Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin

Facultad de Ingeniera, Arquitectura y Urbanismo

Escuela Profesional de Ingeniera Civil

CURSO: TECNOLOGA DEL CONCRETOPROFESOR: MG. TC. Ing. Carlos Ernesto Mondragn Castaeda

TEMA: EXPOSICIN N02RESISTENCIA MECNICA DEL CONCRETO, N.T.P 339.034

GRUPO N03

NNOMBRECDIGOEMAILFIRMA

1Barbosa Campos, Edinson2131816558

2Carrin Pea, Jheraldy Fiorela2131819343

3Requejo Carillo, Ricardo2131818970

4Lobato Mendoza, Germn Jssler2142811601

5Prez Flores, Carlos Alfredo 2121811685

Chiclayo, Junio del 2015

ndice

1.- Introduccin22.- Objetivos33.- Marco Terico3.1 Resistencia a la compresin43.2 Factores que Influyen en la resistencia a la compresin3.2.1 Materiales53.2.2 Relacin A/C53.2.3 Contenido de Cemento63.2.4 Agregados83.2.5 Mtodo de Curado8 4.- Mtodos de Ensayo para determinar la Resistencia a la compresin4.1 Finalidad de los mtodos de ensayo94.2 Caractersticas de los Especmenes4.2.1 Especmenes elaborados con concreto fresco114.2.2 Especmenes extrados de la estructura145.- Norma Tcnica Peruana para Ensayo de Resistencia a la Compresin156.- Conclusiones187.- Referencias Bibliogrficas19

Introduccin

La resistencia mecnica del concreto frecuentemente se identifica con su resistencia a la compresin, porque sta representa la condicin de carga en que el concreto exhibe mayor capacidad para soportar esfuerzos, de modo que la mayora de las veces los elementos estructurales se disean con el fin de utilizar esta propiedad del concreto. Aunado a ello, existe la ventaja de que la resistencia a compresin es la caracterstica ms fcil y confiablemente determinable en el concreto endurecido, aunque no es una propiedad tan precisamente definida como pudiera suponerse debido a un cierto nmero de factores y condiciones cambiantes que intervienen en su determinacin; por tal motivo, es necesario reglamentar las condiciones y procedimientos para determinarla. As pues el motivo del presente tiene por finalidad exponer dichas normativas que rigen el diseo y ensayo de esta caracterstica tan importante del concreto endurecido.

Objetivos General:- Definir los conceptos bsicos que rigen la Resistencia a la compresin del concreto y la normativa de ensayo.Objetivos Especficos:- Establecer criterios que permitan a la persona que disea esta caracterstica del concreto, obtener un resultado ptimo.

I. Marco Terico:1.1. Resistencia a la compresinLas resistencias del concreto, tanto a compresin, traccin y corte, y sus propiedades, como son el modulo de elasticidad y la relacin de Poisson, son utilizadas por el proyectista para el diseo de las estructuras. Estas reciben la influencia de los tipos y cantidades de los materiales que conforman el concreto, y la forma de puesta en obra. En virtud de esto, deben emplearse mtodos de verificacin de la calidad del concreto. El procedimiento usual es fabricar probetas, al mismo tiempo que se vaca la estructura, y considerar la resistencia de esa muestra como una medida de la resistencia del concreto en la estructura. Los resultados que se obtengan a partir de los diferentes ensayos deben ser utilizados solo como una referencia ya que es posible que estos no reflejen las resistencias que alcanzara el concreto en obra, debido a que las condiciones de puesta en obra, diferentes a las que se someten las probetas para los ensayos, afectan las propiedades del concreto en obra. El objeto de este control es comprobar que la resistencia del concreto que se vaca en obra es por lo menos igual a la especificada por el proyectista y que ha servido de base para los clculos.La resistencia a la compresin simple es la caracterstica mecnica ms importante de un concreto. Su determinacin se efecta mediante el ensayo de probetas, segn mtodos estandarizados (Quiroz, M. & Salamanca, L. Libro Bsico de Tecnologa del Concreto 2006).La resistencia a la compresin del concreto normalmente se la cuantifica a los 28 das de vaciado el concreto, aunque en estructuras especiales como tneles y presas, o cuando se emplean cementos especiales, pueden especificarse tiempos menores o mayores a 28 das (Torre, A. Curso Bsico de Tecnologa del Concreto Universidad Nacional de Ingeniera 2004).

