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NORMA TCNICA NTC COLOMBIANA 3708
1995-10-18 INGENIERA CIVIL Y ARQUITECTURA. USO DE REFRENTADO NO
ADHERIDO PARA LA DETERMINACIN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIN DE
CILINDROS DE CONCRETO ENDURECIDO E: STANDARD PRACTICE FOR USE OF
UNBONDED CAPS IN
DETERMINATION OF COMPRESSIVE STRENGTH OF HARDENED CONCRETE
CYLINDERS
CORRESPONDENCIA: esta norma es equivalente (EQV) a la
ASTM C1231-93 DESCRIPTORES: cilindro de concreto; ensayo de
compresin; mtodo de ensayo; hormign.
I.C.S.: 91.100.30 Editada por el Instituto Colombiano de Normas
Tcnicas y Certificacin (ICONTEC) Apartado 14237 Bogot, D.C. - Tel.
6078888 - Fax 2221435
Prohibida su reproduccin Editada 2002-09-16
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PRLOGO El Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin,
ICONTEC, es el organismo nacional de normalizacin, segn el Decreto
2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carcter privado, sin nimo
de lucro, cuya Misin es fundamental para brindar soporte y
desarrollo al productor y proteccin al consumidor. Colabora con el
sector gubernamental y apoya al sector privado del pas, para lograr
ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La
representacin de todos los sectores involucrados en el proceso de
Normalizacin Tcnica est garantizada por los Comits Tcnicos y el
perodo de Consulta Pblica, este ltimo caracterizado por la
participacin del pblico en general. La NTC 3708 fue ratificada por
el Consejo Directivo de 1995-10-18. Esta norma est sujeta a ser
actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo
momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuacin se
relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma
a travs de su participacin en el Comit Tcnico. ASOCIACIN COLOMBIANA
DE PRODUCTOS DE CONCRETO COMPAA DE CEMENTOS ARGOS S.A. CONCONCRETO
S.A. CONCRETOS PREMEZCLADOS S.A.
INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTOS DE CEMENTO ICPC SIKA ANDINA
S.A. TOXEMENT S.A. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
Adems de las anteriores, en Consulta Pblica el proyecto se puso
a consideracin de las siguientes empresas: CONCRETOS DIAMANTE S.A.
CONCRETOS BOGOT LTDA. COLCRETO S.A. CONCRELAB LTDA.
UNIVERSIDAD JAVERIANA UPTC PROYECTOS Y DISEOS
ICONTEC cuenta con un Centro de Informacin que pone a disposicin
de los interesados normas internacionales, regionales y
nacionales.
DIRECCIN DE NORMALIZACIN
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NORMA TCNICA COLOMBIANA NTC 3708
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INGENIERA CIVIL Y ARQUITECTURA. USO DE REFRENTADO NO ADHERIDO
PARA LA DETERMINACIN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIN DE CILINDROS
DE CONCRETO ENDURECIDO 1. OBJETO 1.1 Esta norma cubre los
requisitos para la utilizacin de refrentado no adherido para el
ensayo de cilindros de concreto moldeados de acuerdo con las NTC
550 y NTC 1377. Esta norma requiere que el usuario: 1. Realice
ensayos para calificar el sistema de refrentado no adherido, y 2.
Establezca el nmero permisible de usos sucesivos de las
almohadillas para verificar si ms de 100 ensayos pueden ser
realizados con una o con un par de almohadillas. 1.2 Los sistemas
de refrentado no adherido, no pueden ser utilizados para ensayos de
aceptacin de concreto con resistencia a la compresin por debajo de
10 MPa o superior a 50 MPa. 1.3 Los valores se regirn de acuerdo
con el Sistema Internacional de Unidades. Vase la NTC 1000 de
Metrologa. 1.4 Esta norma no pretende sealar todos los problemas de
seguridad, si los hay asociados con su uso, es responsabilidad del
usuario de esta norma establecer las prcticas de seguridad y salud
y determinar la aplicabilidad de las primordiales regulaciones a
usar. (Vase La Nota 5). 2. DOCUMENTOS DE REFERENCIA Las siguientes
normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro
de este texto, constituyen la integridad del mismo. En el momento
de su publicacin eran vlidas las ediciones indicadas. Todas las
normas estn sujetas a actualizacin; los participantes, mediante
acuerdos basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de
aplicar la ltima versin de las normas mencionadas a continuacin.
