Transcript
20
pruebas al concreto
Pruebas al concreto fresco Primera de siete partes
b)
E
n este número iniciamos una serie de presentaciones sobre las siete pruebas que deben hacerse al concreto en estado fresco. El incremento en la demanda de certificación por parte de laboratorios, empresas constructoras y organismos gubernamentales ha hecho posible la creación y mantenimiento de un programa de certificación, para mejorar la exactitud y confiabilidad de las pruebas de campo al concreto recién mezclado.
Además de mejorar la calidad de las construcciones de concreto, la certificación tiene la intención de preparar a los actores de la industria del cemento y del concreto ante la posibilidad de una futura certificación obligatoria y de formar las bases para los programas de certificación del más alto nivel. Los técnicos que mejoran sus habilidades y obtienen su credencial a través de la certificación incrementarán sus oportunidades y contribuirán al avance de la industria de la construcción.
Propósito e importancia de la certificación
Todo proyecto de construcción se beneficia al emplear técnicos certificados para llevar a cabo las pruebas al concreto fresco en la obra. La ejecución apropiada de las pruebas mejora la confiabilidad de los resultados de las mismas. Esto auxilia al control de calidad del concreto y puede minimizar costosos retrasos que resultan de la falta de confianza en los resultados de las pruebas. Lo que es más importante, las pruebas de campo apropiadas aseguran la precisión en la identificación del concreto de buena calidad y del concreto que no cumple. Los registros completos y exactos, archivados por el técnico certificado son esenciales en el caso de una disputa.
a)
110
construcción y tecnología
c)
El uso cada vez mayor de las especificaciones de resultado final es otra razón para especificar técnicos certificados en los proyectos de construcción. Las sustanciales penalizaciones y
e)
d)
la posibilidad de requerir la remoción y el reemplazo del concreto con resultados de baja resistencia, hacen esencial que, las pruebas al concreto fresco sean llevadas a cabo apropiadamente y que los técnicos empleados posean la confianza de los administradores del proyecto.
Obtención de la muestra de concreto que será probado
f)
El proceso para probar el concreto fresco en la obra comienza con los procedimientos para obtener y preparar la muestra de concreto que será probado. La ASTM C 172 señala los procedimientos normalizados para obtener una muestra representativa de una carga de concreto en varios tipos de equipos de mezclado y/o agitación. Además, la norma señala los límites de tiempo específicos respecto a cuándo deben empezar las pruebas para determinar el revenimiento y el contenido de aire y para iniciar el moldeo de los especímenes para pruebas. Con frecuencia se observa el mal hábito de los técnicos al obtener la muestra de concreto tan rápido como éste llega al sitio de la obra, dando como resultado que se haga el muestreo de la primera porción de la descarga de la mezcla. Esta práctica es una violación a las especificaciones según las cuales el concreto se está suministrando (ACI 301, ACI 318 y Problemas, causas y soluciones
111
20
pruebas al concreto
ASTM C 94), y puede dar como resultado una muestra no representativa del concreto. Cuando usted considere que las especificaciones solamente requieren que las pruebas de resistencia se hagan cada 76.5 m3 (ACI 301) o cada 114.7m3 (ACI 318), se hace más evidente la necesidad de una verdadera muestra representativa. La muestra de concreto mínima deberá ser de 28 litros, de la cual se elaborarán los especímenes para pruebas de resistencia a la compresión, lo que representa sólo del 0.025 al 0.037 por ciento de la cantidad total del concreto colocado. Para asegurar la precisión en las pruebas del concreto fresco se deben tomar todas las precauciones para obtener una muestra de concreto verdaderamente representativa del total de la mezcla y luego proteger esa muestra de los efectos dañinos de la evaporación y la contaminación. A continuación presentamos un resumen de los pasos que intervienen en el muestreo del concreto recién mezclado. Usted puede usarla para familiarizarse con los procedimientos básicos de este método antes de continuar con el propio estudio de la Norma ASTM. Sin embargo, este resumen no tiene la intención de reemplazar los estudios completos que usted haga de la Norma ASTM C 172. Obtenga una muestra representativa (por ejemplo, de un camión mezclador de tambor giratorio) a) Muestre el concreto en dos o más intervalos igualmente espaciados durante la descarga de la porción media de la mezcla. b) Pase repetidamente el recipiente interceptando el flujo de la descarga o desvíe completamente el flujo de descarga hacia el recipiente del muestreo. c) Traslade las muestras al lugar de la prueba. d) Combine las muestras y remezcle para formar la muestra compuesta. e) Obtenga la muestra compuestas dentro de un intervalo de 15 minutos. f) El tamaño mínimo de la muestra empleada para pruebas de resistencia deberá ser de 28 litros.
112
construcción y tecnología
Empiece las pruebas de temperatura, revenimiento y contenido de aire dentro de los 5 minutos siguientes a la obtención de la porción final de la muestra compuesta. Inicie el moldeo de los cilindros dentro de los 15 minutos siguientes a la preparación de la muestra compuesta. Proteja la muestra contra la evaporación rápida y la contaminación. Tomado con fines de promover la capacitación y certificación de la publica-
ción Manual del Técnico CP-1(07)Técnico para pruebas al Concreto en la obra Grado 1,Traducción delTechnician Workbook Concrete Field Testing Technician Grade 1. C.P.-1, 07. ACI 2007, Ed. Mark A.Campo. Informes cobre el curso de Certificación de Técnicos de Pruebas al Concreto: Ing. Donato Figueroa Gallo. Correo electrónico:
[email protected]
Problemas, causas y soluciones
113
2
pruebas al concreto
Pruebas al concreto fresco Segunda de siete partes
E
n este número continuamos con el segundo de los siete documentos en torno a las siete pruebas básicas que deben hacérsele al concreto freso.
Medición de temperatura del concreto recién mezclado
La temperatura es uno de los factores más importantes que influyen en la calidad, tiempo de fraguado y resistencia del
concreto. Sin el control de la temperatura del concreto, predecir su comportamiento es muy difícil, si no imposible. Un concreto con una temperatura inicial alta, probablemente tendrá una resistencia superior a lo normal a edades tempranas y más baja de lo normal a edades tardías. La calidad final del concreto probablemente se verá también disminuida. Por el contrario, el concreto colado y curado a temperaturas bajas desarrollará su resistencia a una tasa más lenta, pero finalmente tendrá una resistencia más alta y será de mayor calidad. La temperatura del concreto se usa para indicar el tipo de curado y protección que se necesitará, así como el lapso de tiempo en que deben mantenerse el curado y la protección. Al controlar la temperatura del concreto dentro de los límites aceptables se podrán evitar problemas tanto inmediatos como futuros. Cuando hay que evaluar diferentes tipos de concreto, la temperatura de las mezclas de cada concreto debe ser tan idéntica como sea posible. La temperatura del concreto afecta el comportamiento de los aditivos químicos, los aditivos inclusores de aire, los materiales puzolánicos y otros tipos de aditivos y adicionantes.
ASTM C 1064 Medición de temperatura del concreto con cemento hidráulico recién mezclado.
A continuación se da un resumen de los pasos clave que intervienen en la medición de la temperatura del concreto recién mezclado. Este resumen se deriva de la lista de verificación real usada en el examen de desempeño del ACI. Usted puede usarla para familiarizarse con los procedimientos básicos de este método antes de continuar con el propio estudio de la Norma ASTM. Sin embargo, cabe subrayar que este resumen no tiene la inten-
construcción y tecnología
ción de remplazar los estudios completos que usted haga de la Norma ASTM. Coloque el dispositivo para medir la temperatura en el concreto de modo que la porción sensible esté sumergida al menos 3 pulgadas [75 mm]. Presione suavemente el concreto alrededor del dispositivo para medir la temperatura de modo que la temperatura del aire ambiente (afuera) no influya en la temperatura medida.
