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Ensayos de Concreto
Ensayos de Concreto
Ensayos de Concreto
UNIVERSIDAD DE HUANUCO
SEDE TINGO MARIA
FACULTAD DE INGENIERIA
E.A.P. DE INGENIERIA CIVIL
CICLO : IV
OBJETIVO:
Conocer los procedimientos básicos para verificar las características físicas del
concreto en estado fresco y endurecido que determinen el grado de conformidad
con las especificaciones indicadas en las normas mexicanas vigentes.
Ensayo de Asentamiento con Tronco de Cono de Abrams (Norma IRAM
1536).
Para efectuar el ensayo de Asentamiento debemos colocar un Tronco de cono de
chapa (de 30 cm de altura y 20 cm de diámetro de base inferior y 10 cm de
diámetro de base superior) sobre una superficie lisa, plana y no absorbente, se lo
mantiene afirmado contra el piso, apoyando los pies sobre las orejas inferiores del
dispositivo. El molde Tronco- Cónico se llena con la mezcla en tres capas iguales,
compactadas con la varilla (de acero común liso de 16 mm de diámetro y 60 cm de
largo) mediante 25 golpes enérgicos por capa, que atraviesan la capa a
compactar, pero no las inferiores. Cuando se llega a la base superior se enrasa
con cuchara dejando la superficie de hormigón lisa. Se levanta el molde tomándolo
por las manijas superiores hasta dejar libre totalmente la mezcla en 97 estudio.
Esta operación se efectúa inmediatamente después de completada la
compactación y en forma vertical y gradual.
La medición del Asentamiento se efectúa colocando una regla apoyada sobre el
molde, la regla establece un plano de comparación horizontal a 30 cm de altura
sobre el piso. Se mide con otra regla graduada el descenso producido en el punto
central de la base superior con respecto a la altura original. El valor determinado
es el Asentamiento.
Se adapta especialmente al estudio de hormigones plásticos, con valores de
asentamiento comprendidos entre 2 y 16 cm. Fuera de estos dos limites los
asentamientos medidos no resultan confiables, en cuanto a su relación con las
propiedades de la mezcla.
En términos generales se puede decir que cuando menor sea el valor del
asentamiento medido, mayor será el esfuerzo necesario para compactar el
hormigón en obra.
Ensayo de penetración (Semiesfera de Kelly), (Norma IRAM 1689).
El dispositivo utilizado es una semiesfera de acero con un vástago graduado en
cm y ½ cm, provisto de una manija en su extremo superior, con un peso total de
13.620 +- 45 gramos. La semiesfera está vinculada con un armazón liviano (que
se apoya sobre la superficie del hormigón), desplazable con respecto a la
semiesfera.
Para ejecutar el ensayo de penetración se coloca la semiesfera sobe la superficie
horizontal del hormigón fresco ya compactado (losa) y se deja penetrar la
semiesfera en el interior de la masa hasta detenerse; se mide la penetración
leyendo en la escala graduada del vástago el valor correspondiente a la
intersección del vástago con el armazón liviano, el que queda apoyado en la
superficie del hormigón sin hundirse.
Medición de la penetración: El valor determinado en cm es el valor de la
penetración; que mide la consistencia del hormigón. Mediante ensayos paralelos
de asentamiento de tronco de cono y penetración de la semiesfera, se efectúa la
contrastación de esta, para correlacionar penetraciones con asentamientos. Es
especialmente apto el método para determinar consistencia de hormigones
correspondientes a estructuras extensas y horizontales, tales como losas de
entrepisos o pavimentos (hormigones de asentamientos inferiores a 10 cm).
Consistómetro Ve-Be
El ensayo consiste en forzar una mezcla previamente moldeada en el tronco de
cono, a que tome la forma de un cilindro. Esto se logra efectuando como 1er paso,
en ensayo de cono en el interior de un recipiente cilíndrico y luego de retirar el
molde tronco cónico se coloca sobre la mezcla una placa de acrílico transparente
unida a un vástago lastrado; todo el conjunto está sobre una mesa vibradora que
se pone en funcionamiento y provoca la fluidificación del hormigón ,
produciéndose el cambio de forma .Se mide el tiempo que tarda el tronco de cono
en pasar a la forma de cilindro (para ello se observa a través de la placa de
acrílico el aspecto de la masa). Ese tiempo se mide en segundos, que se llaman
grados Ve-Be.
