ASTM Designación C 615 – 85 Método de Ensayo Estándar para

Ingeniería de Materiales

ASTM Designación C 615 – 85

Método de Ensayo Estándar para

Prueba de Tensión y Doblado del Acero de Refuerzo

1. OBJETIVO

1.1 Que el estudiante analice los resultados obtenidos en la

prueba de tensión y doblado de un espécimen de acero, usado

en la construcción de sistemas de concreto reforzado.

2. MATERIAL Y EQUIPO

Varilla No 6 de diámetro mínimo y 60 centímetros de

longitud para el ensayo de tensión y 40 centímetros de

longitud para la prueba de doblado.

Extensómetro H.F. Moore.

Marcador.

Cinta métrica o regla graduada.

Pie de Rey (Vernier).

Balanza de precisión de 1 gr.

Máquina de ensayo (Maquina Universal).

3. PROCEDIMIENTO

3.1 Preparación y Ensayo de Tensión del Espécimen de Acero:


3.1.1 Medir la longitud de la varilla con la cinta métrica

y expresar el resultado en centímetros.

3.1.2 Medir el diámetro de la varilla (núcleo) con el pie

de rey sin tomar en cuenta la corrugación.

3.1.3 Pesar el espécimen en la balanza y anotar el

resultado en Kg.

3.1.4 Colocar el centro de la varilla en el pin central del

marcador.

3.1.5 Marcar la varilla, golpeando con un martillo cada pin

del marcador, en una longitud de 8 pulg., con marcas a cada

pulgada.

3.1.6 Colocar el Extensómetro H.F. Moore en la longitud

marcada anteriormente.

3.1.7 Con la máquina universal, aplicar cargas de tensión

continuamente a velocidad constante.

3.1.8 Leer las deformaciones en el extesómetro a intervalos

de carga constante.

3.1.9 Aplicar la carga hasta que el espécimen falle, anotar

la carga de fluencia, carga máxima y ruptura con sus

respectivas deformaciones.

3.1.10Llenar la hoja “Prueba de Varillas de Acero de Refuerzo

a Tensión” que se presenta al final de la guía de práctica.

3.2 Ensayo de Doblado del Acero:

3.2.1 Medir el diámetro de la varilla con el pie de rey y

expresar el resultado en centímetros.


3.2.2 Marcar el centro de la varilla.

3.2.3 Colocar la varilla en la Máquina Universal (previo

cambio de dispositivo para hacer el ensayo de doblado).

3.2.4 Aplicar cargas a velocidad constante hasta que la

varilla haya formado un ángulo de 180º.

3.2.5 Llenar la hoja “Prueba de Dobles en Varillas de Acero

de Refuerzo” que se presenta al final de la guía de práctica.



Análisis Granulométrico de Agregado Grueso y Fino

1. OBJETIVOS

1.1 Aprender un método para la realización de un análisis

granulométrico, destacando su aplicación práctica dentro del

ramo de la ingeniería.


1.2 Aprender a presentar los datos obtenidos de un análisis

granulométrico e interpretar los mismos.

1.3 Determinar la curva granulométrica en agregados gruesos y

finos.

2. EXPOSICIÓN GENERAL

2.1 Por granulometría o análisis granulométrico de un

agregado se entenderá todo procedimiento manual o mecánico

por medio del cual se pueda separa las partículas

constitutivas del agregado según tamaños, de tal manera que

se pueden conocer las cantidades en peso de cada tamaño que

aporta al peso total.

3. RESUMEN DEL MÉTODO DE ENSAYO

3.1 Para separar por tamaños se utilizan las mallas de

diferentes aberturas las cuales proporcionan el tamaño máximo

de agregado retenido en cada una de ellas. En la práctica los

pesos de cada tamaño se expresan como porcentajes retenidos

en cada malla con respecto al total de la muestra, estos

porcentajes se calculan tanto parciales como acumulados, en

cada malla, ya que con estos últimos se procede a trazar la

gráfica de valores del material (Granulometría).

3.2 Hay gráficos límites especificados para diversos

materiales, en el caso de las arenas, para que sea aceptable

debe encontrarse dentro de la zona limitada por estas


gráficas o zonas de especificaciones, además deberá tratar de

seguir en su pendiente a alguna de las dos curvas de

especificaciones.

3.3 A través del análisis granulométrico se obtiene:

Tamaño máximo de las partículas.