2.1 NORMAS TCNICAS COLOMBIANAS NTC 504: Ingeniera Civil y
Arquitectura. Refrentado de cilindros de concreto (ASTM C617). NTC
550: Ingeniera Civil y Arquitectura. Elaboracin y curado de
especmenes de concreto en obra (ASTM C31). NTC 673: Ingeniera Civil
y Arquitectura. Ensayo de resistencia a compresin de cilindros de
concreto (ASTM C39).
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NTC 1377: Ingeniera Civil y Arquitectura. Elaboracin y curado de
especmenes de concreto para ensayos de laboratorio (ASTM C192). 2.2
NORMAS ASTM D2240: Test Method for Rubber Property-Durometer
Hardnes. 3. TERMINOLOGA 3.1 DESCRIPCIN DE TRMINOS ESPECFICOS DE
ESTA NORMA 3.1.1 Almohadilla Elemento fabricado con materiales
elastmeros, tales como el neopreno. 3.1.2 Refrentado no adherido
Sistema compuesto por dos almohadillas elsticas insertadas en
sendos platos de retencin de metal. 4. SIGNIFICADO Y USO 4.1 Esta
norma describe el uso de almohadillas elsticas y platos de retencin
de metal en el ensayo de cilindros de concreto endurecido cuando
las bases de los cilindros no cumplen con los requisitos de
planitud de la NTC 673. Este mtodo de ensayo puede ser utilizado en
lugar del procedimiento descrito en la NTC 504. 4.2 Las
almohadillas se deforman bajo carga inicial para adaptarse contorno
de las bases del cilindro y se restringe su excesivo ensanchamiento
lateral con platos metlicos para proporcionar una distribucin de
carga uniforme del bloque de apoyo de la mquina de ensayo sobre las
bases del cilindro de concreto o mortero. 5. RESUMEN DE LA NORMA
5.1 Esta norma establece los requisitos para el uso de un sistema
de refrentado no adherido y exige por parte del usuario elaborar
los ensayos para calificar el sistema antes de ser utilizado.
Adicionalmente, se requieren ensayos de calificacin si las
almohadillas son utilizadas por ms de los 100 usos sucesivos
especificados. El ensayo de calificacin requiere parejas de
cilindros de ensayo, uno para ser refrentado acorde con la NTC 504
y el otro, para utilizar el sistema de refrentado no adherido. Los
procedimientos estadsticos para la evaluacin de los resultados, son
diseados para asegurar que los sistemas de refrentado no adherido,
no reduzcan la resistencia de los cilindros en ms del 2 %. Excepto
por la alineacin de las muestras en la mquina de ensayo y la
aplicacin inicial de carga, los ensayos, registros e informes deben
realizarse acordes con los requisitos de la NTC 673. 6. MATERIALES
Y EQUIPOS 6.1 Todos aquellos materiales y el equipo necesario para
conseguir que las bases de los cilindros cumplan los requisitos de
planitud de las NTC 673 y NTC 504. Se debe incluir el equipo para
materiales de refrentado necesarios para elaborar pasta de cemento,
yeso de alta resistencia o mortero de azufre.
