control calidad hormigon ii

8/12/2019 Control Calidad Hormigon II

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NOTAS TCNICAS

CONTROL PORRESISTENCIA

PARTE II

CONTROLDE CALIDADEN ELHORMIGN

INSTITUTO ECUATORIANO DEL

CEMENTO Y DEL CONCRETO


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INSTITUTO ECUATORIANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO - INECYC Primera Edicin: 2009

Fuente: Nota Tcnica escrita por el Ing. Jos A. Camposano L. Socio Adherente del Instituto Ecuatoriano del Cemento y del Concreto

Coordinacin: INECYC

Portada e Impresin: Imprenta NOCIN - Quito

INECYC entrega la serie Notas Tcnicas, con el objeto de difundir la tecnologa y el uso eficiente delcemento y hormign. Ni los autores ni el Instituto, se hacen responsables por cualquier error, omisin odao por el uso de esta informacin. Estos documentos no intentan suplir normas tcnicas, prcticasconstructivas ni los conocimientos y criterios de los profesionales responsables de la construccin de lasobras.

ISBN: 978-9978-390-02-3

INSTITUTO ECUATORIANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO - INECYCAvenida de los Shyris N 39 30 y el TelgrafoTelfono (593 2) 246 75 11Fax (593 2) 245 75 08Quito - Ecuadorwww.inecyc.org.ec


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C O N T R O L D E C A L I D A D E N E L H O R M I G N 1

INSTITUTO ECUATORIANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO

CONTROL POR RESISTENCIAA LA COMPRESIN:

Requisitos de aceptabilidad establecidos por elACI 318.-Se indic en la Parte I de esta Nota Tcnica,que para que un hormign, cuyo control de calidad seefecta en funcin de registros de su resistencia a lacompresin, se considere satisfactorio, deber cum-plir con los dos requisitos siguientes:

a) Cada promedio aritmtico de tres ensayos deresistencia consecutivos (media mvil) debe

ser igual o superior a fc.

b) Ningn resultado individual del ensayo de re-sistencia (promedio de dos cilindros) puede sermenor que fcpor ms de 3,5 MPa cuando fces igual o menor que 35 MPa; o por ms de0,10 fccuando fces mayor que 35 MPa.

En el Anexo 1, se presenta un ejemplo de evaluacinde resistencias a compresin y diagramas de controlde un suministro de hormign.

Cuando no se cumpla con cualquiera de los dos re-quisitos anteriores deben tomarse las medidas nece-sarias para incrementar el promedio de los resultadosde los ensayos de resistencia posteriores. Cuando nose cumplan los requisitos de la condicin b) deberrealizarse una investigacin de los resultados de en-sayos con baja resistencia. Esta investigacin se de-talla ms adelante.

Tal como se estableci al final de la Parte I, al dosificar

la mezcla del hormign, debe hacrselo para una re-sistencia mayor que la especificada para una obra, afin de asegurar el cumplimiento de los requisitos deaceptabilidad del ACI 318. Esa Resistencia Reque-rida(fcr) se calcula con la siguiente ecuacin:

fcr = fc + pS

en la que pes el factor de probabilidad y S la desvia-cin estndar.

El factor de probabilidad pusualmente utilizado y re-comendado por el ACI para hormign estructural es2,33 el que, permite que nicamente el 1% de los en-sayos arrojen resistencias menores a la especificada.Sin embargo, cuando la resistencia del hormign dela obra no sea de importancia, las especificacionespueden permitir utilizar un factor p menor. En cambio,cuando la seguridad y tipo de obra exijan que la pro-babilidad de ensayos por debajo de la resistencia es-pecificada sea menor que el 1% el factor p tendr unvalor mayor. Los valores de p y los correspondiente

porcentaje de ensayos ms bajos que la resistenciaespecificada se indican en la tabla N 6 (Parte I deesta Nota Tcnica).

Los clculos de las ecuaciones que permiten deter-minar el fcr con estas consideraciones se desarro-llarn de acuerdo al procedimiento explicado msadelante.

CONTROL DE CALIDAD

EN EL HORMIGNCONTROL POR RESISTENCIA

PARTE II


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C O N T R O L D E C A L I D A D E N E L H O R M I G N2

Si la desviacin estndar se ha calculado disponiendode al menos treinta ensayos de resistencia, el ACI dalas siguientes ecuaciones para determinar la resis-tencia especificada:

fcr = fc + 1,34 S (5-1)

fcr = fc + 2,33 S 3,5 (5-2) fcr = 0,90 fc + 2,33 S (5-3)

Todos los valores se expresan en MPa.

Si fces igual o menor que 35 MPa, debe usarse elmayor de los valores obtenidos con las ecuaciones(5-1) y (5-2). Si fces mayor que 35 MPa, debe usarseel mayor de los valores obtenidos con las ecuaciones(5-1) y (5-3).

Figura 1.

Incremento de Resistencia Promedio Requerida (fcr) enfuncion de la Desviacin Estndar para fc igual o menorque 35 MPa

Figura 2.Incremento de Resistencia Promedio Requerida (fcr)en funcion de la Desviacin Estndar cuando

fc es mayor que 35 MPa

Estos grficos representan los incrementos necesa-rios, en MPa, sobre los valores de fc para determinarla resistencia requerida: en la figura 1. para hormi-gones de 35 MPa o menores y en la figura 2. parahormigones de ms de 35 MPa. Para el caso de hor-migones de ms de 35 MPa, puede apreciarse que

para desviaciones estndar de hasta 3,5 prevalece laecuacin (5-1), mientras que para desviaciones es-tndar mayores, predominan los valores obtenidoscon la ecuacin (5-3), los cuales a medida que au-menta fc van disminuyendo y se aproximan a los dela ecuacin (5-1). En el grfico constan incrementosde resistencia para hormigones de hasta 55 MPa.

