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TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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“Año de la consolidación económica y social del Perú”

PROFESOR : ASALDE VIVES JUAN

INTEGRANTES : VENTURA ROSAS JUAN CARLOSZEVALLOS GOMEZ MARTHA KARITOCORDOVA CORDOVA HAVER LEODANRAMOS HERNANDEZ ROBERTO EMILIO

CURSO : TECNOLOGIA DEL CONCRETO

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INTRODUCCIÓNLas estructuras de concreto también envejecen, y hoy sabemos que no son eternas, pues tienen una vida finita, y que en mayor o menor proporción su vigencia está en función de los múltiples factores que les afectan cotidianamente.Las patología de las estructuras de concreto es uno de los temas que más se ha estudiado durante los últimos años. Las evaluaciones de las estructuras que han sufrido algún siniestro, un cambio de uso o destino, o cuyo concreto tiene una resistencia incierta se presentan con mucha frecuencia. En estos casos, la estimación de la calidad y la seguridad de servicio que la estructura puede seguir brindando a los usuarios no está necesariamente ligada, única y de manera exclusiva a la resistencia a compresión del concreto y por ello se requieren las evaluaciones, tanto del concreto como de los elementos estructurales a través de las llamadas «pruebas no destructivas», las cuales hoy en día se han convertido en una alternativa importante para establecer los parámetros de la seguridad estructural de las obras civiles en general.

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¿QUÉ es la resistencia del concreto en la estructura?

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¿POR QUE se mide la resistencia del concreto en las estructuras?

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ENSAYOS DEL CONCRETO

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GENERALIDADES Y CLASIFICACIÓN

Clasificación:

Según su naturaleza:Destructivos: determinan la resistencia mediante la rotura de probetas o piezas de Concreto.No destructivos: determinan la calidad sin destruir la estructura.

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Según su finalidad:

Ensayos previos: determinan la dosificación del material de acuerdo con las condiciones de ejecución. Se realizan antes de comenzar las obras.Ensayos característicos: comprueban que la resistencia y dispersión del Concreto en obra se encuentran dentro de los límites del proyecto.Ensayos de control: con probetas moldeadas en obra para comprobar que la resistencia del Concreto se mantiene igual o mayor que la exigida.Ensayos de información: pretenden conocer la resistencia del Concreto correspondiente a una parte de la obra y a una edad determinada.

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PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS DEL CONCRETO

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Define como aquellas pruebas que no causan daño estructural significativo en el concreto, radican en su relativa simplicidad, rapidez y en la posibilidad de realizar un gran numero de determinaciones sobre la estructura sin alterar su resistencia y funcionalidad a un relativo bajo costo.Los ensayos o pruebas no destructivas nos ayudaran a hacer un diagnostico rápido y confiable sobre el estado que guarda una estructura y sus materiales, así como lo que podamos esperar de esta ante solicitaciones futuras.Por tanto, es necesario conocer:a.- los métodos de ensayo mas comunes, sus aplicaciones y sus alcances.b.- su eficacia y alcances relativos.c.- los costos de las diversas pruebas.d.- aplicación que tiene cada método.e.- cuando se puede aplicar el método.

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Esclerómetro o martillo de rebote

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Establece un procedimiento para determinar el índice de rebote en el concreto endurecido mediante el empleo del dispositivo conocido como esclerómetro o martillo de rebote; determinación que sirve para evaluar la uniformidad superficial del concreto en el sitio o para delimitar zonas o aéreas de diferentes resistencias o al concreto deteriorado en las estructuras así como para indicar cambios en las características del concreto a través del tiempo, tal como aquellas causadas por la hidratación del cemento. Este método, dentro de sus limitaciones, se puede emplear para evaluar comparativamente la resistencia del concreto y no debe ser utilizado como una alternativa para la determinación de la resistencia a la compresión del concreto endurecido.

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APARATOS

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Martillo de Rebote: Consiste en una barra de acero (émbolo), la cual recibe el

impacto de una pieza de acero impulsada por un resorte. Este impacto se transmite a la superficie de concreto y debido a la resistencia de este, la pieza rebota y su desplazamiento máximo es registrado en una escala lineal fija al cuerpo del instrumento.

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El Martillo Schmidtes el más utilizado por su sencillez y bajo costo, mide la dureza superficial del concreto en función del rechazo de un martillo ligero. Debe obtenerse el rechazo medio de varias determinaciones, limpiando y alisando previamente la superficie que se ensaya. Útil para determinar el endurecimiento del concreto, o para comparar su calidad entre distintas zonas de una misma obra. Los resultados que se obtienen vienen afectados por varias variable y por ello en manos inexpertas conduce a conclusiones erróneas.