Generalmente el diseador de estructuras, especifica en la memoria de clculos y en los planos una resistencia a la compresin del concreto (Fc), la cual utiliz como base para calcular el dimensionamiento y el refuerzo de los diferentes elementos de una obra. Cuando en la obra se obtenga una resistencia menor que la especificada (F'c), se disminuir el factor de seguridad de la estructura. Para evitar esta posible disminucin de seguridad y debido a que en toda obra se obtienen diferentes valores de resistencia para una misma mezcla, debido a variaciones en la dosificacin, mezcla, transporte, colocacin, compactacin y curado del concreto; la mezcla deber dosificarse para obtener una resistencia a la compresin promedia (Fcr) mayor que Fc. En la prctica resulta antieconmico indicar una resistencia mnima, igual a la resistencia de diseo; puesto que de acuerdo al anlisis estadstico, siempre existe la posibilidad de obtener algunos valores ms bajos (Rivera, G. Tecnologa del Concreto y el mortero 2013).

1.2. Factores que influyen en la Resistencia mecnica del concretoSegn Quiroz, M. & Salamanca, L. 2006, se tiene como factores que afectan esta caracterstica del concreto a:1.2.1. MaterialesLa variacin en la proporcin de los componentes de la mezcla afecta a la resistencia del concreto. A continuacin se mostraran los cambios en la resistencia que puede ocasionar la variacin de algunos de los componentes de la mezcla de concreto: 1.2.1.1. Relacin A/C La relacin A/C de la mezcla influir mucho sobre la resistencia del concreto endurecido con un envejecimiento dado. En la figura siguiente se dan las relaciones entre la resistencia a la compresin y flexin versus la relacin A/C. En cada caso, se muestra una banda de valores, en lugar de una sola curva, para cubrir variaciones en los materiales y procedimientos de prueba. La posicin exacta de la curva de resistencia contra la relacin A/C depender de las propiedades y proporciones de cada uno de los ingredientes, los mtodos de mezclado, vaciado y curado. Una mezcla dada puede tener una resistencia relativamente buena o mala, dependiendo de la cantidad de agua que se agregue. Una mayor relacin A/C dar una menor resistencia, esto quiere decir que a mayor cantidad de agua, menos resistencia.

Figura N01 - Resistencia a la compresin vs A/C a los 28 das

1.2.1.2. Contenido de CementoLa resistencia del concreto aumenta con la proporcin de cemento en la mezcla, hasta que se alcanza la resistencia del cemento o el agregado, segn el que sea ms dbil. Los datos de la figura N02 representan pruebas sobre hormigones trabajables, curados en hmedo, que tienen el mismo revenimiento. En la figura N03 se muestra el efecto de la finura del cemento, expresada como superficie especfica en centmetros cuadrados por gramo de cemento, sobre la resistencia a la compresin del concreto, con cuatro envejecimientos diferentes. Los cementos finamente molidos resultan convenientes en cuanto a que aumentan la resistencia, en especial en los primeros das de envejecimiento, y tambin aumentan la trabajabilidad. Pueden no ser convenientes debido a que contribuyen al agrietamiento y tienen una resistencia menor a la congelacin y el deshielo.

Figura N02 - Efecto del contenido de cemento sobre la resistencia del concreto

Figura N03 - Relacin de la Superficie Especfica del cemento con la resistencia a la compresin del concreto.

1.2.1.3. AgregadosLas caractersticas de los agregados que influyen sobre la resistencia del concreto son el tipo, la forma, textura, tamao mximo, solidez, gradacin y limpieza de la partcula.

