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NORMA

TÉCNICA NTG 41067

GUATEMALTECA Título

Práctica para el uso de tapas no adheridas en la determinación de la resistencia a la compresión de cilindros de concreto endurecido. Correspondencia

Esta norma nacional COGUANOR, se basa en la norma ASTM C 1231/C1231M-15 Standard Practice for Use of Unbonded Caps in Determination of Compressive Strength of Hardened Cylindrical Concrete Specimens, Copyright ASTM International. Se tradujo y reimprimió de conformidad con el acuerdo de licencia de ASTM International. Observaciones

Aprobado: 2017-12-01 Esta norma sustituye a la NTG 41067 de fecha de aprobación del 11 de noviembre del 2011.

Comisión Guatemalteca de Normas Ministerio de Economía

Calzada Atanasio Tzul 27-32 zona 12 Tel (502) 2447 2600 Info-coguanor@dsnc.gt http://www.mineco.gob.gt

Referencia ICS 91.100.10

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Prólogo COGUANOR La Comisión Guatemalteca de Normas (COGUANOR) es el Organismo Nacional de Normalización, creada por el Decreto No. 1523 del Congreso de la República del 05 de mayo de 1962. Sus funciones están definidas en el marco de la Ley del Sistema Nacional de la Calidad, Decreto 78-2005 del Congreso de la República. COGUANOR es una entidad adscrita al Ministerio de Economía, su principal misión es proporcionar soporte técnico a los sectores público y privado por medio de la actividad de normalización. COGUANOR, preocupada por el desarrollo de la actividad productiva de bienes y servicios en el país, ha armonizado las normas internacionales. El estudio de esta norma, fue realizado a través del Comité Técnico de Normalización de Concreto (CTN Concreto), con la participación de:

Ing. Jorge Rolando Reyes Guzmán Cemex Concretos

Ing. Estuardo Palencia Proquality

Ing. Rodolfo Rosales Corporación Suisa, S.A.

Ing. Sergio Quiñonez Guzmán Independiente

Ing. Sergio Sevilla Prefabricados Cifa

Ing. Luis Alvarez Valencia Instituto del Cemento y del Concreto de Guatemala (ICCG)

Ing. Xiomara Sapón Roldán Coordinadora de Comité

Ing. Dilma Yanet Mejicanos Jol Centro de Investigaciones de Ingeniería (CII-USAC)

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"C O N T I N Ú A"

Ing. Plinio Estuardo Herrera Rodas Cementos Progreso, S.A. CETEC

Ing. Víctor Nájera González Sika Guatemala, S.A.

Ing. Roberto Carlos Arango Pisos Casa Blanca, S.A.

Ing. Armando José Díaz Aldana Grupo Macro

Ing. Kenneth Alejandro Molina Escobar Independiente

Rolando Morgan Sagastume Independiente

Ing. Marcelo Quiñónez Grupo Tensar, S.A.

Ing. Alan Paul Vásquez Grupo Tensar, S.A.

Israel Alfonso Orellana Barrera Independiente

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Índice

Titulo Página

1 Objeto

5

2 Documentos para consulta

5

3 Terminología

6

4 Significado y uso

6

5 Materiales y equipo

6

6 Especímenes de ensayo

9

7 Procedimientos de ensayo

9

8 Calificación de los sistemas de cabeceo no adheridos y verificación del reúso de las almohadillas

9

9 Cálculos

11

10 Palabras clave

12

11 Anexo

13

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1. Objeto

1.1. Esta práctica cubre los requisitos para un sistema de cabeceo usando tapas no adheridas para el ensayo de cilindros de concreto moldeados de acuerdo con la práctica NTG 41061 (ASTM C31/C31M) o NTG 41060(ASTM C192/C192M). Está permitido el uso de tapas de neopreno no adheridas de una dureza definida, para un número máximo especificado de reúsos, sin efectuar un ensayo de calificación para un determinado nivel de esfuerzo de compresión. Arriba de este nivel, las tapas de neopreno requieren de un ensayo de calificación. El ensayo de calificación se requiere para todos los materiales elastoméricos diferentes del neopreno, sin importar la resistencia del concreto.

