Determinación de características físico-químicas del hormigón
Extracción y rotura de probetas testigo de hormigón
Consiste en un ensayo para determinar la resistencia de un hormigón endurecido, mediante la extracción con sonda rotativa de diamante de probetas testigo, y su posterior rotura en laboratorio.
Es el sistema más fiable para determinar con precisión la resistencia del hormigón.
Tiene el problema de que es un ensayo destructivo y además, económicamente, resulta muy costoso.
Si se emplea de forma combinada con ensayos y/o pruebas no destructivas se puede reducir, en gran medida, el número de extracciones. Para lograr buenas estimaciones de las resistencias se emplean correlaciones.
Debe realizarse conforme a la norma UNE-EN 12504-1:2000 “Ensayos de hormigón de hormigón en estructuras. Parte 1: Testigos. Extracción, examen y ensayo a compresión.”
Normalmente se extraen probetas cilíndricas, de dimensiones entre 50, 75, 100, 120 y 150 mm; siendo las más habituales las de 75 y 100 mm.
Deben tener una longitud suficiente para que, una vez cortadas y refrentadas, mantengan una relación entre la altura y el diámetro igual a 2. Para los casos en que esta condición no se pueda cumplir se establece una serie de coeficientes que permiten corregir la esbeltez.
Mediante la rotura de estas probetas se puede determinar las resistencias a compresión y a tracción, el módulo de elasticidad, el diagrama tensión-deformación y coeficiente de Poisson.
Los testigos extraídos deben ser representativos del hormigón del elemento estructural, por lo que los puntos de extracción se eligen de forma aleatoria.
Cuando se trata de una estructura dañada que presenta diferentes niveles de daños conviene sacar testigos de los diferentes elementos debido a que las características del hormigón de cada uno de ellos pueden ser muy diferentes.
Se debe tener mucho cuidado de no cortar barras de acero durante la extracción, para lo cual es conveniente detectar la posición de las armaduras mediante el sondeo magnético de armaduras (explicado anteriormente en este mismo apartado).
Con este mismo fin, es conveniente evitar extraer probetas de zonas de gran concentración de armaduras.
La rotura de las probetas debe realizarse con las mismas condiciones a las que se encuentra en hormigón en la estructura, ya que así será más fiable el resultado.
Por último, es necesario tener en cuenta que se debe rellenar el orificio que deja el taladro en el elemento estructural con un material lo suficientemente resistente y que se adapte correctamente.
Rotura de microprobetas
Tiene por objeto la determinación de la resistencia del hormigón, igual que el ensayo anterior y se realiza de la misma forma que este con la salvedad de que en este caso se utilizan probetas de menor diámetro (20, 25, 30 mm).
Este sistema es adecuado para aquellos casos en que las características geométricas del elemento no permitan la extracción de probetas testigo.
Ensayo esclerométrico o índice de rebote
Tiene por objeto determinar la calidad del hormigón superficial (primeros 3-4 cm), para lo cual se realiza una medida de la dureza relativa del hormigón mediante la medida del rebote de una masa de acero, liberada por un percutor al hacer presión con el aparato sobre la superficie de hormigón, y posteriormente, mediante una correlación ya tabulada se estima la resistencia del hormigón.
La resistencia que se estima es una resistencia empírica, que suele presentar bastantes errores, por ello debe entenderse esta resistencia como un indicativo de la calidad del hormigón, no como la resistencia real de éste.
Este ensayo no sustituye a los métodos destructivos, anteriormente mencionados, para determinar la resistencia del hormigón.
Debe realizarse conforme a la norma UNE 83307:86 “Ensayos de hormigón. Determinación del índice de rebote”.
Ensayos ultrasónicos
Consiste en la determinación de la velocidad de propagación de ondas en el hormigón.
El estudio de esta velocidad de propagación permite determinar la calidad del hormigón.
La ejecución del ensayo consiste en la colocación de unos palpadores en la superficie de hormigón, separados a una distancia conocida y la realización de varias lecturas en cada punto.
Las lecturas se suelen tomar dejando fijo el emisor y desplazando el receptor.
Así se obtiene un gráfico que relaciona el tiempo de paso con la distancia recorrida.
