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ASTM Designación: C 496 – 96

Método de Ensayo Estándar para
Esfuerzo de Tensión por Partidura en Especímenes Cilíndricos de Concreto


1. Alcance
1.1 Este método cubre la determinación del esfuerzo de tensión por partidura en especímenes cilíndricos de concreto, tales como cilindros moldeados y núcleos taladrados.

Nota 1 – Para métodos de moldeo de especímenes cilíndricos de concreto, ver la Práctica C 192 y Práctica C 31. Para métodos de obtención de núcleos taladrados vea el Método de Ensayo C 42.

1.2 Los valores anotados en unidades lb-pulg. serán considerados como los estándar.
1.3 Este estándar no pretende señalar todos los problemas de seguridad, si hay alguno, asociados con su uso. Es responsabilidad de los usuarios de esta norma establecer la seguridad apropiada y prácticas saludables, así como determinar la aplicabilidad de las limitaciones reguladoras antes de su uso.

2. Documentos Referenciados
2.1 Estándares ASTM:
C 31 Practica para Elaboración y Curado en el Campo de Especímenes de Concreto
C 39 Método de Ensayo para Resistencia a la Compresión de Especímenes Cilíndricos de Concreto
C 42 Método de Ensayo para Obtención y ensayo de Núcleos Taladrados y Vigas Aserradas de Concreto
C 192 Práctica para Elaboración y Curado en el Laboratorio de Especímenes de Concreto
C 670 Practica para Preparación de las Declaraciones Precisión y Tendencia para Métodos de Ensayo en Materiales de Construcción

3. Resumen del Método de Ensayo
3.1 Este método de ensayo consiste en aplicar una fuerza compresiva diametral a lo largo de un especimen cilíndrico de concreto a una rata que esta dentro de un rango prescrito, hasta que la falla ocurra. Esta carga induce esfuerzos de tensión en el plano conteniendo la carga aplicada y relativamente esfuerzos de compre-sión altos en el área inmediatamente alrededor de la carga aplicada. La falla por tensión ocurre en vez de la falla por compresión porque las áreas de aplicación de carga están en un estado de compresión triaxial, por eso les concede un esfuerzo de compresión mucho mayor que el resultado indicado por un ensayo de resis-tencia a compresión uniaxial.
3.2 Soportes de plywood delgados son usados como para que la carga sea aplicada uniformemente a lo largo del cilindro.
3.3 La máxima carga sostenida por el especimen es dividida por un factor geométrico apropiado para obtener el esfuerzo de tensión por partidura.


4. Significado y Uso
4.1 El esfuerzo de tensión por partidura es simple para determinar el esfuerzo de tensión directa.
4.2 El esfuerzo de tensión por partidura es usado para evaluar la resistencia cortante proporcionada por el concreto en miembros de concreto reforzado con agregados de peso ligero.

5. Aparatos
5.1 Maquina de ensayo – La maquina de ensayo estará de acuerdo con los requisitos del Método de Ensayo C 39, puede ser de cualquier tipo, y suficiente capacidad para proporcionar la rata de carga prescrita en 7.5.
5.2 Placa o Barra de Carga Suplementaria – Si el diámetro de la dimensión más larga de la cara de carga superior o el bloque de carga inferior es menor que la longitud del cilindro a ser ensayado, deberá ser usada una barra o placa de carga suplementaria fabricada de acero. La superficie de la barra o placa deberá ser fabricada dentro del  0.001 (0.025 mm) de planeidad, medida como una línea de contacto del área de carga. Esta deberá tener un ancho de al menos 2 pulg. (51 mm), y un espesor no menor que la distancia del borde del bloque de carga rectangular o esférico al extremo del cilindro. La barra o placa deberá ser usada de tal manera que la carga sea aplicada sobre la longitud completa del especimen.
5.3 Franja de Carga – Dos franjas de carga de plywood con espesor nominal de 1/8 pulg. (3.2 mm), libre de imperfecciones con aproximadamente 1 pulg. de ancho, y de una longitud igual o ligeramente mayor que el del especimen deberá ser proporcionado para cada especimen. Las franjas de carga serán colocadas entre el especimen y el bloque de carga superior e inferior de la maquina de ensayo, o entre el especimen y la barra o placa suplementaria, si es usada (ver 5.4 Las franjas de carga no deberán ser rehusadas.

6. Especímenes de Ensayo
6.1 El especimen de ensayo estará de acuerdo con el tamaño, moldeo y curado, conjunto de requerimientos descritos en la Práctica C 31 (especímenes en la obra) o Práctica C 192 (especímenes en el laboratorio). Los núcleos taladrados estarán de acuerdo con el tamaño y condiciones de humedad y conjunto de requerimien-tos indicados en el Método de Ensayo C 42. los especímenes curados húmedos, durante el periodo entre la remoción del ambiente de curado y el ensayo serán mantenidos húmedos mediante un paño húmedo, arpillera o cubierta de plástico y serán ensayados en una condición húmeda tan pronto como sea posible.
6.2 El siguiente procedimiento de curado deberá ser usado para evaluaciones de concreto de peso ligero: especímenes ensayados a 28 días estarán en una condición de seco al aire después de 7 días de curado húmedo seguido de 21 días de secado a 73  3 F (23.0  1.7 C) y  50 % de humedad relativa.

7. Procedimiento
7.1 Marcado – Dibuje líneas diametrales en cada extremo del especimen usando un dispositivo adecuado que asegure que ellas están en el mismo plano axial (ver Fig. 1, Fig. 2 y Nota 2 ), o como alternativa, use el alineador guía mostrado en la Fig. 3 (Nota 3).

