NORMA TÉCNICA GUATEMALTECA

Transcripción

1 NORMA TÉCNICA GUATEMALTECA COGUANOR NTG h20 Método de ensayo. Determinación del flujo plástico (Creep) en el concreto bajo compresión sostenida. Esta norma es esencialmente equivalente a la norma ASTM C512/C512M-10, en la cual está basada, e incluye la denominación propia de las Normas técnicas guatemaltecas. Aprobada Adoptada Consejo Nacional de Normalización: Comisión Guatemalteca de Normas Ministerio de Economía Edificio Centro Nacional de Metrología Calzada Atanasio Azul 27-32, zona 12 Teléfonos: (502) Fax: (502) info-coguanor@mail.mineco.gob.gt Referencia

2 Norma COGUANOR NTG h20 2/13 Prólogo COGUANOR La Comisión Guatemalteca de Normas (COGUANOR) es el Organismo Nacional de Normalización, creada por el Decreto No del Congreso de la República del 05 de mayo de Sus funciones están definidas en el marco de la Ley del Sistema Nacional de la Calidad, Decreto del Congreso de la República. COGUANOR es una entidad adscrita al Ministerio de Economía, su principal misión es proporcionar soporte técnico a los sectores público y privado por medio de la actividad de normalización. COGUANOR, preocupada por el desarrollo de la actividad productiva de bienes y servicios en el país, ha armonizado las normas internacionales. El estudio de esta norma, fue realizado a través del Comité Técnico de Normalización de Concreto (CTN Concreto), con la participación de: Ing. Emilio Beltranena Coordinador de Comité Ing. Gabriel Granados Representante PRECSA Ing. Juan Carlos Galindo Representante PISOS CASA BLANCA Lic. Rodrigo García Representante MIXTO LISTO Ing. Joaquín Rueda Representante Cementos Progreso Ing. Dilma Mejicanos Representante CII-USAC Ing. Sergio Quiñónez Representante PRECÓN Ing. Rafael Sazo Representante CEMEX Guatemala Ing. Renato del Cid Profesional Independiente Ing Estuardo Herrera Rodas Representante ICCG Ing. Ramón Torres

3 Norma COGUANOR NTG h20 3/13 Representante TECNOMASTER, S.A. Ing. Armando Díaz Representante MACROMIX Lic. Luis Velásquez Representante Cementos Progreso Ing. Leonel Morales Representante CEMEX Guatemala Sr. Edwin Roberto Chile Representante FFACSA Ing. Sergio Sevilla Representante CIFA Ing. Ing. Oscar Sequeira Representante AGCC Ing. Estuardo Palencia Representante PROQUALITY Ing. José Manuel Vásquez Representante MIXTO LISTO Lic. Marco Vinicio Carballo Representante HORCALSA Ing. Xiomara Sapón Roldán Representante ICCG Sr. Manuel de Jesús Sacrab Representante INMOBILIARIA LA ROCA Ing. Marlon Portillo Representante Municipalidad de Guatemala Ing. David Fuentes Representante Grupo FFACSA Ing. Javier Quiñónez Representante CONCYT Ing. Luis Alvarez Valencia Representante ICCG Ing. Héctor Herrera Representante COGUANOR

4 Norma COGUANOR NTG h20 4/13 Índice Página 1 Objeto Documentos citados Significado y uso 5 4 Equipo Especímenes de ensayo Curado y almacenaje de los especímenes Procedimiento Cálculos Informe Precisión y Sesgo Descriptores.. 13

