ensayos no destructivos abril 2005 uni
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Ensayos para la evaluación de estructuras
Lima, Abril 2005
Alejandro MuñozAlejandro Muñoz
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
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• Introducción
• Técnicas disponibles para ensayos no destructivos.
• Interpretación de Resultados.
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Ensayos No DestructivosEnsayos No Destructivos
Técnicas para inspeccionar
o probar elementos
estructurales, sin alterar su
empleo futuro
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Según el tipo de energía que se emplea los ensayos no destructivos se clasifican en:
Ultrasónicos
Vibraciones
Esclerométrico
Deformación
Pequeños desplazamientos
Líquidos penetrantes
Resistencia óhmica
Inductivos
Magnéticos
Resonancia Magnética
Observación Visual
Barnices
Ultravioleta
Fotoelasticidad
Radiación NuclearGammagrafía
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Técnicas disponibles en nuestro medio para estructuras de concreto armado :
Extracción de núcleos diamantinos
Esclerometría
Determinación del acero de refuerzo
Pruebas de carga
Ultrasonido
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Núcleos Diamantinos
Se obtienen con máquina de perforación (taladro) y broca de corona circular diamantada
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El Objetivo principal es determinar el f’c en el concreto.
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Se usa también para determinar otras propiedades del concreto endurecido:
•Resistencia a Tracción por compresión diametral.
•Carbonatación.
•Reacción álcali-agregado.
Profundidad de Carbonatación
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•Absorción de agua.
•Petrografía.
•Estratificación
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•Densidad.
•Porosidad.
•Inspección visual
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Metodología para la aplicación de la técnica[ASTM C-42, BS 1881 (120), NTP 339.059]
Extracción: Identificar las zonas de interés sin refuerzo metálico.
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Corte y Pulido: (1 < Esbeltez H/D < 2).
Refrentado: Aplicación de capping.
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Ensayo de Compresión
Interpretación de Resultados(ACI 318, NTP E-060)
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Pruebas de Carga
Cuando se desea probar si el sistema tiene una resistencia cercana o mayor que la especificada en el diseño original o la requerida por una norma.
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El procedimiento consiste en aplicar una carga por encima del valor de diseño en servicio y medir las deflexiones
Es necesario entonces materializar la carga y colocar sensores de deflexión.
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C.A. = 0.8 (1.5 CM + 1.8 CV) - CM existente
La carga aplicada y la deformación máxima permitida se calculan según criterios:
NTP-E030 ACI 318
C.A. = 0.85 (1.4 CM + 1.7 CV) - CM existente
Dmáx. = L² / (20000 h) Dmáx. = L² / (20000 h)
Dr máx. = Dmáx / 4
Según NTP-E030: Si se excede Dmáx, debe cumplirse que la recuperación de la deflexión dentro de las 24 horas sgtes. al retiro de la C.A. sea por lo menos el 75% de la Dmáx (concreto no presforzados) y de 80% (concretos presforzados).
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Metodología para la aplicación de la técnica
Se aplicará la C.A. en al menos 4 incrementos, sin ocasionar impacto ni efecto de arco.
• Se retirará la C.A. inmediatamente después de tomar las lecturas iniciales.
• Las lecturas de Def. final se tomarán 24 horas después de haberse retirado la C.A.
• Después de 24 horas de aplicar la C.A. se medirá la deflexión Inicial.
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Prueba de Carga en Puente: Deflexiones
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Monitoreo de Ancho de Fisuras
La magnitud del ancho de fisuras se
determina por comparación directa.
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Losa de techo
del primer
piso: As @
0,30m
Fisuración / Agrietamiento
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Medición de Variación del Ancho
de Grietas (activas)
La medición de la evolución de las fisuras depende de la precisión del
equipo.
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DETERMINACIÓN DEL ACERO DE REFUERZO
Existen varios tipos de Detectores de Metales : Magnéticos, Ópticos (láser), etc.
•Ubicación (profundidad y espaciamiento).•Espesor del Recubrimiento.•Diámetro barras.
Se pueden calcular algunas características del acero de refuerzo como:
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Localización del acero de refuerzo
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ESCLEROMETRÍA(Ernest Schmidt, 1948)
El “Esclerómetro” mide la dureza superficial del concreto, en base al rebote de un martillo que impacta contra la superficie de concreto.
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• Selección del Área de Ensayo
• Lectura del Rebote: Recomendable tomar 15 lecturas de rebote, a espaciamientos de 1 pulgada.
Metodología para la aplicación de la técnica[ASTM C805, BS 1881 (202), NTP 339.181]
• Resistencia a la Compresión: Ábacos del fabricante (no confiables)
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ULTRA SONIDO
Se basa en producir ondas con transductores electroacústicos y medir la velocidad del pulso.
El equipo mide el tiempo que tarda la onda en recorrer la distancia desde el emisor al receptor (en el concreto).
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La Velocidad de Pulso en un material depende de la densidad y de las propiedades elásticas (relacionadas a la calidad y resistencia del material):
• Uniformidad del Concreto.
• Cavidades, Fisuras, Defectos debido al fuego y/o
heladas.
• E, f’c del Concreto.
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Las ventajas y desventajas del método son las siguientes:
• El método no está influenciado por la carbonatación, ni por la proximidad superficial de los granos de grava (piedra), como en el caso del esclerómetro.
• Es capaz de detectar defectos internos en profundidad en el concreto.
• Requiere de experiencia y especialización del operador (complicado).
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Medición de Vibraciones Ambientales
Sirve para determinar algunos parámetros dinámicos de la estructura
como el período natural de vibración (To), amortiguamiento (ξ) , etc.
Se usan: “Sismómetros”, “Acelerómetros” (axiales o triaxiales), técnicas
micro-tremor, etc.
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Interpretación de Resultados
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Resistencia Testigo Diamantino –vs- Probeta Moldeada (estándar)
0,85 (ASTM C-42)
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Correlación de resultados f’c: Testigos diamantinos, ultrasonido,
esclerómetro
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La interpretación de los ensayos in-situ deberían hacerse con “Procedimientos Estadísticos Estándar”. No es suficiente promediar los valores de los resultados in-situ y calcular la resistencia equivalente por medio de las relaciones establecidas.
INTERPRETACIÓN Y REPORTE DE RESULTADOS
ACI 228.1R
Es necesario considerar las incertidumbres asociadas.