ASTM Designación: C 293 – 02
Método de Ensayo Estándar para
Resistencia a la Flexión del Concreto (Usando una Viga Simple con Carga al Centro del Claro)
1. Alcance
1.1 Este método de ensayo cubre el procedimiento para la determinación de la re-sistencia a flexión de especímenes de concreto mediante el uso de una viga simple con carga al centro del claro. Este no es una alternativa al Método de Ensayo C 78.
1.2 Los valores declarados en unidades lb-pulg serán considerados estándar. Las unidades SI equivalentes de lb-pulg han sido redondeadas donde es necesario para aplicaciones prácticas.
1.3 Este estándar no pretende dar dirección a todas los problemas de seguridad, si hay alguna, asociada con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma, establecer la seguridad apropiada y prácticas de salud así como determinar la apli-cabilidad de las limitaciones reguladoras previas a su uso.
2. Documentos Referenciados
2.1 Estándares ASTM:
C 31 Práctica para Elaboración y Curado de Especímenes de Concreto en Campo
C 78 Método de Ensayo para Resistencia a la Flexión del Concreto (Usando una Viga Simple con Carga a los Tercios del Claro).
C 192 Práctica para Elaboración y Curado de Especímenes de Concreto en el Laboratorio.
C 617 Práctica para Cabeceado de Especímenes Cilíndricos de Concreto.
C 1077 Práctica para Laboratorios de Ensayo de Concreto y Agregados para Concreto para uso en Construcción y Criterios para Evaluación de Laboratorios.
E 4 Práctica para Verificación de Fuerzas en Maquinas de Ensayo.
3. Significado y Uso
3.1 Este método de ensayo es usado para determinar el módulo de ruptura de especímenes preparados y curados de acuerdo con las Prácticas C 31 o C 192. La resistencia determinada variará donde haya diferencias en el tamaño del espécimen, preparación, condiciones de humedad, o curado.
3.2 Los resultados de este método de ensayo pueden ser usados para determinar confianza con las especificaciones o como una base para el proporcionamiento, mezclado y operaciones de colocación. Este método de ensayo produce valores de resistencia a la flexión significativamente mayores que el Método de Ensayo C 78 (Nota 1).
Nota 1 – La ejecución del ensayo de laboratorio este método de ensayo puede ser evaluado de acuerdo con la Práctica C 1077.
4. Aparatos
4.1 La maquina de ensayo estará de acuerdo con los requerimientos de las secciones en Bases de Verificación, Correcciones, e Intervalos de Tiempo entre Verificaciones de la Práctica E 4. No son permitidas maquinas de ensayo operadas manualmente con bombas que no proporcionan una carga continua para fallar en un impulso por impacto. Se permiten bombas motorizadas o manuales con bombas de desplazamiento positivo teniendo suficiente volumen en un impulso continuo para completar un ensayo sin que sea necesario recargarlas y tendrán que ser capaces de aplicar carga a una razón uniforme sin golpes ni interrupciones.
4.2 Aparatos de Carga – El mecanismo mediante el cual las fuerzas son aplicadas al espécimen estará compuesto de un bloque para la aplicación de la carga y dos blo-ques de apoyo. Estos deben asegurar que todas las fuerzas sean aplicadas perpen-dicularmente a la cara del espécimen sin excentricidad. El diagrama de un aparato que cumple con estos propósitos es mostrado en la Fig. 1.
4.2.1 Todos los aparatos para efectuar ensayos de flexión con carga al centro del claro serán similares al mostrado en la Fig. 1 y mantendrán constante la separación entre apoyos y la posición central del bloque de aplicación de carga con respecto al bloque de soporte dentro de 0.05 pulg ( 1.3 mm).
4.2.2 Las reacciones serán paralelas a la dirección de la carga aplicada todo el tiempo durante el ensayo, y la relación de distancia horizontal entre el punto de apli-cación de carga y la reacción más cercana a la profundidad de la viga será 1.5 2%.
4.2.3 El bloque de aplicación de carga y los de soporte no deberán tener más de 2 ½” ( 64 mm) de altura, medidos desde el eje o centro del pivote, y deberán extender- se por lo menos a través del ancho completo del espécimen. Cada superficie de carga endurecida en contacto con el espécimen, no sobresaldrá del plano por más de 0.002 pulg. (0.05 mm) y serán porciones de cilindros cuyo eje coincida con el eje del rodillo o con el centro de la esfera que sirve de pivote al bloque. El ángulo sub-tendido por la superficie curva de cada bloque será al menos 45° (0.79 rad). El bloque de aplicación de carga y los de soporte serán mantenidos en una posición vertical y en contacto con el rodillo o esfera por medios de resortes de carga que lo mantengan en contacto con el rodillo o esfera. El rodillo en el bloque de aplicación de carga central de la Fig. 1 puede ser omitido cuando se usa un bloque de apoyo con asiento esférico.
