Ensayos Acelerados de Resistencia del
Concreto.
En los últimos años, el desafío en la ejecución de importantes estructuras en el mundo, en el menor tiempo posible con conocimientos de la buena calidad de los materiales empleados en la construcción, y entre ellos principalmente el concreto, dio como resultado la búsqueda de métodos rápidos de ensayos de resistencia a compresión de este material.
La resistencia a compresión del concreto no es la más importante propiedad pero es un índice de su calidad y en la mayoría de los casos es el criterio general de aceptación. De allí que es una ventaja que el usuario pueda conocer en barrios tipos de concreto.
En 1933, Pastor I.G., publicó los resultados de sus investigaciones hechas en la construcción de la Represa de Hoover, Estados Unidos. Las probetas fueron moldeadas en fundas especiales y ensayadas a la edad de 8 horas. Elaboradas las probetas, inmediatamente iniciaban 7 horas de curado acelerado utilizando agua en ebullición, luego empleaban 1 hora para enfriar, capear y hacer el ensayo a compresión. Este trabajo no ganó aceptación, porque la predicción de los valores de resistencia a los 28 días no fue aproximada.
Del año 1933 al año 1955, no existieron progresos significativos. En 1935 se publicó “Efectos de la temperatura sobre la resistencia del concreto” de Tims A.G. y Witley N.H.
En el año de 1941, el Departamento del Interior de los Estados Unidos, en el Manual del Concreto, describió el uso de curados acelerados, empleando agua caliente para determinar la relación de la resistencia a los 28 días a partir de la resistencia acelerada a 8 horas de edad. Este ensayo fue prontamente discontinuado por el mencionado departamento. La fuente de información no menciona las razones.
Evaluación de la calidad del
concreto.
Hoy en día las normatividad vigente en muchos países especifican métodos para evaluar la calidad del concreto, mediante el ensayo a la compresión de muestras del concreto colocado en obra, en la forma de probetas cilíndricas, según procedimientos normalizados.
Generalmente para cada ensayo, a una edad determinada, se preparen dos especímenes; que se realice no menos de un ensayo por cada 120 m3 de concreto estructural; o 450 m2 de losa y no menos de un ensayo por cada día de vaciado. Las condiciones de los especímenes y el sistema de curado se encuentran bien normalizados.
La edad para pruebas de resistencia es de 28 días o una edad menor, en la cual el concreto va a recibir la carga completa a su esfuerzo máximo, la misma que deberá ser especificada.
La recomendación de la
Norma E060, del ACI, ASTM.
5.2 DOSIFICACIÓN DEL CONCRETO
5.2.1 La dosificación de los materiales para el concreto debe establecerse para permitir que:
(a) Se logre la trabajabilidad y consistencia que permitan colocar fácilmente el concreto dentro del encofrado y alrededor del refuerzo bajo las condiciones de colocación que
vayan a emplearse, sin segregación ni exudación excesiva.
(b) Se logre resistencia a las condiciones especiales de exposición a las que pueda estar
sometido el concreto, según lo requerido en el Capítulo 4.
(c) Se cumpla con los requisitos de los ensayos de resistencia de 5.6.
5.2.2 Cuando se empleen materiales diferentes para distintas partes de una misma obra, debe evaluarse cada una de las combinaciones de ellos.
5.2.3 La dosificación del concreto debe establecerse de acuerdo con 5.3 ó alternativamente con 5.4 y se deben cumplir las exigencias correspondientes del Capítulo 4.
5.3 DOSIFICACIÓN BASADA EN LA EXPERIENCIA EN OBRA O EN MEZCLAS DE PRUEBA
5.3.1 Desviación estándar
5.3.1.1 Cuando se dispone de registros de ensayos, debe establecerse la desviación estándar de la muestra, Ss. Los registros de ensayos a partir de los cuales se calcula Ss, deben cumplir lassiguientes condiciones:
(a) Deben representar los materiales, procedimientos de control de calidad y condiciones similares a las esperadas. Las variaciones en los materiales y en las proporciones dentro de la muestra no deben haber sido más restrictivas que las de la obra propuesta.
(b) Deben representar a concretos producidos para lograr una resistencia o resistencias
especificadas, dentro del rango de 7 MPa de f’c.
(c) Deben consistir en al menos 30 ensayos consecutivos, o de dos grupos de ensayos
consecutivos totalizando al menos 30 ensayos como se define en 5.6.2.3, excepto por
lo especificado en 5.3.1.2.
5.3.1.2 Cuando no se dispone de registros de ensayos que se ajusten a los requisitos de 5.3.1.1, pero sí se tenga un registro basado en 15 a 29 ensayos consecutivos, se debe establecer ladesviación estándar de la muestra, Ss, como el producto de la desviación estándar calculada de la muestra por el factor de modificación de la Tabla 5.1. Para que sean aceptables, los registros de ensayos deben ajustarse a los requisitos (a) y (b) de 5.3.1.1, y deben representar un solo registro de ensayos consecutivos que abarquen un período no menor de 45 días calendarios consecutivos.