Deje el dispositivo para medir la temperatura del concreto por un mínimo de 2 minutos, o hasta que la lectura se estabilice. Lea y registre la temperatura del concreto fresco al 1 °F [0.5 °C] más próximo mientras que el dispositivo para medir la temperatura está en el concreto. Complete la medición de la temperatura cinco minutos después de obtener la muestra de concreto.
Problemas, causas y soluciones
3
pruebas al concreto fresco
Revenimiento en el concreto elaborado con cemento hidráulico Tercera de siete partes
E
l propósito de la prueba de revenimiento es determinar la consistencia del concreto. Esta es una medida de la fluidez o movilidad relativa de la mezcla de concreto. El revenimiento no mide el contenido de agua o la trabajabilidad del concreto. Es verdad que el incremento o disminución en el contenido de agua causará el correspondiente aumento o disminución en el revenimiento del concreto, siempre y cuando todos los otros materiales y condiciones permanezcan constantes. Sin embargo, muchos factores pueden causar
12
construcción y tecnología
que el revenimiento del concreto cambie sin que cambie el contenido de agua. Además, el contenido de agua puede aumentar o disminuir sin sentirse un cambio aparente en el revenimiento del concreto. Ciertos factores como el cambio de las propiedades de los agregados o granulometría, proporciones de la mezcla, contenido de aire, temperatura del concreto o el uso de aditivos especiales pueden influir en el revenimiento del concreto, o inversamente, pueden resultar en un cambio en el requerimiento de contenido de agua para mantener un revenimiento dado. Por ejemplo, una mezcla con exceso de arena puede requerir más agua de mezclado que las proporciones especificadas en el diseño de mezcla original, pero el revenimiento puede permanecer igual. Por lo tanto, usted no puede suponer que la relación agua/cemento sea mantenida simplemente porque el revenimiento está entre los límites de la especificación. A continuación se da un resumen de los pasos clave que intervienen en la determinación del revenimiento del concreto de cemento hidráulico Portland. Este resumen se deriva de la lista de verificación usada en el examen de desempeño del ACI. Usted puede usarla para familiarizarse con los procedimientos básicos de este método antes de continuar con el propio estudio de la Norma ASTM. Sin embargo, este resumen no tiene la intención de remplazar los estudios completos que usted haga de la Norma ASTM. 1. Humedezca el interior del cono de revenimiento. 2. Coloque el cono sobre una superficie plana, mojada, no absorbente y rígida. 3. Sostenga el cono firmemente en su lugar parándose sobre los dos estribos de apoyo a cada lado del molde. Llene el cono en tres capas.
Para la primera capa:
a) Llene el molde a aproximadamente 1/3 de su volumen 70 mm. b) Varille la capa 25 veces en todo su espesor. Distribuya uniformemente los golpes sobre la sección transversal de la capa. Incline ligeramente la varilla, empezando cerca del perímetro, continuando progresivamente en forma de espiral hacia el centro.
Para la tercera capa:
Para la segunda capa:
c) Llene el cono a aproximadamente 2/3 de su volumen, aproximadamente 16.00 cm. d) Varille la capa 25 veces en todo su espesor, penetrando ligeramente en la primera capa. Distribuya uniformemente los golpes en toda la sección transversal de la capa.
a) Amontone el concreto por encima de la parte superior del cono. b) Varille la capa 25 veces en todo su espesor, penetrando ligeramente en la segunda capa. Distribuya uniformemente los golpes en toda la sección transversal de la capa. c) Sí como resultado del varillado el concreto cae de la parte superior del cono, agregue concreto a modo de mantener un exceso por encima del cono. Continúe el conteo del varillado desde el valor alcanzado antes de agregar concreto al cono.
Problemas, causas y soluciones
13
3
pruebas al concreto fresco
4. Enrase la parte superior de la superficie de concreto con la varilla de compactación en un movimiento de enrasado.
5. Al tiempo que se mantiene una presión hacia abajo, remueva el concreto que se haya acumulado alrededor de la base del cono durante el enrasado.
6. Remueva inmediatamente el cono levantándolo en una dirección vertical constante. No debe haber ningún movimiento lateral o de torsión del cono al estarlo levantando. 7. Complete la prueba de revenimiento, a partir del llenado hasta la remoción del cono, en 2-1/2 min. 8. Si ocurre un claro desplome o partición del concreto desde un lado o una porción de la masa, deseche la prueba y haga una nueva prueba en otra porción de la muestra. 9. Mida inmediatamente el revenimiento. Este es la distancia vertical entre la parte superior del cono y el centro original desplazado en la parte superior de la superficie del espécimen.
10. Registre el revenimiento a los 5 mm más próximos.
Nota: Este texto fue tomado con fines de promover la capacitación y certificación de la publicación Manual del Técnico CP-1(07) Técnico para pruebas al Concreto en la obra Grado 1. Traducción del Technician Workbook Concrete Field Testing Technician, Grade 1. C.P.-1, 07. ACI 2007. Ed. Mark A.Campo.
14
construcción y tecnología
4
pruebas al concreto fresco
Determinación de la masa unitaria Cuarta de siete partes
L
a prueba de la masa volumétrica es una herramienta importante utilizada para controlar la calidad del concreto recién mezclado. Después de que se ha establecido un proporcionamiento para la mezcla de concreto, un cambio en la masa volumétrica indicará un cambio en uno o más de los otros requisitos del desempeño del concreto. Una masa volumétrica más baja puede indicar, 1) que los materiales han cambiado, 2) un mayor contenido de aire, 3) un mayor contenido de agua, 4) un cambio en las proporciones de los ingredientes y/o, 5) un menor contenido de cemento. Inversamente, la masa volumétrica más alta indicará lo contrario de las características del concreto antes mencionadas. Una masa volumétrica más baja que las proporciones de la mezcla de concreto establecidas, en general indicará un “sobrerendimiento”; esto significa que el contenido de cemento requerido para un metro cúbico disminuye para producir un mayor volumen de concreto. Por lo tanto, son de esperarse resistencias más bajas así como una reducción de las otras cualidades deseables del concreto. Si la reducción de la masa unitaria del concreto se debe a un incremento en el contenido de aire, posiblemente el concreto será más durable en su resistencia a ciclos de congelación y deshielo, pero las cualidades de resistencia a la compresión, a la abrasión, al ataque de químicos, a la contracción y al agrietamiento del concreto, se verán adversamente afectadas. La prueba de masa volumétrica se debe usar para controlar concretos ligeros y pesados. Un cambio en la masa unitaria podría afectar inversamente la bombeabilidad, colocación, acabado y resistencia de todos los tipos de concreto. Ya que la prueba de la masa volumétrica es tan importante para regular la
18
construcción y tecnología
calidad del concreto, es fundamental que la prueba se realice de acuerdo con los procedimientos estándar especificados. Se debe conocer el volumen exacto del contenedor; después de que la muestra de concreto se enrase al nivel del recipiente, todo el concreto adherido a la parte exterior del recipiente debe removerse antes de pesar la muestra. En el laboratorio la prueba de la masa unitaria se puede usar también para determinar el contenido de aire (porcentaje de vacíos) del concreto, puesto que se conoce el peso teórico del concreto calculado sobre la base de libre de aire (kg/m3).