1.2. Las tapas no adheridas no deben ser usadas para ensayos de aceptación de concretos con una resistencia a la compresión menor de 10 MPa (1500 lb/pulg²) o mayor de 80 MPa (12000 lb/pulg²). 1.3. Los valores señalados en unidades SI o en unidades libras-pulgadas debe ser considerados separadamente como el estándar. Los valores dados en cada sistema pueden no ser equivalentes exactos, por lo que cada sistema debe ser usado independiente uno del otro. La combinación de valores de los dos sistemas puede dar lugar a una no conformidad con esta norma.

1.4. La presente norma no pretende cubrir todos los aspectos de seguridad, si los hubiere, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma, el establecimiento de prácticas apropiadas de seguridad y salud y determinación de la aplicabilidad de disposiciones reglamentarias, antes de su uso. Advertencia: Los especímenes de concreto ensayados con tapas no adheridas, se rompen más violentamente que los especímenes comparables ensayados con tapas adheridas. Se recomiendan las precauciones de seguridad dadas en el Manual de Ensayos de Agregado y Concreto1.

2. Documentos para consulta

2.1. Normas COGUANOR2

NTG 41017 h1 ( ASTM C39/C39 M)

Método de ensayo. Determinación de la resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos de concreto.

NTG 41049 (ASTM C42/C42 M)

Método de Ensayo. Obtención y ensayo de núcleos perforados y vigas aserradas de concreto.

NTG 41060 (ASTMC192/C192M)

Práctica para elaboración y curado de especímenes de ensayo de concreto en el laboratorio.

NTG 41061 (ASTM C31/C31M)

Práctica para la elaboración y curado de especímenes de ensayo de concreto en la obra.

1 Section on Safety Precautions, Manual of Aggregate and Concrete testing, Anual Book of ASTM Standards, Vol

04.02. 2 Las normas NTG pueden consultarse en la Comisión Guatemalteca de Normas COGUANOR Calzada Atanasio Tzul 27-32 zona 12, Guatemala.

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NTG 41064 (ASTM C617)

Práctica para el cabeceo de especímenes cilíndricos de concreto.

2.2. Normas ASTM3

ASTM D 2000 Sistema de clasificación para productos de caucho en aplicaciones automotrices.

3. Terminología 3.1. Definición de términos específicos para esta norma: 3.1.1. Almohadilla: Una almohadilla elastomérica no adherida 3.1.2. Tapa no adherida: Un retenedor metálico y una almohadilla elastomérica

4. Significado y uso 4.1. Esta norma contempla el uso de un sistema de cabeceo no adherido para el ensayo de cilindros de concreto endurecido elaborados de acuerdo con las normas NTG 41060 (C 192/C 192M) o NTG 41061 (C 31/C 31M), en lugar de los sistemas de cabeceo descritos en la práctica NTG 41064 (C 617). 4.2. Las almohadillas elastoméricas se deforman con la carga inicial y son restringidas de una extensión lateral excesiva, por las placas y anillos metálicos utilizados para proveer una distribución uniforme de la carga desde los bloques de aplicación de carga de la máquina de ensayo, hasta los extremos de los cilindros de concreto o de mortero.

5. Materiales y equipo 5.1. Materiales y equipo necesarios para obtener los extremos de cilindros de referencia conforme a los requerimientos de planicidad del método de ensayo NTG 41017 h1 (ASTM C 39/C 39M) y los requisitos de la norma NTG 41064 (ASTM C 617). Esto puede incluir el uso de equipo para esmerilar, materiales de cabeceo y equipo para producir tapas de cemento puro, pasta de yeso de alta resistencia, o de mortero de azufre. 5.2. Almohadillas Elastoméricas: 5.2.1. Las almohadillas deben tener un espesor de 13 ± 2 mm (½ ± 1/16 pulg) y su diámetro no debe ser más de 2 mm (1/16 pulg) menor que el diámetro de anillo retenedor de la tapa. 5.2.2. Las almohadillas deben ser hechas de policloropreno (neopreno) que cumpla con los siguientes requisitos de la clasificación D 2000.

