funda se debe realizar cuidadosamente para asegurar la buena compactacin alrededor de la funda y de un mnimo de disturbio en la base del espcimen formado.

Algunos problemas han estado sealados en proteger las fundas de la flotacin de las mezclas de concreto muy fluidas (Naik et el al. 1987). As como la prueba de la extraccin, la prueba de la ruptura, hace referencia acerca de la aplicacin de la fuerza y aduce que esta fuerza debe ser aplicada muy lentamente para tomar las caractersticas estticas de la fuerza del concreto.

La base se carga como voladizo, y el concreto en la base del espcimen est conforme a una combinacin de flexin y del esquileo. En el trabajo temprano de (Johansen 1979), los resultados de la prueba de ruptura fueron sealados como la fuerza de rompimiento, computada como la tensin flexional en la base del espcimen que corresponda a la ltima fuerza que se aplic a la base. Este acercamiento requiri una curva de calibracin para convertir lo ledo en la galga de presin para una fuerza, y asumi que la distribucin de la tensin se podra calcular por una frmula de flexin simple.

En ASTM C 1150, la fuerza flexional no se computa, y el nmero de la ruptura (lectura de la galga de presin) se relaciona directamente con la fuerza compresiva. Este acercamiento simplifica anlisis de datos, pero sigue siendo esencial calibrar el instrumento que ser utilizado para ensayar la estructura, para asegurar que las lecturas de la galga correspondan a las fuerzas reales aplicadas a los especmenes.

Ha estado sealado que la fuerza de flexin computada basada en la prueba de ruptura es cerca de 30% mayor que el Mdulo de Ruptura obtenido por la Prueba de la Viga Estndar (Johansen 1979; Yener y Chen 1985).

Se ha encontrado que las relaciones entre la fuerza de Ruptura y la fuerza a la compresin no son lineales (Johansen 1979, Barker y Ramrez 1988), por tanto esto, est de acuerdo con la prctica que generalmente relaciona el Mdulo de Ruptura del concreto con una potencia de la Fuerza a la compresin.

Tambin se ha encontrado que el lazo entre la fuerza de ruptura y el mdulo de ruptura puede ser ms incierto que entre la fuerza de ruptura y la fuerza compresiva (Barker y Ramrez 1988).

La prueba de ruptura se ha utilizado con xito en una variedad de proyectos de construccin en los pases escandinavos, (Carlsson et el al. 1984). Adems de su uso para estimar la fuerza compresiva sobre el terreno, el mtodo tambin se ha utilizado para evaluar la fuerza en enlace entre el concreto y los materiales de recubrimiento (Dahl- Jorgenson y Johansen 1984).

5.-VELOCIDAD DE PULSOS ULTRASONICOS (ASTM C 597)

Las pruebas tradicionales de resistencia del concreto se practican sobre especmenes especialmente preparados que, por su forma, no son verdaderamente representativos del concreto de la estructura real. Prueba de esto es que el grado de compactacin del concreto de la estructura no se refleja en los resultados de la prueba de resistencia, y no es posible determinar si la resistencia potencial de la mezcla, como lo indica la prueba del cilindro o del cubo, se ha desarrollado en realidad. Ciertamente es posible cortar una muestra de la misma estructura, pero esto da necesariamente como resultado el dao al elemento afectado; adems, este procedimiento es demasiado costoso para aplicarlo como mtodo estndar.

Figura 12: Se presenta el instrumento que toma los pulsos de Ultrasonido.

Por estas razones, se ha intentado medir de manera no destructiva alguna propiedad fsica del concreto relacionada con su resistencia. Se ha tenido mucho xito con la determinacin de la velocidad de ondas longitudinales en el concreto. No existe ninguna relacin especial entre esta velocidad y la resistencia del concreto, pero, en condiciones especficas, las dos cantidades se relacionan directamente. El factor comn es la densidad del concreto: un cambio en la densidad del concreto da como resultado un cambio de la velocidad de pulso. De manera similar en una mezcla dada, la relacin de la densidad real con la densidad potencial (bien compactada) y la resistencia resultante se relacionan estrechamente. As pues un descenso en la densidad causado por un incremento en la relacin agua cemento debe disminuir tanto la resistencia la compresin como la velocidad de un pulso a travs de ste.

La prueba ultrasnica de la velocidad del pulso, segn lo prescrito en ASTM C 597, determina la velocidad de la propagacin de un pulso de energa vibratoria a travs de un miembro de concreto. El principio operacional del equipo moderno de prueba se ilustra en la Figura 13. Un transductor enva una onda de corta-duracin, seal de alto voltaje a un transductor de recepcin, haciendo el transductor vibrar en su frecuencia resonante. En el comienzo del pulso elctrico, se enciende con un temporizador electrnico. Las vibraciones del transductor se transfieren al concreto a travs de un lquido viscoso como acoplador.

