ASTM A615: Especificación estándar para barras de acero al carbono lisas y corrugadas para refuerzo de hormigón
Las barras de refuerzo de acero están diseñadas para absorber la tensión y el peso de las estructuras de hormigón, como puentes y edificios. La norma ASTM D615 es un estándar de ensayo que proporciona requisitos dimensionales, químicos y físicos para las barras de acero al carbono lisas y corrugadas fabricadas para el refuerzo del hormigón. Las barras corrugadas incluyen protuberancias en la superficie para evitar el movimiento longitudinal después de su colocación en el hormigón, mientras que las barras lisas tienen lados lisos. Estos productos pueden suministrarse en longitudes cortadas o en rollos, y están diseñados para el propósito expreso de la construcción.
Si bien la norma ASTM A615 hace referencia a las normas ASTM A370 y ASTM E290 para los ensayos de tracción y flexión, respectivamente, esta norma incluye procedimientos específicos relevantes para la realización de estos ensayos en barras lisas y corrugadas. Estos ensayos se realizan para determinar propiedades físicas como la resistencia, la elongación y el estado satisfactorio de la superficie después de la flexión. Cabe destacar que las barras producidas de acuerdo con la norma ASTM A706/A706M también se consideran conformes a esta norma.
| Configuración de ensayo ASTM A615 | |
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Modelo de suelo de la serie 6800 |
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Software Bluehill Universal |
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Célula de carga de la serie 2580 |
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Mordazas de cuña hidráulicas |
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Los ensayos según la norma ASTM A615 suelen implicar el manejo de altas fuerzas de choque tras el fallo de la probeta. Esto es especialmente cierto para los grados más altos y los tamaños más grandes de barras lisas y corrugadas. Dado que las mordazas se dejan sujetando las probetas fallidas después de la rotura, tienden a ser las más afectadas por este choque. Por lo tanto, es importante elegir mordazas robustas que puedan absorber eficazmente la energía, como las mordazas de cuña de accionamiento hidráulico o las mordazas de acción lateral. La norma también especifica que las probetas de las barras deben enderezarse antes del ensayo, especialmente cuando se obtienen de rollos. Debido a que es común que estas probetas conserven alguna curvatura, recomendamos mordazas hidráulicas de acción lateral como las mordazas DuraSync de Instron para esta aplicación. Estas mordazas se sujetan desde ambos lados para asegurar que, incluso cuando hay cargas laterales presentes, lo que ocurre cuando la probeta está doblada, sigan sujetando en el centro, lo que ayuda a mejorar la alineación y elimina la necesidad de "restablecer" las mordazas entre los ensayos. Debido a que las probetas de tracción deben ensayarse utilizando toda su sección transversal, las protuberancias de la superficie de la barra corrugada pueden crear un desafío para la sujeción. Las caras de las mordazas específicas para barras de refuerzo presentan un patrón de dientes especialmente diseñado para evitar el deslizamiento de la probeta, sin ser tan agresivas como para causar un fallo prematuro.
Esta norma requiere la notificación de la elongación para cada ensayo de tracción, y aunque es posible medir esto sin un extensómetro, hay muchos beneficios al usar uno. Instron recomienda el uso de un instrumento de contacto automático como el AutoX750 que, junto con la medición de la elongación de una longitud calibrada de 8 pulgadas, también puede calcular el límite elástico descentrado (Rp 0,2). A diferencia de los dispositivos manuales, el AutoX750 se acopla y se desacopla automáticamente de la probeta, lo que permite al operador permanecer fuera del espacio de ensayo de forma segura y evitar cualquier riesgo asociado al fallo de la probeta. Debido a que la longitud calibrada se establece automáticamente a partir de las entradas del software y es infinitamente ajustable en todo el recorrido del instrumento, este único extensómetro se puede utilizar para cubrir todos los requisitos de la probeta, además de los especificados en la norma ASTM A615.
CONTROL DE ENSAYO
Procedimiento de ensayoEl ensayo según la norma ASTM A615 incluye 5 regiones básicas, incluyendo el preensayo, la precarga, la región elástica, la fluencia y la región plástica.
Durante el preensayo es importante asegurarse de que las mordazas adecuadas están instaladas y que se realizan los ajustes de apertura del ensayo. Antes de instalar la probeta, la medición de la fuerza (carga) debe ponerse a cero. Una vez que la probeta se carga en el sistema, la fuerza NO debe someterse a ninguna otra puesta a "cero", ya que esto afectará a los resultados del ensayo. Si se utiliza un extensómetro manual para medir la deformación, debe fijarse correctamente a la probeta con los bordes de cuchilla en la longitud calibrada del instrumento. La medición de la deformación debe entonces ponerse a cero antes de cargar la probeta.
