Determinación de la resistencia del hormigón: métodos, equipos, GOST. Control y evaluación de la resistencia del hormigón

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2024-01-17 18:47

Al comprobar las estructuras de los edificios, se lleva a cabo la determinación de la resistencia del hormigón para determinar su estado en el momento actual. El rendimiento real después del inicio de la operación generalmente no coincide con los parámetros de diseño. Se ven directamente afectados por cargas de deformación y factores externos. Se pueden utilizar diferentes métodos durante el proceso de diagnóstico.

Términos básicos y definiciones

Antes de considerar los métodos básicos de monitoreo y evaluación de la resistencia del concreto, se recomienda que se familiarice con algunos conceptos para que no haya dudas en el futuro. Todos los términos y definiciones necesarios para una comprensión más clara del tema se presentan a continuación.

• El hormigón es un material de construcción obtenido artificialmente como resultado del endurecimiento de un mortero con un aglutinante y rellenos. Se pueden agregar aditivos adicionales a la mezcla para lograr el mejor rendimiento.
• Resistencia - la propiedad de un material endurecido para percibir cargas mecánicas sin rompersedonde. Durante la operación, las estructuras están sujetas a compresión y tensión, así como a otras influencias.
• Límite de resistencia: el valor más alto de la carga mecánica aplicada, reducida directamente a un área de sección transversal determinada, después de alcanzar la cual se produce la destrucción parcial o total del material.
• Métodos destructivos para determinar la resistencia del hormigón: control de los parámetros enumerados tomando muestras de control tomadas de la estructura probada de acuerdo con los puntos de GOST 28570.

• Ensayos no destructivos: comprobar la fiabilidad de las propiedades básicas de los elementos estructurales individuales sin desmontarlos. Con este método, no es necesario retirar el objeto.
• Área de prueba estructural: una cierta proporción del volumen, la longitud o el área de dimensiones limitadas para las cuales se realizan las pruebas de resistencia.

¿Para qué sirve el control?

Al construir edificios residenciales, instalaciones industriales o comerciales, determinar la resistencia del hormigón evita muchas consecuencias negativas. El material se utiliza en varias etapas de construcción de edificios para diversos fines. Dependiendo del tipo de estructuras, los requisitos para las mezclas pueden variar significativamente. Por ejemplo, para verter cimientos y paredes, se utilizan diferentes grados de hormigón, que están determinados por las características de resistencia.

El uso de mezclas que no cumplen los requisitos puede dar lugar a la formación de grietas, deterioro del funcionamientocalidades y falla prematura de la estructura. A menudo se necesita investigación para determinar si un edificio se puede seguir utilizando para cualquier propósito.

Tabla de resistencia del hormigón: clases y grados correspondientes

Los morteros se dividen en categorías, que tienen en cuenta varios parámetros. Por lo general, la resistencia del concreto en MPa se divide en clases, indicadas por una letra mayúscula con un número. Dicha marca en un entorno profesional se considera la más conveniente. Por ejemplo, un mortero B25 tendrá una resistencia de 25 MPa.

En cuanto a la marca de hormigón, expresa un valor aproximado en kilogramos por centímetro cuadrado. La designación se hace según el mismo principio. Sin embargo, con la proporción de indicadores, el coeficiente de variación normativo puede ser del 13,5 por ciento.

Por ejemplo, se propone familiarizarse con una tabla especial de resistencia del hormigón, que muestra la correspondencia entre clases y grados de mezclas.

Clase	Marca	Resistencia, kgf/sq. m
B5	M75	65
B10	M150	131
B15	M200	196
B25	M350	327
B35	M450	458

¿Qué influye en la durabilidad?

Durante el curso de los procesos químicos, la mezcla de concreto se endurece. El agua interactúa con el aglutinante. Bajo la influencia de ciertos factores, la velocidad de una reacción química puede acelerarse o ralentizarse. De ellos dependerá en cierta medida la resistencia final del hormigón.

Los factores importantes incluyen:

• actividad aglutinante inicial;
• cantidad de agua en la composición;
• nivel de compactación;
• temperatura y humedad;
• calidad de los componentes de mezcla.

La calidad de los rellenos utilizados juega un papel importante. Los componentes con una fracción fina y sustancias arcillosas conducen a una disminución de la resistencia. Las partículas grandes tienen una mejor adherencia al aglutinante. Su uso tiene un efecto positivo en los indicadores de fuerza.