5. Espécimen de Ensayo
5.1 El espécimen de ensayo será conforme con todos los requerimientos de la Práctica C 31 o C 192 aplicable a vigas o especímenes prismáticos y tendrán una longitud de ensayo igual a tres veces su profundidad con variaciones dentro del 2 %. Los lados del espécimen formarán ángulo recto con las caras superior e inferior. Todas las superficies serán lisas y libres de cicatrices, muescas, huecos y marcas de identificación.
6. Procedimiento
6.1 Los ensayos de flexión en especímenes curados húmedos serán hechos tan pronto como sea práctico, después de removerlos del lugar de almacenamiento húmedo. Las superficies secas del espécimen dan como resultado una reducción en el modulo de ruptura medido.
6.2 Gire la muestra de ensayo sobre uno de sus lados respecto a la posición de moldeado y céntrelo en los bloques de soporte. Centre el sistema de carga en relación con la aplicación de fuerza. Llevar el bloque de aplicación de carga en contacto con la superficie del espécimen en el centro y aplique una carga entre 3 y 6 % de la carga ultima estimada. Usando 0.004 pulg (0.10 mm) y 0.015 pulg (0.38 mm)
6.3 Cargue el espécimen continuamente y sin impacto. La carga será aplicada a una razón constante Aplique la carga como para que el esfuerzo en la fibra extrema incremente a una razón entre 125 y 175 psi/min (0.9 y 1.2 MPa/min). La razón de carga es calculada usando:
r = 2 Sbd2/3L
donde:
r = razón de carga, lb/min, (MN/min)
s = razón del incremento del esfuerzo en la fibra extrema, psi/min, (MPa/min)
b = ancho promedio del espécimen, pulg (mm)
d = altura promedio del espécimen, pulg, (mm), y
L = longitud entre apoyos, pulg, (mm).
7. Medida de los Especímenes después del Ensayo
7.1 Para determinar las dimensiones de la sección del espécimen para uso en el cálculo del modulo de ruptura, tome medidas a través de una de las caras fracturadas después del ensayo. Para cada dimensión, tome una medida en cada borde y una en el centro de la sección transversal. Use las tres medidas en cada dirección para determinar el ancho promedio y la altura promedio. Tome todas las medidas al más cercano 0.05 pulg. (1 mm). Si la fractura ocurre en una sección cabeceada, incluya el espesor del cabeceado en la medida.
8. Cálculos
8.1 Calcule el modulo de ruptura como sigue:
R = 3 P L / 2 bd2
Donde:
R = módulo de ruptura, psi, o MPa
P = máxima carga aplicada, indicada por la maquina de ensayo, lbf, o N.
L = longitud entre apoyos, pulg, o mm,
b = ancho promedio del espécimen, a la fractura, pulg, o mm
d = altura promedio del espécimen, a la fractura, pulg, o mm
Nota 2 – El peso de la viga no esta incluido en los cálculos de arriba.
9. Reporte
9.1 Reporte la siguiente información:
9.1.1 Numero de identificación
9.1.2 Ancho promedio al más cercano 0.05 pulg (1 mm) a la fractura.
9.1.3 Altura promedio al más cercano 0.05 pulg (1 mm) a la fractura
9.1.4 Longitud entre apoyos en pulgadas (o milímetros)
9.1.5 Carga máxima aplicada en libras fuerza (o newtons)
9.1.6 Módulo de ruptura calculado al más cercano 5 psi (0.05 MPa)
9.1.7 Registro del curado y condición de humedad aparente del espécimen al momento del ensayo.
9.1.8 Si el espécimen fue cabeceado, aserrado o si se usaron almohadillas
9.1.9 Defectos en el espécimen, y
9.1.10 Edad del espécimen.
10. Precisión y Tendencia
10.1 Precisión – El coeficiente de variación de los resultados del ensayo han sido observados para ser dependientes del nivel de esfuerzos de las vigas. El coeficiente de variación de un solo operador ha sido encontrado a ser 4.4 %. Por lo tanto, los resultados de dos o más ensayos conducidos adecuadamente por el mismo opera-dor en vigas hechas de la misma revoltura de muestra pueden no diferir de otra por más de 12 %. El coeficiente de variación multilaboratorio ha sido encontrado a ser 5.3 %. Por lo tanto, los resultados de dos laboratorios diferentes en vigas hechas de la misma revoltura de muestra no deben diferir de otra por más de 15 %.
10.2 Tendencia – Ya que no hay estándar aceptado para determinar la tendencia en este método de ensayo, ninguna declaración de tendencia es hecha.
11. Palabras clave
11.1 vigas; concreto; ensayo de resistencia a la flexión; modulo de ruptura.
