UNIVERSIDAD DE EL SALVADORFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURAESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

MANUAL DE GUAS DE LABORATORIO ENFOCADASAL CONTROL DE CALIDAD DE MATERIALES PARALAS ASIGNATURAS: "INGENIERA DE MATERIALES"Y "TECNOLOGA DEL CONCRETO"PRESENTADO POR:MAURICIO ALFREDO AMAYA VALENCIACARLOS ERNESTO DAZ ACOSTAPARA OPTAR AL TITULO DE:INGENIERO CIVILCIUDAD UNIVERSITARIA, ABRIL DE 2011

UNIVERSIDAD DE EL SALVADORRECTOR :MSc. RUFINO ANTONIO QUEZADA SNCHEZSECRETARIO GENERAL:LIC. DOUGLAS VLADIMIR ALFARO CHVEZFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURADECANO:ING. MARIO ROBERTO NIETO LOVOSECRETARIO:ING. OSCAR EDUARDO MARROQUN HERNNDEZESCUELA DE INGENIERIA CIVILDIRECTOR:MSc. ING. FREDY FABRICIO ORELLANA CALDERN

UNIVERSIDAD DE EL SALVADORFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURAESCUELA DE INGENIERIA CIVILTrabajo de Graduacin previo a la opcin al Grado de:INGENIERO CIVILTtuloMANUAL DE GUAS DE LABORATORIO ENFOCADAS ALCONTROL DE CALIDAD DE MATERIALES PARA LASASIGNATURAS: "INGENIERA DE MATERIALES" Y"TECNOLOGA DEL CONCRETO"Presentado por :MAURICIO ALFREDO AMAYA VALENCIACARLOS ERNESTO DAZ ACOSTATrabajo de Graduacin Aprobado por:Docentes Directores:ING. JOS MIGUEL LANDAVERDE QUEZADAINGRA. LESLY EMIDALIA MENDOZA MEJASan Salvador, Abril de 2011

Trabajo de Graduacin Aprobado por:Docentes Directores:ING. JOS MIGUEL LANDAVERDE QUEZADAINGRA. LESLY EMIDALIA MENDOZA MEJA

AGRADECIMIENTOSA la Ingeniera Lesly Emidalia Mendoza Meja, por su valiosa orientacin y esfuerzo dedicado ala realizacin del presente trabajo.Al Ingeniero Jos Miguel Landaverde Quezada, por su apoyo y sus conocimientos brindadosdurante el desarrollo de este trabajo.

DEDICATORIAA mi madre; A mi padre.Mauricio

DEDICATORIAS A DIOS PADRES A LA VIRGEN MARIAS A JESUCRISTOS A MI MAM, LA SEORA MARTHA CELINA ACOSTA BENAVIDESS A MI PAP, EL SEOR LUIS REYES DAZ RIVERAS A MIS HERMANOS Y HERMANASS A MIS PRIMOS Y MI PRIMAS A TODAS MIS TIAS Y A MI TIOS A MIS ABUELASS A MIS AMIGOS MAS CERCANOSS A MIS COMPAEROS DE ESTUDIOS A TODOS LOS ESTUDIANTES DE INGENIERIA CIVILS AL LABORATORIO DE MATERIALES DE LA FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA ORIENTALDE LA UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR"Este Trabajo de Graduacin es para todos ustedes"Carlos Da% Acosta

INDICE GENERAL1.1 ANTECEDENTES91.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA91.3 OBJETIVOS101.4 ALCANCE111.5 JUSTIFICACIN112. CAPITULO II: DEFINICIONES Y ESPECIFICACIONES DE CALIDAD PARA LOS MATERIALES DEESTUDIO 142.2 ESPECIFICACIONES142.3 MATERIALES DE CONSTRUCCIN172.3.1 ACERO DE REFUERZO192.3.2 SOLDADURA Y ACOPLES MECNICOS EN EL ACERO DE REFUERZO242.3.3 CEMENTO262.3.4 CONCRETO322.3.5 BLOQUES DE CONCRETO412.3.6 ADOQUINES DE CONCRETO462.3.7 TUBERA DE CONCRETO REFORZADO482.3.8 LADRILLO DE BARRO522.3.9 SUELO-CEMENTO562.3.10 GROUT582.3.11 MORTERO DE CEMENTO HIDRULICO602.3.12 AGREGADOS PARA EL CONCRETO: GRUMOS DE ARCILLA Y PARTCULASDESMENUZABLES623. CAPITULO III: ENSAYOS DE LABORATORIO PARA INGENIERA DE MATERIALES673.1 ENSAYOS AL ACERO673.1.1 TENSIN AL ACERO DE REFUERZO673.1.3 TENSION A LA SOLDADURA Y ACOPLES EN ACERO DE REFUERZO803.2 ENSAYOS AL LADRILLO DE BARRO863.2.1 COMPRESION DE LADRILLO DE BARRO863.2.2 ABSORCION DE LADRILLO DE BARRO953.3 ENSAYO A ADOQUINES1003.3.1 COMPRESION DE ADOQUINES1001

3.3.2 ABSORCION, DENSIDAD Y CONTENIDO DE HUMEDAD DE ADOQUINES DE CONCRETO1093.4 ENSAYOS A BLOQUES DE CONCRETO1163.4.1 COMPRESION DE BLOQUES DE CONCRETO1163.4.2 ABSORCION, DENSIDAD Y CONTENIDO DE HUMEDAD DE BLOQUES DE CONCRETO. 1283.4.3 RESISTENCIA A LA COMPRESION DE PRISMAS DE MAMPOSTERIA1353.5 ENSAYOS A TUBERIAS DE CONCRETO REFORZADO1463.5.1 RESISTENCIA AL APLASTAMIENTO1463.5.2 ABSORCION DE TUBERIAS DE CONCRETO REFORZADO1543.6 ENSAYOS AL SUELO CEMENTO1613.6.1 HECHURA DE CILINDROS DE SUELO CEMENTO FLUIDO1613.6.2 COMPRESION DE CILINDROS DE SUELO CEMENTO FLUIDO1673.6.3 COMPRESION DE SUELO CEMENTO COMPACTADO1753.7 ENSAYOS DEL GROUT1873.7.1 MUESTREO Y HECHURA DE ESPECMENES DE GROUT1873.7.2 COMPRESION DEL GROUT1973.8 ENSAYOS AL MORTERO2063.8.1 FLUIDEZ DEL MORTERO2063.8.2 HECHURA DE CUBOS DE MORTERO2153.8.3 COMPRESION DEL MORTERO2294. CAPITULO IV: ENSAYOS DE LABORATORIO PARA TECNOLOGIA DEL CONCRETO2354.1 ENSAYOS AL CONCRETO FRESCO2364.1.1 MUESTREO DEL CONCRETO FRESCO2364.1.2 MEDICION DE LA TEMPERATURA DEL CONCRETO FRESCO2424.1.3 CONTENIDO DEL AIRE MEDIANTE EL METODO DE PRESION2474.1.4 DENSIDAD (PESO UNITARIO), RENDIMIENTO Y CONTENIDO DEL AIRE (GRAVIMETRICO)DEL CONCRETO2644.2 ENSAYOS AL CONCRETO ENDURECIDO2754.2.1 PRUEBA BRASILEA2754.2.2 RESISTENCIA A LA COMPRESION DEL CONCRETO ENDURECIDO POR MEDIO DENUCLEOS DE CONCRETO2864.2.3 ENSAYO CON EL ESCLEROMETRO3004.3 OTROS ENSAYOS3072

4.3.1 GRUMOS DE ARCILLA Y PARTICULAS DESMENUZABLESENAGREGADOSPARA ELCONCRETO3074.3.2GRAVEDAD ESPECFICA DEL CEMENTO3154.3.3 TIEMPO DE FRAGUADO DEL CEMENTO HIDRAULICOPORMEDIO DELAS AGUJAS DEGILLMORE3245. CAPITULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES3355.1 CONCLUSIONES3365.2 RECOMENDACIONES338BIBLIOGRAFIA3393

NDICE DE TABLASTabla N 1. Nmeros de Designacin, Pesos Nominales y Dimensiones Nominales para BarrasCorrugadas20Tabla N 2. Requerimientos de Tensin para Barras de Acero al Carbono21Tabla N 3. Requerimientos de Tensin para Barras de Acero de Baja Aleacin21Tabla N 4. Requerimientos Fsicos Estndar27Tabla N 5. Requerimientos Fsicos OpcionalesA'28Tabla N 6. Tiempo de Fraguado por Medio de las Agujas de Gillmore para el Cemento deAlbailera29Tabla NTabla NTabla NTabla NTabla N7. Gravedad Especfica del Cemento298. Requerimientos de Composicin Estndar309. Requerimientos de Composicin Opcionales*'3010. Contenido Recomendado de Aire Total para Concreto con Inclusor de Aire*' B3411. Magnitud y Precisin de los Factores de Correccin de Resistencia para Convertir laResistencia en Resistencia Equivalente en el Lugarc39Tabla N 12.Clasificacin de los Bloques por Densidad42Tabla N 13.Variacin Permisible de las Dimensiones de los Bloques42Tabla N 14.Espesor Mnimo de Caras y Tabiques.A43Tabla N 15.Requerimientos de Absorcin43Tabla N 16.Resistencia Mnima a Compresin44Tabla N 17.Valores de Carga Ejercida por el Mtodo de Tres ApoyosAplicadaalaTubera deConcreto Reforzado' A49Tabla N 18. Variaciones Permisibles en las Dimensiones53Tabla N 19. Porcentaje Mximo de Absorcin54Tabla N 20.Resistencia a la Compresin Mnima3254Tabla N 21.Proporciones del Grout por Volumen59Tabla N 22.Resistencia a la Compresin de los Cubos deMorteroPreparados en Laboratorio .61Tabla N 23. Lmites para Sustancias Perjudiciales en Agregado Fino para Concreto63Tabla N 24. Lmites para Sustancias Perjudiciales y Requerimientos de Propiedades Fsicas deAgregado Grueso para Concreto63Tabla N 25. Dimetro de Pin para Ensayo de Doblez77Tabla N 26. Factores de Correccin de la Relacin altura/espesor para Esfuerzo de Prismas deMampostera143Tabla N 27.Resistencia a la Compresin y Mximo Espesor del Materialde Refrentado172Tabla N 28.Requerimientos de la Arena Estndar217Tabla N 29.Cantidad de materiales para hechura de cubos de mortero218Tabla N 30.Capacidad de las Medidas207267Tabla N 31.Mtodo de Consolidacin268Tabla N 32.Numero de Golpes para Varillado por Capa268Tabla N 33.Magnitud y Precisin de los Factores de Correccin de Resistenciapara Convertir laResistencia en Resistencia Equivalente enel Lugarc296Tabla N 34. Dimensiones Nominales, Variaciones Permisibles para la Tela del Alambre de losTamices de Ensayo Estndar (EE.UU.) de la Serie Estndar245309Tabla N 35. Masa de la Muestra de Ensayo311Tabla N 36. Tamao del Tamiz para Remover los Residuos de Grumos de Arcilla y PartculasDesmenuzables3124

