Índice
Índice
1
1..-- IInnttrroodduucccciióónn 22
2
2..-- OObbjjeettiivvooss 33
3.- Marc
3.- Marco Teo Teóricoórico 3
3..1 1 RReessiisstteenncciia a a a lla a ccoommpprreessiióónn 44 3.2 Factores ue In!lu"en en la resistencia a la compresión
3.2 Factores ue In!lu"en en la resistencia a la compresión 3
3..22..11 MMaatteerriiaalleess ## 3
3..22..22 RReellaacciióónn $$%%&& ## 3
3..22..3 3 &&oonntteenniiddo o dde e &&eemmeennttoo '' 3
3..22..44 $$((rree((aaddooss )) 3
3..22..# # MM**ttooddo o de de &&uurraaddoo )) 4.- M*todos de +nsa"o para determinar la Resistencia a la compresión
4.- M*todos de +nsa"o para determinar la Resistencia a la compresión 4
4..1 1 FFiinnaalliiddaad d dde e lloos s mm**ttooddoos s dde e eennssaa""oo ,, 4.2 &aractersticas de los +specmenes
4.2 &aractersticas de los +specmenes 4
4..22..1 1 ++ssppeeccmmeennees s eellaabboorraaddoos s ccoon n ccoonnccrreetto o !!rreessccoo 1111 4
4..22..2 2 ++ssppeeccmmeennees s eettrraaddoos s dde e lla a eessttrruuccttuurraa 1144 #.
#.- /- /ororma ma TT*c*cninica ca 0e0eruruanana pa parara +a +nsnsa"a"o de o de ReResisiststenencicia a la a la &a &omomprpresesióiónn 11## '
'..-- &&oonncclluussiioonneess 11))
Introducción
a resistencia mecnica del concreto !recuentemente se identi!ica con su resistencia a la compresión5 porue *sta representa la condición de car(a en ue el concreto e6ibe ma"or capacidad para soportar es!uer7os5 de modo ue la ma"ora de las veces los elementos estructurales se dise8an con el !in de utili7ar esta propiedad del concreto. $unado a ello5 eiste la ventaja de ue la resistencia a compresión es la caracterstica ms !cil " con!iablemente determinable en el concreto endurecido5 aunue no es una propiedad tan precisamente de!inida como pudiera suponerse debido a un cierto n9mero de !actores " condiciones cambiantes ue intervienen en su determinación: por tal motivo5 es necesario re(lamentar las condiciones " procedimientos para determinarla. $s pues el motivo del presente tiene por !inalidad eponer dic6as normativas ue ri(en el dise8o " ensa"o de esta caracterstica tan importante del concreto endurecido.
Objetivos General:
- ;e!inir los conceptos bsicos ue ri(en la Resistencia a la compresión del concreto " la normativa de ensa"o.
Objetivos Específicos:
- +stablecer criterios ue permitan a la persona ue dise8a esta caracterstica del concreto5 obtener un resultado óptimo.
I. Marco Teórico:
1.1. Resistencia a la copresión
as resistencias del concreto5 tanto a compresión5 tracción " corte5 " sus propiedades5 como son el modulo de elasticidad " la relación de 0oisson5 son utili7adas por el pro"ectista para el dise8o de las estructuras. +stas reciben la in!luencia de los tipos " cantidades de los materiales ue con!orman el concreto5 " la !orma de puesta en obra. +n virtud de esto5 deben emplearse m*todos de veri!icación de la calidad del concreto.
+l procedimiento usual es !abricar probetas5 al mismo tiempo ue se vaca la estructura5 " considerar la resistencia de esa muestra como una medida de la resistencia del concreto en la estructura. os resultados ue se obten(an a partir de los di!erentes ensa"os deben ser utili7ados solo como una re!erencia "a ue es posible ue estos no re!lejen las resistencias ue alcan7ara el concreto en obra5 debido a ue las condiciones de puesta en obra5 di!erentes a las ue se someten las probetas para los ensa"os5 a!ectan las propiedades del concreto en obra. +l objeto de este control es comprobar ue la resistencia del concreto ue se vaca en obra es por lo menos i(ual a la especi!icada por el pro"ectista " ue 6a servido de base para los clculos.
a resistencia a la compresión simple es la caracterstica mecnica ms importante de un concreto. <u determinación se e!ect9a mediante el ensa"o de probetas5 se(9n m*todos estandari7ados =>uiro75 M. ? <alamanca5 . ibro sico de Tecnolo(a del &oncreto 2@@'A.
a resistencia a la compresión del concreto normalmente se la cuanti!ica a los 2) das de vaciado el concreto5 aunue en estructuras especiales como t9neles " presas5 o cuando se emplean cementos especiales5 pueden especi!icarse tiempos menores o ma"ores a 2) das =Torre5 $. &urso sico de Tecnolo(a del &oncreto Bniversidad /acional de In(eniera 2@@4A.