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El Martillo Frank

Mide la dureza superficial del hormigón por el diámetro de la huella que deja impresa una bola de acero sobre la que se da un golpe.

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El esclerómetro Windsorse basa en aplicar a la superficie del concreto una especie de clavo de acero extraduro, que se introduce en el material por medio de una carga explosiva. Lo que se mide es la profundidad de penetración, que viene relacionada con la resistencia a compresión del hormigón. El ensayo es aplicable a superficies planas y curvas, losas de pequeño espesor, etc.

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Selección y preparación de la superficie de prueba

Selección: La zona de prueba debe tener por lo menos 150 mm de diámetro y 100 mm de espesor, para evitar lecturas erróneas debido a la elasticidad de la pieza. Las lecturas que van a ser comparadas, deben corresponder a pruebas efectuadas a la misma dirección de impacto: horizontal, vertical, hacia arriba, hacia abajo o inclinadas con el mismo ángulo. Martillos diferentes del mismo diseño nominal pueden dar índice de rebote diferente, por lo que las pruebas deben efectuarse con el mismo martillo, a fin de comparar resultados.

Preparación: Antes de la prueba deberá eliminarse de la superficie pintura, polvo o cualquier elemento no propio del concreto, que pueda afectar el índice de rebote. En concretos viejos, por consiguiente excesivamente duros, se deberá quitar hasta unos 10 mm de la capa superficial, en lo que corresponde a una superficie para efectuar de 5 a 10 impactos con el esclerómetro.

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Procedimiento

Se coloca el esclerómetro en forma perpendicular sobre la superficie del concreto que se va a evaluar y se ejerce una pequeña presión para permitir que el embolo se libere y se deja que se extienda hasta alcanzar su máxima extensión, eliminando la presión sobre el martillo, cuidando siempre que se conserve la perpendicularidad y que la presión sea uniforme hasta que la masa interna del martillo golpee la superficie del concreto.

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Cálculos: Se deben eliminar las lecturas que difieran del promedio en más de 5 unidades y se determina un promedio final de las lecturas. Si más de 3 lecturas difieren en 6 unidades del promedio, se deben de descartar todas las lecturas.

Precisión. La prueba efectuada por un mismo operador, con un mismo dispositivo y en el mismo espécimen debe dar una precisión del 10%.

Resultados El martillo de rebote es útil para investigación preliminar rápida en

grandes superficies, comparando elementos similares de la misma construcción en consideración.

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El informe debe incluir para cada superficie de prueba los datos siguientes: • Identificación de la estructura.• Localización de la superficie de prueba por ejemplo a tres metros de la base de la columna 5-A• Descripción de las características de la superficie de prueba, por ejemplo: superficie acabada con llana, seca, pulida con piedra abrasiva.• Descripción del concreto.• Composición del concreto, si se conoce: agregados, contenido de cemento, relación agua-cemento, contenido de aire, aditivos empleados, Y otros. Revenimiento de diseño y el obtenido. Resistencia de diseño y resistencia real.• Edad del concreto en el momento de realizar la prueba.• Condiciones de curado y cualquier otra condición no usual relacionada con la superficie de prueba.• Tipo de cimbras usadas para el modelo de la superficie de prueba, si se conoce o si son apreciables.• Índice de rebote promedio para cada superficie de prueba.• Valores y localización de los índices de rebote descartados.• Tipo de dispositivo y número de serie.

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Mantenimiento y Calibración Los martillos de rebote requieren ser revisados y verificados

periódicamente, o cuando exista una razón para dudar de su funcionamiento adecuado. Existen piezas metálicas, aunque la verificación sobre éstas no garantiza que diferentes dispositivos den el mismo resultado en otros puntos sobre la escala de rebote. Pueden compararse varios dispositivos directamente sobre la superficie de concreto, abarcando el rango de los índices de rebote encontrados.

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Ensayo de La diamantina

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• Es un ensayo destructivo que consiste en la extracción de una muestra cilíndrica de concreto por medio de un taladro con una broca hueca de diamante, de diferentes diámetros y posteriormente ensayada a compresión en un laboratorio.

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Aplicaciones Para evaluar la resistencia del concreto en una estructura: . Cuando las resistencias de las probetas, modelados al pie

del obrero es baja.. Cuando han ocurrido anomalías en el desarrollo de la

construcción.. Fallas de curado.. Aplicación temprana de cargas.. Incendio. Estructuras antiguas. No se cuenta con registros de resistencia ,etc.

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EQUIPO:

Los testigos cilíndricos se extraen con un equipo sonda provisto de brocas diamantadas. Calibrador o vernier con apreciación de por lo menos 0.5mm

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DE LA EXTRACCION:

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.Deben tomarse 3 especímenes por cada resultado de resistencia que este por debajo de la resistencia a la compresión especificada del concreto f’c.