NDICE DE FIGURASFigura N 1.Longitud, Ancho y Espesor de las Unidades del Pavimento de Concreto46Figura N 2.Medicin delas Dimensiones en el Adoqun Entero103Figura N 3.Medicin delas Dimensiones en el Adoqun Cortado104Figura N 4.Medicin delas Dimensiones en el Bloque120Figura N 5.Elaboracin de Prismas de Mampostera139Figura N 6.Ubicacin de las Mediciones en el Prisma140Figura N 7.Modos de Falla142Figura N 8.Mtodo de Aplicacin de la Carga, Ensayo en Tres Apoyos, Tubera Circular148Figura N 9.Detalle de la Tira Inferior de Apoyo149Figura N 10.Hoja del Calibrador para Medicin de la Grieta150Figura N 11.Moldes Cilndricos para Suelo Cemento (dimensiones en mm)179Figura N 12.Moldes Cilndricos para Suelo Cemento (dimensiones en mm)181Figura N 13.Ejemplos de bloques no absorbentes para el moldeo de Especmenes de Grout . 189Figura N 14.Molde para ensayo de revenimiento191Figura N 15.Molde del Grout - Unidades de 152.4 mm o menos en altura, 57.2 mm es la alturamostrada del ladrillo (Frente a la pila de unidades de mampostera no se muestra un ladrillopara permitir la vista del espcimen)193Figura N 16. Molde del Grout - Unidades mayores de 152.4 mm de alto, 203.2 mm es la alturamostrada de la unidad de mampostera de concreto (Frente a la pila de unidades demampostera no se muestra un bloque para permitir la vista del espcimen)193Figura N 17.Esquema de los Patrones de Fracturas Tpicas203Figura N 18.Tazn Mezclador209Figura N 19.Paleta210Figura N 20.Tazn Mezclador219Figura N 21.Paleta220Figura N 22.Distribucin de los golpes de apisonado en los moldes227Figura N 23.Distribucin de los golpes de apisonado en los moldes227Figura N 24.Diagrama Esquemtico - Medidor tipo B249Figura N 25.Recipiente de Calibracin251Figura N 26.Tubo de rociado251Figura N 27.Vista general de un aparato apto para marcar dimetros finales utilizados para laalineacin de la pieza en la mquina de ensayo279Figura N 28. Esquema detallado de un aparato apto para marcar dimetros finales utilizadospara alinear los especmenes280Figura N 29. Gua mecnica para alinear cilindros de concreto y tiras de apoyo280Figura N 30. Planos detallados para una adecuada alineacin de la gua mecnica de 150 por300 mm del espcimen2815

Figura N 31. Muestra posicionada en una mquina de ensayo para la determinacin deresistencia por tensin indirecta282Figura N 32.Esquema de los Patrones de Fracturas Tpicas297Figura N 33.Esclermetro302Figura N 34.Matraz Le Chatelier para Ensayo de Densidad317Figura N 35.Equipo Gillmore326Figura N 36.Tazn de Mezclado328Figura N 37.Paleta329Figura N 38.Dimensiones y Tolerancias del Moldeado de la Pasta de Cemento3316

INTRODUCCINEl conocimiento de la calidad de los materiales es imprescindible en el campo del diseo,construccin y supervisin de obras de Ingeniera Civil, por lo que es necesario realizar uncontrol de la calidad de los mismos que permita conocer los componentes, propiedades ycaractersticas fsicas, qumicas y mecnicas, segn lo requieran. Este procedimiento deber serrealizado por personal tcnico dirigido por un especialista encargado del control de calidad demateriales, auxilindose de un conjunto de normas y especificaciones que rijan losprocedimientos de ensayo de laboratorio. Debido a ello, es necesario contar con un documentoque sirva de gua para el trabajo de laboratorio, realizado como parte del control de calidad delos materiales de construccin.El presente trabajo de investigacin responde a esta necesidad con un manual de guas delaboratorio para las asignaturas "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologa del Concreto",impartidas en la Universidad de El Salvador como parte del plan de estudio de la carrera deIngeniera Civil. Este manual de guas de laboratorio constituye un importante material de apoyopara las ctedras de las asignaturas mencionadas, en tanto facilita el trabajo pedaggico de loseducadores responsables de los cursos. De igual manera, el presente documento puede serutilizado como material de consulta por los estudiantes de Ingeniera Civil de la Universidad deEl Salvador, as como por cualquier persona interesada en el estudio de los materiales deconstruccin y por aquellas empresas cuyo servicio se especializa en el control de calidad de losmismos.El manual de guas de laboratorio presentado abarca los principales ensayos realizados durantelos cursos "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologa del Concreto". Al inicio del presentedocumento se establecen cada uno de los materiales que sern objeto de estudio, su definiciny sus especificaciones de calidad correspondiente, estipuladas en la norma ASTM respectiva. Acontinuacin se desarrolla un manual de procedimientos de laboratorio para cada uno de losensayos considerados. Cada gua de laboratorio est estructurada de la siguiente manera: Enprimer lugar se presenta una parte introductoria, que comprende el alcance del ensayo, lasdefiniciones relevantes para la comprensin del procedimiento de laboratorio y la importancia yaplicacin del mtodo de ensayo. A continuacin se presenta una lista detallada de losmateriales y equipo a utilizar en la prctica, seguido de una descripcin detallada y actualizadadel procedimiento de laboratorio correspondiente, en base a lo estipulado en las normas de la"Sociedad Americana para Pruebas de Materiales" (ASTM, por sus siglas en ingls). Como partefinal se detallan las frmulas matemticas para el clculo de los parmetros e indicadores deinters, as como un formato de registro de los datos recopilados en el ensayo y lacorrespondiente informacin obtenida de los clculos realizados.7

CAPITULO IGeneralidades8

1.1 ANTECEDENTESEn la actualidad el control de calidad de los materiales es requerido en muchas construccionesciviles. Dicho control depende de la magnitud de la obra o proyecto a realizar. Entre lasinstituciones que prestan el servicio de control de calidad de materiales, se pueden mencionar:el Instituto Tcnico Centro Americano (ITCA), el Instituto Salvadoreo del Cemento y delConcreto (ISCYC), empresas dedicadas al control de calidad y algunas universidades del pas quecuentan con laboratorio de materiales, tales como: Universidad de El Salvador, UniversidadGerardo Barrios, Universidad de Oriente entre otras. Estas universidades poseen sus propiosprocedimientos basados en las especificaciones adoptadas por estas para el control de calidad.A nivel internacional existen organismos de normalizacin que establecen los procedimientos delaboratorio para el control de calidad de los materiales de construccin. El Salvador, al igual quemuchos pases de Latinoamrica, no cuenta con instituciones dedicadas al desarrollo de unanormativa al respecto. Para solventar dicha carencia recurre a la adopcin de normasdesarrolladas en pases extranjeros, tales como las especificaciones de la Sociedad Americanapara Pruebas de Materiales (ASTM, por sus siglas en ingls).Adicionalmente, en algunas universidades del pas se han realizado trabajos de investigacinenfocados en el control de calidad de algunos materiales para la construccin. Los ttulos de lostrabajos a los que se hace referencia se presenta a continuacin: "Gua para el Control deCalidad en los Componentes y Sistemas de Mampostera con Bloques de Concreto","Recomendaciones para el Control de Calidad de Materiales y Procesos en la construccin de laCarpeta en Pavimentos Rgidos" y "Manual sobre ensayos de laboratorio para Tecnologa deMateriales", todas de la Universidad Politcnica de El Salvador.En la Universidad de El Salvador existen varios trabajos de graduacin relacionados con elcontrol de calidad. Entre estos se puede mencionar: "Concreto Lanzado: Diseo de Mezcla yPropuesta de Metodologa para el Control de Calidad".En la investigacin preliminar no se encontr informacin sobre un documento que recopile lasespecificaciones de calidad, junto con los respectivos procedimientos de laboratorio, de unconjunto de materiales de construccin, tales como los vistos en las asignaturas "Ingeniera deMateriales" y "Tecnologa del Concreto", de la Universidad de El Salvador; lo cual brinda laposibilidad de elaborar un trabajo de investigacin en el cual se determinen las especificacionesde calidad de los diversos materiales y los correspondientes procedimientos de laboratorio parala realizacin de un adecuado control de calidad.1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAActualmente se disean y construyen obras civiles con diversos materiales, debido a lo cual esindispensable el conocimiento de las caractersticas fsicas y mecnicas de estos a travs de suestudio en el laboratorio, como parte del control de calidad de los mismos. Dentro de estecontexto, la formacin del estudiante de Ingeniera Civil en el campo de estudio de la calidad delos materiales condiciona positivamente su futuro desempeo laboral.9

En la Universidad de El Salvador, la carrera de Ingeniera Civil contempla en su plan de estudiolas asignaturas "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologa del Concreto", con el propsito depreparar acadmicamente al estudiante en el estudio de los materiales de construccin. Cadauna de las asignaturas en cuestin consta de un programa de laboratorio, el cual se desarrollade forma paralela al contenido terico de la ctedra, con la finalidad de desarrollar la parteprctica de las asignaturas. Este programa de laboratorio contempla ensayos a diversosmateriales para ser ejecutados por los alumnos durante el curso. Los ensayos a los que se hacereferencia cuentan con guas de procedimientos para la ejecucin de las prcticas. Sin embargo,estos procedimientos necesitan ser actualizados constantemente, debido a que las normas enlas cuales se basan experimentan cambios como resultado de las revisiones peridicas de estas.As mismo, es conveniente sealar la importancia de relacionar el conocimiento prctico con elconocimiento terico de las asignaturas "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologa del Concreto",mediante el concepto de control de calidad, en tanto permita unificar bajo un mismo propsitoel estudio de los materiales de construccin.1.3 OBJETIVOS1.3.1 OBEJETIVO GENERALS Elaborar un documento que contenga las especificaciones de calidad y procedimientosde laboratorio de los ensayos realizados a los materiales de construccin, estudiados enlas asignaturas "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologa del Concreto", basado en lasnormas de la Sociedad Americana para Pruebas de Materiales (ASTM).1.3.2 OBJETIVOS ESPECFICOSS Documentar las especificaciones de calidad de los materiales de construccinestudiados en las asignaturas "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologa del Concreto", enbase a las normas ASTM correspondientes.S Determinar los ensayos de laboratorio que se realizan a los materiales de construccinestudiados en las asignaturas "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologa del Concreto".S Establecer los ensayos de laboratorio que sern considerados en la elaboracin deldocumento.S Recopilar los procedimientos de laboratorio contenidos en las guas elaboradas por lasctedras de "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologa del Concreto"S Efectuar una revisin y actualizacin de los procedimientos de laboratorio ejecutados enlas asignaturas "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologa del Concreto", en base a lasnormas ASTM correspondientes.S Realizar un anlisis e interpretacin de las normas ASTM, con el fin de establecer unprocedimiento de laboratorio para cada ensayo considerado.S Establecer un procedimiento de laboratorio para cada ensayo considerado.S Elaborar un documento que contenga las especificaciones de calidad de los materialesde construccin estudiados en las asignaturas "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologadel Concreto", y los procedimientos de laboratorio de los ensayos que se realizan aestos materiales.10