Para hormigones de ms de 70 MPa, cuyo uso esrelativamente reciente, se estn haciendo muchosestudios sobre los procedimientos a seguir en su

dosificacin, para garantizar el cumplimiento de lasresistencias especificadas dentro de las toleranciaspermitidas.

Los valores de la desviacin estndar S se calculanpara un nmero de ensayos igual o mayor a treinta.Cuando no se dispone de ese nmero de ensayos, losvalores calculados para la desviacin estndar debenmodificarse de acuerdo con la tabla 5.3.1.2 del ACI318.

Tabla ACI 5.3.1.2

Si no hay datos disponibles para la Desviacin Estndardebe usarse la Tabla 5.3.2.2.

Desviacin Estndar S (MPa)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0 1 2 3 4 5 6

Incrementossobrefc(MPa)

Ecuacin (5-1) Ecuacin (5-2)

Desviacin Estndar S (MPa)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0 1 2 3 4 5 6

Incrementoss

obrefc(MPa)

fc = 35 MPaEcuacin (5-1) fc = 40 MPa

fc = 50 MPafc = 45 MPa fc = 55 MPa

FACTOR DE MODIFICACIN PARA LA DESVIACINESTNDAR DE LA MUESTRA CUANDO SE DISPONEMENOS DE 30 ENSAYOS

Nmero de Ensayos*Factor para modificar ladesviacin estndar de

la muestra

Menores de 15

15

20

25

30 o ms

Emplee la tabla 5.3.2.2

1,16

1,08

1,03

1,00

* Interpolar para un nmero intermedio de ensayos


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Tabla ACI 5.3.2.2

Cabe mencionar que las ecuaciones (5-1), (5-2) y(5-3) consideran la probabilidad de que solo el 1% delos ensayos arrojen resistencias menores que las esta-blecidas en a) y b) de los requisitos de aceptabilidaddel ACI 318, de all que el factor de probabilidad sea

de 2,33 (ecuacin 5-2). La determinacin del otrofactor (ecuacin 5-1) p= 1,34, obedece al razona-miento siguiente:

Las ecuaciones con valores en MPafcr = fc + 1,34 S (5-1)fcr = fc + 2,33 S 3,5 (5-2)fcr = 0,90 fc + 2,33 S (5-3)

pueden generalizarse en la forma siguiente:fcr = fc + zkS / (n0,5) (6-1)

fcr = fc + zkS 3,5 (6-2)fcr = 0,90 fc + zkS (6-3)

en las que:z = factor de probabilidad segn el porcentaje de

pruebas por debajo del fcque se acepte.z = 2,33 para 1%.

k = factor de modificacin de S cuando el n-mero de ensayos es menor que 30. VerTabla5.3.1.2del ACI 318.

n = nmero de ensayos para calcular el factorde probabilidad segn la media mvil (ver re-quisito a) del ACI 318 para aceptabilidad delhormign). Se toma para 3 ensayos conse-cutivos segn el propio ACI 318 y el CdigoEcuatoriano de la Construccin.

p = z / (n0,5) p = 2,33 / (3 0,5) = 1,34

1,34 es el factor de S que figura en la ecuacin (5-1).

Con las ecuaciones generalizadas (6-1), (6-2) y (6-3)es posible calcular los valores de la resistencia pro-

medio requerida (fcr) para diferentes porcentajesde ensayos que se permitan por debajo de la resis-tencia especificada (fc) y para el nmero de ensayosconsecutivos a tomarse para la media mvil. Podranconsiderarse valores diferentes a los usados para lasecuaciones (5-1) a (5-3) segn las caractersticas deseguridad requeridas para cada obra.A manera de ejemplo y en el caso de una obra en laque las condiciones de trabajo del hormign seanmenos severas que las normales, podra aceptarse

que el 2% de los resultados de ensayos caigan pordebajo de fc y que la media mvil se realice paracuatro ensayos consecutivos en lugar de tres, el valorde zpara la ecuacin (6-2) ser de 2,16(interpolandopara 2% en la Tabla N 6 de Factores de Probabilidad,Parte I) en lugar de 2,33 usado para 1%.

Para la ecuacin (6-1) el factor de probabilidad pser2,16 / (4 0,5) = 1,08 en lugar de 1,34; con esto,para un hormign de fc = 20 MPa con una desvia-cin estndar de 4, el valor de fcr ser de:

20 + 1,08 x 4 = 24,32 MPa con la ecuacin (6-1) y 20 + 2,16 x 4 3,5 = 25,14 MPa con la ecuacin (6-2).El hormign deber dosificarse para una resistenciarequerida de 25,14 MPa.

Por el contrario, si las condiciones de seguridad y tra-bajo del hormign para una obra determinada sonms exigentes y por tanto se desea que la probabi-lidad de ensayos con resistencias ms bajas que laespecificada sea menor que el 1%, el factor p deberser mayor que 2,33, de acuerdo a la tabla N 6 deFactores de Probabilidad (Parte I), las ecuaciones para

fcr se determinan de la misma forma arriba indicada.

La disposicin de utilizar el factor de probabilidad pdiferente a 2,33, que permite que el porcentaje de en-sayos bajos diferentes del 1%, debe estar expresa yclaramente establecida en las especificacionesde la obra.

Resistencia especificadaMPa

Resistencia requeridaMPa

fc < 21

21 fc 35

fc > 35

fcr = fc + 7,0

fcr = fc + 8,3

fcr = 1,1fc + 5,0

RESISTENCIA PROMEDIO A LA COMPRENSI NREQUERIDA CUANDO NO HAY DATOS DISPONIBLESPARA ESTABLECER UNA DESVIACIN ESTNDAR DELA MUESTRA


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No debe olvidarse que, en cualquier caso, de no dis-ponerse de por lo menos 30 ensayos de control deresistencia, deben aplicarse los factores de modifica-cin para la desviacin estndar, consignados en laTabla 5.3.1.2 del ACI 318.