La etapa de precarga se utiliza para aplicar una precarga mínima (<5% de la resistencia a la fluencia esperada) a la probeta con el fin de asentarla correctamente en las mordazas y también para ayudar a tirar de la probeta recta antes del ensayo. Un gráfico de tensión o fuerza frente al desplazamiento del travesaño o del actuador mostrará típicamente un desplazamiento significativo para un aumento mínimo de la carga debido a que las mordazas y la cadena de carga se tensan (absorbiendo la flexibilidad del sistema). Si no se aplica una precarga y se está utilizando un extensómetro, muchas probetas de barras de refuerzo mostrarán una deformación negativa al principio del ensayo a medida que la probeta se endereza. Debido a esto y/o a la flexibilidad del sistema, los datos durante la porción de precarga del ensayo a menudo se ignoran o no se registran en el gráfico de tensión-deformación.
En los sistemas servo-controlados, la precarga se realiza normalmente de forma lenta utilizando la retroalimentación del desplazamiento del travesaño o del actuador para controlar la velocidad del ensayo. No se recomienda controlar la precarga a partir de la retroalimentación de la carga, la tensión o la deformación, ya que podría conducir a una aceleración rápida e indeseable hasta que la probeta se tense en las mordazas.
Dependiendo de la cantidad de flexibilidad o holgura del sistema que se haya absorbido (reducido) durante la precarga, puede ser necesario o deseable poner a cero la medición de la deformación al final de la precarga. Sin embargo, se debe tener precaución para no afectar negativamente a la medición general de la deformación. En cualquier caso, los resultados del ensayo que se basan en la deformación del extensómetro deben ajustarse de manera que cualquier comportamiento no lineal al principio de la curva del ensayo no afecte negativamente a los resultados del ensayo.
Región elástica
La región elástica o la porción de línea recta del ensayo, como se ve en el gráfico de tensión-deformación, a menudo puede exhibir un comportamiento no lineal inicialmente debido a un mayor enderezamiento de la probeta de barra de refuerzo. Si se utiliza un extensómetro, esto puede aparecer como una deformación ligeramente negativa al principio del ensayo y generalmente se considera normal para la barra de refuerzo.
Cuando se realizan ensayos de acuerdo con la norma ASTM A615, se debe consultar la última edición de la norma ASTM A370 para conocer el control de ensayo adecuado y las velocidades objetivo permitidas en la región elástica y hasta el inicio de la fluencia.
Cuando se ejecutan los ensayos en sistemas servo-controlados, es importante tener en cuenta los siguientes escenarios. Si se utiliza el control del desplazamiento del travesaño o del actuador, generalmente es aceptable utilizar el mismo control y velocidad a través de las porciones elástica y de fluencia del ensayo. Sin embargo, si se utiliza el control de retroalimentación de la tensión o la deformación, el ensayo debe cambiar al control del desplazamiento del travesaño o del actuador justo antes o al inicio de la fluencia.
Una vez que comienza la fluencia, muchos grados de barras de refuerzo exhiben un límite elástico definido que se ve como una curva abrupta en la curva de ensayo de tensión-deformación. A continuación, se produce un período de elongación de la probeta con poco o ningún aumento de la fuerza. Debido a esto, los sistemas servo-controlados deben controlarse utilizando la retroalimentación del desplazamiento del travesaño o del actuador para mantener una velocidad de desplazamiento constante durante la fluencia. Es muy importante tener en cuenta que el uso del control de tensión durante la fluencia hará que el ensayo se acelere excesivamente, lo que está en violación directa de las normas. Esto también puede hacer que el límite elástico (límite elástico superior) se enmascare o se suavice y que los resultados de la resistencia a la fluencia sean más altos de lo esperado. Del mismo modo, el control de la deformación desde un extensómetro también puede volverse errático durante la fluencia y, por lo tanto, no se recomienda cuando se ensayan barras de refuerzo.
Región plástica
Como lo permiten las normas ASTM A370 y, por lo tanto, ASTM A615, es aceptable que la velocidad del ensayo se aumente después de que se haya completado la fluencia. Para las máquinas servo-controladas, la mejor manera de controlar el ensayo durante esta región final es a partir de la retroalimentación del desplazamiento del travesaño o del actuador (igual que la fluencia). Sin embargo, la velocidad se puede aumentar de acuerdo con la norma que se esté siguiendo. Esto permite que el ensayo se complete en un período de tiempo más corto, al tiempo que se producen resultados aceptables y repetibles.
Es común en los ensayos ASTM A615 generar escamas y polvo en el equipo después de cada rotura. Los sistemas Instron están diseñados para funcionar en este entorno exigente; sin embargo, se recomienda cepillar las escamas entre los ensayos para mantener una buena sujeción de la probeta entre las caras de las mordazas. Descuidar esta limpieza podría hacer que las mitades de la probeta se atasquen en las caras de las mordazas, lo que puede requerir un esfuerzo adicional para desalojarlas.
Para obtener más información sobre la norma ASTM A615, adquiera la norma.
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