HORMIGÓN: CONTROL DE LA CONFORMIDAD DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN DEL HORMIGÓN ESTRUCTURAL (II).

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1 Prácticas de Materiales de Construcción I.T. Obras Públicas PRÁCTICA Nº 14 HORMIGÓN: CONTROL DE LA CONFORMIDAD DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN DEL HORMIGÓN ESTRUCTURAL (II). Contenido: 1.1 Control de la resistencia del hormigón durante el suministro en obra Control indirecto Control 100 por Control estadístico 1.2 Decisiones derivadas del control de la resistencia. 1.3 Ensayos de hormigón endurecido. ANEJO 1: Instrumental del laboratorio utilizado en la práctica Página 1 de 16

2 1.1 Control de la resistencia del hormigón durante el suministro en obra. La conformidad de un hormigón con lo establecido en el proyecto se comprobará durante su recepción en la obra, e incluirá su comportamiento en relación con la docilidad, la resistencia y la durabilidad. Son preceptivos en todos los casos Hay tres tipos de control del hormigón recibido en obra, (3 modalidades de control): Control indirecto. (Modalidad 3) Control al 100 por 100. (Modalidad 2) Control estadístico. (Modalidad 1) CONTROL INDIRECTO Sólo se aplica a los hormigones en posesión de distintivo de calidad oficialmente reconocido que se empleen en uno de los siguientes casos: Elementos de edificios de viviendas de máximo 2 plantas con luces inferiores a 6 m. Elementos de edificios de viviendas de hasta cuatro plantas, que trabajen a flexión, con luces inferiores a 6 m. Además cumplirán las dos condiciones siguientes: Ambiente donde se ubique el elemento estructural sea I o II. Resistencia de cálculo en proyecto, a compresión f cd, 10 N/mm 2 Para aceptar el hormigón se harán, como mínimo, cuatro determinaciones de la consistencia al día durante el hormigonado. Se aceptará el hormigón si cumple simultáneamente las tres condiciones siguientes: a) Resultados de consistencia conforme con las tolerancias permitidas 1. b) Está vigente el distintivo de calidad durante el suministro. c) Se mantiene la vigencia del reconocimiento oficial del distintivo de calidad CONTROL 100 POR 100 (control total) Se controlan todas las amasadas colocadas en obra. Puede suponer un coste excesivo, por lo que se suele utilizar para elementos aislados de gran responsabilidad (viga dintel muy solicitada, recrecido para reforzar un elemento estructural, etc.). 1 Práctica nº 11 (ver ensayos y tablas de consistencia en hormigones) Página 2 de 16

3 PROCEDIMIENTO: - Calculamos la resistencia media a compresión de cada una de las amasadas y ordenamos de menor a mayor. = º - Calculamos la resistencia característica real, la f c,real corresponde a la resistencia de la amasada que ocupa el lugar n = 0,05. N, redondeándose n por exceso (cuando el número de amasadas sea 20 se tomará como f c,real el más bajo de la serie). Criterio de aceptación o rechazo, El valor de la resistencia característica real, es el valor que se corresponde al cuantil 5% en la distribución de resistencias del hormigón colocado en obra. PRÁCTICA 1 OBJETIVO Si se han realizado 50 amasadas, En qué posición se encontrará el valor de la resistencia característica real? CONTROL ESTADÍSTICO Para el control estadístico de la resistencia del hormigón suministrado en obra, se divide la obra en lotes 2. Las tomas de muestra se realizarán al azar entre las amasadas que forman el lote. 2 Ver práctica nº 13. Página 3 de 16

4 El número de amasadas (N) que representan a un lote es función de f ck y de poseer distintivo de calidad. Es el método de aplicación general en obras de hormigón estructural., lo que vamos a obtener es una resistencia estimada f c,est. Una vez efectuados los ensayos y calculadas las resistencias medias (comprobar el recorrido) de cada amasada se procederá a ordenar los valores de menor a mayor. Criterio de aceptación o rechazo: Caso 1 (control de identificación): hormigones en posesión de un distintivo de calidad oficialmente reconocido. (Todos los valores representativos de las amasadas controladas deberán ser mayores o iguales a la resistencia característica especificada o de proyecto). Caso 2 (Control de recepción): hormigones sin distintivo. = Caso 3: hormigones sin distintivo, fabricados de forma continua en central de obra o suministrados de forma continua por la misma central de hormigón preparado, en los que se controlan en la obra más de treinta y seis amasadas del mismo tipo de hormigón. Página 4 de 16