Con el análisis por ultrasonidos se puede determinar la homogeneidad del hormigón, delimitando las zonas de distinta calidad, la presencia de fisuras y huecos, así como realizar una valoración orientativa de la resistencia de hormigón.
Hay que tener en cuenta que hay ciertos factores, como la humedad o la temperatura, que pueden influir en los resultados.
Este ensayo se debe realizar conforme a la norma UNE 83308:86 “Ensayos de hormigón. Determinación de la velocidad de propagación de los impulsos ultrasónicos”.
Pistola Windsor
Método que se basa en la medida de la resistencia a la penetración de una sonda de acero endurecido.
El sistema consiste en una pistola accionada por pólvora que transmite energía a la sonda, provocando su penetración en el hormigón.
La sonda queda perfectamente introducida en el hormigón y mediante un micrómetro se determina la profundidad de penetración.
Es un ensayo cuyo objetivo es determinar la calidad del hormigón, identificando zonas homogéneas y realizando estimaciones de la resistencia a compresión mediante correlaciones empíricas.
En cuanto a las fisuras, es un defecto que se identifica a simple vista, con una inspección visual, pero que debe ser caracterizado, lo cual se hace mediante fisurómetros:
Son herramientas que permiten medir el grueso de una fisura y cuantificar su variación en función del tiempo o de la temperatura. Existen distintos tipos de fisurómetros: fisurómetro de regleta, extensímetro eléctrico, etc.
Densidad y porosidad
La densidad y la porosidad están relacionados entre sí y se pueden determinar en el mismo ensayo.
Son un parámetro(s) fundamental(es) en estudios de durabilidad de las estructuras.
De forma orientativa. las porosidades próximas al 15% pertenecen a hormigones permeables que posiblemente puedan llegar a presentar problemas, mientras que los superiores al 15% indican que se trata de hormigones muy permeables fácilmente atacables en ambientes agresivos.
Este ensayo debe realizarse conforme a la UNE-EN 12390-7:2000 “Ensayos de hormigón endurecido. Densidad del hormigón endurecido”.
Permeabilidad
La permeabilidad al agua de un hormigón es en función del grado de compactación, la presencia de juntas, fisuras o heterogeneidades, así como de su conservación.
Para determinar la permeabilidad de un hormigón se realiza un ensayo para la determinación de la permeabilidad al agua bajo presión del hormigón endurecido.
Esto se realiza aplicando agua a presión sobre una probeta que se encuentra dentro de un recipiente estanco que, posteriormente, permita medir el volumen de agua permeada.
El ensayo se efectúa sobre probetas de edad superior a los 28 días y a cada probeta se le aplica una sucesión creciente de presiones.
Debe realizarse conforme a la norma UNE 83310:90 “Ensayos de hormigón. Determinación de la permeabilidad”.
Discriminación de óxidos
Técnica que consiste en determinar la cantidad de cada uno de los óxidos mayoritarios que forman la muestra. Permite obtener los datos necesarios para identificar la naturaleza de la muestra.
Difracción de rayos X
Técnica analítica, empleada en el análisis de muestras de hormigón endurecido, que se basa en la respuesta que cada uno de los compuestos cristalinos de un material pulverizado, al impacto de un haz de rayos X.
El resultado es un espectro gráfico que permite obtener el tipo de conglomerante, las fases carbonatadas, los tipos de áridos, las fases cristalinas peligrosas, etc.
Análisis térmico diferencial
Se basa en registrar la diferencia entre la temperatura suministrada y leída por una muestra y un material inerte, ambos sometidos al mismo régimen de enfriamiento o calentamiento.
Los resultados dan un espectro gráfico basado en la entalpía propia de los distintos cambios de fase de los componentes presentes.
Lupa binocular
Técnica que consiste en observar la muestra mediante un aparato dotado de unas lentes de aumento.
Permite identificar los tipos de áridos, hacer estimaciones de la porosidad, etc.
Microscopía de lámina fina
Consiste en examinar mediante un microscopio una muestra previamente preparada.
Esta preparación se basa en obtener de la muestra inicial una lámina de pocas micras de grosor, que puede ser observada a distintos aumentos y con luz directa o polarizada.
Con esta técnica se pueden conseguir datos fiables del tipo de conglomerante, del tipo de árido, de la presencia de agentes nocivos, etc.
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