Este documento presenta las secciones de 4 normas ASTM relacionadas con pruebas de resistencia del concreto: ASTM C 617 (refrentado de cilindros), ASTM C 1231 (uso de almohadillas de refrentado), ASTM C 39 (determinación de la resistencia a compresión) y ASTM D 78. Describe el equipo, materiales, procedimientos y cálculos necesarios para realizar dichas pruebas de manera correcta.

1. TÉCNICO EN PRUEBAS DE RESISTENCIA DEL CONCRETO

4. SECCIÓN N°1 REFRENTADO DE ESPECÍMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO (RESUMEN ASTM C 617) ALCANCE: Esta práctica cubre los procedimientos, materiales y equipos necesarios para refrentar cilindros de concreto fresco con pasta de cemento; cilindros de concreto endurecido y núcleos de concreto con pasta de yeso de alta resistencia o mortero de sulfuro.

5. EQUIPO: Platos para refrentado.- Para pastas de cemento y yeso de alta-resistencia se pueden utilizar platos de vidrio de 6mm (1/4 pulg.), metálicos de 11mm (0,45 pulg.), o platos de granito y de base pulidos de 76mm (3 pulg.) de espesor mínimo en todos los casos. Si usa mortero de sulfuro se pueden utilizar platos de metal o piedra; el área que recibe el mortero de sulfuro no debe ser más profunda que 12 mm (½ de pulgada). El diámetro del plato será 25mm más grande que el diámetro del espécimen como mínimo y la superficie de trabajo no se debe desviar en planeidad más de 0.05mm (0.002 pulg.) en 152 mm (6 pulg.). Las superficies de metal no deben tener hendiduras o rajaduras más grandes que 0.25mm (0.010 pulg.) de profundidad o 32mm 2 (0.05 pulg. 2 ) de superficie. Fig. 1 Dispositivo de alineación y plato de refrentado Fig. 2 Dispositivo de alineación y cilindro Fig. 3 Recipiente para calentar sulfuro

6. EQUIPO: Dispositivos de alineación.- Barras guías de nivelación se usan generalmente en conjunto con los platos de refrentado y deben permitir que el espécimen no se aleje de su eje axial de perpendicularidad en más de 0.5º o su equivalente 3.2mm en 305mm (1/8 pulg. en 12 pulg.). La localización de cada barra con respecto a estos platos debe ser tal que la capa no quede descentrada del espécimen de prueba en más de 2 mm. (1/16 pulg). Recipiente para calentar sulfuro.- Debe permitir un control automático de la temperatura y debe ser fabricado de un material que no sea reactivo con el sulfuro. Es peligroso calentar el sulfuro a flama abierta puesto que el punto de combustión del sulfuro es a los 227ºC. (440 ºF) EQUIPO ADICIONAL: Escuadras metálicas.- deben ser como mínimo de 30cm. de longitud, para chequear la perpendicularidad. Equipo de láminas graduadas.- el cual esta provisto de láminas de espesor determinado que sirve para chequear la planeidad y la perpendicularidad del espécimen de concreto.

8. M UESTRA: Pasta de yeso-cemento de alta resistencia.- La calificación para determinar los efectos de la relación agua-cemento y su edad deberá realizarse mediante la prueba de resistencia a la compresión en cubos de 50mm (2 pulg.). La relación agua-cemento será entre 0.26 a 0.30, el uso de una baja relación de cemento en grandes mixer será usualmente permitido para desarrollar esfuerzos de 35 MPa (5000 psi) para edades de 1 a 2 horas. Mortero de Sulfuro.- En la preparación de mortero de sulfuro en el laboratorio esta permitido el endurecimiento mínimo de 2 horas antes de probar el concreto con resistencias menores a 35 MPa (5000 psi). Para concretos con resistencias de 35 MPa (5000 psi) o mayores, será permitido el endurecimiento de las capas de mortero de sulfuro en un tiempo hasta de 16 horas antes de probar el espécimen. Llevar la temperatura de derretimiento del mortero de sulfuro fuera de la cazuela en un rango de 129 a 143 o C (265 a 290 o F)

