ORGANISMO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN Y LA EDIFICACIÓN S.C. PROYECTO DE NORMA MEXICANA PROY-NMX-C-083-ONNCCE -2007 (Esta norma cancela y sustituye a la NMX-C-083-ONNCCE-2002) INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCION - CONCRETO - DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE ESPECIMENES - MÉTODO DE PRUEBA BUILDING INDUSTRY - CONCRETE - DETERMINATION OF COMPRESIVE STRENGTH OF SPECIMEN- TEST METHOD VERSIÓN 20 DE MAYO 2008 Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación S.C. Constitución No. 50 Col. Escandón C.P. 11800, México, D.F. Tel. 5273 1991 fax. 5273 3431 Correo electrónico: normas@mail.onncce.org.mx Internet: http://www.onncce.org.mx PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL SIN AUTORIZACIÓN POR ESCRITO DEL ONNCCE
PROYECTO DE NORMA MEXICANA PROY-NMX-C-083-ONNCCE-2007 Esta norma cancela y sustituye a la NMX-C-083-2002-ONNCCE "INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN - CONCRETO - DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE ESPECIMENES - MÉTODO DE PRUEBA "BUILDING INDUSTRY - CONCRETE - DETERMINATION OF COMPRESIVE STRENGTH OF SPECIMEN - TEST METHOD Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y La Edificación, S.C. Constitución No. 50 Col. Escandón C.P. 11800, México, D.F. Tel. 5273 1991 fax. 5273 3431 Correo electrónico: normas@mail.onncce.org.mx Internet: http://www.onncce.org.mx PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL SIN AUTORIZACIÓN POR ESCRITO DEL ONNCCE COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE MATERIALES COMPONENTES Y SISTEMAS ESTRUCTURALES CTN-1 0. PREFACIO Se contó con el valioso apoyo de: ASEGURAMIENTO DE CALIDAD Y LABORATORIO, S.A. DE C.V. ASOCIACIÓN MEXICANA DE LA INDUSTRIA DEL CONCRETO PREMEZCLADO A.C. (AMICPAC) ASOCIACIÓN NACIONAL DE LABORATORIOS INDEPENDIENTES AL SERVICIO DE LA CONSTRUCCIÓN, A.C. (ANALISEC) CEMEX CONCRETOS, S.A. DE C.V. CONCRETOS BAL DE ORIENTE, S.A. DE C.V. CONCRETOS CRUZ AZUL, S.A. DE C.V. CONCRETOS KARYMA, S.A. DE C.V. DURO ROCK, S.A. DE C.V. HOLCIM APASCO, S.A. DE C.V. HUMBOLDT DE MEXICO INGENIERIA GEOTECNICA Y CONTROL DE CALIDAD, S.A. DE C.V. INGENIEROS CIVILES ASOCIADOS, CONSTRUCCIÓN CIVIL, (ICA) INSPECTEC, SUPERVISIÓN Y LABORATORIOS, S.A. DE C.V. INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C. (IMCYC) LABORATORIO DE CONTROL, S.A. DE C.V. LADEMAC, S.A. DE C.V. LANC, S.C. / LABORATORIOS DE ALTO NIVEL EN CALIDAD LATINOAMERICANA DE CONCRETOS, S.A.. DE C.V. (LACOSA) PEP INGENIERIA DE SUELOS, S.A. DE C.V. RESISTENCIAS SAN MARINO, S.A. DE C.V. SECCIÓN CENTRO Y SUR CIUDAD DE MÉXICO DEL AMERICAN CONCRETE INSTITUTE, A.C. (ACI) SECRETARIA DE OBRAS Y SERVICIOS DEL GOBIERNO DEL DISTRITO FEDERAL TK INSTRUMENTACION, S.A. DE C.V. ÍNDICE 0. PREFACIO... 1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN... 2. REFERENCIAS... 3. DEFINICIONES... 4. EQUIPO... 4.1. Maquina de prueba... 4.2. Dispositivos de lectura de carga... 4.3. Verificacion de carga... 5. PREPARACIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DE LAS MUESTRAS... 5.1. Dimensiones... 5.2. Cabeceo... 6. CONDICIONES AMBIENTALES... 6.1. Especimenes humedos... 6.2. Condiciones especiales de humedad... Pag. 2 de 9 PROY-NMX-C-083-ONNCCE-2007
7. PROCEDIMIENTO... 7.1. Colocación de especimenes... 7.2. Velocidad de aplicación de carga... 8. CALCULO Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS... 9. PRECISION... 10. INFORME DE LA PRUEBA... 11. BIBLIOGRAFÍA... 12. CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES... A. APÉNDICE INFORMATIVO... A.1. Vigencia... 1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Establece el método de prueba para la determinación de la resistencia a la compresión del concreto, en especimenes cilíndricos moldeados, corazones de concreto y cubos, con masa volumétrica mayor a 900 kg/m 3. 2. REFERENCIAS Esta norma, se complementa con las siguientes normas mexicanas en vigor: NMX-C-109-ONNCCE Industria de la construcción - Concreto - Cabeceo de especímenes cilíndricos. NMX-C-160-ONNCCE Industria de la construccion - concreto - elaboración y curado en obra de especímenes de concreto NMX-C-169-ONNCCE Industria de la construcción - Concreto- Obtención y prueba de corazones y vigas extraídos de concreto endurecido NMX-C-251-ONNCCE Industria de la construcción - Concreto - Terminología. 