Ceneralmente el dise8ador de estructuras5 especi!ica en la memoria de clculos " en los planos una resistencia a la compresión del concreto =FDcA5 la cual utili7ó como base para calcular el dimensionamiento " el re!uer7o de los di!erentes elementos de una obra. &uando en la obra se obten(a una resistencia menor ue la especi!icada =FEcA5 se disminuir el !actor de se(uridad de la estructura. 0ara evitar esta posible disminución de se(uridad " debido a ue en toda obra se obtienen di!erentes valores de resistencia para una misma me7cla5 debido a variaciones en la dosi!icación5 me7cla5 transporte5 colocación5 compactación " curado del concreto: la me7cla deber dosi!icarse para obtener una resistencia a la compresión promedia =FDcrA ma"or ue FDc. +n la prctica resulta antieconómico indicar una resistencia mnima5 i(ual a la resistencia de dise8o: puesto ue de acuerdo al anlisis estadstico5 siempre eiste la posibilidad de obtener al(unos valores ms bajos =Rivera5 C. Tecnolo(a del &oncreto " el mortero 2@13A.
1.!. "actores #ue influ$en en la Resistencia ec%nica del concreto
<e(9n >uiro75 M. ? <alamanca5 . 2@@'5 se tiene como !actores ue a!ectan esta caracterstica del concreto a
1.!.1. Materiales
a variación en la proporción de los componentes de la me7cla a!ecta a la resistencia del concreto.
$ continuación se mostraran los cambios en la resistencia ue puede ocasionar la variación de al(unos de los componentes de la me7cla de concreto
1.!.1.1. Relación &'(
a relación $%& de la me7cla in!luir muc6o sobre la resistencia del concreto endurecido con un envejecimiento dado.
+n la !i(ura si(uiente se dan las relaciones entre la resistencia a la compresión " !leión versus la relación $%&. +n cada caso5 se muestra una banda de valores5 en
lu(ar de una sola curva5 para cubrir variaciones en los materiales " procedimientos de prueba.
a posición eacta de la curva de resistencia contra la relación $%& depender de las propiedades " proporciones de cada uno de los in(redientes5 los m*todos de me7clado5 vaciado " curado. Bna me7cla dada puede tener una resistencia relativamente buena o mala5 dependiendo de la cantidad de a(ua ue se a(re(ue. Bna ma"or relación $%& dar una menor resistencia5 esto uiere decir ue a ma"or cantidad de a(ua5 menos resistencia.
"i)ura *+,1 - Resistencia a la copresión vs &'( a los ! días
1.!.1.!. (ontenido de (eento
a resistencia del concreto aumenta con la proporción de cemento en la me7cla5 6asta ue se alcan7a la resistencia del cemento o el a(re(ado5 se(9n el ue sea ms d*bil.
os datos de la !i(ura /G@2 representan pruebas sobre 6ormi(ones trabajables5 curados en 69medo5 ue tienen el mismo revenimiento.
+n la !i(ura /G@3 se muestra el e!ecto de la !inura del cemento5 epresada como super!icie espec!ica en centmetros cuadrados por (ramo de cemento5 sobre la resistencia a la compresión del concreto5 con cuatro envejecimientos di!erentes. os cementos !inamente molidos resultan convenientes en cuanto a ue aumentan la resistencia5 en especial en los primeros das de envejecimiento5 " tambi*n aumentan la trabajabilidad. 0ueden no ser convenientes debido a ue contribu"en al a(rietamiento " tienen una resistencia menor a la con(elación " el des6ielo.
"i)ura *+,! - Efecto del contenido de ceento sobre la resistencia del
concreto
"i)ura *+,/ - Relación de la 0uperficie Específica del ceento con la
resistencia a la copresión del concreto.
1.!.1./. &)re)ados
as caractersticas de los a(re(ados ue in!lu"en sobre la resistencia del concreto son el tipo5 la !orma5 tetura5 tama8o mimo5 solide75 (radación " limpie7a de la partcula.