9. PROCEDIMIENTO: Cilindros moldeados frescos.- Use solamente pasta de cemento para capear los cilindros recién moldeados. No aplique la pasta de cemento en la cara del espécimen hasta que no cese el sangrado del concreto en los moldes, lo que generalmente sucede de 2 a 4 horas después del moldeo. Especímenes de concreto endurecido.- La distancia de cualquier punto con respecto al punto más alto de la cara del espécimen no debe exceder en más de 3mm (1/8pulg.) en la vertical. Si la superficie excede este límite el espécimen deberá ser cortado, pulido o esmerilado previo al refrentado. Capeo con yeso de alta resistencia o pasta de cemento.- Los platos de capeo, deberán ser removidos dentro de 45 minutos si es con pasta de yeso y después de 12 h con pasta de cemento.

12. CONSIDERACIONES GENERALES: Para capeo con sulfuro o yeso (excepto con pasta de cemento) en cilindros de f’c > 50 MPa [500 Kg/cm 2 ], se requieren procedimientos especiales. Para cilindros de f’c = 35 Mpa [350Kg/cm 2 ] o mayores no está permitido rehusar el mortero de sulfuro.

13. SECCIÓN N°2 USO DE ALMOHADILLAS DE REFRENTADO EN LA DETERMINACIÓN DEL ESFUERZO DE COMPRESIÓN DE CILÍNDRICOS DE CONCRETO ENDURECIDO. (RESUMEN ASTM C 1231) ALCANCE: Esta práctica cubre los requerimientos para refrentado de cilindros de concreto usando almohadillas de refrentado. No se recomienda utilizar este método para aceptación de cilindros de concreto con esfuerzos a la compresión más bajos que 10 Mpa (1500 psi) y más altos que 85 Mpa (12000 psi).

14. EQUIPO: Almohadillas elastomericas: De un espesor de 13±2mm (pulg.) y un diámetro no menor en más de 2 mm ( pulg.) al diámetro interior del anillo de retención. Se debe mantener un registro indicando la fecha en que la almohadilla es puesta en servicio, la dureza y el número de usos permitidos. Las almohadillas podrán ser usadas en una o ambas caras del espécimen. Anillos de retención: Deben ser fabricados de metal o un material durable que permita reutilizarlos, además debe estar provisto de una concavidad de dos veces el espesor de la almohadilla. El diámetro de los anillos de retención no debe ser menor al 102% o mayor al 107% del diámetro del cilindro. Fig. 1 Almohadillas elastomericas Fig. 2 Anillos de retención

15. EQUIPO ADICIONAL : Escuadras metálicas.- deben ser como mínimo de 30cm. de longitud, para chequear la perpendicularidad. Equipo de láminas graduadas.- el cual esta provisto de láminas de espesor determinado que sirve para chequear la planeidad y la perpendicularidad del espécimen de concreto. Fig. 3 . Materiales

16. M UESTRA: Los especímenes deben ser de 150 por 300mm (6 por 12 pulg.) o de 100 por 200 mm (4 por 8pulg.) y fabricados de acuerdo a ASTM C31 o ASTM C192. Ningún cilindro se desviara de su eje perpendicular en más de 0.5˚ o 3mm en 300mm (pulg. En 12pulg.). Dos diámetros individuales tomados a la altura media del espécimen no deben diferir en más del 2%. Las depresiones medidas bajo un eje recto en cualquier diámetro no deben exceder de 5mm (0.20pulg.). Si el cilindro no reúne estas condiciones no será ensayado, a menos que las irregularidades sean corregidas por corte, pulido o esmerilado.

