Concreto endurecido control de calidad

CONCRETO ENDURECIDOCONCRETO ENDURECIDO
CONTROL DE CALIDADCONTROL DE CALIDAD
TECNOLOGIA DEL CONCRETO
CICLO 2016-I FICA

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
Ing. carlos Barzola G.

La resistencia a la compresión es la propiedad
que caracteriza la calidad de las
construcciones de concreto, concreto armado
y concreto pretensado, de acuerdo al uso
general y a los códigos y reglamentos de
diseño y construcción.
En el Perú el Reglamento Nacional de
Edificación, en la norma E-060 Concreto
Armado, establece que la evaluación y
aceptación del concreto se realiza mediante
ensayos normalizados de compresión .Ing. carlos Barzola G.

En el diseño de las estructuras, se especifica la
resistencia a la compresión de concreto y se
asume que el modulo elástico se encuentra en
relación con este valor .
Existen muchas formas de evaluar el
comportamiento del concreto, que son
utilizadas en estudios e investigación.
Se considera cargas estáticas, repetidas y
permanentes. Solicitaciones dinámicas.
Solicitaciones axiales y multiaxiales.

Además la resistencia a la compresión, de
acuerdo a los reglamentos nacionales, de
Norteamérica (ACI) y Europa (EUROCÓDIGOS)
se utiliza para evaluar la durabilidad de los
concretos, en los siguientes casos:
 Agresión de sulfatos
 Acción de heladas y deshielos
 Situaciones de corrosión por cloruros
 Problemas de permeabilidad

El concreto en obra, esta sujeto a prueba de compresión
en los siguientes casos:
• Para evaluar la calidad del concreto y
consecuentemente
la aceptación y conformidad de la estructura.
• Para estudiar el proporcionamiento de las mezclas de
concreto.
• Para evaluar comparativamente los efectos del
curado.
• Para considerar el tiempo de retiro de los encofrados y
apuntalamientos.

Con relación a la resistencia del concreto
debemos considerar los siguientes temas:
1.El muestreo y la preparación de especímenes
para ensayos de resistencia.
2.Aspectos vinculados al ensayo de resistencia,
para el supervisor de obra.
3.Los ensayos acelerados de resistencia.
4.Los métodos de ensayo no destructivos.
5.Los requerimientos de las pruebas de carga.Ing. carlos Barzola G.

CURADO INICIALCURADO INICIAL
EN OBRAEN OBRA

Curado inicial
Inmediatamente después de moldeados y terminados,
los especímenes deben ser almacenados por un
periodo de 24h a una temperatura entre 16 ºC a 27 ºC
y en un ambiente que prevenga la pérdida de
humedad del espécimen. Para mezclas de concreto
con una resistencia especificada de 40 MPa o mayor,
la temperatura inicial de curado debe estar entre 20 ºC
y 26 ºC.Ing. carlos Barzola G.

Para prevenir la evaporación del agua del concreto no
endurecido, deberán cubrirse inmediatamente los
especímenes después de finalizado el moldeado,
preferentemente con un material no absorbente, no reactivo
o con una lámina de plástico resistente, durable e
impermeable.
Cuando se usa yute húmedo para cubrir, éste no deberá
estar en contacto con la superficie del concreto y se tendrá
húmedo hasta que el especimen sea removido del molde.

Como obtener la humedad
Un ambiente con humedad satisfactoria puede ser
creado durante el curado inicial de los especímenes,
por uno o más de los siguientes procedimientos:
(1)sumergir los especímenes moldeados con sus tapas
de plástico en agua saturada con hidróxido de calcio,
(2)almacenar en cajas o estructuras apropiadas de
madera,
(3)colocar arena húmeda,
(4)cubrir con tapas de plástico removibles,
(5)colocar dentro de bolsas de plástico,
(6)cubrir con película de plástico o láminas no
absorbentes.Ing. carlos Barzola G.

Como obtener la temperatura
Una temperatura ambiental satisfactoria puede ser
controlada durante el curado inicial del espécimen por
uno o más de los siguientes procedimientos:
(1)uso de ventilación,
(2)uso de hielo,
(3)uso de termostatos para controlar el dispositivo de
calentamiento o enfriamiento,
(4)uso de método de calentamiento, tales como
hornos, lámparas o bulbos de luz.

Para evaluación de desencofrado
Cuando se requiere evaluar la resistencia del concreto para
efectos del descimbrado retiro del encofrado se almacena los
cilindros lo mas cerca posible a la estructura, en lugar alejado
del tránsito y de las vibraciones.
Proteja todas las superficies de los cilindros de manera
similar que la obra encofrada, el mismo ambiente de
temperatura y humedad que a la obra estructural.
Ensaye los especímenes en la condición de humedad
resultante del tratamiento de curado especificado.