5.3.2 Resistencia promedio requerida
5.3.2.1 La resistencia promedio a la compresión requerida, f’cr, usada como base para la dosificación del concreto debe ser determinada según la Tabla 5.2, empleando la desviación estándar, Ss, calculada de acuerdo con 5.3.1.1 o con 5.3.1.2.
5.3.2.2 Cuando una instalación productora de concreto no tenga registros de ensayos de resistencia en obra para el cálculo de Ss que se ajusten a los requisitos de 5.3.1.1 o de 5.3.1.2, f’cr debe determinarse de la Tabla 5.3, y la documentación relativa a la resistencia promedio debe cumplir con los requisitos de 5.3.3.
Ensayos
sobre estructuras.
La normas Concreto Armado de muchos países, en lo referente a la Evaluación de Estructuras, plantean el procedimiento para efectuar ensayos de carga en las edificaciones. Para el caso que se expone en este artículo , este dispositivo tiene como antecedente las disposiciones del Reglamento de las Construcciones de Concreto Reforzado del Instituto Americano del Concreto (ACI). La norma señala que la prueba de carga es indicada cuando existen dudas razonables respecto de la seguridad de la estructura, de alguno de sus elementos o si se necesita información para fijar los límites de capacidad de carga.
El proceso constructivo de las pilas in-situ, como su nombre lo indica son fabricados en el lugar de la obra (en el sitio), el cual consiste en la perforación del terreno en el lugar indicado por el proyecto, dicha perforación puede realizarse con diversos métodos de perforación según sea el tipo de terreno; siguiendo con el proceso se realiza el armado de refuerzo de la pila según lo indique el proyecto, para luego ser colocado dentro de la perforación, en cuanto el armado es colocado de manera correcta dentro de la perforación, se realiza el colado de pila, este proceso se realiza con concreto premezclado auto-bombeable, para realizar el colado monolíticamente.
En ocasiones, el material en el que se está cimentando, es un suelo friccionante (como son arenas, materiales gruesos y limos, los cuales pueden ser considerados como materiales friccionantes ya que al poseer una estructura cohesiva tan frágil, cualquier movimiento como el que produce la broca o útil al perforar o la simple presencia de agua en el suelo entre otros, hace que se rompa dicha cohesión y el material trabaje como un suelo friccionante), es por ello que se presentan desmoronamientos en el interior de las paredes de la perforación; a este fenómeno se le denomina "caídos", es por ello que se recurre a diversos métodos para evitar que se presente.
Por la forma de ejecución del vaciado, se distinguen básicamente dos tipos de pilotes: los de extracción anteriormente mencionada y los de desplazamiento que pueden ser fabricados en la obra o prefabricados en un lugar diferente de la obra, esto depende de la magnitud del proyecto.
Un pilote de extracción se realiza extrayendo el terreno, mientras que el de desplazamiento se ejecuta compactándolo mediante grúas o dragas, en este proceso el pilote va abriéndose espacio en el terreno donde trabajara por punta, por fricción o ambos. En ambos casos se utilizan diferentes técnicas para mantener la estabilidad de las paredes de la excavación.
En las prescripciones generales se establece que: Las pruebas de carga se recomiendan en elementos sujetos a flexión, vigas y losas. Otros elementos, como columnas y muros, son difíciles de cargar e interpretar los resultados. Previamente a la ejecución de la prueba de carga es necesario identificar los componentes críticos por medio del análisis, investigando especialmente la existencia al corte de los elementos estructurales cuestionados.
En todos los ensayos debe solicitarse una parte suficiente de la construcción, para obtener el efecto total sobre la parte estudiada, de manera que se pueda evaluar adecuadamente. En los casos que se pruebe únicamente una parte de la estructura, esta deberá cargarse de manera que se pueda evaluar adecuadamente la zona que se sospeche débil.
Las pruebas de cargas sobre estructuras terminadas se realizan generalmente por una o más de las siguientes condiciones:
Extracciones
Diamantinas.
Testigos de concreto endurecido
Para evaluar la resistencia del concreto en una estructura, en especial cuando la resistencia de los cilindros normalizados, modelados al pie de obra es baja, se recomienda extraer probetas, (también llamados corazones) del concreto endurecido.
Eventualmente, este procedimiento puede emplearse en diferentes casos, por ejemplo. Cuando han ocurrido anomalías en el desarrollo de la construcción, fallas de curado, aplicación temprana de cargas, incendio, estructuras antiguas, o no se cuenta con registros de resistencia, etc.
Criterios Generales:
Los testigos cilíndricos para ensayos de compresión se extraen con un equipo sonda provista de brocas diamantadas, cuando 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 tres especimenes por cada resultado de resistencia que este por debajo de la resistencia a la compresión especificada del concreto (F´C).
De la extracción:
La extracción debe realizarse en forma perpendicular a la superficie, cuidando que en la zona no existan juntas, ni se encuentren próximas a los bordes.
Deberán descartarse las probetas dañadas o defectuosas.
Geometría de las probetas:
El diámetro de los testigos será por lo menos tres veces mayor que el tamaño máximo del agregado grueso usado en el concreto.
