Resistencia del hormigón mediante esclerómetro (2) Ensayo y valor Fc

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Resistencia del hormigón mediante esclerómetro. Ensayo y valores de Fc

Con lo descrito en la entrada anterior de este monográfico sobre la determinación de la resistencia del hormigón o concreto mediante esclerómetro ya conocemos que son múltiples los factores de influencia que actúan sobre el resultado de las mediciones. En esta entrada veremos cómo se relacionan los valores del índice de rebote y la resistencia a compresión del hormigón o concreto.

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Número de determinaciones

En primer lugar debemos establecer unas características de la toma de valores de índice de rebote en número y forma. Para Schmidthammer sin CRello nos basaremos en la norma ASTM C805 (Standard Test Method for Rebound Number of Hardened Concrete) y la UNE-EN-12504-2 (Ensayos de hormigón en estructuras. Parte 2: Ensayos no destructivos. Determinación del índice de rebote). Ambas normas requieren de piezas con un espesor mayor a los 100 mm, de superficie lisa y seca, con el esclerómetro en posición perpendicular a la superficie de ensayo y distanciando los puntos de ensayo un mínimo de 25 mm. Mientras que la ASTM C805 marca un número de lecturas de 10, la UNE señala un valor de 9 determinaciones.

Una vez hemos obtenido estos valores, solo se consideran validos en el caso que:

ASTM C805: Se descartan todas las lecturas que difieran en más de 6 unidades de la media. Si existen más de dos lecturas que cumplan esta condición debe descartarse el conjunto.

UNE-EN-12504-2: Si el número de lecturas que difieren de la mediana es igual o superior al 20% se descarta el conjunto.

Observe la diferencia entre media y mediana. Recordamos que mientas la media aritmética la hallaremos dividendo la suma de los valores entre el número de valores, la mediana la obtenemos del valor central si ordenamos los datos de mayor a menor o viceversa (en el caso de valores pares, la media de los valores centrales)

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Elementos a ensayar

Cuando estamos ensayando muestras confeccionadas en laboratorio o extraídas por medios mecánicos de elementos de obra la relación entre muestra y pieza es unitaria, si bien Bungey indica la necesidad de que las lecturas sean tomadas al menos en las dos caras verticales de piezas cilíndricas o cúbicas.

En obra no debemos utilizar esta misma relación. Elementos verticales como los pilares deben ensayarse en sus tres tercios de altura (inferior, medio y alto) incluso dividiendo en mayor número de sectores en el caso de pilas o pilares de gran altura. Otros elementos como las vigas planas, quedan más limitados por sus caras encofradas (una o dos) y en el caso de las vigas de cuelgue deben ensayarse vertical y horizontalmente. Esto se justifica por los cambios de las características finales del hormigón o concreto endurecido por causa de la disgregación, diferencias de vibrado, curado o entramado de armaduras

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Conversión de unidades

Los valores obtenidos de índice de rebote son adimensionales. Para traducir este valor a la resistencia a compresión cada esclerómetro tiene una curva dimensionada de acuerdo con sus características, y en algunos casos, con los hormigones típicos de la zona.

Un valor general lo determinan las siguientes ecuaciones que configuran lo que se denomina curva básica:

Para un índice de rebote entre 20 y 24: Fc = 1,73 x IR – 34,5

Para un índice de rebote entre 25 y 50: Fc = 1,25 x IR – 23,0

Debemos tener en cuenta las indicaciones del esclerómetro en cuanto a la variación entre lecturas tomadas en vertical u horizontal

En posteriores entradas, cuando relacionemos los distintos métodos de determinación de la resistencia en el hormigón endurecido (testigos, esclerometría y ultrasonidos) veremos que, para ajustar los resultados, se desplaza esta curva en función de los valores obtenidos con otros métodos.

Diversos autores proponen distintas curvas de interpretación incluyendo otros valores como las características dimensionales de la probeta, el tipo de árido, el valor de resistencia esperado o la edad del hormigón o concreto. También se proponen distintas curvas que representan los límites de confianza del ensayo. Bungey indica que incluso en los ensayos de laboratorio se aprecia una variación de un ± 15% en el valor de la resistencia en mezclas iguales, por lo que podemos esperar una precisión en el índice de rebote medio de ± 15 / √n% con una confianza del 95 %.