1.4 ALCANCECon el presente trabajo se pretende elaborar un documento que recopile las especificacionesnecesarias para realizar el control de calidad de los diversos materiales utilizados en laconstruccin, estudiados en las asignaturas "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologa delConcreto", de la Universidad de El Salvador. Sin embargo, en la elaboracin del presentedocumento no se han considerado todos los ensayos que se realizan a los materiales deconstruccin en estudio, ni se han incluido todas las especificaciones de calidad de los mismos,sino solamente aquellas que tengan relacin con los ensayos considerados.Para cada ensayo de laboratorio se ha elaborado un procedimiento actualizado en base a lasnormas publicadas por la Sociedad Americana para Pruebas de Materiales (ASTM, por sus siglasen ingls). Cada una de las guas de laboratorio contiene: el alcance del ensayo, definicionesrelevantes, importancia y aplicacin del mtodo, materiales y equipo a utilizar, procedimientodetallado para la ejecucin de la prctica, frmulas matemticas para el procesamiento de losdatos y la informacin estipulada como contenido del reporte por la norma respectiva. Asmismo, se ha elaborado un formato de registro que permite evidenciar la realizacin de lasactividades correspondientes, en el cual se han incluido los datos de relevancia para el adecuadocontrol de los procedimientos. Dicho formato ha sido elaborado conforme a lo establecido en lapropuesta del sistema documental del laboratorio de suelos y materiales de la Universidad de ElSalvador.1.5 JUSTIFICACINEl entorno profesional actual demanda ingenieros civiles altamente capacitados para dirigir,disear, supervisar y ejecutar obras civiles. Debido a ello, una adecuada formacin acadmicadel estudiante de ingeniera civil es fundamental para la satisfaccin de dicha demanda. Enconsideracin de esta premisa, surge la proposicin del presente trabajo.Actualmente las ctedras "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologa del Concreto", impartidas enla Universidad de El Salvador, como parte del plan de estudio de la carrera de Ingeniera Civil, nocuentan con un documento de consulta que compendie aquellos ensayos que se ejecutan en elcurso de las asignaturas, referenciados a las especificaciones tcnicas de control de calidad. Elpresente trabajo suple dicha carencia a travs de un documento en el cual se ha actualizado,interpretado y simplificado los procedimientos de dichos ensayos, en base a las normasinternacionales que los contemplan, y en el que se han establecido las especificaciones decontrol de calidad como propsito principal de la realizacin de los ensayos. El documentopretende ser de utilidad tanto para estudiantes de la carrera de Ingeniera Civil, como para losdocentes que imparten la asignatura en cuestin, en tanto puede ser utilizado como material deconsulta durante el desarrollo del curso, contribuyendo as a reforzar el aspecto terico de lasasignaturas. De igual manera, este trabajo puede ser utilizado como documento de consultapara el resto de universidades del pas que imparten las asignaturas "Ingeniera de Materiales" y"Tecnologa del Concreto", como parte de su plan de estudio de la carrera de Ingeniera Civil, ocualquier otra asignatura que bajo otro nombre contemplen el mismo contenido de estas. As11

mismo, el trabajo presentado tambin puede ser utilizado como documento de consulta paralos laboratorios de las empresas de nuestro pas involucradas en el rubro de la construccin.Finalmente, cabe resaltar la importancia que la elaboracin del documento tiene para lasfacultades multidisciplinarias de la Universidad de El Salvador, especficamente para losestudiantes y docentes de la carrera de Ingeniera Civil, quienes ahora cuentan con una guabsica de laboratorio de las asignaturas "Ingeniera de Materiales" y "Tecnologa del Concreto"para realizar los ensayos en el transcurso de sus visitas tcnicas al laboratorio de suelos ymateriales de la Ciudad Universitaria.12

CAPITULO IIDefiniciones yEspecificaciones deCALIdAD pARA LosMAteRiALEs de Estudio13

2. CAPITULO II: DEFINICIONES Y ESPECIFICACIONES DE CALIDAD PARA LOS MATERIALES DEESTUDIO2.2 ESPECIFICACIONESUna especificacin es una declaracin precisa que establece los requisitos que debe cumplir unmaterial, producto, sistema o servicio. En el rubro de la construccin, las especificaciones jueganun papel preponderante en la bsqueda del aseguramiento de la calidad de los materiales, entanto que establecen un criterio de referencia para la aceptacin o rechazo de un producto oservicio.Para comprender a cabalidad la importancia de las especificaciones dentro del control decalidad de los materiales, es necesario enmarcar el concepto de especificacin dentro de unconcepto ms amplio, del cual es consecuencia. Este concepto es el de normalizacin oestandarizacin.En trminos generales, la normalizacin es el proceso de formulacin, elaboracin, aplicacin ymejoramiento de reglas establecidas para una aproximacin ordenada a una actividadespecfica, con la cooperacin de todos los involucrados y para el beneficio de estos. Esteproceso surge como una necesidad del mejoramiento continuo de materiales, productos,sistemas o servicios, con la finalidad de optimizar los recursos disponibles para satisfacer lademanda creciente de estos.En la normalizacin se emplean los documentos elaborados por las entidades rectoras a nivelinternacional o nacional, desarrollados sobre determinada disciplina del conocimiento, quepueden ser de estricto cumplimiento. Estos documentos son las llamadas Normas, queestablecen un conjunto de reglas, disposiciones y requisitos de normalizacin, metrologa ycontrol de calidad.En El Salvador no existe una entidad dedicada exclusivamente al desarrollo de normas sobremateriales de construccin. Debido a ello, se recurre a la adopcin de normas internacionales,las cuales han sido elaboradas en base a resultados de la tecnologa y la experiencia de otrospases. No obstante esta carencia, se ha realizado esfuerzos orientados al campo de lanormalizacin. As, la entidad ms importante en nuestro pas, dentro de cuyas atribuciones seencuentra la normalizacin, es el Concejo Nacional de Ciencia y Tecnologa (CONACYT). Estainstitucin ha elaborado algunas normas nacionales sobre materiales de construccin, tal ycomo la Normas Salvadoreas: "Especificaciones para las Barras de Acero Lisas y Corrugadaspara Refuerzo del Concreto" (NSO 77.13.01:07) y "Especificacin Normalizada para Cemento deMampostera" (NSO 91.13.03:03), entre otras. Dentro del CONACYT, el Centro Nacional deNormas es el organismo responsable de coordinar las actividades con otras instituciones para laelaboracin y adopcin de normas tcnicas nacionales.Los documentos normativos pueden ser de diferentes clases dependiendo del alcance delorganismo encargado de su formulacin, elaboracin y aplicacin. As, las normas se clasificanen: Normas Nacionales, Normas Regionales y Normas Internacionales.14

Las Normas Nacionales son elaboradas, sometidas a un perodo de informacin pblica ysancionadas por un organismo reconocido legalmente para desarrollar actividades denormalizacin en un mbito nacional. La legislacin salvadorea define dos tipos de normas: lasNormas Salvadoreas Obligatorias (NSO) y las Normas Salvadoreas Recomendadas (NSR). Laprincipal diferencia entre estos dos tipos de normas radica en que las NSR son idnticas a lasnormas internacionales, mientras que las NSO se basan en normas internacionales, regionales ode otro pas.Las Normas Regionales son elaboradas en el marco de un organismo de normalizacin regional,normalmente de mbito continental, que agrupa a un determinado nmero de OrganismosNacionales de Normalizacin. Ejemplo de este tipo de normas son las emitidas por la ComisinPanamericana de Normas Tcnicas (COPANT), del cual El Salvador es miembro, a travs delCONACYT.Las Normas Internacionales tienen caractersticas similares a las normas regionales en cuanto asu elaboracin, pero se distinguen de ellas en que su mbito es mundial. Ejemplo de este tipo denormas son las emitidas por la Organizacin Internacional para la Estandarizacin (ISO), del cualEl Salvador tambin es miembro, a travs del CONACYT.Adicionalmente a esta clasificacin, existe otro tipo de organismos de normalizacin quetrabajan bajo el mbito privado. Algunos ejemplos de este tipo de organismos son la SociedadAmericana para Pruebas de Materiales (ASTM), la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles(ASCE) y el Instituto Americano del Concreto (ACI).En El Salvador la mayora de las especificaciones de los proyectos de ingeniera civil hacenreferencia a normas desarrolladas en pases extranjeros. Esto se debe, como se mencionanteriormente, a la carencia de normativas propias, y a la preocupacin por el aseguramiento dela calidad de los materiales de construccin y procesos constructivos estipulados en dichasespecificaciones. En el mbito de la construccin, los documentos a las que se hace referenciacon mayor frecuencia en nuestro pas son las emitidas por las siguientes instituciones:ASTM: Sociedad Americana para Pruebas de MaterialesACI: Instituto Americano del ConcretoAASHTO: Asociacin Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y TransporteAWS: Sociedad Americana de SoldaduraANSI: Instituto Nacional Americano de NormasASCE: Sociedad Americana de Ingenieros CivilesSIECA: Secretara de Integracin Econmica CentroamericanaEn el campo de estudio de los materiales de construccin las normas son de gran importanciapara el trabajo de laboratorio. En nuestro pas, los documentos generalmente usados parareferenciar los ensayos de laboratorio son las normas ASTM.La ASTM es una de las organizaciones internacionales ms importantes a nivel mundial, quedesarrolla normas elaboradas por consenso, de aplicacin voluntaria, aplicables a los materiales,15

productos, sistemas y servicios. Las normas de esta organizacin se pueden clasificar en seisgrupos:Normas de Mtodo de Ensayo: Contienen un procedimiento definitivo que produce un resultadode prueba. Incluye la identificacin, medicin y evaluacin de una o ms cualidades,caractersticas o propiedades. Se caracterizan por contener en su estructura un apartado sobredeclaracin de precisin y desviacin, el cual se informa al final del mtodo de ensayo.Normas Prcticas: Contienen un grupo definitivo de instrucciones para ejecutar una o msoperaciones que no producen un resultado de prueba. Entre los ejemplos de este tipo deinstrucciones se encuentran la aplicacin, evaluacin, limpieza, recoleccin, descontaminacin,etc.Normas de Especificacin: Contienen un grupo explcito de requerimientos que un material,producto, sistema o servicio debe satisfacer. Una especificacin identifica mtodos de ensayopara determinar si se cumple cada uno de los requerimientos. Estos requerimientos puedenincluir propiedades fsicas, mecnicas o qumicas y criterios de seguridad, calidad y desempeo.Normas de Clasificacin: Son esencialmente arreglos o divisiones sistemticas de materiales,productos, sistemas o servicios en grupos basados en caractersticas similares, tal como elorigen, la composicin, las propiedades o el uso.Normas Gua: Contienen un compendio de informacin o serie de opciones que no recomiendaun curso de accin especfico. En formato y estilo, una Norma Gua aumenta el conocimiento dela informacin y los enfoques para un tema en particular.Normas de Terminologa: Son documentos que incluyen definiciones de trminos, explicacionesde smbolos, abreviaturas o acrnimos.La ASTM est dividida en 130 comits tcnicos, quienes se encargan de desarrollar las normasreferentes al rea tcnica y de gestin de la cual son responsables. Estos comits desarrollancerca de 11,000 normas, las cuales son publicadas en los 77 volmenes del Libro Anual de laASTM. Los volmenes consultados para la elaboracin del presente documento se enuncian acontinuacin:Volumen 01.02: Concreto y AgregadosVolumen 01.03: Acero - Placa, Lmina, Listn, Cable, Barra de Acero InoxidableVolumen 01.04: Acero - Refuerzo Estructural, Recipiente de Presin, FerrocarrilVolumen 03.01: Metales - Pruebas Mecnicas; Pruebas de Temperatura Baja y Elevada;MetalografaVolumen 04.01: Cemento; Cal, YesoVolumen 04.05: Materiales No Metlicos Resistentes a Productos Qumicos; Tubera de ArcillaVitrificada, Tubera de Concreto; Productos de Cemento Reforzado con Fibra; Morteros yGrouts; Mampostera; Concreto PrefabricadoVolumen 04.08: Suelo y Roca (I)16