1.2.1.4. Mtodo de CuradoEn las figuras N04 y N05 se muestra el efecto de la humedad durante el curado. En ambas figuras se hace ver que la resistencia a la compresin aumenta, con una razn decreciente, conforme aumenta el periodo de curado en hmedo y que el desarrollo de la resistencia se detiene en unos cuantos das, si el concreto se mantiene en el aire.En la figura N04 se muestra que, cuando se discontina el curado en hmedo, la resistencia a la compresin aumenta durante un periodo corto pero, de all en adelante, permanece constante o disminuye. En la figura N05 se ilustra que, cuando se reanuda el curado en hmedo despus de un periodo en el aire, tambin se reanudan los aumentos en la resistencia.

Figura N04 - Efecto del secado al aire sobre la resistencia a la compresin del concreto curado en hmedo.

Figura N05 - Efecto del curado sobre la resistencia a la compresin del concreto.

II. Mtodos de ensayo para determinar la Resistencia a la compresin del concreto2.1. Finalidad de los mtodos de EnsayoLa determinacin de la resistencia a la compresin del concreto se efecta mediante el ensayo hasta la ruptura de especmenes representativos, con tres finalidades principalmente:1.- Comprobar si las previsiones que se hacen al disear una mezcla de concreto son adecuadas para cumplir con la resistencia del proyecto.2.- Controlar la uniformidad de las resistencias y ajustarlas al nivel requerido durante la produccin del concreto.3.- Verificar la resistencia del concreto como se encuentra en la estructura.En los dos primeros casos, los especmenes se elaboran tomando muestras del concreto en estado fresco, en tanto que en el ltimo caso los especmenes se elaboran tomando muestras del concreto en estado fresco, en tanto que en el ltimo caso los especmenes se obtienen del concreto ya endurecido en la estructura (Tecnologa del Concreto Separatas, Sin mencin al autor).Las condiciones y procedimientos de ensayo que son aplicables en cada caso, se consignan en normas que reglamentan aspectos tales como la forma y dimensiones de los especmenes, la manera de elaborarlos, curarlos, prepararlos y ensayarlos, e incluso las caractersticas de los equipos en que se ensayan los especmenes. La siguiente tabla detalla una lista de las especificaciones, mtodos de prueba y prcticas ASTM relacionadas con la determinacin de la resistencia a compresin del concreto en especmenes representativos (Tecnologa del Concreto Separatas, Sin mencin al autor).Tabla N01: "Especificaciones, Mtodos de Prueba para Concreto"Especificaciones, Mtodos de Prueba y practicas usualesASTM

Para Especmenes de LaboratorioC 192

Elaboracin y curado en el laboratorio de especmenes de concreto de prueba (Prctica)

Para Especmenes de ObraC 31

Elaboracin y curado en el laboratorio de especmenes de concreto de prueba (Prctica)

Para Especmenes de Laboratorio y ObraC 684

Elaboracin y curado en el laboratorio de especmenes de concreto a compresin (Mtodo de Prueba)

Para Especmenes obtenidos de la estructura

Resistencia a compresin de cilindros de concreto colado en el lugar, en moldes cilndricos (Mtodo de Prueba)C 873

Obtencin y ensayo de ncleos barrenados y primas cortados de concreto (Mtodo de Prueba)C 42

Para uso comn en todos los casos

Moldes para colar verticalmente cilindros de concreto de prueba (Especificacin)C 470

Gabinetes y cuartos hmedos, y tanques de almacenamiento de agua, para ensayos de cemento y concreto hidrulicos (Especificacin)C 511

Cabeceo de especmenes cilndricos de concreto (Prctica)C 617

Resistencia a compresin de especmenes cilndricos de concreto (Mtodo de Prueba)C 39

Verificacin de la carga en mquinas de ensayo (Prctica)E 4

2.2. Caractersticas de los especmenes2.2.1. Especmenes elaborados del concreto frescoLas dos formas geomtricas que normalmente se utilizan en los especmenes que se elaboran para determinar la resistencia a compresin del concreto, son la cbica y la cilndrica. El cubo es el espcimen que se utiliza para esta finalidad en varios pases de Europa y en otros lugares donde se aplican normas Europeas y en otros lugares donde se aplican normas europeas, mientras que en la prctica de USA y Canad, se emplea el espcimen cilndrico con altura igual al doble del dimetro (h=2d). En condiciones comparables, la resistencia a compresin del concreto obtenida en cilindro es del orden del 80% de la que se obtiene en cubo, si bien dicho porcentaje es slo aproximado porque vara con el grado de resistencia del concreto.