1.!.1.. M2todo de (urado
+n las !i(uras /G@4 " /G@# se muestra el e!ecto de la 6umedad durante el curado. +n ambas !i(uras se 6ace ver ue la resistencia a la compresión aumenta5 con una ra7ón decreciente5 con!orme aumenta el periodo de curado en 69medo " ue el desarrollo de la resistencia se detiene en unos cuantos das5 si el concreto se mantiene en el aire.
+n la !i(ura /G@4 se muestra ue5 cuando se discontin9a el curado en 69medo5 la resistencia a la compresión aumenta durante un periodo corto pero5 de all en adelante5 permanece constante o disminu"e. +n la !i(ura /G@# se ilustra ue5 cuando se reanuda el curado en 69medo despu*s de un periodo en el aire5 tambi*n se reanudan los aumentos en la resistencia.
"i)ura *+, - Efecto del secado al aire sobre la resistencia a la copresión
del concreto curado en 34edo.
"i)ura *+,5 - Efecto del curado sobre la resistencia a la copresión del
concreto.
II. M2todos de ensa$o para deterinar la Resistencia a la copresión
!.1. "inalidad de los 2todos de Ensa$o
a determinación de la resistencia a la compresión del concreto se e!ect9a mediante el ensa"o 6asta la ruptura de especmenes representativos5 con tres !inalidades principalmente
1.- &omprobar si las previsiones ue se 6acen al dise8ar una me7cla de concreto son adecuadas para cumplir con la resistencia del pro"ecto.
2.- &ontrolar la uni!ormidad de las resistencias " ajustarlas al nivel reuerido durante la producción del concreto.
3.- Heri!icar la resistencia del concreto como se encuentra en la estructura.
+n los dos primeros casos5 los especmenes se elaboran tomando muestras del concreto en estado !resco5 en tanto ue en el 9ltimo caso los especmenes se elaboran tomando muestras del concreto en estado !resco5 en tanto ue en el
9ltimo caso los especmenes se obtienen del concreto "a endurecido en la estructura =Tecnolo(a del &oncreto <eparatas5 <in mención al autorA.
as condiciones " procedimientos de ensa"o ue son aplicables en cada caso5 se consi(nan en normas ue re(lamentan aspectos tales como la !orma " dimensiones de los especmenes5 la manera de elaborarlos5 curarlos5 prepararlos " ensa"arlos5 e incluso las caractersticas de los euipos en ue se ensa"an los especmenes. a si(uiente tabla detalla una lista de las especi!icaciones5 m*todos de prueba " prcticas $<TM relacionadas con la determinación de la resistencia a compresión del concreto en especmenes representativos =Tecnolo(a del &oncreto <eparatas5 <in mención al autorA.
Tabla *+,1: 6Especificaciones7 M2todos de 8rueba para (oncreto6
Especifcaciones, Métodos de Prueba y practicas
usuales ASTM
Para Especímenes de Laboratorio
C 192
Elaboración y curado en el laboratorio de
especímenes de concreto de prueba (Práctica
Para Especímenes de !bra
C 31
Elaboración y curado en el laboratorio de
especímenes de concreto de prueba (Práctica Para Especímenes de Laboratorio y !bra
" #$% Elaboración y curado en el laboratorio de
especímenes de concreto a compresión (Método de Prueba
Para Especímenes obtenidos de la estructura
&esistencia a compresión de cilindros de concreto colado en el lu'ar, en moldes cilíndricos (Método de Prueba
!btención y ensayo de ncleos barrenados y
primas cortados de concreto (Método de Prueba C 42 Para uso comn en todos los casos
Moldes para colar )erticalmente cilindros de
concreto de prueba (Especifcación " %*+ abinetes y cuartos -medos, y tan.ues de
almacenamiento de a'ua, para ensayos de
cemento y concreto -idráulicos (Especifcación
C 511
"abeceo de especímenes cilíndricos de concreto
(Práctica C 617
&esistencia a compresión de especímenes
cilíndricos de concreto (Método de Prueba " /0 1erifcación de la car'a en má.uinas de ensayo
(Práctica E 4
!.!. (aracterísticas de los especíenes
!.!.1. Especíenes elaborados del concreto fresco
as dos !ormas (eom*tricas ue normalmente se utili7an en los especmenes ue se elaboran para determinar la resistencia a compresión del concreto5 son la c9bica " la cilndrica. +l cubo es el esp*cimen ue se utili7a para esta !inalidad en varios pases de +uropa " en otros lu(ares donde se aplican normas +uropeas " en otros lu(ares donde se aplican normas europeas5 mientras ue en la prctica de B<$ " &anad5 se emplea el esp*cimen cilndrico con altura i(ual al doble del dimetro =62dA. +n condiciones comparables5 la resistencia a compresión del concreto obtenida en cilindro es del orden del )@J de la ue se obtiene en cubo5 si bien dic6o porcentaje es sólo aproimado porue vara con el (rado de resistencia del concreto.
