PRÁCTICA Nº 14 HORMIGÓN: CONTROL DE LA CONFORMIDAD

Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P – Práctica Nº 14
(Curso 2.008 – 2.009)
César García Andreu, José Miguel Saval Pérez, Francisco Baeza Brotons, Antonio José Tenza Abril
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.
1.1.1. Control indirecto
1.1.2. Control 100 por 100
1.1.3. 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
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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)
1.1.1. 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 fcd, ≤ 10 N/mm2
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 permitidas1.
b) Está vigente el distintivo de calidad durante el suministro.
c) Se mantiene la vigencia del reconocimiento oficial del distintivo de calidad.
1.1.2. 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)
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PROCEDIMIENTO:
-
Calculamos la resistencia media a compresión de cada una de las amasadas y
ordenamos de menor a mayor.
‫ݔ‬ଵ ≤ ‫ݔ‬ଶ ≤ ‫ݔ‬ଷ ≤ ‫ݔ‬ସ ≤ ⋯ ≤ ‫ݔ‬ே
ܰ = ݊º ݀݁ ܽ݉ܽ‫ݏܽ݀ܽݏ‬
-
Calculamos la resistencia característica real, la fc,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 fc,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?
1.1.3. CONTROL ESTADÍSTICO
Para el control estadístico de la resistencia del hormigón suministrado en obra, se divide
la obra en lotes2. Las tomas de muestra se realizarán al azar entre las amasadas que
forman el lote.
2
Ver práctica nº 13.
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El número de amasadas (N) que representan a un lote es función de fck 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 fc,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.
‫ݔ‬ଵ ≤ ‫ݔ‬ଶ ≤ ⋯ ≤ ‫ݔ‬ே
Criterio de aceptación o rechazo:
Caso 1 (control de identificación): hormigones en posesión de un distintivo de calidad
oficialmente reconocido.
‫ݔ‬௜ ≥ ݂௖௞
(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
݂ሺ‫ݔ‬ҧ ሻ = ‫ݔ‬ҧ − ‫ܭ‬ଶ ∙ ‫ݎ‬ே ≥ ݂௖௞
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.
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∗
݂൫‫ݔ‬ሺଵሻ ൯ = ‫ݔ‬ሺଵሻ − ‫ܭ‬ଷ ∙ ‫ݏ‬ଷହ
≥ ݂௖௞
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(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)
݂ሺܺതሻ; ݂ሺܺ௜ ሻ Funciones de aceptación.
Donde:
݂௖௞ Resistencia característica especificada en el proyecto.
‫ݔ‬௜ Cada uno de los valores medios obtenidos en las determinaciones de resistencia
para cada una de las amasadas.
‫ݔ‬ҧ Valor medio de los resultados de las N amasadas ensayadas.
‫ܭ‬ଶ , ‫ܭ‬ଷ Coeficientes que se obtienen de la siguiente tabla:
‫ݎ‬ே Recorrido muestral ‫ݎ‬ே = ‫ݔ‬ሺேሻ − ‫ݔ‬ሺଵሻ
‫ݔ‬ሺேሻ Valor máximo de los resultados obtenidos en las últimas N amasadas
‫ݔ‬ሺଵሻ Valor mínimo de los resultados obtenidos en las últimas N amasadas
∗
‫ݏ‬ଷହ
Valor de la desviación típica muestral, correspondiente a las últimas 35 amasadas.
El valor de la desviación típica muestral se calcula:
1
ܵே = ඩ
෍ሺ‫ݔ‬௜ − ‫ݔ‬ҧ ሻଶ
ܰ−1
ே
௜ୀଵ
Caso 4: transitoriamente hasta el 31/12/2010 en hormigones con distintivo de calidad
transitorio el criterio de aceptación será:
݂ሺܺതሻ = ‫ݔ‬ҧ − 1,645 ∙ ߪ ≥ ݂௖௞
‫ݔ‬ҧ Valor medio de los resultados de las N amasadas ensayadas.
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σ Valor de la desviación típica correspondiente a la producción del tipo de hormigón
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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 ‫ݏ‬ଷହ
= 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
1
2
3
4
5
6
Resist. Compr. N/mm2
Prob. I
Prob. II
38
38
30
30
28
30
30
28
28
25
26
26
Resist. Med.
r
(recorrido)
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CASO 2: Sin distintivo de calidad oficial.
CASO 3: Sin distintivo de calidad pero se controlan en obra más de 36 amasadas del
mismo.
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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 ‫ݔ‬௜ > 0,9 ∙ ݂௖௞
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‫ݔ‬ҧ − 1,645 ∙ ߪ ≥ 0,9 ∙ ݂௖௞
xത: 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
1
Prob. I
22
Prob. II
22
2
21
22
3
24
25
4
25
26
5
26
28
6
28
28
Resist.
Med.
r
(recorrido)
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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 3
1.3.1. Determinación de la resistencia a compresión en probetas (UNE-EN 12390-3)
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:
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Deben de cumplir con las dimensiones y tolerancias de la norma UNE-EN 12390-1.
Fuente: Norma UNE 12390-1
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
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PROCEDIMIENTO
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.
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Rotura satisfactoria
Fuente: Norma UNE 12390-3
Rotura no satisfactoria
Fuente: Norma UNE 12390-3
RESISTENCIA A TRACCIÓN INDIRECTA (UNE-EN 12390-6)
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.
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Fuente: Norma UNE 12390-6
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:
ܴ=
Siendo:
ܵ∙ߨ∙‫݀∙ܮ‬
2
-
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:
݂௖௧ =
Siendo:
-
2∙‫ܨ‬
ߨ∙‫݀∙ܮ‬
fct = 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)
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RESISTENCIA A FLEXIÓN (UNE-EN 12390-6)
Las probetas serán prismáticas de dimensiones normalizadas. El dispositivo de carga se observa en la
figura.
Fuente: Norma UNE 12390-6
PROCEDIMIENTO
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:
Siendo:
ܴ=
ܵ ∙ ݀ଵ ∙ ݀ଶଶ
݈
-
R = velocidad de carga (N/s)
S = Incremento de tensión (MPa/s)
d1 y d2 = dimensiones laterales de la probeta (mm)
l = distancia entre los rodillos de apoyo (mm)
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:
Siendo:
-
݂௖௙ =
‫ܮ∙ܨ‬
݀ଵ ∙ ݀ଶଶ
fcf es la resistencia a flexión (Mpa). El resultado se expresa con aproximación de 0’1 MPa
F es la carga de rotura (N)
d1 y d2 = dimensiones laterales de la probeta (mm)
l = distancia entre los rodillos de apoyo (mm)
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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
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