Ensayos No Destructivos Abril 2005 UNI

/UNI/Reforzamiento y Reparaciòn de Estructuras/A.Muñoz/

Ensayos para la evaluación de estructuras

Lima, Abril 2005

Alejandro MuñozAlejandro Muñoz

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL


• Introducción

• Técnicas disponibles para ensayos no destructivos.

• Interpretación de Resultados.


Ensayos No DestructivosEnsayos No Destructivos

Técnicas para inspeccionar

o probar elementos

estructurales, sin alterar su

empleo futuro


Según el tipo de energía que se emplea los ensayos no destructivos se clasifican en:

Ultrasónicos

Vibraciones

Esclerométrico

Deformación

Pequeños desplazamientos

Líquidos penetrantes

Resistencia óhmica

Inductivos

Magnéticos

Resonancia Magnética

Observación Visual

Barnices

Ultravioleta

Fotoelasticidad

Radiación NuclearGammagrafía


Técnicas disponibles en nuestro medio para estructuras de concreto armado :

Extracción de núcleos diamantinos

Esclerometría

Determinación del acero de refuerzo

Pruebas de carga

Ultrasonido


Núcleos Diamantinos

Se obtienen con máquina de perforación (taladro) y broca de corona circular diamantada


...


El Objetivo principal es determinar el f’c en el concreto.


Se usa también para determinar otras propiedades del concreto endurecido:

•Resistencia a Tracción por compresión diametral.

•Carbonatación.

•Reacción álcali-agregado.

Profundidad de Carbonatación


•Absorción de agua.

•Petrografía.

•Estratificación


•Densidad.

•Porosidad.

•Inspección visual


Metodología para la aplicación de la técnica[ASTM C-42, BS 1881 (120), NTP 339.059]

Extracción: Identificar las zonas de interés sin refuerzo metálico.


Corte y Pulido: (1 < Esbeltez H/D < 2).

Refrentado: Aplicación de capping.


Ensayo de Compresión

Interpretación de Resultados(ACI 318, NTP E-060)


Pruebas de Carga

Cuando se desea probar si el sistema tiene una resistencia cercana o mayor que la especificada en el diseño original o la requerida por una norma.


El procedimiento consiste en aplicar una carga por encima del valor de diseño en servicio y medir las deflexiones

Es necesario entonces materializar la carga y colocar sensores de deflexión.


C.A. = 0.8 (1.5 CM + 1.8 CV) - CM existente

La carga aplicada y la deformación máxima permitida se calculan según criterios:

NTP-E030 ACI 318

C.A. = 0.85 (1.4 CM + 1.7 CV) - CM existente

Dmáx. = L² / (20000 h) Dmáx. = L² / (20000 h)

Dr máx. = Dmáx / 4

Según NTP-E030: Si se excede Dmáx, debe cumplirse que la recuperación de la deflexión dentro de las 24 horas sgtes. al retiro de la C.A. sea por lo menos el 75% de la Dmáx (concreto no presforzados) y de 80% (concretos presforzados).


Metodología para la aplicación de la técnica

Se aplicará la C.A. en al menos 4 incrementos, sin ocasionar impacto ni efecto de arco.

• Se retirará la C.A. inmediatamente después de tomar las lecturas iniciales.

• Las lecturas de Def. final se tomarán 24 horas después de haberse retirado la C.A.

• Después de 24 horas de aplicar la C.A. se medirá la deflexión Inicial.


Prueba de Carga en Puente: Deflexiones


Monitoreo de Ancho de Fisuras

La magnitud del ancho de fisuras se

determina por comparación directa.


Losa de techo

del primer

piso: As @

0,30m

Fisuración / Agrietamiento


Medición de Variación del Ancho

de Grietas (activas)

La medición de la evolución de las fisuras depende de la precisión del

equipo.


DETERMINACIÓN DEL ACERO DE REFUERZO

Existen varios tipos de Detectores de Metales : Magnéticos, Ópticos (láser), etc.

•Ubicación (profundidad y espaciamiento).•Espesor del Recubrimiento.•Diámetro barras.

Se pueden calcular algunas características del acero de refuerzo como:


Localización del acero de refuerzo


ESCLEROMETRÍA(Ernest Schmidt, 1948)

El “Esclerómetro” mide la dureza superficial del concreto, en base al rebote de un martillo que impacta contra la superficie de concreto.


• Selección del Área de Ensayo

• Lectura del Rebote: Recomendable tomar 15 lecturas de rebote, a espaciamientos de 1 pulgada.

Metodología para la aplicación de la técnica[ASTM C805, BS 1881 (202), NTP 339.181]

• Resistencia a la Compresión: Ábacos del fabricante (no confiables)


ULTRA SONIDO

Se basa en producir ondas con transductores electroacústicos y medir la velocidad del pulso.

El equipo mide el tiempo que tarda la onda en recorrer la distancia desde el emisor al receptor (en el concreto).


La Velocidad de Pulso en un material depende de la densidad y de las propiedades elásticas (relacionadas a la calidad y resistencia del material):

• Uniformidad del Concreto.

• Cavidades, Fisuras, Defectos debido al fuego y/o

heladas.

• E, f’c del Concreto.


Las ventajas y desventajas del método son las siguientes:

• El método no está influenciado por la carbonatación, ni por la proximidad superficial de los granos de grava (piedra), como en el caso del esclerómetro.

• Es capaz de detectar defectos internos en profundidad en el concreto.

• Requiere de experiencia y especialización del operador (complicado).


Medición de Vibraciones Ambientales

Sirve para determinar algunos parámetros dinámicos de la estructura

como el período natural de vibración (To), amortiguamiento (ξ) , etc.

Se usan: “Sismómetros”, “Acelerómetros” (axiales o triaxiales), técnicas

micro-tremor, etc.


Interpretación de Resultados


Resistencia Testigo Diamantino –vs- Probeta Moldeada (estándar)

0,85 (ASTM C-42)


Correlación de resultados f’c: Testigos diamantinos, ultrasonido,

esclerómetro


La interpretación de los ensayos in-situ deberían hacerse con “Procedimientos Estadísticos Estándar”. No es suficiente promediar los valores de los resultados in-situ y calcular la resistencia equivalente por medio de las relaciones establecidas.

INTERPRETACIÓN Y REPORTE DE RESULTADOS

ACI 228.1R

Es necesario considerar las incertidumbres asociadas.

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