Tema: Velocidad snica y Esclermetro Objetivo Conocer acerco del ensayo de velocidad snica. Investigar sobre el equipo, procedimiento y clculos de este ensayo.

Marco tericoEl mtodo de la velocidad de pulso ultrasnico se utiliza para calcular la calidad y la resistencia a la compresin de un material basndose en la relacin entre la densidad y la elasticidad del material. Empleando este mtodo ultrasnico, TICO calcula indirectamente el mdulo de elasticidad y la resistencia del hormign. El aparato se utiliza por lo general in situ para evaluar la uniformidad del hormign y para localizar grietas, fisuras y defectos debidos al fuego y la helada. TICO utiliza transductores como emisores y receptores para calcular la velocidad del pulso midiendo el tiempo de transmisin. Esta unidad flexible puede medir a travs de la transmisin directa, semidirecta, indirecta o propagacin por superficie para adaptarse a las necesidades de prcticamente cualquier ensayo in situ. Tambin puede utilizar transductores exponenciales con puntas para ensayos en superficies rugosas como hormign proyectado. Los ensayos ultrasnicos se combinan a menudo con los ensayos con martillos Schmidt para contribuir a la localizacin final de determinadas reas dbiles. Toda la informacin se muestra en un formato grande y de fcil lectura. Las mediciones pueden transferirse a una impresora o a un PC para su anlisis y evaluacin.

Figura 1. Equipo del ensayo de velocidad snica

Caractersticas Mediciones de profundidad de fisuras. Deteccin de reas con cavidades y vacos. Estimacin de propiedades mecnicas del hormign, resistencia y mdulo de elasticidad.Normas de ensayo: EN 12504-4:2004 (antigua BS 1881 Parte 203) ASTM C 597Objeto del ensayo 1.1 Este mtodo de ensayo cubre la determinacin de la velocidad de propagacin de pulsos longitudinales de ondas de esfuerzos a travs del concreto. Este mtodo no se aplica a la propagacin de otros tipos de ondas de esfuerzo a travs del concreto. 1.2 Los valores indicados en unidades SI deben ser considerados como el estndar. No se incluye otras unidades de medida en esta norma. 1.3 Esta norma no pretende sealar todas las medidas de seguridad si las hubiere, asociadas con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma, establecer las prcticas apropiadas de seguridad y salubridad y determinar la aplicabilidad de limitaciones regulatorias, antes de su uso.EquipoEl equipo para ensayo de la velocidad de pulso se indica esquemticamente en la Fig.2, y consiste en un generador de pulso, un par de transductores (transmisor y receptor), un amplificador del transductor receptor, un circulo medidor de tiempo, un indicador de tiempo y cables de conexin.

Figura 2. Equipo del ensayo de velocidad snica Nota Es ventajoso incorporar el Generador de pulso, el circuito medidor de tiempo, el amplificador del receptor y el indicador de tiempo en una unidad integral (1).1. Generador de pulso y transductor transmisor El generador de pulso debe consistir de los circuitos para la generacin de pulso de voltaje. El transductor para transformar estos pulsos electrnicos en rfagas de ondas de energa mecnica debe tener una frecuencia de resonancia en el rango de 20 a 100 kHz. El generador de pulso debe producir pulsos repetitivos a una velocidad de por lo menos 3 pulsos por segundo. El intervalo de tiempo entre los pulsos, debe exceder el tiempo de decaimiento del transductor transmisor. El transductor debe ser construido de un material piezoelctrico, magnetoestrictivo o de otro material sensitivo al voltaje, y debe ser protegido por una cubierta protectora. Se requiere de un pulso de activacin para arrancar el circuito medidor de tiempo.2. Transductor receptor y amplificador El transductor receptor debe ser similar al transductor transmisor. El voltaje generado por el receptor debe ser amplificado cuando sea necesario para producir rfagas de pulsos al circuito medidor de tiempo. El amplificador debe tener una respuesta plana entre la mitad y tres veces la frecuencia de resonancia del transductor receptor. 3. Circuito medidor de tiempo El circuito medidor de tiempo y las rfagas de pulsos asociados deben ser capaces de proveer una resolucin de medicin de tiempo, de por lo menos 1s. La medicin de tiempo es indicada por una rfaga de voltaje del generador de pulso, y el circuito medidor de tiempo debe operar a la misma frecuencia de repeticin del generador de pulso. El circuito medidor de tiempo debe proveer una potencia de salida cuando detecta el pulso recibido, y esta potencia de salida cuando detecta el pulso recibido, y esta potencia de salida debe ser usada para determinar el tiempo de transito desplegado en el indicador de tiempo. El circuito medidor de tiempo debe ser insensible a temperaturas de operacin en el rango de 0 a 40C y a cambios de voltaje en la fuente de potencia, de 15%. 4. Unidad indicadora de tiempo La unidad indicadora de tiempo debe indicar el tiempo de transito del pulso al ms cercano 0.1s. 5. Barra de referencia Para unidades que usan un ajuste manual a tiempo cero, debe proveerse una barra de metal o de otro material durable, para la cual se sepa el tiempo de transito de las ondas longitudinales. El tiempo de transito debe ser marcado permanentemente en la barra de referencia. La barra de referencia es de uso opcional para las unidades que tengan un ajuste automtico al tiempo cero. 6. Cables de conexin Cuando las medidas de velocidad pulso en estructuras grandes requieren del uso de cables de interconexin largos, se debe usar cables coaxiales, protegidos, de baja capacitancia.7. Agente de acoplamiento Debe ser de un material viscoso (tal como aceite, gelatina de petrleo, gelatina soluble en agua, hule moldeable o grasa), para asegurar una transferencia eficiente de energa entre el concreto y los transductores. La funcin del agente de acoplamiento es la de eliminar el aire entre las superficies de concreto de los transductores y el concreto. El agua puede ser un agente de acoplamiento aceptable cuando forma un estanque superficial, o en los ensayos bajo el agua. Procedimiento1. Comprobacin del funcionamiento del equipo y del ajuste a tiempo cero Se debe verificar que el equipo est operando adecuadamente y que pueda ejecutar el ajuste a tiempo cero.7.1. Unidades con ajuste automtico de tiempo cero Se debe aplicar el agente de acoplamiento a las caras de los transductores y presionar las caras una contra la otra. El instrumento hace uso de un microprocesador para registrar este tiempo de retardo, que es sustrado automticamente de mediciones de tiempo de trnsito subsecuentes 7.2. Unidades con ajuste manual de tiempo cero - Se debe aplicar el agente de acoplamiento a los extremos de la barra de referencia y se presionan firmemente los transductores centra los extremos de la barra hasta que se despliegue un tiempo de trnsito en el indicador. Se ajusta la referencia a cero, hasta que el tiempo de trnsito registrado coincida con el valor marcado en la barra de referencia. 7.3. Comprobar el ajuste a tiempo cero - Cada hora durante el periodo de operacin continua del instrumento, y luego cada vez que se cambia un transductor o un cable de conexin. Si no puede lograrse el ajuste a tiempo cero no debe usarse el instrumento hasta que el mismo haya sido reparado.2. Determinacin del tiempo de trnsito 2.1 Para los ensayos en la construccin existente, deben seleccionarse las localizaciones de ensayo de acuerdo con la prctica ASTM C823 o siguiendo las instrucciones de la parte que solicita los ensayos, segn sea aplicable.2.2 Para obtener los mejores resultados, los transductores se localizan en posiciones directamente opuestas. Dado que el ancho del haz de vibraciones de pulsos emitidos por los transductores es grande, es permisible la medicin de tiempos de trnsito a travs de las esquinas de una estructura, pero con cierta prdida de sensibilidad y exactitud. Las mediciones a lo largo de una misma superficie no deben ser usadas, a menos que solo una cara de la estructura sea accesible, ya que tales mediciones pueden ser indicativas solo de capas superficiales y las velocidades de pulso calculadas no estarn de acuerdo con aquellas obtenidas por una transmisin a travs del espesor total.2.3 Se aplica un agente de acoplamiento apropiado (tal como agua, aceite, gelatina de petrleo, grasa, hule moldeable u otros materiales viscosos) a las cargas de los transductores o a la superficie de ensayo o a ambas, se presionan firmemente las caras de los transductores contra loa superficies de concreto, hasta que se indica un tiempo de trnsito estable, y se mide este tiempo de trnsito. Luego se determina la distancia en lnea recta entre los centros de las caras de los transductores. ClculosCalcular la velocidad pulso como sigue: V = L/T Donde: V = Velocidad de pulso, m/sL = Distancia entre centros de las caras de los transductores, m, y T = Tiempos de trnsito, s