Investigacin de resultados de ensayos conbajas resistencias.- Si cualquier ensayo de resis-tencia de cilindros curados en el laboratorio en con-diciones normalizadas, es menor que fcpor ms delos valores dados en el requisito de aceptabilidad b), osi los ensayos de cilindros curados en la obra indicandeficiencia de proteccin y de curado deben tomarsemedidas para asegurar que no se pone en peligro lacapacidad de carga de la estructura.

Es conveniente aclarar que la investigacin de re-

sultados bajos puede darse por deficiencia en laproteccin y curado del hormign en obra. Esto sedetermina cuando se moldea cilindros adicionales,al mismo tiempo y utilizando la misma muestra delos cilindros que van al laboratorio (para aceptacindel hormign). Estos cilindros deben curarse en lasmismas condiciones que el hormign de la obra.

Si la resistencia de los cilindros curados en obra esmenor que el 85% de la resistencia que arrojan loscilindros compaeros curados en laboratorio, deben

mejorarse los procedimientos para proteger y curar elhormign en la obra.

Si los resultados de resistencia de los cilindros curadosen laboratorio y/o de los cilindros curados en obra, in-dicaren que el hormign es de dudosa resistencia, sedebe proceder como se indica a continuacin:

Si se confirma, luego de agotar todos los procedi-mientos no destructivos de control actualmenteaceptados (ACI 228.1R y ACI 228.2R), que el hor-mign es de dudosa resistencia y los clculos indi-

caren que la capacidad de resistencia de la estruc-tura se habra disminuido significativamente, debernobtenerse de los sectores en duda, ncleos caladosde acuerdo con la norma ASTM C-42. En este casodebern obtenerse tresgrupos de ncleos por cadaresultado de resistencia que est por debajo del requi-sito b). Estos ncleos debern ensayarse de acuerdocon la norma ASTM C-39/C-39M (INEN 1.573).

Los ncleos deben taladrarse perpendicularmentea la superficie y no cerca de las juntas o bordes dehormigonado. Debe anotarse el ngulo aproximadoentre el eje longitudinal del ncleo extrado y el planohorizontal del hormign como fue colocado.

El dimetro de los ncleos extrados para determinarla resistencia a la compresin no debe ser menor de94 mm ni de tres veces el tamao mximo nominaldel rido grueso. Su longitud debe ser el doble quesu dimetro; si sta es mayor debe ser reducida me-diante aserrado o cepillado en forma tal que la rela-cin entre la longitud del ncleo refrentado y su di-metro, se encuentre entre 1,8 y 2,2 .

Tan pronto como un ncleo ha sido extrado, debesecarse de su superficie el agua del taladrado y dejar

que el resto de humedad se evapore. Cuando la su-perficie parezca seca, pero no antes de una hora des-pus de la extraccin, deben colocarse los ncleosseparadamente en bolsas de plstico o en recipientesno absorbentes, sellndolos para evitar la prdidade humedad. Deben mantenerse a temperaturaambiente evitando la exposicin a los rayos solares,transportndolos cuidadosamente lo antes posible, allaboratorio en el que deben ensayarse.

Si un ncleo debe ser cortado para obtener la lon-

gitud requerida, esta operacin debe ser realizada loantes posible despus de su extraccin. Las demsoperaciones de secado, conservacin y transporteantes mencionadas deben aplicarse.

Los ncleos deben permanecer en las bolsas pls-ticas o recipientes no absorbentes durante no menosde cinco das, y slo sern sacados durante un tiempomximo de dos horas antes del ensayo.

El hormign de la zona representada por los ncleosse considera estructuralmente adecuado si el pro-

medio de tres ncleos es por lo menos igual al 85%de fc y ningn ncleo tiene una resistencia menordel 75% de fc. Cuando los resultados sean errticos,se pueden extraer ncleos adicionales de la mismazona.

Si los criterios del prrafo anterior no se cumplen y sila seguridad estructural permanece en duda, pueden


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ordenarse pruebas de carga, de acuerdo con lasnormas vigentes para el efecto, en las partes dudosasde la estructura.

CONTROL POR RESISTENCIA A LATRACCIN:

La utilizacin del hormign en estructuras en las que,como el caso de algunos pavimentos sin armadura,

debe trabajar soportando los esfuerzos de traccin,demanda la utilizacin de procedimientos de controlde calidad mejor orientados hacia el comportamientode los hormigones frente a estos esfuerzos de trac-cin.

Ha existido la creencia no fundamentada de que elprocedimiento recomendado por el Comit 214 del

ACI, es solo aplicable para el control de la resistenciaa la compresin del hormign.

El mismo Comit ACI 214 aclara, en su Reporte pu-blicado en el 2007, que los conceptos estadsticosaplicados para los ensayos de resistencia a la com-presin, son tambin aplicables para el anlisis de losresultados de otros ensayos del hormign, incluyendola resistencia a la flexin, asentamiento, contenido deaire y densidad.

Por consiguiente, el procedimiento estadstico del ACI214 puede y debe ser aplicado en todo lo relacio-nado con el control de esfuerzos de traccin enel hormign.

El numeral 3.5 del ACI 325.9R-03 Gua para la Cons-truccin de Pavimentos de Hormign y Bases, esta-blece un criterio para la aceptacin de hormigones

PROCEDIMIENTOS NO DESTRUCTIVOS DE CONTROL MS UTILIZADOS

Esclerometra ASTM C 805

Penetracin (Sonda de Windsor) ASTM C 803

Velocidad de Pulso Ultrasnico ASTM C 597

Arranque ASTM C 900


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trabajando a traccin. Este criterio es equivalente aldel ACI 318 y al del Cdigo Ecuatoriano de la Cons-truccin para el caso de la aceptacin de hormigonestrabajando a compresin.

