moya, m.; navas, a. 1 - lanamme.ucr.ac.cr€¦ · prismáticos según la norma astm c31 con el fin...

Moya, M.; Navas, A. 1

IX Seminario de Ingeniería Estructural y Sísmica San José, Costa Rica – Setiembre 2007

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Y MÓDULO DE RUPTURA DE MEZCLAS DE

CONCRETO MEDIDOS EN NÚCLEOS Y VIGAS EXTRAÍDOS EN CAMPO

Ing. Mauricio Moya Sancho1 e Ing. Alejandro Navas Carro, MSc2

RESUMEN

Este artículo presenta los resultados experimentales de compresión y flexión del concreto, entre muestras (cilíndricas y prismáticas) extraídas de losas y muestras (tipos cilindro y viga) moldeadas. Se evalúan seis mezclas con dos resistencias y tres tamaños máximos de agregado. En el caso de los ensayos en cilindros y núcleos, se evalúa la influencia del diámetro de los especímenes extraídos sobre los resultados de resistencia a compresión. Asimismo, se analizan diferentes condiciones de humedad en vigas aserradas y el efecto del tamaño máximo agregado sobre los resultados de resistencia a los 14, 28 y 56 días. La práctica de extraer especímenes del concreto endurecido se ha convertido en una útil herramienta para determinar la calidad del material en el sitio, y este estudio encuentra, para las mezclas consideradas, la correspondencia de núcleos y vigas aserradas con respecto a especímenes considerados como patrón.

ABSTRACT This paper presents the experimental results of compression and flexure strength of cylindrical and prismatic samples extracted from concrete slabs and samples molded according to standard test methods. It evaluates six different mixtures that contemplate two compressive strengths and three maximum sizes of aggregate. The evaluation of cylindrical specimens concentrates its interest on the effect of the core diameter to the compressive strength results. Likewise, it evaluates different moisture conditions on sawed beams and the effect of the maximum size of aggregate on the strength results at ages of 14, 28 and 56 days. The extraction of specimens from hardened concrete has become a useful tool to determine the in situ material quality, and this study provides, for the considerate mixtures, the correspondence found on concrete cores and sawed beams with respect to the standard molded specimens taken as pattern elements.

1 Jefe de Laboratorio de Estructuras, LanammeUCR. 2 Director, LanammeUCR.



INTRODUCCION Todo proceso constructivo debe contemplar, entre otros aspectos, un riguroso control de la calidad de los materiales utilizados de manera que se garantice que las resistencias y los comportamientos considerados en el diseño sean los que se mantengan en la obra. El hecho de verificar que la capacidad y las propiedades del concreto colocado en obra sean los adecuados, corresponde a una de las principales etapas que se incluyen en este control. Para lograr este cometido se fabrican, durante el colado del concreto, especímenes cilíndricos y prismáticos según la norma ASTM C31 con el fin de obtener la resistencia a compresión y el módulo de ruptura del concreto utilizado. De acuerdo con los lineamientos que establece el Instituto Americano del Concreto (Comité ACI 318-05), en la sección 5.6.5., en caso que se confirme algún comportamiento inadecuado del material en cuanto a los parámetros mencionados anteriormente, se procede entonces a realizar pruebas en el sitio por medio de la extracción de núcleos de concreto (ASTM C42) para asegurarse que no se pone en peligro la capacidad de carga de la estructura. La problemática que envuelve estos procedimientos de control en obra, corresponde al hecho de que no existe en nuestro país estudios que permitan establecer una correlación, sustentada en pruebas de laboratorio, entre los resultados obtenidos de cilindros patrón y núcleos de concreto. Por otro lado, la necesidad de conocer el módulo de ruptura de un concreto ya endurecido en obra requiere de pruebas a flexión de vigas aserradas en el sitio; esto es en algunos casos imposible, debido a la presencia de barras de acero o espesores insuficientes de losas que impiden extraer un espécimen que permita reproducir las condiciones de falla de vigas patrón (ASTM C42). La presente investigación realiza un estudio comparativo de ensayos a compresión entre cilindros patrón y núcleos de concreto, así como de ensayos a flexión entre vigas patrón y vigas aserradas, para finalmente establecer una correspondencia de resultados obtenidos en los núcleos de concreto y las vigas aserradas. OBJETIVOS Objetivo general Establecer, mediante pruebas de laboratorio, correlaciones de resistencia a la compresión y módulo de ruptura de distintas mezclas de concreto, comparando cilindros y vigas patrón con ensayos en núcleos y vigas extraídos en campo.

Objetivos específicos Determinar la relación entre la resistencia a la compresión de cilindros de concreto estándar y la

correspondiente resistencia en núcleos extraídos de losas fabricadas con la misma mezcla según las indicaciones de la norma ASTM C42.

Determinar la relación entre el módulo de ruptura de vigas de concreto estándar y el correspondiente módulo en vigas extraídas de losas fabricadas con la misma mezcla.

Determinar la influencia del tamaño del núcleo extraído en los resultados de resistencia a la compresión con respecto a los especímenes patrón.

Determinar la influencia del tamaño máximo del agregado en las mezclas de concreto con respecto a su resistencia a la compresión y módulo de ruptura.

Determinar una relación entre la resistencia a la compresión del concreto a partir de especímenes moldeados, y los resultados obtenidos en núcleos extraídos de distintos diámetros.

Determinar una relación entre el módulo de ruptura del concreto con los resultados obtenidos en vigas aserradas y a su vez con la resistencia a la compresión de los núcleos extraídos “in situ”.



