¿Cómo se pueden realizar pruebas de hormigón no destructivas?

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PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS DE HORMIGÓN

El método estándar para evaluar la calidad del concreto en edificios o estructuras es probar especímenes moldeados simultáneamente para resistencia a la compresión, flexión y tensión.

Las principales desventajas son que los resultados no se obtienen de inmediato; que el concreto en los especímenes puede diferir del de la estructura real como resultado de diferentes condiciones de curado y compactación; y que las propiedades de resistencia de una muestra de concreto dependen de su tamaño y forma.

Aunque no puede haber una medición directa de las propiedades de resistencia del concreto estructural por la simple razón de que la determinación de la resistencia involucra tensiones destructivas, se han desarrollado varios métodos de evaluación no destructivos. Estos dependen del hecho de que ciertas propiedades físicas del concreto pueden estar relacionadas con la resistencia y pueden medirse por métodos no destructivos. Dichas propiedades incluyen dureza, resistencia a la penetración de proyectiles, capacidad de rebote y capacidad para transmitir pulsos ultrasónicos y rayos X e Y. Estos métodos no destructivos pueden clasificarse como pruebas de penetración, pruebas de rebote, técnicas de extracción, pruebas dinámicas, pruebas radioactivas, concepto de madurez. El propósito de este resumen es describir brevemente estos métodos, describiendo sus ventajas y desventajas.

Pruebas de penetración
La sonda Windsor generalmente se considera el mejor medio para probar la penetración. El equipo consta de una pistola o impulsor accionado por pólvora, sondas de aleación endurecida, cartuchos cargados, un medidor de profundidad para medir la penetración de las sondas y otros equipos relacionados. Una sonda, de diámetro 0.25 pulg. (6.5 mm) y longitud 3.125 pulg. (8.0 cm), se introduce en el concreto por medio de una carga de polvo de precisión. La profundidad de penetración proporciona una indicación de la resistencia a la compresión del hormigón. Aunque el fabricante proporciona los cuadros de calibración, el instrumento debe calibrarse para el tipo de hormigón y el tipo y tamaño de agregado utilizado.

Limitaciones y ventajas . La prueba de la sonda produce resultados bastante variables y no debe esperarse que proporcione valores precisos de resistencia del concreto. Sin embargo, tiene el potencial de proporcionar un medio rápido para verificar la calidad y madurez del concreto in situ. También proporciona un medio para evaluar el desarrollo de la fuerza con el curado. La prueba es esencialmente no destructiva, ya que los miembros de hormigón y estructurales se pueden probar in situ, con solo parches menores de agujeros en las caras expuestas.

Pruebas de rebote
El martillo de rebote es un probador de dureza de superficie para el cual se ha establecido una correlación empírica entre la fuerza y ​​el número de rebote. El único instrumento conocido que utiliza el principio de rebote para las pruebas de concreto es el martillo Schmidt, que pesa alrededor de 4 lb (1.8 kg) y es adecuado tanto para el trabajo de laboratorio como de campo. Consiste en una masa de martillo controlada por resorte que se desliza sobre un émbolo dentro de una carcasa tubular. El martillo es forzado contra la superficie del concreto por el resorte y la distancia de rebote se mide en una escala. La superficie de prueba puede ser horizontal, vertical o en cualquier ángulo, pero el instrumento debe calibrarse en esta posición.

La calibración se puede hacer con cilindros (6 por 12 pulg., 15 por 30 cm) del mismo cemento y agregado que se utilizarán en el trabajo. Los cilindros están tapados y firmemente sujetos en una máquina de compresión. Se toman varias lecturas, bien distribuidas y reproducibles, el promedio representa el número de rebote para el cilindro. Este procedimiento se repite con varios cilindros, después de lo cual se obtienen resistencias a la compresión.

Limitaciones y ventajas . El martillo Schmidt proporciona un método económico, simple y rápido para obtener una indicación de la resistencia del concreto, pero la precisión de ± 15 a ± 20 por ciento es posible solo para especímenes curados y probados bajo condiciones para las cuales se han establecido curvas de calibración. Los resultados se ven afectados por factores como la suavidad de la superficie, el tamaño y la forma del espécimen, la condición de humedad del concreto, el tipo de cemento y agregado grueso y el grado de carbonatación de la superficie.

Prueba de extracción
Una prueba de extracción mide, con un ariete especial, la fuerza requerida para extraer del concreto una varilla de acero de forma especial cuyo extremo agrandado se ha fundido en el concreto a una profundidad de 3 pulg. (7,6 cm). El concreto está simultáneamente en tensión y en cizallamiento, pero la fuerza requerida para sacar el concreto puede estar relacionada con su resistencia a la compresión. La técnica de extracción puede medir cuantitativamente la resistencia in situ del hormigón cuando se han realizado las correlaciones adecuadas. Se ha encontrado, en una amplia gama de resistencias, que las resistencias de extracción tienen un coeficiente de variación comparable al de la resistencia a la compresión.