5 Norma COGUANOR NTG h20 5/13 1. OBJETO 1.1 Este método de ensayo trata de la determinación del flujo plástico (Creep) de cilindros de concreto moldeados sujetos a una carga de compresión longitudinal sostenida. Este método de ensayo está limitado a concreto en el que el tamaño máximo del agregado no exceda de los 50 mm (2pulg). 1.2 Los valores dados ya sea en unidades SI o en unidades pulgada-libra, deben ser considerados separadamente como el estándar. Los valores expresados en cada sistema pueden no ser equivalentes exactos; por lo tanto cada sistema debe ser usado independientemente del otro. La combinación de valores de los dos sistemas puede dar por resultado una no conformidad con la norma. 1.3 Esta norma no pretende tratar todos los aspectos de seguridad, si los hubiere, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma el establecer las prácticas apropiadas de seguridad y salubridad y determinar la aplicabilidad de limitaciones regulatorias antes de su uso. 2. DOCUMENTOS CITADOS 2.1 Normas NTG (ASTM) NTG h1 ASTM C39/C39M NTG (ASTM C192/C192M) NTG (ASTM C470/C470M) NTG (ASTM C617) (ASTM C670) Método de ensayo. Determinación de la resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos de concreto. Práctica para la elaboración y curado de especímenes de ensayo de concreto en el laboratorio. Moldes para el colado vertical de cilindros de concreto para ensayo. Especificaciones. Práctica para el cabeceo de especímenes cilíndricos de concreto. Práctica para la preparación de enunciados sobre precisión y sesgo para los métodos de ensayo de los materiales de construcción. 3. SIGNIFICADO Y USO 3.1 Este método de ensayo mide la deformación unitaria inducida por carga de compresión-dependiente del tiempo a edades seleccionadas para el concreto bajo un conjunto arbitrario de condiciones ambientales controladas. 3.2 Este método de ensayo puede ser usado para comparar el flujo plástico (Creep) potencial de diferentes concretos. Se presenta también un procedimiento, usando una ecuación desarrollada (o un trazo gráfico) para calcular los esfuerzos de

6 Norma COGUANOR NTG h20 6/13 los datos de deformación unitaria, dentro de estructuras masivas de concreto no reforzado. Para la mayoría de aplicaciones específicas de diseño, las condiciones de ensayo que establece esta norma, deberán ser modificadas para simular más estrechamente las condiciones anticipadas de curado, térmicas, de exposición y de tiempo de carga previstas, para la estructura prototipo. Las teorías actuales sobre el flujo plástico, así como los efectos de los parámetros de los materiales y del ambiente, se presentan en ACI SP-9, Simposio sobre el Flujo Plástico del Concreto (Se puede obtener en: En ausencia de una hipótesis satisfactoria que gobierne el fenómeno del flujo plástico, se han desarrollado una serie de suposiciones que han sido justificadas y respaldadas por los ensayos y por la experiencia: El flujo plástico es proporcional al esfuerzo en un rango de 0 al 40% de la resistencia a la compresión del concreto Se ha demostrado de forma concluyente que el flujo plástico es directamente proporcional al contenido de pasta dentro del rango de contenido de pasta normalmente usado en el concreto. Por lo tanto, las características del flujo plástico de mezclas de concreto que contienen un agregado de tamaño máximo mayor de 50mm (2 pulg) pueden ser determinadas, de las características del flujo plástico de la fracción de concreto sin el agregado mayor de 50 mm (2 pulg), obtenida por tamizado húmedo. En este caso, se multiplica el valor característico, por la relación entre el contenido de pasta de cemento (proporción por volumen) en la mezcla de concreto total, y el contenido de pasta de cemento de la muestra tamizada. 3.4 El uso de la expresión logarítmica dada en la sección 8, no implica que la relación deformación unitaria tiempo del flujo plástico es necesariamente una función logarítmica exacta; sin embargo para períodos de tiempo hasta de un año, la expresión se aproxima al comportamiento normal del flujo plástico con la suficiente exactitud para hacer posible el cálculo de parámetros que son útiles para el propósito de comparar comportamientos de diferentes concretos. 3.5 No se cuenta con datos que den soporte y justifiquen la extrapolación de resultados de este ensayo para comportamientos a tracción o torsión. 4. EQUIPO 4.1 Moldes Los moldes deben ser cilíndricos y deben cumplir con los requisitos de la práctica NTG (ASTM C192/C192M), o con los requisitos de la especificación NTG (ASTM C470/C470M). Si así se requiere, pueden establecerse que requisitos para la inserción de sensores de deformación y para la fijación integral de placas de apoyo en los extremos del espécimen al ser colado o moldeado Los moldes horizontales deben cumplir con los requisitos de la sección sobre moldes horizontales para cilindros de ensayo de flujo plástico, de la práctica NTG (ASTM C192/C192M). Un molde horizontal que ha sido satisfactorio se muestra en la Figura 1).