El mencionado numeral 3.5 seala que el hormign

debe considerarse adecuado, cuando el promediode cualquier grupo de tres ensayos consecutivosiguala o excede a la Resistencia Especificada(MR), y ningn ensayo individual cae ms de0,5 MPa por debajo de dicha resistencia (MR).

En el Manual del ACI para la Prctica del Hormigncorrespondiente al ao 2004, se suprimi el ReporteACI 325.9R, acogiendo la posicin de la AsociacinAmericana de Pavimentos de Concreto (ACPA) queconsideraba que las pruebas de resistencia para

aceptacin del hormign para pavimentos debanbasarse en ensayos de compresin, y que deberanhacerse todos los esfuerzos para cambiar las espe-cificaciones hacia ese fin. Consideraba adems que,de usarse ensayos de compresin para la aceptacindel hormign, la correlacin con los parmetros delas resistencias de diseo deberan hacerse a travsde organismos con experiencia (correlacin genrica)o, con mayor precisin, mediante la correlacin espe-cfica con la mezcla de hormign utilizada.

Al respecto el ACI seala que, si bien la tendencia re-comendada por la ACPA es la de utilizar los ensayosde compresin para aceptacin del hormign, encaso de requerirse evaluar la resistencia utilizando di-rectamente ensayos de traccin, deben usarse los re-quisitos de aceptacin del ACI 325.9R. Por otra parteseala que el ACI 325.12R-02 Gua para el Diseode Pavimentos de Hormign con Juntas para Callesy Caminos Locales proporciona recomendacionessobre la forma de estimar la correlacin entre los en-sayos de resistencia a la traccin por flexin y los en-sayos de resistencia a la compresin.

Aplicacin del procedimiento estadstico del ACI214 para el control de los esfuerzos de traccinen el hormign:

Los requisitos de aceptabilidad del hormign traba-jando a traccin establecen, segn el ACI 325.9R y

segn la norma INEN 1855-1:2001, que:

a) El promedio de todos los conjuntos de tresensayos consecutivos de resistencia (mediamvil) debe ser igual o superior al Mdulo deRotura (MR) especificado.

b) Ningn resultado individual del ensayo de re-sistencia puede estar 0,5 MPa por debajo delMdulo de Rotura especificado.

Tal como ocurre con el control por resistencia a lacompresin, al dosificar la mezcla del hormign, debehacrselo para una resistencia mayor que la especifi-cada para una obra, a fin de asegurar el cumplimientode los requisitos de aceptabilidad del ACI 325.9R yde la NTE INEN 1855-1. Esa Resistencia Requerida(MRr) se calcula con la siguiente ecuacin:

MRr = MR + pS

en la que pes el factor de probabilidad y S la desvia-

cin estndar.

Si la desviacin estndar se ha calculado disponiendode por lo menos treinta ensayos de resistencia y apli-cando el procedimiento estadstico del ACI 214, lasecuaciones para determinar la resistencia requeridapueden escribirse as:

El valor de MRr que se utilice para el diseo ser elmayor que se obtenga con las siguientes ecuaciones

MRr = MR + 1,34 S (7-1)

MRr = MR + 2,33 S - 0,5 (7-2)

Todos los valores se expresan en MPaCabe mencionar que las ecuaciones (7-1) y (7-2)consideran la probabilidad de que solo el 1% de losensayos arrojen resistencias menores que las esta-blecidas en a) y b) de los requisitos de aceptabilidad


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mencionados, de all que el factor de probabilidad seade 2,33 en la ecuacin (7-2). Ver Tabla N 6 de laParte I -

Estas ecuaciones pueden expresarse en la siguienteforma generalizada:

valores en MPa

MRr = MR + zkS / (n0,5) (8-1)MRr = MR + zkS 0,5 (8-2)

en las que:z = factor de probabilidad segn el porcen-

taje de pruebas por debajo del MRque seacepte. z = 2,33 para 1%.

k = factor de modificacin de S cuando el n-mero de ensayos es menor que 30. VerTabla 5.3.1.2 del ACI 318.

n = nmero de ensayos para calcular el factorde probabilidad segn la media mvil verrequisito a). Se toma para 3ensayos conse-cutivos segn las mencionadas normas.

p = z / (n0,5)

p = 2,33 / (3

0,5

) = 1,34

1,34 es el factor de Sque figura en la ecuacin(7-1).

Con las ecuaciones generalizadas (8-1) y (8-2) es po-sible calcular los valores de la resistencia promedio re-querida (MRr) para diferentes porcentajes de ensayosque se permitan por debajo de la resistencia especifi-cada (MR) y para el nmero de ensayos consecutivosa tomarse para la media mvil. Podran considerarsevalores diferentes a los usados para las ecuaciones

(7-1) y (7-2) segn las caractersticas de seguridadrequeridas para cada obra.

No debe olvidarse que, de no disponerse de por lomenos 30 ensayos de control de resistencia, debenaplicarse los factores de modificacin para la desvia-cin estndar, consignados en la Tabla 5.3.1.2 del ACI318.

Con las ecuaciones (7-1 ) y (7-2) y la Tabla 5.3.1.2del ACI 318 se calcul la Tabla 7 (6 en la normaINEN 1855- 1) (Resistencia Promedio Reque-rida a Traccin por Flexin (MRr)adoptada por laComisin Tcnica que redact la norma INEN 1855-1:2001 actualmente en vigencia.

