Prueba de Resistencia A La Compresión Del Concreto

 

PRUEBA DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO ¿Qué es la Resistencia a la Compresión Compresión del Concreto? Las mezclas de concreto (Hormigón) se pued pueden en di dise seña ñarr de tal tal mane manera ra que que tengan una amplia variedad de propiedades mecánicas y de durab urabil ilid idad ad qu quee cu cum mplan plan co con n lo loss requerimientos de diseño de la estructura. La resistencia a la compresión del concreto es la medida más común de desempeño que emple em plean an los ingeni ingeniero eross para para diseña diseñarr edifc difcio ioss y otra otrass estr estru uct ctur uras as.. La resistencia a la compresión se mide racturando probetas cilíndricas de concreto en una máquina de ensayos de compresión. La resistencia a la compresión se calcula a parr de la carga de ruptura dividida por el área de la sección que resiste a la carga y se reporta en unidades de libra-uerza porenpulgada cuadrada (psi) en unidades corrientes ulizadas en EEUU o en megapascales (MPa) unidades SI. Los requerimientos para la resistencia a la compresión pueden variar desde 2.500 psi (17 MPa) para concreto concreto residenci residencial al hasta hasta 4.000 psi (28 MPa) y más para estructura estructurass comerciales. comerciales. Para determinadas aplicaciones se especifcan resistencias superiores hasta de 10.000 psi (70 MPa) y más.

¿Por qué se determina la Resistencia a la Compresión? • Los resultados de las pruebas de resistencia a la compresión se emplean undamentalmente para determinar que la mezcla de con-creto suministrada cumpla con los requerimientos de la resistencia especifcada, ´ c, en la especifcación del trabajo. • Los resultados de las pruebas de resistencia a parr de cilindros undidos se pueden ulizar para fnes de control de calidad, aceptación del concreto o para esmar la resistencia del concreto en estructuras para programar las operaciones de construcción, tales como remoción de ormaletas (cimbras) o para evaluar la conveniencia de curado y protección suministrada a la estructura. Los cilindros somedos a ensayo de aceptación y control de calidad se elaboran y curan siguiendo los procedimientos descritos en probetas curadas de manera estándar según la norma ASTM C31 Prácca Estándar para Elaborar y Curar Probetas de Ensayo de Concreto en Campo. Para esmar la resistencia del concreto in situ, la norma ASTM C31 ormula procedimie proce dimientos ntos para las pruebas pruebas de curado curado en campo. Las probetas probetas cilíndricas cilíndricas se someten someten a ensayo de acuerdo a ASTM C39, Método Estándar de Prueba de Resistencia a la Compresión de Probetas Cilíndricas de Concreto. • Un resultado de prueba es el promedio de por lo menos 2 pruebas de resistencia curadas de manera estándar o convencional elaboradas con la misma muestra de concreto y somedas a

 

ensayo a la misma edad. En la mayoría de los casos, los requerimientos de resistencia para el concreto se realizan a la edad de 28 días. • Al diseñar una estructura, los ingenieros se valen de la resistencia especifcada, ƒ´c, y especifcan el concreto que cumpla con el requerimiento de resistencia espulado en los documento docum entoss del contrato contrato del trabajo. trabajo. La mezcla mezcla de concreto concreto se diseña para produ-cir produ-cir una resist res istenc encia ia promed promedio io superi superior or a la resist resistenc encia ia espec especifc ifcada ada de manera manera tal que se pueda pueda minimizar el riesgo de no cumplir la especifcación de resistencia. Para cumplir con los requerimientos de resistencia de una especifcación de trabajo, se aplican los siguientes 2 criterios de aceptación: 1. El promedio de 3 ensayos consecuvos es igual o supera a la resistencia especifcada, ƒ´c 2. Ninguno de los ensayos de resistencia deberá arrojar un resultado inerior a ƒ´c en más de 500 psi (3.45 MPa); ni ser superior en más de 0.10 ƒ´c cuando ƒ´c sea mayor de 5.000 psi (35 MPa). • Resulta importante comprender que una prueba individual que caiga por debajo de ƒ´c no necesariamente constuye un racaso en el cumplimiento de los requerimientos del trabajo. Cuando el promedio de las pruebas de resistencia de un trabajo caiga dentro de la resistencia promedio exigida, ´cr, la probabilidad de que las pruebas de resistencia individual sean ineriores a la resistencia especifcada es de aprox. 10% y ello se ene en cuenta en los criterios de aceptación. • Cuando los resultados de las pruebas de resistencia indican que el concreto suministrado no cumple con los requerimientos de la especifcación, es importante reconocer que la alla puede radicar en las pruebas, y no en el concreto. Ello es parcularmente cierto si la abricación abri cación,, manejo, curado y pruebas pruebas de los cilindros no se realizan en conormida conormidad d con los procedimientos estándar. Véase CIP 9, Baja Resistencia de Cilindros de Concreto. • Los registros históricos de las pruebas de resistencia se ulizan para establecer la resistencia promedio deseada de mezcla de concretos para obras uturas.

