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MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION DE LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL FLNV- MVC-11 MANUAL VISUALIZADO VERSION 2 ESCLEROMETRO NOVIEMBRE 2003 FLNV -MVC-11 MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003 VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pág. 1 de 11 METODO DE ENSAYO ESCLEROMETRICO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CHOQUE NORMA A.S.T.M. C 805 1 OBJETIVO El objetivo de este ensayo es medir la resistencia al choque la cual depende de la resistencia al mortero (Hormigón menos granos gruesos de la gravilla) cerca de la superficie. 2 DURACIÓN Con la práctica este ensayo se puede ejecutar en un tiempo aproximado de 1 hora. 3 EQUIPOS NECESARIOS Figura 1 Equipo utilizado para el ensayo ? Esclerómetro modelo N. ? Piedra porosa ESCLEROMETRO PIEDRA POROSA FLNV -MVC-11 MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003 VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pág. 2 de 11 METODO DE ENSAYO ESCLEROMETRICO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CHOQUE 4 INTRODUCCION El esclerómetro modelo N (energía de compactación igual a 0.225 mkg) es utilizado para el control no destructivo de la calidad del hormigón en obras ya ejecutadas (construcción normal de edificios y de puentes. Como la resistencia del mortero determina en general la del hormigón, es posible, partiendo de la dureza al choque, concluir sobre la resistencia del hormigón. El uso del esclerómetro, permite examinar en muy corto tiempo todos los elementos de una obra, cualquiera que sea su importancia. Este examen es necesario para la determinación de la dispersión en la calidad del hormigón en las diferentes partes de la construcción. Como este examen no deteriora el hormigón, es posible seguir en una forma precisa, a partir de la puesta de los cimientos, el proceso ulterior de endurecimiento. La relación entre la dureza al choque y la resistencia del hormigón a sido deducida con la ayuda de una gran serie de ensayos sobre cubos; siendo comprimido hasta la rotura cada uno de estos cubos bajo la prensa, directamente después del ensayo con el esclerómetro. Frecuentemente se requiere una determinada resistencia del hormigón en consideración de una resistencia suficiente contra el desgaste (Carreteras) y la erosión (Obras hidráulicas). En estos casos la dureza al choque, medida con el esclerómetro es obviamente un criterio para la calidad, que la resistencia ala compresión. 5 TIPOS DE ESCLEROMETROS 5.1 Existen 8 modelos diferentes: ? El modelo N : Sirve para el control del hormigón en los casos ordinarios de la construcción de edificios y puentes. ? El modelo NR : En principio es análogo al modelo N, pero con un dispositivo registrador. ? El modelo L : Es una reducción del modelo N. Es más apropiado que el modelo normal para el examen de elementos en hormigón o en piedra artificial, de escasas dimensiones y sensibles a los choques. ? El modelo LR : En principio es análogo al modelo L, pero con un dispositivo registrador. FLNV -MVC-11 MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003 VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pág. 3 de 11 METODO DE ENSAYO ESCLEROMETRICO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CHOQUE ? El modelo LB : Es particularmente apropiado para el control continuo de la calidad de los productos de tierra cocida y tejares. ? El modelo M : Sirve especialmente para la determinación de la resistencia del hormigón de obras de grandes dimensiones y para el examen de calidad de carreteras y de pistes de aeródromos hormigonadas. ? El modelo P : Este martillo pendular ha sido concebido para el examen de materiales de construcción que presentan una dureza y una resistencia débil, tales como los materiales ligeros de todas clases, los baños de yeso y los revestimientos. Para un hormigón poco resistente el modelo P rinde mejores resultados que los modelos N y L. ? El modelo PT : Con una superficie de impacto mayor, esta ideado para el control de materiales con una resistencia de compresión extremadamente baja. 6 ELECCION DE LOS PUNTOS DE ENSAYO ? En primer lugar deben considerarse las superficies verticales de la obra o cilindro a ensayar, las cuales han estado encofrados. ? Las juntas de encofrado, los nidos de grava y las regiones porosas deben ser evitadas. ? Se deberá proceder con especial cuidado en elementos delgados (losas y paredes de menos de 10 cm y pilares de 12 cm de espesor, cilindros de baja resistencia), pues la elasticidad de la pieza puede influir en las indicaciones del esclerómetro y dar así resultados erróneos. ? En un hormigón de poca calidad deberá cons iderarse que la dureza al choque, y en forma análoga la resistencia, puede ir disminuyendo considerablemente de abajo hacia arriba en una misma colada. ? No se deberá fiar por lo tanto jamás solo en golpes verticales dirigidos hacia arriba, sino que buscar en cada elemento de construcción por lo menos un punto de ensayo en