PARTE 3: Hormigón endurecido PROPIEDADES MECANICAS: ENSAYOS DURABILIDAD: PATOLOGÍAS MÁS FRECUENTES, PREVENCIÓN Y EL DIAGNÓSTICO NUEVO ENFOQUE PROYECTO CIRSOC 201:2002

HORMIGÓN ENDURECIDO Pasta Agregados Propiedades mecánicas El hormigón es un material compuesto que consiste en agregado dentro de una pasta de cemento endurecida. La resistencia del compuesto depende de la resistencia de sus constituyentes y de unión entre ellos. Pasta Agregados La resistencia a la compresión es una de las propiedades del hormigón en estado endurecido más relevantes y que a su vez es más fácil de evaluar. No presenta comportamiento elástico.

Factores que afectan la resistencia a la compresión Cemento Agua de mezclado Agregados Aditivos CARACTERISTICAS DE LOS COMPONENTES Relación a/c Agregado fino Relación aglomerante/agregado Contenido de aditivo Tiempo de mezclado Temperatura del hormigón Curado CONDICIONES DE ELABORACION ERRORES DE MUESTREO Y ELABORACION Extracción y homogenización de la muestra Compactación y curado de las probetas Ensayo

Qué resistencia determinar? Desventaja del hormigón : no se puede medir antes de su colocación a diferencia del acero o de la madera!!! Se debe esperar usualmente 7 o 28 días. Se ha establecido procesos controlados para garantizar la comparabilidad de los resultados. La muestra debe ser representativa. El ensayo es una medida de la resistencia “potencial”, con ella se calcula la resistencia característica y es la que se usa en el diseño. La resistencia efectiva es la que tiene la estructura en las condiciones reales de colocación, compactación, terminación y curado.

Preparación y curado en obra de probetas para ensayos de compresión (Norma IRAM 1524) Moldes: Cilíndricos, resistentes y estancos. Esbeltez (h/d) igual a dos Diámetro probeta ≥ 3 TMA (tamaño máximo agregado) Varilla de compactación: De acero, cilíndrica, lisas, extremo en forma de semiesfera (d = 1,6 cm ) Vibradores: Internos (f > 7000 rpm, d ≤ 1/4 diám. molde) Externos (f > 3600 rpm, d ≤ 1/4 diám. molde) Masa: material no metálico (peso = 0.6 ± 0.2 kg)

≥ 5 cm ⇒ compactación con varilla Preparación y curado en obra de probetas para ensayos de compresión (Norma IRAM 1524) Moldeo de las probetas Asentamiento ≥ 5 cm ⇒ compactación con varilla < 5 cm ⇒ compactación por vibración Compactación con varilla (prob. 15 x 30 cm) Con movimientos verticales, con el extremo en forma de semiesfera, se compacta en 3 capas, con 25 golpes de varilla por capa No golpear el fondo Hacer penetrar la varilla 2 cm (aprox.) en la capa anterior Si luego de la compactación se observa huecos (dejados por la varilla), se golpea a los costados del molde, en el nacimiento de la capa, con una masa

Preparación y curado en obra de probetas para ensayos de compresión (Norma IRAM 1524) Compactación por vibración (prob. 15 x 30 cm): Se llena y se vibra en 2 capas de igual altura aprox. Detener cuando: aspecto liso, se observa brillo en la superficie y prácticamente no desprende burbujas de la superficie Vibración interna: Introducir el elemento vibrante 3 veces en distintos puntos bien distribuidos Capa 1: El vibrador no debe tocar el fondo. Capa 2: penetrar 2 cm en capa 1 La extracción se realiza en forma lenta, evitando dejar vacíos Vibración externa: Asegurar contacto firme entre el molde y la superficie vibrante

Compactación por varilleo Llenado de probetas Compactación por varilleo y vibración

Se monitorea diariamente mínima y se registra en gráficos mensuales Pileta de curado: Agua saturada con cal Temperatura: 23 +/- 2 °C Se monitorea diariamente temperatura máxima y mínima y se registra en gráficos mensuales