¿Cómo se realiza la prueba de resistencia del concreto? • Las probetas cilíndricas para pruebas de aceptación deben tener un tamaño de 6 x 12 pulgadas (150 x 300 mm) ó 4 x 8 pulgadas 100 x 200 mm), cuando así se especifque. Las probetas más pequeñas enden a ser más áciles de elaborar y manipular en campo y en laboratorio. El diámetro del cilindro ulizado debe ser como mínimo 3 veces el tamaño máximo nominal del agregado grueso que se emplee en el concreto. • El registro de la masa de la probeta antes de colocarles tapa constuye una valiosa inormación en caso de desacuerdos. • Con el fn de conseguir una distribución uniorme de la carga, generalmente los cilindros se tapan (rerentan) con mortero de azure (ASTM C 617) o con tapas de almohadillas de neopreno (ASTM C 1231). Las cubiertas de azure se deben aplicar como mínimo 2 horas antes y preeriblemente 1 día antes de la prueba.

 

Las cubiertas de almohadilla de neopreno se pueden ulizar para medir las resistencias del concreto entre 1.500 y 7.000 psi (10 a 50 MPa). Para resistencias mayores de hasta 12.000 psi, se permite el uso de las tapas de almohadillas de neopreno siempre y cuando hayan sido califcadas por pruebas con cilindros compañeros con tapas de azure. Los requerimientos de dureza en durómetro para las almohadillas de neopreno varían desde 50 a 70 dependiendo del nivel niv el de resist resistenc encia ia somed somedo o a ensayo ensayo.. Las almoha almohadil dillas las se deben deben sustu sustuir ir si presen presentan tan desgaste excesivo. • No se debe permir que los cilindros se sequen antes de la prueba. • El diámetro del cilindro se debe medir en dos sios en ángulos rectos entre sí a media altura de la probeta y deben promediar promediarse se para calcular calcular el área de la sección. sección. Si los dos diámetros diámetros medidos diferen en más del 2%, no se debe someter a prueba el cilindro. • Lo Loss ex extr trem emos os de las las pr prob obet etas as no de debe ben n pr pres esen enta tarr de desv svia iaci ción ón co con n re resp spec ecto to a la perpendicularidad del eje del cilindro en más 0.5% y los extremos deben hallarse planos dentro de un margen de 0.002 pulgadas (0.05 mm). • Los cilindros se deben centrar en la máquina de ensayo de compresión y cargados hasta completar la ruptura. El régimen de carga con máquina hidráulica se debe mantener en un rango de 20 a 50 psi/s (0.15 a 0.35 MPa/s) durante la úlma mitad de la ase de carga. Se debe anotar el po de ruptura. La ractura cónica es un patrón común de ruptura. • La resistencia del concreto se calcula dividiendo la máxima carga soportada por la probeta para producir la ractura por (÷) el área promedio de la sección. C 39 presenta los actores de corrección en caso de que la razón longitud-diámetro del cilindro se halle entre 1.75 y 1.00, lo cual es poco común. Se someten a prueba por lo menos 2 cilindros de la misma edad y se reporta la resistencia promedio como el resultado de la prueba, al intervalo más próximo de 10 psi (0.1 MPa). • El técnico que eectúe la prueba debe anotar la echa en que se recibieron las probetas en el laboratori labor atorio, o, la echa de la prueba, la idenfcació idenfcación n de la probeta, probeta, el diámetro diámetro del cilindro, cilindro, la edad de los cilindros de prueba, la máxima carga aplicada, el po de ractura, y todo deecto que presenten los cilindros o sus tapas. Si se miden, la masa de los cilindros también deberá quedar registrada. • La mayoría de las desviaciones con respecto a los procedimientos estándar para elaborar, curar y realizar el ensayo de las probetas de concreto resultan en una menor resistencia medida. • El rango entre los cilindros compañeros de los mismos conjuntos y probados a la misma edad deberá ser en promedio de aprox. 2 a 3% de la resistencia promedio. Si la dierencia entre los dos cilindros compañeros sobrepasa con demasiada recuencia el 8%, o el 9.5% para 3 cilindros compañeros, se deberán evaluar y recfcar los procedimientos de ensayo en el laboratorio.

 

• Los resultados de las pruebas realizadas en dierentes laboratorios para la misma muestra de co conc ncre reto to no debe deberá rán n die dieri rirr en más más de 13 13% % apro aproxi xima mada dame ment ntee del del pr prom omed edio io de lo loss 2 resultados de las pruebas. • Si 1 ó 2 de los conjuntos de cilindros se racturan a una resistencia menor a ƒ´c, evalúe si los cil cilind indros ros presen presentan tan proble problemas mas obvios obvios y reten retenga ga los cil cilind indros ros somed somedos os a ensayo ensayo para para examinarlos posterior-mente. A menudo, la causa de una prueba malograda puede verse ácilment ácilm entee en el cilind cilindro, ro, bien bien inmedi inmediata atamen mente te o median mediante te examen examen petrog petrográf ráfco. co. Si se desechan o botan estos cilindros, se puede perder una oportunidad ácil de corregir el problema. En algunos casos, se elaboran cilindros adicionales de reserva y se pueden probar si un cilindro de un conjunto se ractura a una resistencia menor. • Una prueba a los 3 ó 7 días puede ayudar a detectar problemas potenciales relacionados con la calidad del concreto o con los procedimientos de las pruebas en el laboratorio pero no constuye el criterio para rechazar el concreto. • La norma ASTM C 1077 exige que los técnicos del laboratorio que parcipan en el ensayo del concreto deben ser cerfcados. • Los inormes o reportes sobre las pruebas de resistencia a la com-presión son una uente valiosa valio sa de inormación inormación para el equipo equipo del proyecto proyecto para el proyecto proyecto actual o para proyectos proyectos uturos. Los reportes se deben remir lo más prontamente posible al productor del concreto, al contrasta y al representante del propietario. Alcance Esta prácca cubre la determinación del esuerzo 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/pie3). El esuerzo a la compresión del espécimen es calculado dividiendo la máxima carga obtenid obtenidaa durante el ensayo por el área de la cara axial del espécimen. Los resultados a la compresión obtenidos pueden depender de orma y el tamaño del espécimen, la pasta del cemento, los procedimientos de mezcla, los métodos de muestreo, abricación y la edad y las condiciones de humedad durante el curado. Equipo Máquinaa de ensayo Máquin ensayo..- La máquin máquinaa de ensayo ensayo deberá deberá tener tener la sufcie sufciente nte capaci capacidad dad para para abastecer el índice de cargas solicitadas. La calibración de la máquina se debe verifcar de acuerdo a la Norma ASTM E4 y en las siguientes condiciones: Se debe calibrar la máquina cada 12 meses. En la instalación original o re-localización de la máquina. Si se ene duda de su precisión o exactud. La máquina deberá ser operada con energía y será capaz de aplicar una carga connua durante todo el proceso de ensayo. El porcentaje de error permido para máquinas de ensayo no debe exceder el ±1.0 % de la carga indicada

 

Equipo adicional Escuadras metálicas.Escuadras metálicas.-   deben ser como mínimo de 30cm. de longitud, para chequear la perpendicularidad. Equipo de láminas graduadas.- el graduadas.- el cual está provisto de láminas de espesor determinado que sirve para chequear la planeidad y la perpendicularidad del espécimen de concreto.  Flexómetro.- disposivo para medir. Tornillo micrométrico.- se micrométrico.- se lo uliza para medir el diámetro del cilindro, con una aproximación de 0.25mm.

