Ensayos

Ensayos de Control en el Hormigón

Marlon Valarezo A.mfvalarezo@utpl.edu.ec

12/04/2023 mfvalarezo@gmail.com 2

1. Muestreo2. Consistencia3. Temperatura4. Contenido de aire5. Masa volumétrica6. Especímenes para la

resistencia7. Tiempo de fraguado

Ensayos para el Concreto Fresco

1. Muestreo

Requisitos:

• Tamaño de la muestra 28 L (1 pie3).

• Se la debe obtener durante los 15 minutos entre la primera y la última porción de la amasada.

• No se la debe tomar ni de la porción inicial de la descarga, ni tampoco a la porción final.

ASTM C 172 (AASHTO T 141), NTE 1763Muestreo del concreto fresco

2. Consistencia• Asentamiento mediante el

cono de AbramsASTM C 143 (AASHTO T 119), NTE 1578

• Medidor K de asentamientoASTM C 1362Este método permite una evaluación rápida de la fluidez y consistencia del hormigón recién mezclado.

Sample collected

Slump Measured

Cone Removed and Concrete Allowed to ‘Slump’

Slump Cone Filled

Aparato de vibración inclinada de la FHWA (Federal Highway Administration).

Consistencia (2)

Diseñado para medir la trabajabilidadde hormigón de bajo asentamiento, resultó ser un método muy indirecto y de difícil uso para la medición de viscosidad del hormigón bajo vibraciòn .

Consistencia (3)

• Consistómetro Vebe ASTM C 1170

Método de prueba utilizado para determinar la consistencia y la densidad de mezclas extremadamente secas.

De uso común en concreto compactado con rodillo.

Penetración de la esfera de Kelly ASTM C 360

Consistencia (4)

Este método de ensayo determina la profundidad de penetración de una masa de metal en hormigón de cemento hidráulico recién mezclado.

3. TemperaturaASTM C 1064 (AASHTO T 309):Temperatura del concreto de cemento portland fresco

4. Masa Volumétrica y Rendimiento

ASTM C 138 (AASHTO T 121): Masa volumétrica (Masa unitaria), rendimiento y contenido de aire (gravimétrico) del concreto.

ASTM C 1040 (AASHTO T 271): Masa volumétrica en la obra del concreto no endurecido y endurecido a través de métodos nucleares.

5. Contenido de AireMétodo por presión ASTM C 231 (AASHTO T 152)

Método volumétrico ASTM C 173 (AASHTO T 196)

Método gravimétrico ASTM C 138 (AASHTO T 121)

Indicador de aire de bolsillo AASHTO T 199

Contenido de Aire

• El registro de la temperatura del concreto se debe mantener.

Frecuencia de los Ensayos• Primera amasada del día.• Siempre que la consistencia parezca variar.• Siempre que se moldeen en la obra cilindros

para ensayos de resistencia.

Asentamiento

• Normalmente realizado en el sitio de entrega del concreto para garantizar el contenido de aire adecuado.

• Siempre que se moldeen en la obra cilindros para ensayos de resistencia.

Temperatura

6. Especímenes de PruebaEspecímenes moldeados en la obra ASTM C 31 (AASHTO T 23)Especímenes moldeados en el laboratorio ASTM C 192 (AASHTO T 126)

Límite de tiempo:Empiece el moldeo 15 minutos después del muestreo

Tamaño de los Especímenes de Prueba

Cilindros : – Tamaño Máx. del agregado 50 mm (2 pulg.):

150 × 300 mm (6 x 12 pulg.)—Cilindro estándar– Tamaño Máx. del agregado > 50 mm (2 pulg.):

Diámetro = 3 x tamaño max. agreg. Altura = 2 x diámetro

– Concreto de alta resistencia:100 x 200 mm (4 x 8 pulg.)

Vigas para Flexión:• Tamaño máx. del agregado 50 mm (2 pulg.):

Sección transversal: 150 × 150 mm (6 x 6 pulg.)—Viga estándarLongitud: 500 mm (20 pulg.)

• Tamaño máx. del agregado > 50 mm (2 pulg.): Sección transversal = 3 x tamaño máx. agreg. Longitud = 3 x profundidad + 50 mm (20 pulg.)