Las normas ASTM representan un valioso aporte para el trabajo de laboratorio en las diversasreas de la Ingeniera Civil, particularmente en el estudio de los materiales de construccin, entanto que usualmente constituyen la base de las guas de laboratorio empleadas para larealizacin de los ensayos. Estas guas definen cmo y bajo qu circunstancias debe llevarse acabo los ensayos de laboratorio, con el fin de unificar y simplificar los procedimientos. Es aqudonde el papel preponderante de la normalizacin se vuelve manifiesto, ya que laestandarizacin de los ensayos permite que los resultados obtenidos sean mutuamentecomparables y reproducibles.Las especificaciones de calidad son, entonces, una de las consecuencias directas del proceso denormalizacin, la cual es una poltica de calidad que emplea documentos especficos de carcterdirectriz, denominados Normas, cuya informacin contenida es el constituyente principal de lasguas de laboratorio utilizadas en los ensayos que se le realizan a los diversos materiales deconstruccin.2.3 MATERIALES DE CONSTRUCCINDesde sus comienzos, el ser humano ha modificado su entorno para adaptarlo a susnecesidades. Para ello ha hecho uso de todo tipo de materiales naturales, que con el paso deltiempo y el desarrollo de la tecnologa, se han ido trasformando en distintos productos,mediante procesos de manufactura de creciente sofisticacin. Los materiales naturales sinprocesar se suelen denominar materias primas, mientras que los productos elaborados a partirde ellas se denominan materiales de construccin.Los materiales que se utilizan en la construccin constituyen el elemento indispensable para laejecucin de las obras. Al emplearse en grandes cantidades, estos deben provenir de materiasprimas abundantes y baratas. Por ello la mayora de los materiales de construccin se elaborana partir de materiales de gran disponibilidad, como por ejemplo: arena, arcilla o piedra.Los materiales de construccin tienen como caracterstica comn el ser duraderos.Dependiendo de su uso, debern satisfacer otros requisitos, tales como: dureza, resistenciamecnica, resistencia al fuego, facilidad de limpieza, entre otros. Conocer sus caractersticas,propiedades y comportamiento, as como su proceso de elaboracin especialmente en aquellosque se fabrican a pie de obra, es algo fundamental para cualquier ingeniero que debadesempear sus funciones dentro del proceso constructivo.En los pases desarrollados los materiales de construccin estn regulados por una seriede cdigos y estndares que definen las caractersticas que deben cumplir, as como su mbitode aplicacin. El propsito de esta regulacin es doble: por un lado garantiza unos estndares decalidad mnimos en la construccin, y por otro permite a los ingenieros y arquitectos conocer deforma ms precisa el comportamiento y caractersticas de los materiales empleados.Es por ello el inters de presentar un documento que recopile las especificaciones de calidad delos materiales de construccin de mayor utilidad en el medio actual, as como tambin los deinters para las ctedras Ingeniera de Materiales y Tecnologa del Concreto. A continuacin se17

presentan las definiciones, los ensayos de control, especificaciones de calidad y los requisitos deaceptacin y rechazo de cada material de construccin considerado en este documento,basados en las normas ASTM.18

2.3.1 ACERO DE REFUERZODefinicinEl acero de refuerzo estructural es un material producto de la aleacin de hierro, carbono ypequeas cantidades de silicio, fsforo, azufre y oxgeno, cuya variacin en su contenido leaporta caractersticas especficas al material. Las barras de acero estructural son piezas de acerolaminado, de seccin transversal circular, hexagonal o cuadrada. Se clasifican de acuerdo a sulmite de fluencia (grado) y a su acabado (lisa o corrugada). Este material es utilizado en laconstruccin para agregar resistencia a otro material.Ensayos de controlLos ensayos de laboratorio considerados en el presente documento para este material son los 1siguientes:S Tensin al Acero de Refuerzo(Norma ASTM A370: "Mtodo de Ensayo Estndar y Definiciones para EnsayosMecnicos de Productos de Acero").S Doblez al Acero de Refuerzo(Norma ASTM A370).Especificaciones de calidadA continuacin se detallaran las especificaciones de calidad correspondientes a las barras deacero de refuerzo para el concreto, las cuales consistirn en dos tipos de acero, el acero alcarbono y el acero de baja aleacin, que se encuentran regidos bajo las normas siguientes: laNorma ASTM A 615-04: "Especificacin Estndar para Barras de Acero al Carbono Lisas yCorrugadas para Refuerzo del Concreto" y la Norma ASTM A 706/A 706M-04b: "EspecificacinEstndar para Barras de Acero Lisas y Corrugadas de Baja Aleacin para Refuerzo del Concreto".De las normas mencionadas anteriormente, para los tipos de acero solo se extraer lainformacin concerniente a los ensayos considerados en este documento.Las especificaciones de calidad se han dividido en base a sus propiedades fsicas y propiedadesmecnicas, para las cuales se presentara primero el tipo de barra de acero y seguidamente laespecificacin correspondiente a la propiedad mostrada. 11Los ensayos de control considerados en este documento no representan la totalidad de los ensayos que se le realizana este material.19

Propiedades FsicasVariacin Permisible en la Masa de la Barra:- Barras de Acero al Carbono y Barras de Acero de Baja AleacinLas barras corrugadas para refuerzo debern ser evaluadas en base al peso nominal [masa]. Elpeso [masa] del espcimen, determinado y redondeado en conformidad con la Practica ASTME29, deber ser por lo menos un 94% del peso por unidad de longitud aplicable especificado enla Tabla N 1:Tabla N 1. Nmeros de Designacin, Pesos Nominales y Dimensiones Nominales para BarrasCorrugadas2No. deDesignacinde Barra^Peso Nominal,lb/pie[Masa nominal,kg /m]Dimensiones NominalesB

Dimetropulg [mm]rea de la seccintransversalpulg2 [mm2]Permetropulg [mm]

3 [10]0.376 [0.560]0.375 [9.5]0.11 [71]1.178 [29.9]

4 [13]0.668 [0.994]0.500 [12.7]0.20 [129]1.571 [39.9]

5 [16]1.043 [1.552]0.625 [15.9]0.31 [199]1.963 [49.9]

6 [19]1.502 [2.235]0.750 [19.1]0.44 [284]2.356 [59.8]

7 [22]2.044 [3.042]0.875 [22.2]0.60 [387]2.749 [69.8]

8 [25]2.670 [3.973]1.000 [25.4]0.79 [510]3.142 [79.8]

9 [29]3.400 [5.060]1.128 [28.7]1.00 [645]3.544 [90.0]

10 [32]4.303 [6.404]1.270 [32.3]1.27 [819]3.990 [101.3]

11 [36]5.313 [7.907]1.410 [35.8]1.56 [1006]4.430 [112.5]

14 [43]7.65 [11.38]1.693 [43.0]2.25 [1452]5.32 [135.1]

18 [57]13.60 [20.24]2.257 [57.3]4.00 [2581]7.09 [180.1]

A Los nmeros de designacin de las barras estn basados en la cantidad de octavos de pulgada incluidos en eldimetro nominal de la barra (Para los nmeros de designacin de la barra se ha aproximado el nmero de milmetrosdel dimetro nominal de la barra).B Las dimensiones nominales de una barra corrugada son el equivalente a los de una barra lisa redonda con el mismopeso [masa] por pie [metro] que el de una barra corrugada.Propiedades MecnicasS Ensayo de TensinRequerimientos de Tensin:El material, representado por los especmenes de ensayo, deber cumplir los requerimientosmnimos para Resistencia a Tensin, Resistencia a Fluencia y Porcentaje de Elongacin para lasbarras de acero al carbono y las barras de acero de baja aleacin especificados en la Tabla N 2 yTabla N 3 respectivamente:2Fuente: Norma ASTM A 615-04b, "Especificacin Estndar para Barras de Acero al Carbono Lisas y Corrugadas paraRefuerzo del Concreto", para acero al carbono, y A 706/A 706M-04b,"Especificacin Estndar para Barras de AceroLisas y Corrugadas de Baja Aleacin para Refuerzo del Concreto", para acero de baja aleacin, siendo la misma Tablapara ambos aceros.20

Tabla N 2. Requerimientos de Tensin para Barras de Acero al Carbono3Grado 40 [280]AGrado 60 [420]Grado 75 [520]B

Resistencia mnima aTensin, psi [MPa]60 000 [420]90 000 [620]100 000 [690]

Resistencia mnima aFluencia, psi, [MPa]Elongacin mnima en 8pulg [203.2mm], por ciento:N de Designacin de Barra40 000 [280]60 000 [420]75 000 [520]

3 [10]119-

4, 5 [13, 16]129-

6 [19]1297

7, 8 [22, 25]-87

9, 10, 11 [29, 32, 36]-76

14, 18 [43, 57]-76

A Barras Grado 40 [280] son proporcionadas solo en tamaos 3 hasta 6 [10 hasta 19].B Barras Grado 75 [520] son proporcionadas solo en tamaos 6 hasta 18 [19 hasta 57].Tabla N 3. Requerimientos de Tensin para Barras de Acero de Baja Aleacin4Resistencia a Tensin, min, psi [MPa]80 000 [550]a

Resistencia a Fluencia, min, psi, [MPa]60 000 [420]

Resistencia a Fluencia, max, psi, [MPa]78 000 [540]

Elongacin en 8 pulg [203.2mm], min, %Designacin de Barra No.

3, 4, 5, 6 [10, 13, 16, 19]14

7, 8, 9, 10, 11 [22, 25, 29, 32, 36]12

14, 18 [43, 57]10

A La resistencia a la tensin no deber ser inferior a 1.25 veces la resistencia de fluencia actual.S Ensayo de DoblezLa especificacin para el ensayo de doblez ser la misma tanto para barras de acero al carbonos como para barras de acero de baja aleacin.Luego de realizado el ensayo de doblez a la barra de acero, segn el procedimiento descrito enla Norma ASTM A 370, el espcimen es examinado visualmente, con el fin de detectar fallas o3Fuente: Norma ASTM A 615-04b, "Especificacin Estndar para Barras de Acero al Carbono Lisas y Corrugadas paraRefuerzo del Concreto", Tabla N 2.4Fuente: Norma ASTM A 706/A 706M-04b, "Especificacin Estndar para Barras de Acero Lisas y Corrugadas de BajaAleacin para Refuerzo del Concreto", Tabla N 3.21

imperfecciones. Se considera que el espcimen cumple el ensayo de doblez cuando no seobservan grietas en el radio exterior de la porcin doblada.Aceptacin y RechazoBarras de Acero al Carbono y Barras de Acero de Baja Aleacins Si alguna barra corrugada de la muestra presenta sobrepeso (exceso de masa), esto noser causa de rechazo.s Las barras debern estar libres de imperfecciones superficiales perjudiciales. xido,fisuras, irregularidad superficiales o incrustaciones de laminado, no debern constituirrazn para el rechazo, siempre que el peso, dimensiones, rea de seccin transversal, ypropiedades de tensin de una muestra cepillada a mano con cepillo de alambre nosean menores que los requerimientos mostrados anteriormente.s Imperfecciones superficiales o defectos diferentes de los especificados en el prrafoanterior debern ser considerados perjudiciales cuando las muestras que contengantales imperfecciones no cumplan cualquier requerimiento de tensin o doblado.Ejemplos incluyen, pero no se limitan a: astillas, pliegues, fisuras, incrustaciones, grietasde enfriado o moldeado, y/o marcas del laminado.s El material que tenga defectos graves subsecuentes a la aprobacin en la planta delfabricante deber ser rechazado y el fabricante deber ser debidamente notificado.s Las barras de acero corrugadas, representadas por la muestra de ensayo, que nocumplan con las especificaciones de tensin y doblez descritas anteriormente, deben serrechazadas.Repeticin de EnsayosSi alguna propiedad relativa a la tensin de cualquier espcimen de ensayo para tensin esmenor que lo especificado, y si alguna parte de la fractura se encuentra fuera del tercio mediode la longitud calibrada, indicada por las marcas hechas en el espcimen antes del ensayo, serpermitido la repeticin del ensayo.Si los resultados de un espcimen original sometido a tensin no cumple los requerimientosmnimos especificados y se encuentran dentro de 2000 psi (14MPa) de la resistencia a tensinrequerida, dentro de 1000 psi (7MPa) del punto de fluencia requerido, o dentro de dos unidadesporcentuales de la elongacin requerida, se permitir la repeticin del ensayo en dosespecmenes aleatorios para cada espcimen de tensin original fallado del lote. Ambosespecmenes reensayados debern cumplir los requerimientos de esta especificacin. Si unespcimen no supera el ensayo de doblez por razones diferentes a razones mecnicas o sepresentan fallas en el espcimen, la repeticin del ensayo ser permitido en dos especmenestomados aleatoriamente del mismo lote. Ambos especmenes reensayados debern reunir los22

requerimientos de esta especificacin. Los reensayos debern ser realizados en especmenes deensayo que estn a temperatura ambiente, pero no a menos de 16 C (60 F).Si un ensayo de peso (masa) no cumple por razones diferentes a defectos en el espcimen, elreensayo ser permitido en dos especmenes tomados aleatoriamente del mismo lote. Ambosespecmenes reensayados debern reunir los requerimientos de esta especificacin.Si algn espcimen no supera un ensayo a causa de razones mecnicas, tales como fallas delequipo de ensayo o preparacin inadecuada del espcimen, el reemplazo del espcimen serpermitido.Si se detectan defectos en un espcimen de ensayo, ya sea antes o durante la ejecucin delensayo, el reemplazo del espcimen ser permitido de la horneada de la misma colada y delmismo tamao de barra que la original.23