Granulometría del agregado grueso y fino.

Modulo de finura del agregado grueso y fino.

Proporciones de agregados.

Para separar las porciones de agregado grueso y fino basta

con dividir el material en dos fracciones, empleando la malla

Nº 4 (4.76 mm). Para determinar la granulometría de los

agregados es necesario separarlos en fracciones empleando un

juego de mallas estándar. Comúnmente para el agregado fino se

usa la serie U.S. Standard cuyas denominaciones y aberturas

libre en milímetros son:

MALLA Nº ABERTURA (mm)Nº 8 2.38Nº 16 1.19Nº 30 0.595Nº 50 0.297Nº 100 0.149

Para el agregado grueso suele utilizarse la siguiente serie

de tamices:

MALLA Nº ABERTURA (mm)6” 162.4


3” 76.21 ½” 38.1¾” 19.03/8” 9.56Nº 4 4.76

Además de estas mallas se utiliza la malla Nº 200 con el

objeto de cuantificar la cantidad de polvo que pasa a través

de ella y queda depositada en la charola del fondo ya que

esta cantidad se encuentra especificada para arena natural 3%

máximo, arena triturada de rocas de 5% a 7%, siempre y cuando

el polvo este libre de arcilla.

4. SIGNIFICADO Y USO

4.1 Los resultados del análisis granulométrico se resumen en

el dato de Modulo de Finura ya sea para el agregado grueso o

fino y que se define como sigue: para el agregado fino es

igual a la suma de los porcentajes acumulados en cada una de

las cinco mallas dividido entre 100. De acuerdo al modulo de

finura de las arenas pueden clasificarse como sigue:

MODULO DE FINURA CLASIFICACIÓN2.0 MUY FINA

2.0 – 2.3 FINA2.3 – 2.6 MEDIO FINA2.6 – 2.9 MEDIA2.9 – 3.2 MEDIA GRUESA3.2 – 3.5 GRUESA

3.5 MUY GRUESA


4.2 De las arenas son aceptables para concreto, las arenas

que presentan modulo de finura entre 2.3 y 3.2. Para el caso

del agregado grueso también suele calcularse el valor del

modulo de finura, en este caso es igual a la suma de los

porcentajes en cada una de las mallas desde la 6” (152.4 mm)

hasta la Nº 4. En este caso el valor del modulo de finura no

nos proporciona mayor importancia acerca del material por lo

que su calculo es simplemente informativo.


Balanza de Torsión con capacidad 1 Kg y 0.1 g de

presición.

Bascula de 125 Kg de capacidad.

Juego de mallas o tamices Nº 4, 8, 16, 30, 50, 100 y

200, charola de fondo y tapa.

Carolas de lámina galvanizada.

Brochuelo de cerda y cepillo de alambre.

Agitador mecánico de mallas (para tamizar agregado

fino).

25 Kg de agregado grueso y 20 Kg de agregado fino.

6. PROCEDIMIENTO

6.1 Agregado fino:

6.1.1 Se coloca la muestra de agregado fino en una

charola y se deja por un espacio de 24 h al aire libre o

hasta que el agregado pierda su humedad.


6.1.2 Cuartear la muestra y pesar 500 g luego de haberla

secado al aire libre por aproximadamente 24 h.

6.1.3 Colocar la muestra en la malla Nº 4, cuidando que

el fondo se encuentre ensamblado con la malla. Tapar la

malla y agitar manualmente por espacio de 3 a 5 min.

6.1.4 Superponer las mallas que restan de mayor a menor

diámetro de abertura. Verter la muestra que paso la

malla Nº 4 en la malla superior y colocar el juego de

mallas en el vibrador mecánico en un tiempo de 10 a 15

min.

6.1.5 Colocar las porciones retenidas en cada malla en

charolas y pesar dichas cantidades retenidas.

NOTA: al retirar cada porción del tamiz que le corresponde, comprobarque cada malla a dado paso a todo el material menor que su abertura,

dejando limpias las mallas utilizando para ello el cepillo y la brocha

pequeña.

6.1.6 Registrar los datos obtenidos en la hoja de

resultados que aparece al final de la práctica.

6.1.7 Determinar el porcentaje de error de la prueba y

verificar que no sea mayor que 2% .

6.2 Agregado grueso:

6.2.1 Pesar 25 Kg de agregado grueso obtenido por

cuarteo.