MARCO TEÓRICO ASPECTOS DE TAMAÑO Y RESISTENCIA DE UN NÚCLEO DE CONCRETO La extracción y falla a compresión de núcleos de concreto ha resultado ser una de las formas más confiables de verificar la resistencia “in situ” del concreto. La práctica se basa en el uso de un taladro con broca cilíndrica de punta diamantada para realizar un corte en algún elemento de concreto de manera que se logre extraer una muestra del mismo que guarde una relación de altura / diámetro (L/D) entre 1 y 2. La norma ASTM C42 establece el procedimiento de ensayo a seguir y los cuidados que deben tomarse en el momento de realizar la perforación, así como las consideraciones que deben tomarse en cuenta durante la manipulación, preparación y falla de las muestras. Con el fin de determinar el diámetro adecuado que debe tener el núcleo se deben considerar factores como la distribución del refuerzo del elemento a estudiar, ya que es requisito que el espécimen no presente en su interior ningún tipo de material distinto a aquellos que conforman la matriz del concreto y por lo tanto, el diámetro debe adecuarse a la separación de las varillas o aros de refuerzo. Otro aspecto a considerar a la hora de definir un diámetro de núcleo es el espesor del elemento estructural, ya que existe una relación L/D que debe respetarse, aunque en la mayoría de los casos, este factor no representa una limitante considerable. Por último, la norma ASTM C42, sección 7, recomienda un diámetro de núcleo en función del tamaño máximo nominal del agregado grueso propio de la mezcla de concreto. En él se recomienda respetar una relación Diámetro / Tamaño máximo nominal (D/Tmax) igual o mayor a 3, aunque admite relaciones menores a este valor pero mayores que 2. A partir de estos parámetros establecidos por razones prácticas y teóricas, se define un diámetro de núcleo a utilizar para el estudio de la calidad de un concreto endurecido. No obstante, la experiencia ha demostrado que debido a que el concreto colado en obra presenta condiciones de curado (temperatura y humedad) distintas a las que se le confiere a un cilindro moldeado (utilizado para determinar la resistencia nominal del material), es natural pensar que la resistencia de un núcleo extraído presenta una capacidad menor a la obtenida en cilindros curados y ensayados en laboratorio. Adicionalmente a esto, el núcleo es susceptible a presentar daños o microfisuramientos durante su extracción y manipulación, ya sea por golpe de la broca o por cambios bruscos de humedad producto del proceso de recuperación y preparación del espécimen; durante estos procesos, el núcleo está expuesto a ciclos de humedecimiento y secado que pueden provocar contracciones en su interior, generando esfuerzos por contracción que tienden a reducir la capacidad del concreto. El comité ACI 318-05 ha establecido que esta reducción en la resistencia de un núcleo es igual o inferior a un 15%, es decir, que el núcleo extraído y ensayado a compresión debe soportar al menos un 85% de lo que resistiría un cilindro moldeado con la misma mezcla de concreto. Sin embargo, aclara que existen una gran variedad de factores que pueden provocar alteraciones en los resultados, más aún cuando la calidad de los componentes utilizados en las mezclas de concreto (cemento y agregados principalmente) influye directamente en el comportamiento mecánico del material, y es conocido que dicha característica varía sustancialmente de una construcción a otra. EFECTO DEL DIÁMETRO DEL NÚCLEO EN LOS RESULTADOS DE COMPRESIÓN Uno de los factores que influye considerablemente en los resultados obtenidos en los núcleos es el diámetro del espécimen de concreto extraído. Su efecto ha sido estudiado en varias ocasiones y se ha demostrado que al reducir el tamaño del núcleo se obtienen porcentajes de resistencia cada vez menores, y se han ideado teorías que justifican tal comportamiento basándose en el hecho de que es más probable que núcleos de menor tamaño, y por ende menor volumen, contengan elementos de baja resistencia o defectos internos que comprometen la integridad del espécimen durante el ensayo (Ref 2). Por otro lado, se tiene que tal efecto es más pronunciado conforme la relación D / Tmax es menor, es decir, cuando el tamaño máximo del agregado grueso aumenta para núcleos de un mismo diámetro; en este caso, el comportamiento se le atribuye a que el área de contacto entre la pasta y los agregados se reduce y la



resistencia por adherencia, de vital importancia en toda mezcla de concreto, es más fácil de perjudicar durante el corte de la broca, lo que se explica como un incremento en la concentración de esfuerzos internos debido a una reducción en la relación D / Tmax. Antecedentes No se ha encontrado evidencia de estudios en el ámbito nacional que busquen relacionar las propiedades mecánicas de especímenes extraídos en campo con respecto a especímenes moldeados. No obstante, a nivel internacional, diversos estudios han dedicado su atención al efecto del diámetro del núcleo y el tamaño máximo del agregado sobre la resistencia a la compresión de un concreto de ciertas características. Una primera experiencia se llevó a cabo en el año de 1999 a cargo del ingeniero civil Ahmed E, Ahmed, miembro del ACI (Ref 1); en esta investigación titulada “¿Afecta el tamaño del núcleo las pruebas de resistencia?”, se muestra la comparación de resistencias de cilindros patrón con las obtenidas a partir de núcleos extraídos de losas, columnas y vigas fabricadas para este único propósito. Para ello, utilizó un concreto de resistencia a los 28 días de 280 kg/cm2 (27,3 MPa), con un tamaño máximo de agregado grueso de 19 mm, una relación de agua-cemento de 0,6 y con un revenimiento entre los 8 y 10 cm. Se estudiaron las resistencias en núcleos de 75 x 150 mm (3 x 6 pulg) y de 100 x 200 (4 x 8 pulg), y se obtuvo una dispersión de resultados núcleo/cilindro en el orden del 25% para núcleos de 75 mm y de hasta un 50% para núcleos de 100 mm de diámetro. El estudio más reciente relacionado con el tema fue publicado en el presente año en la revista del Instituto Americano del Concreto durante el período de Mayo-Junio de 2007 (Ref 2); en él se obtuvieron dispersiones de resistencia entre núcleos y cilindros con una menor dispersión, entre el 10 y el 20 % aproximadamente. Se trabajaron con mezclas de concreto de 280 y 350 kg/cm2 a los 28 días, un revenimiento entre los 12 y 16 cm, cuatro tamaños máximos de agregado (10, 15, 22 y 30 mm) y cuatro diámetros de núcleo distintos (46, 94, 69 y 144 mm), los cuales fueron extraídos de vigas de 25 x 30 x 65 cm. Metodología Para el desarrollo del estudio comparativo de núcleos y vigas aserradas con respecto a cilindros y vigas patrón de concreto, en cuanto a resistencia a compresión y flexión se refiere, se procede a construir una serie de losas de distintas mezclas de concreto a partir de las cuales se extraen las muestras a ensayar. Estas relaciones se desarrollan considerando mezclas de concreto designadas con las letras A a F que contemplan resistencias a la compresión y tamaños máximos distintos de acuerdo con lo indicado en el siguiente cuadro.

Cuadro No. 1. Nomenclatura utilizada para la designación de las mezclas de concreto incluidas en el estudio.

Tipo de mezcla Designación Resistencia nominal

(kg/cm2) Tamaño máximo

(mm)

A 16 B 25 C

210 38

D 16 E 25 F

350 38



Se fabricaron un total de 6 losas de concreto de 1,05 x 1,50 x 0,30 m para la extracción de núcleos y 6 losas de 1,05 x 1,80 x 0,15 m para el corte de vigas. Estas losas se fabricaron con concreto premezclado y se consolidaron por medio de vibración externa, dejándose con un acabado liso y nivelado. Tanto las losas como los especímenes moldeados se protegieron de la pérdida de humedad, colocándoseles un plástico sobre la superficie expuesta de concreto durante las primeras 24 horas. Finalizado este período, se trasladaron los cilindros y las vigas patrón al laboratorio, donde fueron colocados en una cámara húmeda para garantizar un adecuado ambiente de curado hasta alcanzar la edad de falla. Por otro lado, a las losas se les dio un curado de campo que básicamente consiste en un rociado periódico de agua durante los primeros 7 días. Alcanzada esta edad, se procedió a realizar los cortes y extracciones de los núcleos y las vigas. En todos los casos, se intentó simular las condiciones usuales de curado utilizados en obra. Para una resistencia dada de concreto, se fabricaron tres losas distintas (una por cada tamaño máximo de agregado incluido en el estudio); de este conjunto de tres losas se cortaron las vigas de 150 x 150 x 600 mm por medio de una sierra con disco diamantado para pavimentos de concreto durante la segunda semana del colado del concreto.