Tabla N 7

Tabla N 8

Incumplimiento de los requisitos de resistenciaa la traccin:

Si, a pesar de la utilizacin de la resistencia promediorequerida (MRr) en el diseo de la mezcla, se esta-blece, mediante muestras tomadas en la obra, algnincumplimiento de cualquiera de los dos requisitos,

debern adoptarse las medidas necesarias para incre-mentar el promedio de los resultados de los ensayosde resistencia subsiguientes.

Si no se satisface el requisito b) Ningn resultadoindividual del ensayo de resistencia puede estar 0,5MPa por debajo del Mdulo de Rotura especificado,debern tomarse medidas para asegurar que no se

Resistencia Promedio Requerida a Traccinpor Flexin (MRr)Cuando la Desviacin Estndar es Conocida

Nmerode

ensayos

15

20

30 o ms

0,46

0,43

0,40

0,63

0,58

0,54

0,78

0,72

0,67

1,04

0,97

0,90

1,31

1,22

1,13

0,30 0,40 0,50

Desviacin Estndar

0,60 0,70

La Resistencia Promedio Requerida (MRr) se obtiene sumndole al valor de

Resistencia Esfecificada (MR) el valor tomado de esta tabla, que corresponda al

nmero de ensayos y a la Desviacin Estndar.Para valores intermedios se debe interpolar.

Resistencia Promedio Requerida a Traccinpor Flexin (MRr)Cuando la Desviacin Estndar es Desconocida

Menor que 2,5 MPa

Entre 2,5 y 4,0 MPa

Mayor de 4,0 MPa

MR + 0,92 MPa

MR + 1,11 MPa

MR + 1,31 MPa

Resistencia Especfica (MR) Resistencia Promedio Requerida (MRr)


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pone en peligro la capacidad de resistencia de la es-tructura construida con ese hormign.

Investigacin de resultados de ensayos con

bajas resistencias

Si se confirma, luego de agotar todos los procedi-mientos no destructivos de control actualmenteaceptados, que el hormign es de dudosa resis-tencia y los clculos indicaren que la capacidad deresistencia de la estructura se habra reducido signi-ficativamente, debern obtenerse de los sectores enduda, ncleos calados o vigas aserradas de acuerdocon la norma ASTM C-42. En este caso debern ob-tenerse tresgrupos de ncleos o de vigas aserradaspor cada resultado de resistencia que est por debajodel requisito b), Estos testigos debern ensayarse de

acuerdo con el siguiente procedimiento:

a) A traccin por flexin las vigas se ensayarnsegn las normas ASTM C 78 o C 293, mien-tras no exista la NTE INEN correspondiente.

b) A traccin por compresin diametral los n-cleos se ensayarn segn la norma ASTM C496 mientras no exista la NTE INEN corres-pondiente.

El hormign representado por las vigas aserradas opor los ncleos, se considerar estructuralmente ade-cuado cuando se cumpla, segn el caso, con una delas dos condiciones siguientes:

a) El promedio de las resistencias de las vigas en-sayadas en la forma antes indicada, resulte porlo menos igual al 85% del Mdulo de Roturaespecificado (MR) y ninguna viga tenga una re-sistencia menor que el 75% de dicho Mdulo.

b) El promedio de las resistencias de los ncleos

ensayados a traccin por compresin diame-tral, resulte por lo menos igual al 60% del M-dulo de Rotura especificado (MR) y ningn n-cleo tenga una resistencia menor que el 54%de dicho Mdulo.

Nota explicativa: La determinacin de los valores del60% y del 54% del punto b) no es otra cosa que la

equivalencia que tiene la resistencia a traccin obte-nida con el ensayo de traccin por compresin dia-metral referida al Mdulo de Rotura, calculada con unvalor promedio de MR/ft = 1,4. En otras palabrasel valor ft que corresponde al 60% obtenido por laprueba de traccin por compresin diametral, hu-

biere arrojado un valor de 85% si se ensaya en unaviga. De igual manera el valor de 54% en traccin porcompresin diametral es equivalente al de 75% si sehubiese ensayado una viga.

Obtencin de Vigas Aserradas

Caladora de Ncleos

Para cortar y extraer las vigas del tamao adecuadoas como para ajustar sus extremos, debe usarse unasierra con hoja de diamante o carburo de silceo capaz


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de efectuar los cortes con precisin, sin provocargolpes o calentamiento excesivo en el hormign.

Para obtener ncleos cilndricos debe usarse unacaladora adecuada cuya broca hueca tenga impreg-nados en su borde trocitos de diamante.

Cuando los resultados sean errticos, se pueden ex-traer ncleos o vigas adicionales de la misma zona.Es altamente recomendable que las partes involu-cradas en este anlisis reconozcan de antemano losresultados que, segn las normas, deben esperarsepara considerar la aceptabilidad o rechazo del hor-mign en una determinada obra.

A manera de ejemplo, si se obtienen vigas aserradas,

deber reconocerse la aceptabilidad de un hormignde resistencia especificada a la traccin por flexinMR=4,5 MPa, si el promedio de tres vigas ensayadasno es menor que:

4,5 x 0,85 = 3,83 MPa

y ningn resultado individual arroja un valor menorque:

4,5 x 0,75 = 3,38 MPa

Y en el caso de que, por dificultades para obtenervigas aserradas, sea necesario extraer ncleos paraensayarlos a traccin por compresin diametral, de-ber reconocerse la aceptabilidad de un hormign deresistencia especificada a la traccin por flexin MR= 4,5 MPa, si el promedio de tres ncleos ensayadosno es menor que:

4,5 x 0,60 = 2,70 MPa

y ningn ncleo individual arroja un valor menor que:

4,5 x 0,54 = 2,43 MPa

Estas cifras, por falta de una aplicacin correcta de lasnormas, podran conducir a un injustificado rechazodel hormign en vista de ser apreciablemente infe-riores que la resistencia especificada (en el caso delejemplo MR = 4,5 MPa). Sin embargo se justifican

plenamente como una consecuencia de los procesosde obtencin por aserrado de las vigas y por extrac-cin de los ncleos.