TRANSPORTE
-
LABORATORIO

Los especímenes no deben ser transportados hasta por
lo menos 8 horas después del fraguado final.
Durante el transporte, se debe proteger los especímenes
con adecuado material de relleno en la caja que los
contiene; para prevenir cualquier daño por golpes o
sacudidas.
Debe cuidarse la pérdida de humedad durante el
transporte, enrollando los especímenes en plástico,
arpilleras húmedas, rodeándolos con arena húmeda o
aplicando capas ajustadas de plástico sobre los moldes
de plástico

DEL ENSAYO DE
COMPRESIÓN

El ensayo se deberá efectuar en un laboratorio acreditado, en el cual se pueda
comprobar las siguientes condiciones de la máquina de compresión:
1)La calibración de la maquina por lo menos cada 12 meses.
2)El porcentaje de error para las cargas, dentro del rango de su utilización, no
excederá de ± 1,0%.
3)Deberá tener espacio suficiente para colocar la probeta de ensayo.
4)El cabezal superior estará provisto de un dispositivo de rótula, que permite
rotar libremente e inclinarse en cualquier dirección.
5)El diámetro de la superficie de cada uno de los cabezales será por lo menos
igual algo mayor que el diámetro de la probeta. El diámetro de la superficie
plana del cabezal superior deberá ser mayor que el diámetro de la rótula.

Esquema de los patrones de tipos de fracturasEsquema de los patrones de tipos de fracturas
Tipo I
Conos razonablemente
bien formados, en
ambas bases, menos
de 25 mm de grietas
entre capas
Tipo 2
Cono bien formado sobre
una base, desplazamiento
de grietas verticales a
través de las capas, cono
no bien definido en la otra
base
Tipo 3
Grietas verticales
columnares en
ambas bases, conos
no bien formados.

Esquema de los patrones de tipos de fracturasEsquema de los patrones de tipos de fracturas
Tipo 4
Fractura, diagonal
sin grieta en las
bases; golpear con
martillo para
diferenciar del tipo I.
Tipo 5
Fracturas de l lado en
las bases (superior o
inferior) ocurren
comúnmente con las
capas de embonado.
Tipo 6
Similar al tipo 5
pero el terminal
del cilindro es
acentuado

Informe
Informe lo siguiente al laboratorio que ensayará los especímenes:
 Número de identificación,
 Ubicación del concreto representado por las muestras,
 Fecha, hora y nombre de la persona que moldea los especímenes,
 Asentamiento, y temperatura del concreto e
 Informe el método de curado inicial con las temperaturas máximas y
mínimas y el método de curado final.
Para curado en obra, donde fue almacenado, protección de los
elementos, temperatura y humedad ambiente, y tiempo de remoción.

LA MALA FABRICACIÓN DE
PROBETAS CILÍNDRICAS

Muestreo deficiente
Equipo inadecuado

Huecos Internos Evaporación rápida de agua en
la probeta
Refrentado Deficiente

DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA.DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA.
POR TESTIGOS (CORAZONES)POR TESTIGOS (CORAZONES)
NTP 339.059

Testigos de Concreto Endurecido
Para evaluar la resistencia del concreto en una estructura, en
especial cuando la resistencia de los cilindros normalizados,
modelados al pie de obra es baja, se recomienda extraer
probetas también llamadas corazones o testigos del concreto
endurecido.
Este procedimiento puede emplearse en diferentes casos, por
ejemplo, cuando a ocurrido anomalías en el desarrollo de la
construcción, fallas de curado, aplicación temprana de cargas,
incendio, estructuras antiguas, o no se cuenta con registros de
resistencia, etc.

Los testigos cilíndricos para ensayos de compresión se extraen
con un equipo sonda provisto de brocas diamantadas, cuando
el concreto ha adquirido suficiente resistencia para que
durante el corte no se pierda la adherencia entre el agregado
y la pasta. En todos los casos, el concreto deberá tener por lo
menos 14 días de colocado.

En los casos que los especimenes tengan una relación entre
longitud y diámetro, menor de 2, se deberán ajustar los resultados
del ensayo de compresión, para corregir el efecto de “sunchado”
que se produce en el proceso de aplicación de las cargas.
Longitud
/diámetro
ASTM BSI
2.00 1.00 1.00
1.75 0.98 0.98
1.50 0.96 0.96
1.25 0.93 0.94
1.00 0.87 0.92

Los núcleos deben ser extraídos, la humedad debe preservarse
colocando los núcleos dentro de recipientes o bolsas
herméticas, deben ser transportados al laboratorio. Los núcleos
deben ser ensayados no antes de 48 horas y no más tarde de
los 7 días de extraídos.

