viga simple cargada punto central

MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES (EM 2000)
RESISTENCIA A LA FLEXION
VIGA SIMPLE CARGADA EN EL PUNTO CENTRAL DE LA LUZ
MTC E 711 - 2000
Este Modo Operativo está basado en las Normas ASTM C 293 y AASHTO T 177, las mismas que se han adaptado al nivel de implementación y a las condiciones propias
de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo Operativo está sujeto a revisión y actualización continua.
Este Modo Operativo no propone los requisitos concernientes a seguridad. Es responsabilidad del Usuario establecer las cláusulas de seguridad y salubridad
correspondientes, y determinar además las obligaciones de su uso e interpretación.
1. OBJETIVO
1.1Establecer los procedimientos para determinar la resistencia a la flexión de un pequeño espécimen
de concreto por medio del uso de una viga simple cargada en el punto central. El método no pretende
ser una alternativa al ensayo “Flexión del Concreto Método de la Viga Simple cargada en los tercios
de la Luz” (AASHTO T97).
2. APARATOS
2.1Máquina de ensayo. Debe ser acorde con el apéndice "Bases de verificación, correcciones e
intervalos de tiempo entre verificaciones" de la norma citada. No serán permitidas las máquinas de
ensayo operadas a mano, que tengan bombas que no suministren una carga continua hasta la falla
en un recorrido. Las bombas mecánicas u operadas a mano con desplazamiento positivo que tengan
un volumen suficiente en una carrera continua para completar el ensayo sin requerir recarga se
aceptarán, siempre que apliquen las cargas a una velocidad uniforme sin choques o impactos.
2.2Aparato de carga. El mecanismo debe emplear un bloque de aplicación de carga y dos bloques de
soporte del espécimen que asegure que todas las fuerzas se aplican perpendicularmente a la cara del
espécimen sin excentricidad. En la Figura 1 se muestra un diagrama del aparato que cumple con este
propósito.
(a)Los aparatos, serán similares al de la Figura 1 y deberán mantener la longitud de luz libre y la
posición del bloque central de carga con respecto a los bloques de soporte constante, con una
tolerancia de ± 1.3 mm (± 0.05").
(b)Las reacciones deben ser paralelas a la dirección de la carga aplicada en todo momento durante el
ensayo, y la relación de la distancia horizontal entre el punto de aplicación de la carga y la reacción
más cercana a la altura de la viga, deberá ser de 1.5 ± 2
ICG – Instituto de la Construcción y Gerencia
MTC E 711 – 2000 / Pág. 1
MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES (EM 2000)
(c) Los bloques de aplicación de carga y de soporte no deben tener una altura superior a 64 mm
(2.5”), medidos desde el centro o el eje del pivote, y deben extenderse al menos a través del ancho
completo del espécimen. Cada superficie endurecida de carga en contacto con el espécimen no debe
desviarse del plano en más de 0.051 mm (0.002") y debe ser una porción de un cilindro, el eje del
cual deberá coincidir con el eje de la barra o el centro de la esfera, dependiendo sobre cuál de las dos
se encuentre pivoteado el bloque.
El ángulo sustentado por la superficie curva de cada bloque debe tener al menos 45° (0.79 rad). Los
bloques de aplicación de carga y de apoyo deben mantenerse en posición vertical y en contacto con
la barra o la esfera por medio de un tornillo cargado con resorte, el cual los mantiene en contacto con
la barra o la esfera de pivote.
La barra en el centro del bloque de aplicación de carga, Figura 1, puede omitirse cuando se use un
bloque con rótula.
.
3. MUESTREO
3.1 La muestra debe tener una luz aproximada de tres veces su altura y debiendo estar húmeda
hasta el momento del ensayo
4. PROCEDIMIENTO
4.1 Gírese el espécimen sobre uno de sus lados con respecto a la posición en que fue moldeado y
céntrelo sobre los bloques de soporte. Céntrese el sistema de carga en relación con la fuerza
ICG – Instituto de la Construcción y Gerencia
MTC E 711 – 2000 / Pág. 2
MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES (EM 2000)
aplicada. Ponga el bloque de aplicación de carga en contacto con la superficie del espécimen en el
centro de éste y aplique una carga entre el 3% y el 6% de la carga última estimada. Usando láminas
normalizadas de vidrio de 0. 10 mm (0.004") y de 0.38 mm (0.015") de espesor, determine si existe un
vacío entre la muestra y la superficie del bloque, superior al espesor de los vidrios en más de 25 mm
(1") de longitud o más. Púlase, recúbrase, o úsese lámina de cuero sobre la superficie de contacto del
espécimen. Las láminas deben tener un espesor uniforme de 6.4 mm (1/4 ") con un ancho de 25 mm.
a 50 mm (1 a 2"), y deben colocarse a todo lo ancho del espécimen. Vacíos en exceso de 0.38 mm
(0.015") deben eliminarse solamente mediante pulido o recubrimiento. El pulimento de las superficies
laterales se debe minimizar tanto como sea posible, ya que esto puede alterar las características
físicas del espécimen. El refrentado se debe hacer de acuerdo con los procedimientos previstos
“capping”.
4.2 Cárguese el espécimen en forma continua y sin impactos. Debe aplicarse rápidamente, hasta el
50% de la carga de rotura. Luego, aplique la carga a una rata que constantemente incremente el
esfuerzo en la fibra extrema, entre 0.86 y 1.21 MPa/min (125 y 175 lb/pulg/2 /min), cuando se calcula
en la forma indicada en el numeral 6. 1.
5. MEDICIONES DEL ESPECIMEN DESPUES DEL ENSAYO
5.1 Tómense tres medidas a lo largo de cada dimensión (una en cada borde y una en el centro) con
una precisión de 1.3 mm (0.05") para determinar el ancho y la altura promedio del espécimen, y el
punto de fractura.
6. CÁLCULOS
6.1 Calcúlese el módulo de rotura de la siguiente manera:
R=
3PI
2bd "
Donde:
R = Módulo de rotura, MPa (lb/pulg2).
P = Máxima carga aplicada indicada por la máquina de ensayo, N (lbf).
I = Longitud de la luz, mm. (pulg).
b = Ancho promedio del espécimen en el punto de fractura, mm (pulg).
d = Altura promedio del espécimen, en el punto de fractura mm (pulg).
Si la fractura ocurre en la zona recubierta, incluya el espesor del recubrimiento en la medición.
ICG – Instituto de la Construcción y Gerencia
MTC E 711 – 2000 / Pág. 3
MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES (EM 2000)
En los cálculos anteriores no se incluye el peso de la viga.
7. INFORME Y RESULTADOS
7.1 El informe de los resultados incluirá:
a) Número de identificación del espécimen
b) Ancho promedio, con precisión de 1.3 mm (0.05")
c) Altura promedia, con precisión de 1.3 mm (0.05")
d) Longitud de la luz en mm (pulg).
e) Máxima carga aplicada en N (Ibf).
f)
Módulo de rotura calculado con precisión de 0.03 MPa (5 lb/pulg1).
g) Curado y condición de humedad aparente del espécimen en el momento del ensayo.
h) Indicaciones acerca del proceso de recubrimiento, pulimento o colocación de láminas de
cuero, cuando alguno de estos métodos se use.
i)
Defectos en el especimen.
j)
Edad del especimen.
8. CORRESPONDENCIA CON OTRAS NORMAS
AASHTO
T 177
ASTM
C 293
ICG – Instituto de la Construcción y Gerencia
MTC E 711 – 2000 / Pág. 4