una superficie vertical encofrada. FLNV -MVC-11 MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003 VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pág. 4 de 11 METODO DE ENSAYO ESCLEROMETRICO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CHOQUE 7 PREPARACION DE LA SUPERFICIE A ENSAYAR ? Antes del ensayo deberá quitarse un posible estuco o acabado. Pequeñas desigualdades debidas a un encoframiento con madera no cepillada o mal acabado de un cilindro de concreto, pueden ser suprimidas a mano con la piedra de pulir adjunta al instrumento. ? La superficie libre, del hormigón es solo para un ensayo con el esclerómetro cuando la lechada del cemento, inevitable en este tipo de superficies, haya sido alejada. Para conseguir esto en forma segura, es casi siempre necesario pulir el hormigón hasta que aparezca su estructura normal. ? En un hormigón viejo se deberá quitarse hasta unos 10 mm la capa excesivamente dura de la superficie. Para esto se deberá utilizar una maquina portátil de pulir, de altas revoluciones con una muela de 120 mm de diámetro (ver figura 2). Figura 2 Preparación de la superficie ? La superficie pulida deberá ser lo suficientemente grande para poder aplicar 5 a 10 golpes con el esclerómetro sobre el mortero sin tocar sin tocar granos grandes. Generalmente será suficiente un decímetro cuadrado (véase figura 3). FLNV -MVC-11 MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003 VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pág. 5 de 11 METODO DE ENSAYO ESCLEROMETRICO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CHOQUE Figura 3 Superficie a ensayar 8 PROCEDIMIENTO DE ENSAYO ? Se procede al ensayo de percusión en 5, aunque preferentemente en 10 puntos de la superficie preparada (véase figura 4 y 5). Figura 4 Toma de lectura Figura 5 Superficie ensayada ? Se establece el promedio “R” de las 5 o 10 lecturas del esclerómetro. ? Al calcularse el promedio deberá ser considerada cada una de las mediciones particulares con el esclerómetro, a excepción de los valores evidentemente falsos los cuales deben ser eliminadosy reemplazados por nuevas mediciones. ? El instrumento esta ideado para actuar en posición horizontal, es decir, para examinar superficies verticales. En caso de su utilización para superficies inclinadas u horizontales, deberá efectuarse una FLNV -MVC-11 MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003 VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pág. 6 de 11 METODO DE ENSAYO ESCLEROMETRICO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CHOQUE corrección en la lectura Ra, conforme a la tabla 1 de corrección por ángulo de impacto. Tabla 1 Corrección del ángulo de inclinación ? Se deberá tomar de la tabla II (Véase ANEXO A) el valor más probable Wm y el valor mínimo Wmin, de la resistencia a la compresión sobre hormigón. 9 LIMITES DE VALIDES DE LAS CURVAS CONFECCIONADAS ? Con los agregados de rocas poco resistentes, ligeras o quebradizas, la resistencia efectiva del hormigón es mas débil de la que corresponde a la curva obtenida (por ejemplo: piedra pómez, ladrillos huecos, gneiss). En casos dudosos se det erminará por ensayos la correlación valedera para el material dado entre la dureza al choque y la resistencia. ? Una grava que tiene la superficie excesivamente lisa y pulida es inutilizable para los hormigones de alta resistencia. Como la dureza al choque no depende más que de la resistencia al mortero, no se podría en este caso sacar una conclusión sobre la resistencia. ? Un hormigón, pobre en arena, con factor agua-cemento débil e insuficientemente trabajado puede presentar nidos de grava invisibles exteriormente que son nocivos para la resistencia pero no para su dureza al choque. ? Con un hormigón desencofrado en poco tiempo, todavía húmedo o habiendo endurecido bajo el agua, el esclerómetro indica valores “R” bastante débiles. Es necesario antes del ensayo hacer secar el hormigón. Corrección del Angulo de inclinación Hacia arriba Hacia abajo Media Ra +90° +45° -90° -45° 10 +2.4 +3.2 20 -5.4 -3.5 +2.5 +3.4 30 -4.7 -3.1 +2.3 +3.1 40 -3.9 -2.6 +2.0 +2.7 50 -3.1 -2.1 +1.6 +2.2 60 -2.3 -1.6 +1.3 +1.7 FLNV -MVC-11 MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003 VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pág. 7 de 11 METODO DE ENSAYO ESCLEROMETRICO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CHOQUE ? En un hormigón viejo y desecado, la superficie es siempre exageradamente dura. La resistencia promedio es siempre menor al índice esclerometrico. Se recomienda proceder de la siguiente manera: -)Tomar el ensayo con el esclerómetro (de 5 a 10 golpes) en cada uno de los puntos de medida de la obra. -Después de un cierto número de estos puntos, limpiar con un raspador sobre un espesor de 10mm aproximadamente. -)Repetir los ensayos con el esclerómetro en los lugares ya raspados, no debiendo entrar en con tacto la barra de percusión con los granos de grava mas gruesa de la capa. -)Los valores “R” del último ensayo ofrecen, una vez traducidos con la ayuda de la curva normal confeccionada, valores seguros, pero algunas veces un poco pequeños. 