3. DEFINICIONES Aplican las definiciones especificadas en la norma NMX-C-251 en vigor 4. EQUIPO 4.1. Máquina de prueba Con la capacidad necesaria para la resistencia y dimensiones del espécimen a ensayar 4.1.2. Equipada con dos bloques de acero para la aplicación de la carga, con superficie de contacto que no se deforme al aplicar las cargas requeridas (dureza rockwell recomendable de C-55). Uno de los bloques debe tener asiento esférico y apoyarse en la parte superior del espécimen, y el otro bloque rígido sobre el cual descansará el mismo. Para facilitar el centrado, se pueden graban círculos concéntricos que no tengan más de 0,8 mm de profundidad, ni más de 1,2 mm de ancho. Con excepción de los círculos concéntricos, la superficie de apoyo no debe diferir de un plano en más de 0,025 mm en una longitud de 150 mm 4.1.3. El apoyo inferior puede ser una platina o un bloque adicional que puede o no estar fijo a la platina. 4.1.3.1. En caso de existir un bloque adicional, éste debe tener las condiciones especificas de superficies, las cuales deben ser paralelas entre sí; su dimensión horizontal menor debe ser por lo menos 3 % mayor que el diámetro o diagonal del espécimen que se va a probar y el uso de círculos concéntricos es opcional. 4.1.3.2. El centro de los círculos concéntricos en el bloque inferior de apoyo, cuando se tengan, o el centro del bloque, debe coincidir con el centro de la cabeza esférica. 4.1.4. El bloque de apoyo inferior debe tener como mínimo 22,5 mm de espesor 4.1.4.1. El bloque superior de carga, con asiento esférico, debe de ser por lo menos 3% más ancho que el diámetro (o diagonal en caso de cubos) que el espécimen a probar y de un ancho máximo de 100mm mayor que el diámetro (o diagonal en caso de cubos) que el espécimen a probar. Los bloques de apoyo con asiento esférico pueden tener caras cuadradas, siempre y cuando el se cumpla con lo antes descrito.. 4.1.4.2. La placa de carga superior puede ser de dimensiones mayores siempre que exista acoplamiento a la base superior del espécimen por probar, mediante la verificación de la planicidad de la superficie de la placa. 4.1.4.3. El centro de la esfera debe coincidir con el centro de la superficie de la cara de apoyo con una tolerancia de ± 5 % del radio de la esfera y El diámetro de la esfera debe ser cuando menos 75 % del diámetro del espécimen que se va a probar. PROY-NMX-C-083-ONNCCE-2007 3 de 9
Soporte Área preferente de carga T r Bloque superior de carga Espécimen de prueba R Notas: 1.- T no debe ser menor que la diferencia R-r. 2.- Se deben tener los dispositivos necesarios para sostener el bloque superior en el soporte. Figura 1.- ejemplo de bloque de carga con asiento esférico 4.1.4.7. La porción móvil del bloque de carga debe y girar libremente por lo menos 4º en cualquier dirección. 4.2. Dispositivos de lectura de carga Si la carga se registra en una carátula, debe tener una línea de referencia en cero y una graduación que inicie en forma progresiva, cuando menos en el 10 % de su capacidad. La aguja indicadora debe tener la longitud suficiente para coincidir con las marcas de graduación y el ancho de su extremo no debe ser mayor que el claro libre entre dos divisiones mìnimas. Debe tener una aguja de arrastre de la misma longitud que la aguja indicadora y ajustarce a la referencia en cero. Las máquinas con sistema digital deben estar equipadas con un dispositivo que registre la carga máxima aplicada. 4.3. Verificación de carga El error permitido en la máquina en su verificación o calibración, debe ser como máximo de ± 3 % de la carga aplicada. La máquina debe calibrarse o verificarse antes de ser puesta en operación, posteriormente cada año o cada 40 000 ensayes y si no se detectan desviaciones en tres años puede ampliarse el periodo. Asi mismo, se debe verificar después de que se cambie de sitio, de que se efectúen reparaciones o ajustes en los mecanismos de medición; o calibrarla si se tiene duda de los resultados. 5. PREPARACIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DE LAS MUESTRAS 5.1. Los especimenes moldeados debe elaborarse de acuerdo a las normas nmx-c-159 ó160 y los testigos extraidos, de acuerdo a la norma NMX-C-169 5.2 Dimensiones Se determina el diámetro o lado y la altura del espécimen de prueba promediando las toma de 2 medidas perpendiculares entre sí a una altura media del espécimen y 2 alturas opuestas con una aproximación de 1mm. Cuando la altura promedio del espécimen es menor de 1,8 veces el diámetro (en caso de cilindros), el resultado de la resistencia debe corregirse por esbeltez de acuerdo a la Tabla 2, los valores intermedios que no aparecen en la Tabla 2 deben calcularse por interpolación, no deberan ensayarse especimenes con relacion diametro a altura 4 de 9 PROY-NMX-C-083-ONNCCE-2007