7 Norma COGUANOR NTG h20 7/ Marco para aplicación de carga debe tener la capacidad para aplicar y mantener la carga requerida sobre el espécimen, a pesar de cualquier cambio de dimensión en el espécimen. En su forma más simple el marco de carga consiste de placas de aplicación de carga que se apoyan en los extremos de los especímenes bajo carga, un elemento de aplicación y mantenimiento de la carga que puede ser a base de resorte o una cápsula o pistón hidráulico, y un juego de barras roscadas para tomar la reacción del sistema cargado. Las superficies de aplicación de carga de las placas de carga, no deben apartarse de un plano por más de mm (0.001 pulg). En cualquier marco de carga, se puede permitir que se puedan colocar varios especímenes bajo carga simultánea. En este caso, la longitud entre las placas de carga no debe exceder de 1780 mm (70 pulg). Cuando se usa un elemento hidráulico de mantenimiento de carga, se pueden cargar simultáneamente varios marcos de carga, a través de una unidad central de regulación de la precisión hidráulica, consistente de un acumulador, un regulador, indicadores de presión de carga y una fuente de alta presión como un cilindro de nitrógeno o una bomba de alta presión. Así mismo si se usan resortes, pueden usarse resortes de ferrocarril para mantener la carga en los marcos de cargas similares a los descritos antes. La compresión inicial puede aplicarse por medio de un gato hidráulico portátil o por una máquina de ensayo. Cuando se usan resortes, se debe tener cuidado de proveer un cabezal esférico o una junta de articulación esférica y placas de carga y de base de suficiente rigidez para asegurar una carga uniforme de los cilindros. En la figura 2 se muestra un marco de carga aceptable con resortes. Se debe proveer de dispositivos adecuados para la medición de la carga por lo menos con una aproximación de 2% de la carga total aplicada. Es permitido el uso de un indicador hidráulico de presión y de una celda de carga permanentemente instalados en el marco, cuando la carga es aplicada o reajustada. 4.3 Dispositivo para la medición de la deformación unitaria Se debe usar un dispositivo o galga adecuado para la medición de la deformación unitaria del espécimen con una aproximación de 10 millonésimas. Se permite que ese dispositivo pueda ser embebido, ajustado al espécimen o portátil. Si se usa un dispositivo portátil, el mismo debe tener puntas que aseguren un ajuste adecuado de la longitud de base. El pegar galgas que funcionen por contacto de fricción no está permitido. Si se usa un dispositivo embebido, el mismo debe ser situado de tal modo que su movimiento de deformación ocurra a lo largo del eje longitudinal del cilindro. Si se usan dispositivos externos, las deformaciones deben ser medidas en no menos de dos líneas de base espaciadas uniformemente alrededor de la periferia del espécimen. Los medidores o galgas pueden ser instrumentados de tal forma que la deformación promedio pueda ser leída directamente. La longitud de base efectiva debe ser por lo menos tres veces el tamaño máximo del agregado usado en el concreto. El dispositivo o galga usado debe ser capaz de medir las deformaciones unitarias por lo menos una vez por año sin cambio en su calibración. NOTA 1 Los sistemas en los cuales las deformaciones unitarias varias son comparadas con una barra de referencia de longitud constante, son considerados los más confiables pero el uso de galgas eléctricas no adheridas, también se considera satisfactorio.