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Factores de corrección

Múltiples son las propuestas de factores de corrección para los resultados de resistencia a compresión obtenidos por índice de rebote; tantos como los factores de influencia y los autores que han investigado sobre su influencia. Nos quedamos con dos de los más importantes a nuestro criterio.

Factor de forma en piezas confeccionadas en laboratorio o extraídas in situ

-Estándares: Pieza cúbica de 150 mm de lado o cilíndrica de diámetro 100 mm por 100 mm de altura: Factor de corrección 1.

-Pieza cúbica de 200 mm de lado o cilíndrica de diámetro 200 mm por 200 mm de altura: Factor de corrección 0,95.

-Pieza cúbica de 300 mm de lado o cilíndrica de diámetro 100 mm por 200 mm de altura: Factor de corrección 0,86.

-Pieza cilíndrica de diámetro 100 mm por 100 mm de altura: Factor de corrección 1,02.

-Pieza cilíndrica de diámetro 100 mm por 200 mm de altura: Factor de corrección 0,86.

-Pieza cilíndrica de diámetro 150 mm por 300 mm de altura: Factor de corrección 0,81.

Factor de influencia de la profundidad de carbonatación

En la anterior entrada de este monográfico vimos cómo la carbonatación superficial ofrece unos valores de resistencia superficiales sobreestimados. A continuación se muestran los factores de corrección aplicables en función de la profundidad de carbonatación que presente la pieza a ensayar.

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Otros ensayos de dureza en el hormigón

Martillo Frank: Dureza superficial por medición del diámetro de huella impresa de una bola de acero.

Esclerómetro Windsor: Medición de la profundidad de penetración de un clavo de acero disparado por una pistola sobre la superficie del hormigón.

Referencias bibliográficas (29) (34) (45) y (48)
Damos las gracias a Antonio Balonga (Arquitecto Técnico) por cedernos las fotografías de su esclerómetro y la documentación correspondiente. El mismo data de 1961 y según nos comenta Antonio está en perfecto estado de uso.
 
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Arquitecto Técnico y Perito Forense. Especialidad en Patología, Rehabilitación y Construcción (Procesos y Materiales).

15 Comentarios

  1. Antonio Balonga 27/11/2013 de 17:17

    Lo primero, gracias por publicar las fotos.
    Lo segundo es comentar que, me parece, se os ha olvidado meter la referencia de cuanto es el valor que hace que se considere “no valido” la toma de datos, en el caso ASTM C805
    Saludos

  2. Mario Butticé 04/12/2013 de 5:44

    Podría ratificar la unidad (cm) que figura en la tabla de profundidad de carbonatación para la aplicación del factor de corrección?. Gracias

    • Administrador 04/12/2013 de 9:37

      Hola Mario. Te confirmamos que se trata de valores aproximados referidos a cm de profundidad de carbonatación. La tabla se basa en una gráfica que desgraciadamente no podemos publicar.

      Un saludo.

      • Mario Butticé 06/12/2013 de 5:02

        Gracias por contestar y disculpen mi insistencia: Respecto de las profundidades de carbonatación, en cm, de la tabla dada y sus respectivos factores de corrección. Raramente en un hormigón sano las profundidades alcancen mas de 1 cm. Lo he comprobado en las columnas de una fabrica de tanino con mas de 50 años de antiguedad. Saludos

  3. Mario Butticé 04/12/2013 de 5:52

    Para la determinación del indice de rebote en probetas (testigos) de 15 cm de diámetro, colocamos el cilindro en la maquina de ensayos, cargamos con 1000 Kg y aplicamos tres impactos sobre tres generatrices (9).

    • Administrador 04/12/2013 de 9:41

      Hola de nuevo Mario. Me parece un buen sistema de soporte, pero entiendo que hacéis el ensayo sobre una superficie no plana ¿Es así? ¿habéis correlacionado después la rotura del testigo con el valor del índice de rebote? Sería interesante ver los resultados. Un saludo y gracias por participar.