Curado de las Probetas

Curado inicial

tiempo máximo de almacenamiento: 48 horas

Temperatura: 16 a 27 °C 20 a 26 °C (hormigón alta

resistencia)

Curado finalTemperatura: 23 + 2°C.

ASTM C 511

7. Tiempo de Fraguado ASTM C 403 (AASHTO T 197)

Determina el tiempo de fraguado del concreto, midiendo la resistencia a la penetración producida en intervalos de tiempo regulares.

8. Resistencia del Concreto in-situ ASTM C 1074

Método de la Madurez: Estima la resistencia del hormigón en sitio para permitir el inicio de actividades de construcción críticos, tales como:

(1)Eliminación de encofrado y reapuntalamiento.(2)Tensado de los tendones (hormigón post tensado).(3)Terminación de protección en clima frío.(4)Apertura de carreteras al tráfico.

El índice de madurez se expresa en términos del factor tiempo-temperatura o en términos de la edad equivalente a una temperatura específica.

Ensayos acelerados para resistencia a compresión ASTM C 684

• Agua Caliente (35°C±3°C)• Agua hirviendo• Autogeno• Alta temperatura (150°C±3°C)

Contenido de cloruros Método de la NRMCA

Ensayos Adicionales para el Concreto Fresco

• Contenido de material cementante suplementario• Sangrado (exudación) ASTM C 232 (AASTO T 158)

SangradoContenido del Material Cementante Suplementario en el Concreto

1. Compresión2. Flexión3. Tensión4. Contenido de aire5. Masa volumétrica6. Contenido de cemento7. Análisis petrográfico8. Modulo de Elasticidad

Ensayos para el Concreto Endurecido

1. Ensayo de Resistencia a Compresión

Mortero de azufre Almohadillas no adherentes

ASTM C 39

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ASTMC39

BS15 cm

0.85c cASTM BSf f

Resistencia a la Compresión del Concreto

cf Ensayo de compresión en cilindros estandar a los 28 dias.

Normalmente: 21, 24, 28, 35 MPa

Alta resistencia: 60 - 90 MPa

Concreto simple : < 15 MPa

mfvalarezo@gmail.com

Ensayo de Resistencia del Concreto Endurecido

Se puede realizar en:• Probetas moldeadas de muestras del concreto fresco• Especímenes extraídos o aserrados• Cilindros colados en el sitio

Mortero de AzufreASTM C 617 (AASHTO T 231) Capping

de cilindros de concreto

Almohadillas de NeoprenoASTM C 1231

Uso de almohadillas no adherentes en la determinación de la resistencia a compresión de cilindros de concreto endurecido

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Concrete testing Same cylinder after failure

http://www.antouncivil.com.au/vca/Images/testing.jpg

http://www.concrete-curb.com/wp-content/uploads/BreakageCylinder.jpg

Compression testing of a concrete cylinder

2. Ensayo de Resistencia a Flexión ASTM C 78

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Ensayo viga estandar : P

I Modulo de rotura

Resistencia a tensión en Flexión.

Frecuencia del Ensayo de Resistencia• ACI 318 y ASTM C 94 requiere que se realicen ensayos :

– Para cada clase de concreto colocado en cada día, por lo menos una vez al día.– Y por lo menos una vez para cada 115 m3 (150 yd3)

• Se requiere el promedio de la resistencia de dos cilindros a los 28 días.

Evaluación de los Resultados de Ensayos de Compresión

Resistencia a compresión satisfactoria si: – El promedio del conjunto de tres ensayos

consecutivos de resistencia es igual o superior a ƒc ′– Ningún ensayo individual de resistencia (promedio

de dos cilindros) 3.5 MPa sea menor que la especificada

Si los resultados de los cilindros no cumplen con estos criterios:– Evaluar la resistencia del concreto en el sitio a

través de corazones aserrados

Extracción de núcleos de concreto ASTM C42

Este método de ensayo cubre la obtención, preparación y prueba de (1) núcleos perforados de concreto para determinar su longitud, o su resistencia a la compresión, o su resistencia a la tracción por hendimiento y (2) vigas de concreto aserradas para determinar su resistencia a la flexión.

Evaluación de la Resistencia a Compresión de Corazones

• Promedio de la resistencia de 3 corazones es por lo menos 85% de la ƒc ′

• Ningún corazón tenga menos del 75% de la ƒc′

Concreto representado por corazones se consideran estructuralmente adecuados si:

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1.59 1.86 kgf/cm for normal-weight concrete

1.33 1.59 kgf/cm for light-weight concrete

3. Ensayo de Resistencia a Tensión ASTM C 496

• En gran medida afecta al agrietamiento de estructuras.

• Aproximadamente 10-15% de la resistencia a compresión.

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0.003Deformación última

0.5 cf

Modulo inicial

Modulo Secanteen = Ec0.5 cf

4. Modulo de Elasticidad y coeficiente de Poisson ASTM C 469

MPacfwE cc '043.05.1 para Wc entre 1.5 y 2.5 kN/m3.

para hormigón de masa normal. MPacfEc '4700

Proporciona el valor de la relación entre la deformación lateral y longitudinal del hormigón endurecido a cualquier edad.

5. Contenido de Aire ASTM C 457

Este método puede ser utilizado para desarrollar datos para estimar la probabilidad de daños debidos a la congelación y descongelación cíclica o para explicar por qué ha ocurrido.

6. Masa Volumétrica Saturada con Superficie Seca (SSS)

Siendo:

DSSD masa volumétrica en la condición SSS

M1 masa SSS al aire, kg

M2 masa aparente, inmersa en agua, kg

densidad del agua, 1000 kg/m3

ASTM C 642

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Contenido de Aire y Absorción

Cemento,kg/m3 a/mc

Resistencia a compres. A 90

días, MPa

Vol. De vacíos

perm., %

Absorción después de

inmersión, %

Absorción después de inmersión y hervido, %

445 0.29 76.7 8.0 3.13 3.27

327 0.50 38.2 12.7 5.45 5.56

245 0.75 28.4 13.3 5.81 5.90

Concretos sujetos al curado húmedo por 7 días

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Permeabilidad

Cemento,kg/m3 a/mc

Resistencia a compres. a 90

días, MPa

Permeabilidad

Ensayo penetración de

cloruros, coulombs

90 días de encharque

% ClAgua, m/s

Aire, m/s

ASTM C 39 AASHTO T 22

ASTM C 1202 AASHTO T 277

AASHTO T 259

API RP 27

445 0.29 76.7 852 0.022 — 3.19 x 10-10

327 0.50 38.2 4315 0.076 1.94 x 10-12

1.65 x 10-9

245 0.75 28.4 5915 0.085 8.32 x 10-12

1.45 x 10-9

Ensayos de Durabilidad

• Resistencia a congelación ASTM C 666, C 671, C 682

• Reactividad álcali-agregado ASTM C 227, C 289, C 295, C 441, C 586, C 1260, C 1293

Resistencia a los sulfatos ASTM C 1012

Prueba de la barra de mortero saturado, valioso en la determinación de la resistencia a los sulfatos del concreto que estará continuamente mojado.

Este metodo cubre la evaluación en Laboratorio de la resistencia relativa de una superficie de concreto a la abrasión. Simula la acción de agentes abrasivos como agua y trafico.

Resistencia a la abrasión ASTM C 418, C 779, C 944, C 1138

Resistencia a la Corrosión ASTM C 876

Corrosion Determination - Potentiometric Mapping

Ensayos de HumedadCualitativos:• Lámina de plástico• Revestimiento adherido• Resistencia eléctrica• Impedancia eléctrica• Medidores nucleares de humedad

Cuantitativos:• Método gravimétrico• Tasa de emisión de vapor• Sondas de humedad relativa

Carbonatación ASTM C 856

A través de la prueba de color de fenoftaleina se puede estimar la profundidad de carbonatación mediante la prueba de PH del concreto. La carbonatación reduce el PH, con ello las áreas no carbonatasda se vuelven rojizas, mientras que las áreas carbonatadas no cambian de color.

