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ARTICULO 69º Ensayos de
control del hormigón
69.1. Generalidades
69.2. Control total (control al 100 por 100)
69.3. Control estadístico del hormigón
69.3.1. Ensayos de control a
nivel reducido
69.3.2. Ensayos de control a nivel normal
69.3.3. Ensayos de control a nivel intenso
69.4. Decisiones derivadas del control de resistencia
Estos ensayos son preceptivos en todos los casos y tienen por objeto comprobar, a lo largo de la ejecución, que la resistencia característica del hormigón de la obra es igual o superior a la de proyecto.
El control podrá realizarse en dos modalidades:
-Control total (control al 100 por 100), cuando se conozca la resistencia de todas las amasadas.
-Control estadístico del hormigón, cuando sólo se conozca la resistencia de una fracción de las amasadas que se controlan. En este caso, en función del valor adoptado para gc y de acuerdo con el Artículo 31º, se establecen tres niveles de control estadístico de la calidad del hormigón:
-control estadístico a nivel reducido.
-control estadístico a nivel normal.
-control estadístico a nivel intenso.
En ambas modalidades los ensayos se realizan sobre probetas ejecutadas en obra conservadas, refrentadas y rotas según UNE 83.301/84, UNE 83.303/84 y UNE 83.304184.
Para edificación los ensayos de control del hormigón, serán realizados por laboratorios que cumplan lo establecido en el Real Decreto 123011989 de 13 de octubre de 1989 y disposiciones que lo desarrollan.
Comentarios
El objeto de los ensayos de control es
comprobar que las características de calidad del hormigón, curado en
condiciones normales y a 28 días de edad, son las previstas en el proyecto.
Con independencia de los ensayos de control,
se realizarán los de información tipo a) (Artículo 70º) que prescriba el Pliego
de Prescripciones Técnicas Particulares o indique el Director de Obra, para
conocer a una edad, y tras un proceso de curado análogo al de los elementos de
que se trata, que el hormigón tiene la resistencia adecuada.
Desde el punto de vista de la aceptación del
lote objeto del control, los ensayos determinantes son los que se prescriben en
69.2 y 69.3 o en su caso los derivados del 69.4
69.2. Control
total (control el 100 por 100)
Esta modalidad de control es de aplicación a cualquier obra y cualesquiera que sean los valores adoptados para g c de conformidad con el Artículo 31º de esta Instrucción.
El control se realiza determinando la resistencia de todas las amasadas componentes de la parte de obra sometida a control y calculando, a partir de sus resultados, el valor de la resistencia característica real, según 26.1.
Para que el conjunto de amasadas sometidas a control sea aceptable, es preciso que
fc,real
³ fck
Comentarios
En la mayoría de las obras, este tipo de control
no deberá utilizarse, por el elevado número de probetas que implica
confeccionar, conservar y romper, la complejidad de todo orden que supone para
la obra y el elevado costo del control.
Sin embargo, en algunos casos especiales, como
elementos aislados de mucha responsabilidad, en cuya composición entra un
número pequeño de amasadas u otros similares, puede resultar de gran interés el
conocimiento exacto de fc,real,
para basar en él las decisiones de aceptación o rechazo, con eiiminación total
del posible error inherente a toda estimación. En previsión de estos casos
especiales, pero sin exclusión de cualquier otro, se da entrada de forma
fehaciente en la Instrucción a este tipo de control.
Conforme se ha definido en el Artículo 26º el
valor de la resistencia característica real corresponde al cuantil del 5 por
100 en la función de distribución de la población, objeto del control. Su
obtención se reduce a determinar el valor de la resistencia de la amasada que
es superada en el 95 por 100 de los casos o que, a lo sumo, es igualada en el 5
por 100 de ellos.
En general, para poblaciones formadas por N
amasadas, el valor de fc,real,,
corresponde a la resistencia de la amasada que, una vez ordenadas las N
determinaciones de menor a mayor, ocupa el lugar n = 0,05 N, redondeándose «n»
por exceso.
Cuando el número de amasadas que se vayan a
controlar sea igual o menor que 20 fc,real,
será el valor de la resistencia de la amasada más baja encontrada en la serie.
69.3. Control estadístico del hormigón
69.3.1. Ensayos de
control a nivel reducido
En este nivel el control se realiza por medición de la consistencia del hormigón, fabricado de acuerdo con dosificaciones tipo.
Con la frecuencia que se indique en el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares o por el Director de Obra, y con no menos de cuatro determinaciones espaciadas a lo largo del día se realizará un ensayo de consistencia, según el Artículo 65º.
De la realización de tales ensayos quedará en obra la correspondiente constancia, a través de los valores obtenidos y decisiones adoptadas en cada caso.
Esta modalidad de control es de aplicación exclusivamente a obras en que la resistencia característica exigida en el proyecto no sea superior a 175 kp/cm2, se empleen dosificaciones tipo, con un mínimo de 300 kg de cemento, de clase 35, por metro cúbico de hormigón, y en cuyo proyecto se haya adoptado gc = 1,70, en correspondencia con el Artículo 31º.
Para elementos de hormigón en masa, se podrá reducir la dosificación mínima a 250 kg de cemento, de clase 35, conservando las restantes prescripciones del párrafo anterior.
Comentarios
Este nivel de control es de aplicación,
fundamentalmente, a obras de escasa importancia, en las que no siendo fácil
recurrir a laboratorios especializados, no es excesivamente gravoso incrementar
la dosificación de cemento para garantizar, por métodos indirectos, el valor de
la resistencia de proyecto del hormigón.
Presupone un valor bajo en la resistencia a
alcanzar; una dosificación alta y contrastada, capaz de suministrar una
resistencia mucho mayor de la exigida y una vigilancia continuada por parte de
la Dirección de Obra que garantice lo correcto de la dosificación, el amasado y
la puesta en obra, llevando un sistemático registro de su consistencia.
69.3.2. Ensayos de
control a nivel normal
Esta modalidad de control es de aplicación a obras cuyo proyecto se haya adoptado para gc un valor gc ³ 1,5 en correspondencia con el Artículo 31º.
A efecto de control, salvo excepción justificada, se dividirá la obra en partes sucesivas(lotes) inferiores cada una al menor de los límites señalados en el cuadro 69. 3.2.a. No se mezclarán en un mismo lote elementos de función resistente distinta, es decir, que pertenezcan a columnas distintas del cuadro.
El control tiene por objeto determinar si el hormigón de cada lote es aceptable con arreglo a los criterios de esta Instrucción.
El control se realiza determinando la resistencia de N amasadas (véase 10.2) en número N ³ 2 y frecuencia que fijará el Director de Obra de no estar prevista en el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares, tomadas al azar entre los componentes de la obra sometida a control. Cuando el lote abarque a dos plantas, el hormigón de cada una de ellas deberá dar origen al menos a una determinación.
En todo caso el contratista podrá utilizar un número de determinaciones superior al mencionado anteriormente, siendo a su costa el sobrecoste del ensayo.
Ordenados los resultados de las determinaciones de resistencia de las N amasadas controladas en la forma:
x1 £ x2
£ .....£
xm£ ...£ xN
se define como resistencia característica estimada. en este nivel, la que cumple las siguientes expresiones:
siendo:
|
KN |
=Coeficiente dado en el cuadro 69.3.2.b en función de N y del tipo de instalación en que se fabrique el hormigón. |
|
X1 |
=Resistencia de la amasada de menor resistencia |
|
m |
= N/2 si N es par |
|
m |
|
el lote sometido a control será aceptable si se verifica que:
fest
³ fck
CUADRO 69.3.2.a
|
Límite superior |
Tipo de elementos estructurales |
||
|
Elementos comprimidos (pilares, muros portantes, etc.) |
Elementos en flexión simple (vigas, forjados, muros de contención, etc.) |
Macizos (zapatas, estribos de puente, bloques, etc.) |
|
|
Volumen de hormigón Número de amasadas (1) Tiempo de hormigonado Superficie construida Número de plantas
|
50 m3 25 2 semanas 1.000 m2 2 |
100 m3 50 2 semanas 1.000 m2 2 |
100 m3 100 1 semana -- -- |
(1) Este límite no es obligatorio en obras de edificación
En el caso de hormigones fabricados en central de hormigón preparado en posesión de un Sello de Calidad oficialmente reconocido, se podrá reducir el muestreo al 50% de los lotes, realizando éste al azar, siempre y cuando se den además las siguientes condiciones:
-Los resultados de control de producción exigidos por el Sello están a disposición del utilizador y sus valores son satisfactorios.
-El número mínimo de lotes que deberá muestrearse en obra será de tres, correspondiendo a los lotes relativos a los tres tipos de elementos estructurales que figuran en el Cuadro 69.3.2.a; en caso de que haya más lotes corresponderán preferentemente a elementos trabajando a compresión.
En el caso de que en algún lote la fest fuera menor que la resistencia característica de proyecto se muestreará en obrael 100% de los lotes hasta que cuatro lotes consecutivos obtengan resultados correctos.
CUADRO 69.3.2.b.
Valores de KN
|
N |
Hormigones fabricados en central con laboratorios según 63.a |
Otros casos |
|
|
Con Sello de Calidad oficialmente reconocido |
Sin Sello de Calidad oficialmente reconocido |
||
|
2 |
0,90
|
0,88 |
0,76 |
Comentarios
Se consideran en este nivel los casos
frecuentes en que las determinaciones de resistencia de las amasadas
componentes de la parte de obra sometida a control no responden a criterios
sistemáticos, en su número ni en su frecuencia. Es posible, por lo tanto, que
puedan introducirse errores en la fabricación del hormigón, de trascendencia
para su resistencia, no fácil ni inmediatamente detestables. Para reducir en lo
posible tales efectos, se establece que g
c sea igual o superior a
1,5.
En realidad, en este nivel, la función para
determinar la resistencia característica estimada sería fest = KN . x1,
con los significados establecidos para KN y x1.
Tal función exige conocer el coeficiente de variación d de la población para poder aplicarse con
toda corrección, puesto que KN
es función de tal coeficiente de variación y del número N. Sin embargo, como
para que la estimación de d
tenga una fiabilidad aceptable es necesario que se controle un número de
amasadas N superior al que habitualmente se emplea, y, como por otra parte, a
partir de N=6 las diferencias entre los valores KN para el mismo valor de N y diferentes
coeficientes de variación es inferior al 5 por 1 00, se ha preferido ligar los
valores de KN al tipo de
control con que se fabrica el hormigón, desligándolo del cálculo de d , mediante la aceptación previa de las
siguientes hipótesis:
- que los hormigones
fabricados en central tienen un coeficiente de variación del orden de 0,
1 0 a 0, 13 y tanto menor cuanto más fiable sea el control de producción;
- que los restantes
hormigones tienen un coeficiente de variación del orden de 0,20 a 0,23.
A partir de estas hipótesis y otorgando una
probabilidad de aceptación homogénea para todos los casos, se obtienen los
valores de KN que
figuran en el cuadro 69.3.2. b.
Con lo anterior, en los casos de N ³ 6 la discrepancia producida en fest por una errónea estimación de d será prácticamente insignificante,
habiéndose aceptado la posibilidad de emplear una segunda función de
estimación, dependiente únicamente de los valores muestrales, y prevista, en
principio, para el control a nivel intenso, a fin de paliar aún más los
posibles casos en que la diferencia en cuestión. aún pequeña, pudiera tener
importancia.
Los casos en que N < 6 son los que
presentan más dificultad, puesto que ni es posible estimar d con precisión, ni introducir un segundo
estimador de comparación; en ellos, evidentemente, una errónea estimación
previa de su coeficiente de variación puede tener repercusiones a la hora de la
aceptación. Cuando sea posible la realización de los ensayos de una manera
sistemática, se recomienda comenzar la serie de ensayos con valores de N ³ 6, continuando con la misma extensión de la
muestra durante el control de los cuatro o cinco primeros lotes; con la
totalidad de los valores muestrales obtenidos puede entonces calcularse el
coeficiente de variación de la población con suficiente garantía y, una vez
cerciorados del caso de que se trata a efectos de la elección de KN, reducir el valor de N en el control de
los restantes lotes de la obra.
Finalmente, debe añadirse que los valores
dados en el cuadro 69.3.2.a, aptos para la gran generalidad de la obra,
pudieran requerir una juiciosa adaptación en algún caso singular, cuando su
aplicación directa conduzca a muestreos excesivos.
69.3.3. Ensayos de
control a nivel Intenso
Este tipo de control es preceptivo siempre que la resistencia de proyecto sea mayor de 250 kp/cm2 o cuando para g c se adopte un valor menor 1,5 de conformidad con el Artículo 31º. A los efectos del control se dividirá la obra en lotes, con arreglo a los criterios del cuadro 69.3.2.a, siendo el objeto del control determinar si el hormigón componente de cada uno de los lotes es aceptable, con arreglo al contenido de esta Instrucción.
El control de cada lote se realiza sobre un número N de determinaciones de resistencia de otras tantas amasadas, tomadas al azar, entre las componentes del lote controlado. Los valores de N se establecerán, de acuerdo con la sistemática que se define en este artículo.
En general, obtenidas las resistencias de N amasadas y ordenadas de menor a mayor en la forma:
x1 £ x2 £ .....£ xm£ ...£ xN
se define la resistencia característica estimada, de la parte del lote sometido a control, por
siendo:
m = N/2 o (N-l)/2 según sea N par o impar, respectivamente
KN = Parámetro definido en 69.3.2. para el caso de control a nivel normal, función del valor N y del tipo de instalación en que se fabrique el hormigón.
