Hormigón - Testigos de hormigón endurecido - Parte 2: Evaluación de resultados de resistencia mecánica

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1 NORMA CHILENA OFICIAL NCh1171/2.Of2001 Hormigón - Testigos de hormigón endurecido - Parte 2: Evaluación de resultados de resistencia mecánica Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh1171/2 ha sido preparada por el Comité Testigos de Hormigón y la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Cementos Bío Bío S.A. Rodrigo Solís S. Cemento Polpaico S.A. Carlos Ríos T. DICTUC S.A. José Miguel Pascual D. Hormigones Pétreos S.A. Arturo Holmgren G. Hormigones Premix S.A. Rodrigo Serrat N. Hormigones Transex Ltda. Carlos Arcos D'Hainaut Instituto Chileno del Cemento y el Hormigón, ICH Augusto Holmberg Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, IDIEM Jorge David D. Instituto Nacional de Normalización, INN M. Cecilia Soto M. Laboratorio Nacional de Vialidad, Ministerio de Obras Públicas, MOP Sergio Martínez T. Prefabricados de Hormigón Grau S.A. Manuel Rodríguez P. SIKA Chile S.A. Alex Silva R. Universidad Central Patricio Núñez R. Universidad Tecnológica Metropolitana, UTEM Armando Soto O. Esta norma se estudió con el propósito de establecer el procedimiento para la evaluación de los resultados de resistencia mecánica de testigos extraídos de elementos de hormigón endurecido. I

2 Esta norma se inserta dentro del Proyecto FDI Calidad en la Construcción - Actualización Técnica de Normas Chilenas Oficiales. Por no existir Norma Internacional, en la elaboración de esta norma se ha tomado en consideración el documento técnico Concrete Core Testing for Strength - Concrete Society Technical Report N 11, así como antecedentes técnicos proporcionados por el Comité Testigos de hormigón. Esta norma complementa a NCh1171/1 Hormigón - Testigos de hormigón endurecido - Parte 1: Extracción y ensayo. El Anexo A no forma parte del cuerpo de la norma, se inserta sólo a título informativo. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 29 de Marzo de Esta norma ha sido declarada Oficial de la República de Chile por Decreto N 123, de fecha 27 de Junio de 2001, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial N del 26 de Julio de II

3 NORMA CHILENA OFICIAL NCh1171/2.Of2001 Hormigón - Testigos de hormigón endurecido - Parte 2: Evaluación de resultados de resistencia mecánica 1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece los procedimientos para evaluar los resultados de resistencia a compresión y hendimiento de testigos de hormigón endurecido, extraídos y ensayados según NCh1171/1. NOTA - En Anexo A se incluyen comentarios sobre la relación entre la resistencia a hendimiento y la resistencia a flexotracción. 1.2 Esta norma es aplicable para determinar el cumplimiento de la resistencia especificada en el proyecto a partir de la resistencia real del hormigón colocado en una estructura mediante los resultados obtenidos a la edad de ensayo de los testigos. 2 Referencias normativas Los documentos normativos siguientes contienen disposiciones que, a través de referencias en el texto de la norma, constituyen requisitos de la norma. NCh170 NCh171 NCh1017 NCh1037 NCh1171/1 NCh1998 Hormigón - Requisitos generales. Hormigón - Extracción de muestras del hormigón. Hormigón - Confección y curado en obra de probetas para ensayos de compresión y tracción. Hormigón - Ensayo de compresión de probetas cúbicas y cilíndricas. Hormigón - Testigos de hormigón endurecido - Parte 1: Extracción y ensayo. Hormigón - Evaluación estadística de la resistencia mecánica. 1

4 3 Términos y definiciones Para los propósitos de esta norma se aplican, los términos y definiciones siguientes: 3.1 resistencia potencial: resistencia de una muestra de hormigón extraída según NCh171, confeccionada según NCh1017, ensayada según NCh1037 y expresada como resistencia a los 28 días, cuyas condiciones de curado, edad y grado de compactación están normalizadas según NCh170, siendo diferentes de las aplicadas en obra 3.2 resistencia real: resistencia de un testigo de hormigón extraído de un elemento y ensayado según NCh1171/1 y expresado como resistencia según NCh170, que corresponde a una estimación de la resistencia del hormigón en lugar de extracción sin corregir por efecto del curado, la edad o el grado de compactación 3.3 resistencia limite inferior, f 0 : valor de resistencia inferior a f c que depende de la fracción defectuosa establecida en el proyecto 4 Procedimientos 4.1 Evaluación de resultados de compresión de testigos A la edad del ensayo Con fines de evaluación Cuando se trate de evaluar resultados de resistencia a compresión de testigos a la edad del ensayo, evaluar, a lo menos, tres testigos extraídos y ensayados según NCh1171/1. Aceptar el hormigón sometido a evaluación mediante testigos, si se cumple simultáneamente que: i) ii) R 0,85 f pm cil R = 0,75 f pi cil en que: R = resultado de resistencia del testigo a la edad de ensayo, pi expresada en probeta cilíndrica, MPa; pm R = promedio aritmético de los resultados de resistencia de los testigos que conforman el lote a evaluar, MPa; 2

