Norma NTG 41017 h2

NORMA
TÉCNICA
GUATEMALTECA
COGUANOR
NTG 41017-h2
Método de ensayo para determinar el esfuerzo de flexión del
concreto (utilizando una viga simplemente soportada con
cargas en los tercios de la luz)
Esta norma es esencialmente equivalente a la norma
ASTM C78-09, la cual fue revisada con el conocimiento y
experiencia de los integrantes del CTN de Concreto.
Adoptada Consejo Nacional de Normalización:
Comisión Guatemalteca de Normas
Ministerio de Economía
Edificio Centro Nacional de Metrología Referencia
Calzada Atanasio Azul 27-32, zona 12
Teléfonos: (502) 2247-2600
Fax: (502) 2247-2687
www.mineco.gob.gt
[email protected]
Índice
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Objeto y Campo de Aplicación…………………………………….....
Normas de Referencia...……………………………………….………
Significado y Uso……………………………………………………….
Equipo…………………….……………………………..………………
Especímenes de Ensayo…….…..……………………………………
Procedimiento……………..……………………………………………
Medida del Espécimen después del Ensayo…...…………………..
Cálculos……………………………………………….…….………….
Reporte………………………….………………………………………
Precisión y Sesgo……………………………………………………...
Descriptores....……………….....……………………………………..
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Prólogo COGUANOR
La Comisión Guatemalteca de Normas (COGUANOR) es el Organismo Nacional de
Normalización, creada por el Decreto No. 1523 del Congreso de la República del 05
de mayo de 1962. Sus funciones están definidas en el marco de la Ley del Sistema
Nacional de la Calidad, Decreto 78-2005 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. Luis Álvarez Valencia
Representante Instituto del Cemento y del Concreto de Guatemala
Ing. Héctor Herrera
Representante COGUANOR
Ing. Sergio Sevilla
Representante CIFA
Ing. Ramiro Callejas
Representante FHA
Ing. José Manuel Vásquez
Representante MIXTO LISTO
Ing. Kenneth Molina
Representante PRECÓN
Ing. Ramón Torres Ribas
Representante TECNOMASTER
Inga. Dilma Yanet Mejicanos Jol
Representante CII-USAC
Ing. Luis Fernando Salazar
Representante Facultad Arquitectura-USAC
Ing. Roberto Chang Campang
Representante AGIES
Ing. Víctor Hugo Nájera
Representante SIKA
Ing. Marlon Portillo Matta
Representante Municipalidad de Guatemala
Ing. Rommel Ramírez Ruiz
Representante CEMEX
Ing. José Estuardo Palencia
Representante PROQUALITY
Ing. Estuardo Herrera
Representante CEMENTOS PROGRESO
Ing. Oscar Sequeira
Representante MEGAPRODUCTOS
1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN
1.1
Este método de ensayo cubre la determinación del esfuerzo de flexión del
concreto utilizando una viga simplemente soportada con cargas en los tercios de la
luz.
1.2
Los valores indicados en unidades SI o en unidades pulgada-libra, deben ser
considerados separadamente como los estándares. Los valores indicados en cada
sistema pueden no ser exactamente equivalentes; por lo tanto, cada sistema debe ser
usado independientemente uno del otro. La combinación de valores de los dos
sistemas puede resultar en una no conformidad con la norma.
1.3
Esta norma no tiene el propósito de indicar los problemas de seguridad
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
las limitaciones reguladoras antes de su uso.
2. DOCUMENTOS CITADOS
2.1
Normas ASTM
ASTM C 31 Práctica para la elaboración y curado de especímenes de ensayo de
concreto en la obra.
ASTM C 42 Método de ensayo. Obtención y ensayo de núcleos perforados y vigas
aserradas de concreto.
ASTM C 192 Práctica para la elaboración y curado de especímenes de ensayo de
concreto en el laboratorio.
ASTM C 617 Encabezado de especímenes cilíndricos de concreto.
ASTM C 1077 Práctica para los laboratorios de ensayos de concreto y de agregados
para concreto en la construcción, y criterios para la evaluación de los laboratorios.
ASTM E 4,
Práctica para la verificación de fuerza de las máquinas de ensayo.
3. SIGNIFICADO Y USO
3.1
Este método de ensayo se usa para determinar el esfuerzo de flexión de
especímenes preparados y curados de acuerdo con el método de ensayo C 42/C
42M o las prácticas C 31/C 31M o C 192/C 192M.Los resultados se calculan e
informan como el módulo de ruptura. El esfuerzo determinado puede variar si existen
diferencias en el tamaño del espécimen, preparación, condición de humedad, curado
o las condiciones donde la viga haya sido moldeada o aserrada al tamaño requerido.
3.2
Los resultados de este método pueden ser usados para determinar el
cumplimiento de especificaciones o como una base para determinar el
proporcionamiento de la mezcla y las operaciones de mezclado y colocación del
concreto. Este ensayo se utiliza en la evaluación de concretos para la construcción
de losas y pavimentos .