2.3.2 SOLDADURA Y ACOPLES MECNICOS EN EL ACERO DE REFUERZODefinicinEn ocasiones en la construccin de obras de concreto reforzado es necesario soldar las barras deacero de refuerzo que componen la estructura, con la finalidad de otorgarle continuidad alelemento. En nuestro pas, la barra utilizada mayormente en la preparacin del concretoreforzado es la barra de acero al carbono, la cual es fabricada de acuerdo a la Norma ASTMA615: "Especificacin Estndar para Barras de Acero al Carbono Lisas y Corrugadas paraRefuerzo de Concreto". Es importante sealar que esta norma no contempla especificacionespara una posible unin por soldadura. Sin embargo, es prctica acostumbrada soldar las barrasde acero fabricadas bajo sta especificacin, a pesar de que dicha tcnica no es recomendadaen este tipo de barra debido a su baja soldabilidad, la cual es una caracterstica que condicionade manera desfavorable las propiedades mecnicas de las uniones soldadas.Para solventar este problema estructural, cuando se requiera unir este tipo de barra durante elproceso constructivo, usualmente se recomienda utilizar acoples mecnicos en lugar desoldaduras. El acople mecnico asegura el mantenimiento de la distribucin contina de la cargaen la barra, sin depender de la condicin o de la existencia del concreto. Los acoples mecnicosofrecen una integridad estructural mayor que la soldadura, y ofrecen resistencia y solidez encaso de eventos ssmicos, naturales o de otro tipo.Ensayos de controlEl ensayo de laboratorio considerado en el presente documento para este material es elsiguiente:5S Tensin en Barras de Acero Soldadas o con Acoples Mecnicos(Norma ASTM A370)6.Especificaciones de calidadA continuacin se presentan las especificaciones correspondientes al ensayo de tensin enbarras de acero unidas por soldadura o acoples mecnicos. La informacin fue tomada de laNorma Tcnica para Diseo y Construccin de Estructuras de Concreto de El Salvador.S Tensin en Barras de Acero Soldadas o Con Acoples MecnicosSegn la Norma Tcnica para Diseo y Construccin de Estructuras de Concreto de El Salvador,para las Uniones Soldadas o Mecnicas, las varillas de acero de refuerzo para elementos de5Los ensayos de control considerados en este documento no representan la totalidad de los ensayos que se lerealizan a este material.6Aunque el procedimiento para el ensayo de tensin a barras de acero soldadas no se contempla como tal en lanorma citada, el procedimiento desarrollado en este documento es una adopcin del ensayo de tensin descrito en lanorma ASTM A 370, "Mtodo de Ensayo Estndar y Definiciones para Ensayos Mecnicos de Productos de Acero".24

concreto pueden unirse por medio de soldaduras o dispositivos mecnicos, siempre que dichasuniones cumplan con los requisitos estipulados a continuacin: Toda unin soldada o con dispositivo mecnico, debe ser capaz de transferir al menos el125% de la fuerza de fluencia de tensin en las barras unidas, sin que sea necesario queexceda la resistencia mxima de estas. En cualquier seccin de todo el elemento, se podr unir nicamente 1/3 de la soldaduradel acero de refuerzo mximo. Dos secciones consecutivas con uniones debern estarseparadas no menos de 60 cm. Las uniones soldadas se harn de acuerdo a la "Norma Tcnica para Control de Calidadde Materiales Estructurales". El diseo de las uniones soldadas o con dispositivos mecnicos debe permitir la correctacolocacin final del refuerzo y el concreto en el elemento.Aceptacin y RechazoPara uniones soldadas o mecnicas en las varillas de acero de refuerzo, se deber cumplir acabalidad lo establecido en la Norma Tcnica para Diseo y Construccin de Estructuras deConcreto de El Salvador.25

2.3.3 CEMENTODefinicinEs una sustancia mineral en polvo, que contiene por lo general una mezcla de cal, almina,slice, xido de hierro y magnesia, que al mezclarlo con agua forma una pasta que al fraguar seendurece. El cemento es utilizado como aglutinante en el concreto, morteros, yeso, etc.Numerosos compuestos orgnicos utilizados para la adhesin, o material de sujecin, se llamancementos, pero estos son clasificados como adhesivos, y el trmino cemento solo se entiendecomo material de construccin. En la actualidad existe una gran variedad de tipos de cemento,entre los que se pueden mencionar los cementos hidrulicos, los cementos mezclados, loscementos portland, entre otros.Ensayos de controlLos ensayos de laboratorio considerados en el presente documento para este material son lossiguientes:7S Gravedad Especfica del Cemento(Norma ASTM C188: "Mtodo de Ensayo Estndar para la Densidad del CementoHidrulico").S Tiempo de Fraguado de la Pasta de Cemento Portland por Medio de las Agujas deGillmore(Norma ASTM C266: "Mtodo de Ensayo Estndar para el Tiempo de Fraguado de laPasta de Cemento-Hidrulico por las Agujas de Gillmore").Especificaciones de calidadA continuacin se detallan las especificaciones de calidad correspondientes a los ensayos de lagravedad especfica del cemento y el tiempo de fraguado del cemento por medio de las agujasde Gillmore. Las especificaciones consideradas para el control de calidad, han sido tomadas devarias normas que presentan algunas especificaciones para diversos tipos de cementos, siendoestas: Norma ASTM C91:"Espedficacin Estndar para el Cemento de Albailera". Norma ASTM C150:"Especificadn Estndar para Cementos Portland", que incluye loscementos tipo I, IA, II, IIA, III, IIIA, IV y V. Norma ASTM C595:"Especificaciones Estndar para Cementos Mezclados", que incluyelos cementos tipo S, IS, I(SM), IP, P, I(PM). Norma ASTM C1157:"Especificaciones Estndar para el Desempeo de CementosHidrulicos".7Los ensayos de control considerados en este documento no representan la totalidad de los ensayos que se lerealizan a este material.26

Las especificaciones de calidad sern divididas en base a sus propiedades fsicas y propiedadesqumicas.Propiedades FsicasEn la Tabla N 4 se presentan algunos requerimientos fsicos estndar concernientes al CementoPortland. En la Tabla N 5 se presentan los requerimientos fsicos opcionales, como parte de lasespecificaciones bajo la norma ASTM C 150, dentro de los que se encuentra la especificacinpara el "Tiempo de Fraguado del Cemento Portland por Medio de las Agujas de Gillmore."Tabla N 4. Requerimientos Fsicos Estndar8MtodoTipo de Cemento^deensayoaplicableIIAIII IAIIIIIIAIVV

Contenido de aire del mortero,C 185

volumen %

mximo1222122212221212

mnimo161616

Finura, superficie especfica,m2/Kg (mtodos alternativos)

Ensayo del TurbidimetroC 115

Valor promedio, minD160160160160160160

Cualquier muestra, min0150150150150150150

Valor promedio, mximo0240 F240 F240

Cualquier muestra, mximo0Ensayo de permeabilidad delC 204245 F245 F245

aire

Valor promedio, min0280280280280280280

Cualquier muestra, min0260260260260260260

Valor promedio, mximo0420420420

Cualquier muestra, mximo0Autoclave de expansin,C151430430430

mximo, %

Resistencia, no inferior a los0.800.800.800.800.800.800.800.80

valores indicados para las edadesindicadas en lo siguiente G:

Resistencia a la compresin,MPa (psi):C109/C109M

1 da12.0(1740)10.0(1450)

3 das12.0(1740)10.0(1450)10.0(1450)7.0 H(1020)H8.0(1160)6.0 H(870)H24.0(3480)19.0(2760)8.0(1160)

7 das19.0(2760)16.0(2320)17.0(2470)14.0(230)7.0(1020)15.0(2180)

8 Fuente: Norma ASTM C 150-07, "Especificacin Estndar para Cementos Portland", Tabla N 3.27

12.0 H 9.0 H(1740)h (1310)h28 das..................17.021.0(2470) (3050)Tiempo de ajuste; Ensayo de C 191Vicat: ITiempo de fraguado, mn, nomenos de4545454545454545

Tiempo de fraguado, mn, noms de375375375375375375375375

A El cemento que cumpla los requisitos para todos los tipos no se transportan en stock en algunas zonas. Antes deespecificar el uso del cemento que no sean del tipo I, determinar si el tipo de las propuestas de cemento es, o puedeser hecho, accesible.B El cumplimiento de los requisitos de la especificacin C 150 no garantiza necesariamente que el contenido de airedeseado sea obtenido en el concreto.CEn el laboratorio de ensayos se selecciona el mtodo de finura que se utilizar. Sin embargo, cuando la muestra nocumple con los requisitos del ensayo de aire-permeabilidad, se utilizar el ensayo del turbidmetro, y los requisitos deesta tabla para el mtodo del turbidmetro regirn.D El valor promedio se determinar en las ltimas cinco muestras consecutivas de una fuente.E El valor de cualquier muestra deber ser el resultado de un ensayo o el promedio de los ensayos en cualquiermuestra.F El promedio mximo y los lmites mximos individuales de finura de la muestra no se aplican si la suma de C3S +4.75CA es menor o igual a 90.G La resistencia a cualquier edad del ensayo prescrito no ser inferior a la alcanzada a cualquier edad del ensayoespecificado anteriormente.H Cuando el calor de hidratacin es opcional, en la Tabla N 5 se especifica.I El tiempo de ajuste es el que se describe como el tiempo inicial fijado en el mtodo de ensayo C191.Tabla N 5. Requerimientos Fsicos Opcionales*'9Tipo de CementoFalso set, penetracin final,mnimo, %Falso Calor de Hidratacin7 das, mximo, kj/kg (cal/g)28 das, mximo, kj/kg (cal/g)Resistencia, no inferior a losvalores indicados:Resistencia a la compresin,MPa (psi)28 dasMtodode ensayo IIAIIaplicableC 451505050~"C 186......290(70) BC 109/C 109M28.0 22.028.0(4060)(3190)(4060)22.0 (3190)IIA III IIIA IV V50 5050 50 50

290 .. 250 .

(70) B(60)c

. 290 .

22.0 .(70)c

(3290)18.0(2610)

9Fuente: Norma ASTM C 150-07, "Especificacin Estndar para Cementos Portland", Tabla N 4.28

Resistencia a los sulfatos, 14 das,mximo, % de expansinC 452

Prueba de Gillmore:C266

Set inicial, mn, no menos de60

Set final, mn, no ms de600

0.0460606060606060

600600600600600600600

A Estos requisitos opcionales se aplican slo cuando se solicite expresamente. Verificar la disponibilidad antes deordenar.B El lmite para la suma de C3S + 4.75C3A en la Tabla N 8 no se aplicar cuando este lmite opcional sea requerido.Estos requisitos de resistencia se aplican cuando el calor opcional de la exigencia de hidratacin es solicitado.C Cuando el calor de hidratacin lmite se especifica, ser en vez de los lmites de C3S, C2S, C3A, y Fe2O3 en la Tabla N 8.D Cuando la resistencia a los sulfato se especifica, ser en vez de los lmites de C3A, C4AF + 2C3A, y Fe2O3 en la Tabla N8.ECemento que rene los lmites de alta resistencia al sulfato Tipo V, es considerado para cumplir con el requisito deresistencia moderada al sulfato requisito del tipo II. Tabla N 8.En la Tabla N 6 se muestran los valores para el Tiempo de Fraguado por Medio de las Agujas deGillmore para el Cemento de Albailera, regido por la norma ASTM C 91-03a.10Tabla N 6. Tiempo de Fraguado por Medio de las Agujas de Gillmore para el Cemento deAlbailera11Tipo de Cemento de AlbaileraNSM