      • Mario Butticé 06/12/2013 de 4:36

        En efecto. Los impactos se aplican sobre la superficie curva lateral de los cilindros y con el esclerómetro en posición horizontal (no actúa la gravedad sobre la masa (martillo)) No se realizan en las bases de la probeta ya que vienen encabezadas y ademas es más representativo (igual dirección de hormigonado) (caso columnas) aplicar sobre los laterales y siempre con esa "carga de masa" de 1000 Kg. Tenemos áridos basálticos y arenas silíceas redondeadas promedio 1,8 de modulo de fineza. Entendemos que debe hacerse una correlación con testigos de la estructura a auscultar y/o probetas realizadas con los mismos materiales a fin de inspeccionar con esclerometría una determinada estructura y predecir con alguna aproximación la resistencia del hormigón de la misma. Obviamente no coinciden las curvas que trae el aparato. Pero sí se les aproximan con las dispersiones previstas. Cordiales saludos.

  4. Fer1624 13/05/2014 de 22:53

    Hola a todos,

    Yo tengo la Norma UNE y lo primero que dice es que el ensayo del esclerómetro es COMPLEMENTARIO de los ensayos destructivos. COM-PLE-MEN-TA-RIOS que no SUSTITUTIVOS y por otro lado que los datos obtenidos con dicho esclerómtero hay que correlacionarlos con los DESTRUCTIVOS.

    Así pues, el empleo del esclerómetro no sirve de nada sin los resultados de los ensayos destructivos.

    Otro dato, ¿Cuánto tiempo hace que no se vende un esclerómetro?…… ¿Será que la dispersión de los resultados obtenidos es tan grande que no son representativos?…..

    Atentamente,

    • PyRC 14/05/2014 de 8:12

      Hola Fer:
      Gracias por tu comentario.
      Lo que la norma UNE especifica exactamente es lo siguiente:

      – El índice de rebote determinado por este método puede usarse para la comprobación de la uniformidad del hormigón in situ. para delimitar zonas o áreas de pobre calidad u hormigón deteriorado en estructuras.

      – El método de ensayo no debe ser entendido como una alternativa a la determinación de la resistencia a la compresión del hormigón (EN 12390-3) pero con una adecuada correlación se puede estimar la resistencia in situ.

      Como bien dices, los valores de Fc deben tomarse con la consiguiente reserva y en entradas posteriores veremos como correlacionarlos con los testigos (de los que ya publicamos un monográfico) y los ultrasonidos (que publicaremos en breve).

      Lo que si te puedo asegurar es que se trata de un ensayo en uso y basta con poner la palabra esclerómetro en un buscador para ver la cantidad y diversidad de modelos cada vez más sofisticados, acompañados incluso de programas para relacionar datos de rotura de testigos y ultrasonidos.

      Coincido en que los resultados más veraces son los destructivos, pero no siempre podemos “agujerear” toda una estructura.

      Recibe un cordial saludo.

    • Ignacio G.F. 01/12/2014 de 20:32

      Respecto a tu pregunta, busca la adecuada correlacion que menciona UNE en ACI 228 1R Es una correlacion lineal de los logaritmos de los resultados de las pruebas (las destructivas y las no destructivas)
      la verdad es que me fue muy util ya que precisamente es la informacion que buscaba en este sitio, ahora que la encontre la comparto con ustedes, saludos!

  5. llsanche 13/10/2016 de 8:17

    Hola, mi nombre es Liliana.
    Tengo una consulta, se puede hacer el ensayo del esclerómetro en superficies tarrajeadas con mortero?
    Saludos,

    • Hola Liliana. El ensayo solo es factible sobre superficie lisa y limpia de hormigón (concreto). Un saludo.

    • manuel borja 16/12/2016 de 2:09

      HOla Liliana.
      En ese caso,primero debes picar y eliminar todo el tarrajeo, luego pulir y dejar una superficie lisa y hacer el ensayo. Si lo aplicas directamente en el tarrajeo el resultado asumirá que este es parte del concreto y el resultado estará erróneo.
      sl2

  6. llsanche 15/10/2016 de 14:35

    Muchas gracias Carlos, Un Saludo

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