Referencia: Annual Book of ASTM Standards, 2003
Volume 04.02 Concrete and Aggregates
Método de Ensayo Estándar para
Resistencia a la Flexión del Concreto (Usando una Viga Simple con Carga al Centro del Claro)
1. Alcance
1.1 Este método de ensayo cubre el procedimiento para la determinación de la re-sistencia a flexión de especímenes de concreto mediante el uso de una viga simple con carga al centro del claro. Este no es una alternativa al Método de Ensayo C 78.
1.2 Los valores declarados en unidades lb-pulg serán considerados estándar. Las unidades SI equivalentes de lb-pulg han sido redondeadas donde es necesario para aplicaciones prácticas.
1.3 Este estándar no pretende dar dirección a todas los problemas de seguridad, si hay alguna, asociada con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma, establecer la seguridad apropiada y prácticas de salud así como determinar la apli-cabilidad de las limitaciones reguladoras previas a su uso.
2. Documentos Referenciados
2.1 Estándares ASTM:
C 31 Práctica para Elaboración y Curado de Especímenes de Concreto en Campo
C 78 Método de Ensayo para Resistencia a la Flexión del Concreto (Usando una Viga Simple con Carga a los Tercios del Claro).
C 192 Práctica para Elaboración y Curado de Especímenes de Concreto en el Laboratorio.
C 617 Práctica para Cabeceado de Especímenes Cilíndricos de Concreto.
C 1077 Práctica para Laboratorios de Ensayo de Concreto y Agregados para Concreto para uso en Construcción y Criterios para Evaluación de Laboratorios.
E 4 Práctica para Verificación de Fuerzas en Maquinas de Ensayo.
3. Significado y Uso
3.1 Este método de ensayo es usado para determinar el módulo de ruptura de especímenes preparados y curados de acuerdo con las Prácticas C 31 o C 192. La resistencia determinada variará donde haya diferencias en el tamaño del espécimen, preparación, condiciones de humedad, o curado.
3.2 Los resultados de este método de ensayo pueden ser usados para determinar confianza con las especificaciones o como una base para el proporcionamiento, mezclado y operaciones de colocación. Este método de ensayo produce valores de resistencia a la flexión significativamente mayores que el Método de Ensayo C 78 (Nota 1).
Nota 1 – La ejecución del ensayo de laboratorio este método de ensayo puede ser evaluado de acuerdo con la Práctica C 1077.
4. Aparatos
4.1 La maquina de ensayo estará de acuerdo con los requerimientos de las secciones en Bases de Verificación, Correcciones, e Intervalos de Tiempo entre Verificaciones de la Práctica E 4. No son permitidas maquinas de ensayo operadas manualmente con bombas que no proporcionan una carga continua para fallar en un impulso por impacto. Se permiten bombas motorizadas o manuales con bombas de desplazamiento positivo teniendo suficiente volumen en un impulso continuo para completar un ensayo sin que sea necesario recargarlas y tendrán que ser capaces de aplicar carga a una razón uniforme sin golpes ni interrupciones.
4.2 Aparatos de Carga – El mecanismo mediante el cual las fuerzas son aplicadas al espécimen estará compuesto de un bloque para la aplicación de la carga y dos blo-ques de apoyo. Estos deben asegurar que todas las fuerzas sean aplicadas perpen-dicularmente a la cara del espécimen sin excentricidad. El diagrama de un aparato que cumple con estos propósitos es mostrado en la Fig. 1.
4.2.1 Todos los aparatos para efectuar ensayos de flexión con carga al centro del claro serán similares al mostrado en la Fig. 1 y mantendrán constante la separación entre apoyos y la posición central del bloque de aplicación de carga con respecto al bloque de soporte dentro de 0.05 pulg ( 1.3 mm).
4.2.2 Las reacciones serán paralelas a la dirección de la carga aplicada todo el tiempo durante el ensayo, y la relación de distancia horizontal entre el punto de apli-cación de carga y la reacción más cercana a la profundidad de la viga será 1.5 2%.
4.2.3 El bloque de aplicación de carga y los de soporte no deberán tener más de 2 ½” ( 64 mm) de altura, medidos desde el eje o centro del pivote, y deberán extender- se por lo menos a través del ancho completo del espécimen. Cada superficie de carga endurecida en contacto con el espécimen, no sobresaldrá del plano por más de 0.002 pulg. (0.05 mm) y serán porciones de cilindros cuyo eje coincida con el eje del rodillo o con el centro de la esfera que sirve de pivote al bloque. El ángulo sub-tendido por la superficie curva de cada bloque será al menos 45° (0.79 rad). El bloque de aplicación de carga y los de soporte serán mantenidos en una posición vertical y en contacto con el rodillo o esfera por medios de resortes de carga que lo mantengan en contacto con el rodillo o esfera. El rodillo en el bloque de aplicación de carga central de la Fig. 1 puede ser omitido cuando se usa un bloque de apoyo con asiento esférico.