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6.2 Almohadillas, hechas de materiales elastmeros, las cuales se
puedan acomodar a las irregularidades de la superficie en las bases
del cilindro y tengan la tenacidad suficiente para aguantar un uso
repetido. La almohadilla debe tener (13 mm 2 mm) de espesor, su
dimetro no debe ser ms de 2 mm menor que el dimetro interno del
anillo de retencin. Los ensayos de calificacin debern establecer el
mximo y el mnimo niveles de resistencia apropiado para usar con una
almohadilla de una dureza Shore A determinada. Nota 1. Se ha
encontrado que las almohadillas hechas de poliuretano u otros tipos
de caucho, tales como el neopreno o el caucho natural con una
dureza entre 50 Shore A y 70 Shore A, son aceptables. Esta dureza
Shore A es determinada mediante la NTC 467. Aunque la dureza de la
almohadilla requerida puede depender de su composicin y el diseo
del plato de retencin, algunos estudios indican que las
almohadillas de dureza 50 Shore A resultan apropiadas para
cilindros de resistencias hasta de 48 MPa y que se requieren
almohadillas de mayor dureza para niveles de resistencia mayor. De
manera similar, se pueden presentar reducciones de resistencia
cuando se utilizan almohadillas de dureza 50 Shore A en concretos
de menos de 15 MPa, y con almohadillas de dureza 70 Shore A cuando
se emplea en concretos de resistencia menor a 28 Mpa. 6.3 Plato de
retencin, debern estar hechos de un metal que pueda resultar
durable ante uso repetido. (vase la Nota 2). La cavidad del anillo
de retencin debe tener una profundidad de al menos dos veces el
espesor de la almohadilla. El dimetro interno de los anillos de
retencin no debe ser menor que el 102 % ni mayor que el 107 % del
dimetro del cilindro. Las superficies del anillo de retencin que
estn en contacto con los bloques de apoyo de la mquina de ensayo
tienen que estar planas en un rango de 0,05 mm. Las superficies de
apoyo de los anillos de retencin no deben tener acanaladuras,
ranuras o muescas mayores a 0,25 mm de profundidad o a 32 mm en rea
superficial. Se permite la perforacin en el centro de la base del
anillo para facilitar la colocacin y remocin de la almohadilla.
Nota 2. Se ha encontrado que los platos de retencin elaborados en
acero y algunas aleaciones de aluminio son aceptables. El diseo de
los platos de retencin y los metales utilizados estn sujetos al
desempeo y a los requisitos de aceptacin del numeral 9. 7.
ESPECMENES DE ENSAYO 7.1 Ninguna base de un cilindro puede
apartarse de la perpendicularidad de su eje por ms de 0,5.
(Equivalente aproximadamente a 3 mm en 300 mm). Los dimetros
individuales de un mismo cilindro no deben diferir entre s en ms
del 2 %. Nota 3. La perpendicularidad de la base del cilindro,
puede ser medida utilizando una escuadra de comprobacin a travs de
cualquier dimetro y midiendo la mayor desviacin de uno de los
elementos de la superficie cilndrica. Alternativamente, la base del
cilindro puede ser colocada sobre una superficie plana y con la
ayuda de una escuadra, verificar su perpendicularidad.
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Use una abrazadera de manguera para ensamblar la unidad superior
al bloque de apoyo esfrico superior.
Figura 1. Ejemplo de platos de retencin para cilindros de 150
por 300. (No obligatoria)
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7.2 Las depresiones de la superficie a lo largo de cualquier
dimetro no deben exceder de 5 mm. Si las bases del cilindro no
cumplen con esta tolerancia, el cilindro no puede ser ensayado, a
menos que sus irregularidades sean corregidas por cualquier mtodo
de pulido. 8. PROCEDIMIENTO 8.1 Los sistemas de refrentado no
adherido pueden ser utilizados sobre una o ambas bases del
cilindro, en vez del refrentado establecido en la NTC 504; a
condicin de que se cumplan los requisitos del numeral 9. 8.2 Se
examinan las almohadillas y se verifica que no tengan un excesivo
uso o presenten daos (vase la Nota 7). Se reemplazan las
almohadillas que presenten grietas o fracturas que excedan los 10
mm de longitud sin importar la profundidad. Inserte las
almohadillas en los platos de retencin antes de colocarlos sobre el
cilindro. (Vase la Nota 4). Notas: 4) Algunos fabricantes
recomiendan limpiar las almohadillas y las bases de los cilindros
con almidn de maz o
talco antes de realizar el ensayo. 5) Advertencia. Los cilindros
ensayados con el sistema de refrentado no adherido, se rompen
ms
violentamente que los ensayados con refrentado adherido. Como
precaucin de seguridad, las mquinas de ensayo deben estar equipadas
con una caja de proteccin. Algunos usuarios han reportado daos en
las maquinas de ensayo a causa de la repentina liberacin de energa
almacenada en las almohadillas.