"i)ura *+,9 - Molde (4bico Est%ndar para ensa$ar concreto
0ara de!inir las dimensiones de los cilindros de prueba5 en la prctica $<TM & 1,2 relativa a especmenes de laboratorio5 se establece ue el dimetro del cilindro debe ser por lo menos tres veces ma"or ue el tama8o mimo del a(re(ado =dK3TM$A pero tambi*n se indica ue el esp*cimen cilndrico mnimo permisible es el de #1mm =2LA de dimetro " 1@2 mm =4LA de altura.
0or su parte5 la prctica $<TM & 31 correspondiente a cilindros de obra5 se8ala ue el cilindro mnimo permisible es el de 1#2 mm ='LA de dimetro " 3@4 mm =12LA de altura5 al cual considera como esp*cimen estndar para todo concreto cu"o tama8o mimo de a(re(ado =TM$A no eceda a #1 mm =2LA5 " ue para a(re(ados ma"ores deben utili7arse cilindros de prueba cu"o dimetro sea por lo menos el triple del T$M del a(re(ado. ;ebido a la continua necesidad de relacionar los resultados de laboratorio con los de obra5 lo usual es ue el cilindro de 1#23@4 mm ='L12LA se admita como estndar en ambos casos5 para concretos con (ravas 6asta de #1 mm =2LA de tama8o mimo.
"i)ura *+, - Molde (ilíndrico Est%ndar para Ensa$o
0ara obras en donde el a(re(ado utili7ado supera los #1mm =2LA5 se 6ace necesario elaborar cilindros de (ran tama8o " peso ue son imprcticos " costosos para la determinación rutinaria de la resistencia a la compresión durante la producción del concreto. $l !in de sortear esta di!icultad5 un procedimiento usual consiste en cribar el concreto en 69medo por una malla de 3) mm =1 1%2LA de abertura5 con objeto de desec6ar las (ravas ma"ores " utili7ar el concreto cribado para elaborar cilindros estndar5 cu"as resistencias se correlacionan eperimentalmente con las obtenidas en cilindros del tama8o adecuado elaborados con el concreto inte(ral sin cribar. ;e esta manera5 la determinación rutinaria de la resistencia a compresión del concreto durante la producción se lleva a cabo en cilindros estndar 6ec6os de concreto cribado5 " sus resultados se interpretan " eval9an mediante el uso del !actor de correlación correspondiente.
0ara establecer el !actor de correlación inicial5 lo adecuado es ensa"ar con anticipación al comien7o de la obra cilindros comparables de concreto inte(ral " concreto cribado5 el n9mero de veces ue sea necesario para de!inir una correlación con!iable5 ms adelante5 en el curso de la construcción5 es recomendable veri!icar dic6o !actor con periodicidad. $ manera de in!ormación 9til es este aspecto. a si(uiente tabla muestras los !actores de correlación de carcter (eneral =Tecnolo(a del &oncreto <eparatas5 <in mención al autorA.
Tabla *+,!: 6"actores de (orrelación de car%cter )eneral6
Edad de prueba del concret o cribado
2actores de correlación para estimar la resistencia a compresión del concreto inte'ral a las si'uientes edades
En concreto sin pu3olana En concreto con pu3olana 4$ días 0+ días 5$+ días 5 a6o 4$ días 0+ días 5$+ días 5 a6o
* días 5748 57/8 5788 57# 578 47+8 47/ 478
4$ días +7$8 5 57+8 5758 +70 574 57/8 57%8
0+ días +7* +7$ +7$8 +70 +7#8 +7$8 +708 57+8
5$+ días +788 +7*8 +7$ +7$8 +7# +7$ +70 +708
!.!.!. Especíenes e<traídos de la estructura
0ara 6acer una evaluación aproimada de la calidad del concreto endurecido tal " como se encuentra en la estructura5 eisten procedimientos indirectos en los ue se mide o determina al(una caracterstica del concreto in situ ue pueda ser utili7ada para estimar su 6omo(eneidad5 compacidad o resistencia mecnica =a manera de ndice de calidadA mediante correlaciones normalmente establecidas por los !abricantes de los euipos ue se utili7an. 0or otra parte eisten los procedimientos directos en ue se determina la resistencia mecnica del concreto en especmenes " son
1.- +l m*todo tradicional ue consiste en etraer especmenes cilndricos =n9cleosA por barrenación o especmenes prismticos =vi(asA mediante el corte del concreto con sierra.
