Curvas de relación de la resistencia a compresión del concreto (F´C) y la velocidad de onda medida con ultrasonido en muestras de concreto de las cuales se desconoce sus características de diseño

Abstract

La propiedad más importante para medir la calidad del concreto es la resistencia a compresión. Sin embargo para poder conocer este valor se recurre a métodos tradicionales de ensayos a compresión uniaxial. En esta investigación se determinaron curvas de relación de la resistencia a compresión del concreto (F´c) y la velocidad de onda medida con ultrasonido en muestras de concreto de las cuales se desconoce sus características de diseño. Para ello fue planteada como hipótesis que la relación que existe entre la resistencia a compresión y la velocidad de ultrasonido en concreto es exponencial. Se realizaron ensayos de ultrasonido en muestras de concreto siguiendo las especificaciones de la norma ASTM C597 y se aplicaron ensayos de compresión uniaxial siguiendo los procedimientos de la norma ASTM C39 inmediatamente después de los ensayos de ultrasonido en 140 muestras de concreto cabo en el laboratorio de estructuras de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP).Las muestras de concreto provinieron de diferentes proyectos de construcción de la ciudad de Lima, por lo que personalizan a una gran variabilidad debido a los diferentes diseños de mezclas, relaciones agua cemento, diferencias en agregados, utilización de aditivos, tiempo de curado, etc. Todas las muestras fueron cilindros de concreto de 0.15 m y 0.30 m de altura. Se logró determinar que la base de datos tuvo un rango de edad entre 7 y 58 días. Concretos con densidades entre los 2150 y 2600 Kg/m3 fueron evaluados. El fin estructural también incrementó la variabilidad de las muestras. En este estudio se ha confirmado que existe una relación exponencial entre la resistencia a compresión F’c y la velocidad de onda del ultrasonido UPV del concreto. La expresión obtenida del análisis estadístico concuerda con investigaciones similares en donde el concreto presenta gran variabilidad. A pesar de que el coeficiente de regresión R2 es de 0.446 este es similar a los encontrados en otros estudios. Además debido a la naturaleza y al origen de las muestras de concreto, estas presentaron una gran variabilidad. Por lo tanto, se estimaron curvas de confiabilidad al 90% de confianza. Se propone utilizar la ecuación 𝐹′𝑐=2.779𝑒1.05𝑈𝑃𝑉𝐾𝑔/𝑐𝑚2 como la correlación más adecuada para estimar F’c en función UPV. Con ello, los valores calculados resultan siendo más conservadores que aquellos utilizados mediante las ecuaciones 𝐹′𝑐 𝑙𝑜𝑤𝑒𝑟 = 1.820𝑒1.05𝑈𝑃𝑉𝐾𝑔/𝑐𝑚2ó 𝐹′𝑐𝑢𝑝𝑝𝑒𝑟=4.246𝑒1.04𝑈𝑃𝑉𝐾𝑔/𝑐𝑚2. Con estas relaciones se puede garantizar la resistencia a compresión mínima del concreto a partir de mediciones con ultrasonido.