Limitaciones y ventajas . Aunque las pruebas de extracción no miden la resistencia interior del hormigón en masa, sí brindan información sobre la madurez y el desarrollo de la resistencia de una parte representativa del mismo. Dichas pruebas tienen la ventaja de medir cuantitativamente la resistencia del concreto en el lugar. Su principal desventaja es que deben planificarse con anticipación y los conjuntos extraíbles deben colocarse en el encofrado antes de colocar el hormigón. La retirada, por supuesto, crea algunos daños menores. Sin embargo, la prueba puede ser no destructiva si se aplica una fuerza de extracción mínima que se detiene antes de fallar pero se asegura de que se haya alcanzado una resistencia mínima. Esta es información de distinto valor para determinar cuándo se pueden eliminar de forma segura los formularios.

Pruebas dinámicas
En la actualidad, el método de velocidad de pulso ultrasónico es el único de este tipo que muestra potencial para probar la resistencia del concreto in situ. Mide el tiempo de viaje de un pulso ultrasónico que pasa a través del concreto. Las características de diseño fundamentales de todas las unidades disponibles en el mercado son muy similares, y consisten en un generador de impulsos y un receptor de impulsos. Los pulsos son generados por cristales piezoeléctricos excitantes de choque, con cristales similares utilizados en el receptor. El tiempo que tarda el pulso en atravesar el hormigón se mide mediante circuitos de medición electrónicos.


Las pruebas de velocidad de pulso se pueden llevar a cabo tanto en muestras de tamaño de laboratorio como en estructuras de concreto completadas, pero algunos factores afectan la medición:

1. Debe haber un contacto suave con la superficie bajo prueba; Es obligatorio un medio de acoplamiento como una película delgada de aceite.
2. Es deseable que las longitudes de ruta sean de al menos 12 pulgadas (30 cm) para evitar cualquier error introducido por la heterogeneidad.
3. Debe reconocerse que hay un aumento en la velocidad del pulso a temperaturas bajo cero debido a la congelación del agua; de 5 a 30 ° C (41-86 ° F) las velocidades de pulso no dependen de la temperatura.
4. La presencia de acero de refuerzo en el concreto tiene un efecto apreciable en la velocidad del pulso. Por lo tanto, es deseable y a menudo obligatorio elegir rutas de pulso que eviten la influencia del acero de refuerzo o hacer correcciones si el acero está en la ruta del pulso.

Aplicaciones y limitaciones: el método de velocidad de pulso es una herramienta ideal para establecer si el concreto es uniforme. Se puede utilizar tanto en estructuras existentes como en construcción. Por lo general, si se encuentran grandes diferencias en la velocidad del pulso dentro de una estructura sin razón aparente, existe una fuerte razón para suponer que hay concreto defectuoso o deteriorado.

Se puede obtener una correlación bastante buena entre la resistencia a la compresión del cubo y la velocidad del pulso. Estas relaciones permiten predecir la resistencia del hormigón estructural dentro de ± 20 por ciento, siempre que los tipos de proporciones de agregado y mezcla sean constantes.

El método de la velocidad del pulso se ha utilizado para estudiar los efectos sobre el concreto de la acción de congelación-descongelación, ataque de sulfato y aguas ácidas. En general, el grado de daño está relacionado con una reducción en la velocidad del pulso. También se pueden detectar grietas. Sin embargo, se debe tener mucho cuidado al usar las mediciones de velocidad del pulso para estos fines, ya que a menudo es difícil interpretar los resultados. Algunas veces el pulso no viaja a través de la porción dañada del concreto.

El método de velocidad de pulso también se puede usar para estimar la tasa de endurecimiento y desarrollo de resistencia del concreto en las primeras etapas para determinar cuándo eliminar el encofrado.
Los agujeros deben cortarse en el encofrado para que los transductores puedan estar en contacto directo con la superficie del concreto. A medida que el concreto envejece, la tasa de aumento de la velocidad del pulso se ralentiza mucho más rápidamente que la tasa de desarrollo de la fuerza, de modo que más allá de una fuerza de 2,000 a 3,000 psi (13.6 a 20.4 MPa) la precisión en la determinación de la fuerza es menor a ± 20% . La precisión depende de una calibración cuidadosa y el uso de las mismas proporciones de mezcla de concreto y agregado en las muestras de prueba utilizadas para la calibración que en la estructura.
En resumen, las pruebas de velocidad de pulso ultrasónico tienen un gran potencial para el control del concreto, particularmente para establecer la uniformidad y detectar grietas o defectos. Su uso para predecir la fuerza es mucho más limitado, debido a la gran cantidad de variables que afectan la relación entre la fuerza y ​​la velocidad del pulso.