3 Las normas ASTM pueden consultarse en www.astm.org o service@astm.org

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La tolerancia en la dureza Shore A es de ± 5. El cuadro 1 provee los requisitos para el uso de tapas hechas con material que cumpla con los requisitos de la clasificación D 2000 mencionada. 5.2.3. Se permite el uso de otros materiales elastoméricos que cumplan con los ensayos de calificación indicados en la sección 8. 5.2.4. Las almohadillas elastoméricas deben ser suministradas con la siguiente información: 5.2.4.1. El nombre del fabricante o proveedor. 5.2.4.2. La dureza Shore A, y 5.2.4.3. El rango aplicable de la resistencia a compresión del concreto del cuadro 1, o resultante del ensayo de calificación.

Cuadro 1. Requisitos para el uso de almohadillas de policloropreno (Neopreno)

Resistencia a compresión MPa

(lb/pulg²)¹ Dureza Shore A

Ensayo de calificación requerido

Número de reúsos máximos²

Menor que 10 (1500) No permitido

10 a 40 (1500 a 6000) 50 Ninguno 100

17 a 50 (20500 a 7000) 60 Ninguno 100

28 a 50 (4000 a 7000) 70 Ninguno 100

50 a 80 (7000 a 12000) 70 Requerido 50

mayor que 80 (12000) No permitido

¹ Es la resistencia del concreto a la edad del ensayo especificada en los documentos del contrato. Para ensayos de aceptación es la resistencia especificada f´c.

² El máximo número de reúsos será menor que el indicado sí las almohadillas tienen desgaste, fisuras o desgarraduras. Ver 7.2

5.2.5. El usuario debe mantener un registro que indique la fecha en que las almohadillas son puestas en servicio, la dureza Shore A de las almohadillas y el número de usos a los que se las haya sometido.

Clasificación del neopreno

Dureza Shore A

Designación de la clasificación D2000

50 M2BC 514 60 M2BC 614

70

M2BC 714

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5.3. Los retenedores son un par de dispositivos de metal usados para proveer el soporte y alineamiento de las almohadillas de neopreno con los extremos del cilindro (Ver nota 1 y la figura 1) cada retenedor (superior e inferior) incluye un anillo retenedor soldado o manufacturado integralmente a una placa de base. La altura del anillo retenedor debe ser de 25 ± 3 mm (1.0 ± 0.1 pulg). El diámetro interior del anillo retenedor no debe ser menor de 102 % o mayor que el 107 % de diámetro del cilindro. Para los especímenes de ensayo que tengan diámetros nominales de 100 mm (4 pulg) o menos, el espesor del anillo de retención será como mínimo de 9 mm (0.35 pulg) y el espesor de la placa de base será de al menos 8 mm (0.30 pulg). Para muestras de ensayo que tengan diámetros nominales mayores que 100 mm (4 pulg), el espesor del anillo de retención y de la placa de base será de al menos 12 mm (0.47 pulg). La superficie de la placa de base que contacta con el bloque de cojinete de la máquina de ensayo debe ser plana hasta dentro de 0.05 mm. (0.002 pulg). Las superficies de apoyo de los retenedores no deben tener ranuras, salientes o muescas mayores de 0.25 mm (0.010 pulg) de profundidad o mayores de 32 mm² [0.05 pulg²) de superficie. Nota 1. Los retenedores hechos de acero y algunas aleaciones de aluminio se han considerado aceptables.

Figura 1. Ejemplo de anillo retenedor y placa de base.