Extracción de núcleos en losas. Corte de losas seccionadas en

vigas de 15 x 15 x 60 cm. Figura No. 1. Metodología de trabajo para la obtención de especímenes.

Una vez llevados los especímenes al laboratorio, se procedió a la preparación de los mismos para la falla, siguiendo las disposiciones de preparación, acondicionamiento y ensayo expresadas en las normas ASTM C39, en el caso de los ensayos en cilindros y núcleos a compresión simple, y ASTM C 78, en el caso de las vigas a flexión con aplicación de carga a los tercios medios. En el caso particular de las vigas aserradas, éstas se ensayaron en dos condiciones de humedad distintas, unas a humedad ambiente y otras en condición húmeda. Las vigas en condición ambiente reciben únicamente el curado de campo durante los primeros siete días y luego se llevan al laboratorio donde se ubican en un área donde se mantendrán bajo las condiciones de temperatura y humedad de ambiente, pero resguardadas de la luz solar y la lluvia; las vigas en condición húmeda, recibieron el mismo tratamiento antes indicado con la variante de que 48 horas antes de ser ensayadas a flexión, se sumergieron en agua. INVESTIGACIÓN EXPERIMETAL

Relación núcleos / cilindros

El estudio comprende entonces seis mezclas de concreto distintas (mezclas de dos diferentes resistencias y tres tamaños máximos de agregado grueso). Para lograr resultados representativos, se sometieron a la falla, en las edades establecidas, tres especímenes patrón (cilindros y vigas) y tres especímenes extraídos (núcleos y vigas aserradas).



Especímenes preparados para la falla a compresión.

Muestra colocada en máquina de ensayo.

Núcleo y cilindro sometido a compresión.

Figura No. 2. Ensayo de compresión en núcleos y cilindros. Los valores promedio obtenidos en el estudio se muestran a manera de resumen en el siguiente cuadro. En él se indica el tipo de mezcla analizada, la edad de falla de los especímenes, las resistencias a compresión simple de cilindros y núcleos, y el porcentaje que representa la resistencia obtenida en los núcleos con respecto a su correspondiente resistencia nominal obtenida a través de la falla de cilindros patrón.

Cuadro No. 2. Resistencias y porcentajes de relación obtenidos en los ensayos de compresión de cilindros y núcleos.

Tipo

Mezcla Edad % % %

14 179,0 146,4 81,8 133,0 74,3 131,5 73,528 202,9 186,1 91,7 184,0 90,7 173,5 85,5

14 184,1 166,7 90,5 171,7 93,3 153,9 83,628 214,3 197,5 92,2 199,7 93,2 182,2 85,0

14 170,1 160,1 94,1 161,9 95,2 140,8 82,828 221,5 200,5 90,5 195,8 88,4 174,4 78,7

14 360,2 356,6 99,0 343,1 95,3 335,3 93,128 423,4 418,5 98,9 408,2 96,4 379,8 89,756 461,9 437,7 94,8 447,1 96,8 433,8 93,9

14 284,0 280,0 98,6 273,0 96,1 267,2 94,128 336,5 332,4 98,8 323,7 96,2 308,2 91,656 364,2 356,5 97,9 356,9 98,0 340,5 93,5

14 325,4 322,9 99,2 321,6 98,8 288,4 88,62856 385,9 371,3 96,2

f´c N 100mm (kg/cm2)


E

F

f´c CILINDROS (kg/cm2)


A

B

C

D

Como representación gráfica de los resultados se tiene lo mostrado en la figura 3.



Resistencia a la COMPRESIÓN del concretoCilindros / Núcleos (14 días)

179

360

284

325

17018

4

323

(99%

)

280

(99%

)

357

(99%

)

160

(94%

)

167

(91%

)

146

(82%

)

322

(99%

)

273

(96%

)343

(95%

)

162

(95%

)

172

(93%

)

133

(74%

)

288

(87%

)

267

(94%

)335

(93%

)

141

(83%

)

154

(84%

)

131

(73%

)

0

40

80

120

160

200

240

280

320

360

400

440

480

A B C D E FTipo de Mezcla

Resi

sten

cia

a co

mpr

esió

n (k

g/cm

2 )

Patrón Núcleos 6" Núcleos 4" Núcleos 3"

Resistencia (porcentaje respecto a especímen patrón)


203 21

4 221

423

336

0 0 0 0

332

(99%

)

419

(99%

)

200

(90%

)

198

(92%

)

186

(92%

)

324

(96%

)

408

(96%

)

196

(88%

)

200

(93%

)

184

(91%

)

308

(92%

)380

(90%

)

174

(78%

)

182

(85%

)

173

(85%

)

0

40

80

120

160

200

240

280

320

360

400

440

480

520

A B C D E F

Tipo de Mezcla

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (k

g/cm

2 )

Estándar Núcleos 6" Núcleos 4" Núcleos 3"



462

364 38

6

0 0

357

(98%

)438

(95%

)

357

(98%

)

447

(97%

)

371

(96%

)

340

(94%

)

434

(94%

)

0

40

80

120

160

200

240

280

320

360

400

440

480

520

560

D E FTipo de Mezcla

Res

iste

ncia

a c

ompr

esió

n (k

g/cm

2 )

Estándar Núcleos 6" Núcleos 4" Núcleos 3"


Figura No. 3. Correspondencia cilindros/núcleos de concreto para las mezclas analizadas a edades de falla de 14, 28 y 56 días.

Observaciones a los resultados presentados en el cuadro No. 2 y la figura No. 3: - A una edad de falla de 14 días y resistencias de 210 kg/cm2, la relación núcleos / cilindros tiende a un

85% como promedio, con valores mínimo y máximo de 73 y 95% respectivamente. A edades de falla superiores a los 28 días, dicha relación presenta un leve incremento del 3% en su valor de porcentaje promedio, es decir, alcanza un valor de 88%; por otro lado, la dispersión de los valores mínimo y máximo en este caso se reduce levemente, al presentar valores respectivos del 78 y 93%.

- Las relaciones de núcleos / cilindros para resistencias de 350 kg/cm2 no presentan variaciones

significativas con respecto a su edad de falla. Tanto para edades tempranas como para edades superiores a los 28 días, la relación expresada en porcentaje promedio es de un 96%. Los valores mínimos y máximos de correspondencia definen un rango entre el 87 y 99%.