4. EQUIPO
4.1
La máquina de ensayos debe cumplir con los requisitos establecidos en los
diferentes apartados de la práctica E4 que se listan a continuación: bases de
verificación, correcciones, e intervalos de tiempo entre verificaciones. No se
permiten máquinas de ensayo manuales, únicamente aquellas con bombas que
provean una carga continua a la falla en una sola aplicación. Se permite el uso de
bombas motorizadas o bombas manuales de desplazamiento positivo, que tengan
suficiente volumen en una sola aplicación para completar el ensayo sin requerir de
recarga y que sean capaces de aplicar las cargas a una velocidad uniforme sin
interrupción ni sacudidas.
4.2
Método de carga
El método de carga en los tercios de la luz, debe ser utilizado al realizar ensayos de
flexión de concretos, utilizando bloques de aplicación de carga que aseguren que
las fuerzas aplicadas a la viga sean perpendiculares a la cara del espécimen y sean
aplicadas sin excentricidad. Un diagrama de un aparato que cumple este propósito,
se muestra en la Fig. 1.
4.2.1 Todos los aparatos para realizar ensayos de flexión de concretos, deben ser
capaces de mantener la longitud de separación especificada y las distancias entre
los bloques de aplicación de carga y los bloques soporte constantes dentro de ± 1.3
mm (± 0.05 pulg.)
4.2.2 La relación de la distancia horizontal entre el punto de aplicación de carga y el
punto de aplicación de la reacción mas cercana , al espesor de la viga debe ser de
1.0 ± 0,03.
4.2.3 Si se utiliza un aparato similar al que se ilustra en la Fig. 1: los bloques
aplicadores de carga y los bloques soportes no deben tener más de 64 mm (2 ½
pulg.) de altura, medido desde el centro o eje del pivote y deben extenderse a través
o más allá del ancho total del espécimen. Cada superficie endurecida de aplicación
de carga en contacto con el espécimen no variará su plano por más de 0,05 mm
(0,002 pulg.) y debe ser una porción de un cilindro cuyo eje es coincidente con
cualquiera de los ejes de la barra o centro de la esfera, donde el bloque debe ser
pivoteado. El ángulo subtendido por la superficie curva de cada bloque debe ser al
menos de 0.79 rad (45°). El bloque aplicador de carga y los soportes deben
mantenerse en posición vertical y en contacto con la barra o esfera por medio de
tornillos resorte que los mantiene en contacto con la barra pivote o esfera. El plato
de aplicación de carga más elevado y la esfera del punto central en la Figura 1,
pueden omitirse cuando se usa un bloque de aplicación de carga con asiento
esférico, siempre que a los bloques de aplicación de la carga superior, se les provea
de una barra o esfera como pivotes.
Figura 1–- Vista diagramática de un aparato apropiado para ensayo a Flexión de
Concreto por el Método de Carga en los tercios de la luz.
5. ESPECIMENES DE ENSAYO
5.1
Los especímenes de ensayo deben ser conforme a todos los requisitos del
método de ensayo C 42/C 42M o de las prácticas C 31/C 31M, aplicables a
especímenes de vigas o prismas y deben tener al ensayarse, una separación de
apoyos dentro del 2 % de tres veces su espesor. Los lados del espécimen deben
formar ángulo recto con la parte superior e inferior. Todas las superficies deben ser
lisas y libres de concavidades, agujeros o marcas de identificación inscritas.
5.2
El individuo que hace los ensayos de aceptación de las vigas debe cumplir
con los requisitos para Técnico de Concreto en el Laboratorio, de acuerdo con la
práctica C 1077 incluyendo el método de ensayo C 78 como el ensayo relevante.
NOTA 1. El laboratorio de ensayo que realiza el ensayo puede ser evaluado de acuerdo con la
práctica C 1077
6. PROCEDIMIENTO
6.1
Los ensayos de flexión de los especímenes curados en húmedo deben ser
realizados tan pronto como sea factible después de ser removidos del
almacenamiento húmedo. El secado de las superficies del espécimen puede
producir una reducción en la medida del esfuerzo de flexión.
6.2
Cuando se utilice especímenes moldeados, se debe girar el espécimen de
ensayo sobre su lado con respecto a su posición como fue moldeado y centrarlo en
los bloques soporte. Cuando se utilice especímenes cortados, colocar el espécimen
de tal manera que la cara de tensión corresponda a la parte superior o inferior del
espécimen como fue cortado del material original. Centrar el sistema de carga con
relación a la fuerza aplicada. Poner los bloques de aplicación de carga en contacto
con la superficie del espécimen en los tercios de la luz y aplicar una carga entre 3 %
y 6 % de la última carga estimada. Usando medidores de espesor tipo hoja de 0.10
mm (0,004 pulg.) y 0.38 mm (0,015 pulg.), determinar si cualquier vacío entre el
espécimen y el aplicador de carga o los bloques soporte es más grande o menor que
cada medida de espesor sobre una longitud de 25 mm (1 pulg.) o más. Esmerilar,
encabezar o usar bandas de cuero sobre la superficie de contacto para eliminar
cualquier vacío en exceso de 0,10 mm (0,004 pulg). Las cintas de cuero deben ser
uniformes de 6,4 mm (1/4 pulg) de espesor, de 25 mm a 50 mm (1 pulg. a 2 pulg.) de
ancho y deben extenderse a través del ancho total del espécimen. Los vacíos en
exceso de 0,38 mm (0,015 pulg.) deben ser eliminados únicamente por encabezado
o esmerilado. El esmerilado de las superficies laterales debe ser minimizado
considerando que éste puede cambiar las características físicas de los
especímenes. El encabezado debe ser de acuerdo con la sección aplicable de la
práctica C 617.