Clasificación de métodos de investigación

Al determinar la resistencia del hormigón en estructuras de construcción, es necesario resolver problemas técnicos difíciles. El desarrollo de la investigación teórica y práctica en el campo del control de calidad de las composiciones de construcción ha dado lugar a la aparición de numerosos métodos. Cada uno de ellos tiene un alcance específico, así como sus pros y sus contras.

Si tomamos el método de influir directamente en la estructura probada, entonces podemos distinguir tres métodos principales.

1. Destructivo. Después de las operaciones de control, la muestra no se puede utilizar para el fin previsto.
2. No destructivo. El desempeño de la prueba no afecta el desempeño de la estructura.
3. Localmente destructivo. Remodelación requerida después de eventos especiales.

La inspección debe llevarse a cabo solo después de un conocimiento detallado del diseño y la documentación técnica. Habiendo recibido cierta información sobre la composición utilizada y la tecnología de fabricación de la estructura, puede comenzar a trabajar para determinar las propiedades de resistencia.

¿Qué factores determinan la elección del método?

Para averiguar la resistencia a la tracción del hormigón, primero debe decidir la metodología de investigación. Los siguientes factores influyen en su elección:

• estado de la combinación de edificios;
• accesibilidad de los sitios de prueba;
• cantidad de información recopilada;
• presencia o ausencia de capas heterogéneas en la estructura.

A pesar de la variedad de métodos, los resultados obtenidos por métodos destructivos son los más confiables, ya que las pruebas miden el indicador deseado: la fuerza aplicada durante la compresión. Además, se estudia cuidadosamente una muestra tomada directamente del cuerpo de la estructura, y no de la parte superior.

Métodos de control destructivos

La esencia de los métodos radica en el estudio de muestras obtenidas mediante perforación o aserrado de la estructura terminada. Están sujetos a una carga estática con un aumento gradual en la tasa de crecimiento. Como resultado, es posible calcular las tensiones bajo las fuerzas aplicadas.

Las dimensiones y la forma de las muestras tomadas dependen del tipo de prueba que se realice. Deben cumplir con los requisitos de GOST 10180.

Método de investigación	Forma de las probetas	Tamaños de elementos en milímetros
Determinación de la resistencia a la tracción ya la compresión del hormigón	Cubo	La longitud de los bordes de la figura puede ser de 100, 150, 200 o 300 mm
	Cilindro	Para la investigación, se toma una muestra de dos diámetros de alto, uno de los cuales puede tener las mismas dimensiones que las aristas del cubo.
Comprobación de los indicadores de fuerza para la tensión axial	Prisma de sección cuadrada	Las dimensiones del elemento a ensayar pueden ser: 200 x 200 x 800, 100 x 100 x 400 o 200 x 200 x 800 mm.
	Cilindro	Se toman muestras del mismo tamaño durante la prueba como en el caso anterior.
Determinación de la resistencia a la tracción en flexión y hendidura	Prisma de sección cuadrada	Durante el trabajo se toman muestras de los siguientes tamaños: 200 x 200 x 800, 100 x 100 x 400 y 150 x 150 x 600 mm.

Para determinar la resistencia del hormigón, se toman muestras perforando o aserrando partes individuales.

1. Los asientos se asignan despuésinspección preliminar. El área de prueba de diseño debe estar a cierta distancia de las juntas y los bordes.
2. Las ranuras restantes después del muestreo se tapian con hormigón de grano fino.
3. En el proceso de taladrado o aserrado se utilizan hojas de sierra de diamante, sierras de corona especiales o herramientas de carburo adecuadas.
4. Las áreas de muestreo deben estar libres de refuerzos. Si no se puede implementar esta opción, se toma una pieza de hormigón con barras de metal con una sección transversal de hasta 16 mm para muestras con dimensiones superiores a 10 cm.
5. La presencia de armaduras es inaceptable en estudios de tracción y compresión axial. Esto afecta negativamente al rendimiento final. Además, las varillas no deben estar presentes en las muestras con forma de prisma en los ensayos de tracción por flexión.
6. Los lugares para la extracción de muestras, su número y tamaños están determinados por las reglas para controlar la resistencia del hormigón, teniendo en cuenta los puntos de GOST 18105.

Cada pieza extraída está marcada y descrita en el protocolo. Después de eso, se prepara cuidadosamente para realizar más pruebas. Todas las muestras deben tener un esquema especial que refleje claramente la orientación de las piezas directamente en el diseño.