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6. Especímenes de ensayo 6.1. Los especímenes deberán ser cilindros fabricados de acuerdo con las normas NTG 41061 (ASTM C31/C31M) o NTG 41060 (ASTM C192/C192M) o núcleos obtenidos de acuerdo con la norma NTG 41049 (ASTM C42/C42 M). 6.2. Las depresiones bajo un borde recto medido con un calibre de alambre redondo a través de cualquier diámetro no excederán de 5 mm (0.20 pulg). Si los extremos del espécimen no cumplen con esta tolerancia, el espécimen no deberá ser ensayada a menos que las irregularidades sean corregidas por aserrado o molido. 7. Procedimiento de ensayo 7.1. Se permite el uso de las tapas no adheridas en uno o ambos extremos de los cilindros, en lugar de la tapa o tapas de acuerdo con la práctica NTG 41064 (C 617), siempre que las mismas cumplan con los requisitos del numeral 5. La dureza de las almohadillas debe estar de acuerdo con la cuadro 1. (Ver nota 2). Nota 2. Las resistencias especificadas en los documentos del contrato pueden ser para varias etapas de la construcción: pueden incluirse requisitos de ensayo para remoción de formaletas o el retiro del pre esfuerzo, en adición a los requisitos para verificar la resistencia a la compresión especificada. Por lo tanto, la selección de las almohadillas debe estar basada en el requisito de resistencia aplicable para la etapa de construcción designada.

7.2. Reemplace las almohadillas que no cumplan los requisitos dimensionales del numeral 5.2 o que excedan los límites máximos de reutilización del cuadro 1. Introduzca la almohadilla en el retenedor antes de colocarla en el espécimen. Nota 3. Algunos fabricantes recomiendan limpiar las almohadillas y los extremos de los especímenes con

almidón de maíz o polvo de talco antes del ensayo.

7.3. Complete la aplicación de carga, las pruebas, el cálculo y reporte los resultados de acuerdo con la norma NTG 41017h1 (ASTM C39/C39 M). Nota 4. Algunos usuarios han reportado daños en las máquinas de ensayo por la liberación repentina de

energía almacenada en las almohadillas elastoméricas.

Nota 5. Ocasionalmente, los especímenes probados con tapas no adheridas pueden desarrollar grietas

tempranas, pero continúan cargando la carga creciente. Por esta razón, el método de ensayo NTG

41017h1 (ASTM C39 / C39M) requiere que los especímenes de prueba se carguen hasta que esté seguro

de que han sido comprimidos más allá de su capacidad última.

8. Calificación de los sistemas de cabeceo no adheridos y verificación del reúso de las almohadillas. 8.1. En el cuadro 1 se especifican las condiciones bajo las cuales las almohadillas de policloropreno (neopreno) no adheridas pueden ser calificadas, dependiendo de la resistencia del concreto y de la dureza Shore A. Las almohadillas hechas de otros materiales elastoméricos deben ser evaluadas utilizando los procedimientos de la presente sección.