Métodos radiactivos
Los métodos radioactivos de prueba de concreto se pueden usar para detectar la ubicación del refuerzo, medir la densidad y quizás establecer si se ha producido un panal en unidades de concreto estructural. La radiografía gamma se acepta cada vez más en Inglaterra y Europa. El equipo es bastante simple y los costos de funcionamiento son pequeños, aunque el precio inicial puede ser alto. El concreto de hasta 18 pulgadas (45 cm) de espesor se puede examinar sin dificultad.

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EQUIPO DE PRUEBA DE END PARA FORTALEZAS DE HORMIGÓN
Hay varios equipos de prueba no destructivos para la evaluación de la resistencia del concreto disponibles en estos días. Estos equipos de END son útiles para determinar la calidad de la construcción de concreto.

FUERZA DE MARTILLO DE REBOTE PARA HORMIGÓN
La prueba de martillo de rebote (Schmidt Hammer) se utiliza para proporcionar una indicación conveniente y rápida de la resistencia a la compresión del hormigón. Consiste en a.

PRUEBA DE NÚCLEOS DE HORMIGÓN
La prueba de los núcleos de hormigón se lleva a cabo de acuerdo con la norma ASTM C 42. El diámetro de las muestras de núcleos para la determinación de la resistencia a la compresión del hormigón debe ser preferiblemente al menos tres veces el tamaño máximo nominal del agregado grueso utilizado en el hormigón, y debe ser al menos el doble del tamaño máximo del agregado grueso en la muestra central.

PRUEBA DE VELOCIDAD DE PULSO ULTRASÓNICO
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ENSAYO DE CAMPO DESTRUCTIVO Y NO DESTRUCTIVO DE HORMIGÓN
Las pruebas de campo de estructuras de concreto incluyen pruebas no destructivas y pruebas destructivas. Estos métodos se utilizan para completar la encuesta de condición de campo.

PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS DE HORMIGÓN
Aunque no puede haber una medición directa de las propiedades de resistencia del concreto estructural por la simple razón de que la determinación de la resistencia involucra tensiones destructivas, se han desarrollado varios métodos de evaluación no destructivos. Estos dependen del hecho de que ciertas propiedades físicas del concreto pueden estar relacionadas con la resistencia y pueden medirse por métodos no destructivos.

Adopte uno de estos métodos para la prueba de END Para concreto
Inspection Inspección visual, que es un precursor esencial de cualquier prueba no destructiva prevista. Un ingeniero civil o estructural con experiencia puede ser capaz de establecer la (s) posible (s) causa (s) de daño a una estructura de concreto y, por lo tanto, identificar cuál de los diversos métodos de END disponibles podría ser más útil para cualquier investigación adicional del problema.
Method Método de potencial eléctrico de media celda, utilizado para detectar el potencial de corrosión de las barras de refuerzo en el concreto.
Test Prueba de martillo Schmidt / rebote, utilizada para evaluar la dureza superficial del hormigón.

  • Test Prueba de medición de profundidad de carbonatación, utilizada para determinar si la humedad ha alcanzado la profundidad de las barras de refuerzo y, por lo tanto, puede estar produciéndose corrosión.

Test Prueba de permeabilidad, utilizada para medir el flujo de agua a través del hormigón.
Resistance Prueba de resistencia a la penetración o sonda de Windsor, utilizada para medir la dureza de la superficie y, por lo tanto, la resistencia de la superficie y las capas cercanas a la superficie del concreto.
Testing Prueba del medidor de cubierta, utilizada para medir la distancia de las barras de refuerzo de acero debajo de la superficie del concreto y también posiblemente para medir el diámetro de las barras de refuerzo.
Testing Pruebas radiográficas, utilizadas para detectar huecos en el hormigón y la posición de los conductos de tensión.
Testing Prueba de velocidad de pulso ultrasónico, utilizada principalmente para medir la velocidad del sonido del hormigón y, por lo tanto, la resistencia a la compresión del hormigón.
Methods Métodos sónicos que utilizan un martillo instrumentado que proporciona métodos de transmisión y eco sónico.

Las pruebas de concreto no destructivo se realizan sin causar ninguna destrucción al componente de concreto de la estructura existente para determinar la resistencia. Hoy en día, las pruebas de concreto no destructivo se han vuelto populares para evaluar la resistencia del concreto, antes de realizar trabajos de reparación de las estructuras.

Pruebas de concreto no destructivo comúnmente utilizadas:

01. Prueba de martillo de rebote

02. Prueba de velocidad de pulso ultrasónico

03. Prueba de resistencia a la penetración

04. Prueba de extracción y prueba de extracción

05. Prueba de núcleo de hormigón

Para obtener más detalles, puede consultar el siguiente artículo: Pruebas de concreto no destructivo (END) para la resistencia de la estructura

Este artículo ofrece un resumen de algunos métodos de prueba no destructivos:

Pruebas no destructivas: los 4 principales END de la industria: convergen

¡Espero eso ayude!