ESCLEROMETRO

Elesclermetroes generalmente, para la determinacin de laresistenciaacompresinenhormigonesya sea en pilares, muros, pavimentos, etc.

Su funcionamiento consiste en una pesa tensada con un muelle. Dicha pesa tensada es lanzada contra el hormign y se mide su rebote.

Aunque no es un mtodo excesivamente fiable, su uso est muy extendido. Proporciona valores aproximados y se emplea principalmente como mtodo de comprobacin, siendo menos usado que elensayo de compresin.

El esclermetro digital frente a los esclermetros convencionales, la ventaja de incorporar una pantalla en la que se recogen valores mnimos y mximos de una serie cuyo nmero de medidas establece el usuario. Adems de establecer de forma automtica tablas de edad del hormign, descartar valores errticos, mostrar la desviacin estndar y corregir directamente la direccin de impacto, traduce el valor medio R a las unidades convencionales de resistencia, asigna un nmero a la medida y puede transferir todos los datos a documentos digitales a travs de un PC.

CARGA30740 kg

RESISTENCIA173,952 kg/cm2

Primera toma

Segunda toma

Ventajas del uso del esclerometro

Es un ensayo no destructivo lo que permite realizar un gran nmero de determinaciones sin alterar la resistencia, esttica y funcionalidad de una estructura. Ensayo muy econmico. Se puede operar horizontal o vertical. Permite ensayar muchos elementos en un corto espacio de tiempo con escasos medios auxiliares.

Desventajas del uso del esclerometro

El resultado obtenido depende de demasiados factores, como el tipo de cemento, contenido de cemento, tipo de agregado, masa del elemento ensayado, compactacin, tipo de la superficie, capacidad superficial, humedad, temperatura. Se necesita una superficie perfectamente lisa para realizar el ensayo por lo que no es til en elementos no encofrados. Requiere de una calibracin. Solo afecta a los primeros centmetros de la pieza (2-3)cm. Puede variar segn la pericia del operario. Existe perdida de energa por la deformacin elstica del hormign en el interior de la pieza.

Conclusiones El ensayo consiste en la medicin del tiempo que emplea un pulso ultrasnico al recorrer una distancia L entre un transductor emisor Tx y un transductor receptor Rx, ambos acoplados al hormign. Este mtodo no es recomendable para determinar la resistencia del hormign, pero es utilizado exitosamente para establecer la uniformidad y la calidad del hormign.Bibliografa http://www.conred.gob.gt/sitio2014/normas/NRD3/NTG41017h17.pdf http://www.gisiberica.com/hormigon.pdfReferencias (1) NORMA NTG 41017 h17. Mtodo de ensayo. Determinacin de la velocidad del pulso ultrasnico a travs del concreto. Pg. 8.

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