Resistencia del hormigón mediante esclerómetro o índice de rebote (1)

/, Inicio Monográfico, Materiales/Resistencia del hormigón mediante esclerómetro o índice de rebote (1)

Resistencia del hormigón mediante esclerómetro o índice de rebote (1)

El ensayo esclerométrico o índice de rebote mediante esclerómetro es una prueba no destructiva de la resistencia del hormigón. La diseñó y desarrolló el ingeniero suizo Ernest Schmidt en los años 40. Patentado como martillo SCHMIDT, siendo su valor “R” (índice de rebote) una unidad adimensional que relaciona la dureza superficial del hormigón con su resistencia de modo experimental.

Un esclerómetro pesa menos de 2 kg, tiene una fuerte energía de impacto y su funcionamiento es muy sencillo. Para hacer una comparación, pensemos que estamos en una habitación a unos tres metros de una pared. Esta pared se encuentra a oscuras por lo que no sabemos de qué material está construida. Disponemos de una pelota de tenis que podemos lanzar contra la pared y que tras salir despedida de la misma nos golpeará en el cuerpo. A mayor dureza del paramento, con igual fuerza de lanzamiento, el impacto que recibiremos será mayor. No sabremos de qué material se trata pero podremos advertir si es duro o blando en función del golpe de respuesta. Esto es lo que hace básicamente un esclerómetro. Como se trata de un instrumento totalmente manual debemos “cargar” el émbolo para enviarlo con una energía de impacto fija. Para ello presionamos el mismo sobre la superficie del hormigón (no hay ninguna mediación hasta ahora) Una vez el émbolo llega a un determinado punto un resorte lo libera y golpea el hormigón (no medimos nada aún) El émbolo golpea sobre la superficie y dependiendo de la dureza de misma, rebota con mayor o menor fuerza. Es la respuesta de rebote la que desplaza una guía sobre un visor escalado (de 10 a 100) y consigue la medición. Podemos presionar el botón de bloqueo para permitir la lectura. Ese valor es adimensional y arbitrario ya que depende de la energía almacenada en el resorte y la masa utilizada.

Resistencia del hormigón mediante esclerómetro o índice de rebote (1)

Sección de un esclerómetro

Se trata pues de un ensayo mecánico no destructivo que presenta las siguientes ventajas y desventajas:

Ventajas

+ Es un ensayo no destructivo lo que permite realizar un gran número de determinaciones sin alterar la resistencia, estética y funcionalidad de una estructura.

+Ensayo muy económico.

+ Puede operar en horizontal o vertical

+ Permite ensayar muchos elementos en un corto espacio de tiempo con escasos medios auxiliares.

Desventajas

– El resultado obtenido depende de demasiados factores, los cuales veremos a continuación.

– Se necesita una superficie perfectamente lisa para realizar el ensayo por lo que no es útil en elementos no encofrados.

– Requiere de una calibración (hemos de exigir siempre al laboratorio una muestra in situ de calibración antes de la ejecución del ensayo)

– Solo afecta a los primeros centímetros de la pieza (2-3 cm)

– Puede variar según la pericia del operario.

– Existe pérdida de energía por la deformación elástica del hormigón en el interior de la pieza.

www.ibertis.es

Factores de influencia

Tipo de cemento: La finura de molido del cemento puede ocasionar variaciones en torno al 10% en el resultado de los ensayos, si bien se considera un factor de baja influencia. Sin embargo, en determinados tipos de cemento como el supersulfatado (escoria, sulfato de calcio y cal) o cementos de alúmina, las desviaciones pueden oscilar entre el 50% y el 100% respectivamente.

*Contenido de cemento: en combinación con otros factores, la influencia del contenido en cemento se estima que es inferior al 10%.

Tipo de agregado (árido) grueso: La resistencia del hormigón se basa tanto en las características de la pasta como en las del agregado grueso por lo que es un factor de gran influencia. Obtendremos valores inferiores (entre 6-7 N/mmmenos) en agregados de piedra caliza triturada que con canto rodado (grava). También podemos encontrar desviaciones dentro del mismo tipo de agregado dependido de sus características (dureza, tamaño, etc.)

Masa del elemento ensayado: El elemento a ensayar debe contar con una masa suficiente para que no se produzcan vibraciones o movimientos que desvirtúen la medición. Según la norma EN 12504-2 “Ensayos de hormigón en estructuras. Parte 2: Ensayos no destructivos. Determinación del índice de rebote” el área de ensayo debe ser de aproximadamente 300×300 mm. Se requiere, además, que el elemento cuente con un espesor mínimo de 10 cm y se encuentre fijado en una estructural o en un sistema específico de laboratorio que no permita su desplazamiento.

Compactación: El ensayo requiere para su eficacia de un grado de compactación uniforme. Veremos en posteriores entradas la combinación entre métodos de análisis de resistencia del hormigón. Con la inspección de la superficie de los testigos podremos comprobar el grado de compactación.

Tipo de superficie: Este método no es adecuado para superficies abiertas, fratasadas u hormigonadas contra el terreno o elementos irregulares. Solo las superficies bien encofradas son fiables de ensayar. Pueden emplearse métodos de pulido en otras superficies pero la experimentación indica que esto nos lleva a valores sobrestimados. Hay que tener en cuenta que la absorción del encofrado puede influir sensiblemente sobre la dureza superficial del hormigón. Generalmente encofrados más absorbentes implican mayor dureza superficial.

