TOMA DE NUCLEOS Y VIGAS EN CONCRETOS ENDURECIDOS I.N.V. E - 418

1. OBJETO

1.1.

Esta norma se refiere al procedimiento de obtención, preparación y ensayo de (a) núcleos extraídos de estructuras de concreto para determinaciones de longitud o resistencia a la compresión o a la tracción indirecta, y (b) vigas aserradas de estructuras de concreto para determinaciones de resistencia a la flexión.

2. APARATOS

2.1.

Sacanúcleos.- Para obtener probetas cilíndricas. Si las probetas deben ser extraídas por taladrado perpendicular a una superficie horizontal, resulta satisfactoria un taladro de percusión; pero si las probetas deben ser taladradas en otra dirección o si su diámetro se debe determinar con exactitud para un cálculo más preciso de la resistencia a la compresión, se emplearán brocas de diamante.

2.2.

Sierra.- Para obtener probetas en forma de viga del tamaño adecuado para efectuar ensayos de resistencia a la flexión. La sierra deberá tener un borde cortante de diamante o carburo de silicio y deberá poder cortar las probetas con las dimensiones prescritas, sin calor excesivo o impacto.

3. MUESTREO

3.1.

Generalidades.- Las muestras de concreto endurecido para uso en la preparación de probetas para ensayos de resistencia, no se deberán tomar hasta que el concreto haya endurecido lo suficiente para permitir la remoción de la muestra sin perturbar la adhesión entre el mortero y el agregado grueso. En general, el concreto deberá tener una edad de catorce (14) días antes de la extracción de las probetas. Cuando se preparen probetas para ensayos de resistencia de muestras de concreto endurecido, se deberán descartar aquellas que presenten defectos o que se hayan deteriorado durante el proceso de extracción.

3.1.1.

Nota 1. Los núcleos que contengan refuerzo y estén destinados a la determinación de la resistencia a la compresión, pueden dar resultados mayores o menores que los núcleos sin acero embebido y, en lo posible, se deben evitar o recortar para eliminar el refuerzo, proporcionando simultáneamente una relación L/D de 1.0 o mayor.

Las probetas que contengan acero de refuerzo no se deberán usar para determinar la resistencia a la tracción indirecta. En caso de ensayos para determinar la resistencia a la flexión, no se usarán probetas que tengan refuerzo en la porción sometida a tensión.

3.2.

Extracción de Núcleos.- Siempre que sea posible, los núcleos se extraerán perpendicularmente a una superficie horizontal, de manera que su eje sea perpendicular a la capa de concreto tal como se colocó originalmente y cuidando de no hacerlo en vecindades de juntas o bordes obvios del elemento construido. Las probetas tomadas en dirección perpendicular a una superficie vertical o a una superficie irregular, se deberán extraer lo más cerca que sea posible del centro de la pieza y nunca cerca de juntas o bordes de ella.

3.3.

Remoción de Losas.- Se deberá remover una losa de tamaño suficiente para asegurar las probetas de ensayo deseadas, excluyendo todo concreto agrietado, astillado, mal cortado o con cualquier otra irregularidad.

NUCLEOS

4. PROBETAS PARA DETERMINACION DE LONGITUD

Deberán tener un diámetro de cuando menos cien (100) milímetros. La medida de la longitud de los núcleos se hará conforme se describe en la norma INV E- 419.

5. RESISTENCIA A COMPRESION

5.1.

Probetas de Ensayo.- Los diámetros de los núcleos para la determinación de la resistencia a compresión deberán ser, como mínimo, iguales a tres (3) veces el tamaño máximo nominal del agregado grueso del concreto. Su longitud, luego del refrentado, deberá ser lo más aproximada posible al doble del diámetro. No se deberán ensayar núcleos cuya altura sea inferior al noventa y cinco por ciento (95%) de su diámetro antes del refrentado o menor de su diámetro después dicha operación.

5.2.

Preparación de las bases.- Las bases de los núcleos que van a ser ensayados a la compresión, deberán ser sensiblemente lisas, perpendiculares a su eje longitudinal y del mismo diámetro del cuerpo del núcleo. De ser necesario, las bases se deberán aserrar o maquinar hasta cumplir los siguientes requisitos:

5.2.1.

Las salientes, si las hay, no se deberán extender más allá de 0.2 pulgadas (5mm) de la superficie de la base.

5.2.2.

Las superficies de las bases no se podrán apartar de la perpendicularidad al eje longitudinal en más de 5º, y

5.2.3.