8 5. ESPECIMENES DE ENSAYO Norma COGUANOR NTG h20 8/ Tamaño del espécimen El diámetro de cada espécimen debe ser de 150 ± 1.5 mm (6 ± 0.6 pulg) y su longitud debe ser de por lo menos 290mm (11.5 pulg). Cuando los extremos del espécimen están en contacto con las placas de acero, la longitud del espécimen debe ser por lo menos igual a la longitud de base del dispositivo para la medición de las deformaciones unitarias, más el diámetro del espécimen. Cuando los extremos del espécimen estén en contacto con otros especímenes de concreto similares al espécimen de ensayo, la longitud del espécimen debe ser por lo menos igual a la longitud de base del dispositivo para la medición de las deformaciones unitarias más 40 mm (1.5 pulg). Entre el espécimen de ensayo y las placas de carga a cada extremo de una pila de especímenes, debe colocarse un cilindro suplementario no instrumentado, cuyo diámetro sea igual al de los cilindros de ensayo y cuya longitud sea de por lo menos igual a la mitad de su diámetro. 5.2 Fabricación de los especímenes El tamaño máximo del agregado no debe exceder de 50 mm (2 pulg) (véase sección 3). Los cilindros moldeados verticalmente deben ser fabricados de acuerdo con los requisitos de la práctica NTG (ASTM C192/C192M). Los extremos de cada cilindro deben cumplir con los requisitos de planicidad descritos en el objeto de la práctica de NTG (ASTM C617) (Nota 2). Los especímenes moldeados horizontalmente deben ser consolidados por un método apropiado a la consistencia del concreto como se indica en la sección sobre métodos de consolidación de la práctica NTG (ASTM C192/C192M). Se debe tener el cuidado de asegurar que la varilla apisonadora o el vibrador no golpeen el medidor de deformación. Cuando se usa vibración, el concreto se coloca en una sola capa y el elemento vibrador no debe exceder de 35mm (1.3 pulg) de diámetro. Sí se emplea varillado, el concreto se coloca en dos capas aproximadamente iguales, y cada capa es varillada 25 veces uniformemente a lo largo de cada lado del medidor de deformación unitaria. Después de su consolidación, el concreto será cortado a ras con una paleta o llana y luego paleteando una cantidad mínima para conformar el concreto en la abertura, concéntricamente con el resto del espécimen. Es permitido el uso de una plantilla curvada al radio del espécimen como una enrasadora para conformar y acabar el concreto en una forma más precisa en la abertura. Cuando los cilindros van a ser apilados, es muy recomendable el pulido de los extremos. NOTA 2 Los requisitos para planicidad pueden ser cumplidos mediante el cabeceo, el pulido o en el momento de su moldeo, procediendo al montaje en los extremos, de placas de apoyo perpendiculares al eje del cilindro. 5.3 Número de especímenes De cada amasada de concreto, deben ser fabricados por lo menos seis especímenes (Véase Nota 3), para cada condición de ensayo; dos cilindros se ensayan para obtener su resistencia a la compresión, dos se someten a carga constante hasta su deformación total y dos permanecen libres de carga para su uso como control para indicar deformaciones debidas a causas diferentes a la de la carga constante. Cada espécimen de carga de ensayo de

9 Norma COGUANOR NTG h20 9/13 resistencia o de control, debe llevar el mismo tratamiento de curado y de almacenaje que los especímenes sometidos a carga constante. NOTA 3 Se recomienda que los especímenes sean ensayados por triplicado, aunque los especímenes por duplicado, son aceptables. 6. CURADO Y ALMACENAJE DE LOS ESPECÍMENES 6.1 Curado estándar Antes de ser removidos de los moldes, los especímenes deben almacenarse a 23.0 ± 2 C, (73.5 ± 3.5 F) y deben ser cubiertos para prevenir evaporación. Los especímenes deben ser removidos de los moldes a no menos de 20h ni más de 48h después de ser moldeados y luego deben ser almacenados en condición húmeda a una temperatura de 23.0 ± 2.0 C (73.5 ± 3.5 F) hasta la edad de 7 días. Una condición húmeda es aquella en la que el agua libre se mantiene en las superficies de los especímenes todo el tiempo. Los especímenes no deben ser sometidos a una corriente de agua, ni deben ser sumergidos dentro del agua. Al