Densidad (masa específica) y volumen producido de concreto y contenido de aire, ASTM C138
A continuación se brinda un resumen de los pasos clave que intervienen en la determinación del peso unitario del concreto. Este resumen se deriva de la lista de verificación usada en el examen de desempeño del ACI. Usted puede usarlo para familiarizarse con los procedimientos básicos de este método antes de continuar con el propio estudio de la Norma ASTM C 138. Cabe aclarar que este resumen no tiene la intención de remplazar los estudios completos que usted haga de la Norma ASTM C 138.
1. Determine el peso del recipiente vacío (en kg) que ha de usarse. 2. Coloque el concreto en el recipiente en tres capas de aproximadamente igual volumen.
Para la primera capa:
a) Llene el recipiente a aproximadamente 1/3 de su volumen. b) Varille la capa 25 veces en todo su espesor, pero sin golpear con fuerza el fondo del recipiente. Distribuya el varillado uniformemente en toda la sección transversal del recipiente.
c) Golpee ligeramente la parte exterior del recipiente de 10 a 15 veces con el martillo de hule para cerrar los huecos dejados por la varilla de compactación.
3. Para la segunda capa: a) Llene el recipiente a aproximadamente 2/3 de su volumen. b) Varille la capa 25 veces, penetrando la primera capa aproximadamente 25 mm distribuya el varillado uniformemente en toda la sección transversal del recipiente. c) Golpee ligeramente el exterior del recipiente de 10 a 15 veces con el martillo de hule para cerrar los huecos dejados por la varilla de compactación.
4. Para la tercera capa: a) Agregue material evitando que se derrame. Problemas, causas y soluciones
19
3
pruebas al concreto fresco
b) Varille la capa 25 veces, penetrando la segunda capa aproximadamente 25 mm, distribuya el varillado uniformemente en toda la sección transversal del recipiente. 7. Limpie completamente el exterior del recipiente y determine la masa (kg) del recipiente lleno con concreto.
c) Golpee ligeramente el exterior del recipiente de 10 a 15 veces con el martillo de hule para cerrar los huecos dejados por la varilla de compactación. 5. Después de compactar la tercera capa se considera óptimo, agregar aproximadamente 3 mm de concreto por encima de la parte superior del recipiente. Se puede agregar o remover material representativo según sea necesario previamente al enrasado.
6. Enrase la parte superior de la superficie del concreto y de un acabado suavemente con la placa plana de enrasado, dejando el recipiente lleno justamente a nivel.
20
construcción y tecnología
8. Calcule la densidad (masa unitaria) del concreto en el recipiente, restando el peso del recipiente vacío, dividir entre el volumen del recipiente y registre el resultado en kg/m3.
Tomado con fines de promover la capacitación y certificación de la publicación Manual del Técnico CP-1(07) Técnico para pruebas al Concreto en la obra Grado 1. Traducción del Technician Workbook Concrete Field Testing Technician Grade 1. C.P.-1, 07. ACI 2007. Ed. Mark A. Campo.
5
pruebas al concreto fresco
Determinación del contenido de aire del concreto recién mezclado por el método de presión Quinta de siete partes
E
ste método de prueba se pue de usar para determinar el contenido de aire de los con cretos normal y pesado. Sin embargo, no puede usarse con agrega dos altamente porosos como los que se encuentran en el concreto ligero. Este método determinará la cantidad de vacíos de aire en el concreto, tanto incluido como atrapado. La inclusión de aire es necesaria en el concreto que estará expuesto a ciclos de congelación y deshielo y a químicos des congelantes. Los vacíos microscópicos de aire incluido aportan una fuente de alivio a la presión interna dentro del concreto para acomodar las presiones que se desarrollan cuando se forman los cristales de hielo en los poros y en los ca pilares del concreto. Sin el contenido de aire apropiado en el mortero del concreto, el concreto normal que está expuesto a ciclos de congelación y deshielo, se esca mará y/o astillará, dando como resultado una falla en su durabilidad. Sin embargo, debemos ser cuidadosos de no tener de masiado aire incluido en el concreto. En concretos diseñados para alcanzar 20 a 35 MPa, conforme se incrementa el con tenido de aire en más de un 5%, habrá una reducción correspondiente en la re sistencia del concreto. Típicamente, esta reducción de resistencia será del orden del 3 al 5% por cada 1% de contenido de aire por arriba del valor de diseño. Por ejemplo, un concreto proporcionado para 5% de aire será aproximadamente de 15 al 25% menor en resistencia sí el contenido de aire se eleva al 10%.
24
construcción y tecnología
A continuación se presenta un resu men de los pasos clave que intervienen en la determinación del contenido de aire del concreto recién mezclado por el mé todo de presión. Este resumen se deriva de la lista de verificación usada en el exa men de desempeño del ACI. Usted puede usarla para familiarizarse con los proce dimientos básicos de este método antes de continuar con el propio estudio de la Norma ASTM C 231. Cabe subrayar que este resumen no tiene la intención de remplazar los estudios completos que usted haga de la Norma ASTM. 1. Humedezca el in terior del recipiente y colóquelo sobre una superficie plana, nive lada y firme. 2. Para la primera capa: a) Llene el re cipiente aproximada mente 1/3 de su volu men. b) Varille la capa 25 veces en todo su es pesor pero sin golpear con fuerza el fondo del recipiente. Distribuya uni formemente el varillado en toda la sección trans versal del recipiente. c) Golpee vigo rosamente el exterior del recipiente de 10 a 15 veces con el martillo de huele para cerrar los huecos dejados por la varilla de compactación. 3. Para la segunda capa: a) Llene el reci piente a aproximada mente 2/3 de su volu men. b) Varille la capa 25 veces, penetrando la primera capa aproxima damente 25 mm, distri
buya uniformemente el varillado en toda la sección transversal del recipiente. c) Golpee vigoro samente ligeramente el exterior del recipiente de 10 a 15 veces con el mar tillo de hule para cerrar los huecos dejados por la varilla de compactación. 4. Para la tercera capa: a) Agregue con creto de tal manera que se evite desparramar excesivamente. b) Varille la capa 25 veces, penetrando la segunda capa aproxi madamente 25 mm, distribuyendo unifor memente el varillado en toda la sección trans versal del recipiente. b) Golpee vigo rosamente el exterior del recipiente de 10 a 15 veces con el martillo de hule para cerrar los hue cos dejados por la varilla de compactación. 5. Enrase la capa su perior del concreto: a) Si se usa la placa de enrase: 1) Cubra 2/3 de la superficie superior del concreto con la placa: Extraiga la placa usan do un movimiento de aserrado al tiempo que se mantiene el nivel de la placa. 2) Coloque la placa sobre el área original cubierta en el Paso Cinco. Avance la placa completamente a través de la superficie superior del concreto usando nuevamente un movimiento de aserrado, con una presión hacia abajo, y mante niendo el nivel de la placa. 3) Sosteniendo la placa en una posición inclinada, y usando el borde de la placa imprima varios golpes finales para producir una superficie acabada lisa.
b) Si se usa regla para enrasar: enrase la superficie por medio de la regla a tra vés del borde del recipiente de medición con un movimiento de aserrado hasta que el recipiente este lleno a nivel. 6. Limpie completamente la pestaña/ borde del recipiente y cubra el ensam blaje.
7. Sujete la tapa al recipiente asegu rando un sellado con gran presión.
Problemas, causas y soluciones
25
5
pruebas al concreto fresco
DEBE USARSE UN MEDIDOR TIPO B
8. Cierre la válvula de aire entre la cámara de aire y el recipiente. Abra las dos llaves de purga en la tapa. 9. Utilice una jeringa para inyectar agua a través de una llave de purga hasta que el agua emerja de la llave de purga en el lado opuesto. Golpee el medidor ligeramente hasta que todo el aire sea expelido. samente los lados del recipiente con el martillo de hule. Golpee ligeramente el ma nómetro con la mano para estabilizar su manecilla. 14. Lea el porcentaje de aire en la ca rátula del manómetro. 15. Cierre la válvula de aire y luego libere la presión en el recipiente abriendo ambas llaves de purga antes de remover la tapa.
10. Cierre la válvula de alivio y bom bee aire dentro de la cámara de aire hasta que la manecilla en la carátula del manó metro esté sobre la línea de la presión inicial. Espere algunos segundos para que el aire comprimido se enfríe.
16. Calcule el contenido final de aire restando el Factor de Corrección del Agre gado, de la lectura de la carátula del ma nómetro y registre los resultados.
11. Estabilice la manecilla del ma nómetro en la línea de la presión inicial aliviando, bombeando y golpeando lige ramente el manómetro manualmente 12. Cierre ambas llaves de purga. 13. Abra la válvula entre la cámara de aire y el recipiente. Golpee vigoro
26
construcción y tecnología
Nota: Este documento fue to mado con fines de promover la ca pacitación y certificación de la publicación: Manual del Técnico CP-1(07), Técnico para pruebas al concreto en la obra Grado 1, tra ducción del Technician Workbook Concrete Field Testing Technician Grade 1, C.P.-1, 07, ACI 2007, ed. Mark A.Campo.
6
pruebas al concreto fresco
Determinación del contenido de aire del concreto recién mezclado por el método volumétrico Sexta de siete partes
E
ste método de prueba puede ser usado para determinar el contenido de aire de cualquier tipo de concreto ligero, normal y pesado. Con el método de prueba se de termina la cantidad de aire en el concreto, tanto incluido como atrapado. La inclusión de aire es necesaria en el concreto que estará expuesto a ciclos de congelación y deshielo así como a químicos descongelantes. Los vacíos microscópicos de aire incluido aportan una fuente de alivio a la presión interna dentro del concreto para acomodar las presiones desarrolladas cuando se for man los cristales de hielo en los poros y en los capilares del concreto. Sin el contenido de aire apropiado en el mor tero del concreto, el concreto normal que está expuesto a ciclos de congelación y deshielo, se escamará y/o astillará, dando como resultado una falla en la durabili dad del concreto. Sin embargo, debemos ser cuidado sos de no tener demasiado aire incluido en el concreto. En concretos diseñados para alcanzar 20 a 35 MPa, conforme se incrementa el contenido de aire —di gamos en más de un 5%—, habrá una reducción correspondiente en la resis tencia del concreto. Típicamente, esta reducción de resistencia será del orden del 3 al 5% por cada uno por ciento de contenido de aire por arriba del valor de diseño. Por ejemplo, un concreto proporcionado para 5% de aire será aproximadamente de 15 a 25% menor en resistencia sí el contenido de aire se eleva al 10%.
28
construcción y tecnología
ASTM C 173
Determinación del contenido de aire del concreto recién mezclado por el método volumétrico A continuación se da un resumen de los pasos clave que intervienen en la determinación del contenido de aire del concreto recién mezclado, por el método volumétrico. Este resumen se deriva de la lista de cotejo real usada en el examen de desempeño del ACI. Usted puede usarlo para familiarizarse con los procedimientos básicos de este método antes de continuar con el propio estudio de la Norma ASTM. Recuerde: este resumen no tiene la inten ción de remplazar los estudios com pletos que usted haga de la Norma ASTM. 1. Moje el inte rior del recipiente y séquelo hasta obte ner una apariencia húmeda, pero no brillante. 2. Para la pri mera capa: a) Llene el mol de a p r o x i m a d a mente ½ de su vo lumen. b) Varille la capa 25 veces, no golpee con fuerza el fondo del recipiente, distri buya uniformemente el varillado en toda la sección transver sal del molde. c) G o l p e e el exterior del molde de 10 a 15 veces con el martillo de hule para cerrar los hue cos dejados por la varilla de compac tación. 3. Para la segun da capa: a) Llene el molde con concreto.
b) Varille la capa 25 veces, penetrando aproximadamente 25 mm la capa anterior. Distribuya el varillado de manera uniforme en toda la sección transver sal del molde. c) Golpee ligera mente el exterior del molde de 10 a 15 veces con el martillo de hule para cerrar los huecos dejados por la varilla de compactación. 4. Después de gol pear ligeramente la se gunda capa, es acepta ble un ligero exceso de concreto de 3 mm o me nos, por encima del bor de. Agregue o remueva una muestra representa tiva de concreto, según sea necesario. 5. Enrase el exceso de concreto con la varilla y limpie la pestaña del recipiente hasta que quede limpia. 6. Moje el interior de la sección supe rior del medidor, incluyendo el empaque, y fíjelo al recipiente, creando un sello impermeable al agua. 7. Inserte el embudo y agregue al me nos 0.5 L de agua seguido de la cantidad seleccionada de alcohol isopropilo. Re gistre la cantidad de alcohol agregado. 8. Agregue agua hasta que aparezca en el cuello de la sección superior. Remue va el embudo. Ajuste el nivel del líquido (agua y alcohol) con la jeringa hasta que la parte inferior del menisco esté a nivel con la marca cero de la escala transparente. 9. Coloque y apriete la tapa con rosca, produciendo un sello impermeable al agua.
10. Invierta rápidamente el medidor, agite la base, y regrese el medidor a la posición vertical. No invierta el medidor por más de 5 segundos a un tiempo. 11. Repita el proceso de inversión, sacudida y posición vertical por un mínimo de 45 se gundos y hasta que el concreto se libere del recipiente. 12. Ruede vigorosamente el medidor de ¼ a ½ vuelta hacia adelante y hacia atrás varias veces, empezando y deteniendo rápidamente el rodamiento. 13. Gire la base aproxima damente 1/3 de giro y repita el procedimiento de rodamiento en el Paso 12. 14. Repita los pasos 12 y 13 por aproximadamente 1 minuto al tiempo que escucha el deslizamiento del agre gado en el medidor. 15. Ponga el medidor en posición vertical, afloje la tapa, y permita que el nivel del líquido se estabilice. El nivel del líquido está estable cuando no hay cambio en más de 0.25% dentro de un periodo mínimo de 2 minutos.
Problemas, causas y soluciones
29
6
pruebas al concreto fresco
16. Si el nivel del líquido no se esta biliza en 6 minutos, descarte la prueba y realice una nueva prueba usando alcohol adicional. 17. Si hay más presencia de espuma en el cuello del equivalente a 2 divisiones porcentuales completas, deseche la prue ba y realice una nueva usando alcohol adicional. 18. Si el contenido de aire es mayor que un rango del 9%, agregue copas ca libradas de agua al medidor para subir el nivel del líquido dentro del rango del medidor. Registre el número de copas de agua agregada.
19. Cuando el nivel del líquido esté estable, lea el nivel en la parte inferior del menisco, o al 0.25% más próximo. Esta será la “Lectura inicial del medidor”. 20. Vuelva a apretar la tapa, y repita los pasos del 12 al 19. 21. Si la segunda lectura del nivel del líquido no ha cambiado en más del 0.25% respecto a la “Lectura inicial del medidor”, registre la segunda lectura como: “Lec tura final del medidor”. Continúe con el paso 24. 22. Si la segunda lectura difiere de la primera en más de 0.25%, registre la
30
construcción y tecnología
segunda lectura como la “Lectura inicial del medidor” y repita los pasos del 12 al 19. 23. Si la tercera lectura del nivel del líquido no ha cambiado en más de 0.25% respecto de la “Lectura inicial del Medidor”, registre la tercera lectura como la “Lectura final del medidor”. De no ser así, deseche la prueba y realice una nueva usando alcohol adicional. 24. Desensamble el medidor, descar gue el contenido de la base, y examine la base para verificar que no haya porciones de concreto no perturbado, formando paquetes apretados pegados al molde. 25. La lectura final del contenido de aire es igual a la “Lectura final del medi dor”, menos la corrección para grandes cantidades de alcohol (Folleto para el Examen de Desempeño, Tabla 1) más el número de copas calibradas de agua agregadas. Reporte el contenido de aire al 0.25% más próximo.
Nota: Este documento fue tomado con fines de promover la capaci tación y certificación de la publi cación Manual del Técnico CP-(079 Técnico para pruebas al concreto en la obra Grado I. Traducción del Technical Workbook Concrete Field Testing Grade I, C.P. 07, ACI 2007. Ed. MARK A. Campo.
7
pruebas al concreto fresco
Práctica normalizada para la elaboración y curado en campo de especímenes de pruebas para concreto. Última de siete partes
L
a mayoría del concreto es comprado y vendido sobre la base de los resultados de las pruebas de resistencia. Por lo tanto, los especímenes para pruebas de resistencia son muy importantes en la industria de la construcción con concreto. La Sección 17 de la ASTM C 94: “Especificaciones estándar para el concreto premezclado”, establece que “cuando se usa la resistencia como base para la aceptación del concreto, los especímenes estándar deberán de elaborarse de acuerdo con el Método C 31/C 31M. En este sentido, los especímenes para pruebas de resistencia del concreto deben de elaborarse de acuerdo con el Método C 31 por dos razones: 1) Para que los resultados sean confiables. 2) Para que la prueba pueda ser reproducida por alguien más con el mismo concreto, siguiendo el mismo procedimiento y obteniendo (casi) los mismos resultados. El Método C 31 detalla los procedimientos para el moldeo y curado de los cilindros y vigas de concreto. Los especímenes deben ser moldeados, es decir, llenados y compactados, de acuerdo con los procedimientos estándar. Luego deben ser curados bajo condiciones de temperatura y humedad apropiadas. Si no se siguen estos procedimientos, los resultados de las pruebas de resistencia no serán confiables. Una desviación
56
construcción y tecnología
de los procedimientos estandarizados puede causar diferencias significativas en los resultados de resistencia. Por ejemplo, los especímenes inapropiadamente curados entre 32 a 38 °C desarrollarán su resistencia a una tasa diferente que los especímenes curados en el rango de temperatura inicial especificada de 16 a 27 °C requerido por la C 31.
Elaboración y curado en campo de especímenes de pruebas para concreto.
A continuación se da un resumen de los pasos clave involucrados en el método estándar para elaborar y curar cilindros de concreto para pruebas. Este resumen se deriva de la lista real de verificación usada en el examen de desempeño del ACI. Usted puede usarla para familiarizarse con los procedimientos básicos de este método antes de continuar con el propio estudio de la Norma ASTM C 31. Sin embargo, este resumen no tiene la intención de remplazar los estudios completos que usted haga de la Norma ASTM C 31.
Procedimientos de prueba para cilindros de 6 x 12 pulgadas (15 x 30 cm) usando concreto con un revenimiento igual o mayor de 1 pulgada (2.5 cm).
1. Utilice una pequeña herramienta para colocar el concreto en el molde. Tenga cuidado en distribuir el material uniformemente alrededor del perímetro del molde. c) Golpee ligeramente el exterior del molde de 10 a 15 veces con el mazo de hule (o con la mano abierta si se usa un molde de calibre delgado de un solo uso) para cerrar los huecos dejados por la varilla de compactación. 3. Para la segunda capa: a) Llene el molde aproximadamente 2/3 de su volumen.
2.Para la primera capa: a) Llene el molde aproximadamente 1/3 de su volumen.
b) Varille la capa 25 veces, penetrando la capa subyacente aproximadamente 25 mm. Distribuya el varillado uniformemente en toda la sección transversal del molde.
b) Varille la capa 25 veces en todo su espesor. Distribuya el varillado uniformemente en toda la sección transversal del molde.
Problemas, causas y soluciones
57
7
pruebas al concreto fresco
molde de calibre delgado y de un solo uso) para cerrar los huecos dejados por la varilla de compactación. 5. Ajuste el nivel del concreto de los moldes sub llenados o sobre llenados de ser necesario. c) Golpee ligeramente el exterior del molde de 10 a 15 veces con el mazo de hule (o con la mano abierta si se usa un molde de calibre delgado de un solo uso) para cerrar los huecos dejados por la varilla de compactación. 4.Para la tercera capa: a) Agregue una cantidad de concreto que llene el molde después de la compactación.
b) Varille la capa 25 veces, penetrando la capa subyacente aproximadamente 25 mm. Distribuya uniformemente el varillado en toda la sección transversal del molde.
c) Golpee ligeramente el exterior del molde de 10 a 15 veces con el mazo de hule (o con la mano abierta si se usa un
58
construcción y tecnología
6. Retire el exceso de concreto con la varilla de compactación, o con una plana de madera o una llana según sea apropiado, para producir una superficie nivelada y lisa 7. Verifique que el molde del espécimen haya sido marcado para identificar el concreto que representa. Inmediatamente después del acabado, procure protección para evitar la pérdida de humedad de la muestra y llevela a un luga r p a r a el curado inicial y a l m a c e n amiento.
Nota: Tomado con fines de promover la capacitación y certificación de la publicación Manual del Técnico CP-(079 Técnico para pruebas al concreto en la obra Grado I. Traducción del Technical Workbook Concrete Field Testing Grade I, C.P.-1, 07, ACI 2007. Ed. Mark A. Campo.
3
ELABORACIÓN DE CILINDROS R
Elaboración de cilindros de concreto en el campo
L
a resistencia a compresión del concreto se mide para asegurar que el concreto entregado cumpla con los requisitos de las especificaciones de la obra y para el control d e c a l i d a d . Pa r a probar la resistencia a compresión del concreto se elaboran especímenes cilíndricos de prueba de 15 x 30 cm y se almacenan en la obra hasta que el concreto se endurece de acuerdo con los requisitos de la NMX C 160, Elaboración y curado en obra de especímenes de concreto (ASTM C 31, Práctica estándar para la elaboración y curado de especímenes de prueba de concreto en el campo). Al elaborar los cilindros para la aceptación del concreto, el técnico de campo, certificado mediante el programa para Pruebas en el Campo, Grado I, del ACI, debe probar otras propiedades del concreto fresco como la temperatura, el revenimiento, la densidad -peso unitario- y el contenido de aire. Un resultado de prueba de resistencia siempre es el promedio de, al menos, dos especímenes probados a la misma edad. Puede hacerse un conjunto de dos a seis cilindros a partir de la misma muestra de concreto como mínimo por cada 115 m 3 de concreto colocado.
12
CONSTRUCCIÓN Y TECNOLOGÍA
Los cilindros de concreto para pruebas se usan para: • Pruebas de aceptación para resistencias especificadas. • Verificar las proporciones de la mezcla. • Control de calidad por el productor de concreto.
Cualquier desviación respecto a los procedimientos estándares dará como resultado una resistencia medida más baja. Los resultados de prueba de baja resistencia debido a procedimientos que no están de acuerdo con los estándares generan problemas, costos y retrasos
R
excesivos al proyecto. Los resultados de la resistencia de cilindros curados en la obra se usan para: • Determinar el momento en que se puede permitir que una estructura sea puesta en servicio. • Evaluar la suficiencia del curado y protección del concreto en la estructura. • Programar la remoción de los moldes y de los puntales. Los requisitos de curado para cilindros curados en la obra campo son diferentes a los exigidos para los curados de manera estándar y no deben confundirse ambos. Equipo necesario para hacer los cilindros. • Moldes para colar especímenes cilíndricos y varilla de apisonamiento con punta semiesférica -15 mm de diámetro para cilindros de 15 x 30 cm. • Mazo de hule de 600gr ± 200 gr. • Pala, llana manual de madera y cucharón. • Carretilla u otro contenedor apropiado para la muestra. • Tanque de agua o caja de curado con disposiciones para mantener el ambiente requerido de curado durante el periodo de curado inicial. Tome las muestras de concreto del camión de concreto premezclado: • Es muy importante obtener la muestra de concreto que sea representativa del concreto en el camión
mezclador. El muestreo debe realizarse de acuerdo con NMX C161, Concreto fresco muestreo, (ASTM C 172, Práctica estándar para el muestreo de concreto recién mezclado). • El concreto debe ser muestreado desde la parte media de la carga. La primera y la última descarga de la carga no proporcionará una muestra representativa. El concreto debe ser muestrado desviando la canaleta hacia una carretilla, de tal modo que se recoja la descarga completa. Son necesarias al menos dos porciones durante la descarga para obtener una muestra compuesta. El tiempo entre la primera y la porción final de la muestra compuesta no debe exceder 15 minutos. El tamaño mínimo requerido de la muestra de concreto es de 28 l. Previamente al colado de los cilindros: • Proteja la muestra contra evaporación, luz solar y contaminación. Lleve la muestra hasta el lugar en donde han de realizarse las pruebas del concreto fresco, el cual debe estar cerca del lugar en donde los cilindros serán almacenados sin perturbación para el periodo de curado inicial. Después de que el concreto es llevado al sitio para el colado de los cilindros, mezcle nuevamente el concreto en la carretilla. Empiece las pruebas de revenimiento, densidad -peso unitario-, y contenido del aire a los cinco minutos y comience a moldear los cilindros a los 15 minutos después de haber obtenido la muestra. PROBLEMAS, CAUSAS Y SOLUCIONES
13
3
ELABORACIÓN DE CILINDROS R
Colado y manejo de los cilindros: • Ponga una etiqueta en el molde con la marca de identificación apropiada. • No ponga etiquetas en las tapas o en la parte superior. • Así mismo, coloque los moldes cilíndricos sobre una superficie nivelada. • También, determine el método de compactación. • Para concreto con un revenimiento menor de 2.5 cm el concreto se debe compactar por vibración. • Para concreto con revenimiento de 2.5 cm o más alto se permite la compactación por varillado o por vibración. • Determine el número de capas de concreto que se colocarán en el molde: Para concreto compactado con varilla de apisonamiento coloque el concreto en tres capas iguales para cilindros de 15 x 30 cm. Para concreto que se compactará por vibración llene el molde en dos capas iguales. • Coloque el concreto en el molde distribuyéndolo alrededor del interior del molde con el cucharón. Compacte la capa varillando 25 veces uniformemente alrededor de la capa. Cuando use un vibrador, insértelo lo suficiente de modo que las grandes bolsas de aire dejen de salir de la parte superior. Se requieren dos inserciones del vibrador para un cilindro de 15 x 30 cm. Evite la vibración excesiva. • Golpee ligeramente los lados del molde de 10 a 15 veces con el mazo después de cada capa a fin de cerrar cualquier hoyo de inserción que se haya formado, ya sea por la varilla o por el vibrador. • Enrase la parte superior con una llana de madera para producir una su-
14
CONSTRUCCIÓN Y TECNOLOGÍA
perficie plana, pareja y a nivel, y cubra con una bolsa de plástico. • Traslade los moldes cilíndricos con concreto fresco cuidadosamente, soportando la parte inferior. • Coloque los cilindros sobre una superficie plana y en un ambiente controlado en donde la temperatura se mantenga de 16 a 27°C. Cuando la resistencia especificada del concreto es mayor que 40 MPa, el rango de temperatura para el curado inicial debe mantenerse de 20 a 26°C. Sumergir los cilindros, completamente cubiertos por agua es un procedimiento aceptable y preferido que asegura resultados de resistencia más confiables. La temperatura en el almacenamiento, como por ejemplo en los cajones de curado debe controlarse según sea necesario. Deben registrarse y reportarse las temperaturas máxima y mínima durante el curado inicial. • Proteja los cilindros contra la luz directa del sol o calor radiante y contra temperaturas de congelación en invierno. • Los cilindros deben ser transportados de regreso al laboratorio a las 48 horas después del colado, y no deben ser movidos o transportados hasta, al menos, ocho horas después del fraguado final. Almacene los cilindros para evitar daño y mantenga la humedad durante la transportación. El tiempo de viaje desde el sitio de la obra hasta el sitio del laboratorio no debe exceder de cuatro horas. Referencia: Esta publicación fue autorizada por la National Ready Mix Concrete Association. La colección de 38 temas de la colección de Concrete In Practice puede obtenerse en la NRMCA, Silver Spring MD, USA en www.nrcma.org
10
Tiempo de fraguado
Tiempo de fraguado de mezclas de concreto
E
n el resumen que a continuación le mostramos se presenta la determinación del tiempo de fraguado de mezclas de concreto mediante la resistencia a la penetración conforme a la Norma Mexicana NMX-C-177-1997 ONNCCE. Usted puede usar este documento para familiarizarse con los procedimientos básicos de la Norma. Sin embargo, este resumen no tiene la intención en ningún momento, de remplazar los estudios completos que usted haga de la Norma NMX C-177-1997. Determinación del tiempo de fraguado de mezclas de concreto, mediante la resistencia a la penetración. Esta Norma Mexicana establece el método para la determinación del tiempo de fraguado de mezclas de concreto, con revenimiento mayor de cero, mediante el mortero obtenido que pasa la criba 4,75 mm (No.4) de la mezcla. Puede emplearse para determinar los efectos de variables, tales como temperatura, cemento, diseño de mezclas, aditivos, modificadores del tiempo de fraguado y características del endurecimiento del concreto. También puede emplearse para verificar el cumplimiento de especificaciones en lo relativo al tiempo de fraguado. Influencia de la temperatura sobre el tiempo de fraguado del concreto
P
Fraguado final 4000 psi (280 kg/cm2)
300
23°C
32°C
Temperaturas:
R
100
Fraguado inicial 500 psi
35 kg/cm
2
0
2
4
6
8
10
12
(Tiempo, a partir del mezclado: horas)
construcción y tecnología
Tiempo de fraguado final
Es el tiempo que transcurre, a partir del momento que el cemento entra en contacto con el agua, hasta que el mortero obtenido por el cribado del concreto presenta una resistencia a la penetración de 27 451 kPa (280,7 kg/cm2). Condiciones de humedad
Para evitar una evaporación excesiva de humedad, se mantienen los especímenes cubiertos con una tela húmeda durante todo el tiempo de la prueba, excepto al momento de remover el agua de sangrado, o al efectuar las pruebas de penetración.
Número de especímenes
Se deben hacer mínimo 3 mezclas por separado para cada condición de ensaye y mezclas testigo para efectuar en cada una de ellas la prueba de tiempo de endurecimiento. Se debe efectuar por lo menos una prueba para cada variable en un día determinado. Se debe repetir en el menor número posible de días, la elaboración de las series. Muestreo, método y equipo
Resistencia a la penetración Kg/cm2
60
Es el tiempo que transcurre a partir del momento del contacto inicial del cemento con el agua, hasta que el mortero obtenido por el cribado del concreto presenta una resistencia a la penetración de 3 431,3 kPa (35 kg/cm2).
10°C
200
0
Tiempo de fraguado inicial
14
16
La muestra debe obtenerse de acuerdo a la Norma NMX C 161. Los recipientes para los especímenes de mortero deben ser rígidos, estancos, no absorbentes, de sección transversal circular o rectangular con dimensión mínima de 150 mm y altura de al menos 150 mm, sin aceitar.
Pipeta
Debe contarse con una pipeta para retirar el agua libre de las superficies de los especímenes. Cronómetro y un termómetro
Con rango de medición 0 a 100°C. Éstos deben permitir una superficie del mortero suficiente para efectuar lecturas de 10 penetraciones, sin que haya alteración entre ellas. La distancia entre las penetraciones deben ser por lo menos dos veces el diámetro de la aguja que se emplee, pero no menor de 13 mm. Penetrómetro
Debe ser un aparato equipado con resorte, sistema hidráulico o mecánico con capacidad mínima de 588,2 N (60 kg) y una precisión mínima de 9,8 N (1 kg). Se debe disponer de agujas removibles con las siguientes áreas de contacto: 6,45 cm2; 3,23 cm2; 1,61 cm2; 0,65 cm2; 0,32 cm2 y 0,16 cm2. Cada vástago de las agujas debe tener una marca periférica a una distancia de 25 mm de la superficie de apoyo. La longitud de la aguja con área de 0,16 cm2 no debe ser mayor 80 mm, con objeto de reducir la flexión a un mínimo. Varilla de compactación
Debe ser una varilla redonda, recta, de acero de 16 mm de diámetro y aproximadamente de 60 0 mm de longitud. El extremo para apisonar debe ser de forma hemisférica con diámetro de 16 mm.
Preparación de la muestra
De la muestra de concreto obtenida, se separa todo el mortero, cribándolo por la malla de 4,75 mm (No 4), en un recipiente no absorbente, con un volumen suficiente para llenar los moldes de prueba a una altura de 140 mm. EI mortero se mezcla a mano en el recipiente no absorbente y se coloca dentro de los moldes y se compacta mediante varillado, el cual se efectúa haciendo penetrar la varilla por el extremo redondeado sobre el mortero una vez cada 6 cm2 del área expuesta del espécimen y se distribuyen los golpes uniformemente sobre la superficie expuesta. Una vez terminada la compactación, se golpean ligeramente las paredes del recipiente con la varilla de compactación, a fin de eliminar los vacíos que haya dejado tal varilla y para nivelar la superficie libre del mortero. Después de la preparación completa del espécimen, la superficie del mortero debe quedar aproximadamente 10 mm abajo del borde superior del recipiente, para dejar espacio al agua de sangrado que permita ser eliminada evitando el contacto entre la superficie del mortero y la cubierta protectora. Procedimiento
Se elimina el agua de sangrado de la superficie de los especímenes de mortero con la pipeta ó un instrumento adecuado, en el preciso momento de ir a efectuar la prueba de penetración. Para facilitar la recolección del agua de sangrado, se inclina cuidadosamente el espécimen a un ángulo apropiado sobre la horizontal, Problemas, causas y soluciones
61
10
Especificaciones estándar
mediante la colocación de un bloque debajo de uno de los lados, 2 minutos antes de eliminar el agua de sangrado. Ensaye
Se le coloca al penetrómetro una aguja del diámetro adecuado, de acuerdo con el grado de endurecimiento del mortero de concreto, se pone en contacto la superficie de apoyo de la aguja con la del mortero. Gradualmente y en forma uniforme, se aplica en el aparato una fuerza vertical hacia abajo hasta que la aguja penetre a una profundidad de 25 mm como lo indica la marca grabada en la aguja. El tiempo requerido para la penetración de 25 mm debe ser aproximadamente de 10 segundos; se registra la fuerza requerida y el tiempo de aplicación, medido como el lapso transcurrido entre el contacto inicial del cemento con el agua y el de la resistencia a la penetración. En las siguientes penetraciones, se debe cuidar de no efectuarlas sobre áreas del mortero que hayan sido alteradas por penetraciones previas. La distancia libre entre las marcas hechas por la aguja, debe ser por lo menos 2 veces el diámetro de la aguja empleada, pero no menor de 13 mm. La distancia libre entre cualquier impresión hecha por la aguja y el lado del recipiente no debe ser menor de 25 mm. Penetración inicial
La penetración se debe hacer después 2 ó 3 horas. Las pruebas subsecuentes
62
construcción y tecnología
se pueden efectuar en intervalos de 1 hora hasta que el incremento en la resistencia de penetración indique que son aconsejables intervalos más cortos o más largos. Número de penetraciones
Se deben efectuar en cada prueba de endurecimiento un mínimo de 6 determinaciones de resistencia de penetración y los intervalos entre éstas debe ser de tal manera que se obtenga una gráfica satisfactoria de tiempo de endurecimiento, como lo deben indicar los puntos igualmente espaciados. Se continúa la prueba hasta que se alcance una resistencia a la penetración mayor de 27451 kPa (280 kg/cm2). Cálculos
La resistencia a la penetración debe ser el promedio de 3 o más determinaciones en kPa (kg/cm2), que es el cociente de la fuerza requerida para alcanzar una penetración de 25 mm de la aguja entre el área de la superficie de contacto de la misma. Ri= F/A, donde: Ri es la resistencia a la penetración en kPa (kg/cm2). F es la fuerza requerida para penetración de 25 mm. A es el área de contacto de la aguja (cm2). R=∑NRi/N, donde: R es la resistencia a la penetración promedio en kPa (kg/cm2)
N es el número de muestra (ensayes). ∑Ri es la suma de los ensayes individuales. Precisión
El coeficiente de variación para el tiempo de fraguado inicial efectuado por un solo operador no debe ser mayor al 7,1 %. Además, el rango de resultados obtenidos por un mismo operador en tres mezclas diferentes, con el mismo aparato, utilizando materiales similares en tres días diferentes, no debe exceder del 23 % de su promedio. El coeficiente de variación para el tiempo de fraguado final efectuado por un solo operador, no debe ser mayor al 4,7 %. Además, el rango de resultados obtenidos en tres mezclas diferentes por el mismo operador, con el mismo aparato y utilizando materiales similares, en tres días diferentes, no debe exceder del 16 % de su promedio. Informe de la prueba
Éste debe incluir los siguientes datos: a) Tipo de cemento y proporcionamiento, propiedades físicas de los agregados y la relación agua-cemento. b) Designación, naturaleza y porcentaje de cualquier adición o aditivo empleado. c) Contenido de aire en el concreto fresco y método empleado en su determinación, (cuando se emplea aditivo inclusor de aire). d) Revenimiento. e) Temperatura del mortero después de haber sido cribado. f) Temperatura ambiente durante el periodo de prueba. g) Fecha de la prueba. h) Gráficas de resistencia a la penetración-tiempo, para cada variable y condición del concreto; los resultados para cada una de las 3 o más pruebas de tiempo de endurecimiento deben ser anotados por separado, indicando la resistencia de penetración, en kPa (kg/cm2), como ordenadas y el tiempo transcurrido en horas y minutos como las abscisas; en
donde para graficar adecuadamente la posición de las coordenadas correspondientes a 3431,3 kPa (35 kg/cm2) y 1 h se debe tener una longitud libre de por lo menos 10 mm. Cabe decir que los tiempos de fraguado inicial y final, deben obtenerse de la gráfica trazada para las resistencias de penetración de 3 431.3 kPa (35 kg/cm2) para fraguado inicial y 27 451 kPa (280 kg/cm2) para fraguado final expresados en horas y minutos.