8.3 Se centra el sistema de refrentado no adherido sobre el
cilindro y se coloca sobre el bloque inferior de la mquina de
ensayo. Cuidadosamente se alnea el eje del cilindro, centrando el
plato de retencin con el de la rtula de la placa superior de la
mquina. Antes de alcanzar un 10 % de la resistencia esperada, se
verifica que el eje del cilindro est vertical dentro de una
tolerancia de 3,2 mm en 300 mm; y que las bases del cilindro estn
centrados dentro de los platos de retencin. Si la alineacin del
cilindro no cumple, se libera la carga y se verifica el
cumplimiento de las condiciones establecidas. Se aplica nuevamente
la carga y se vuelve a verificar la alineacin y centrado de la
muestra. 8.4 Se completa la aplicacin de la carga y se realiza el
clculo del ensayo y el informe de los resultados segn la NTC 673.
Nota 6. A causa de la violenta liberacin de energa almacenada en
las almohadillas, la falla del cilindro rara vez presenta la
fractura tpica cnica del refrentado normal; por lo tanto, el dibujo
de la fractura no aporta mucho en un informe de laboratorio.
Ocasionalmente, el refrentado no adherido de los cilindros puede
desarrollar rpidos agrietamientos, pero contina soportando
incremento de carga. Por esta razn, los cilindros deben ser
ensayados hasta completar la falla. 9. CALIFICACIN DEL SISTEMA DE
REFRENTADO NO ADHERIDO Y VERIFICACIN
DEL USO SUCESIVO DE LAS ALMOHADILLAS 9.1 La resistencia a la
compresin de cilindros moldeados y ensayados con refrentado no
adherido debe ser comparada por parejas con la de cilindros
ensayados con refrentados que cumplan los requisitos de ensayo de
las NTC 504 y NTC 673.
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9.2 Para tener aceptacin, los ensayos deben demostrar con un 95
% de nivel de confianza (a = 0,05), que la resistencia media,
utilizando refrentado no adherido, no es menor del 98 % de la
resistencia media de parejas de cilindros refrentados segn el
numeral 9.1. 9.2.1 Los ensayos de calificacin de acuerdo con el
numeral 9.3, deben ser hechos sobre una almohadilla nueva para los
niveles de resistencia ms altos y ms bajos previstos, con el fin de
establecer el rango de resistencia aceptable para uso. Los ensayos
de calificacin se debern repetir cuando haya un cambio en el diseo
o en las dimensiones de los platos de retencin, en la composicin o
el espesor de la almohadilla de ensayo o cuando se presente cambio
de dureza Shore A por mas de 5 unidades. El ensayo de calificacin
inicial debe incluir la verificacin de que despus de los 100 usos
sucesivos las almohadillas todava cumplen los requisitos del
numeral 9.2. 9.2.2 Verificacin de usos sucesivos El mximo nmero de
usos sucesivos de una almohadilla es 100, a menos que los ensayos
en el numeral 9.2.2.1 hechos por el usuario de la almohadilla
demuestren que los requisitos del numeral 9.2 pueden cumplir con un
nmero mayor de usos sucesivos (vase la Nota 7). Esta verificacin,
deber realizarse con el nivel de resistencia ms alto al que la
almohadilla va a ser utilizada. Nota 7. El mximo nmero de usos
sucesivos de un grupo de almohadillas est generalmente entre 100 y
300. La vida til de una almohadilla depende de la dureza y el tipo
de material, la resistencia del concreto de ensayo, la diferencia
entre el dimetro del cilindro y el dimetro interior del plato de
retencin, la desigualdad y aspereza de las bases del cilindro, etc.