La longitud del espécimen deberá ser tal que, cuando esté refrendado, sea prácticamente el doble de su diámetro.
No deberán utilizarse testigos cuya longitud cantes del refrendado sea menor que el 95% de su diámetro.
Podrán emplearse testigos de 8.75 cm. De diámetro o más, para agregados mayores de una pulgada.
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 5 mm.
El A.C.I. recomienda que si el concreto de la estructura va a estar seco durante las condiciones de servicio, los corazones deban sacarse al aire (temperatura entre 15 y 30oC, humedad relativa menor del 60%), durante 7 días antes de la prueba, y deberán probarse secos. Si el concreto de la estructura va a estar superficialmente húmedo en las condiciones de servicio, los corazones deben sumergirse en agua por lo menos durante 48 horas y probarse húmedos.
Antes del ensayo de compresión, la probeta deberá ser refrendada en ambas caras, de manera de obtener superficies adecuadas. En este caso son de aplicación los métodos: ASTM C 17 y astm c 192.
La medida de las probetas diamantinas deberá ser hecha con una aproximación de 0.01 pulg. (0.25 mm) cuando sea posible, pero nuca con menos aproximación que de 0.1 pulg.
La norma ASTM establece, a diferencia del criterio del ACI, que las probetas serán curadas en húmedo, por 40 hrs. Antes de la rotura.
De los resultados y su corrección:
En los casos que los especimenes tengan una relación entre longitud y diámetro, menor de 2 , se deberá ajustar los resultados del ensayo de compresión , para corregir el efecto de “zunchado” que se produce en el proceso de aplicación de las cargas.
Para los efectos de ajustar la resistencia a un equivalente de la probeta normal, podrán utilizarse los coeficientes normalizados.
https://www.youtube.com/watch?v=7eqm2j5S2TU
Métodos no destructivos.
Entre estos métodos se destacan los métodos dichos no destructivos o semi
destructivos, que permiten evaluar las propiedades del hormigón sin dañar a la estructura. En
efecto los daños eventualmente causados a la estructura durante ensayos pueden perjudicar al
rendimiento de la obra, porque pueden generar la necesidad de reparar la parte estropeada.
Eso se traducirá por un coste suplementario de tiempo y de mano de obra. Así los métodos no
destructivos pueden ser muy recomendables en estructuras que por razón funcional debe
presentar un nivel de acabado bueno.
Es el caso en la obra de la depuradora del Besos, cuyas losas no deben presentar una
rugosidad elevada, con pocas asperezas para permitir el buen tratamiento de las aguas
residuales. Así se tuvo que elegir entre los métodos no destructivos existentes para llevar a
cabo el estudio de mejora del control de calidad del hormigón.
Actualmente la mayoría de los ingenieros son conscientes de la necesidad de los
ensayos in situ, pero es imprescindible conocer las limitaciones y las propiedades evaluadas
con cada método de control. En efecto utilizar un método no adecuado puede llevar a una
perdida de tiempo y de dinero significativa. Así este capitulo pretende dar una visión global
de los métodos de control no destructivos, de las propiedades evaluadas por cada uno de los
ensayos, y del grado de confianza que se puede tener con los resultados obtenidos.
Pruebas de carga.
La carga de trabajo se refiere a la capacidad máxima que tiene un servidor web (hardware y software), para atender a un conjunto de usuarios de manera simultánea. Por ello, las actividades de esta etapa tienen relación con comprobar, de manera anticipada, el funcionamiento que tendrá el servidor del Sitio Web cuando esté en plena operación.
Las pruebas en este caso consisten en simular una carga de trabajo similar y superior a la que tendrá cuando el sitio esté funcionando, con el fin de detectar si el software instalado (programas y aplicaciones) cumple con los requerimientos de muchos usuarios simultáneos y también si el hardware (servidor y el equipamiento computacional de redes y enlace que lo conecta a Internet) es capaz de soportar la cantidad de visitas esperadas.
Es importante considerar que si el servidor está en las dependencias de un tercero que entrega el servicio de alojamiento del Sitio Web (hosting), se le debe solicitar a dicho proveedor un informe en que dé a conocer las características de carga de la solución de hardware y software sobre la cual funciona el Sitio Web de la institución.
Hay diversos software en el mercado que están orientados a este tipo de simulaciones, todos los cuales ofrecen características similares. Entre los datos más relevantes que es posible obtener se cuenta:
- Tiempo de acceso de los usuarios a los datos
- Volumen de datos y ancho de banda utilizado
- Archivos solicitados y tiempos usados en transferencia de datos
- Tiempo de espera de los usuarios tras hacer un clic
- Tiempo de respuesta a clicks de usuarios
- Niveles de error existentes tras clicks de usuarios
VIDEOS
La condición fundamental que determina el ensayo de resiliencia es la velocidad de aplicación de cargas la que corresponde a la caída libre de una carga ligada a un péndulo. Una máquina universalmente aplicada es el péndulo de Charpy que se esquematiza en la figura 2.26.