10 Norma COGUANOR NTG h20 10/13 completar el curado húmedo de los especímenes, los mismos deben ser almacenados a una temperatura de 23.0 ± 1 C (73.5 ± 1.5 F) y una humedad relativa de 50 ± 4% hasta completar su ensayo. 6.2 Curado básico para flujo plástico Si lo que se desea es la prevención de la ganancia o pérdida de agua durante los periodos de almacenaje y de ensayo, los especímenes deben ser cubiertos y sellados en contenedores a prueba de humedad (Por ejemplo, de cobre o de hule de butilo), para prevenir la pérdida de humedad por evaporación y deben permanecer sellados durante todo el período de almacenaje y ensayo. 6.3 Régimen de temperatura de curado variable Cuando se desea introducir el efecto de la temperatura en las propiedades elásticas o inelásticas del concreto (como por ejemplo, las condiciones adiabáticas de temperatura existentes en el concreto masivo o bien las condiciones de temperatura a las que el concreto está sometido durante el curado acelerado, del mismo), las temperaturas dentro de la instalación de almacenaje del espécimen deben ser controladas para que corresponda al historial de temperatura deseado. El usuario debe ser el responsable de establecer el historial de temperatura tiempo deseado que debe ser implementado y de los rangos permisibles de desviación aceptables. 6.4 Otras condiciones de curado - Se pueden establecer otras edades de ensayo y otras condiciones del ambiente de almacenaje, cuando dicha información sea requerida para aplicaciones específicas. Las condiciones del almacenaje deben ser cuidadosamente detalladas en el informe sobre el ensayo. 7. PROCEDIMIENTO 7.1 Edad para el ensayo de carga constante - Cuando el propósito de los ensayos es la comparación del potencial de flujo plástico de diferentes concretos, los especímenes deben someterse a una carga inicial a la edad de 28 días. Cuando el comportamiento del flujo plástico completo es lo que se desea, se deben preparar los especímenes para una carga inicial en las siguientes edades: 2, 7,28 y 90 días, y luego un año. Sí se requiere información para otras edades de carga, se debe incluir tales edades en el informe. 7.2 Detalles de la aplicación de carga - Inmediatamente antes de iniciar la carga de los especímenes de flujo plástico (Creep), se determina la resistencia a la compresión de los especímenes de acuerdo con el método de ensayo NTG h1, (ASTM C39/C39M). Al mismo tiempo los especímenes no sellados de flujo de carga ( Creep) son colocados dentro del marco de carga, se debe cubrir los extremos de los cilindros de control para prevenir pérdida de humedad (véase la Nota 4). Los especímenes se cargan a una intensidad no mayor del 40% de la resistencia a la compresión a la edad de ensayo. Las lecturas de deformación unitaria se toman inmediatamente antes y después de aplicar la carga, a 2, a 6h después y luego diariamente por una semana, semanalmente por un mes y mensualmente por un año. Antes de tomar cada lectura de deformación unitaria se mide la carga. Si la carga varía en más de 2% del valor correcto, la misma debe ser