Ensayos mecánicos no destructivos

Este método se basa en dependencias de calibración. Se basan en características indirectas. Estos incluyen:

• indicadores del rebote del delantero directamente desde la superficie de hormigón;
• parámetros de energía de percusiónimpulso;
• tamaños de las huellas que quedan como resultado del impacto mecánico;
• estrés que conduce a la rotura local en la fuga;
• fuerza al romperse en el borde de una estructura.

Las reglas para controlar la resistencia del hormigón proponen utilizar un cierto conjunto de dispositivos de medición durante la prueba: un calibrador, una escala angular, un reloj indicador y algunas otras herramientas. El número de pruebas realizadas y las distancias entre las áreas de trabajo se indican en la tabla.

Método de investigación aplicado	Número de eventos realizados	Distancia en milímetros
		Desde los bordes de la estructura	Entre áreas de trabajo
Costilla astillada	2	-	200
Deformación plástica	5	50	30
Separación	1	50	Diámetro de disco doble
Rebote elástico	5	50	30
Impulso de choque	10	50	15
Cortar con astillado	1	150	Profundidad de excavación,multiplicado por 5

Las actividades anteriores deben llevarse a cabo en un sitio de estructura de concreto con un área total de 100-600 metros cuadrados. ver Después de que se hayan realizado las pruebas principales, los datos se ingresan en un registro especial para establecer las dependencias de calibración entre las características indirectas y los indicadores de resistencia del mortero endurecido.

Ensayos no destructivos por métodos físicos de influencia

La categoría de tales métodos incluye tecnologías de impacto acústico y radiación penetrante. Brindan la oportunidad de juzgar las características cualitativas de la estructura por la estructura interna, ya que la velocidad de propagación de las ondas de vibraciones elásticas se mide directamente a través del material que se está probando.

El dispositivo más utilizado para determinar la resistencia del hormigón es el método ultrasónico. Le permite tomar lecturas sin ejercer un impacto mecánico en la estructura. Mide la velocidad a la que las ondas ultrasónicas atraviesan una capa de hormigón. Con un estudio completo, los sensores se pueden ubicar en ambos lados, y con uno superficial, en un lado.

El control mediante ultrasonido se considera el más informativo y bastante simple. Permite no solo evaluar los parámetros de resistencia, sino también encontrar posibles defectos dentro de las capas. El dispositivo utilizado tiene varios modos de funcionamiento, que se presentan en la tabla.

Modo	Descripción
Calibración	Permite adaptar el dispositivo a las características del hormigón. Las ondas de corte se miden dentro de la mezcla endurecida, se determinan parámetros importantes, que son necesarios para tomar imágenes cualitativas de la estructura de la matriz.
Resumen	Te da la oportunidad de estudiar rápidamente la estructura interna de la estructura. Se mide el espesor, se detectan defectos u objetos en la matriz (accesorios, tuberías, cables).
Colección	Se recopilaron datos de ultrasonido. La grabación se realiza en varias posiciones. El escaneo se realiza en forma de tira (o cinta especial).
Ver	Se utiliza para analizar datos durante un largo período de tiempo. En este caso, todo tipo de imágenes están presentes en la pantalla. Se pueden mostrar uno por uno o todos a la vez.

El probador ultrasónico de resistencia del concreto permite realizar múltiples pruebas repetidamente, monitoreando constantemente el cambio en los parámetros. La desventaja es el error en la relación de las características acústicas con los parámetros básicos.

Sobre el endurecimiento de las mezclas de construcción a base de cemento

La resistencia del hormigón depende directamente de la temperatura durante el proceso de curado. Las condiciones normales se consideran un modo de 15 a 20 grados. A medida que la temperatura disminuye, el aumento de la fuerza se ralentiza. Cuando se congela, se endurecerá si se han agregado aditivos especiales a la composición.

Elevar la temperatura acelera el proceso de curado, especialmente si la humedad es suficiente. Sin embargo, está contraindicado calentar más de 85 grados, ya que es difícil proteger la mezcla de concreto para que no se seque. El proceso de solidificación se puede estimular de dos maneras. El primero de estos es usar el calor interno, y el segundo es usar el calor externo.

Sobre el análisis de posibles problemas en la determinación de la fuerza

Al utilizar un medidor ultrasónico de resistencia del hormigón, se debe prestar especial atención al establecimiento de dependencias de calibración. Sin ellos, los datos obtenidos no pueden ser considerados como prueba. Para obtener resultados más precisos, deberá tener en cuenta la cantidad y composición del relleno, el nivel de compactación, el consumo de cemento y mucho más.