Figura N06 - Molde Cbico Estndar para ensayar concreto

Para definir las dimensiones de los cilindros de prueba, en la prctica ASTM C 192 relativa a especmenes de laboratorio, se establece que el dimetro del cilindro debe ser por lo menos tres veces mayor que el tamao mximo del agregado (d>=3TMA) pero tambin se indica que el espcimen cilndrico mnimo permisible es el de 51mm (2") de dimetro y 102 mm (4") de altura.

Por su parte, la prctica ASTM C 31 correspondiente a cilindros de obra, seala que el cilindro mnimo permisible es el de 152 mm (6") de dimetro y 304 mm (12") de altura, al cual considera como espcimen estndar para todo concreto cuyo tamao mximo de agregado (TMA) no exceda a 51 mm (2"), y que para agregados mayores deben utilizarse cilindros de prueba cuyo dimetro sea por lo menos el triple del TAM del agregado. Debido a la continua necesidad de relacionar los resultados de laboratorio con los de obra, lo usual es que el cilindro de 152x304 mm (6"x12") se admita como estndar en ambos casos, para concretos con gravas hasta de 51 mm (2") de tamao mximo.

Figura N07 - Molde Cilndrico Estndar para EnsayoPara obras en donde el agregado utilizado supera los 51mm (2"), se hace necesario elaborar cilindros de gran tamao y peso que son imprcticos y costosos para la determinacin rutinaria de la resistencia a la compresin durante la produccin del concreto. Al fin de sortear esta dificultad, un procedimiento usual consiste en cribar el concreto en hmedo por una malla de 38 mm (1 1/2") de abertura, con objeto de desechar las gravas mayores y utilizar el concreto cribado para elaborar cilindros estndar, cuyas resistencias se correlacionan experimentalmente con las obtenidas en cilindros del tamao adecuado elaborados con el concreto integral sin cribar. De esta manera, la determinacin rutinaria de la resistencia a compresin del concreto durante la produccin se lleva a cabo en cilindros estndar hechos de concreto cribado, y sus resultados se interpretan y evalan mediante el uso del factor de correlacin correspondiente.

Figura N08 - Moldes Cilndricos de diversos tamaos para ensayo

Para establecer el factor de correlacin inicial, lo adecuado es ensayar con anticipacin al comienzo de la obra cilindros comparables de concreto integral y concreto cribado, el nmero de veces que sea necesario para definir una correlacin confiable, ms adelante, en el curso de la construccin, es recomendable verificar dicho factor con periodicidad. A manera de informacin til es este aspecto. La siguiente tabla muestras los factores de correlacin de carcter general (Tecnologa del Concreto Separatas, Sin mencin al autor).Tabla N02: "Factores de Correlacin de carcter general"Edad de prueba del concreto cribadoFactores de correlacin para estimar la resistencia a compresin del concreto integral a las siguientes edades