El concreto de la zona representada por los núcleos se
considera estructuralmente adecuado si el promedio de tres
núcleos es por lo menos igual al 85 por ciento de f’c. cuando los
núcleos den valores erráticos, se debe permitir extraer núcleos
adicionales de la misma zona.

Debe observarse que los ensayos de núcleos que tengan un
promedio del 85 por ciento de la resistencia especifica son
realistas. Los ensayos de núcleos den resistencias iguales a f’c ya
que las diferencias en el tamaño de las probetas, las condiciones
para obtener las muestras y los procedimientos de curado no
permiten que se obtengan valores iguales.

No se deben usar corazones (testigos, núcleos) y cilindros con
altura menor que 95% del diámetro, antes o después del cabeceo
(refrentado). Si es posible, el uso de corazón con diámetro mínimo
de 95 mm cuando la relación entre longitud y diámetro (L/D) es
mayor que uno.
En superficies horizontales los testigos se deben retirar
verticalmente. No deben cortarse cerca de las juntas formadas, ni
de los bordes. En caras verticales o inclinadas, los corazones se
deben extraer perpendicularmente a la posición central del
elemento del concreto.

Un “pachometro” o un medidor de recubrimiento (aparato
electromagnético) o un localizador magnético topográfico pueden
utilizarse para localizar el acero del refuerzo.
Los aparatos de extracción diamantados pueden cortar a través
del acero del refuerzo, pero debe evitar para el ensayo de
resistencia a compresión.

La inmersión en agua de los especímenes por 48 horas antes
del ensayo da resultados mas bajos que el secado al aire
previo por 7 días. Las resistencias medidas variaron hasta
25% dependiendo del tiempo y del tipo de curado.
Se deben ensayar los corazones extraídos de las estructuras en
la condición humedad o en la condición mas cerca posible de
las condiciones del concreto in situ.

Evaluación de Resultados
De acuerdo al Reglamento del ACI, el concreto de la
zona representada por las pruebas de corazones, se
considera estructuralmente adecuada si el promedio
de los tres corazones es por lo menos igual al 85% de
la resistencia especificada (f´c) y ningún corazón
tiene una resistencia menor del 75% de la resistencia
especificada (f´c).
A fin de comprobar la precisión de las pruebas, se
pueden volver a probar zonas representativas de
resistencias erráticas de los corazones.

DETERMINACIÓN DE LADETERMINACIÓN DE LA
RESISTENCIARESISTENCIA
ENSAYOS NO DESTRUCTIVOSENSAYOS NO DESTRUCTIVOS

Métodos de Ensayos No Destructivos

Los ensayos no destructivos (END) se pueden usar para evaluar
la resistencia relativa y otras propiedades del concreto
endurecido. Los más utilizados son el esclerómetro, las pruebas
de penetración y de arranque

Cada método tiene limitaciones y se debe tener cuidado en
aceptar los resultados de las pruebas no destructivas como si
tuvieran una correlación constante con el ensayo tradicional de
compresión, por ejemplo, se deben establecer correlaciones
empíricas

Un programa END se puede realizar para una variedad de
propósitos, con relación a resistencia o la condición del
concreto endurecido, incluyéndose:

 Determinación de la resistencia in situ.
 Control de la tasa de desarrollo de la resistencia del
Concreto.
 Localización de heterogeneidades, tales como vacíos  o
     agujeros en el concreto.
 Determinación de la resistencia relativa de elementos
     comparables.

 Evaluación del agrietamiento (fisuración) del
concreto y de la delaminación.
 Evaluación del daño por fuerzas mecánicas o químicas.
 Localización, tamaño y actividad corrosiva del acero de
refuerzo.
 Dimensiones de los elementos.
Independientemente del tipo de END utilizado, son necesarias
correlaciones fiables de los datos con la resistencia a compresión
a los 28 días, para evaluar la precisión del método no destructivo.

ENSAYOS CON ESCLERÓMETRO
NTP 339.181

El esclerómetro o martillo de rebote de Schmidt es
esencialmente un medidor de dureza de la superficie que
proporciona un medio rápido y sencillo para verificar la
uniformidad del concreto. Mide el rebote de un émbolo
cargado con un resorte después de golpear una superficie lisa
de concreto. La lectura del número del rebote da una
indicación de la resistencia y de la dureza del concreto.

El esclerómetro da una buena indicación de la
resistencia a compresión del concreto.