11 Norma COGUANOR NTG h20 11/13 ajustada (Véase Nota 5). Se deben tomar lecturas en los cilindros de control en las mismas fechas y horarios que para los cilindros de flujo plástico cargados. NOTA 4 Al colocar los especímenes de flujo plástico en el marco de carga, debe tenerse el cuidado en la alineación de los especímenes para evitar cargas excéntricas. Cuando los cilindros están apilados y se usan galgas o medidores de deformación externos, puede ser de utilidad aplicar una precarga pequeña tal, que el esfuerzo resultante de la misma no exceda de 1380 kpa (200 psi) y observar la variación de la deformación alrededor de cada espécimen, después de lo cual, se remueve dicha carga y los especímenes se re-alinean para una mayor uniformidad en la deformación. NOTA 5 Cuando se usan resortes para mantener la carga, el ajuste de la misma puede ser obtenido por la aplicación de la carga correcta y luego lograr el ajuste apretando las tuercas de las barras roscadas de reacción del marco. 8. CÁLCULOS 8.1 Se calcula la deformación unitaria inducida por la carga total, por unidad de esfuerzo a cualquier tiempo o edad, como la diferencia entre los valores de deformación unitaria promedio entre los especímenes cargados y los especímenes de control, divida entre el esfuerzo promedio. Para determinar la deformación unitaria de flujo plástico por unidad de esfuerzo a cualquier edad, a la deformación unitaria inducida por la carga total a esa edad, se le resta la deformación unitaria por unidad de esfuerzo, inmediatamente después de la aplicación de la carga. Si así se desea, se puede graficar la deformación unitaria total por unidad de esfuerzo en un papel semi-logarítmico en el cual el eje logarítmico representa el tiempo para determinar las constantes 1/E y F (k) para la siguiente ecuación: donde: ε = (1/E) + F (k) ln (t + 1) (1) ε = Deformación unitaria total por unidad de esfuerzo, MPa -1 (psi -1 ) E = F (k) = t = Módulo de elasticidad instantánea, MPa, (psi) Velocidad de flujo, calculada como la pendiente de una línea recta que representa la curva de flujo plástico en la gráfica semi-logarítmico, Tiempo después de cargado el espécimen, en días. La cantidad 1/E es la deformación unitaria elástica inicial por unidad de esfuerzo y se determina de las lecturas de deformación unitaria tomadas inmediatamente antes y después de cargar el espécimen. Si la carga no fue alcanzada rápidamente, puede que algún flujo plástico haya ocurrido antes que la deformación unitaria después de la carga, haya sido observada, en cuyo caso puede usarse el método de extrapolación a tiempo cero, por mínimos cuadrados, para determinar esta cantidad.

12 9. INFORME Norma COGUANOR NTG h20 12/ Se debe informar lo siguiente: Contenido de cemento, contenido de agua, relación agua-cemento, tamaño máximo de agregado, asentamiento y contenido de aire de la amasada de concreto Tipo y fuente del cemento, el agregado, los aditivos, el agua de mezcla (si se usa otra que no sea el agua potable) Posición del cilindro al ser moldeado vertical u horizontal Condiciones del almacenaje antes y durante la carga Edad al tiempo de ser cargado Resistencia a la compresión a la edad de ser cargado Tipo de galga o dispositivo de medición de la deformación unitaria Magnitud de cualquier precarga aplicada Intensidad de la carga aplicada Deformación unitaria elástica inicial Deformación de flujo plástico por unidad de esfuerzo a las edades hasta un año Velocidad de flujo plástico, F (k) si acaso fue determinada. 10 PRECISION Y SESGO 10.1 Precisión Para un solo operador, una sola amasada de concreto se ha encontrado que el coeficiente de variación es de 4.0% valor del límite (1s%) descrito en la práctica (ASTM C670) y para un solo operador y múltiples amasadas de concreto se ha encontrado que el coeficiente de variación es de 9.0% valor del límite (d2s%) descrito en la práctica (ASTM C670), ambos sobre un rango de deformaciones unitarias de 250 a 2000 millonésimas. Por lo tanto, los resultados de dos ensayos realizados adecuadamente por el mismo operador sobre el mismo material no deben diferir en más de 6% de su promedio. Así mismo, los resultados de dos ensayos realizados por el mismo operador en material moldeado de varias amasadas diferentes, no debe diferir en más del 13% de su promedio Sesgo Este método de ensayo no tiene sesgo, porque los valores determinados solo pueden ser definidos en términos del propio método de ensayo.

13 Norma COGUANOR NTG h20 13/ DESCRIPTORES 11.1 Compresión, concreto; flujo plástico (Creep); deformación unitaria de flujo plástico (Creep); deformación unitaria elástica. -- Última línea --