Es normal un desgarramiento o abrasin alrededor de su permetro
siempre y cuando no se reduzca el espesor. Agrietamientos o
fracturas en las almohadillas reducen la resistencia del cilindro;
por lo tanto, las almohadillas se debern reemplazar cuando stos
agrietamientos excedan los 10 mm de longitud independientemente de
su profundidad. (Vase el numeral 8.2). 9.2.2.1 Cuando los ensayos
son hechos para establecer un nmero de usos sucesivos permisibles
que excedan de 100, nicamente se deben contar aquellos ensayos o
usos sucesivos que estn dentro de 14 MPa del mximo nivel de
resistencia a ser calificado (vase la Nota 8). Los laboratorios
deben mantener un registro del nmero de veces que las almohadillas
son reutilizadas. Nota 8. Si el laboratorio lo desea, puede
establecer el mximo nmero de usos sucesivos de una almohadilla a
diferentes niveles de resistencia. Es sabido que la vida til de las
almohadillas es mayor a menores niveles de resistencia. En
concretos de menor resistencia, se pueden utilizar almohadillas
blandas de menor dureza. 9.3 PREPARACIN DE MUESTRAS PARA
CALIFICACIN Y ENSAYO DE USOS
SUCESIVOS DE ALMOHADILLAS 9.3.1 Se deben elaborar parejas de
cilindros provenientes de una misma muestra de concreto y ser
curadas en condiciones similares: un cilindro de cada par se debe
ensayar despus de ser refrentado de acuerdo con el numeral 9.1; y
el otro se debe ensayar utilizando el sistema de refrentado no
adherido. 9.3.2 Se debe elaborar un mnimo de 10 parejas de
cilindros de concreto por cada nivel de resistencia (vase la Nota
9). El "nivel de resistencia", es la resistencia media de 20 o ms
cilindros cuyas resistencias estn en un rango de 7 MPa (vase la
Nota 10). Ms de una pareja de cilindros pueden ser elaboradas de
una misma muestra, pero los cilindros deben provenir de un mnimo de
dos muestras hechas en diferentes das para cada nivel de
resistencia (vase la Nota 11).
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Notas: 9) Si la norma de refrentado NTC 504 y las de refrentado
no adherido producen iguales resistencias, el nmero
de parejas de cilindros que sern necesarios para demostrar
cumplimiento estar entre 9 y ms de 60, dependiendo de la
variabilidad de los resultados de los ensayos.
10) Observe que el rango de resistencias permitido en la
calificacin de los ensayos para definir el nivel de
resistencias es 7 MPa, pero en el conteo del nmero de usos
sucesivos, slo los cilindros con un rango de 15 MPa son incluidos
en el conteo total de usos sucesivos.
11) Los cilindros para los ensayos de calificacin de los ensayos
pueden ser provenientes de parejas de cilindros
ensayados en las operaciones de rutina normal de los
laboratorios, y en la mayora de los casos no se requieren grupos de
ensayo especiales.