Martillo de Rebote

Ejemplo de un gráfico de calibración del esclerómetro

Los resultados del ensayo del martillo de Schmidt, se afectan por
la rugosidad de la superficie, tamaño, forma y rigidez del
espécimen, la edad y las condiciones de humedad del concreto,
el tipo del agregado grueso y el grado de carbonatación de la
superficie del concreto. Cuando se reconocen estas limitaciones
y el esclerómetro está calibrado para los materiales usados en el
concreto, a través de la comparación con corazones o
especímenes colados, entonces este aparato puede ser útil para
la determinación de la resistencia a compresión relativa y de la
uniformidad del concreto de la estructura.

Relaciones características entre la resistencia a compresión y el
número de rebotes con el martillo horizontal y vertical en una
superficie seca y húmeda de concreto

Factores que inciden en la prueba
Además de los factores intrínsecos, los resultados de los ensayos
reciben la influencia de los siguientes parámetros:
- Textura superficial del concreto.
- Medida, forma y rigidez del elemento constructivo.
- Edad del concreto.
- Condiciones de humedad interna.
- Tipo de agregado.
- Tipo de cemento.
- Tipo de encofrado.
- Grado de carbonatación de la superficie.
- Acabado.
- Temperatura superficial del concreto y la temperatura del
instrumento.

ENSAYO DE PENETRACION
SONDA WINDSOR

Ensayos de Penetración. La sonda de Windsor (ASTM C 803).
Es básicamente un medidor de dureza que proporciona un
medio rápido para determinar la resistencia relativa del
concreto. El aparato consiste en una pistola activada por
pólvora que clava una sonda de aleación dentro del concreto.
Se mide la longitud expuesta de la sonda y se la relaciona con
una tabla de calibración para obtenerse la resistencia a
compresión del concreto.
Los resultados de la prueba de la sonda de Windsor se
influencian por la rugosidad de la superficie y la dureza y el tipo
del agregado usado.

ENSAYOS DE ARRANQUE
PULLOUT TEST

Ensayos de Arranque (Pullout)
Una prueba de arranque de una vara de acero con la
extremidad aumentada dentro del concreto que será ensayado
y entonces se mide la fuerza necesaria para arrancarla. El
ensayo mide directamente la resistencia a cortante (corte) del
concreto.
Esta se correlaciona con la resistencia a compresión,
proporcionando la medición de la resistencia a compresión del
concreto en la estructura.

Si se confirma la posibilidad que el concreto sea de baja
resistencia, deben efectuarse ensayos de núcleos extraídos
de la zona en cuestión. En esos casos deben tomarse tres
núcleos por cada resultado del ensayo de resistencia.

Representación diagramática de la
prueba de extracción

EVALUACIÓN DE LAS RESISTENCIASEVALUACIÓN DE LAS RESISTENCIAS
POR PRUEBAS DE CARGAPOR PRUEBAS DE CARGA
E O60 Concreto ArmadoE O60 Concreto Armado
Reglamento Nacional de EdificaciónReglamento Nacional de Edificación

La Norma Concreto Armado: E-O60 del Reglamento
Nacional de Edificaciones, establece en su parte 6
referente a la Evaluación de Estructuras, el
procedimiento para efectuar ensayos de carga en las
edificaciones.
La norma señala que la prueba de carga es indicada
cuando existen dudas razonables respecto de la
seguridad de las estructuras, de alguno de sus
elementos si se necesita información para fijar los
límites de capacidad de carga.

Las pruebas de cargas sobre estructuras terminadas se
realizan también por las siguientes condiciones:
 Exigencia de las especificaciones
 Verificar la capacidad portante
 Establecer la reserva de carga de servicio
 Cambio de uso de la estructura
 Estructuras sometidas a sobrecargas inhabituales,
como fuego o explosión
 Estructuras defectuosas, por su concepción,
 Deficiencias del material o mano de obra
 Estructuras de forma o concepción especial

En las prescripciones generales se establece que:
Las pruebas de carga se recomiendan en elementos sujetos
a flexión, vigas y losas. Otros elementos, como columnas y
muros, son difíciles de cargar e interpretar los resultados.
Previamente a la ejecución de la prueba de carga es
necesario identificar los componentes críticos por medio del
análisis, investigando especialmente la existencia al corte de
los elementos estructurales cuestionados.
En los casos que se pruebe únicamente una parte de la
estructura, esta deberá cargarse de manera que se pueda
evaluar adecuadamente la zona que se sospeche débil.

Edad para la prueba
La prueba de carga deberá realizarse cuando la
parte de la estructura que se someterá a ensayo
tenga por lo menos 56 días de edad. La prueba
puede efectuarse a una menor edad, cuando el
propietario de la estructura, el contratista y todas
las partes involucradas estén de acuerdo.