Nota 2 – Las Fig. 1 y 2 muestran un dispositivo adecuado para dibujar líneas diametrales en cada extremo del especimen en el mismo plano axial. El dispositivo consiste en tres partes como sigue:
(1) Canal de acero con una longitud de 4 pulg. (100 mm) los lados de las cuales han sido maquinados planos
(2) Sección de una barra Te, B, ranurada para ajustar suavemente sobre las platinas del canal y que incluye un corte rectangular para dar posición al elemento vertical de barra Te ensamblada
(3) Una barra vertical, C, conteniendo una longitud de apertura (cleft), A, para guiar un lápiz
La barra Te ensamblada no esta sostenida al canal y esta posicionada en ambos extremos del canal sin perturbar la posición del especimen cuando se marcan las líneas diametrales.
Nota 3 – La Fig. 4 es un dibujo detallado del alineador guía mostrado en la fig. 3 para llevar a cabo el mismo propósito de marcar las líneas diametrales. El dispositivo consiste de:
(1) Una base para sostener la franja de soporte inferior y el cilindro,
(2) Una barra de soporte suplementaria conforme a los requisitos de la sección 5 como para dimensiones críticas y planeidad,
(3) Dos verticales sirve para dar posición al cilindro de ensayo, las franjas de soporte y las barras de soporte suplementarias.

7.2 Medidas – Determine el diámetro del especimen de ensayo con aproximación de 0.01 pulg. (0.25 mm) promediando tres diámetros medidos cerca de los extremos y en la mitad del especimen, situado en el plano conteniendo las líneas marcadas en los dos extremos. Determine la longitud del especimen con aproxima-ción de 0.1 pulg. (2.5 mm) mediante promedio de al menos dos longitudes medidas tomadas en el plano conteniendo las líneas marcadas en los dos extremos.
7.3 Posición Usando Líneas Marcadas Diametralmente – Centre una de las franjas de plywood a lo largo del centro del bloque de carga inferior. Coloque el especimen en la franja de plywood y alinear para que las líneas marcadas en los extremos del especimen sean verticales y centradas sobre la franja de plywood. Coloque una segunda franja de plywood en la longitud del cilindro, centrado en las líneas marcadas en los extremos del cilindro. Posicione el ensamble para asegurar la siguiente condiciones:
7.3.1 La proyección del plano de las dos líneas marcadas en los extremos del especimen intercepta el centro de la placa de carga superior,
7.3.2 La placa o barra de carga suplementaria, cuando se use, el centro del especimen está directamente abajo del centro de empuje del bloque de carga esférico (ver Fig. 5).
7.4 Posicionamiento por Uso de Alineadores – Posicione las franjas de carga, los cilindros de ensayo, y la barra de carga suplementaria por medio del alineador guía como se ilustra en la Fig. 3 y centre la guía como para que la barra de carga suplementaria y el centro del especimen estén directamente abajo del centro de empuje del bloque de carga esférico.
7.5 Razón de Carga – Aplique la carga continuamente y sin choque, a una rata constante dentro del rango 100 a 200 psi/min (689 a 1380 Kpa/min) el esfuerzo de tensión por partidura hasta la falla del especimen (Nota 4). Registre la carga máxima aplicada, indicada por la maquina de ensayo a la falla. Anote el tipo de falla y la apariencia del concreto.

Nota 4 – La relación entre el esfuerzo de tensión por partidura y la carga aplicada es mostrada en la sección 8. El rango de carga requerido en el esfuerzo de tensión por partidura corresponde a la carga total aplicada en el rango de 11 300 a 22 600 lbf (50 a 100 KN)/min para cilindros de 6x12 pulg. (152x 305 mm).

8. Cálculos
8.1 Calcule el esfuerzo de tensión por partidura del especimen como sigue:
T = 2P / ld (1)
donde:
T = esfuerzo de tensión por partidura, psi (Kpa)
P = máxima carga aplicada, indicada por la maquina de ensayo, lbf, (KN)
l= longitud, pulg. (m)
d = diámetro, pulg. (m)

9. Reporte
9.1 Reporte la siguiente información:
9.1.1 Numero de identificación
9.1.2 Diámetro y longitud, pulg. (m)
9.1.3 Carga máxima, lbf (KN)
9.1.4 Esfuerzo de tensión por partidura calculado con aproximación de 5 psi (35 Kpa)
9.1.5 Proporción estimada de agregado grueso fracturado durante el ensayo
9.1.6 Edad del especimen
9.1.7 Historia de curado
9.1.8 Defectos en el especimen
9.1.9 Tipo de fractura
9.1.10 Tipo de especimen

10. Precisión y Tendencia
10.1 Precisión – Un estudio interlaboratorio de este método de ensayo no ha sido efectuado. La infor-mación de investigación disponible, sin embargo, sugiere que el coeficiente de variación dentro de la bachada es 5 % (ver Nota 5) para especímenes cilíndricos de 6 x 12 pulg. (152 x 305 mm) con un esfuerzo de tensión por partidura promedio de 405 psi (2.8 Mpa). El resultado de dos ensayos dirigidos adecuada-mente con el mismo material, entonces, no deberá diferir por más de 14 % (ver Nota 5) de su promedio para esfuerzo de tensión por partidura de alrededor 400 psi (2.8 Mpa).

Nota 5 – Este numero representa, respectivamente, los limites (1s %) y (d2s %) como se definen en la Práctica C 670.
10.2 Tendencia – El método de ensayo no tiene tendencia porque el esfuerzo de tensión por partidura puede ser definido solamente en términos de este método de ensayo.

11. Palabras Clave
11.1 especímenes cilíndricos de concreto; tensión por partidura; esfuerzo de tensión.

Referencia: Annual Book of ASTM Standards, 2003
Volume 04.02 Concrete and Aggregates