El diámetro de las bases no deberá diferir en más de 0.1 pulgadas (2.5mm) del diámetro medio del núcleo.

5.3.

Durante el lapso transcurrido entre el retiro de las probetas del agua y el ensayo, se deberán cubrir con una sábana, una arpillera húmeda u otra tela absorbente que resulte adecuada.

Nota 2. Cuando lo exija la entidad para la cual se realizan las pruebas, los núcleos se podrán ensayar en una condición de humedad diferente a la alcanzada por la inmersión durante un mínimo de 40 horas. Los factores de corrección por la relación longitud/diámetro que se muestran en el numeral 5.7, son aplicables tanto al concreto seco, como al sometido a inmersión en agua. Instrucciones para la consideración del ensayo en condiciones diferentes a las alcanzadas por inmersión por 40 horas o más, se pueden hallar en el capítulo 17 del documento ACI-301 y en el capítulo 4 del ACI-318.

Acondicionamiento en Humedad.- Las probetas de ensayo se deberán sumergir en agua saturada de cal a 23±1.7ºC (73.4±3.0ºF) por un período no inferior a 40 horas, antes someterlas al ensayo de resistencia a la compresión.

5.4.

Refrentado.- Las bases de los núcleos se deberán refrentar antes del ensayo de acuerdo con el procedimiento prescrito en la sección pertinente de la norma de ensayo INV E-403, “Refrentado de cilindros de concreto”. Las superficies refrentadas deberán cumplir los requisitos de uniformidad exigidos en la misma norma.

5.5.

Nota 3. La mayoría de los núcleos no tienen la lisura suficiente para justificar medidas del diámetro con aproximación mayor a la décima de pulgada (2.5mm).

Medida.- Antes del ensayo, se deberá medir la longitud del núcleo refrentado con aproximación a la décima de pulgada (2.5mm), longitud que se empleará para el cálculo de la relación longitud/diámetro. El diámetro se determinará promediando dos (2) medidas tomadas en ángulos rectos entre sí, aproximadamente en la mitad de la probeta. Siempre que sea posible, la medida del diámetro se realizará con aproximación a la centésima de pulgada (0.25mm), pero como mínimo a la décima de pulgada (2.5mm).

5.6.

Ensayo.- El ensayo a compresión de los núcleos se efectuará tal como se describe en la norma INV E-410, “Resistencia a la compresión de cilindros de concreto”.

5.7.

                           Relación L/D                                          Factor de corrección

                                                                                                 de resistencia

Cálculos.- El cálculo de la resistencia a la compresión de cada probeta se realizará utilizando su sección transversal basada en el diámetro medio determinado según se indicó en 5.5. Si la relación longitud/diámetro es apreciablemente inferior a dos (2), la resistencia a compresión calculada se deberá multiplicar por un factor de corrección, como se indica a continuación:a

                                  1.75                                                               0.98

                                  1.50                                                               0.96

                                  1.25                                                               0.93

                                  1.00                                                               0.87

a. Estos factores de corrección se aplicarán a concreto liviano (1600 a 1920 kg/m

Los valores que no estén indicados en la tabla, se obtendrán por interpolación.

Los factores de corrección son aplicables para resistencias nominales a la compresión entre 2000 y 6000 libras por pulgada cuadrada (13.8 a 41.4 MPa). (Los factores de corrección dependen de diferentes condiciones, tales como la resistencia y el módulo elástico. Los valores que se dan en la tabla son promedio).

3) y a concreto normal, y son aplicables tanto a concreto seco como húmedo en el momento del ensayo.

5.8.

Informe.- Los resultados se informarán como lo exige la norma INV E-410, adicionando los siguientes datos:

5.8.1

. Longitud de la probeta antes y después del refrentado.

5.8.2

. Resistencia a la compresión aproximada a 10 libras/pulgada cuadrada (68.9 kPa) cuando el diámetro se haya medido con aproximación a la centésima de pulgada (0.25mm), y a 50 libras/pulgada cuadrada cuando el diámetro se haya medido con aproximación a la décima de pulgada (2.5mm), luego de la corrección longitud/diámetro, si ella se requiere.

5.8.3

Dirección de aplicación de la carga en la probeta con respecto al plano horizontal del concreto.

5.8.4

. Condición de humedad en el momento del ensayo, y

5.8.5.

Tamaño máximo nominal del agregado pétreo del concreto.

6. RESISTENCIA A LA TRACCION INDIRECTA

6.1.