Muestra Las probetas cilíndricas de hormigón deberán cumplir con lo siguiente: Medir dos diámetros en ángulo recto en la parte media de la altura del espécimen, con una aproximación de 0.25 mm. (0.01 pulg). Si un diám diámet etro ro dife difere re del ot otrro en más del 2% lo loss especímenes no serán probados. Chequear Cheque ar que el eje axial axial de perpen perpendic dicula ularid ridad ad y los Fig. 2. Medición del diámetro del extremos planos del espécimen, no se alejen más de 0.5° especímen (1 mm en 100 mm Los especí especímen menes es que no tengan tengan sus extrem extremos os planos planos dentro de 0.05 mm (0.002 pulg.) se pulirán, esmerilaran o capearán según ASTM C617 o ASTM C1231. La longitud debe ser medida con precisión de 1mm. En tres lugares espaciados alrededor de la circunerencia. Cuando la determinación de la densidad no es requerida y cuando la relación de la longitud con el radio es menor que 1.8 o mayor que 2.2, se debe medir la longitud del espécimen con una precisión de 0.05 D.

 

Fig. 4. Chequeo de la planeidad

Fig. 5. Longitud del espécimen

Fig. 3. Chequeo de la perpendicularidad

 

1. Empez Empezar ar el ensayo ensayo tan pronto pronto como como el espécim espécimen en ha sido rera rerado do de la cámara cámara de curado y conservar sus condiciones de humedad. Tabla 3.1. Tolerancia permisible de empo de ensayo. EDAD

TOLERANCIA PERMISIBLE DE TIEMPO DE ENSAYO

24H00

± 0.5 h ó 2.1 %

3 días

2 h ó 2.8 %

7 días

6 h ó 3.6 %

28 días

20 h ó 3.0 %

90 días

2 días ó 2.2 %

Fig. 6. Especímenes en la cámara de curado

2. Limpie Limpie la superfci superfciee de los soportes soportes superior superior e iner inerior ior de la prens prensa. a. 3. Coloque Coloque el el espécim espécimen en en el bloque bloque de soport soportee inerior inerior.. 4. Alin Alinea earr los ejes ejes del espéc espécim imen en con el centr centro o del del bl bloq oque ue de empuje superior (soporte con cabeza movible). 5. Verifcar Verifcar que que el indicador indicador de de carga carga se encuentre encuentre en cero. cero. 6. Mover Mover el bloque bloque de soporte soporte iner inerior ior lentam lentamen ente te para poner poner el espécimen en contacto con los platos de compresión de la prensa. 7. Ap Aplilicar car carga carga connu connuam amen ente te (sin (sin ch choq oque ue)) con un rango rango de velocidad de 0.25 ± 0.05 MPa/s (35 ± 7 psi/s). Para máquinas de tornillo se debe aplicar una carga de aproximadamente 1 mm/min. 8. Dura Durant ntee el ensay ensayo o ajus ajuste te la válv válvul ulaa de inyec inyecci ción ón de ac acei eite te suavemente, con el objeto de mantener constante la velocidad de aplicación de la carga durante la úlma mitad de la ase de carga. 9. Aplicar Aplicar la la carga carga hasta hasta que que el espéc espécime imen n alle. alle. 10. Registre Registre la máxima carga soportada soportada por el espécimen. espécimen. Para máquinas máquinas con indicadores indicadores de carga automácos, no detener la aplicación de la carga hasta que

11. Anote el po po de ractura ractura y la apariencia apariencia del concreto. concreto.

 

12. Calcule el esuerzo de compresión compresión con una aproximación aproximación de 0,1 MPa. (10 psi) 13. Si la relación L/D es 1.75 o menor, menor, el valor calculado de esuerzo esuerzo se debe mulplicar mulplicar por el actor de corrección determinado en la Tabla #3.2. 14. Registrar Registrar los datos. datos. Tabla 3.2 Factor de corrección según la relación L/D  

L/D

FACTOR DE CORRECCIÓN

1.75

0.98

1.50

0.96

1.25

0.93

1.00

0.87

Cálculos Calcule la resistencia a la compresión.  R=

 P  A

Donde:  

R= Esuerzo a la compresión del espécimen MPa (Kg/cm2) P= Máxima carga aplicada (Kg) A= Área de la cara axial del espécimen (cm2)

Tipos de fallas