10 ESQUEMA DE EMPLEO DE ESCLEROMETRO PARA HORMIGON MODELO N ? Apoyando ligeramente sobre la cabeza de la barra de percusión (1), se libera su fijación, y la barra se desliza por si misma fuerza del armazón. ? La barra de percusión (1), se aprieta contra el lugar a examinar de la superficie del hormigón. Poco antes de que ella desaparezca enteramente en el armazón, se descarga el golpe del martillo. La descarga debe ser provocada por un aumento lento de la presión. En el momento de la percusión, el instrumento debe ser sostenido exactamente perpendicular a la superficie (2). No tocar el botón (6). ? Después de la percusión, el martillo rebota cierta distancia indicada por la placa (4), sobre la escala graduada. La lectura de la posición de la placa representa la medida del retroceso en porcentaje con el avance del martillo. ? Retirando el instrumento del punto de medida, este esta preparado para un nuevo ensayo y al mismo tiempo su FLNV -MVC-11 MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003 VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pág. 8 de 11 METODO DE ENSAYO ESCLEROMETRICO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CHOQUE indicación se suprime. La placa no vuelve nunca al cero. La varilla de percusión (1), se queda cuando esta fuera, oblicuamente al eje del instrumento. ? Después del uso del esclerómetro, la barra de percusión (1) con la barra de deslizamiento (7) y el disco guía (8) son bloqueados en el fondo del armazón con la ayuda del botón (6). El blocaje debe hacerse siempre después de la liberación del golpe, es decir, cuando el resorte de percusión esta flojo. El blocaje sirve también para fijar la lectura de retroceso cuando las medidas son usadas en lugares sombríos o difícilmente accesibles. FLNV -MVC-11 MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003 VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pág. 9 de 11 METODO DE ENSAYO ESCLEROMETRICO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CHOQUE CORTE LONGITUDINAL DEL ESCLEROMETRO MODELO N EN EL MOMENTO DEL IMPACTO 1. Barra de percusión 2. Superficie de ensayo 3. Armazón completo 4. Placa con barra guia 5. (----) 6. Botón completo 7. Barra de deslizamiento 8. Disco de guia 9. Casquillo 10. Abrazadera de presión 11. T apa superior 12. Resorte de presión 13. Cerrojo 14. Martillo 15. Resorte amortizador 16. Resorte de percusión 17. Vaina 18. Argolla de fieltro 19. Ventana de plastico con escala grabada 20. Tornillo 21. Tuerca 22. Pasador 23. Resorte del trinquete 24. A y B Zona de percusión 18 11 3 21 20 B 14 16 17 10 2 A 13 22 1 9 15 19 4 7 12 23 8 6 FLNV -MVC-11 MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003 VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pág. 10 de 11 METODO DE ENSAYO ESCLEROMETRICO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CHOQUE ANEXO A Tabla 2 RESISTENCIA A LA COMPRESION SOBRE UN CILINDRO EN Kg/cm 2 EN FUNCION DE LA DUREZA AL CHOQUE Resistencia Media Resistencia Min R 14 a 56 días Dispersión Resistencia Máxima 20 86 46 40 126 21 96 54 42 138 22 107 64 43 150 23 118 73 45 163 24 129 83 46 175 25 141 94 47 188 26 153 104 49 202 27 166 115 51 217 28 179 127 52 231 29 191 139 52 243 30 205 151 54 259 31 218 164 54 272 32 233 178 55 288 33 247 191 56 303 34 261 204 57 318 35 275 218 57 332 36 291 232 59 350 37 306 247 59 365 38 320 261 59 379 39 336 275 61 397 40 353 290 63 416 41 368 305 63 431 42 383 320 63 446 43 399 336 63 462 44 415 352 63 478 45 431 367 64 495 46 447 383 64 511 47 464 400 64 528 48 480 416 64 544 49 496 432 64 560 50 513 448 65 578 51 530 464 66 596 52 547 480 67 614 53 564 496 68 632 54 581 513 68 649 55 598 529 69 667 FLNV -MVC-11 MINISTERIO DE INFRAESTRUCTURA FUNDACION LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD FUNDALANAVIAL Fecha: 28/11/2003 VERSION 2 MANUAL VISUALIZADO Pág. 11 de 11 METODO DE ENSAYO ESCLEROMETRICO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CHOQUEANEXO B GRAFICO 1 RESISTENCIA A LA COMPRESION SOBRE UN CILINDRO EN Kg/cm 2 EN FUNCION DE LA DUREZA AL CHOQUE 100 200 300 400 500 600 20 25 30 35 40 45 50 55 R R es is te nc ia a C om pr es io n Wmin Wmax Las curvas obtenidas del esclerómetro (tabla II y Grafico I) reposan sobre medidas efectuadas en un gran número de pruebas, sometidas primero al ensayo del esclerómetro y prensadas después. Cada una de estas pruebas ha sido obtenida en un hormigón de material arena-grava y cemento Pórtland de buena calidad. En cada uno de estos ensayos se han efectuado un mínimo de 10 golpes con el esclerómetro sobre una superficie lateral de la prueba, estando esta ligeramente encasquillada en una prensa. La experiencia en los ensayos hechos han mostrado que la curva obtenida es prácticamente independiente de la cantidad de cemento en el hormigón, de la composición granulométrica, del diámetro mayor de la mezcla arena-grava y de la proporción agua/cemento.
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