10. CLCULOS 10.1 Por cada nivel de resistencia, compute la
diferencia en resistencia por cada pareja de cilindros, y compute
el valor medio de la resistencia de los cilindros con refrentado
segn la NTC 504 y la resistencia media del cilindro refrentado con
refrentado no adherido, como sigue:
di = Xpi - Xsi
sX-
= (Xs1 + Xs2 + Xs3 ... + Xsn)/n
pX-
= (Xp1 + Xp2 + XP3... + Xpn)/n
Donde:
di = diferencia en resistencia de una pareja de cilindros
computada como la resistencia obtenida con refrentado no adherido
menos la resistencia del cilindro preparado acorde la NTC 504
(puede ser positiva o negativa).
piX-
= resistencia del cilindro utilizando sistema de refrentado no
adherido
siX-
= resistencia del cilindro siguiendo la NTC 504
n = nmero de parejas de cilindros ensayados por nivel de
resistencia
sX-
= resistencia media de los cilindros refrentados segn la NTC 504
para un nivel de resistencia, y
pX-
= resistencia media de los cilindros refrentados con lminas no
adheridas para un nivel de resistencia.
10.2 Compute la diferencia media, -d y la desviacin estndar de
la diferencia, Sd, por cada
nivel de resistencia, como sigue:
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-d = (d1 + d2 ... + dn)/n
Sd = [S (di - -d )^2/(n - 1)]^1/2
10.3 Para cumplir con esta norma la siguiente relacin se debe
cumplir:
pX-
0,98 sX-
+ (tSd)/(n)^1/2
donde t es el valor de "t de student" para (n - 1) pares con a =
0,05 de la siguiente tabla:
(n - 1 ) t( a = 0,05)A 9
14
19
100
1,833
1,761
1,729
1,662
A. Use interpolacin lineal para otros valores de (n - 1) o
refirase a tablas estadsticas apropiadas
11. PALABRAS CLAVES Almohadilla, refrentado, resistencia a la
compresin, concreto, ensayos de concreto, elastmero, neopreno,
refrentado no adherido. 12. DOCUMENTO DE REFERENCIA AMERICAN
SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Practice for Use of
Unbonded Caps in Determination of Compressive Strength of Hardened
Concrete Cylinders. Philadelphia, 1993, 4p. il. (ASTM C1231).
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Anexo
(Informacin no obligatoria) X1. Muestra e informe del clculo
X1.1 MUESTRA DEL INFORME: Almohadilla: Dureza Shore A = 60. Espesor
13 mm Cilindros: Tesis Universidad Nacional- Concretos Diamante.
Bogot. Nos 1-10. Noviembre 1 de 1994. Platos de retencin: Soiltest
fc = 21 MPa (210 kg/cm) Dimetro de los cilindros: 150 mm Azufre
puro: Microsul de sulco Ltda. Lote 10207 Resistencia a la compresin
14,6 MPa (*) Edad :28 d
Resistencia a la compresin (MPa)
Cilindro N Neopreno Azufre Diferencia [d] 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
28,5 27,3 27,6 28,2 28,2 30,3 28,5 29,7 27,7 29,8
27,7 27,1 26,2 28,7 26,3 29,3 27,7 28,7 26,3 29,3
0,8 0,2 1,4 -0,5 1,9 1,0 0,8 1,0 1,4 0,5
_ Xp = 28,6
_ Xs = 27,7
_ d = 0,9
(*) Observaciones: si la resistencia del azufre no cumple con la
resistencia especificada en la NTC 504, referente
al refrentado con azufre. X1.2 Resumen:
Sx-
= 27,7; Px-
= 28,6; Sd = 0,68; n = 10: t = 1.833 X1.3 Clculo: utilizando la
ecuacin del numeral 10.3 28,6 > (0,98)(27,7) +
(1.833)(0,68)/(10)^1/2 28,6 > 27,6 (El sistema califica como 28
MPa)
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Unidades bsicas del Sistema Internacional de Unidades
Magnitud Unidad bsica SI Smbolo Equivalencia
longitud metro m 1 m 39,370 1 pulgadas 3,280 84 pies
masa kilogramo kg 1 kg 2,204 52 libras tiempo segundo s presin
pascal Pa 1 Pa 1N/m2
0,101 472 kgf/mm2
2,088 54 x 10-2 libra fuerza/pie2
temperatura Celsius
grado Celsius 0C
fuerza newton N 1 N 0,101 972 kgf 0,224 809 libra fuerza