menor de 1:1; en caso de cubos, la relación debe ser de 1 con una diferencia aceptable del 1% de diferencia en las dimensiones nominales. Tabla 2.- Factores de corrección por esbeltez para cilíndros Relación altura - diámetro del espécimen (x) Factor de corrección a la resistencia (y) 2,00 1,00 1,75 0,99 1,50 0,97 1,25 0,94 1,00 0,91 Ecuación de interpolación: y - y 1 = [(y 2 - y 1 ) / (x 2 - x 1 )] (x - x 1 ) Donde: X = relación altura diámetro obtenida X 1 = relación altura diámetro inmediata superior a la obtenida X 2 Y = relación altura diámetro inmediata inferior a la obtenida = Factor a calcular Y 1 = Factor inmediato superior al que se espera obtener Y 2 = Factor inmediato inferior al que se espera obtener El factor obtenido se toma con dos decimales sin aproximar 5.2. Cabeceo Antes del ensaye, las bases de los especímenes o caras de aplicación de carga no se deben apartar de la perpendicular al eje en más de 0,5º, aproximadamente 3 mm en 300 mm y, sin irregularidades que excedan de 0.05 mm, en caso contrario, deben ser cabeceadas de acuerdo a lo indicado en la norma NMX-C-109-ONNCCE. 6. CONDICIONES AMBIENTALES 6.1. Especímenes húmedos El ensaye a la compresión de los especímenes curados en húmedo debe efectuarse después de retirarlos de la pileta o del cuarto húmedo, y una vez que el material de cabeceo haya adquirido la resistencia requerida verificada de acuerdo a la NMX-C-109-ONNCCE; durante el tiempo transcurrido entre el retiro del almacenamiento húmedo y el ensaye, se debe prevenir la perdidad excesiva de humedad en los especímenes. 6.2. Condiciones especiales de humedad En el caso de especímenes sometidos en condiciones de curado especiales, los especímenes se ensayarán con la condición de humedad resultante del curado especificado (a vapor, medio ambiente, etc.). 7. PROCEDIMIENTO 7.1. Colocación de especímenes Se limpian las superficies de las placas superior e inferior y las cabezas del espécimen de prueba, se coloca este último sobre la placa inferior alineando su eje con el centro de la placa de carga con asiento esférico; mientras la placa superior hace un contacto suave y uniforme. Los cubos se colocan en la prensa sobre las caras que estuvieron en contacto con las paredes del molde PROY-NMX-C-083-ONNCCE-2007 5 de 9
7.2. Velocidad de aplicación de carga Se debe aplicar la carga con una velocidad continua sin producir impacto, ni pérdida de carga. La velocidad de carga debe estar dentro del intervalo de 137 kpa/s a 343 kpa/s (84 kg/cm 2 /min a 210 kg/cm 2 /min) equivalente para un diámetro estándar de 15 cm a un rango de 2,4 kn/s a 6,0 kn/s (14,8t/min a 37,1 t/min) para otras dimensiones se calcula la velocidad de carga de acuerdo a lo especificado. Se permite una velocidad mayor durante la aplicación de la primera mitad de la carga máxima esperada siempre y cuando durante la segunda mitad se mantenga la velocidad especificada; pueden utilizarse máquinas operadas manualmente o motorizadas que permitan cumplir con lo anterior, 7.2.2. Se aplica la carga hasta que sea visible el tipo de falla (ruptura), en 1 de cada 10 especímenes ensayados. Si las condiciones de ensayo probocan un estallido en el concreto, y no es posible registrar la falla, solo se registra esta situación (como en el caso de concretos de resistencia especificada superior a 400 kg/cm 2 donde al ensayar los especimenes no se aprecie la falla o se destruyen antes de apreciarla). 7.2.3. Los especímenes para la aceptación o rechazo de concreto deben ensayarse a la edad especificada. Tabla 3.- Tolerancias Edad de prueba Especificada Tolerancia permisible 24 h ± 0:30 h 3 días ± 2 h 7 días ± 6 h 14 días ± 12 h 28 días ± 24 h Para aquellos especímenes en los cuales no se tenga una edad de prueba dentro de la tabla anterior, se ensayará con las tolerancias que se fijen en común acuerdo por los interesados. La tolerancia pemisible en el ensaye solo será requerida a los especimenes de la edad especificada. Figura 2.- DIAGRAMA DE TIPOS DE FALLAS SATISFACTORIAS PARA PROBETAS CUBICAS SOMETIDAS A COMPRESIÓN TIPO 1 TIPO 2 TIPO 3 6 de 9 PROY-NMX-C-083-ONNCCE-2007