Se puede observar de las figuras anteriores que el porcentaje de resistencia obtenido en núcleos con respecto a los cilindros patrón es menor en casos de mezclas de resistencia baja a edades tempranas. Esto se debe a que conforme se reduce la resistencia del concreto, la susceptibilidad al daño durante el corte o extracción de los especímenes es mayor; el concreto en estos casos, podría experimentar un microfisuramiento en su interior que conlleva a una reducción de su capacidad ante la carga axial. El porcentaje de resistencia en edades de 14 días para mezclas de 210 kg/cm2 puede llegar a ser de un 75% de la resistencia de un cilindro ensayado a esa misma edad, según los resultados obtenidos.



Conforme se incrementa la resistencia a la compresión del material, la susceptibilidad al daño durante la extracción se reduce, lo que justifica el comportamiento observado en las mezclas D, E y F, en donde el porcentaje de relación con respecto a los cilindros es superior al 90%. Una vez superados los 28 días de edad, el porcentaje de relación en resistencias bajas aumentó hasta alcanzar valores superiores al 85%. En el caso de resistencias altas, dicho porcentaje supera el 90%. Es importante destacar en este apartado que además de la edad de falla del núcleo, se debe tomar en consideración la edad a la que fue extraído. Dado a que es poco común la extracción de núcleos a edades menores a los 14 días para la verificación de la calidad de un concreto, no es de esperarse que la edad de extracción sea una variable significativa a tomar en cuenta a la hora de interpretar los resultados. Influencia del diámetro del núcleo en la resistencia del concreto

En la figura No. 3 se muestra el comportamiento descendente de la relación núcleo/cilindro conforme el diámetro del espécimen extraído es reducido. Esto podría contradecir la teoría de los cilindros patrón que demuestran que un aumento en el diámetro del cilindro conlleva a una reducción en su capacidad a compresión manteniendo la misma relación de esbeltez. Sin embargo, se debe tomar en cuenta que los núcleos son especimenes cuyas superficies poseen condiciones de frontera distintas. El cilindro al ser moldeado mantiene la integridad de sus agregados que son confinados durante su consolidación; los núcleos por su parte, provienen de secciones de concreto con condiciones de confinamiento distintas que conllevan a una distribución distinta de los agregados, además de estar propensos a presentar fisuras durante y después de la extracción por impactos de la broca y por cambios de humedad al utilizar agua durante el corte

El concreto conforme es sujeto a esfuerzos de compresión, tiende a desarrollar en su estructura interna una serie de microfisuras inicialmente en las capas de interacción pasta/agregado (10). Al estar los núcleos de concreto expuestos a impactos y cambios de humedad importantes durante su extracción, se adelanta un proceso de microfisuramiento que el cilindro no ha desarrollado.

Cuadro No. 3

TIPO CilindrosDE 28 días

MEZCLA (15 x 30 cm) f `c % f `c % f `c %

A 207 146 70.6 133 64.1 131 63.4

B 214 167 77.8 172 80.2 154 71.8

C 221 160 72.3 162 73.1 141 63.6

D 423 357 84.2 343 81.0 335 79.2

E 336 280 83.2 273 81.1 267 79.4

F (1) 386 323 83.7 322 83.4 288 74.7(1) El dato indicado corresponde a una edad de falla de 56 días

(15 x 30 cm) (10 x 20 cm) (7,5 x 15 cm)

Resistencia a compresión (kg/cm2) - EDAD de núcleos de 14 días

Núcleos 6" Núcleos 4" Núcleos 3"

INFLUENCIA DEL DIÁMETRO DEL NÚCLEORelación Núcleos / Cilindros (28 d)

71

78

72

84 83 84

64

80

73

81 8183

63

72

64

79 79

75

50

60

70

80

90

100

110

A B C D E F

Tipo de Mezcla

Núc

leo

/ Cili

ndro

(%)


NÚCLEOS DE 14 DÍAS

Figura No. 4. Efecto del tamaño del

núcleo a edades de 14 días.

Cuadro No. 4



A 207 186 89.7 184 88.7 173 83.6

B 214 198 92.2 200 93.2 182 85.0

C 221 200 90.5 196 88.4 174 78.7

D 423 419 98.9 408 96.4 380 89.7

E 336 332 98.8 324 96.2 308 91.6

F (1) 386 -- -- -- -- -- --(1) El dato indicado corresponde a una edad de falla de 56 días

Núcleos 6" Núcleos 4" Núcleos 3"(15 x 30 cm) (10 x 20 cm) (7,5 x 15 cm)

Resistencia a compresión (kg/cm2) - EDAD de núcleos de 28 días INFLUENCIA DEL DIÁMETRO DEL NÚCLEO

Relación Núcleos / Cilindros (28 d)

9092 91

99 99

89

93

88

96 96

84 85

79

9092

50

60

70

80

90

100

110

A B C D E F

Tipo de Mezcla

Núc

leo

/ Cili

ndro

(%)



Figura No. 5. Efecto del tamaño del

núcleo a edades de 28 días.



Cuadro No. 5



D 423 438 94.8 447 96.8 434 93.9

E 336 357 97.9 357 98.0 340 93.5

F (1) 386 -- -- -- -- 371 96.2(1) El dato indicado corresponde a una edad de falla de 56 días

(15 x 30 cm) (10 x 20 cm) (7,5 x 15 cm)

Resistencia a compresión (kg/cm2) - EDAD de núcleos de 56 días


INFLUENCIA DEL DIÁMETRO DEL NÚCLEO


959897 98

94 9396

50

60

70

80

90

100

110

D E F

Tipo de Mezcla

Núc

leo

/ Cili

ndro

(%)



Figura No. 6. Efecto del tamaño del núcleo a edades de 56 días.

Varios aspectos importantes se pueden destacar a partir de estos resultados: - La reducción en el diámetro de los núcleos implica una disminución de resistencia con respecto a la

obtenida en cilindros patrón. En mezclas de 210 kg/cm2, al comparar las resistencias de los cilindros patrón a los 28 días con las obtenidas en los núcleos de 150, 100 y 75 mm de diámetro, éstos presentan, respectivamente, una capacidad a compresión promedio de un 74, 72 y 66% la del cilindro en el caso de edades de falla de 14 días. A una edad de 28 días, dichos porcentajes se incrementan a valores de 91, 90 y 83% para cada uno de los diámetros mencionados respectivamente.

- En el caso de las mezclas de 350 kg/cm2, el efecto de reducción en la resistencia de los núcleos con

respecto a los cilindros patrón al reducir su diámetro, es menor que en mezclas de 210 kg/cm2. Los porcentajes de relación promedio para una edad de falla de 14 días en núcleos de 150, 100 y 75 mm son respectivamente 84, 83 y 78%. Con respecto a los especímenes ensayados a los 28 días, y manteniendo el orden de diámetro antes mencionado, los porcentajes promedio de relación son iguales a 99, 96 y 91%, lo que evidencia relaciones de núcleo / cilindro menores conforme se reduce el diámetro de los núcleos considerados.