Gran cantidad de estudios y experiencias han rati-ficado la validez de estos valores, los mismos que,

segn algunos tratadistas de reconocido prestigio in-ternacional, pueden ser todava ms reducidos segnlas condiciones de obtencin de las muestras.

El Prof. Adam Neville, en su libro Properties of con-crete, recoge una serie de investigaciones en lasque se establece que los cilindros calados horizontal-mente arrojan valores del orden del 92 % de aquelloscalados verticalmente.

Todas estas variables, que inciden de manera impor-

tante en los resultados que pueden esperarse paraconsiderar la aceptabilidad de un hormign en fun-cin de pruebas destructivas (vigas aserradas y n-cleos) justifican plenamente la recomendacin sobrela conveniencia de agotar todas las pruebas no des-tructivas para comprobar la resistencia del hormign,antes de disponer la ejecucin de ensayos basadosen ncleos extrados o en vigas aserradas.

Por otra parte, si como consecuencia del procesode investigacin de resultados que estn por debajo

de los valores lmites, es indispensable recurrir a laextraccin de ncleos o al aserrado de vigas paraevaluar la resistencia a la traccin del hormign, esnecesario que la obtencin de estos testigos y susensayos, se ejecuten respetando los procedimientosrecomendados por las normas, como los que se men-cionan a continuacin.

Ncleos para determinar la resistencia a la trac-cin por compresin diametral.

Los ncleos deben taladrarse perpendicularmente

a la superficie y no cerca de las juntas o bordes deuna unidad de hormigonado. Debe anotarse el n-gulo aproximado entre el eje longitudinal del ncleoextrado y el plano horizontal del hormign como fuecolocado.

El dimetro de los ncleos extrados para determinarla resistencia a la traccin por compresin diametral


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no debe ser menor de 94 mm ni de tres veces el ta-mao mximo nominal del rido grueso. Su longituddebe ser el doble que su dimetro; si sta es mayordebe ser reducida mediante aserrado o cepillado enforma tal que la relacin entre la longitud del ncleoy su dimetro, se encuentre entre 1,9 y 2,1. Los ex-

tremos de estos ncleos no deben ser refrentados.

Las condiciones de tratamiento de los ncleos des-pus de su extraccin y durante el perodo previo a suensayo deben ser las mismas que para los ncleos ex-trados para ensayos de resistencia a la compresin.

Las lneas de contacto entre los ncleos y las superfi-cies de apoyo deben ser rectas y no tener resaltes nidepresiones mayores que 0,2 mm. De no ser as losncleos tienen que ser cepillados o refrentados lon-gitudinalmente para cumplir con esa condicin. Este

refrentado debe ser lo ms delgado posible usandoyeso de enlucir de alta resistencia o refrentado conazufre. El grfico adjunto muestra un aparato ade-cuado para realizar dicho refrentado.

Equipo para refrentado longitudinal

Rotura por traccin indirecta

El ensayo de los ncleos debe realizarse de confor-midad con la norma ASTM C 496.

Vigas aserradas para los ensayos de Resistenciaa la Traccin por Flexin:

Normalmente las vigas aserradas deben tener unaseccin transversal cuadrada de 150 x 150 mm yuna longitud 500 mm (450 mm entre apoyos delequipo para rotura por flexin), salvo que se especifi-quen otras dimensiones.

Debe ejecutarse el aserrado en forma tal que el hor-mign no sea afectado por golpes o calentamiento;las superficies aserradas deben ser suaves, planas yparalelas, no tener desniveles, bordes ni estras. Las

vigas aserradas deben manipularse con cuidado paraevitar que se desportillen o se fracturen.

El proceso de aserrado puede reducir en forma apre-ciable la resistencia a flexin de las vigas, por lo quedebe procurarse que, en lo posible, una de sus carassea una superficie moldeada para traccin. Debe re-portarse como parte del ensayo, la ubicacin de lacara en traccin con respecto a la posicin del hor-mign colocado, as como la posicin de las superfi-cies aserradas.

Cabe mencionarse que en muchos casos, especial-mente el ancho de la viga aserrada quedar determi-nado por el tamao de los agregados gruesos y laaltura por el espesor de la losa.

Las superficies de los testigos aserrados deben pro-tegerse de la evaporacin, cubrindolos con arpillerahmeda y lmina de plstico durante su transporte yalmacenamiento. Durante 40 horas como mnimo,antes de efectuarse el ensayo, las vigas deben sumer-girse en agua saturada con cal a 23 2oC.

La rotura de las vigas para la determinacin de su resis-tencia a la traccin por flexin debe realizarse dentrode los 7 das posteriores al aserrado. La rotura debeefectuarse tan pronto como hayan sido retiradas delalmacenamiento en agua. Durante el perodo entreel retiro del agua de almacenamiento y el ensayo, lasvigas deben permanecer hmedas cubrindolas con


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un pao hmedo o cualquier tela que mantenga lahumedad. Debe tomarse en consideracin que can-tidades relativamente pequeas de secado en la su-perficie de las vigas generan esfuerzos de traccin enlas fibras extremas, ocasionando apreciables reduc-ciones en la resistencia a la traccin por flexin.

El ensayo debe realizarse de acuerdo con las disposi-ciones aplicables del Mtodo de Ensayo ASTM C 78.

CAUSAS DE LAS VARIACIONES DERESISTENCIA:

Para mantener una produccin de hormign conpropiedades ms o menos constantes, se requiere

de un estricto control de todos los materiales y delos procesos de fabricacin, transporte, colocacin,proteccin, curado y evaluacin de resistencias. Lasvariaciones en la resistencia del hormign estn di-rectamente relacionadas con el grado de control efec-tuado.