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ESTRACCION DE TESTIGOS DIAMANTINOS

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Preparación, curado, refrendado:

Los testigos deben tener sus caras planas, paralelas entre ellas y perpendiculares al eje de la probeta.Las protuberancias o irregularidades de las caras de ensayo deberán ser eliminadas mediante aserrado cuando sobrepasen los 5mm.La determinación de la longitud de un testigo estará dada por el promedio de 5 mediciones con el vernier, con una aproximación de + 1 mm.

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CORTES

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El ACI recomienda que si el concreto de la estructura va a estar seco durante las condiciones de servicio, los corazones deberán secarse al aire (temperatura entre 15 y 30 grados C, humedad relativa menor del 60 porciento), durante 7 días antes de la prueba, y deberán probarse secos.

Si el concreto de la estructura va a estar superficialmente humedo en esas condiciones, los corazones deben sumergirse en agua por lo menos durante 48 horas y probarse húmedos.

La norma ASTM establece, a diferencia del criterio del ACI, de las probetas sean curadas en húmedos, por 40 hrs, antes de la rotura.

Antes del ensayo de compresión, la probeta deberá ser refrendada en ambas caras, de manera de obtener superficies adecuadas.

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Del ensayo:

La resistencia obtenida sobre las probetas diamantinas deberá expresarse con aproximación de 0.1 Kg/cm2 cuando el diámetro se mide con aproximación de 0.25 mm; y de 0.5 cuando el diámetro es medido con aproximación de 2.5 mm Además deberán registrarse:1.- La longitud de la probeta.2.- Las condiciones de humedad antes de la rotura.3.- El tamaño máximo del agregado en el concreto.4.- La dirección en la aplicación de la carga de rotura con relación al plano longitudinal de colocación del concreto en obra.

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De los resultados y su corrección:

Si los testigos tengan una relación L/D < 2, SE deberán ajustar los resultados del ensayos de compresión, mediante la siguiente tabla.

Relación Long./Diam. Fact.Correc. NTP Fact. Correc. ASTM

2.00 1.00 1.00

1.75 0.99 0.98

1.50 0.97 0.96

1.25 0.94 0.94

1.00 0.91 0.92

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Los factores de corrección son aplicables a hormigones de 140 Kg/cm2 a 420 kg/cm2.Se estima que la resistencia de los testigos es, en general, inferior a la que podría obtenerse de cilindros moldeados, con el mismo concreto, al pie de obra y curados por el método normalizado. Esto se aplica porque el curado normalizado es mas intenso que el curado en obra.Los testigos suelen tener menor resistencia cerca de la superficie superior de la estructura. Al aumentar la profundidad. La resistencia se incrementa hasta un cierto límite.

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Evaluación de resultadosEl concreto de la zona representada por los testigos diamantinos, se considerara estructuralmente adecuada si:

1.- Promedio:

2.- Ningún testigo:

>ò = 85% f`c.

< ó = 75% f`c.

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Ensayo de ultrasonido:

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El objeto de este método es determinar la velocidad de propagación de los impulsos de las vibraciones de propagación de los impulsos de las vibraciones longitudinales ultrasónicas que pasan a través del concreto.

El fundamento de la utilización del método de los ultrasonidos se basa en el estudio del tiempo de transito y/o de la velocidad de propagación de ondas ultrasónicas a través del concreto.Mediante un transductor electroacústica se genera un impulso de vibración longitudinal; después de recorrer una determinada distancia, un secundo transductor recibe el señal y, por medio de un circuito electrónico se mide el tiempo de transito o de propagación del impulso a través el material. La velocidad de transmisión o velocidad de propagación se determina en cada caso por el cociente entre la distancia o separación entre los transductores y el tiempo de transito para esta distancia.La velocidad de las ondas en el material permite obtener informaciones sobre las propiedades elásticas. Pero se debe recordar que este método no mide directamente la resistencia del material, sino su modulo elástico dinámico. Estas medidas dependen de la edad del hormigón, de la humedad, de la relación árido cemento, del tipo de árido utilizado, y de la posición de las armaduras con relación a la posición de los transductores.

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En esta tabla se hace un resumen de dos métodos no destructivos que se usan para estimar la resistencia del concreto, y se evalúa la representatividad, la precisión y el daño causado a la estructura.

método Rapidez de ensayo

Daño causado a la estructura

Representatividad precisión determinación de

resistencia

esclerómetros rápido Muy menor Solo en superficie Baja

ultrasonido rápido ninguno buena baja

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Este ensayo nos permite determinar la existencia y la profundidad de fisuras y vacíos en el hormigón. Se usa también, y con un cierto éxito, para evaluar los daños producidos por el fuego en el hormigón.Las técnicas de eco se usaron analizando la reflexión de las ondas para delimitar vacíos y discontinuidades internas del hormigón. La principal ventaja de este método es que el ensayo puede realizarse con solo una cara del elemento estructural accesible. El uso de estas técnicas se esta incrementado en Norteamérica en la delimitación de fisuras y zonas con deficiente compactación.