- La influencia del diámetro en la resistencia del núcleo es más significativa en el caso de los especímenes

de 75 mm. A edades de falla de 28 días presentan una reducción del 17% con respecto a los cilindros en mezclas de 210 kg/cm2, a diferencia de los núcleos de 150 y 100 mm, cuya reducción es menor al 10%. Para mezclas de mayor resistencia, la diferencia en con respecto a los cilindros patrón es menor, alrededor del 9%, sin embargo, sigue estando por encima de los núcleos de mayor tamaño, que en promedio no superan el 4% de diferencia.

Influencia del tamaño máximo del agregado en la resistencia de los núcleos

En cuanto a la influencia del tamaño máximo del agregado con respecto a la resistencia de los especimenes, se observó un leve efecto de reducción en el caso de los núcleos de 75 mm (3 pulg) de diámetro. Según el reglamento ASTM C42, es recomendable extraer núcleos cuyo diámetro iguale o supere el triple del tamaño máximo del agregado, aunque permite que tal relación sea igual o superior a dos. Lo anterior se debe a que un núcleo cuya área transversal posea pocas superficies de contacto agregado/pasta (como sucedería en el caso de agregados de gran tamaño), es más susceptible a presentar planos de falla que repercutan en su resistencia. De hecho, la condición más cercana a ésta, se experimentó en núcleos de 75 mm (3 pulg) extraídos de la mezcla F cuyo agregado grueso alcanzaba los 38 mm de tamaño máximo nominal. En este caso, la relación D / Tmax es ligeramente menor a 2, es decir, lo mínimo que permite el comité. Para tales casos, se obtuvo relaciones de resistencia entre el 80 y 85% para mezclas de 210 kg/cm2 y entre 88 y 94% para mezclas de 350 kg/cm2 (a edades de falla de 28 días).



INFLUENCIA DEL TAMAÑO MÁXIMO

para mezclas de 210 kg/cm2


71

64 63

7880

7272 73

64

50

60

70

80

90

100

110

150 mm 100 mm 75 mm

D iámet ro de núcleo16 mm 25 mm 38 mm


INFLUENCIA DEL TAMAÑO MÁXIMO para mezclas de 350 kg/cm2


84

8179

8381

79

84 83

75

50

60

70

80

90

100

110

150 mm 100 mm 75 mm

D iámet ro d e núcleo

16 mm 25 mm 38 mm




90 89

84

92 93

85

9188

79

50

60

70

80

90

100

110

150 mm 100 mm 75 mm

D iámet ro de núcleo

16 mm 25 mm 38 mm




9996

90

9996

92

50

60

70

80

90

100

110

150 mm 100 mm 75 mm


16 mm 25 mm




9597

94

98 98

9396

50

60

70

80

90

100

110

150 mm 100 mm 75 mm


16 mm 25 mm 38 mm


Se observa en la figura anterior que en mezclas de resistencia baja y a edades de falla tempranas (14 días), el porcentaje de relación con respecto a los cilindros moldeados se ve significativamente reducido, principalmente porque al ser muestras que no han adquirido una resistencia suficiente se ven expuestas a daños provocados en su interior durante la extracción. Por otro lado, a edades de 28 días, los núcleos no muestran una variación considerable ante el aumento en el tamaño máximo del agregado, exceptuando el caso de los núcleos de 75 mm de diámetro cuya resistencia se reduce a un 79% en promedio cuando el tamaño del agregado es de 38 mm, volviendo la relación D/Tmax igual a 2 (relación mínima permitida por el ACI 318-05).

Figura No. 7.Influencia del tamaño de

agregado en los resultados de resistencia de núcleos de

concreto con respecto a cilindros moldeados y

ensayados a 28 días.



En el caso de resistencias superiores a los 350 kg/cm2, la influencia del tamaño del agregado sobre la resistencia de los núcleos no parece ser considerable. No obstante, es importante destacar que no necesariamente los especímenes que se extrajeron contenían una piedra cuyo diámetro iguale el tamaño máximo de la mezcla, por lo que cabe la posibilidad de que no se haya podido contemplar tal efecto en ninguno de los ensayos realizados, especialmente en la mezcla de 38 mm.

Relación vigas aserradas / vigas patrón

De manera análoga a lo que se señaló en el apartado anterior, la investigación contempló ensayos a flexión en prismas de concreto cortados con una sierra de disco de las losas fabricadas. Dichos especímenes se ensayaron junto con las vigas patrón según lo indicado en el procedimiento de ensayo ASTM C78 para la determinación de su módulo de ruptura (resistencia a la tensión indirecta). El ensayo se realizó en vigas patrón curadas dentro de una cámara húmeda y vigas aserradas en condición húmeda (sumergidas 48 horas antes del ensayo).

Vigas demarcadas para la falla a flexión.

Muestra colocada en máquina de ensayo.

Fractura de las vigas ensayadas en el tercio medio.

Figura No. 8. Ensayo de flexión en vigas patrón y vigas aserradas. Los resultados de módulo de ruptura de los especímenes ensayados se muestran en el cuadro No. 6. En él se presenta el valor promedio obtenido del ensayo de tres especímenes en cada una de las condiciones de humedad y edades contempladas en el estudio.

Cuadro No. 6. Resistencias obtenidas en los ensayos de flexión de vigas patrón y vigas aserradas.

Patrón Aserrada

14 36,4 33,828 40,7 40,7

14 31,1 33,128 37,0 35,7

14 27,8 31,928 32,0 36,2

14 46,3 50,628 51,6 58,756 57,6 64,9

14 42,7 49,128 44,3 54,256 45,6 56,5

14 45,9 47,82856 50,9 60,8

M.R. (kg/cm2)

C

D

E

F

MEZCLA Edad

A

B



Resistencia a la FLEXIÓN del concretoVigas patrón / Vigas aserradas (14 días)

36,4

31,1

27,8

46,3

42,7 45

,9 48 (1

04%

)

49,1

(115

%)

50,6

(109

%)

31,9

(114

%)

33,1

(107

%)

33,8

(93%

)

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

A B C D E F

Tipo de Mezcla

Mód

ulo

de R

uptu

ra (k

g/cm

2 )

Patrón Aserradas

Módulo de Ruptura (porcentaje respecto a patrón)


54,2

(122

%)

58,7

(114

%)

36,2

(113

%)

35,7

(97%

)

40,7

(100

%)

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

A B C D E F

Tipo de Mezcla

Mód

ulo

de R

uptu

ra (k

g/cm

2 )

Patrón Aserradas



57,6

45,6

50,9

60,8

(1

19%

56,5

(1

24%

)64,9

(113

%)

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

D E F

Tipo de Mezcla

Mód

ulo

de R

uptu

ra (k

g/cm

2 )

Patrón Aserradas


Figura No. 9. Porcentajes de relación entre módulos de ruptura de vigas aserradas y vigas patrón a edades de falla de 14, 28 y 56 días.