El lote sometido a control será aceptable si se verifica que:
fest ³ fck
La sistemática de la aplicación de este nivel de control a la totalidad de la obra, será la siguiente:
Al comienzo del control, se tomará N = 12; cuando en cuatro lotes consecutivos, con N = 12 se haya obtenido aceptación (fest ³ fck), se tomará, en los siguientes N = 6. Se volverá a tomar N = 12 a partir del momento en que con N = 6 se obtenga fest ³ fck , volviéndose a tomar N = 6 tan pronto como en cuatro lotes consecutivos se obtenga fest ³ fck.
Este proceso se repetirá tantas veces como sea preciso.
Comentarios
Se basa el control a nivel intenso, como el
control a nivel normal, en determinaciones de la resistencia de diversas
amasadas, siéndole de aplicación lo comentado al respecto en el artículo
anterior.
Se presupone la normalidad de la población, si
bien, por tomar en consideración exclusivamente la mitad de los valores
obtenidos, no se penalizan las desviaciones en más, a partir del valor xm+1.
Con la limitación establecida, fest ³
KN . x1, se quiere eludir los posibles casos de
polémica en que, por una desviación en más del valor xm , pudiera resultar un ensayo aceptable
con el criterio establecido en el nivel normal y rechazable en éste. Por
último, el juego de decisiones sobre el número de determinaciones que debe
realizarse, es decir, sobre la información general que se quiere conseguir,
pretende obtener una información de extensión aceptable al comienzo de la obra
y siempre que esté en entredicho la calidad de¡ hormigón que anteriormente se
haya puesto en obra, mientras que permite reducir el número de probetas en los
casos en que la fabricación se estabiliza alrededor de calidades aceptables.
69.4. Decisiones derivadas del control de
resistencia
Cuando en un lote de obra sometida a cualquier nivel de control, sea fest ³ fck tal lote se aceptará.
Si resultase fest < fck, a falta de una explícita previsión del caso en el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares de la obra y sin perjuicio de las sanciones contractuales previstas (véase 4.4), se procederá como sigue:
a) Si fest ³ 0,9 fck,el lote se aceptará
b) Si fest < 0,9 fck, se podrán utilizar a juicio del Director de Obra a costa del constructor
los estudios y ensayos que procedan de entre los siguientes:
-Estudio de la seguridad de los elementos que componen el lote, en función de la fest deducida de los ensayos de control, para estimar la variación del coeficiente de seguridad global respecto del previsto en el Proyecto.
-Ensayos de información para estimar la resistencia del hormigón puesto en obra, de acuerdo con lo especificado en el Artículo 70º, realizando un estudio análogo al mencionado en el párrafo anterior, basado en los nuevos valores de resistencia obtenidos.
-Ensayos estáticos de puesta en carga (prueba de carga), de acuerdo con 73.2, en elementos estructurales sometidos a flexión. La carga de ensayo no excederá del valor característico de la carga tenida en cuenta en el cálculo.
En función de los estudios y ensayos ordenados por el Director de Obra y con la información adicional que el constructor pueda aportar a su costa, aquél decidirá si los elementos que componen el lote se aceptan, refuerzan o demuelen, habida cuenta también de los requisitos referentes a la durabilidad y a los estados límites de servicio.
Comentarios
Antes de tomar la decisión de aceptar,
reforzar o demoler, el Director de Obra, para estimar la disminución de la seguridad,
podrá consultar con el proyectista y con organismos especializados.
En ciertos casos, el Director de Obra podrá
proponer a la Propiedad, como alternativa a la demolición o refuerzo, una
limitación de las cargas de uso. En general, de una prueba de carga no se puede
deducir que el margen de seguridad de la estructura en servicio es suficiente,
salvo en el caso en que la prueba se lleve hasta rotura (lo que es de
aplicación, por ejemplo, en elementos prefabricados que se repiten). No
obstante, la realización de una prueba de carga juiciosamente efectuada e
interpretada, puede aportar datos útiles que coadyuven a la toma de decisión
final.
Debe tenerse siempre presente que la
resistencia del hormigón es, además de una cualidad valiosa en sí misma, un
estimador indirecto de importantes propiedades, como el módulo de elasticidad y
la resistencia frente a agentes agresivos relacionadas íntimamente con la
calidad del hormigón. Por consiguiente, cuando se obtenga una resistencia
estimada menor de la especificada, es preciso considerar no sólo la posible
influencia sobre la seguridad mecánica de la estructura, sino también el efecto
negativo sobre otras características, como la deformabilidad, fisurabilidad y
la durabilidad.