Otros Ensayo del Concreto Endurecido

• Contenido de cemento portland ASTM C 1084 (AASHTO T 178)

• Contenido de MCS y aditivos orgánicos • Contenido de cloruros• Análisis petrográfico

ASTM C 856• Cambio de longitud —contracción por secado

ASTM C 157 (AASHTO T 160)• Método de ensayo del PH • Permeabilidad• Contenido de humedad

Ensayos No Destructivos (END)• Esclerómetro• Penetración• Madurez• Arranque• Rotura• Dinámico o vibración• Otros

Numero de rebote (Schmidt) ASTM C 805

Este metodo es aplicable para evaluar la uniformidad del concreto en sitio, para delinear regiones de concreto pobre o deteriorado en una estructura y para estimar la resistencia del concreto en sitio.

Sonda de Windsor ASTM C 803

Este metodo es aplicable para estimar en sitio el esfuerzo del concreto, mediante una relacion experimental entre la resistencia a la penetracion y el esfuerzo del concreto.

Ensayo de Arranque ASTM C 900

Este metodo de prueba determina el esfuerzo al arranque del concreto endurecido al medir la fuerza aplicada para arrancar un metal embebido en un fragmento o especimen de concreto o en una estructura.

• Ultrasonic Pulse Velocity– Dynamic modulus of elasticity– Cracking

Pulse velocity testing

Impact Echo Testing• Other Dynamic Tests

– Impact echo

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Propiedades del concreto

Método recomendado

Métodos posibles

Resistencia

Sonda de penetración EsclerómetroArranqueRotura

Calidad general y uniformidad

Sonda de penetración EsclerómetroVelocidad de pulso ultrasónicoRadiografía gamma

Eco de pulso ultrasónico Examen visual

EspesorRadarRadiografía gammaEco de pulso ultrasónico

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Método recomendado Métodos posibles

Rigidez Velocidad de pulso ultrasónico Prueba de carga

DensidadVelocidad de pulso ultrasónicoRadiografía gamma

Medidor de densidad de neutrones

Tamaño y localización de las barras de acero

Medidor de recubrimiento (pachómetro)Radiografía gamma

Radiografía de rayos XEco de pulso ultrasónicoRadar

Estado de corrosión del acero de refuerzo

Medida de potencial eléctrico

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Método END recomendado

Métodos END posibles

Presencia de vacíos bajo la superficie

Impacto acústicoRadiografía gammaVelocidad de pulso ultrasónico

Termografía de infrarrojoRadiografía por rayos XEco del pulso ultrasónicoRadarEnsayo de frecuencia de resonancia

Integridad estructural de la estructura de concreto

Prueba de carga (carga-deflexión)

Ensayo usando emisión acústica

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REGISTROS E INFORMES

Se debe considerar las necesidades del proyecto y los requisitos reglamentarios al definir los informes y registros.

El reporte se debe conservar durante toda la vida del proyecto.

Deben ser legibles, completos y confiables.

Muchas veces se usan para resolver disputas; como futuras modificaciones a la estructura.

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El informe debe incluir al menos:

1. Fecha y lugar.

2. Volumen total de hormigón por cada clase.

3. Identificación del elemento donde se coloca.

4. Marca y tipo de cemento.

5. Fuente y tamaño de los áridos.

6. Asentamiento, Temperatura, Densidad, Cont. Aire.

7. Tipo de curado inicial y en laboratorio.

Ejemplo de reporte.

Fuentes de consulta:• PCA-Portland Cement Association, Design and Control of concrete Mixtures,

2004• Valarezo M., Román J., “Técnico en Ensayos de Agregados del Concreto-Nivel I“,

Editorial UTPL, ISBN 978-9942-00-495-6, Loja-Ecuador, Enero 2009.• Valarezo M., Román J., “Técnico en Pruebas de Resistencia del Concreto“, Editorial

UTPL, ISBN 978-9942-00-496-3, Loja-Ecuador, Enero 2009.• Valarezo M., Palacios J., Carvallo J., “Técnico en Ensayos de Campo-Grado I“,

Editorial UTPL, ISBN 978-9942-00-402-4, Loja, Ecuador, Agosto 2008.• Valarezo, M., www.utpl.edu.ec/blog/mfvalarezo• Fotografías y artículos de internet.

Marlon Valarezo A.mfvalarezo@utpl.edu.ec

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