1. Se observa cuando se logra una carga de compresión bien aplicada sobre un espécimen de prueba bien preparado. 2. Se observa comúnmente cuando las caras de aplicación de carga se encuentran en el límite de tolerancia especificada o excediendo ésta. 3. Se observa en especimenes que presentan una superficie de carga convexa y/o por deficiencia del material de cabeceo; también por concavidad del palto de cabeceo o convexidad en una de las placas de carga. 4. Se observa en especimenes que presentan una cara de aplicación de carga cóncava y/o por deficiencias ene l material de cabeceo o también por concavidad en una de las placas de carga. 5. Se observa cuando se producen concentraciones de esfuerzos en puntos sobresalientes de las caras de aplicación de carga, por deficiencias en el material de cabeceo, rugosidades en el plato cabeceador o placas de carga. 6. Se observa en especimenes que presentan una cara de aplicación de carga convexa y/o por deficiencias del material de cabeceo o del plato cabeceador. 7. Se observa cuando las caras de aplicación de carga del espécimen se desvían ligeramente de las tolerancias de paralelismo establecidas o por ligeras desviaciones en el centrado del espécimen para la aplicación de carga. Figura 3.- DIAGRAMA DE TIPOS DE FALLAS PARA PROBETAS CILINDRICAS SOMETIDAS A COMPRESIÓN PROY-NMX-C-083-ONNCCE-2007 7 de 9
8. CÁLCULO Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS Se calcula la resistencia a la compresión del espécimen, dividiendo la carga máxima soportada durante la prueba entre el área promedio de la sección transversa. fc = F/A fc F A Resistencia a compresión Carga máxima Area del especimen La resistencia a la compresión se determina con el promedio de 2 especimenes como mínimo, ensayados a la edad especificada. El resultado de la prueba se expresa con una aproximación de 100 kpa (1 kg/cm 2 ). 9. PRECISION 9.1 En cilindros Coeficiente de repetibilidad 2,9 % Coeficiente de reproducibilidad 3,1 % 9.2 En cubos Cubos de 100 mm Coeficiente de repetibilidad 3,2 % Coeficiente de reproducibilidad 5,4 % Cubos de 150 mm Coeficiente de repetibilidad 3,2 % Coeficiente de reproducibilidad 4,7 % 10. INFORME DE LA PRUEBA 10.1 Se deben registrar los siguientes datos:el registro de los resultados debe incluir como mínimo los siguientes datos: a) Clave de identificación del espécimen. b) Edad de ensaye c) Diámetro y altura en centímetros, con aproximación a milímetros. d) Área de la sección transversal en centímetros cuadrados con aproximación al décimo. e) Carga máxima en N (kgf). f) Resistencia a la compresión, calculada con aproximación a 100 kpa (1 kgf/cm 2 ). g) Observaciones (Defectos observados en el espécimen o en sus cabezas solo en caso de que se presenten). 10.2 El informe al cliente debe contener los siguientes datos: a) Clave de identificación del espécimen. b) Edad de ensaye c) Resistencia a la compresión, calculada con aproximación a 100 kpa (1 kgf/cm 2 ). d) Observaciones (Defectos observados en el espécimen o en sus cabezas solo en caso de que se presenten). 8 de 9 PROY-NMX-C-083-ONNCCE-2007
11. BIBLIOGRAFÍA ASTM C-39-86 Standard Method Of Test Compressive Strength Of Cylindrical Concrete Specimens ASTM C-683-76 Compressive And Flexural Strength Of Concrete Under Field Conditions. NMX-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades y Medidas. NMX-C-251-1997-ONNCCE Industria de la construcción-concreto-terminologia. NMX-C-7500-IMNC-2006 Verificacion de maquinas de ensayo a compresión y tracción. UNE-EN-12390-3 Determinacion de la resistencia a la compresión de probetas. UNE-EN-12390-4 Resistencia a compresión. Características de las maquinas de ensaye. 12. CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta norma no es equivalente con ninguna norma internacional por no existir referencia alguna en el momento de su elaboración. A. APÉNDICE INFORMATIVO A.1. Vigencia La presente norma mexicana entrará en vigor a los sesenta días siguientes de su declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación por parte de la Secretaria de Economia (SE). PROY-NMX-C-083-ONNCCE-2007 9 de 9