5 f = resistencia a compresión especificada en el proyecto, expresada cil en probeta cilíndrica, MPa; 0,85 y 0,75 = constantes de evaluación, adimensionales (ver Anexo A) Con fines de investigación En este caso, la resistencia de cada testigo, que corresponde a la resistencia real del hormigón, expresado según NCh1171/1, es un antecedente que se entrega al proyectista estructural Por incumplimiento de criterio de evaluación de f < f i Cuando se desee evaluar un hormigón mediante testigos como consecuencia de haber obtenido un f i < f 0, condición exigida en cualquiera de los criterios de evaluación de NCh1998 (ver Anexo A), se debe proceder según lo establecido en Cuando se decide evaluar el hormigón representado por un resultado f i < f 0, mediante testigos, se debe considerar que la aceptación del hormigón de esa parte de la obra se realiza por este criterio, por lo que dicho resultado individual f i no debe ser considerado en la aplicación de los criterios de evaluación establecidos en NCh1998, ya que un lote sometido a evaluación estadística no debe estar compuesto de resultados de resistencia potencial y resultados de resistencia real Recepción del hormigón mediante testigos Cuando la especificación técnica de la obra establece la recepción de los elementos de hormigón fabricados en obra, mediante la extracción y evaluación de testigos, se debe tener en cuenta que la resistencia de cada testigo corresponde a la resistencia real, no potencial, del hormigón colocado a la edad de ensayo. 4.2 Evaluación de resultados a hendimiento de testigos Cuando se desee evaluar un hormigón mediante testigos como consecuencia de un incumplimiento del criterio de evaluación de resistencia a hendimiento de probetas enmoldadas, la especificación técnica debe establecer el criterio de evaluación de dichos testigos. 4.3 Rechazo del hormigón Cuando no se cumpla la aceptación del hormigón con el procedimiento aplicado, el profesional a cargo del proyecto a la autoridad que corresponda, debe decidir las acciones a seguir. 3

6 5 Informe El informe debe contener, a lo menos, la información siguiente: a) identificación de la obra y fecha de ensayo; b) copia del informe establecido en NCh1171/1 para cada testigo considerado; c) resultado del criterio de evaluación establecido por la presente norma; d) cualquier otro antecedente relativo a los testigos o a su evaluación. 4

7 Anexo A (Informativo) Comentarios A.1 Comentarios generales A.1.1 Se debe tener presente que en cualquier obra, el proceso de extracción de testigos debe ser siempre el último recurso utilizado para evaluar un hormigón, salvo cuando se trate de una evaluación de la capacidad estructural de una obra o un elemento existente (como por ejemplo, evaluaciones estructurales después de sismos, cambio de destino de la obra, entre otros). A.1.2 Cuando la especificación técnica exija el cumplimiento de una resistencia distinta a la resistencia a compresión, es conveniente que se establezca el criterio de evaluación de los resultados obtenidos sobre probetas enmoldadas, así como también el método de evaluación de testigos si se produce incumplimiento de la especificación. Lo anterior se debe a que la actual información disponible no permite recomendar un método para convertir resultados de resistencia a hendimiento o compresión de testigos a resistencias especificadas a flexotracción. A.1.3 Otro factor que se debe tener en cuenta, se refiere a la dispersión de resultados de resistencia de los testigos (resistencia real), la que es mayor que la dispersión de resultados que se obtienen en probetas enmoldadas (resistencia real). Por lo tanto, si la especificación técnica establece la recepción del hormigón por testigos, se debe considerar esa mayor dispersión en el proceso de diseño de la mezcla (lo que implica que para cumplir el criterio de aceptación, se necesita resistencias medias de dosificación mayores). A.2 Comentario a la evaluación de testigos a la edad de ensayo A.2.1 Las constantes 0,85 y 0,75 fueron adoptadas por el Comité Testigo de hormigón, considerando que son los valores establecidos por ACI 318 para testigos sometidos a ensayo de compresión y son los valores corrientemente utilizados en Chile. Estas constantes hacen innecesario, en la mayoría de los casos, la corrección por edad al determinar el cumplimiento de la resistencia especificada en el proyecto. 5

