El comportamiento de fluencia a tracción y rotura por fluencia de los materiales geosintéticos es un factor importante para evaluar su desempeño a largo plazo, especialmente cuando se utilizan como refuerzo o componentes portantes en estructuras geotécnicas y de ingeniería civil. Bajo cargas de tracción sostenidas, los materiales geosintéticos pueden sufrir deformación progresiva con el tiempo y, en algunos casos, llegar a romperse por fluencia. Por lo tanto, es fundamental realizar ensayos estandarizados de fluencia a tracción para evaluar su resistencia a largo plazo, sus características de deformación y su fiabilidad estructural.

Este artículo presenta la preparación de muestras, el procedimiento de ensayo y los requisitos del informe de ensayo para las pruebas de fluencia por tracción y rotura por fluencia de materiales geosintéticos. Proporciona orientación práctica sobre la preparación de muestras, las condiciones de carga, la recopilación de datos, la evaluación de los resultados y la elaboración de informes, lo que ayuda a laboratorios e ingenieros a realizar ensayos fiables y repetibles de acuerdo con las normas de ensayo pertinentes.

I. Preparación de la muestra

1. Muestreo: El muestreo se realizará de acuerdo con lo estipulado en la especificación T 1101—2006.

2. Cantidad de probetas:

(1) Para la determinación de las propiedades de fluencia a tracción: 4 probetas;

(2) Para la determinación de la rotura por fluencia a tracción: 12 probetas;

(3) Para la determinación de la resistencia a la tracción: De acuerdo con lo estipulado en la especificación T1121.

Nota: Si se utilizan probetas de ancho representativo para la determinación de las propiedades de fluencia a tracción y la rotura por fluencia a tracción, se debe considerar el número de probetas al cortarlas.

3. Dimensiones de la muestra

3.1 Determinación de las dimensiones de la muestra

(1) Las dimensiones de la muestra deben ser compatibles con las del aparato de ensayo.

(2) Las dimensiones de la muestra deben ser adecuadas para la precisión del instrumento de medición utilizado.

(3) Las dimensiones de la muestra deben determinarse según el ancho técnico representativo.

(4) Asegúrese de que la distancia entre cada uno de los dos puntos de referencia que marcan la longitud calibrada y las mordazas no sea inferior a 20 mm.

3.2 Longitud mínima de marcado de las muestras

(1) No menos de 200 mm;

(2) Para geomallas, no menos de dos cuadrículas completas;

(3) Para todas las muestras, la precisión de la medición de la longitud de marcado debe ser de ±0,1 %.

3.3 Ancho de la muestra

(1) Para productos que presenten una contracción lateral significativa (≥10 %) al ser ensayados según la especificación T 1121, el ancho de la muestra será de 200 mm;

(2) Para geomallas: al menos 3 unidades completas;

(3) Para todos los demás productos: un ancho representativo técnico.

Nota: El tamaño de la muestra afecta principalmente la viabilidad y precisión del ensayo; la carga requerida depende del ancho de la muestra.

4. Acondicionamiento y configuración de la muestra: Realizar de acuerdo con el Artículo 5 de la especificación T 1101—2006.

II. Procedimiento de prueba

1. Determinación de las propiedades de fluencia a tracción

Bajo condiciones específicas de temperatura y humedad, se aplica una carga estática constante a la probeta. La carga se distribuye uniformemente a lo largo de todo el ancho de la probeta. La elongación de la probeta se registra de forma continua o a intervalos de tiempo específicos, y la carga se mantiene durante 1000 horas. Si la probeta se fractura en menos de 1000 horas, se registra el tiempo de fractura.

1.1 Determinar las propiedades de tracción de la probeta en función de su ancho, de acuerdo con las disposiciones de la norma T 1121, incluyendo la resistencia a la tracción, la elongación a la rotura y la reducción del diámetro en la dirección transversal.

1.2 Determine la resistencia a la tracción y la elongación a la rotura de una probeta de anchura representativa según lo estipulado en la norma T 1121. Si es necesario, evalúe la validez de la probeta de anchura representativa utilizada, tal como se detalla en los ejemplos de cálculo de las notas explicativas.

1.3 Tras marcar los puntos de referencia en la probeta según la longitud de marcado requerida en el apartado 3.2 de este método, monte la probeta en el dispositivo de sujeción.

1.4 Aplique una pretensión equivalente al 1 % de la resistencia a la tracción, expresada en kN/m.

1.5 Determine la longitud de la marca como la longitud inicial de la marca, con una precisión de ±0,1 %.

1.6 Si procede, instale y fije el medidor de elongación y ajuste el valor inicial de elongación a 0.

1.7 Seleccione cuatro cargas del siguiente rango para realizar la prueba:

Se aplicaron cargas de tracción del 10%, 20%, 30%, 40%, 50% y 60% a cuatro probetas. Se aplicaron cuatro cargas diferentes a cada probeta, con un tiempo de carga que no excedió los 60 segundos.

