Ensayos a tracción del hormigón: Ensayos Indirectos

¡Hola de nuevo compañero! ¿Cómo ha ido la Navidad? ¿Se han portado los reyes? Espero que sí. 🙂 Por mi parte hoy te traigo el artículo prometido, la tan esperada segunda parte de los ensayos a tracción del hormigón. Como dijimos hace unos días, pese a que los ensayos a tracción directa están ahí no se suelen emplear debido a sus «problemillas» se suelen emplear ensayos ensayos indirectos. ¿Quieres conocer sus ventajas?

Ensayos a tracción indirecta

En los ensayos a tracción indirecta, a diferencia de los ensayos directos, la rotura de la probeta de hormigón se produce debido a la aplicación de una carga de compresión o flexotracción da lugar a una distribución de tensiones de tracción que acaban por fisurar la probeta.

Son ensayos mucho mas sencillos que los directos y permiten una buena estimación del valor de la resistencia a tracción, por lo que son los mas empleados para estos menesteres.

Ensayo Brasileño

El ensayo Brasileño es el método estandarizado para hallar un valor de la resistencia a tracción del hormigón (ASTM C-496, UNE 83.306 e ISO 4108).

Consiste en aplicar una carga externa de compresión en una de las caras de la muestra cilíndrica o cúbica, mientras que el extremo opuesto a la carga permanece apoyado. De esta forma aparecen dos fuerzas diametralmente opuestas que producen una distribución uniforme de tracciones transversales a lo largo del eje de carga, causando la rotura a tracción de la muestra.

Según la instrucción española la resistencia a tracción indirecta se calcula mediante las siguientes formulas:

La velocidad de aplicación de la carga es 1.5 N/mm2 por minuto, siendo aplicada mediante unas tiras de contrachapado de 4×15 milimetros situadas entre la probeta y la prensa. La resistencia a tracción pura es el 85 por ciento de la indirecta.

Este método de ensayo presenta tres inconvenientes para el ensayo del hormigón reforzado con fibras:

• El área de carga para grandes deformaciones aumenta, conduciendo a un incremento en la carga incluso después de la fisuración.
• El ensayo es inestable bajo el control de desplazamiento
• La longitud de las muestras permite a la fisura iniciarse dentro de ella, lo que dificulta la medición de la apertura de fisura y el control de estabilidad.

Estos inconvenientes se han solucionado modificando la configuración del ensayo. Una de esas modificaciones consiste en limitar el área de carga a una anchura fija mediante unas barras metálicas de carga entre los platos de la prensa. Otra se basa en usar el desplazamiento transversal como la variable de control. Por ultimo, la reducción de la longitud de la muestra ayuda también para obtener un control estable del ensayo después del pico de carga.

Por otro lado, la gran ventaja de este ensayo es que permite la utilización de las probetas normalizadas allí donde éstas son cilíndricas.

Ensayo Barcelona o de doble punzonamiento

En este ensayo se dispone una probeta cilíndrica de hormigón de 150 milímetros de altura de manera vertical entre las placas de carga a compresión, utilizando dos punzones circulares de acero dispuestos concéntricamente encima y debajo de la muestra a ensayar.

Se realiza mediante una prensa convencional, disponible en la mayoría de laboratorios. Además el procedimiento de ejecución es sencillo y se requiere de una magnitud de carga reducida para llegar a la rotura de la muestra, por lo que resulta ser un método muy fácil de llevar a la práctica.

Durante la realización del ensayo la carga aplicada produce un incremento de la tracción sobre los planos que contienen el eje del cilindro y la muestra se fractura a lo largo de estos planos. Generalmente, suelen aparecer tres fisuras radiales en la muestra ensayada. Bajo la carga de rotura, se forman además dos cuñas cónicas que se sitúan bajo los punzones de acero.

El control del ensayo se realiza mediante la medida, de forma continua, de la carga aplicada sobre la probeta y el recorrido del plato de carga. Realizando dicho control se asegura la estabilidad del ensayo. También se puede utilizar para el control del ensayo la apertura circunferencial de la probeta, medida mediante una cadena situada en la parte central de la probeta a media altura.

Por otra parte, al ser cilíndricas las muestras, se puede efectuar sobre estructuras preexistentes, pues se pueden extraer fácilmente muestras de esa forma de ellas. Además, al no limitarse la rotura de la muestra a un plano predeterminado, se puede establecer una resistencia promedio a la tracción, reduciéndose la dispersión en los resultados, obteniéndose un coeficiente de variación de los resultados inferior al 13%. Por otra parte, se realiza en muestras de pequeño tamaño y que no necesitan ser refrentadas, con el consiguiente ahorro de material y tiempo.

Ensayos a flexotracción

En estos ensayos se determina la resistencia a tracción mediante la aplicación de la carga entre dos apoyos, ya sea en la mitad de la luz o a tercios:

a) Con carga a tercios

Para este ensayo se emplea una viga que mide 10x10x40 cm biapoyada con una luz de 30 cm. La carga se apoya repartida entre dos apoyos situados cada uno a un tercio de la longitud de la luz.

La velocidad de aplicación de la carga es 1.6 N/mm2 por minuto. La fisuración puede ocurrir en cualquier punto de la sección central, pues toda la viga está sometida al mismo momento flector. De este modo, el valor de resistencia a tracción obtenido es menor al que se obtiene con carga centrada.

b) Con carga central

Similar al caso anterior, pero con la carga aplicada en el centro de la luz. Este ensayo centra la fisura, y permite la evaluación real de la energía absorbida por la probeta, además de requerir unos dispositivos de medida de flecha y de aplicación de carga más simples que los usados en el ensayo de carga a tercios, por lo que representa una alternativa interesante.

Por contra, el punto de primera fisura, al igual que el ensayo de carga a tercios, no parece de clara determinación en esta configuración de carga.

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Pues esto es todo lo que quería contaros por el momento. Terminamos así esta pequeña serie de artículos sobre la tracción del hormigón y los ensayos para calcular su resistencia bajo este tipo solicitaciones. Espero que te haya sido útil.

Ah! Y te vuelvo a recordar de que si echas en falta algo o no entiendes cualquier cosa, no dudes en dejarme un comentario aquí abajo. Estaré encantado de echarte un cable. 😉