Marcha del ensayo:
Se efectúa el ensayo de tronco de cono por varillado o vibrado (según su
consistencia), se retira el molde y se apoya el disco de acrílico sobre la mezcla, y
luego se pone en marcha el vibrador de la mesa y simultáneamente un
cronometro; se mide en segundos el tiempo que demande el pasaje de la mezcla,
de la forma de tronco de cono a la de cilindro.
Relación entre grados Ve-Be y asentamientos .De la observación del cuadro
anterior surge que su campo específico de empleo corresponde a las mezclas
secas , cuyo asentamiento es nulo o a lo sumo de hasta 3 cm.
Ensayo de Peso unitario de la mezcla fresca (P.U.H.F.) y contenido de aire
incorporado:
Son ensayos muy sencillos pero que brindan informaciones sumamente
importantes.
El primero consiste en determinar el peso de un volumen conocido de hormigón
fresco, compactado en forma normalizada (por ejemplo molde cilíndrico de 15 x 30
cm llenado en 3 capas con compactación similar al ensayo de asentamiento).
Dado que el volumen del recipiente (VR), llenado hasta enrase superior puede
conocerse con precisión (si es estanco, se lo llena con agua proveniente de
probeta graduada al cm3) lo mismo que su peso (PR), por diferencia de pesadas
(lleno a vacio), y haciendo el cociente de esa diferencia por el volumen del
recipiente, se determina el P.U.H.F
P.U.H.F. = (PR + HF) PR
VR
Si el P.U.H.F.E (Ensayo) es inferior al P.U.H.F.T (Teórico), el cociente entre
ambos, multiplicado por 100, nos da el porcentaje del volumen aparente que está
realmente
ocupado por hormigón; el resto es, por lo tanto aire incorporado en burbujas semi-
microscopicas (AI) y no huecos macroscópicos. La diferencia al 100% m es el
contenido porcentual de aire incorporado (conocido como método gravimetrico)
101 Otra forma de determinar el contenido de aire incorporado es mediante el
método por presión, empleando al efecto el aparato de Washington. Las
características de este dispositivo y la forma de realizar el ensayo, se verán
cuando se estudien los aditivos.
Para determinar la composición de la mezcla fresca consiste en proceder a tomar
una muestra representativa del hormigón fresco; pesarla y hacerla pasar por los
tamices de 4.8 mm y de 0.150 mm de altura (n 4 y n 100). Posteriormente se lavan
con agua las dos fracciones obtenidas y se secan en estufa hasta peso constante.
Dado que el peso del hormigón fresco (PHF) se compone de la suma de los de la
pasta cementicia (PPC) y los agregados (PAF y PAG) se obtienen las siguientes
expresiones:
PHF = PPC + PAF + PAG
Si se conocen el PHF y los PAF y PAG, puede obtenerse el PPC en la siguiente
forma:
PPC = PHF (PAF + PAG)
Estas determinaciones permiten conocer rápidamente el grado de homogeneidad
del hormigón, a medida que se lo elabora.
Ensayos en las Mezclas Endurecidas:
Las mezclas endurecidas corresponden a la tercer etapa en la vida del hormigón,
la que comienza en el momento en que este ha alcanzado un grado de hidratación
tal de la pasta de cemento que contiene, como para que la misma sea ya capaz de
mantener unidos entre si los granos de los agregados en forma permanente. Esto
se pone en evidencia por la resistencia que ofrece una pieza de hormigón, por
ejemplo, al cambio de forma por acción de una solicitación mecánica (caso del
ensayo de compresión).
La resistencia mecánica es la más conocida de las propiedades de la mezcla
endurecida. El hormigón luego del periodo de fraguado, comienza a dar
resistencia hasta endurecerse por completo a los 28 días.