1.8 Tiempo de medición

El final de la carga se considerará el punto de inicio del ensayo. Se medirá la variación de la longitud de la sección calibrada en los siguientes intervalos de tiempo, con una precisión de ±1%:

1, 2, 4, 8, 15, 30 y 60 min

2, 4, 8 y 24 h

3, 7, 14, 21 y 42 días

2. Determinación de la rotura por fluencia a tracción

Bajo las condiciones de temperatura y humedad especificadas, se aplica una carga estática constante a la muestra, distribuida uniformemente a lo largo de todo su ancho. La carga se mantiene hasta que la muestra se rompe. El sistema de cronometraje registra el tiempo hasta la rotura y se detiene cuando la muestra se rompe.

2.1 Determinar las propiedades de tracción de la muestra en ancho amplio, de acuerdo con la norma T 1121 de esta especificación de ensayo, incluyendo la resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura y la contracción transversal de la probeta.

2.2 Determinar la resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura de la probeta con el ancho técnico representativo, de acuerdo con la norma T 1121 de esta especificación de ensayo. Si es necesario, evaluar la validez de la probeta con el ancho técnico representativo utilizado.

2.3 Monte las muestras en el dispositivo de sujeción.

2.4 Seleccione cuatro niveles de carga, desde el 30 % hasta el 90 % de la resistencia a la tracción de la muestra, para realizar las pruebas. Aplique un nivel de carga a tres muestras, para un total de 12 muestras ensayadas. El punto cero de la prueba es el final del periodo de carga.

Nota: Seleccione cuatro intervalos de tiempo logarítmicos igualmente espaciados, como 100 h, 500 h, 2000 h y 10000 h. Estime el nivel de carga que podría provocar el fallo de las tres pruebas paralelas a las 100 h. Con base en este resultado, estime la carga que podría provocar el fallo a las 500 h. Luego, estime los otros dos niveles de carga.

2.5 Registre el momento en que se produce la rotura por fluencia.

3. Requisitos para el uso de probetas con ancho técnico representativo

Cuando se utilizan probetas con un ancho técnico representativo inferior a 200 mm, es importante determinar correctamente dicho ancho.

3.1 Probetas para Geomallas y Georedes

Las probetas con un ancho técnico representativo para geomallas y georedes deberán cumplir los siguientes requisitos:

Determinar la resistencia a la tracción y la elongación del ancho completo de la probeta de acuerdo con la norma T 1121 de esta especificación de ensayo. Preparar probetas de ancho reducido y medir su resistencia a la tracción y su elongación. Una probeta de ancho reducido se considerará con el ancho técnico representativo cuando se cumplan las dos condiciones siguientes:

La desviación en la resistencia a la tracción no supera el ±5 %;

La desviación en la elongación no supera el ±20 %.

Al calcular la resistencia a la tracción, también se debe determinar el número de elementos de tracción por metro de ancho. Coloque la mayor parte posible del ancho total del rollo de la muestra sobre una superficie plana. Con una regla de al menos 1,5 m de longitud, mida el ancho correspondiente a los elementos de tracción en una longitud aproximada de 1 m, denominada W. Calcule el número de elementos de tracción por metro de ancho a partir del número de elementos medidos, con una precisión de 0,1 elementos. Registre también el número de elementos de tracción en la muestra. (Véase el Ejemplo 1 en las notas explicativas para más detalles).

3.2 Determinación del ancho representativo técnico de los geotextiles

Prepare probetas ensanchadas con un ancho inferior a 200 mm y superior a 50 mm. Determine la resistencia a la tracción y la elongación de ambas probetas, anchas y estrechas, según lo estipulado en la especificación T 1121, y calcule la resistencia a la tracción y la elongación de las probetas de ambos anchos. Si la probeta ensanchada cumple simultáneamente con los requisitos de que la desviación de la resistencia a la tracción no supere el ±5 % y la desviación de la elongación no supere el ±20 %, se puede determinar como el ancho representativo técnico (véase el Ejemplo 2 en las notas explicativas para más detalles).

III. Informe de prueba El informe de prueba deberá incluir lo siguiente

(1) Nombre de la muestra, especificaciones y descripción de su estado;

(2) Fechas de inicio y finalización del ensayo;

(3) Equipo de ensayo;

(4) Acondicionamiento de la muestra y condiciones atmosféricas utilizadas en el ensayo;

(5) Resistencia a la tracción, elongación y contracción transversal promedio de la muestra en el ensayo de tracción de tira ancha;

(6) Si se requiere, proporcione información detallada que justifique la determinación de si las probetas con el ancho técnico representativo son adecuadas para el ensayo de fluencia.

(7) Si se requiere, realice el ensayo de fluencia utilizando probetas con las dimensiones especificadas por quien envió la muestra y calcule la resistencia a la tracción y el alargamiento promedio.

(8) Descripción del método de carga.

(9) Exprese la carga de fluencia por tracción como un porcentaje de la resistencia a la tracción especificada en el punto (5).

(10) Presente los resultados que muestren la relación entre el alargamiento por fluencia y el tiempo.

(11) Longitud nominal de la muestra.

(12) Curva de relación logarítmica entre la deformación y el tiempo para cada probeta bajo cada nivel de carga, incluyendo todos los puntos de datos.

(13) Tiempo de rotura por fluencia a tracción para cada probeta.

(14) Descripción detallada de cualquier desviación del procedimiento de ensayo especificado.