En términos generales, para las mezclas con resistencia de 210 kg/cm2 y tamaños máximos de 16 y 25 mm (A y B), no se aprecia una diferencia considerable entre el módulo de ruptura de las vigas aserradas y el de las vigas moldeadas, encontrándose porcentajes de relación entre el 95 y 105%. Por su parte, con los ensayos realizados en la mezcla de 38 mm (C), se obtuvieron valores de módulo de ruptura mayores en las vigas aserradas que en las vigas moldeadas. Lo anterior se debe a que la mezcla, al poseer un tamaño de agregado tan grande, el grado de consolidación dentro del molde tiende a ser menor en comparación a las losas que fueron consolidadas con vibrador, y en estos casos el grado de porosidad y la compactación en la mezcla juegan un papel fundamental en el desarrollo de la resistencia a la flexión (a mayor grado que en los ensayos a compresión); esto se apoya sobre el hecho de que la mezcla tipo “C” posee una resistencia a la compresión ligeramente mayor que las mezclas A y B, y sin embargo, su resistencia a flexión es menor.

Relación cilindros/núcleos con respecto a vigas patrón / vigas aserradas

Dos propiedades principales se estudiaron a lo largo de la realización de este estudio: la resistencia a la compresión del concreto y su resistencia a la tensión indirecta por medio de ensayos a flexión. Para determinar una relación existente entre ambos comportamientos, se tomó como base la experiencia desarrollada por el comité 363 del Instituto Americano del Concreto, el cual establece un rango de variación que suele hallarse entre

cf ´99,1 y cf ´18,3 (kg/cm2). Como valor recomendado, el comité propone la

relación cfRM `2.. = .

El cuadro No. 7 muestra los valores promedio de resistencia a la compresión de núcleos y cilindros, y los valores promedio de módulo de ruptura de vigas aserradas y vigas patrón; en sí, representa la síntesis del trabajo realizado experimentalmente.



Cuadro No. 7. Síntesis de los resultados experimentales (ensayos de compresión y flexión).

Patrón Aserrada

14 179,0 146,4 133,0 131,5 36,4 33,828 202,9 186,1 184,0 173,5 40,7 40,7

14 184,1 166,7 171,7 153,9 31,1 33,128 214,3 197,5 199,7 182,2 37,0 35,7

14 170,1 160,1 161,9 140,8 27,8 31,928 221,5 200,5 195,8 174,4 32,0 36,2

14 360,2 356,6 343,1 335,3 46,3 50,628 423,4 423,4 418,5 408,2 51,6 58,756 461,9 437,7 447,1 433,8 57,6 64,9

14 284,0 280,0 273,0 267,2 42,7 49,128 336,5 332,4 323,7 308,2 44,3 54,256 364,2 356,5 356,9 340,5 45,6 56,5

14 325,4 322,9 321,6 288,4 45,9 47,82856 385,9 371,3 50,9 60,8

D

E

F

M.R. (kg/cm2)

A

B

C

fć CILINDROS

(kg/cm2)fć N 6"

(kg/cm2)fć N 4"

(kg/cm2)fć N 3"

(kg/cm2)MEZCLA Edad

Teniendo una variedad de resistencias a la compresión de cilindros patrón relacionadas a una serie de módulos de ruptura (vigas patrón y aserradas), se procedió a incluir los datos del cuadro anterior como pares ordenados dentro un gráfico M.R. versus f`c. La figura No. 10 muestra el resultado.

Módulo de Ruptura vrs. Resistencia a compresión-- Cilindros patrón respecto a Vigas patrón y aserradas --

05

1015202530354045505560657075

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Resistencia a compresión (kg/cm2)

Mód

ulo

de R

uptu

ra (k

g/cm

2 )

1,99 Vf`c 3,18 Vfć 2 Vfć

Patrón Aserradas

Figura No. 10. Variación en el módulo de ruptura de vigas de concreto con respecto a su resistencia a compresión.

Considerando la recomendación del comité ACI 363, al calcular el módulo de ruptura del concreto como

cfRM `2.. = a partir del ensayo a compresión de cilindros y núcleos de distintos diámetros, es posible determinar los porcentajes de diferencia de esta estimación con respecto al módulo medido experimentalmente en vigas moldeadas. Los resultados se muestran en los cuadros No. 8 y 9.



Cuadro No. 8. Estimación del Módulo de Ruptura de una mezcla de concreto como cfRM `2.. = a

partir de los resultados a compresión de cilindros. M.R. EXP M.R.teo (kg/cm2) Relación

Edad Vigas Patrón 2*(fć cilindro)1/2 % Dif. M.R.EXP / fć CILINDRO

14 36,4 179,0 26,8 26,5 0,2028 40,7 202,9 28,5 30,0 0,20

14 31,1 184,1 27,1 12,7 0,1728 37,0 214,3 29,3 20,9 0,17

14 27,8 170,1 26,1 6,2 0,1628 32,0 221,5 29,8 7,0 0,14

14 46,3 360,2 38,0 18,0 0,1328 51,6 423,4 41,2 20,2 0,1256 57,6 461,9 43,0 25,4 0,12

14 42,7 284,0 33,7 21,1 0,1528 44,3 336,5 36,7 17,2 0,1356 45,6 364,2 38,2 16,3 0,13

14 45,9 325,4 36,1 21,4 0,142856 50,9 385,9 39,3 22,8 0,13

% Dif. Mínimo 6,2% Dif. Promedio 19,0

% Dif. Máximo 30,0


A

B

C

D

E

F

Cuadro No. 9. Estimación del Módulo de Ruptura de una mezcla de concreto como cfRM `2.. = a

partir de los resultados a compresión de núcleos extraídos. M.R.teo (kg/cm2) M.R.teo (kg/cm2) M.R.teo (kg/cm2)

Edad 2*(fć N 6")1/2 % Dif. 2*(fć N 4")1/2 % Dif. 2*(fć N 3")1/2 % Dif.

14 146,4 24,2 33,5 133,0 23,1 36,6 131,5 22,9 37,028 186,1 27,3 33,0 184,0 27,1 33,3 173,5 26,3 35,3

14 166,7 25,8 17,0 171,7 26,2 15,7 153,9 24,8 20,228 197,5 28,1 24,0 199,7 28,3 23,6 182,2 27,0 27,0

14 160,1 25,3 9,0 161,9 25,4 8,5 140,8 23,7 14,628 200,5 28,3 11,5 195,8 28,0 12,5 174,4 26,4 17,5

14 356,6 37,8 18,4 343,1 37,0 20,0 335,3 36,6 20,928 423,4 41,2 20,2 418,5 40,9 20,7 408,2 40,4 21,756 437,7 41,8 27,4 447,1 42,3 26,6 433,8 41,7 27,7

14 280,0 33,5 21,6 273,0 33,0 22,6 267,2 32,7 23,428 332,4 36,5 17,7 323,7 36,0 18,8 308,2 35,1 20,756 356,5 37,8 17,2 356,9 37,8 17,1 340,5 36,9 19,1