Edad: Hasta los 90 días de edad no existe influencia. A partir de ese tiempo pueden obtenerse valores sobrestimados por lo que se aconseja aplicar coeficientes de reducción.

* Carbonatación superficial: Dentro de la carbonatación normal de un hormigón (hasta unos 5 mm) los estudios realizados no muestran errores significativos en la medición del índice de rebote. Sin embargo, en el caso de carbonatación profunda podremos sobrestimar la resistencia hasta un 50%.

* Humedad: Los estudios indican que un hormigón húmedo reduce su dureza superficial y puede provocar una subestimación de la resistencia hasta en un 20%.

* Temperatura: La norma EN 12504-2 limita el uso del esclerómetro entre los 10 y 35oC ambientales.

Quizás, lo expuesto hasta ahora nos haga pensar en desechar este ensayo dada la cantidad de limitaciones y factores de influencia que presenta. No obstante, como veremos en las siguientes entradas dedicadas al ensayo de esclerometría, se trata de una prospección bastante útil, especialmente en combinación con otros ensayos.

Fotografía de cabecera: Autor Habib M’henni en http://commons.wikimedia.org bajo licencia Creative Commons.
Imagen sección esclerómetro: Autor Boughattas Omar en http://commons.wikimedia.org bajo licencia Creative Commons. 
Referencias bibliográficas (29) (34) y (45)

ENTRADA SIGUIENTE

banner ibertis 1

Arquitecto Técnico y Perito Forense. Especialidad en Patología, Rehabilitación y Construcción (Procesos y Materiales).

6 Comentarios

  1. Humberto Fuchs 17/10/2014 de 20:58

    Primeramente saludarlos y felicitarlos por un excelente sitio.
    Paso a plantear lo siguiente, de acuerdo a mi experiencia, el uso del esclerómetro o el ensayo al rebote, determina fundamentalmente el nivel o grado de uniformidad del concreto in situ, que adicionalmente podamos contar con un gráfico de correlación del índice esclerométrico vs resistencia es importante. Lo que conlleva a descartar varias de las desventajas acotados en el documento como lo son:
    Contenido de cemento, tipo de agregado grueso, compactación, tipo de superficie y temperatura.
    El contenido de cemento está íntimamente vinculada a la resistencia, relación a/c, etc. mal podemos considerarla una desventaja si es un componente del material que vamos a evaluar.
    El tipo de agregado grueso, colocan diferencias entre piedra picada (calizas) y cantos rodados, indudablemente estos orígenes del agregado también van a influir en la resistencia del diseño establecido, el cual va a ser evaluado y a mi modo de ver se halla en la misma posición que el punto anterior.
    La compactación, estimados, la compactación es quizás la fase mas importante en el proceso final del concreto y será un aspecto clave en el grado de uniformidad del mismo, no deducimos correctamente al colocarlo como una desventaja ya que es un factor a determinar en el ensayo.
    Tipo de superficie, el único tipo de superficie a obtener es la del concreto, que esta sea muy rugosa o muy lisa si afectará el ensayo, pero para eso se establece como principio del ensayo una preparación previa al mismo. Que sea mas o menos porosa es otro parámetro a determinar en la uniformidad y que afectará la durabilidad del concreto in situ.
    Y por último, la temperatura, lógicamente el realizar ensayos a muy bajas temperaturas generara distorsiones en cualquier ensayo, no solo en el del esclerómetro. Temperaturas mayores a 35° C, en esta caso me gustaría ver los fundamentos que se utilizaron para la norma, si nos mostramos mas exigentes deberíamos también establecer la humedad relativa del ambiente, ambientes costeros, etc, etc.
    En fin, señores, colocar una serie de aspectos como desventajas donde solo son factores implícitos en la calidad del material a evaluar, a mi juicio profesional, lo que hace es desvirtuar la esencia del método y de su valor en la evaluación del cocnreto in situ.
    Un cordial saludo
    Ing Humberto Fuchs Hernández (Ingeniero Civil con estudios en Patologías de elementos de concreto armado)

    • manuel borja 16/12/2016 de 2:12

      Estimado
      concuerdo con usted. Esas variables ya están implícitas en la resistencia del concreto que se sabrá con el ensayo a compresión.
      sl2

  2. CastMarro 22/02/2016 de 1:11

    Muy buen archivo

  3. ARCE 12/10/2016 de 0:57

    Buenas tardes.!
    Muy buen documental.
    Estoy haciendo la evaluación de viviendas construidas hace 5 años, es para mi tesis. Favor si me podrían pasar alguna referencia en cuanto a coeficientes de reducción por edad.

    • manuel borja 16/12/2016 de 2:14

      Hola Arce
      En ese caso primero deberías la profundidad de carbonatación, que podría estar relacionada directamente con la antiguedad y su exposición al medio ambiente; luego aplicar un factor de corrección al resultado obtenido.
      sl2

    • manuel borja 16/12/2016 de 2:24

      Hay una tabla en otro artículo de este mismo blog con los factores de corrección por carbonatación.

Deja un comentario