Probetas para Ensayo.- Estarán de acuerdo con los requisitos sobre dimensiones, indicados en 5.1, 5.2.1 y 5.2.2. Las bases no se deberán refrentar.

6.2.

Condiciones de Humedad.- Antes de ensayarlos, los núcleos deberán ser acondicionados como se describe en 5.3.

6.3.

No se usarán probetas con salientes o depresiones superiores a 0.1 pulgadas (2.5mm). Cuando se emplee refrentado, la capa deberá ser tan delgada como sea posible y deberá estar formada de pasta de yeso de alta resistencia.

Superficies de Soporte. La línea de contacto entre la probeta y cada pieza de apoyo deberá ser recta y libre de salientes o depresiones mayores de 0.01 pulgadas (0.25mm). En caso contrario, la probeta deberá ser rectificada o refrentada de manera de producir líneas de apoyo que cumplan estos requisitos.

6.4.

Ensayo.- Las probetas se ensayarán de acuerdo con lo indicado en la norma INV E-411, “Ensayo de tracción indirecta de cilindros normales de concreto”.

6.5.

Cálculos e Informe.- El cálculo de la resistencia y el informe se harán conforme lo indica la norma INV E-411. Cuando se haya requerido rectificación o refrentado de las probetas, el diámetro se deberá medir entre las superficies terminadas. Se deberá indicar que la probeta es un núcleo y su condición de humedad en el momento del ensayo.

7. RESISTENCIA A LA FLEXION

7.1.

Nota 4. En muchos casos, particularmente con prismas cortados de losas de pavimentos, el ancho estará gobernado por el tamaño del agregado pétreo y la profundidad por el espesor de la losa.

Probetas para Ensayo.- Una viga para el ensayo de resistencia a la flexión deberá tener, en general, una sección de 6X6 pulgadas (150mm X 150mm) (Nota 4). El especímen deberá tener, cuando menos, 21 pulgadas (533mm) de longitud, pero cuando se vayan a realizar dos ensayos de resistencia a la flexión sobre un especímen, éste deberá tener no menos de 33 pulgada (838mm) de longitud. La operación de aserrado se deberá efectuar de manera que el concreto no se vea debilitado por golpes o por calor. Las superficies aserradas deberás ser lisas, planas, paralelas y libres de huellas, salientes y ranuras. Se deberá tener cuidado durante el manejo de las vigas aserradas, con el fin de evitar astillamientos o agrietamientos.

7.2.

Nota 5. Cuando lo exija la entidad para la cual se realizan las pruebas, las vigas se podrán ensayar en una condición diferente a la alcanzada por inmersión durante un mínimo de 40 horas.

Cantidades relativamente pequeñas de secado de la superficie de vigas para ensayo de resistencia a la flexión, inducen esfuerzos de tensión en las fibras extremas, los cuales reducen notoriamente la resistencia a la flexión.

Acondicionamiento en Humedad.- Las probetas de ensayo se deberán sumergir en agua saturada de cal a 23±1.7ºC (73.4±3.0ºF) por un período no inferior a 40 horas antes de efectuar el ensayo a flexión. El ensayo se deberá efectuar con la mayor prontitud luego de sacar las probetas del agua. Durante el lapso transcurrido entre la remoción del agua y el ensayo, se deberán cubrir con una sábana, una arpillera húmeda u otra tela absorbente que resulte adecuada.

7.3.

Nota 6. Las resistencias a compresión de porciones de vigas rotas a la flexión, se pueden determinar ensayando dichas porciones como cubos modificados, de acuerdo con la norma INV E-413, “Resistencia a la compresión del concreto usando una porción de viga rota en el ensayo de flexión”.

Nota 7. El aserrado puede producir reducciones sustanciales de la resistencia a la flexión; por lo tanto, las vigas se deberán ensayar con una superficie moldeada en tensión siempre que sea posible. Deberá indicarse la ubicación de la cara de tensión respecto a la posición del concreto como fue colocado, así como la posición de las superficies aserradas.

Ensayo.- Las probetas se ensayarán de acuerdo con las disposiciones de la norma INV E-414, “Resistencia a la flexión del concreto. Método de la viga simple cargada en los tercios de la luz”.

7.4.

Informe.- Los resultados se deberán informar de acuerdo con lo que resulte aplicable de la norma INV E-414 y los requerimientos de este método, incluyendo la condición de humedad de las vigas en el momento de ensayo.

8. CORRESPONDENCIA CON OTRAS NORMAS

AASHTO T-24