Fraguado inicial, min, no menos de1209090

Fraguado final, min, no ms de144014401440

S Gravedad Especfica del Cemento (Densidad del Cemento)La gravedad especfica del cemento (densidad del cemento) no es un valor que se utilice comoparmetro de indicacin para la calidad del cemento, ya que su principal uso es en los clculosde las proporciones del diseo de mezcla. Un bajo valor en la densidad absoluta del cementoindica poca presencia de clinker y alta presencia de yeso. Debido a lo mencionadoanteriormente, a continuacin en la tabla N 7 se muestran los valores de referenciaconcernientes a los cementos Portland y los cementos Mezclados.Tabla N 7. Gravedad Especfica del Cemento12Rango de variacin

Cementos Portland3.10 -3.25

Cementos Mezclados2.90 -3.15

0 No se incluyen los valores de las especificaciones para el tiempo de fraguado por medio de las agujas de Gillmoreen los cementos hidrulicos y cementos mezclados por no poseer dentro de sus especificaciones estos parmetros decontrol.11Fuente: Norma ASTM C 91-03a, "Especificacin Estndar para el Cemento de Albailera", Tabla N 1.12Fuente: Diseo y Control de Mezclas de Concreto PCA. 1a Edicin.29

Propiedades QumicasEl Cemento Portland, para cada uno de los ocho tipos de muestra, deber ajustarse a losrequisitos qumicos respectivos de la norma ASTM C 150, mostrados en la Tabla N 8. Pararequisitos qumicos opcionales, consulte la Tabla N 9.Tabla N 8. Requerimientos de Composicin Estndar13Mtodo de

Tipo de CementoensayoaplicableI y IAII y IIAIII y IIIAIVV

xido de aluminio (AI2O3), mx,%C 1146

xido frrico (Fe2O3), mx,%C 11466.5

xido de magnesio (MgO), mx,%C 11466666

Trixido de azufre (SO3), D max,%C 114

Cuando (C3A) E es del 8% o menos333.52.32.3

Cuando (C3A) E es ms del 8%3.54.5

Prdida por ignicin, mx,%C 1143332.53

Residuo insoluble, mx,%C 1140.750.750.750.750.75

Silicato triclcico (C3S) E, mx,%Vase anexo A1 en normaASTM C 150-0735

Silicato diclcico (C2S) E, min,%Vase anexo A1 en normaASTM C 150-0740

Aluminato triclcico (C3A) E, mx,%Vase anexo A1 en normaASTM C 150-07i1575

Suma de C3S + 4.75C3AG, mx,%Vase anexo A1 en normaASTM C 150-07100

Alumino ferritotetraclcico ms el doble del aluminatotriclcico (C4AF + 2 (C3A)), o la solucin slida (+ C4AFC2F), segn corresponda, mximo,%Vase anexo A1 en normaASTM C 150-0725

Tabla N 9. Requerimientos de Composicin OpcionalesA' 14MtodoTipo de Cementode ensayo I y IAaplicableAluminato triclcico (C3A) B, Vase anexo ~A1 en normamximo,%ASTM C 150-07II yI IAIII yIIIAT"IVV IIIAComentariospara moderada resistencia alos sulfatosAluminato triclcico (C3A) B,mximo,%Equivalentelcalis(Na2O + 0.65iK2O), mx,%Vase anexoA1 en normaASTM C 150-07C 1140.60c0.60c50.60c 0.60c 0.60c0.60cpara alta resistencia a lossulfatoscemento de bajo lcaliA Estos requisitos opcionales se aplican slo cuando se solicite expresamente. Verificar la disponibilidad antes deordenar.B Vase el anexo A1 de clculo en norma ASTM C150-07.CEspecifique este lmite cuando el cemento se va a utilizar en concreto con ridos que son potencialmente reactivos yque no se han hecho ninguna otra disposicin para proteger el concreto de agregados deletreamentereactivos. Consulte la especificacin C 33 para obtener informacin sobre la reactividad potencial de los agregados.1314Fuente: Norma ASTM C 150-07, "Especificacin Estndar para Cementos Portland", Tabla N 1.Fuente: Norma ASTM C 150-07, "Especificacin Estndar para Cementos Portland", Tabla N 2.30

Aceptacin y RechazoPara la recepcin del cemento es necesario verificar lo siguiente:15s El cemento ser rechazado si no cumple con alguno de los requisitos establecidos en laespecificacin.s A eleccin del comprador, vuelva a ensayar, antes de usar, el cemento a granel quepermanezca almacenado durante ms de 6 meses o en bolsas de cemento que seencuentren en el almacenamiento local en custodia de un vendedor por ms de 3meses. Tras la finalizacin de los ensayos, rechace el cemento si no cumple con algunode los requisitos de la especificacin. El cemento rechazado es responsabilidad deltitular del registro en el momento del muestreo para el nuevo ensayo.s Los paquetes debern identificar la masa contenida en peso neto. A eleccin delcomprador, los paquetes de ms de 2% por debajo de la masa marcada en el mismodebern ser rechazados y si la masa media de los componentes de un mismo envo,como lo demuestra la determinacin de la masa de 50 paquetes seleccionados al azar,es menor que la indicada en los paquetes, todo el envo deber ser rechazado.15 La aceptacin y rechazo corresponden al Cemento Portland regido por la norma ASTM C 150, "EspecificacinEstndar para Cementos Portland".31

2.3.4 CONCRETODefinicinEl concreto es una mezcla de material aglutinante (cemento Portland hidrulico), un material derelleno (agregados), agua y muy frecuentemente aditivos, que al endurecerse forma un slidocompactado y despus de cierto tiempo es capaz de soportar grandes esfuerzos de compresin.2.3.4.1 Concreto FrescoDefinicinEs una mezcla homognea y fluida de cemento, agregado fino, agregado grueso y agua. Lamezcla puede contener aditivos, materiales cementicios, o ambos. Es un material que en pocashoras se transforma y cambia de estado, desde su condicin inicial de masa blanda uniformehasta la de cuerpo rgido tomando la forma del molde en donde se coloca, y despus continaevolucionando para adquirir con el tiempo sus propiedades definitivas.Ensayos de controlLos ensayos de laboratorio considerados en el presente documento para este material son lossiguientes:16S Muestreo del Concreto Fresco(Norma ASTM C172: "Prctica Estndar para Muestreo de Concreto Recin Mezclado")S Medicin de la Temperatura(Norma ASTM C 1064/C1064M: "Mtodo de Ensayo Estndar para la Temperatura deConcreto de Cemento Prtland Recin Mezclado").S Contenido de Aire Mediante el Mtodo de Presin(Norma ASTM C231: "Mtodo de Ensayo para Contenido de Aire en el Concreto RecinMezclado por el Mtodo de Presin").S Densidad, Rendimiento y Contenido de Aire (gravimtrico) del Concreto.(Norma ASTM C 138/C138M: "Mtodo de Ensayo Estndar para Densidad (PesoUnitario), Rendimiento y Contenido de Aire (Gravimtrico) del Concreto").16Los ensayos de control considerados en este documento no representan la totalidad de los ensayos que se lerealizan a este material.32

Especificaciones de calidadA continuacin se presentan los requerimientos de calidad para el concreto fresco. Lasespecificaciones corresponden nicamente a los ensayos considerados en este documento. Lainformacin relativa al contenido de aire del concreto, as como el criterio de aceptacin orechazo fue tomada de la Norma ASTM C94-09: "Especificacin Estndar para el ConcretoPremezclado". Las especificaciones consideradas se refieren a las propiedades fsicas delconcreto en estado fresco. Cuando los requisitos establecidos por el comprador del concretodifieran de los presentados a continuacin, la especificacin que rige es la del comprador.Propiedades FsicasS Medicin de la Temperatura.La temperatura del concreto est directamente relacionada con el desarrollo de su resistencia.La medicin de la temperatura se realiza como parte del control de recepcin del concretofresco, con el fin de verificar la conformidad con los lmites de temperatura requerida por lasespecificaciones del proyecto. El ensayo de medicin de temperatura del concreto se realiza deacuerdo al procedimiento establecido por la Norma ASTM C 1064/C 1064M. La temperaturamxima comnmente requerida en las especificaciones de obras construidas en ambientescalurosos es de 32C, que es un indicativo de que se deben tomar medidas para disminuir losefectos de este parmetro en el concreto.S Contenido de AireEl contenido de aire en el concreto fresco influye notablemente en la trabajabilidad y cohesinde la pasta. El ensayo del contenido de aire del concreto se realiza como parte de los ensayos decontrol de recepcin, y es un ensayo obligatorio cuando se realiza el muestreo para ensayos deresistencia a compresin. El valor del contenido de aire en una muestra de concreto se estipulaen las especificaciones del proyecto. Cuando el contenido de aire medido durante el muestreoes menor al especificado, se procede a realizar un ensayo de comprobacin, tal y como seestablece en el apartado Aceptacin y Rechazo de las especificaciones de este material. Elcontenido de aire del concreto puede ser determinado mediante el mtodo de presin (NormaASTM C231), el mtodo volumtrico (Norma ASTM C173/C173M) o por el mtodo gravimtrico(Norma ASTM C138/C138M).Contenido de aire en concreto con inclusor de aire:En ocasiones en el diseo de una mezcla de concreto se establece la utilizacin de aditivosinclusores de aire. Cuando este elemento es empleado, la Norma ASTM C94 establece losvalores recomendados del contenido de aire total, mostrados en la Tabla N 10:33

Tabla N 1017. Contenido Recomendado de Aire Total para Concreto con Inclusor de AireA' BContenido de Aire Total, %

Condicin deExposicin CTamaos Mximo Nominal del Agregado, pulg [mm]

3/8 [9.5]1/2 [12.5]3/4 [19.0]1 [25.0]11/2 [37.5]2 [50.0]3 [75.0]

Leve4.54.03.53.02.52.01.5

Moderada6.05.55.04.54.54.03.5

Severa7.57.06.06.05.55.04.5

Para concreto con aire incluido, cuando se especifica.B A menos que las condiciones de exposicin establezcan lo contrario, se permitir reducir el contenido de airerecomendado anteriormente hasta en un 1% para concretos con resistencia a la compresin especificada, f 'c, de5000 psi [35 MPa] o superior.C Para la descripcin de las condiciones de exposicin, consulte la Norma Prctica ACI 211.1, Seccin 6.3.3, conespecial atencin a las notas de acompaamiento.El contenido de aire del concreto con aire incluido, cuando la muestra en la unidad detransporte se encuentra en el punto de vertido, deber de estar dentro de una tolerancia de 1.5 del valor especificado.Cuando una muestra preliminar, tomada dentro de los lmites de tiempo para el ensayo derevenimiento y antes de la descarga para la colocacin, presente un contenido de aire pordebajo del nivel especificado por ms de la tolerancia mencionada en el prrafo anterior, elfabricante podr utilizar mezcla adicional de inclusor de aire para alcanzar el nivel deseado decontenido de aire, seguido por un mnimo de 30 revoluciones de la velocidad de mezcla,siempre y cuando el lmite de revoluciones para el ensayo de revenimiento no sea superado.S RendimientoEl rendimiento es el volumen de concreto fresco que se puede producir con unproporcionamiento determinado. En el control de recepcin del concreto en una obra, el clculodel rendimiento se utiliza para verificar el volumen de entrega del concreto contra el volumenrecibido, ya que el concreto premezclado se vende por unidad de volumen. Para determinar elrendimiento se mide la densidad (peso unitario) de la muestra. El procedimiento de ensayo parala medicin de la densidad del concreto fresco se encuentra contenido en la Norma ASTMC138/C 138M.Informacin de la Etiqueta de la BachadaEl fabricante del concreto deber proporcionar al comprador con cada bachada de concretoantes de la descarga en el sitio, una etiqueta de entrega en la que est impresa, estampada, oescrita, la informacin relativa de dicho concreto, con lo siguiente:17Fuente: Norma ASTM C 94-09, "Especificacin Estndar para el Concreto Premezclado", Tabla N 1.34