19. CÁLCULOS: Por cada nivel de fuerza, calcule las diferentes fuerzas en cada par de cilindros y calcule la fuerza promedio de los cilindros con tapa de referencia y fuerza promedio de los cilindros con tapa no garantizada Donde: d i = es la diferencia de las fuerzas de un par de cilindros x pi = Fuerza de los cilindros usando una tapa no garantizada x si = Fuerza de los cilindros usando la practica C617

20. SECCIÓN Nº 3 DETERMINACIÓN DEL ESFUERZO DE COMPRESIÓN EN ESPECÍMENES CILÍNDRICOS DE CONCRETO. (RESUMEN ASTM C 39) ALCANCE: Esta práctica cubre la determinación del esfuerzo de compresión en especímenes cilíndricos, sean estos moldeados, o núcleos obtenidos por extracción. Esta norma se limita a hormigones que tengan un peso unitario en exceso de 800 kg/m 3 (50 lb/pie 3 ). El esfuerzo a la compresión del espécimen es calculado dividiendo la máxima carga obtenida durante el ensayo por el área de la cara axial del espécimen. Los resultados a la compresión obtenidos pueden depender de forma y el tamaño del espécimen, la pasta del cemento, los procedimientos de mezcla, los métodos de muestreo, fabricación y la edad y las condiciones de humedad durante el curado.

22. EQUIPO ADICIONAL : Escuadras metálicas.- deben ser como mínimo de 30cm. de longitud, para chequear la perpendicularidad. Equipo de láminas graduadas.- el cual esta provisto de láminas de espesor determinado que sirve para chequear la planeidad y la perpendicularidad del espécimen de concreto. Flexómetro.- dispositivo para medir. Tornillo micrométrico.- se lo utiliza para medir el diámetro del cilindro, con una aproximación de 0.25mm.

29. CÁLCULOS: Calcule la resistencia a la compresión. Donde: R= Esfuerzo a la compresión del espécimen MPa (Kgf/cm 2 ) P= Máxima carga aplicada (Kgf) A= Área de la cara axial del espécimen (cm 2 ) Si se requiere calcule la densidad del espécimen cerca de 10 kg/m 3 (1 lb/ft 3 ) como sigue: Donde: W = masa del espécimen, Kg (lb), y V = Volumen del espécimen obtenido de la media del diámetro y de la media de la longitud o pesando el cilindro en aire y sumergido, m 3 (ft 3 ).

30. CÁLCULOS: Si el volumen se obtiene pesando, se debe realizar de la siguiente manera: Donde: W s = masa aparente del espécimen sumergido = densidad del agua a 23 º C (75 º F) = 997.5 kg/m 3 (62.27 lbs/ft 3 )

31. TIPOS DE FALLAS Fig. 12 Diagrama esquemático de los patrones típicos de fractura

32. SECCIÓN Nº 4 DETERMINACIÓN DEL ESFUERZO A LA FLEXIÓN DEL CONCRETO. (RESUMEN ASTM C 78) ALCANCE: Cubre la determinación del esfuerzo a la flexión del concreto mediante el uso de una viga con tres puntos de aplicación de carga. Los resultados se calcularán y reportarán como el modulo de rotura.

34. EQUIPO ADICIONAL : Escuadras metálicas.- deben ser como mínimo de 30cm. de longitud. Equipo de láminas graduadas.- el cual esta provisto de láminas de espesor determinado que sirve para chequear la planeidad y la perpendicularidad del espécimen de concreto. Flexómetro.- dispositivo para medir.

35. MUESTRA: Para determinar la dimensión de la sección representativa del espécimen para el uso, se calcula el módulo de rotura, tomar las medidas a través de una de las caras de la fractura después de probarla. Para cada dimensión, tomar una medida en cada borde y una en el borde de la sección representativa. Utilizar allí las medidas para cada dirección, para determinar el grosor promedio y la profundidad promedio. Llevar todas las medidas el 1mm más cercano dentro (0.005pulg.). Si la fractura ocurre en una sección capsulada, incluir el grueso de la almohadilla en las medidas

42. PRECISIÓN: En coeficiente de variación del resultado de pruebas ha sido observado y depende del nivel de fuerza de las vigas. En un solo operador el coeficiente de variación es 5.7%. Por lo tanto, los resultados de la prueba correctamente conducida del mismo operador en las vigas, hechas de la misma muestra no deben diferenciar por más el de 16%. El coeficiente de variación en varios laboratorios se ha encontrado que es 7%. Por lo tanto, los resultados de dos diversos laboratorios en las vigas hechas de la misma muestra no debe diferenciar cada una de la otra por mas de 19%.

43. www.utpl.edu.ec/aci [email_address]