2.- +l m*todo alternativo ue es menos usual =porue su empleo se restrin(e a elementos planos 6ori7ontalesA en el ue se dejan moldes cilndricos especiales sujetos a la cimbra de !ondo5 los cuales se llenan de concreto durante el colado de la estructura5 !ormando parte de *sta5 " as constitu"en especmenes ue se etraen " ensa"an para determinar su resistencia a las edades deseadas =Tecnolo(a del &oncreto <eparatas5 <in mención al autorA.
III. *ora T2cnica 8eruana para Ensa$o de Resistencia a la (opresión
/T0 33,.@34-1,,,
M*todo de ensa"o para el es!uer7o a la compresión de muestras cilndricas de concreto.
a presente norma establece el procedimiento para determinar la resistencia a la compresión de probetas cilndricas5 moldeadas con 6ormi(ón o de testi(os diamantinos etrados de concreto endurecidos. <e limita a concretos ue tienen un peso unitario ma"or a )@@ (%m3 =#@ lb%p3A.
Resumen del M*todo
+ste m*todo de ensa"o consiste en aplicar una car(a aial en compresión a los moldes cilndricos o cora7ones en una velocidad tal ue est* dentro del ran(o especi!icado antes ue la !alla ocurra.
+l es!uer7o a la compresión de la muestra est calculado por el cociente de la mima car(a obtenida durante el ensa"o entre el rea de la sección transversal de la muestra.
Tolerancias de Tiempo
as probetas a ser ensa"adas5 estarn sujetas a las tolerancias de tiempo indicadas
?elocidad de (ar)a
a car(a deber ser aplicada en !orma continua5 evitando c6oues. 0ara muinas de Tornillo5 el despla7amiento del cabe7al móvil ser de aproimadamente 153 mm%min5 cuando lo 6ace libremente. 0ara muinas operadas 6idrulicamente la velocidad de la car(a estar en el ran(o de @514 a @534 M0a%s. <e aplicar la velocidad de car(a continua " constante desde el inicio 6asta producir la rotura de la probeta.
+presión de resultados
a resistencia a la compresión de la probeta se calcula con la si(uiente !órmula
;onde
Rc +s la resistencia de rotura a la compresión5 en ilo(ramos por
centmetro cuadrado.
C a car(a mima de rotura en ilo(ramos.
"i)ura *+11 - 8robeta de (oncreto siendo soetida a copresión
"i)ura *+1! - 8robeta de (oncreto lue)o del Ensa$o
I?. (onclusiones
- a resistencia mecnica del concreto est de!inida principalmente por su resistencia a los es!uer7os de compresión.
- a resistencia a compresión del concreto depende de varios !actores en su estado endurecido5 tales como el proceso de curado.
- os resultados del ensa"o de resistencia a compresión dependern del curado de la probeta " su correcta elaboración.
- os resultados del ensa"o a compresión dependern tambi*n del tiempo al ue se realice este5 das5 14 das5 2) das.
?. Referencias @iblio)r%ficas
- &"bertesis M*todos de +nsa"o Mecnicos en &oncreto5 Bniversidad Ricardo 0alma
- Tecnolo(a del &oncreto " Mortero5 In(. Cerardo $. Rivera . 2@13
- &urso sico de Tecnolo(a del &oncreto para In(enieros &iviles5 In(. $na Torre &.5 Bniversidad /acional de In(eniera 2@@4
- $po"o ;idctico para la ense8an7a " aprendi7aje en la asi(natura de LTecnolo(a del Normi(ónL5 ac6. Mariela >uiro7 &. ? ucas <alamanca O.5 Bniversidad Ma"or de <an <imón 2@@'
- Manual o! &oncrete 0ractice - 0art 15 $merican &oncrete Institute 1,)@ - Tecnolo(a del &oncreto <eparatas5 <in mención al autor