1. Nombre de la compaa fabricante del concreto y planta de la bachada, o el nmero deplanta de la bachada,2. Nmero de serie de la etiqueta,3. Fecha,4. Nmero del Camin5. Nombre del comprador,6. Denominacin Especfica de Trabajo (nombre y la ubicacin),7. Clase especfica o la designacin del concreto en conformidad con la empleada en lasespecificaciones del trabajo,8. Cantidad de concreto en yardas cbicas (o metros cbicos),9. Tiempo de carga o de la primera mezcla de cemento y agregados, y10. El agua aadida por quien recibe el concreto y sus iniciales.Cuando se solicite, se aportar informacin adicional para efectos de certificacin, designadapor el comprador y requerida por las especificaciones del proyecto; tal como:1. Lectura del contador de revoluciones en la primera adicin de agua,2. Tipo, marca y la cantidad de cemento,3. Clase, marca y cantidad de ceniza volante de carbn o puzolana natural en crudo ocalcinada,4. Grado, marca, y cantidad de escoria granulada de alto horno,5. Tipo, marca y cantidad de humo de slice,6. Tipo, marca, y cantidad de aditivos7. Tipo, marca, y cantidad de refuerzos de fibra,8. Origen y cantidad de cada medicin o pesaje de agua o lodo reciclado,9. Informacin necesaria para calcular el agua total de la mezcla. El agua incluye el agualibre de los agregados, el agua de la bachada (medida o pesada) incluida la del hieloagregado en la planta, el agua de lavado retenida en el tambor de mezclado, y el aguaaadida por el operador del camin desde el tanque mezclador,10. Tamao mximo de agregado,11. Masa (cantidad) de agregado fino y grueso,12. Ingredientes certificados como se hayan aprobado previamente, y13. Firma o iniciales del representante del fabricante.Aceptacin y RechazoLa Norma ASTM C94 establece lo siguiente:s Si el contenido de aire es mayor que el lmite superior especificado, un ensayo decomprobacin se efectuar inmediatamente despus de un nuevo ensayo de muestreo.En caso de que el ensayo de comprobacin falle, el concreto se considerar que no halogrado los requisitos de la especificacin.s Si el contenido de aire es menor que el lmite inferior, se permitir ajustes deconformidad con lo dispuesto en la Norma ASTM C94 relativo al contenido total de aire35

para concreto con inclusor de aire, y se obtendr una nueva muestra. Si la muestra delconcreto ajustado falla, un ensayo de comprobacin se efectuar de inmediato con unanueva muestra del concreto ajustado. En caso de que el ensayo de comprobacin falle,el concreto se considerar que no ha logrado los requisitos de la especificacin.2.3.4.2Concreto EndurecidoDefinicinEs un material slido y fuerte, producido por una mezcla de dos componentes: agregados ypasta. La pasta, compuesta de cemento portland y agua une los agregados, normalmente arenay grava (piedra triturada, piedra machacada, pedrejn), creando una masa similar a una roca.Esto ocurre por el endurecimiento de la pasta como consecuencia de la reaccin qumica delcemento con el agua. Otros materiales cementantes y adiciones minerales se pueden incluir enla pasta. El concreto es capaz de soportar grandes esfuerzos de compresin, dependiendo de laspropiedades tanto fsicas, qumicas, mecnicas de sus componentes y de la interaccin de cadauno de ellos.Ensayos de controlLos ensayos de laboratorio considerados en el presente documento para este material son lossiguientes:18S Prueba Brasilea(Norma ASTM C496: "Mtodo de Ensayo Estndar para la Resistencia por Hendimientode los Especmenes Cilndricos de Concreto").S Determinacin de la Resistencia a Compresin del Concreto Endurecido por medio deNcleos de Concreto(Norma ASTM C42/C42M: "Mtodo de Ensayo Estndar para la Obtencin y Ensayo deNcleos Perforados y Vigas Aserradas de Concreto").S Ensayos con el Esclermetro(Norma ASTM C805: "Mtodo Ensayo Estndar para el Nmero de Rebotes del ConcretoEndurecido").Especificaciones de calidadLa ASTM no cuenta con especificaciones que establezcan los valores para el control de losresultados de los ensayos antes mencionados, ya que el principal uso de los valores obtenidospor los ensayos es verificar que se ha cumplido con los parmetros establecidos por el diseadorde mezclas en el concreto endurecido. En el presente documento se muestra un breve resumen18 Los ensayos de control considerados en este documento no representan la totalidad de los ensayos que se lerealizan a este material.36

de las caractersticas de los mtodos de ensayo concernientes al concreto endurecido y algunosfactores a controlar para una realizacin adecuada de estos.S Prueba BrasileaTambin llamado Ensayo de Resistencia por Tensin Indirecta en Cilindros de Concreto, se utilizaen el diseo de miembros estructurales de concreto para evaluar la resistencia al corteproporcionada por el concreto y determinar la longitud de desarrollo del refuerzo. El valor de laresistencia a la tensin del concreto es aproximadamente de 8% a 12% de su resistencia acompresin y se estima normalmente siendo de 0.4 a 0.7 veces la raz cuadradaa compresin en Megapascales o de 1.3 a 2.2 veces la raz cuadrada decompresin en kilogramos por Centmetro cuadrado (5 a 7.5 veces la razresistencia a compresin en libras por pulgada cuadrada).a = 0.08 fca o = 0.1 2 f ' c

o = 0.4 Jf' c ao = 0.7Jf'c(MPa)

o = 1.3 Jf'c ao = 2.2 Jf' c(Kg/cm2)

o = 5.0 Jf'c ao = 7.5 Jf' c(lb/pulg2)

Dnde:o= Resistencia a la tensin indirecta, MPa, Kg/cm2, lb/pulg2f'c = resistencia a compresin del espcimen, MPa, Kg/cm2, lb/pulg2S Determinacin de la Resistencia a la Compresin del Concreto Endurecido por medio deNcleos de ConcretoConsiste en la obtencin y ensayo de cilindros a fin de determinar la resistencia a la compresindel concreto en sitio. Los cilindros de ensayo se extraen cuando existen dudas sobre la calidaddel concreto que se ha colocado ya sea por los bajos resultados de los ensayos de resistenciadurante la construccin o por indicios de deterioro en la estructura. Adems, este mtodopuede ser utilizado para proporcionar informacin sobre la resistencia de estructuras antiguas.La resistencia del concreto en la estructura se debe determinar a travs del ensayo de por lomenos 3 ncleos extrados de la porcin de la estructura, cuyos cilindros curados en laboratoriono cumplan los criterios de aceptacin, para cada ensayo de resistencia realizado. Si el promediode la resistencia a la compresin de tres testigos es, por lo menos, 85% de f'c y ningn ncleoindividualmente tenga menos de 75% de f'c, el concreto en el rea representada por los testigosse considera estructuralmente adecuado.19de la resistenciala resistencia acuadrada de la19Fuente: Diseo y Control de Mezclas de Concreto PCA. 1a Edicin.37

Preferentemente, la altura del cilindro refrentado o perfilado debe ser de entre 1.9 y 2.1 vecesel dimetro. Si la relacin altura dimetro (h/d) del espcimen es menor de 1.9 se corrige elresultado multiplicando por el factor de correccin apropiado:Relacin h/dFactor de Correccin1.750.981.500.961.250.931.000.87Los valores no dados tendrn que ser determinados por interpolacin.No se deben usar ncleos y cilindros con altura menor que 95% del dimetro, antes o despusdel refrentado. Se sugiere, si es posible, el uso de un ncleo con dimetro mnimo de 95 mm(3.75 pulg), cuando la relacin entre altura y dimetro (h/d) sea mayor que uno.Si los resultados de los ensayos de ncleos adecuadamente preparados fueran tan bajos comopara poner la integridad estructural en duda, se deben realizar ensayos de cargamento,conforme a lo establecido en el Captulo 20 del ACI 318.Conversin de la Resistencia del Ncleo a la Resistencia Equivalente en el LugarLa resistencia del concreto en el lugar desde que el ncleo del espcimen de ensayo fue extradose puede calcular mediante la siguiente ecuacin:fe ~ fl/d^dia^mc^dfcoreDonde fc es el equivalente de la resistencia en lugar;fcore es la resistencia del ncleo; y el factorde correccin Fl/d, Fda y Fmc se considera para los efectos de la relacin longitud-dimetro,dimetro y contenido de humedad en el ncleo, respectivamente. El factor Fd se considera paralos efectos del dao sufridos durante la perforacin incluyendo micro fisuras y ondulaciones enla superficie perforada y el corte a travs de las partculas del agregado grueso queposteriormente pueden aparecer durante el ensayo.La Tabla N 11 muestra los valores medios de los factores de correccin reportados por Bartletty MacGregor (1995) basados en los datos del concreto de peso normal con resistencias de entre14 y 92 MPa (2000 y 13400 PSI). La columna de la derecha muestra los coeficientes de variacinV que indican la incertidumbre del valor medio. De ello se deduce que el dimetro de un ncleode 100 mm (4 pulg) con una relacin l/d=2 que se ha mojado 48 horas antes del ensayo a:fe = 1.0 x 1.0 x 1.09 x 1.06fcore = 1.16fcore38

Tabla N 11. Magnitud y Precisin de los Factores de Correccin de Resistencia para Convertir laResistencia en Resistencia Equivalente en el LugarcFactorValor MedioCoeficiente deVariacin V, %

F/d : relacin l/d

Como se recibenB1 - {0.1 3 0 a f core }( 2 2 H2f

Mojado 48 horas1 - {0.1 1 7 a f core }( 2 25( 2i)

Secado al aireB1 - { 0.1 44 a f core }( 2 2 5( 2if

Fdia : dimetro del ncleo50 mm (2 pulg)1.0611.8

100 mm (4 pulg)1.000.0

150 mm (6 pulg)0.981.8

Fmc : contenido de humedad del ncleo

Como se recibenB1.002.5

Mojado 48 horas1.092.5

Secado al aireB0.962.5

Fd : daos debidos a la perforacin1.062.5

A Constante a es igual a 3(10'b)1/psi para fcoreen psi, o 4.3 (l^jl/MPa para fcoreen MPa.

B Tratamiento Estndar especificado en ASTM C42/C42M.C Fuente: Committee ACI 214.4, tabla N 8.S Ensayos con el Esclermetro o Martillo de Rebote de SchmidtEs esencialmente un medidor de dureza de la superficie que proporciona una medida rpida ysencilla para verificar la uniformidad del concreto. Mide el rebote de un mbolo cargado con unresorte despus de golpear una superficie lisa de concreto. La lectura del nmero del rebote dauna indicacin de la resistencia y de la dureza del concreto. Dos mezclas de concreto que tenganla misma resistencia pero durezas diferentes van a presentar diferentes lecturas.Al utilizar este mtodo de ensayo para estimar la resistencia, es necesario establecer unarelacin entre la resistencia y el nmero de rebotes para una mezcla de concreto dada yaparatos determinados. Es necesario establecer la relacin mediante la correlacin de losnmeros de rebote medido en la estructura, con la resistencia de los ncleos extrados desde loslugares correspondientes. Al menos dos rplicas de ncleos se debern tomar de por lo menosseis lugares con diferentes nmeros de rebote. Seleccione los puntos de ensayo de tal maneraque una amplia gama de nmeros de rebote en la estructura sea obtenida.39

Diferentes martillos del mismo diseo nominal puede dar un nmero de rebote diferente de 1 a3 unidades. Por lo tanto, los ensayos deben realizarse con el mismo martillo con el fin decomparar los resultados. Si ms de un martillo debe ser usado, realice ensayos sobre variassuperficies tpicas de concreto para determinar la magnitud de las diferencias a ser esperadas.Este mtodo no es adecuado como base para la aceptacin o rechazo del concreto.2020Mtodo de Ensayo Estndar para el Nmero de Rebotes del Concreto Endurecido (ASTM C805/C805M-08).40

2.3.5 BLOQUES DE CONCRETODefinicinEs una unidad de mampostera hecha a partir de cemento Prtland, agua y agregadosapropiados, con o sin la inclusin de otros materiales. El bloque es una unidad de mamposteraprefabricada, con forma de prisma recto y con uno o ms huecos verticales que superan el 25%de su rea bruta.Ensayos de controlLos ensayos de laboratorio considerados en el presente documento para este material son los 21siguientes:S Absorcin de Bloques de Concreto(Norma ASTM C140: "Mtodo de Ensayo Estndar para el Muestreo y Ensayos a Bloquesde Concreto y Unidades Relacionadas").S Compresin de Bloques de Concreto(Norma ASTM C140).S Compresin de Prismas de Mampostera(Norma ASTM C1314: "Mtodo de Ensayo Estndar para la Resistencia a la Compresinde Prismas de Mampostera").Especificaciones de calidadA continuacin se detallan las especificaciones de calidad que los bloques de concreto debencumplir para que el material sea aceptado como satisfactorio. Las especificaciones mostradascorresponden nicamente a los ensayos considerados en este documento. La informacin fueextrada de la Norma ASTM C90-06: "Especificaciones para Unidades Portantes de Mamposterade Concreto". Las especificaciones de calidad se han dividido en base a sus propiedades fsicas ypropiedades mecnicas.Clasificacin de los Bloques por DensidadLa Norma ASTM C90-06 clasifica a los bloques de concreto en funcin de su densidad (peso porunidad de volumen) luego del secado en horno. Las tres categoras son: Peso Normal, PesoMedio y Peso Ligero. En la Tabla N 12 se muestran los valores lmites de cada categora. 2121Los ensayos de control considerados en este documento no representan la totalidad de los ensayos que se lerealizan a este material.41

Tabla N 12. Clasificacin de los Bloques por Densidad22Clasificacin porDensidad -Densidad de Concreto Secado en Horno,lb/pie3 (Kg/m3)

Promedio de 3 unidades

Peso LigeroMenos de 105 (1680)

Peso MedioDe 105 a menos de 125 (1680-2000)

Peso NormalMs de 125 (2000)

Propiedades FsicasAl momento de entrega al comprador, las unidades debern cumplir los siguientesrequerimientos:Variacin Permisible en Dimensiones:La Norma ASTM C90-06 establece la variacin permisible en las dimensiones de la unidad, conrespecto a las dimensiones especificadas por el fabricante. Los valores permisibles se muestranen la Tabla N 13:Tabla N 13. Variacin Permisible de las Dimensiones de los Bloques22 23DimensinVariacin Permisible

Ancho 3.2mm (1/8 pulg)

Altura 3.2mm (1/8 pulg)

Longitud 3.2mm (1/8 pulg)

Para unidades con caras texturizadas (Split-face), todas las dimensiones no texturizadas nodebern diferir por ms de 3.2 mm (1/8 pulg) en relacin a las dimensiones estndarespecificadas.Contraccin Lineal:Al momento de la entrega al comprador, la contraccin lineal de la unidad no deber exceder el0.065%.rea de Unidades Slidas y Espesores en Unidades Huecas:Para unidades slidas, el rea neta de la seccin transversal en cada plano paralelo a lasuperficie de carga no deber ser menor del 75% del rea bruta de la seccin transversal medidaen el mismo plano.22 Fuente: Norma ASTM C 90-06, "Especificaciones para Unidades Portantes de Mampostera de Concreto", Tabla N2.23Fuente: Norma ASTM C 90-06, "Especificaciones para Unidades Portantes de Mampostera de Concreto", Apartado6.42

Para unidades huecas, las variaciones permisibles en los espesores de las caras y tabiques semuestran en la Tabla N 14:Tabla N 14. Espesor Mnimo de Caras y Tabiques.*Ancho nominal (W) de laUnidad, pulg (mm)Espesor del Tabique (tw)

Espesor de la Cara (tfs),min, pulg [mm]1, CB, D, CTabiquemin, pulg (mm)Espesor de TabiqueEquivalente, min, pulg/pielinealE(mm/m lineal)

3 (76.2) y 4 (102)3/4 (19)3/4 (19)1 % (136)

6 (152)1 (25)1 (25)2 % (188)

8 (203)1 % (32)1 (25)2 % (188)

10 (254) y mayores1 % (32)1 / (29)2 / (209)

APromedio de las mediciones de 3 unidades, tomadas en el punto ms delgado, como se describe en el Mtodo deEnsayo C140.B Cuando estas especificaciones sean usadas para unidades de cara texturizada, un mximo del 10% del rea de lasuperficie texturizada es permitido que tenga un espesor menor al mostrado, pero no menos de 3/4 pulg (19.1mm).Cuando las unidades deban ser llenadas con grout, el lmite del 10% no aplica, y la nota C establece un requisito deespesor para toda la cara.CCuando las unidades deban ser llenadas con grout, el espesor mnimo de la cara y del espesor del tabique no deberser inferior a 5/8 pulg (16 mm).D El mnimo espesor de tabique para unidades con tabiques menores de 1 pulg (25.4mm) de separacin, deber ser de3/4pulg (19.1mm).E El espesor equivalente del tabique no se aplica a la porcin de la unidad que ser llenada con grout. La longitud deesa porcin deber ser deducida de toda la longitud de la unidad para los clculos del espesor equivalente del tabique.S Absorcin de Bloques de ConcretoLos valores mximos de porcentaje de absorcin para cada clase de unidad se muestran en laTabla N 15:Tabla N 15. Requerimientos de Absorcin24Clasificacin porDensidadAbsorcin Mxima de Agua, lb/pie3(Kg/m3)

Promedio de 3unidadesUnidadesIndividuales

Peso Ligero18 (288)20 (320)

Peso Medio15 (240)17 (272)

Peso Normal13 (208)15 (240)

Propiedades MecnicasS Compresin de bloques de concretoLos valores mnimos de resistencia a compresin para cada clase de unidad se muestran en laTabla N 16:24Fuente: Norma ASTM C 90-06, "Especificaciones para Unidades Portantes de Mamposteria de Concreto", Tabla N2.43

Tabla N 16. Resistencia Mnima a Compresin25Clasificacin porDensidadResistencia Mnima a Compresinrea Neta, lb/pulg2 (MPa)

Promedio de 3unidadesUnidadesIndividuales

Peso Ligero1900 (13.1)1700 (11.7)

Peso Medio1900 (13.1)1700 (11.7)

Peso Normal1900 (13.1)1700 (11.7)

S Compresin de Prismas de MamposteraEl ensayo a compresin de prismas de mampostera se realiza como parte de los ensayos decontrol de aptitud de los materiales empleados en la construccin de una estructura demampostera, con la finalidad de verificar que dichos materiales cumplen con la resistenciaespecificada. El espcimen analizado consiste en un arreglo de unidades de mampostera unidaspor mortero y con las celdas llenas o vacas de grout. Las unidades y el proporcionamiento delmortero y grout, empleados en la elaboracin de los primas, deben ser iguales a los empleadosen la construccin de la obra. En general, se acostumbra construir prismas de tres, cinco y hastasiete unidades, siendo ms representativo construir prismas de cinco unidades, ya que con ellose obtiene en el espcimen una relacin altura/espesor ptima.La edad usual de ensayo de los primas de mampostera es de 28 das. La resistencia acompresin obtenida se compara luego con la resistencia a compresin especificada.Aceptacin y Rechazos Todas las unidades debern ser slidas y libres de grietas u otros defectos que puedaninterferir con la adecuada colocacin de la unidad o afectar significativamente laresistencia o durabilidad de la construccin. No son motivo de rechazo las grietasmenores resultantes de los mtodos usuales de fabricacin o astillamientos menores,resultantes de los mtodos usuales de manipulacin, envi y entrega.s Cuando las unidades sean usadas en la construccin de paredes expuestas, la cara ocaras que sern expuestas no debern mostrar astillas o grietas, a menos que sepermitan, u otras imperfecciones cuando la unidad sea vista desde una distancia nomenor de 6.1 m (20 pies), bajo iluminacin difusa.s El color y textura de las unidades deber ser especificado por el comprador. El acabadode las superficies que sern expuestas deber ser conforme a una muestra aprobada, lacual debe consistir en no menos de cuatro unidades que representen el rango detextura y color permitido.25Fuente: Norma ASTM C90-06, "Especificaciones para Unidades Portantes de Mampostera de Concreto", Tabla N2.44

s En un envi se permitir que el 5% de las unidades contengan astillamientos y grietas,siempre y cuando los astillamientos no sean mayores que 25.4mm (1 pulg) en cualquierdimensin, y que las grietas no sean ms amplias que 0.5mm (0.02 pulg) y no ms largasque el 25% de la altura nominal de la unidad.s Un envi no deber contener ms del 5% de las unidades, incluyendo unidades rotas,que no renan los requerimientos de dimensiones, agrietamientos y astillamientosmencionados anteriormente.s Si una muestra falla en conformidad con los requerimientos especificados, se permitiral fabricante remover las unidades del envo. Una nueva muestra deber serseleccionada por el comprador de las unidades restantes del envo, con dimensiones yconfiguracin similares, y ensayada a expensas del fabricante26. Si la segunda muestrareunir los requerimientos especificados, la porcin restante del envo representada porla muestra, rene los requerimientos especificados. Si la segunda muestra falla en reunirlos requerimientos especificados, la porcin restante del envo representada por lamuestra, falla en reunir los requerimientos especificados.26A menos que se especifique de otra manera en la orden de compra.45

2.3.6 ADOQUINES DE CONCRETODefinicinSon elementos construidos con material ptreo, agua y cemento. Tienen como funcinproporcionar la superficie de desgaste de las carreteras, calles, calzadas, aceras, patios, yaplicaciones similares. Se fabrican de varias formas, todas ellas regulares, con la finalidad defacilitar la modulacin de la superficie.Ensayos de controlLos ensayos de laboratorio considerados en el presente documento para este material son lossiguientes:27S Compresin de Adoquines(Norma ASTM C140: "Mtodo de Ensayo Estndar para el Muestreo y Ensayos aUnidades de Mampostera de Concreto y Unidades Relacionadas").S Absorcin de Adoquines(Norma ASTM C140).Especificaciones de calidadA continuacin se detallan las especificaciones de calidad de los adoquines correspondientes alos ensayos de control antes mencionados, las cuales han sido tomadas de la Norma ASTM C936-01: "Especificacin Estndar para Unidades de Concreto Slidas Entrelazadas delPavimento". Las especificaciones de calidad han sido divididas en base a sus propiedades fsicasy propiedades mecnicas.Propiedades FsicasLas unidades debern contar con un rea de la cara expuesta < 0.065 m2 (101 pulg2), y sulongitud total dividida por el espesor deber ser < 4. El espesor mnimo deber ser de 60 mm(2.36 pulg) (Ver Figura N 1).

27 Los ensayos de control considerados en este documento no representan la totalidad de los ensayos que se lerealizan a este material.46

S Absorcin de AdoquinesLa evaluacin en la absorcin de los adoquines se hace posteriormente a la realizacin delmtodo de ensayo, con el cual se verifica que la absorcin media de los especmenes de ensayono sea superior al 5%, con ninguna unidad individual superior al 7%.Propiedades MecnicasS Compresin de AdoquinesEn el momento de la entrega al sitio de trabajo, el promedio de la resistencia a la compresin delos especmenes de ensayo no deber ser menor de 55 MPa (8000 psi), con ninguna unidadindividual inferior a 50 MPa (7200 psi).Aceptacin y Rechazos Para la aceptacin de los Adoquines deber hacerse una inspeccin de todas lasunidades, en las que estas debern estar sanas y libres de defectos que interfieran en lacolocacin apropiada de las unidades o que puedan poner en peligro la resistencia o eldesempeo de la construccin. Las grietas de menor importancia relacionadas con losmtodos usuales de fabricacin, o apenas astilladas, resultantes de los mtodoshabituales de manejo en el traslado y la entrega, no debern ser consideradas motivode rechazo.s En caso de que el envo no cumpla los requisitos especificados, el fabricante podrordenar otra vez, y nuevos especmenes sern seleccionados por el comprador del loteretenido y ensayado a expensas del fabricante. En el caso que el seg