14 322,9 35,9 21,7 321,6 35,9 21,9 288,4 34,0 26,02856 371,3 38,5 24,3

% Dif. Mínimo 9,0 % Dif. Mínimo 8,5 % Dif. Mínimo 14,6% Dif. Promedio 20,9 % Dif. Promedio 21,4 % Dif. Promedio 24,0

% Dif. Máximo 33,5 % Dif. Máximo 36,6 % Dif. Máximo 37,0

A

B

C

D

fć N 6" (kg/cm2)

fć N 4" (kg/cm2)

fć N 3" (kg/cm2)

E

F

Con la estimación dada por

cfRM `2.. = y los valores obtenidos experimentalmente se incurre en un error que se encuentra entre el 20 y el 24% como promedio del lado conservador. Cabe destacar los valores mostrados en el cuadro No. 8 con respecto a la relación M.R.EXP / fć CILINDRO, los cuales definen un rango entre 0,12 y 0,20, lo que es consistente con lo demostrado por Troxell, Davis y



Nelly(Ref 15), quienes establecen que el módulo de ruptura de un concreto representa aproximadamente en promedio, un 15% de su resistencia a la compresión. Factores de corrección en núcleos y ecuaciones de ajuste para módulos de ruptura Conociendo que la extracción de núcleos es la mejor práctica para evaluar las características de un concreto endurecido, se proponen una serie de factores de corrección, producto de los resultados experimentales obtenidos en esta investigación, que permiten estimar la resistencia a la compresión de un concreto conociendo la resistencia de un núcleo extraído de ese mismo material, de la siguiente manera:

..´

´ 28 CFf

f Ndc = (1)

Donde fć 28días corresponde a la resistencia del concreto a edades superiores a los 28 días y fŃ representa la resistencia obtenida a partir del ensayo a compresión en núcleos ensayados a edades superiores a los 14 días. Estos factores se determinaron a partir de los valores típicos de porcentaje obtenidos en las relaciones núcleos/cilindros para las resistencias y edades analizadas; se muestran en el cuadro No. 10.

Cuadro No. 10. Factores de Corrección para la estimación de la resistencia nominal del concreto a los 28 días a partir de la falla de núcleos de concreto

(Edades de falla superiores a los 14 días) Diámetro núcleo 100 mm (4 pulg) 75 mm (3 pulg)

Núcleos (f`N) Factores de Corrección 210 kg/cm2 0,90 0,80 350 kg/cm2 0,95 0,90

fŃ: Resistencia a la compresión promedio de los núcleos extraídos. Cabe mencionar que el código ACI-318-05 establece en un valor de 0,85 este factor de corrección (sección 5.6.4.4) para todo tipo de núcleo extraído, sin embargo, los ensayos han demostrado que en algunos casos este factor es menor y en otros mayor. Para la aplicación de una ecuación de la forma cfCRM `.. = , se encontró un valor para la constante C que se ajusta mejor al valor asignado por el comité 363 del ACI (igual a 2). Para hallar este nuevo valor, se ingresaron los datos de resistencia a la compresión de los cilindros y de módulo de ruptura de las vigas patrón en el programa Curve Expert 1.3, para trazar una curva de la forma xCy = que se ajuste a los valores obtenidos experimentalmente.

Figura No. 11. Uso del programa Curve Expert 1.3 para la determinación de la constante C.

De acuerdo con la salida del programa, mostrada en la Fig. No. 11, la constante C (“a” en el programa utilizado) tiene un valor experimental 2,49 que se encuentra dentro de los valores definidos por el comité



ACI (1,99 y 3,18). Este valor corresponde a una curva de mejor ajuste cuyo coeficiente de correlación es de 0,976, y que coloca al modelo propuesto por encima de los principales modelos definidos dentro del programa. Utilizando un valor de C de 2,50 se pueden estimar los nuevos valores de módulo de ruptura de los cuadros No. 8 y 9. Estos nuevos valores se muestran en los cuadros No. 11 y 12, en donde se aprecia que el error promedio pasa a estar de un 20 y 24 %, a un rango entre el 6,5 y 7,0%.

Cuadro No. 11. Estimación del Módulo de Ruptura de una mezcla de concreto como cfRM `5,2.. = a partir de los resultados a compresión de cilindros y núcleos.

M.R. EXP M.R.teo (kg/cm2)Edad Vigas Patrón 2,5*(fć cilindro)1/2 % Dif.

14 36,4 179,0 33,4 8,128 40,7 202,9 35,6 12,5

14 31,1 184,1 33,9 9,128 37,0 214,3 36,6 1,1

14 27,8 170,1 32,6 17,328 32,0 221,5 37,2 16,3

14 46,3 360,2 47,4 2,528 51,6 423,4 51,4 0,356 57,6 461,9 53,7 6,7

14 42,7 284,0 42,1 1,328 44,3 336,5 45,9 3,556 45,6 364,2 47,7 4,6

14 45,9 325,4 45,1 1,72856 50,9 385,9 49,1 3,5

% Dif. Mínimo 0,3% Dif. Promedio 6,3

% Dif. Máximo 17,3

A

B


C

D

E

F

Cuadro No. 12. Estimación del Módulo de Ruptura de una mezcla de concreto como cfRM `5,2.. = a partir de los resultados a compresión de cilindros y núcleos.

M.R.teo (kg/cm 2) M.R.teo (kg/cm 2) M.R.teo (kg/cm2)Edad 2,5*(fć N 6")1/2 % Dif. 2,5*(fć N 6")1/2 % Dif. 2,5*(fć N 6")1/2 % Dif.

14 146,4 30,2 16,9 133,0 28,8 20,8 131,5 28,7 21,228 186,1 34,1 16,2 184,0 33,9 16,7 173,5 32,9 19,1

14 166,7 32,3 3,8 171,7 32,8 5,3 153,9 31,0 0,328 197,5 35,1 5,0 199,7 35,3 4,5 182,2 33,7 8,8

14 160,1 31,6 13,8 161,9 31,8 14,4 140,8 29,7 6,728 200,5 35,4 10,6 195,8 35,0 9,3 174,4 33,0 3,2

14 356,6 47,2 2,0 343,1 46,3 0,0 335,3 45,8 1,128 423,4 51,4 0,3 418,5 51,1 0,9 408,2 50,5 2,156 437,7 52,3 9,2 447,1 52,9 8,2 433,8 52,1 9,6

14 280,0 41,8 2,0 273,0 41,3 3,3 267,2 40,9 4,328 332,4 45,6 2,9 323,7 45,0 1,5 308,2 43,9 0,956 356,5 47,2 3,5 356,9 47,2 3,6 340,5 46,1 1,2

14 322,9 44,9 2,1 321,6 44,8 2,3 288,4 42,5 7,52856 371,3 48,2 5,4

% Dif. Mínimo 0,3 % Dif. Mínimo 0,0 % Dif. Mínimo 0,3% Dif. Promedio 6,8 % Dif. Promedio 7,0 % Dif. Promedio 6,5

% Dif. Máximo 16,9 % Dif. Máximo 20,8 % Dif. Máximo 21,2

C

D

E

F

fć N 4" (kg/cm2)

fć N 3" (kg/cm 2)

A

B

fć N 6" (kg/cm2)



CONCLUSIONES - La extracción de núcleos de concreto es una práctica muy usual en la actualidad como una herramienta

para determinar la resistencia a la compresión del concreto endurecido. Esta práctica se ha visto en aumento debido a la implementación de códigos de carácter legal que exigen el cumplimiento de requisitos mínimos en la calidad de los materiales utilizados en los elementos estructurales sismorresistentes.