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8.2. Cuando son requeridos ensayos de calificación, los mismos deben ser hechos por el proveedor o por el usuario de las almohadillas no adheridas. El usuario de las almohadillas debe guardar una copia del informe del ensayo de calificación para demostrar el cumplimiento con esta práctica (Ver X 1.1). 8.3. La resistencia a la compresión de cilindros moldeados ensayados con tapas no adheridas debe ser comparada con la de cilindros compañeros ensayados con sus extremos esmerilados o cabeceados para cumplir con los requisitos del método de ensayo NTG 41017 h1 (C 39/C 39 M) y la norma NTG 41064 (ASTM C617). 8.4. Para ser aceptables, los ensayos deben demostrar que para un nivel de confianza de 95% ( α = 0.05), la resistencia promedio obtenida usando tapas no adheridas, no es menor que 98 % de la resistencia promedio obtenida de cilindros compañeros cabeceados o esmerilados de acuerdo con 8.3. 8.4.1. Cuando sean requeridos, los ensayos de calificación de acuerdo el numeral 8.5, deben ser realizados en el uso inicial de las almohadillas no adheridas a los niveles mayor y menor de resistencia prevista, para establecer el rango aceptable de resistencias de cilindro a ser usado. En la práctica, los cilindros individuales no deben tener resistencias de más de 10 % mayores que el nivel de esfuerzos altos, y de más del 10 % menor que el nivel de esfuerzos bajos calificados o especificados cuadro 1. Los ensayos de calificación deben ser repetidos siempre que haya un cambio en el diseño o las dimensiones de los anillos retenedores, o cuando hay un cambio en la composición o el espesor o que haya cambios de la dureza Shore A, en más de cinco unidades, los ensayos de calificación inicial, deben incluir la verificación dado que después de un máximo número de reúsos, las almohadillas cumplen con los requisitos del numeral 8.4. 8.4.2. Cuando los ensayos sean hechos para establecer un número permisible de reúsos excediéndolo aquellos del cuadro 1, solo aquellos ensayos o reúsos que estén dentro de los 14 MPa (2000 lb/pulg²) del más alto nivel de resistencia a ser calificado, deben ser incluidos en el conteo de reúso. Los laboratorios deben de mantener registros del número de veces que usan las almohadillas. Nota 6. La vida de una almohadilla depende de la dureza y del tipo de material de la almohadilla, la resistencia del concreto, la diferencia entre el diámetro externo del cilindro y el diámetro interno del anillo retenedor, de la desigualdad y rugosidad de los extremos del cilindro y otros factores. Basados en la información disponible, la cantidad de desgaste del perímetro de la almohadilla es normal, siempre que no reduzca el espesor de la almohadilla alrededor del perímetro.

8.5. Preparación del espécimen para los ensayos de calificación y reúso de las almohadillas. 8.5.1. Se deben hacer de una muestra de concreto, varios pares de cilindros individuales que deben ser curados tan igual como sea posible: un cilindro del par debe ser ensayado después de esmerilado o cabeceado de acuerdo con el numeral 8.3 y el otro debe ser ensayado usando un sistema de tapas no adheridas. 8.5.2. Deben hacerse 10 pares de cilindros como mínimo para los niveles más alto y más bajo de resistencia deseada o prevista (Ver nota 7). “El nivel de resistencia” es el promedio de las resistencias de 20 o más cilindros cuyas resistencias están dentro

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del rango de 7 MPa (1000 lb/pulg²) (Ver nota 8). De una muestra individual de concreto puede hacerse más de un par de cilindros, pero los cilindros deben obtenerse de un mínimo de dos muestras tomadas en diferentes días, para cada nivel de resistencia de concreto (Ver nota 9). Nota 7. Si los especímenes cabeceados con la práctica NTG 41064 (ASTM C617) y los de cabeceado no adherido producen igual resistencia, el número de pares de cilindros que serán necesarios para demostrar la conformidad estará en el rango de 9 a más de 60, dependiendo de la variabilidad de los resultados de los ensayos. Si los dos sistemas de cabeceado producen iguales resistencias, alrededor del 10 % de laboratorios requerirán más de 60 ensayos y 10 % de laboratorios requerirán 9 ensayos, para demostrar estadísticamente la conformidad. Nota 8. Debe notarse que el rango de resistencias permitido en los ensayos de calificación para definir el nivel de resistencia es de 7 MPA (1000 lb/pulg²) pero que para el conteo del número de reúsos, solo se toman los cilindros dentro del rango de 14 MPa (2000 lb/pulg²). Nota 9. Los cilindros para el ensayo de calificación pueden ser pares de cilindros ensayados en operaciones de rutina del laboratorio, y en muchas instancias no se requiere de revolturas especiales para los ensayos de calificación.

9. Cálculos 9.1. Para cada nivel de resistencia se debe calcular la diferencia en resistencia entre cada par de cilindros y calcular la resistencia promedio de los cilindros con el cabeceo de referencia y el promedio de resistencia de los cilindros con tapas no adheridas, como sigue:

(1) Donde: di = diferencia de resistencia de un par de cilindros calculada como la resistencia del

cilindro con tapas no adheridas menos la resistencia del cilindro cabeceado de acuerdo con la práctica NTG 41064 (ASTM C 617) (puede ser positiva o negativa).