Carga de prueba
La parte de la estructura seleccionada para
aplicar la carga, debe recibir una carga total que
incluya las cargas muertas (CM) que ya están
actuando, equivalente a 0,8 (1.5 CM - 1.8 CV). La
determinación de la carga viva (CV) deberá incluir
la reducción permitida por la Norma de Cargas E
020.
La carga de la prueba debe aplicarse con un
mínimo de cuatro incrementos aproximadamente
iguales, sin ocasionar impacto a la estructura. Las
cargas deben disponerse de manera tal que no se
produzca el efecto de arco.Ing. carlos Barzola G.

En todos los casos la carga debe ubicarse por
separado, sobre cada superficie unitaria y a una
distancia que permita la libre circulación del personal.
Es recomendable utilizar recipientes cargados con
agua, considerando los medios para medir el nivel.
Otro procedimiento es cargar con plataformas
conteniendo pesos que sean múltiplos de la carga
prevista, utilizando unidades de albañilería, sacos de
cemento o arena.
Las plataformas deberán ser calzadas mediante cuñas,
para evitar riesgos y facilitar la descarga.

De la aplicación de la carga muerta
Cuarenta y ocho horas antes de aplicar la carga de
prueba se debe aplicar una carga que simule el
efecto de aquella porción de las cargas muertas que
aún no están actuando, debiendo permanecer
aplicadas hasta que la prueba haya concluido.

Medida de las deformaciones
Después de transcurrir 24 horas de la aplicación
de la carga de prueba, se tomarán lecturas de la
deflexión inicial.
La carga de prueba debe retirarse
inmediatamente después de tomadas las lecturas
de la deflexión inicial. Las lecturas de la deflexión
final se tomarán 24 horas después de haberse
retirado la carga de prueba.

De los instrumentos de medida
Para efectuar la medición de las deformaciones se
recomienda utilizar deformómetros acústicos, de
cuerda vibrante o deflectómetros mecánicos, que
amplifiquen las deformaciones y que en algunos
modelos están provistos de un mecanismo de
relojería para registrar las deflexiones.

La carga de ensayo debe aplicarse en no menos
de cuatro incrementos aproximadamente iguales.
La carga uniforme de ensayo debe aplicarse de
manera que se asegure su distribución uniforme a
la estructura o parte de la estructura que está
siendo ensayada. Debe evitarse el efecto arco en
la carga aplicada.
Debe realizarse un conjunto de mediciones de la
respuesta después de que se coloca cada
incremento de carga, y después de que se ha
colocado el total de la carga sobre la estructura
por lo menos 24 horas.

Debe removerse toda la carga de prueba inmediatamente
después que se ha realizado todas las mediciones de las
respuestas definidas en el párrafo anterior.
Debe realizarse un conjunto final de mediciones e la respuesta
24 horas después que se ha removido la carga de prueba.
La porción de la estructura ensayada no debe mostrar
evidencias de falla.

La carga total de ensayo (incluyendo la carga ya presente) no
debe ser menor que el mayor entre (a), (b) y (c):
a)1.15D + 1.5L + 0.4 (L, ó S ó R)
b)1.15D + 0.9L + 1.5 (L, ó S ó R)
c)1.3D
Se puede reducir el factor de carga en la carga viva L en 0.45,
excepto en estacionamientos, áreas ocupadas como lugares
para reuniones públicas y todas las áreas donde L sea mayor de
4.8 KN/m2
.
Una prueba de carga no debe realizarse hasta que la porción de
la estructura que se someterá a la carga tenga al menos 56 días.

Las deflexiones máximas medidas deben satisfacer una de
las siguientes condiciones:
∆1 ≤ l 2
t
20000 h (20-1)
∆r ≤ ∆1
4
(20-2)
Si la máxima medida y las deflexiones residuales, ∆1 y ∆r, no
satisfacen las ecuaciones (20-1) ó (20-2), se puede repetir la
prueba de carga.

La repetición de la prueba no debe realizarse antes de 72 horas
desde la remoción de la carga correspondiente a la primera prueba.
La porción de la estructura ensayada en la repetición de la prueba
debe considerarse aceptable si la recuperación de la deflexión ∆r
satisface la condición:
∆r ≤ ∆2
5 (20-3)
Donde ∆2 es la deflexión máxima medida durante la segunda
prueba, relativa a la posición de la estructura al iniciar la segunda
prueba.
Los elementos estructurales ensayados no deben tener fisuras que
indiquen la inminencia de una falla por cortante.

GRACIASGRACIAS

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