A continuacin se indica las principales causas devariacin que pueden incidir en la resistencia del hor-mign debido a los materiales.

El cemento, el material que genera la resistencia delhormign, puede presentar variaciones y su calidadno ser uniforme; pero esta variacin es mnima y po-siblemente es la que menos incide en los problemasde resistencia, si es que en una obra no se cambia eltipo y marca de cemento, ya que este es el materialque ms control tiene en el proceso de produccin.Las variaciones en los ridos o agregados puedencausar significativos cambios en la resistencia del hor-mign. Se debe usar el rido de una misma fuentey controlar cuidadosamente su gradacin, una varia-

cin en esta puede requerir cambios en la cantidad deagua de mezcla y conducir a cambios de resistencia.Deben controlarse prolijamente las variaciones de la

humedad en los ridos, en especial del rido fino, estafalta de control y ajuste en la dosificacin, produce va-riaciones importantes en la resistencia del hormign.

Los materiales indeseables como terrones de ar-cilla, partculas deleznables o materia orgnica, solo

pueden estar presentes dentro de los lmites permi-tidos por las normas; la presencia de estos materialesen cantidades mayores, sobre todo en el contenido demateria orgnica, ya sea en los ridos o en el agua demezcla, generan prdidas importantes de resistencia.

El agua para la mezcla, en lo posible, debe ser aguaque se pueda beber o potable, sin embargo, presen-cias relativamente pequeas de azcares puedenproducir problemas en el tiempo de fraguado y desa-rrollo de resistencia.

Los aditivos que se usan de manera adecuada gene-rarn beneficios sobre las propiedades del hormign,pero no debe esperarse que estos compensen lasmezclas mal dosificadas o las malas prcticas deconstruccin. Los aditivos deben utilizarse en lasproporciones recomendadas por el fabricante, debenevitarse sobredosis.

El contenido de aire tambin influye en la resistencia,este puede ser introducido intencionalmente con el

objeto de mejorar la trabajabilidad y sobre todo paracontrarrestar los efectos del congelamiento y des-hielo en la masa de hormign. Esta introduccin deaire se realiza con el uso de aditivos que generan bur-bujas microscpicas uniformemente distribuidas. Elaire tambin se incorpora naturalmente en el procesode mezcla y el porcentaje de adicin vara entre el0,2 % y el 3%, dependiendo del tamao del agregadogrueso. El aire tambin puede estar presente en elhormign por defectos en su consolidacin, dejandovacos que afectan a la resistencia.

El ACI 214 R-2 presenta la tabla 2.1 que resume lasprincipales causas de variacin de resistencia en elhormign. Esta tabla se muestra a continuacin.


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Tabla 2.1 ACI 214 R-2

Principales causas para la variacin de resistencia

Variaciones debidas a las propiedades

del hormign

Variaciones debidas a los mtodos

de ensayoCambios en la relacin a/mc, causados por:

3 Pobre control del agua.3 Variacin excesiva en la humedad de

los ridos o mediciones variables de suhumedad.

Procedimientos inadecuados de muestreo

Variacin debido a las tcnicas defabricacin:

3 Manipulacin, almacenamiento y curado delas probetas recin moldeadas.

3 Pobre calidad, daos o distorsiones en losmoldes.

Variaciones en el requerimiento de aguacausado por:

3 Cambios en la gradacin, absorcin o formade la partcula de los ridos.

3

Cambios de las propiedades del materialcementante o de los aditivos.3 Cambios en el contenido de aire.3 Cambios en la temperatura y en el tiempo de

entrega.

Cambios en el curado:

3 Variacin en la temperatura.3 Control de humedad variable.3 Retrasos en llevar las probetas al laboratorio.3 Retrasos en iniciar el curado normalizado.

Variaciones en las caractersticas yproporciones de los ingredientes:

3 ridos.3 Material cementante, incluyendo puzolanas.3 Aditivos.

Procedimientos de ensayo incorrectos:

3 Preparacin de las probetas.3 Procedimiento de ensayo.3 Equipos de ensayo sin calibrar.

Variaciones en el mezclado, transporte,

colocacin y compactacin.

Variaciones en la temperatura del hormigny del curado.


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EnsayoN

Fecha demoldeo

Resistencias en MPa Criterios de Aceptacin

Cilindro 1 Cilindro 2 Ensayo () Media Mvil Rango Media mvil > fc Resist, > fc - 3,5

1 3-Ene 24,50 25,01 24,76 0,51 SI2 4-Ene 25,49 25,50 25,50 0,01 SI3 5-Ene 29,12 28,73 28,93 26,39 0,39 SI SI4 6-Ene 27,16 28,24 27,70 27,37 1,08 SI SI

5 7-Ene 25,00 24,69 24,85 27,16 0,31 SI SI6 8-Ene 25,00 26,08 25,54 26,03 1,08 SI SI7 10-Ene 26,96 26,86 26,91 25,77 0,10 SI SI

8 11-Ene 29,22 28,73 28,98 27,14 0,49 SI SI9 12-Ene 23,14 22,11 22,63 26,17 1,03 SI SI

10 13-Ene 23,73 23,82 23,78 25,13 0,09 SI SI11 14-Ene 21,67 21,76 21,72 22,71 0,09 NO SI12 29-Ene 27,84 27,25 27,55 24,35 0,59 SI SI

13 31-Ene 26,50 25,80 26,15 25,14 0,70 SI SI14 1-Feb 28,73 28,53 28,63 27,44 0,20 SI SI

15 2-Feb 22,40 20,80 21,60 25,46 1,60 SI SI16 3-Feb 26,18 26,57 26,38 25,54 0,39 SI SI17 4-Feb 25,70 24,80 25,25 24,41 0,90 SI SI18 9-Feb 26,37 26,86 26,62 26,08 0,49 SI SI