Xpi = Resistencia de cilindro con tapa no adherida.

Xsi = Resistencia de cilindro con cabeceo de la práctica NTG 41064 (ASTM C 617). n = Número de pares de cilindros ensayados para un nivel de resistencia.

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Ẋs = Resistencia promedio de cilindros con cabeceo según la práctica NTG 41064

(ASTMC 617) para un nivel de resistencia.

Ẋp = Resistencia promedio de cilindros con tapa no adherida para un nivel de

resistencia.

9.2. Calcular la diferencia promedio đ y la desviación estándar de la diferencia Sd para cada uno de los niveles de resistencia, como sigue:

(2)

9.3. Para cumplir con los requisitos de esta práctica se debe satisfacer la siguiente relación:

(3)

Dónde: t es el valor de la “t de students” para (n-1) pares a α= 0.05, obtenida en el siguiente cuadro.

Cuadro. Valores de t de Students

(n - 1) t(α = 0.05)¹

9 1.833

14 1.761

19 1.729

100 1.662

¹ Usar interpolación lineal para otros valores de (n-1) o referirse a tablas estadísticas apropiadas

10. Palabras clave 10.1. Tapa; resistencia a la compresión; concreto; ensayo del concreto; elastomérica; neopreno; almohadilla; hule; tapa no adherida.

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Anexo

(Información no obligatoria) X1. Ejemplo de informe de muestra de y cálculos

X1.1. Informe de la muestra

X1.1.1. Material de la almohadilla: Lote 3742, Shore A: 52, Espesor: 13 mm (0.51 pulg). X1.1.2. Anillo retenedor: grupo A, manufacturado 1-87. X1.1.3. Cilindros de concreto: trabajo No. 1207, NS 1-10, Enero 2-5-1987. X1.1.4. Mortero de azufre: Lote 3420 – Resistencia a compresión: 48.2 MPa (6895 lb/pulg²). X1.1.5. Todos los ensayos a edad de 28 días. X1.2 Resumen

Xs = 25.35 MPa (3699 lb/pulg²)

Xp

Sd

=

=

25.26 MPa (3663 lb/pulg²)

0.328 MPa (46.06 lb/pulg²)

n = 10

t = 1.833

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X1.3 Cálculos

X1.3.1. Usando la ecuación del numeral 9.3

Sistema Internacional de Unidades:

25.26 ≥ (0.98) (25.35) + (1.833) (0.328) / (10)1/2

25.26 > 25.03 (El sistema califica)

Sistema Pulgadas – Libra:

3663 ≥ (0.98) (3679) + (1.833) (46.06) / (10)1/2

3663 > 3632 (El sistema califica 3670 lb/pulg²)

X1.4 Palabras clave

X1.4.1 Tapas; cabeceo de cilindros; resistencia a la compresión; almohadillas; resistencia; sistema de tapas no adheridas.

MPa lb/pulg² MPa lb/pulg² MPa lb/pulg²

1 24.9 3605 24.7 3580 0.20 25

2 24.9 3605 25.4 3690 -0.50 -85

3 24.7 3585 24.7 3595 0.00 -10

4 24.6 3570 25.0 3625 -0.40 -55

5 25.0 3625 25.1 3640 -0.10 -15

6 25.2 3660 25.8 3740 -0.60 -80

7 25.9 3750 25.6 3720 0.30 30

8 25.7 3725 25.6 3720 0.10 5

9 25.5 3700 25.7 3725 -0.20 -25

10 26.2 3805 25.9 3755 0.30 50

Promedio xp 25.26 3663 xs 25.35 3679 d -0.090 -16

Desviación

Estándarsd 0.328 46.06

Almohadilla de

neoprenoTapa de azufre Diferencia d

Par de cilindros

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