5. Espécimen de Ensayo
5.1 El espécimen de ensayo será conforme con todos los requerimientos de la Práctica C 31 o C 192 aplicable a vigas o especímenes prismáticos y tendrán una longitud de ensayo igual a tres veces su profundidad con variaciones dentro del 2 %. Los lados del espécimen formarán ángulo recto con las caras superior e inferior. Todas las superficies serán lisas y libres de cicatrices, muescas, huecos y marcas de identificación.
6. Procedimiento
6.1 Los ensayos de flexión en especímenes curados húmedos serán hechos tan pronto como sea práctico, después de removerlos del lugar de almacenamiento húmedo. Las superficies secas del espécimen dan como resultado una reducción en el modulo de ruptura medido.
6.2 Gire la muestra de ensayo sobre uno de sus lados respecto a la posición de moldeado y céntrelo en los bloques de soporte. Centre el sistema de carga en relación con la aplicación de fuerza. Llevar el bloque de aplicación de carga en contacto con la superficie del espécimen en el centro y aplique una carga entre 3 y 6 % de la carga ultima estimada. Usando 0.004 pulg (0.10 mm) y 0.015 pulg (0.38 mm)
6.3 Cargue el espécimen continuamente y sin impacto. La carga será aplicada a una razón constante Aplique la carga como para que el esfuerzo en la fibra extrema incremente a una razón entre 125 y 175 psi/min (0.9 y 1.2 MPa/min). La razón de carga es calculada usando:
r = 2 Sbd2/3L
donde:
r = razón de carga, lb/min, (MN/min)
s = razón del incremento del esfuerzo en la fibra extrema, psi/min, (MPa/min)
b = ancho promedio del espécimen, pulg (mm)
d = altura promedio del espécimen, pulg, (mm), y
L = longitud entre apoyos, pulg, (mm).
7. Medida de los Especímenes después del Ensayo
7.1 Para determinar las dimensiones de la sección del espécimen para uso en el cálculo del modulo de ruptura, tome medidas a través de una de las caras fracturadas después del ensayo. Para cada dimensión, tome una medida en cada borde y una en el centro de la sección transversal. Use las tres medidas en cada dirección para determinar el ancho promedio y la altura promedio. Tome todas las medidas al más cercano 0.05 pulg. (1 mm). Si la fractura ocurre en una sección cabeceada, incluya el espesor del cabeceado en la medida.
8. Cálculos
8.1 Calcule el modulo de ruptura como sigue:
R = 3 P L / 2 bd2
Donde:
R = módulo de ruptura, psi, o MPa
P = máxima carga aplicada, indicada por la maquina de ensayo, lbf, o N.
L = longitud entre apoyos, pulg, o mm,
b = ancho promedio del espécimen, a la fractura, pulg, o mm
d = altura promedio del espécimen, a la fractura, pulg, o mm
Nota 2 – El peso de la viga no esta incluido en los cálculos de arriba.
9. Reporte
9.1 Reporte la siguiente información:
9.1.1 Numero de identificación
9.1.2 Ancho promedio al más cercano 0.05 pulg (1 mm) a la fractura.
9.1.3 Altura promedio al más cercano 0.05 pulg (1 mm) a la fractura
9.1.4 Longitud entre apoyos en pulgadas (o milímetros)
9.1.5 Carga máxima aplicada en libras fuerza (o newtons)
9.1.6 Módulo de ruptura calculado al más cercano 5 psi (0.05 MPa)
9.1.7 Registro del curado y condición de humedad aparente del espécimen al momento del ensayo.
9.1.8 Si el espécimen fue cabeceado, aserrado o si se usaron almohadillas
9.1.9 Defectos en el espécimen, y
9.1.10 Edad del espécimen.
10. Precisión y Tendencia
10.1 Precisión – El coeficiente de variación de los resultados del ensayo han sido observados para ser dependientes del nivel de esfuerzos de las vigas. El coeficiente de variación de un solo operador ha sido encontrado a ser 4.4 %. Por lo tanto, los resultados de dos o más ensayos conducidos adecuadamente por el mismo opera-dor en vigas hechas de la misma revoltura de muestra pueden no diferir de otra por más de 12 %. El coeficiente de variación multilaboratorio ha sido encontrado a ser 5.3 %. Por lo tanto, los resultados de dos laboratorios diferentes en vigas hechas de la misma revoltura de muestra no deben diferir de otra por más de 15 %.
10.2 Tendencia – Ya que no hay estándar aceptado para determinar la tendencia en este método de ensayo, ninguna declaración de tendencia es hecha.
11. Palabras clave
11.1 vigas; concreto; ensayo de resistencia a la flexión; modulo de ruptura.
Referencia: Annual Book of ASTM Standards, 2003
Volume 04.02 Concrete and Aggregates