8 A.3 Comentario a la evaluación de testigos por incumplimiento de f f i 0 según NCh1998 (ver A.4) A.3.1 Es importante identificar el lugar de colocación del hormigón al momento de confeccionar probetas de hormigón fresco, puesto que: a) cada f i bajo representa un volumen determinado de hormigón de la obra; b) un f i bajo permite presumir que la amasada muestreada tiene un problema puntual; c) un f i bajo puede corresponder a problemas asociados al ensayo. Considerando lo anterior, el Comité Testigos de hormigón recomienda considerar estas posibles causas, antes de proceder a la extracción de testigos (ver NCh1998 y ACI 318). A.4 Comentario a evaluación y recepción del hormigón mediante testigos A.4.1 En el caso de recepción del hormigón mediante testigos, es conveniente que la especificación técnica establezca el requisito de resistencia compatibilizándolo con la edad de ensayo de los testigos. No obstante, se debe tener presente que el criterio de evaluación de resistencia a la edad de ensayo de los testigos (ver 4.1.1) considera que éstos han sido extraídos a edades posteriores a la edad especificada en el proyecto (corrientemente 28 días), sin aplicar corrección por edad. A.4.2 Por ello cuando se extraigan testigos a edades mayores a la especificada, para definir correcciones por edad hay que considerar que en la generalidad de las obras no se ha de aplicar ningún tipo de corrección por efecto del desarrollo de resistencias del hormigón posteriores a los 28 días. Sin embargo, para estimar la resistencia del hormigón a otras edades, en situaciones excepcionales como: hormigones curado bajo agua, testigos extraídos desde el interior de hormigones masivos, etc., es posible recurrir a criterios como los establecidos por el Report N 11 de la Concrete Society. 6

9 A.4.3 Del mismo modo en el Compendio de Tecnología del Hormigón del Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón, se presenta el gráfico extraído del Bureau of Reclamation para diferentes períodos de curado húmedo de probetas enmoldadas de un determinado hormigón: Influencia de la Humedad Ambiental sobre la Resistencia (Fuente: Compendio de Tecnología del Hormigón - ICH, 1988) Resistencia a la Compresión (kgf/cm 2 ) Edad (días) Contínuamente húmedo Al aire después de 28 días de curado Al aire después de 14 días de curado Al aire después de 7 días de curado Al aire después de 3 días de curado Contínuamente al aire Finalmente, en los casos en que se desee estimar la resistencia potencial del hormigón analizado, aparte de las consideraciones ya indicadas, también se debe tener presente posibles ponderaciones como consecuencia de compactaciones defectuosas, tal como se indica en el Report N 11 ya mencionado. Factor Ponderador de la Resistencia por Exceso de Huecos en Testigos (Fuente: Reporte N 11 - Concrete Core Testing for Strength - Concrete Society) Factor Ponderador de la Resistencia Exceso de Huecos (%) = (Dp - Da) / (Dp - 500) x 100 Dp=Densidad Probetas (Potencial) (kg/m 3 ) Da=Densidad Testigo (Real) (kg/m 3 ) y = 0.998e 0.083x R 2 = Exceso de Huecos (%) 7

10 A.5 Ejemplos de evaluación de testigos A.5.1 Evaluación a la edad de ensayo de los testigos A Se ha especificado en una obra un hormigón H-20, en probeta cúbica a los 28 días. Esta resistencia expresada en probeta cilíndrica es: f = 1,25 f c cil f cil = 16 MPa A Se ensayaron tres testigos, cuyas medidas y resistencias se determinaron a la edad de 65 días: Testigo N Diámetro, d, mm Altura, h, mm Esbeltez factor Resistencia testigo, R t MPa Factor, k 1 Resistencia testigo esbeltez normal, R t ,95 14,6 0,996 14,54 MPa ,98 14,0 0,998 13,97 MPa ,97 16,4 0,998 16,37 MPa Resistencia media en testigo de esbeltez normal: R tm Resistencia individual menor en testigo de esbeltez normal: A Evaluación a) Resistencia media: = 14,96 MPa R ti = 13,69 MPa R tm 0,85 f = 0,85 16 = 13,6 > cil MPa b) Resistencia menor: R ti 0,75 f = 0,75 16 = 12 = cil MPa c) Los resultados obtenidos son mayores que los valores de resistencia calculados en a) y b) y por lo tanto cumplen con y se acepta el hormigón. 8

11 A.5.2 Evaluación en caso de incumplimiento de f f i 0 A Convertir la resistencia cúbica normal especificada a resistencia cilíndrica normal especificada: f = cil f k c 2 A continuación, calcular la resistencia media de los testigos expresados como cilindros de esbeltez normal: f mcil = f n i cil Aplicar criterios de evaluación: f 0,85 a) mcil cil f f 0,75 b) icil cil f A.5.3 Evaluar resistencia cúbica del hormigón de estructuras antiguas A El procedimiento es igual al anterior. 9

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13 NORMA CHILENA OFICIAL NCh 1171/2.Of2001 I N S T I T U T O N A C I O N A L D E N O R M A L I Z A C I O N! I N N - C H I L E Hormigón - Testigos de hormigón endurecido - Parte 2: Evaluación de resultados de resistencia mecánica Concrete - Concrete cores - Part 2: Evaluation of mechanical strength Primera edición : 2001 Descriptores: CIN hormigón, materiales de construcción, evaluación estadística, ensayos, muestras COPYRIGHT 2001: INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACION - INN * Prohibida reproducción y venta * Dirección : Matías Cousiño Nº 64, 6º Piso, Santiago, Chile Casilla : 995 Santiago 1 - Chile Teléfonos : +(56 2) Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) Telefax : +(56 2) Centro de Documentación y Venta de Normas (5º Piso) : +(56 2) Web : Miembro de : ISO (International Organization for Standardization) COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas)