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Ntc-2871

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2871
2004-12-16

MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA DEL CONCRETO A LA FLEXIÓN (UTILIZANDO UNA VIGA SIMPLE CON CARGA EN LOS TERCIOS MEDIOS)

E:

TEST METHOD FOR DETERMINE FLEXURAL STRENGTH OF CONCRETE (USING SIMPLE BEAM WITH THIRD POINT LOADING)

CORRESPONDENCIA:

esta norma es idéntica (IDT) a la norma ASTM C 78:2002. Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third Point Loading). Copyright ASTM International. 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19429, USA vigas; concreto; ensayo de resistencia a la flexión; módulo de rotura; pavimentos.

DESCRIPTORES:

I.C.S.: 91.100.30; 75.140.00
Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. Tel. 6078888 Fax 2221435

Prohibida su reproducción

Segunda actualización Editada 2005-01-19

DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN .A. GUTIÉRREZ SÁNCHEZ INGENIEROS I.A.A. CONSULTORÍA COLOMBIANA CORASFALTOS ECOPETROL ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA ESTAVÍAS GÓMEZ CAJIAO Y ASOCIADOS S.A. para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 166 Pavimentos y el Comité Técnico 100 Concretos. CONCENSONARIA PANAMERICANA CONCONCRETO S. GRODCO S. ICONTEC es una entidad de carácter privado. La NTC 2871 (Segunda actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo del 2004-12-16. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales.C. este último caracterizado por la participación del público en general. ICONTEC. SHELL COLOMBIA S. CONCRELAB LTDA.A. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país. CONALVÍAS S. morteros. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública. sin ánimo de lucro. según el Decreto 2269 de 1993. es el organismo nacional de normalización. HOLCIM COLOMBIA –ICPC– INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DE CEMENTO INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS –INVÍAS– METROCONCRETO SOCIEDAD COLOMBIANA DE INGENIEROS Además de las anteriores. INSTITUTO COLOMBIANO DE PETRÓLEOS –ICP– INSTITUTO DE DESARROLLO URBANO –IDU– MINISTERIO DE TRANSPORTE PATRIA S. GAYCO S.C. regionales y nacionales.A. cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. INECON S. ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales.A. PAVIMENTAR S. agregados y Grouts. TOXEMENT S.PRÓLOGO El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación. en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ASOGRAVAS ASOPAC CERROGRANDE S.A.A.A.A. ASOCRETO CEMEX CONCRETOS COLOMBIA S.A.

2 Los valores indicados en SI se deben considerar como los normalizados. Para referencias fechadas. 1 . 1. INTRODUCCIÓN Esta norma es una adopción idéntica (IDT) por traducción de la norma Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading) ASTM C 78:2002 1. asociados con esta norma. ASTM C 167. Test Method for Obtaining and Testing Drilled Cores and Sawed Beams of Concrete.1 Este método de ensayo se utiliza para determinar la resistencia del concreto a la flexión mediante el uso de una viga simple con carga en los tercios medios. 2.3 Esta norma no pretende tratar todos los problemas de seguridad. se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección). ASTM C 42.NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2871 (Segunda actualización) MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA DEL CONCRETO A LA FLEXIÓN (UTILIZANDO UNA VIGA SIMPLE CON CARGA EN LOS TERCIOS MEDIOS) 0. si los hay. REFERENCIAS NORMATIVAS Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento normativo. Para referencias no fechadas. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer las prácticas adecuadas de seguridad industrial y salud. Practice for Capping Cylindrical Concrete Specimens. 1. Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Field.1 NORMAS ASTM ASTM C 31. y determinar la aplicabilidad de las limitaciones regulatorias antes de su uso. OBJETO 1. ASTM C 192. 2. se aplica únicamente la edición citada. El equivalente en unidades del sistema inglés (libra-pulgada) se incluye con carácter informativo. Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Laboratory.

2 Los resultados de este método de ensayo se pueden usar para determinar el cumplimiento con las especificaciones o como base para operaciones de dosificación. Practice for Laboratories Testing Concrete and Concrete Aggregates for Use in Construction and Criteria for Laboratory Evaluation. La máquina de ensayo debe tener capacidad de aplicar cargas a una tasa uniforme sin que se produzcan impactos o interrupciones. No se permiten máquinas de ensayos operadas manualmente provistas de bombas que no aplican una carga continua en una sola carrera del pistón.002 pulgadas).79 rad). ASTM E 4.0 ± 0. 3. ó ASTM C 31 ó ASTM C 192. su preparación.05 mm (0. Cada superficie de soporte que está en contacto con el espécimen no debe tener una desviación del plano mayor de 0. 4. 4.05 pulgadas) 4.2.1 La máquina de ensayo debe cumplir los requisitos de los numerales sobre base de verificación.NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2871 (Segunda actualización) ASTM C 1077. 4. que tengan un volumen suficiente para completar el ensayo en una sola carrera del pistón sin necesidad de recuperación. o si la viga ha sido fundida o cortada al tamaño requerido 3. cualquiera que sea el bloque que esté aplicado. dentro de ± 1.003. de la norma ASTM E 4. En la Figura 1 se muestra un diagrama de un aparato de carga que cumple con este propósito. condiciones de humedad. correcciones e intervalos de tiempo entre verificaciones.1 Este método de ensayo se usa para determinar la resistencia a la flexión de especímenes preparados y curados de acuerdo con las normas ASTM C 42.2. La resistencia que se determina variará si existen diferencias en el tamaño del espécimen.2 APARATO DE CARGA El método de carga en los tercios medios se debe utilizar en la ejecución de ensayos de flexión al concreto empleando bloques de soporte que garanticen que las fuerzas aplicadas a la viga sean perpendiculares a la cara del espécimen y se apliquen sin excentricidad. y debe ser una porción de un cilindro cuyo eje coincida con el eje de la varilla o centro de la esfera. Se utiliza en ensayos de concreto para la construcción de losas y pavimentos (véase la Nota 1).2 La relación de la distancia horizontal entre el punto de aplicación de la carga y el punto de aplicación de la reacción más cercana a la altura de la viga debe ser 1. APARATOS 4.2. medidos desde el centro o eje del pivote y se deben extender completamente o sobrepasar todo el ancho del espécimen. Los resultados se calculan y reportan como el módulo de rotura.3 mm (± 0. mezcla y colocación de concreto. Se pueden emplear bombas con motor o de operación manual de tipo de desplazamiento positivo. los bloques de aplicación de carga y los de soporte no deben tener una altura mayor de 64 mm (2 ½ pulgadas). IMPORTANCIA Y USO 3. Practices for Force Verification of Testing Machines. El ángulo de inclinación formado por la superficie curva de cada bloque debe ser al menos de 45° (0. curado.3 Si se utiliza un aparato similar al mostrado en la Figura 1.1 Todos los aparatos para realizar los ensayos de flexión del concreto deben tener capacidad para mantener constantes la distancia entre apoyos especificada y las distancias entre los bloques de aplicación de carga y los de soporte. Los bloques de carga y de soporte deben mantenerse en posición vertical y en contacto con la varilla o esfera por medio de tornillos con 2 . 4.

4 mm Espécimen 25. Todas las superficies deben ser lisas y deben estar libres de asperezas. lámina de acero o canal Bancada de la máquina de ensayo L/3 L/3 Longitud de luz L/3 Figura 1. el pivote central se puede omitir. 5. Grado II. huecos o marcas de identificación grabadas. Vista esquemática del aparato apropiado para la determinación de la resistencia del concreto a la flexión mediante el uso del método de carga en los tercios medios NOTA 1 Este aparato se puede utilizar invertido. 3 . NOTA 2 El laboratorio de ensayo que ejecute este método puede ser evaluado de acuerdo con la norma ASTM C 1077. y debe tener una distancia entre apoyos equivalente a tres veces su altura. siempre y cuando se usen una varilla y una esfera como pivotes para los bloques de aplicación de carga superiores. o por algún programa equivalente de ensayo teórico y de desempeño. La placa de soporte superior y la esfera central de la Figura 1 pueden omitirse cuando se utilice un bloque de soporte con asiento esférico.NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2871 (Segunda actualización) resortes que los mantienen en contacto con la varilla o esfera de pivote.2 Los técnicos que lleven a cabo el ensayo de resistencia a la flexión deberían estar certificados como técnicos ACI. Si la máquina de ensayo aplica fuerzas a través de una cabeza de asiento esférico. ENSAYO 5. 5. siempre y cuando se aplique un bloque de carga sobre una varilla y el otro sobre una esfera. indentaciones.1 El espécimen de ensayo debe cumplir todos los requisitos de la norma ASTM C 42 ó las normas ASTM C 31 ó ASTM C 192 aplicables a especimenes de vigas y prismas. Cabeza de la máquina de ensayo Posición opcional para una varilla de acero y una bola de acero Bola de acero d = L/3 25.4 mm Bola de acero Bloques aplicadores de carga y de soporte Varilla de acero Estructura de carga rígida o si este es un accesorio cargado. Los lados del espécimen deben formar ángulo recto con la parte superior e inferior. con una tolerancia del 2 %.

éstos se deben colocar de manera que la cara sometida a tensión corresponda a la parte superior o inferior del espécimen. El secado superficial del espécimen produce una reducción de la resistencia a la flexión medida. Se debe evitar esmerilar las superficies laterales.86 MPa/min y 1.015 pulgadas) se deben eliminar únicamente mediante refrentado o esmerilado. para determinar el ancho y la altura promedio. La tasa de carga se calcula usando la siguiente ecuación: r = Sbd2/L (1) en donde r S b d L = = = = = tasa de aplicación de carga. La superficie de contacto del espécimen se pule o refrenta. 6. Los espacios superiores a 0.1 El ensayo de resistencia a la flexión de especimenes curados en ambiente húmedo se debe efectuar inmediatamente después de retirar los elementos del recinto húmedo. Usando una galga palpadora de espesores de 0. Si la fractura ocurre en una sección refrentada.015 pulgadas). después del ensayo se toman medidas a través de una de las caras fracturadas. 4 . Cuando se utilicen especimenes cortados. Todas las mediciones se hacen con aproximación a 1 mm (0. como se cortó del material base.4 mm (1/4 de pulgada) de espesor.21 MPa/min (125 psi/min y 175 psi/min) hasta que ocurra rotura.38 mm (0. 6. 25 mm a 50 mm (1 pulgada a 2 pulgadas) de ancho y deben cubrir todo el ancho del espécimen. Se colocan los bloques de aplicación de carga en contacto con la superficie del espécimen en los tercios medios. se debe colocar lateralmente con respecto a la posición en que se fundió. es mayor o menor que cada una de las galgas en una longitud de 25 mm (1 pulgada) o más. La carga se debe aplicar a una tasa constante hasta el punto de rotura. El refrentado se debe hacer de acuerdo con las secciones aplicables de la norma ASTM C 617. MPa/min (psi/min) ancho promedio del espécimen.004 pulgadas) y 0. y centrada sobre los bloques de soporte. MEDICIÓN DE LAS PROBETAS DESPUÉS DEL ENSAYO 7. con 6. (libra/min) tasa de incremento en el esfuerzo extremo de la fibra.05 pulgadas). se determina si algún espacio existente entre el espécimen y los bloques de aplicación de carga o los de soporte. mm (pulgadas) Altura promedio del espécimen.2 Cuando se utilice un espécimen fundido. MN/min.10 mm (0. Las cuñas de cuero deben ser uniformes. ya que se pueden cambiar las características físicas del espécimen. Se centra el sistema de aplicación de carga en relación con la fuerza aplicada. se hace una medición en cada borde y una en el centro de la sección transversal.NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 6.38 mm (0. se incluye en la medición el espesor del refrentado.1 Para determinar las dimensiones de la sección transversal de la probeta para uso en el cálculo del módulo de rotura. o se utilizan cuñas de cuero para eliminar cualquier espacio mayor de 0. y se aplica una carga entre el 3 % y el 6 % de la carga última estimada.004 pulgadas).10 mm (0. mm (pulgadas) Distancia entre apoyos. mm (pulgadas) 7. Para cada dimensión. PROCEDIMIENTO NTC 2871 (Segunda actualización) 6. La carga se aplica a una tasa que incremente en forma constante el esfuerzo extremo de la fibra entre 0.3 Se carga el espécimen continuamente y sin impactos. Las tres mediciones se hacen para cada dirección.