6.3
Cargar el espécimen uniformemente y sin sacudidas. La carga debe ser
aplicada a una velocidad constante hasta el punto de ruptura. Aplicar la carga a una
velocidad que constantemente incremente el esfuerzo en la fibra extrema entre 0,86
MPa/min y 1,21 MPa/min (125 psi/min y 175 psi/min) hasta que la ruptura ocurra. La
velocidad de carga se calcula usando la siguiente ecuación:
r
=
2 Sbd²/L
(1)
Donde:
r
= velocidad de carga, (MN/min),lb/min
S
= velocidad de incremento del esfuerzo, en la fibra extrema,
(MPa/min), (Psi/min)
= ancho promedio del espécimen, mm (pulg.),
b
d
= espesor promedio del espécimen, mm (pulg.),
L
= longitud de la separación de apoyos, mm (pulg.).
7. MEDIDA DEL ESPECIMEN DESPUÉS DEL ENSAYO
7.1
Para determinar las dimensiones de la sección del espécimen a utilizar en el
cálculo del módulo de ruptura, tomar medidas a través de una de las caras
fracturadas después del ensayo. Para cada dimensión, tomar una medida a cada
extremo y una al centro de la sección transversal. Tomar tres medidas por cada
dirección para determinar el ancho promedio y el espesor promedio. Tomar todas
las medidas el más cercano 1 mm (0,05 pulg.). Si la fractura ocurre en una sección
encabezada, incluir el espesor encabezado en la medida.
8. CALCULOS
8.1
Si la fractura se inicia en la superficie de tensión dentro del tercio medio de la
luz o longitud de separación entre apoyos, calcular el módulo de ruptura como sigue:
R
=
PL / bd²
(2)
donde:
R
=
módulo de ruptura, MPa o psi,
P
=
carga máxima aplicada indicada por la máquina de ensayo, N o lbf,
L
=
longitud de la separación de apoyos, mm o pulg.
b
=
ancho promedio del espécimen, en la fractura, mm o pulg.
d
=
espesor promedio del espécimen, en la fractura, mm o pulg.
NOTA 2. El peso de la viga no está incluido en estos cálculos.
8.2 Si la fractura ocurre en la sección de tensión fuera del tercio medio de la luz o
longitud de separación entre apoyos por no más de 5 % de la luz, calcular el módulo
de ruptura como sigue:
R
=
3 Pa / bd²
(3)
Donde:
a = distancia promedio entre la línea de fractura y el soporte más cercano
medido en la superficie de tensión de la viga, mm (o pulg).
NOTA 3: La peso de la viga no está incluida en estos cálculos.
8.3 Si la fractura ocurre en la sección de tensión fuera del tercio medio de la luz o
longitud de separación entre apoyos por más de 5 % de la misma, descartar los
resultados del ensayo.
9. INFORME
9.1 Incluir la siguiente información:
9.1.1 Número de identificación,
9.1.2 Ancho promedio al más cercano 1 mm (0,05 pulg.),
9.1.3 Espesor promedio al más cercano 1 mm (0,05 pulg.),
9.1.4 Luz o longitud de separación entre apoyos en milímetros (o pulgadas),
9.1.5 Máxima carga aplicada en newtons (o libras-fuerza),
9.1.6 Módulo de ruptura calculado al más cercano 0,05 MPa (5 psi),
9.1.7 El historial de curado y la condición de humedad aparente del espécimen en el
momento del ensayo.
9.1.8 Si los especímenes fueron cabeceados, esmerilados o si se utilizaron cintas de
cuero,
9.1.9 Si fueron cortados o moldeados y los defectos en el espécimen, y
9.1.10 Edad del espécimen.
10. PRECISIÓN Y SESGO
10.1 Precisión
Se ha observado que el coeficiente de variación de los resultados de ensayo
depende del nivel de resistencia de la viga. El coeficiente de variación del operador
único se ha establecido en 5.7 %. Por lo tanto, resultados de dos ensayos
conducidos apropiadamente por el mismo operador en vigas hechas de la misma
muestra de mezcla no deben diferir uno del otro por más de 16 %. El coeficiente de
variación multilaboratorio se ha establecido en 7,0 %. Por lo tanto, los resultados de
dos diferentes laboratorios sobre vigas hechas de la misma muestra de mezcla no
deben diferir uno del otro por más de 19 %.
10.2 Sesgo
Dado que no hay una norma aceptada para la determinación del sesgo para este
método de ensayo, no se hace una declaración de sesgo.
11. PALABRAS CLAVE
11.1 Viga; Concreto; Ensayo de resistencia a la flexión; Módulo de ruptura.
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