Ensayo de resistencia a la rotura por compresión:
Por lo general se realiza el ensayo en probetas de forma cilíndrica de esbeltez
igual a 2 (altura de la probeta/diámetro de la base). Se moldean las probetas de
acuerdo a las Normas IRAM 1524 y 1534, el moldeo se efectúa colocando y
compactando el hormigón en forma similar a la empleada para el ensayo de
asentamiento que se realiza con el tronco de cono de Abrams. Este
procedimiento es válido solo para hormigones de 3cm o mas de asentamiento;
para mezclas más secas la compactación deberá efectuarse por vibración , ya sea
mediante vibrador de inmersión (diámetro máximo del elemento vibrante : 25mm
para probetas de 15 x 30).
Curado: Las probetas se mantienen en sus moldes durante un periodo mínimo de
24 hs. En ese lapso no deberán sufrir vibraciones, sacudidas, ni golpes, se
protegerá la cara superior con arpillera húmeda, lamina de polietileno o tapa
mecánica y se mantendrá en ambiente protegido de inclemencias climáticas
(calor, frio, lluvia, viento).
Una vez transcurridas las primeras 24 hs, se procede a desmoldar e
inmediatamente se acondiciona la probeta para su mantenimiento hasta el
momento de ensayo. Durante este periodo (7,14 o 28 días) deben mantenerse
condiciones de temperatura y humedad, según norma IRAM 1524 y 1534, la
probeta debe mantenerse en un medio ambiente con no menos del 95% de
humedad relativa, y en cuanto a la temperatura , en los 21 ºC , con una tolerancia
en más o menos de 3 ºC para la obra y de 1 ºC para el laboratorio (o lo que es lo
mismo, en obra la temperatura puede oscilar entre 18 ºC y 24 ºC.
Ensayo de tracción por compresión:
Fue propuesto por el ingeniero brasileño Lobo Carneiro (por eso se lo llama
también ensayo brasileño).
Consiste en aplicar una carga de compresión a una probeta cilíndrica, colocada en
la prensa con su eje longitudinal en dirección horizontal. En esta posición, el
contacto entre los cabezales de la prensa y la probeta se produce a lo largo de
dos generatrices, que corresponden a la intersección de un plano diametral
vertical, con la superficie lateral de la probeta. A fin de distribuir uniformemente la
carga, se interponen entre los cabezales y 105 las generatrices de la probeta,
pequeños listones de madera de 4 mm de espesor, 25 mm de ancho y la longitud
de la probeta.
Como consecuencia de la solicitación a que es sometida la probeta, se demuestra
que en coincidencia con el plano diametral ya mencionado, se produce un
esfuerzo de tracción pura, lo que se pone en evidencia al producirse la rotura, a lo
largo de dicho plano.
El cálculo de la carga unitaria de rotura por tracción, se efectúa aplicando la
expresión
siguiente:
t(Kg/cm2) = 2P = P .
d l 706 cm2
Donde el valor indicado para el denominador (706 cm2) es aplicable
exclusivamente, para el caso de la probeta de 15 cm de diámetro y 30 cm de
altura.
Conclusión
Se puede decir que los modelos de ensayo aplicados son esenciales para medir la
calidad y eficacia de los cementos que serán utilizados en las obras civiles,
además de aportar las prácticas necesarias para desarrollar habilidades y
destrezas en el estudiante lo que le servirá en su futuro campo de trabajo. De la
aplicación de estos modelos de ensayo referidos a la consistencia normal que
debe tener un concreto para que el tiempo de fraguado inicial sea mayor a 45min y
el final menor a 48min, se calculó el valor más aproximado a la exactitud del peso
del cemento (Ensayo de Peso específico); de determinó la superficie específica
necesaria para saber qué tan fino es el cemento, además se realizó el ensayo
para determinar el contenido del aire atrapado que debe ser menor del 12% para
que no sea perjudicial a la obra, pero este no nos dio la cantidad, sino un valor
errático. El cemento es fundamental para cualquier construcción por ello, se deben
realizar los modelos de ensayo antes mencionados para constatar que se trabaje
con un buen material y saber qué cantidad se usara, como, cuando y toda una
serie de pasos que nos van a optimizar de manera efectiva este material al
momento de preparar una pasta de cemento, un mortero o inconcreto para una
construcción; por ello para los estudiantes de construcción civil es fundamental
conocer las ventajas y características de este material.