Bibliografía ASTM C 403, Standard Method of Test for Time of Setting of Concrete Mixtures by Penetration Resistance. NOM-008-SCFI-1993, “Sistema General de Unidades de Medida”. NMX-Z-013-SCFI-1977, “Guía para la redacción y presentación de las normas mexicanas”. NMX-C-251-1997-0NNCCE, “Industria de la Construcción -Concreto- Muestreo".
Nota: Tomado de la Norma NMX C177-1997, ONNCCE, con fines de promover la capacitación y el buen uso del cemento y del concreto. Usted puede obtener ésta norma y las relacionadas a: agua, aditivo, cemento, concreto y acero de refuerzo, en: normas@mail. onnce.org.mx o al tel. 52733 33 99. México, D.F.
Nota: Tomado de la Norma NMX C-1771997, ONNCCE, con fines de promover la capacitación y el buen uso del cemento y del concreto.
Problemas, causas y soluciones
63
11
almacenamiento
Gabinetes, cuartos húmedos y tanques de almacenamiento
E
n este resumen se presentan los lineamientos sobre Gabinetes y cuartos húmedos, así como para los tanques de almacenamiento para el curado de especímenes de pastas, morteros y concretos de cementantes
hidráulicos conforme a la Norma Mexicana NMX-C-148-2002 ONNCCE. Usted puede usarlo para familiarizarse con los procedimientos básicos de la norma. Sin embargo, este resumen no busca remplazar los estudios completos que usted haga de la Norma Mexicana NMX-C148-2002 ONNCCE. Gabinetes y cuartos húmedos y tanques de almacenamiento para el curado de especímenes de morteros y concretos de cementantes hidráulicos. Objetivo y campos de aplicación La Norma Mexicana ya mencionada establece las especificaciones que deben cumplir los gabinetes húmedos, cámaras húmedas y los tanques de almacenamiento que sirven para almacenar especímenes de prueba de pasta, mortero o concreto, elaborados con cementantes hidráulicos. A continuación se describen las definiciones que establece la norma: Cuarto húmedo o Cámara húmeda: Cuar-
to en el cual se puede transitar y donde está controlada la temperatura y humedad relativa. Es utilizado para almacenar especímenes. Se le denomina Cuarto de niebla, cuando se logra la humedad relativa prescrita por la atomización de agua. Gabinete húmedo:
Compartimiento de dimensiones moderadas, donde se tiene controlada la temperatura y la humedad relativa. Es utilizado para almacenar especímenes de prueba.
68
construcción y tecnología
Tanque de almacenamiento: Es un
recipiente o pileta con agua a temperatura controlada y de dimensiones tales que permita el almacenamiento de especímenes totalmente sumergidos en agua. Equipo, aparatos e instrumentos Especificaciones generales La atmósfera de un gabinete o cámara húmeda debe tener una temperatura de 296 K ± 2 K (23°C ± 2°C) y una humedad relativa mínima de 95%. La humedad en la atmósfera debe ser saturada en el grado que se requiera para asegurar que las superficies expuestas de todos los especímenes en el almacenamiento se vean húmedas y aparezcan mojadas en cualquier mom e n t o . To das las unidades de almacenamiento deben estar equipadas con graficadores continuos de temperatura. La permanencia de dispositivos de registro para la humedad es opcional. Si los especímenes frescos se colocan sobre armazones, estos deben encontrarse a nivel. Conv i e n e a n o t a r dos cuestiones importantes: El aire en una unidad de almacenamiento húmedo debe estar saturado de humedad con el fin de proporcionar las condiciones de
almacenamiento especificadas. En muchos casos la saturación es inferior a la óptima durante los periodos cuando son colocados los especímenes o se sacan del almacenamiento. Las mediciones de la humedad relativa no deben hacerse en estos momentos, obviamente, inoportunos. Por otro lado, deben vigilarse las gráficas de los registros de temperatura, con el fin de tener la seguridad de que sean adecuados los sistemas usados para controlar la temperatura del aire del cuarto húmedo. Cámaras húmedas Las paredes de una cámara húmeda deben construirse con materiales duraderos y las puertas o ventanas deben de estar provistas con cerramientos herméticos. La temperatura del aire en el cuarto debe controProblemas, causas y soluciones
69
11
almacenamiento
larse con equipos que puedan enfriar o calentar o ambos. El elemento sensitivo de temperatura debe colocarse dentro del cuarto húmedo. La humedad relativa especificada debe mantenerse constantemente para lo cual se pueden emplear rociadores de tipo aire agua con orificios resistentes a la abrasión de agua, siempre y cuando se obtengan resultados satisfactorios.
70
construcción y tecnología
Gabinetes húmedos Un gabinete húmedo debe construirse de materiales duraderos y las puertas deben ser herméticas. La humedad relativa especificada debe mantenerse por medio de uno o más rociadores de niebla, pulverizadores de agua o cortinas de agua no dirigidas hacia los especímenes y que la descarga sea recogida en un recipiente en, o cerca del fondo de la sección húme-
da de almacenamiento. Debe tener control automático de la temperatura del aire cuando el gabinete se coloque en un recinto que no tenga acondicionamiento de aire o en cualquier otro caso en que haya dificultad de mantener las temperaturas dentro de los límites especificados. Tanques de almacenamiento de agua Los tanques deben de construirse de materiales que no sean susceptibles de corrosión, dentro de un cuarto o bajo techo. Deben estar provistos de control de temperatura del agua cuando el tanque se instale en un local que no tenga aire acondicionado y en cualquier otro caso en que exista dificultad para mantener la temperatura dentro de los límites especificados. Cada tanque debe estar equipado con un termómetro con su bulbo sumergido hasta el centro del tirante de agua. El agua debe mantenerse a una temperatura de 296 K ± 2 K (23°C ± 2°C) y debe estar saturada de cal. El tanque debe ser de tal tamaño que los especímenes queden separados entre sí alrededor de 1 cm y entre ellos y las paredes del tanque 3 cms. El tirante de agua debe ser cuando menos 2 cms superior a la superficie libre de los especímenes. El elemento calefactor deberá
estar alejado por lo menos 10 cms de los especímenes. El agua en el tanque de almacenamiento debe estar saturada de cal para prevenir la lixiviación del hidróxido de calcio de los especímenes. El agua no saturada con hidróxido de calcio puede afectar los resultados de la prueba y no deberá utilizarse en ninguna circunstancia. Para lograr que el agua esté saturada de hidróxido de calcio es necesario añadirle una cantidad de 3 grs de hidróxido de calcio por litro de agua. Los tanques deberán lavarse y cambiarles el agua con cal en periodos no mayores a 24 meses. Cabe decir que el contenido mínimo para asegurar la saturación de cal en el agua es de 1.6 g/L. El agua de los tanques debe mezclarse en intervalos no mayores de un mes lo que permitirá reemplazar la concentración de iones de calcio que haya disminuido. No debe de utilizarse un tanque que contenga un flujo continuo de agua fresca o desmineralizada ya que esto ocasiona una lixiviación muy elevada del hidróxido de calcio que puede afectar los resultados de la prueba. Un sistema cerrado de recirculación de agua saturada de cal en el tanque o entre varios de ellos puede ser utilizado.
Bibliografía ANSI/ASTM-C-511-1980. Standard specification for Moist Cabinets, Moist Rooms, and Water Storage Tanks using in the testing of hydraulic cements and concretes.
Nota: Tomado de la Norma NMX C148-2002, ONNCCE, con fines de promover la capacitación y el buen uso del cemento y del concreto. Usted puede obtener esta norma y las relacionadas con el agua, aditivos, agregados, cementos, concretos y acero de refuerzo en
[email protected] o al teléfono (55) 5273 1991.
Problemas, causas y soluciones
71