- No se encontró una tendencia marcada entre la resistencia de los núcleos de concreto y aquella medida en

cilindros patrón ante un aumento en el tamaño máximo del agregado en la mezcla. En mezclas de 210 kg/cm2 y a edades tempranas de falla, se observó un aumento del 10% en la relación núcleo / cilindro al comparar concretos con un tamaño máximo de 16 mm con aquellos que poseen un tamaño de agregado de 25 mm, sin embargo, dicha relación vuelve a decaer en un 7% al ensayar núcleos provenientes de mezclas de 38 mm de tamaño máximo. Para las otras condiciones de resistencia, diámetro de núcleo y edad de falla contempladas en el estudio, la variación en la relación núcleo / cilindro ante el cambio en el tamaño máximo de la mezcla de concreto, no supera el 3%.

- La resistencia en núcleos que presentan relaciones de Diámetro / Tamaño máximo de agregado igual a 2,

pueden llegar a presentar una reducción en la resistencia del 25%, con respecto a los cilindros patrón, especialmente a edades tempranas (14 días) y en mezclas de resistencia de 210 kg/cm2. Este efecto se vuelve menos apreciable conforme aumenta la edad del concreto, así como su nivel de resistencia.

- De acuerdo con los resultados de este estudio, el porcentaje de resistencia de núcleos de concreto

propuesto por el ACI-318-05 del 85% para la aceptación del material, es un valor conservador para núcleos de 100 mm (4 pulg) de diámetro, en donde el porcentaje es cercano al 90%, no así para núcleos de75 mm (3 pulg), en donde el porcentaje propuesto es el adecuado.

- La falla a flexión de vigas aserradas reporta valores de módulo de ruptura iguales o mayores a las vigas

patrón para rangos de resistencia a la compresión comprendidos entre los 210 y los 420 kg/cm2. Como promedio se obtuvo experimentalmente un valor de relación vigas aserradas / vigas patrón de un 105%, sin embargo, los valores mínimo y máximo definen una dispersión de datos comprendida entre un 82% como porcentaje de relación mínimo y un 125% como máximo.

- Es posible determinar una relación entre la resistencia a compresión de un núcleo de concreto con

respecto a la resistencia de la misma mezcla a flexión. Las ecuaciones cf ´99,1 y

cf ´18,3 , se adaptan a los resultados obtenidos, y la relación

cfRM `2.. = puede utilizarse como un valor conservador, sin embargo, de acuerdo con los resultados obtenidos, esta relación conlleva a obtener porcentajes de diferencia promedio entre un 20 y un 24%. Una estimación más exacta, obtenida a partir del trabajo experimental realizado, está dada por la ecuación

cfRM `5,2.. = que permite obtener estimaciones de módulo de ruptura a partir de los resultados de compresión en núcleos con un porcentaje de diferencia promedio del 7%.

- Relaciones de módulo de ruptura y resistencia a la compresión (M.R./f´c) reportan valores en promedio

de 0,15, dentro de un rango comprendido entre un valor mínimo de 0,12 y un valor máximo de 0,20. - Es necesario realizar una mayor investigación para tener en cuenta otras condiciones no contempladas en

este estudio con el fin de aumentar la información acerca de las relaciones encontradas. La dispersión encontrada en trabajos similares llevados a cabo anteriormente, puede ser producto de ciertas variables que no se tomaron en cuenta en la presente investigación y que posiblemente evitaron que los resultados hallados no variaran de manera significativa unos de otros.



REFERENCIAS 1. Ahmed E. Ahmed. “Does core size affect strenght testing?”. Concrete International, Agosto de 1999, pp.

35-39. 2. Arioz, Cil, Ramyar, Tuncan M., Tuncan. “Some Factors Influencing Effect of Core Diameter on

Measured Concrete Compressive Strength”. ACI Materials Journal No. 104-M32, junio 2007, pp. 291-296.

3. American Concrete Institute, Comité 318. “Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural”. 2002. 4. American Society for Testing and Materials, ASTM C172-04 Standard Practice for Sampling Freshly

Mixed Concrete. Philadelphia, PA, 2004. 5. American Society for Testing and Materials, ASTM C31-06 Standard Practice for Making and Curing

Concrete Test Specimens in the Field. Philadelphia, PA, 2006. 6. American Society for Testing and Materials, ASTM C39-05 Standard Test Method for Compressive

Strength of Cylindrical Concrete Specimens. Philadelphia, PA, 2005. 7. American Society for Testing and Materials, ASTM C42 -04 Standard Test Method for Obtaining and

Testing Drilled Cores and Sawed Beams of Concrete. Philadelphia, PA, 2004. 8. American Society for Testing and Materials, ASTM C78-02 Standard Test Method for Flexural Strength

of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading). Philadelphia, PA, 2002. 9. Cordon, William A. “Control de calidad del concreto”. Editorial Limusa, México, D.F., 1990. 10. Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica. “Código Sísmico de Costa Rica 2002”.

Editorial Tecnológica de Costa Rica, 3era edición. Costa Rica, 2003. 11. C.F.E., “Manual de Tecnología del Concreto”. Editorial Limusa, México, 1994. 12. Fernández, Carlos, “Criterios para la evaluación de la vulnerabilidad sísmica en estructuras existentes de

concreto reforzado”. Informe de proyecto final de graduación, Universidad de Costa Rica, San José C.R. 1989.

13. González Cuevas, Oscar. “Aspectos fundamentales del concreto reforzado”. Editorial LIMUSA S.A. 3era edición. México, 2000.

14. Kosmatka, Steven H., “Diseño y control de mezclas de concreto”. Portlan Cement Association (PCA), 2004.

15. Troxell, Davis, Kelly. “Composition and Properties of Concrete”. Editorial McGraw-Hill. 1era edición. Estados Unidos, 1968.

16. Neville, A.M. “Tecnología del concreto” Tomos I y II. Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto. México, 1977.

17. Nilson, Arthur H. “Diseño de estructuras de concreto”. Editorial McGraw Hill, 12da edición. Colombia, 2001.

moya, m.; navas, a. 1 - lanamme.ucr.ac.cr€¦ · prismáticos según la norma astm c31 con el fin...

Documents