Factores que afectan el ensayo Geometría de la probeta Forma cúbica = 1.25  cilíndrica para a = d prismática = 0.95  cilíndrica para a = d Ventajas de la forma cilíndrica Facilidad de moldeo Ausencia de bordes vivos Dirección de ensayo paralela a la de ensayo < efecto de zunchado en los extremos y la máquina < sección transversal < carga de rotura < volumen < peso

Factores que afectan el ensayo Geometría de la probeta Esbeltez 1< h/d < 2 10 x 20 15 x 30  h/d 1 2 La resistencia se corrige cuando la altura es menor 2d: testigos (norma IRAM 1551) Desventajas de la probeta cilíndrica Necesita un encabezado para mantener el paralelismo, planicidad y perpendicularidad.

Factores que afectan el ensayo Máquina de ensayo Rótula para acomodar desviaciones de planitud (máx 4°) Planitud, dureza y espesor de los platos de carga Tamaño de la probeta 10 x 20 A mayor tamaño > resistencia > Probabilidad de falla 15 x 30

Factores que afectan el ensayo Velocidad de ensayo > Velocidad > Resistencia Contenido de humedad Saturada a superficie seca < resistencia Estado de referencia > seguridad Temperatura > Temperatura < Resistencia

Resistencia a la compresión IRAM 1546 Probetas cilíndricas de Probetas cilíndricas: 150 mm x 300 mm Caras encabezadas con mortero de azufre, grafito y arena para mantener la planicidad y perpendicularidad al eje longitudinal Condiciones del equipo: Error en la carga aplicada +/- 1% Condiciones del ensayo: Velocidad de aplicación de la carga: 1.3 mm/min (maq. Tornillo), 0.4 ± 0.2 MPa/s (maq. hidráulicas) Probetas cilíndricas de 15 x 30 cm encabezadas

Medición y encabezado (IRAM 1574)

Material de encabezado (IRAM 1553) Mortero: azufre, grafito y arena pasa 150 m Funde a 150 °C Verificación de resistencia en cubos de 5 cm  > 34.5 MPa

Ensayo de compresión Rotura tipo reloj de arena

Propiedades elásticas Módulo tangente al origen: carece de aplicación práctica Módulo tangente en un punto: no es representativo Módulo secante: se calcula entre el cero y 40 % Módulo cuerda: se evita la irregularidades en el origen   E =  40 % -  50  40 % - 50 E-06  40 % Se realiza dos ciclos de carga y descarga y se toma el promedio de   50 50 E-06  40 %

Módulo de elasticidad cuerda (ASTM C 469) El dispositivo utilizado para el ensayo consta de un compresómetro y un extensómetro Las probetas utilizadas son las mismas que las del ensayo de compresión

Resistencia a la tracción P Tracción directa Engorroso, puede fallar el adhesivo Flexión: con carga en 2/3 elimina el corte 1/3 L P P/2 P/2 M M

Resistencia a la flexión (IRAM 1547) Probeta prismática simplemente apoyada con cargas en los tercios Condiciones de la probeta: Humedad de saturación Condiciones del ensayo: Velocidad de aplicación de la carga función de la tensión en la fibra inferior (0.86 – 1.21 MPa/min)

Resistencia a la tracción Tracción por compresión diametral: t = 0.85 txCD P txCD = 2P/ D L Ventajas: se utiliza la misma probeta que en compresión presenta menos dispersión que flexión es más sencillo que tracción directa

Resistencia a la tracción por compresión diametral (IRAM 1658)

Extracción de testigos: se debe zonificar la estructura para que los resultados sean representativos Los detectores de armadura sirven para medir el recubrimiento de barras de diámetro conocido el recubrimiento de barras de diámetro desconocido el diámetro de la barra, aunque esto escapa a la especificación del equipo y da resultados ambiguos Se ha encontrado que se debe elegir entre una de las opciones para lograr el mejor objetivo

Determinación de la grilla de armaduras con el detector

Extracción de testigos

Ensayo de compresión de testigos (IRAM 1551) Curado: si la estructura no está saturada, se ensaya en condiciones de laboratrorio. Se encabeza como en el ensayo de probetas, previamente se debe garantizar la planicidad de los extremos mediante corte con sierra diamantada. El resultado se corrige por esbeltez diferente de 2.