Figura 13: Esquema del equipo de ensayo de pulsos ultrasnicos

Figura 14: Esquema de ensayo.

El pulso vibratorio viaja a travs del miembro y es detectado por un transductor de recepcin juntado a la superficie opuesta del concreto. Cuando se recibe el pulso, el temporizador electrnico se da vuelta y se visualiza el tiempo transcurrido del recorrido.

La longitud de camino directa entre los transductores se divide por el tiempo del recorrido para obtener la velocidad del pulso a travs del concreto. Es tambin posible medir la atenuacin del pulso ultrasnico pues viaja del transmisor al receptor. (Teodoru 1988).

6.-CILINDROS MOLDEADOS IN SITU. (ASTM C 873)

Esta es una tcnica para obtener especmenes cilndricos de concretos de losas recientemente vaciadas sin la necesidad de perforar para obtener muestras. El mtodo se describe en ASTM C 873 e implica el usar un molde, segn lo ilustrado en la figura 15.

La funda externa se clava al encofrado y se realiza esto para utilizar un molde cilndrico. La funda se puede ajustar segn los diversos espesores de la losa. Se llena cuando se vaca el concreto en la losa, y el concreto en el molde se permite curar junto con la losa.

El objetivo de la tcnica es obtener una muestra de prueba que se ha sujetado a la misma historia termal que el concreto en la estructura. Cuando se desea saber la fuerza sobre el terreno, el molde se quita de la funda y se elimina del cilindro de concreto. El cilindro se cpsula y se prueba en la compresin.

Para los casos en los cuales la relacin de transformacin de la longitud-dimetro de los cilindros es menos de dos, las fuerzas compresivas medidas necesitan ser corregidas por los factores en ASTM C 42.

Figura 15: Esquema de ensayo para cilindros moldeados in situ.

5.- MTODOS COMBINADOS

El trmino Mtodo combinado se refiere al uso de dos o ms mtodos sobre el terreno como una prueba para estimar la fuerza del concreto. Combinando resulta ms de una prueba sobre el terreno, se puede establecer una correlacin multi-variable para estimar la fuerza.

Los mtodos combinados estn sealados para aumentar la confiabilidad de la fuerza estimada. El concepto subyacente es que si los dos mtodos son influenciados de diversas maneras por el mismo factor, su uso combinado da lugar a un efecto que cancela esto y que mejore la exactitud de la fuerza estimada.

Por ejemplo, un aumento en velocidad del pulso por los aumentos del contenido de agua pero disminuye el nmero del rebote. Los mtodos combinados fueron desarrollados y se han utilizado en Europa Oriental para evaluar la fuerza del concreto en las construcciones existentes o en los elementos prefabricados. (Facaoaru; Teodoru 1986, 1988).

Las combinaciones tales como velocidad del pulso y nmero de rebote (o velocidad del pulso, nmero del rebote, y atenuacin del pulso) han sido reportados a dar lugar a lazos de fuerza con coeficientes de correlacin ms altos que cuando los mtodos son utilizados individualmente. Sin embargo, las mejoras han sido por lo general, solamente marginales. (Tanigawa et el al. 1984; Samarin y Dhir 1984; Samarin y Meynink 1984; Teodoru 1988).

Se acenta que la combinacin de mtodos no es un extremo en s mismo. Un mtodo combinado se debe utilizar en esos casos donde est la manera ms econmica de obtener una estimacin confiable de la fuerza del concreto (Leshchinsky 1991). En Norteamrica, el uso de mtodos combinados ha despertado poco inters entre investigadores y mdicos. Como resultado, no ha habido esfuerzos de desarrollar los estndares de ASTM para su uso.

6. RESUMEN

Se han repasado los mtodos que se pueden utilizar para estimar la fuerza del concreto in situ. Mientras que se han propuesto otros procedimientos (vase Malhotra 1976; Bungey 1989; Malhotra y Carino 1991), la discusin se ha limitado a esas tcnicas que se han estandarizado por los mtodos de prueba de ASTM.