CÁLCULOS NTC 2871 (Segunda actualización) 8. (libras-fuerza). altura promedio del espécimen en el lugar de la fractura.05 pulgadas). ( pulgadas) ancho promedio de la probeta en la fractura. 9.2 Si la fractura ocurre en la superficie sometida a tensión por fuera del tercio medio en la distancia entre apoyos. NOTA 3 El peso de la viga no está incluido en el cálculo anterior.1. como sigue: R = PL/bd2 (2) en donde R P L b d = = = = = módulo de rotura. mm (pulgadas) 9. 8. distancia entre apoyos. (lbf).1.2 Ancho promedio con una aproximación de 1 mm (0.5 Carga máxima aplicada. 9. carga máxima aplicada indicada por la máquina de ensayo. mm (pulgadas). 9.1. mm.1. 5 .05 pulgadas) 9.3 Si la fractura ocurre en la superficie sometida a tensión por fuera del tercio medio de la distancia entre apoyos. mm (pulgadas). MPa (psi).NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 8. no se debe tener en cuenta el resultado del ensayo. 8. en no más de un 5 % de ésta.4 Distancia entre apoyos. mm (pulgadas).1 Si la fractura se inicia en la superficie sometida a tensión dentro del tercio medio de la distancia entre apoyos se calcula el módulo de rotura. 9. el módulo de rotura se calcula como sigue: R = 3Pa/bd2 de donde a = distancia promedio entre la línea de fractura y el soporte más cercano medido en la superficie de la viga sometida a tensión. N.1 INFORME El Informe debe incluir lo siguiente: 9.1 Número de identificación. en más de un 5 % de ésta. N. (3) NOTA 4 El peso de la viga no está incluido en el cálculo anterior.3 Altura promedio con una aproximación de 1 mm (0.1.

Se ha encontrado que el coeficiente de variación con un solo operador es de 5. Por lo tanto. El coeficiente de variación multilaboratorio se ha encontrado que es 7. 10.05 MPa (5 psi). pulido.1 PALABRAS CLAVE Vigas.1 PRECISIÓN Y SESGO PRECISIÓN Se ha observado que el coeficiente de variación de los resultados del ensayo depende del nivel de resistencia de las vigas.0 %. o si se utilizaron cuñas de cuero.1. 11.7 Historia del curado y condición de humedad aparente del espécimen al momento del ensayo. no se establece nada al respecto. ensayo de resistencia a la flexión.6 Módulo de rotura calculado con una aproximación de 0. los resultados de dos ensayos efectuados apropiadamente por el mismo operador en vigas hechas con la misma bachada no se deberían diferenciar en más de 16 %.NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2871 (Segunda actualización) 9. concreto. 10.7 %. 9.1.1. 6 . módulo de rotura.10 Edad del espécimen. y sus defectos. 11. 9. Por lo tanto.1.8 Si el espécimen fue refrentado.1. 10.2 SESGO Puesto que no hay una norma aceptada para la determinación del sesgo en este método de ensayo. los resultados de dos laboratorios diferentes en vigas hechas con concreto de la misma bachada no se deberían diferenciar en más del 19 %. 9.9 Si el espécimen fue fundido o cortado. 9.

7 . Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading).NORMA TÉCNICA COLOMBIANA DOCUMENTO DE REFERENCIA NTC 2871 (Segunda actualización) AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. (ASTM C 78). 3 p. 1 il. Philadelphia. 2002.