19 10-Feb 26,47 26,67 26,57 26,15 0,20 SI SI20 11-Feb 27,94 28,04 27,99 27,06 0,10 SI SI

21 12-Feb 28,55 29,10 28,83 27,80 0,55 SI SI22 14-Feb 19,56 20,60 20,08 25,63 1,04 SI NO23 15-Feb 28,14 28,92 28,53 25,81 0,78 SI SI

24 17-Feb 27,83 28,84 28,34 25,65 1,01 SI SI25 18-Feb 22,80 21,90 22,35 26,41 0,90 SI SI26 19-Feb 23,86 24,00 23,93 24,87 0,14 SI SI

27 21-Feb 23,22 23,39 23,31 23,20 0,17 NO SI

28 22-Feb 24,90 24,31 24,61 23,95 0,59 NO SI29 23-Feb 31,27 31,47 31,37 26,43 0,20 SI SI30 24-Feb 27,16 28,57 27,87 27,95 1,41 SI SI31 25-Feb 29,05 29,80 29,43 29,55 0,75 SI SI

32 26-Feb 20,39 21,50 20,95 26,08 1,11 SI SI33 1-Mar 27,02 28,20 27,61 25,99 1,18 SI SI34 2-Mar 28,04 27,90 27,97 25,51 0,14 SI SI

35 3-Mar 26,47 27,50 26,99 27,52 1,03 SI SI36 4-Mar 27,18 27,08 27,13 27,36 0,10 SI SI

37 7-Mar 22,04 22,53 22,29 25,47 0,49 SI SI38 8-Mar 25,88 25,88 25,88 25,10 0,00 SI SI39 9-Mar 32,08 31,37 31,73 26,63 0,71 SI SI

40 10-Mar 24,50 25,30 24,90 27,50 0,80 SI SI

ANEXO 1

EVALUACIN DE RESISTENCIAS A COMPRESIN, ACI 214 INEN 1.855

Planta, Productor u Obra evaluada:

PERODO: 3 de enero de a 10 marzo de

Resistencia Especificada fc 24 MPa Tipo de hormign: Bombeable Fecha del reporte____________

EVALUACIONES

f'c = 24,00 MPa Resistencia Promedio X: 26,05 MPa N de ensayos n: 40

Desviacin Estndar S = 2,78 Factor de correccin: 1,00 Desviacin estndar corregida: 2,78

CUMPLIMIENTO DE LOS REQUISITOS DE RESISTENCIA:

PRIMERO:CADA PROMEDIO ARITMTICO DE TRES ENSAYOS DE RESISTENCIA CONSECUTIVOS (MEDIA MVIL), DEBE SER IGUALO SUPERIOR A fc.Media mvil mayor o igual a fc: 35 de 38 cmputos realizados CUMPLIMIENTO:92,1%

SEGUNDO:NINGN RESULTADO INDIVIDUAL DEL ENSAYO DE RESISTENCIA PUEDE SER MENOR QUE fc POR MS DE 3,5 Mpa.Ensayos individuales por debajo de 20,5 MPa (fc - 3,5) = 1 CUMPLIMIENTO: 97,5%


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15

20

25

30

35

3-Ene

4-Ene

5-Ene

6-Ene

7-Ene

8-Ene

10-Ene

11-Ene

12-Ene

13-Ene

14-Ene

29-Ene

31-Ene

1-Feb

2-Feb

3-Feb

4-Feb

9-Feb

10-Feb

11-Feb

12-Feb

14-Feb

15-Feb

17-Feb

18-Feb

19-Feb

21-Feb

22-Feb

23-Feb

24-Feb

25-Feb

26-Feb

1-Mar

2-Mar

3-Mar

4-Mar

7-Mar

8-Mar

9-Mar

10-Mar

ResistenciaEspecificadaf'c(Mpa)

PROMEDIO DE RESISTENCIAS DE 3 ENSAYOS CONSECUTIVOS (MEDIA MVIL)

Resistencia Especificada f'c 24.0 MPa Media Mvil

15

20

25

30

35

3-Ene

4-Ene

5-Ene

6-Ene

7-Ene

8-Ene

10-Ene

11-Ene

12-Ene

13-Ene

14-Ene

29-Ene

31-Ene

1-Feb

2-Feb

3-Feb

4-Feb

9-Feb

10-Feb

11-Feb

12-Feb

14-Feb

15-Feb

17-Feb

18-Feb

19-Feb

21-Feb

22-Feb

23-Feb

24-Feb

25-Feb

26-Feb

1-Mar

2-Mar

3-Mar

4-Mar

7-Mar

8-Mar

9-Mar

10-Mar

Resiste

ncia(MPa)

RESISTENCIA DE ENSAYOS INDIVIDUALES

Resistencia Especificada f'c 24.0 MPa f'c - 3,5 ( 20.50 MPa )

PRIMER CRITERIO DE ACEPTACIN

DIAGRAMAS DE CONTROL DE CALIDAD

SEGUNDO CRITERIO DE ACEPTACIN:

() Si se utilizan cilindros de 150 x 300 mm un ensayo es el promedio de los resultados de resistencia de dos cilindros elaborados con la misma muestra

y el rango es el valor absoluto de la diferencia de las dos resistencias. Si se utilizan cilindros de 100 x 200 mm un ensayo es el promedio de los resultados de resistencia de tres cilindros elaborados con la misma muestra

y el rango es el valor absoluto entre la mayor y menor resistencias.


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Av de los Shyr is N 39 30 y El Telgrafowww.inecyc.org.ec

INSTITUTO ECUATORIANO DEL

CEMENTO Y DEL CONCRETO

control calidad hormigon ii

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