Tabla 1.- Funcionamiento relativo acerca de las pruebas in situ

La tabla 1 resume el funcionamiento relativo acerca de las pruebas in situ discutidas en este captulo en trminos de la exactitud de la fuerza y de la facilidad de empleo. La tabla tambin indica los mtodos que son aplicables a la nueva construccin y los que son aplicables a la construccin existente.Generalmente, esos mtodos que requieren el empotramiento de la dotacin fsica se limitan para ser utilizados en la nueva construccin. Un mtodo de prueba que tiene una entrada de " + + " significa que el mtodo es relativamente fcil de utilizar o que da lugar a estimaciones ms exactas de fuerza, comparados con un mtodo de prueba que tena una entrada de " +.

En general, esas tcnicas que implican la proyeccin de las localizaciones de la prueba y el empotramiento de la dotacin fsica requieren ms esfuerzo para utilizarse. Sin embargo, esos mtodos tambin tienden a dar estimaciones ms confiables de fuerza.

Estos mtodos se basan en medir una caracterstica del concreto que lleve un cierto lazo con la fuerza. La exactitud de estos mtodos, en parte, es determinada por el grado de correlacin entre la fuerza y la cantidad fsica medida por la prueba sobre el terreno. Para la evaluacin apropiada de los resultados de la prueba, el utilizador debe estar enterado de esos factores con excepcin de la fuerza del concreto que puede afectar los resultados de la prueba.

7.- APORTE ADICIONAL AL CAPITULO

7.1.- EXTRACCION DE NCLEOS

Es considerada la prueba ms concluyente para determinar la resistencia a compresin de un concreto. Consiste en una broca cilndrica hueca en cuyo extremo van engastados cristales de diamante y que por abrasin desgasta el material circundante. Existen no obstante una serie de factores que pueden influir sobre la determinacin de la resistencia, encontrndose entre otros:

Dimetro del ncleo: Con el fin de disminuir la preponderancia del agregado grueso en la superficie de falla, se estipula que el dimetro del ncleo debe ser por lo menos tres veces el tamao mximo del agregado. La dispersin de resultados es menor en la medida en que aumenta el dimetro del ncleo.

Relacin longitud / dimetro o de esbeltez e Se busca que esta sea en lo posible lo ms cercana a 2, reconociendo que valores mayores de ella disminuyen los valores de resistencia a compresin determinados y viceversa. Parece ser que la resistencia del concreto tambin influye, haciendo que sean diferentes los factores de correccin por esbeltez (para hacer comparables los resultados con los obtenidos en cilindros estandarizados), como tambin las condiciones de curado.

Las normas britnicas establecen las siguientes frmulas para calcular factores de correccin en ncleos, dependiendo del sentido de extraccin, con el fin de correlacionar con resistencias en cubos estndar:

2.5 / (1.5 + (1/ e)) sentido horizontal2.3 / (1.5 + (1/ e)) sentido vertical: Relacin de Esbeltez (1 / e)

Figura 16: Se muestra equipo de ensayo con una porcin de muestra extrada.

Presencia de armadura dentro del ncleo: En lo posible no deben extraerse ncleos conteniendo armadura. En caso de ser necesario, su efecto es mnimo si su direccin es perpendicular a la de aplicacin de la carga de ensayo, pero muy importante, llegando a ser invlidos los resultados, cuando se halla paralela a esta.

Direccin de extraccin respecto a la de fundida: Debido al fenmeno de exudacin osangrado existen diferencias si los ncleos son extrados en direccin horizontal o vertical. En general, son menores las resistencias de ncleos extrados en direccin horizontal (perpendicular a la direccin de fundida) que en direccin vertical, en valores aproximados de un 10%).

Altura de extraccin respecto a la del elemento, dimensiones y tipo de estructura:Resulta lgico que se presenten variaciones de resistencia de un elemento de concreto con su altura, debido principalmente a la presin que ejerce el material colocado por encima de ese punto. No obstante, la distribucin de presiones no muestra una variacin lineal, sino que en elementos con altura considerable la variacin es de tipo parablico, con los valores mayores a h/4 o h/3. Tambin la relacin superficie / volumen ndice en la velocidad de evaporacin del agua y en el aumento de temperatura por la mayor o menor velocidad de disipacin del calor de hidratacin. Se afirma que la variacin de la resistencia por este concepto puede ser hasta del 40%.

Condiciones de humedad antes y durante el ensayo: Dependiendo de las condiciones de humedad a las que estar sometido el concreto en la realidad, se prescribe que los ncleos sean conservados en agua durante por lo menos 40 horas y ensayados hmedos en un caso o al aire durante siete das y ensayados secos en el otro. Investigaciones realizadas en nuestro medio muestran variaciones de resistencia de 16% en promedio para un mismo concreto entre ambos mtodos, llegando a alcanzar en ocasiones diferencias hasta de 30%.

7.2 Otros mtodos ms actualizados y variados.

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diseÑo concreto

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