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Ensayos posteriores a la terminación de la obra:Cuando debemos estimar la calidad del concreto de una estructura ya terminada, puede recurrirse a la extracción de probetas testigo, a la realización de ensayos no destructivos, de prueba de carga o de otras determinaciones directas o indirectas de la calidad del hormigón. En la tabla se presenta un resumen de los procedimientos comúnmente empleados. En general, la estimación final de la calidad de concreto requiere el empleo combinado de diversos métodos.

Procedimiento Forma de trabajo Características que se determina

Análisis químico - Determinación del contenidoen cal fosilice sobre muestras de 5 Kg de hormigón- Otros métodos

- Contenido en cemento por m3 de hormigón- Dosis de los componentes- Relación agua/cemento

Extracción de probetas testigo

-Sonda rotatoria y ensayos posteriores

- Resistencia- Peso específico- Porosidad- Modelo de elasticidad dinámica- Las del caso anterior

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Exploración esclerométrica - Estimación de la dureza superficial(índice esclerométrico)

- Resistencia

Exploración con ultrasonidos

- Medida de la velocidad de propagación de ondas ultrasónicas

- Módulo de elasticidad- Resistencia- Presencia de fisuras

Detección magnética de armaduras

- Medición de variaciones en campos magnéticos, con el pacómetro

- Posición de las armaduras- Espesor del recubrimiento

Isótopos radioactivos - Medición de la absorción, difusión o presencia de radio-isótopos

- Peso específico- Porosidad- Coqueras- Contenido en agua- Posición y diámetro de las armaduras

Examen al microscopio - Sobre el propio elemento - Presencia de fisurasAnálisis petrográfico - Sobre muestras extraídas - Posibles alteraciones

(precipitación, carbonatación, etc.)

Recuento microscópico - Método de las líneas transversales sobre muestra preparada

- Aire ocluido

Pruebas de carga - Medición de deformaciones y fisuras

- Comprobación del comportamiento elástico

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ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS PARA DETERMINAR OTRASPROPIEDADES DEL CONCRETO

En algunos casos, la resistencia del hormigón no es el parámetro mas critico para la estructura, y por eso es necesario determinar otras propiedades del hormigón. El tamaño y la posición de las armaduras, el contenido de humedad, la localización de fisuras o vacíos, zonas de deficiente vibrado pueden ser los principales objetos de investigación.1.- Métodos magnéticos La posición de las armaduras puede ser determinada con campo magnético emitido por diferentes aparatos. En efecto, el acero modifica el campo magnético dado que las ondas electromagnéticas se propagan mas rápidamente en el. Existen varios aparatos portátiles capaces de determinar la posición de las barras de acero.

2.- Método de la frecuencia de resonancia Este método consiste en hacer vibrar una probeta cilíndrica o prismática de hormigón, y medir las frecuencias de resonancia. La más pequeña frecuencia depende mucho de las propiedades elásticas del hormigón estudiado como el modulo de elasticidad dinámico, y el modulo de cizalla dinámico.

3.- Métodos radioactivos Existen dos tipos de métodos radioactivos: las radiografías y las radiometrias. En los métodos radiográficos se obtiene una imagen del interior del elemento de hormigón estudiado, empleando una fuente radioactiva para revelar la existencia de huecos, la posición de las segregaciones, de los refuerzos, las fisuras y los daños sufridos por la estructura tras la puesta en carga. En los métodos radiométricos, rayos γ son generados por varios radioisótopos, pasan a través el concreto, y la intensidad de la radiación emergente dela masa de concreto se detecta con un contador geiger.

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ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS PARA DETERMINAR LA RESISTENCIADEL HORMIGÓN DESARROLLADOS EN OTROS PAISES:

Estos tipos de ensayos son los mas apropiados cuando se busca la resistencia del concreto. Consisten en general a arrancar mediante tracción una parte superficial de la estructura, a clavar o a proyectar un elemento duro en la superficie para determinar su resistencia o su dureza superficial.

1.- Pull out test

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3.- Pull off test

2. - Ensayo de rotura interna.

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Recuerden……………….

“En algún momento de su trayectoriacomo Ingeniero Civil necesitaránrealizar algún Ensayo de LaboratorioEscuela de Ingeniería Civilpara corroborar algún parámetro delmaterial a utilizar ; por lo tantodeberán estar preparados…”

Sus compañeros.


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