5 = (Esta expresión se utilizará a partir de la amasada número 37, a las anteriores se les aplicará el criterio del caso 2 y 3 N 6) Donde: ; Funciones de aceptación. Resistencia característica especificada en el proyecto. Cada uno de los valores medios obtenidos en las determinaciones de resistencia para cada una de las amasadas. Valor medio de los resultados de las N amasadas ensayadas., Coeficientes que se obtienen de la siguiente tabla: Recorrido muestral = Valor máximo de los resultados obtenidos en las últimas N amasadas Valor mínimo de los resultados obtenidos en las últimas N amasadas Valor de la desviación típica muestral, correspondiente a las últimas 35 amasadas. El valor de la desviación típica muestral se calcula: = 1 1 Caso 4: transitoriamente hasta el 31/12/2010 en hormigones con distintivo de calidad transitorio el criterio de aceptación será: = 1,645 Valor medio de los resultados de las N amasadas ensayadas. Página 5 de 16

6 σ Valor de la desviación típica correspondiente a la producción del tipo de hormigón suministrado, en N/mm2, y certificado por el distintivo de calidad. PRÁCTICA 2 OBJETIVO Para comprobar un lote de nuestra obra se han comprobado 6 amasadas (2 probetas por amasada). (HA-25/B/31,5/IIa). Comprobar la aceptación o rechazo del lote en función de los resultados obtenidos para los siguientes casos: 1. El suministrador de hormigón tiene distintivo de calidad oficialmente reconocido. 2. El suministrador no tiene distintivo de calidad oficial. 3. El suministrador no tiene distintivo de calidad oficial se han controlado hasta el momento 36 amasadas y se ha obtenido una desviación de =2,18 4. El suministrador de hormigón tiene distintivo de calidad transitorio (hasta 21/12/2010). CASO 1: Con distintivo de calidad oficialmente reconocido. Amasada Resist. Compr. N/mm2 Prob. I Prob. II Resist. Med. r (recorrido) Página 6 de 16

7 CASO 2: Sin distintivo de calidad oficial. CASO 3: Sin distintivo de calidad pero se controlan en obra más de 36 amasadas del mismo. Página 7 de 16

8 CASO 4: Distintivo de calidad transitorio (21/12/2010). 1.2 Decisiones derivadas del control de resistencia. Previo al suministro: Debe cumplir las siguientes condiciones: Documentación es correcta. Los ensayos previos y característicos de resistencia y de dosificación cumplen. Previo a la puesta en obra: Se acepta la puesta en obra de una amasada tras comprobar que la hoja de suministro es conforme y que la consistencia es conforme. Tras la puesta en obra de hormigón: Control indirecto: En caso de no cumplir se valorará el hormigón a partir de la información del control de producción facilitado por el suministrador. Control estadístico: Un hormigón en posesión de un distintivo de calidad ( conforme al apartado 5.1. del anejo 19 de la EHE 2008) con nivel de garantía que no cumpla el criterio de aceptación, se aceptará cuando se cumplan las dos condiciones siguientes: los valores individuales del lote obtenidos >0,9 Página 8 de 16

9 1,645 0,9 x : Valor medio del conjunto de valores que resulta al incorporar el resultado no conforme a los catorce resultados del control de producción que sean temporalmente más próximos al mismo. σ: Valor de la desviación típica correspondiente a la producción del tipo de hormigón suministrado, en N/mm2, y certificado en su caso por el distintivo de calidad Continuación del ejemplo anterior: Solamente en hormigones en posesión de un distintivo de calidad. (CASO 1) (HA-25/B/31,5/IIa), suministrador con distintivo de calidad oficialmente reconocido. Resist. Compr. N/mm2 Amasada Prob. I Prob. II Resist. Med. r (recorrido) Página 9 de 16

10 En otros casos (incluido el control total), se valorará la aceptación, refuerzo o demolición de los elementos construidos con el hormigón del lote a partir de la información obtenida mediante la aplicación gradual de los siguientes procedimientos: Realización de ensayos de información complementaria. En caso de que estos confirmen los resultados obtenidos se encargará un estudio de seguridad de los elementos afectados (tomando como resistencia característica la de los ensayos de control y de información complementaria). Ensayo de comportamiento estructural (pruebas de carga) 1.3 Ensayos de hormigón endurecido. PRÁCTICA Determinación de la resistencia a compresión en probetas (UNE-EN ) OBJETIVO Determinar el valor de la resistencia a compresión en probetas cilíndricas (15 cm de ϕ y 30 cm de altura), correspondientes a las realizadas en la práctica nº11. Las probetas pueden ser cúbicas, cilíndricas o testigos. En el caso de emplear cúbicas se debe de aplicar un coeficiente de conversión. Para resistencias características menores de 50 MPa se emplean de 15 cm de arista, siendo los coeficientes conversores: Página 10 de 16

11 Deben de cumplir con las dimensiones y tolerancias de la norma UNE-EN Fuente: Norma UNE Si no cumplen con tolerancias se pueden ajustar mediante pulido (prevalece) o refrentado de las caras en contacto con los platos (usaremos método de refrentado con mortero de azufre). REFRENTADO CON MORTERO DE AZUFRE MATERIAL UTILIZADO: Dispositivo de refrentado (refrentador). Este consta de un triedro trirectángular con el aseguramos la ortogonalidad entre la superficie refrentada y el eje de la probeta, y de un plato donde se coloca el mortero de azufre. Dispositivo de mezclado para mortero de azufre ( sistema de calentamiento con control automático de temperatura) Se suele utilizar mortero de azufre (1 parte en peso de azufre + 1 parte en peso de arena silícea fina (pasa por 0,250mm y retiene en 0,125mm) + negro de humo 2%) CONDICIONES DEL MATERIAL PARA REFRENTAR Antes de refrentar, la superficie de la probeta debe de estar seca, limpia y sin partículas sueltas. La resistencia debe ser mayor a la de la probeta Conformar capa lisa, cubriendo irregularidades en la superficie expuesta de la probeta. Espesor refrentado 5mm Página 11 de 16

12 PROCEDIMIENTO Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P Práctica Nº 14 Preparación mortero en marmita hasta fundir azufre. Remover para asegurar homogeneidad. Refrentado (aplicar desencofrante, limpiar exceso humedad en superficia a refrentar evita formación de burbujas, colocar mortero en plato y colocar probeta). Probeta se ensaya como máximo a las 2 horas (si alcanza la resistencia), si se tarda más introducir probeta en cámara de conservación. Una vez se ha realizado el refrentado de las probetas ya se puede realizar el ensayo de resistencia a compresión. RESISTENCIA A COMPRESIÓN MATERIAL UTILIZADO: Máquina de ensayo a compresión. PROCEDIMIENTO No realizar ensayo hasta que hayan transcurrido al menos 30 minutos del refrentado. La carga se aplicará de forma continua y sin choques bruscos. La velocidad de carga estará dentro del rango de 0,2MPa/s a 1,0 MPa/s. (Determinar la velocidad de carga a colocar en la prensa expresada en N/s). Obtención de la carga de rotura. Conocida esta se determina la resistencia redondeando esta al 0,5 MPa más cercano. Veamos ejemplos de roturas satisfactorias y no satisfactorias. Página 12 de 16

13 Rotura satisfactoria Fuente: Norma UNE Rotura no satisfactoria Fuente: Norma UNE RESISTENCIA A TRACCIÓN INDIRECTA (UNE-EN ) Una probeta cilíndrica (15x30 cm) se somete a una fuerza de compresión aplicada en una banda estrecha y en toda su longitud, El resultado de la fuerza de tracción ortogonal resultante origina que la probeta rompa a tracción. MATERIAL UTILIZADO: Máquina de ensayo con dispositivo para rotura a tracción indirecta. Página 13 de 16

14 Fuente: Norma UNE PROCEDIMIENTO Se aplica la carga de forma continua, por dos de sus generatrices, la velocidad de carga estará en el rango de 0 04 MPa /s a 0,06 MPa/s. La fórmula a emplear para la determinar la velocidad en la máquina (expresada en N/s) es: = 2 Siendo: - R= velocidad de incremento de carga (N/s) - L = longitud de la probeta (mm) - d= dimensión de la sección transversal de la probeta (mm) - S= Incremento de tensión (MPa/s) La carga se aplica hasta que rompa la probeta, tomándose como carga de rotura la carga máxima alcanzada. La expresión que se utiliza para obtener la resistencia a tracción indirecta es: = 2 Siendo: - f ct = resistencia a tracción indirecta (MPa) - L = longitud de la probeta (mm) - d = dimensión de la sección transversal de la probeta (mm) - F = Carga de rotura (N) Página 14 de 16

15 RESISTENCIA A FLEXIÓN (UNE-EN ) Las probetas serán prismáticas de dimensiones normalizadas. El dispositivo de carga se observa en la figura. Fuente: Norma UNE PROCEDIMIENTO Siendo: Eliminar exceso de humedad de probetas curadas en agua. El incremento de tensión constante estará dentro del rango de 0,04 a 0,06 MPA/s Calcular la velocidad de carga de la máquina con la fórmula: = - R = velocidad de carga (N/s) - S = Incremento de tensión (MPa/s) - d 1 y d 2 = dimensiones laterales de la probeta (mm) - l = distancia entre los rodillos de apoyo (mm) Siendo: La carga se aplica hasta que rompa la probeta, tomándose como carga de rotura la carga máxima alcanzada. La expresión que se utiliza para obtener la resistencia a flexión es: = - fcf es la resistencia a flexión (Mpa). El resultado se expresa con aproximación de 0 1 MPa - F es la carga de rotura (N) - d 1 y d 2 = dimensiones laterales de la probeta (mm) - l = distancia entre los rodillos de apoyo (mm) Página 15 de 16

16 ANEJO 1: Instrumental de laboratorio utilizado en la práctica Refrentador con mortero de azufre. Prensa de ensayos Dispositivo de ensayo flexión Dispositivo de tracción indirecta Página 16 de 16