En concreto sin puzolanaEn concreto con puzolana

28 das90 das180 das1 ao28 das90 das180 das1 ao

7 das1.251.351.551.61.52.052.32.5

28 das0.8511.051.150.91.21.351.45

90 das0.70.80.850.90.650.850.951.05

180 das0.550.750.80.850.60.80.90.95

2.2.2. Especmenes extrados de la estructuraPara hacer una evaluacin aproximada de la calidad del concreto endurecido tal y como se encuentra en la estructura, existen procedimientos indirectos en los que se mide o determina alguna caracterstica del concreto in situ que pueda ser utilizada para estimar su homogeneidad, compacidad o resistencia mecnica (a manera de ndice de calidad) mediante correlaciones normalmente establecidas por los fabricantes de los equipos que se utilizan. Por otra parte existen los procedimientos directos en que se determina la resistencia mecnica del concreto en especmenes y son:1.- El mtodo tradicional que consiste en extraer especmenes cilndricos (ncleos) por barrenacin o especmenes prismticos (vigas) mediante el corte del concreto con sierra.2.- El mtodo alternativo que es menos usual (porque su empleo se restringe a elementos planos horizontales) en el que se dejan moldes cilndricos especiales sujetos a la cimbra de fondo, los cuales se llenan de concreto durante el colado de la estructura, formando parte de sta, y as constituyen especmenes que se extraen y ensayan para determinar su resistencia a las edades deseadas (Tecnologa del Concreto Separatas, Sin mencin al autor).

III. Norma Tcnica Peruana para Ensayo de Resistencia a la CompresinNTP 339.034-1999 Mtodo de ensayo para el esfuerzo a la compresin de muestras cilndricas de concreto.

Figura N09 - Mquina Universal para Ensayo

La presente norma establece el procedimiento para determinar la resistencia a la compresin de probetas cilndricas, moldeadas con hormign o de testigos diamantinos extrados de concreto endurecidos. Se limita a concretos que tienen un peso unitario mayor a 800 kg/m3 (50 lb/p3).

Resumen del Mtodo Este mtodo de ensayo consiste en aplicar una carga axial en compresin a los moldes cilndricos o corazones en una velocidad tal que est dentro del rango especificado antes que la falla ocurra. El esfuerzo a la compresin de la muestra est calculado por el cociente de la mxima carga obtenida durante el ensayo entre el rea de la seccin transversal de la muestra.

Tolerancias de Tiempo Las probetas a ser ensayadas, estarn sujetas a las tolerancias de tiempo indicadas:

Figura N10 - Tiempo de Tolerancia para el ensayo de los especmenes

Velocidad de Carga La carga deber ser aplicada en forma continua, evitando choques. Para mquinas de Tornillo, el desplazamiento del cabezal mvil ser de aproximadamente 1,3 mm/min, cuando lo hace libremente. Para mquinas operadas hidrulicamente la velocidad de la carga estar en el rango de 0,14 a 0,34 MPa/s. Se aplicar la velocidad de carga continua y constante desde el inicio hasta producir la rotura de la probeta. Expresin de resultados La resistencia a la compresin de la probeta se calcula con la siguiente frmula: Donde: Rc Es la resistencia de rotura a la compresin, en kilogramos por centmetro cuadrado. G La carga mxima de rotura en kilogramos. d Es el dimetro de la probeta cilndrica, en centmetros.

Figura N11 - Probeta de Concreto siendo sometida a compresin

Figura N12 - Probeta de Concreto luego del Ensayo

IV. Conclusiones- La resistencia mecnica del concreto est definida principalmente por su resistencia a los esfuerzos de compresin.- La resistencia a compresin del concreto depende de varios factores en su estado endurecido, tales como el proceso de curado.- Los resultados del ensayo de resistencia a compresin dependern del curado de la probeta y su correcta elaboracin.- Los resultados del ensayo a compresin dependern tambin del tiempo al que se realice este, 7 das, 14 das, 28 das.

V. Referencias Bibliogrficas- Cybertesis Mtodos de Ensayo Mecnicos en Concreto, Universidad Ricardo Palma- Tecnologa del Concreto y Mortero, Ing. Gerardo A. Rivera L. 2013- Curso Bsico de Tecnologa del Concreto para Ingenieros Civiles, Ing. Ana Torre C., Universidad Nacional de Ingeniera 2004- Apoyo Didctico para la enseanza y aprendizaje en la asignatura de "Tecnologa del Hormign", Bach. Mariela Quiroz C. & Lucas Salamanca O., Universidad Mayor de San Simn 2006- Manual of Concrete Practice - Part 1, American Concrete Institute 1980- Tecnologa del Concreto Separatas, Sin mencin al autor

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