6.2.2 Cernir la muestra en las mallas especificadas

separando en charolas los pesos retenidos correspondientes.


Tener cuidado que no queden partículas aprisionadas entre los

alambres que forman las mallas.

6.2.3 Una vez separa do el material, pesar cada

porción en charolas previamente pesadas. Los pesos obtenidos

deberán registrarse en la forma que se indico para el

agregado fino.

7. CALCULOS

7.1 % de error = 2%

donde:

Wo = peso inicial de la muestra

Wf = peso final de la muestra

Peso retenido en cada malla7.2 %retenido parcial = x 100

peso inicial (Wo)

7.3%retenido acumulado = (% ret. acum. de malla anterior ) + (%retenido

parcial de dicha malla)

7.4%acum. que pasa por malla # “x” = (100%) – (% ret. acum. de malla #

“x”)

7.5elaborar gráficas (curvas granulométricas) en papel

semilogaritmico para agrega grueso y fino.




Resistencia al Desgaste del Agregado Grueso de

Tamaño Pequeño por Abrasión e Impacto en la Máquina

de Los Ángeles

1. ALCANCE

1.1 Este método de ensayo cubre un procedimiento para ensayar

agregado grueso de tamaño mas pequeño que 37.5 mm (1 ½ pulg)

por resistencia al desgaste usando la máquina de Los Ángeles.


2. OBJETIVOS

2.1 Aprender a realizar el ensayo de desgaste de los

agregados gruesos de tamaño pequeño por medio de la máquina

de Los Ángeles e interpretar los resultados.


3.1 Este ensayo es una medida del desgaste en agregados

minerales de graduación estándar, resultando de una

combinación de acciones incluyendo abrasión o reducción,

impacto y trituración en un tambor rotatorio de acero

conteniendo un número especificado de esferas de acero, el

número depende de la graduación de la muestra de ensayo. Como

el tambor es rotativo, una placa recoge la muestra y las

esferas de acero, llevándolas alrededor hasta que se dejan

caer en el lado opuesto del tambor, creando un efecto de

trituración por impacto. Entonces, el contenido circula

dentro del tambor con una acción abrasiva y trituradora hasta

que la placa de arrastre recoge la muestra y las esferas y el

ciclo se repite. Después de un número prescrito de

revoluciones, el contenido es removido del tambor y la

porción de agregado es tamizado para medir el desgaste como

un porcentaje de material perdido.



4.1 Este ensayo ha sido usado extensamente como un indicador

de la calidad relativa o competencia de varias fuentes de

agregado teniendo una composición mineral similar. Los

resultados no permiten hacer una comparación automática y

valida entre las distintas fuentes con diferente origen,

composición o estructura. Los límites de la especificación

basados en este ensayo pueden ser asignados con extremo

cuidado en consideración del tipo de agregado disponible y la

historia de su desempeño en usos finales específicos.

5. EQUIPO

5.1 Máquina de Los Ángeles, será usada una máquina Los Ángeles,

conforme a todas sus características esenciales al diseño

mostrado en la fig. 1, la máquina consistirá de un cilindro

hueco de acero, con un espesor de pared de no menos de 12.4

mm cerrado en ambos extremos, conforme a las dimensiones

mostradas en la figura, teniendo un diámetro interno de 711

5 mm (28 0.2 pulg) y una longitud interna de 508 5 mm

(20 0.2 pulg). El cilindro debe estar montado en ejes

parciales instalados en los extremos del cilindro pero sin

entrar en él y estará montado de tal manera que pueda ser

girado con el eje en posición horizontal con una tolerancia

en inclinación de 1 en 100. Una abertura en el cilindro será

provista para la introducción de la muestra de ensayo. Para

la abertura se ha de proveer de una cubierta adecuada,

hermética al polvo con medios para empernarla en el lugar. La


cubierta estará diseñada como para mantener el contorno

cilíndrico de la superficie interna, a menos que la placa de

acero que arrastra el material en cada vuelta, esté

localizada de modo que la carga no caiga en la cubierta o que

de en contacto con ella durante el ensayo. Una placa de acero

removible que se extiende en toda la longitud del cilindro y

se proyecta internamente 89 2 mm será montado en el

interior de la superficie cilíndrica, de tal manera que un

plano centrado entre las dos caras coincida con un plano

axial. La placa será de un espesor determinado y se montará

con pernos u otro medio apropiado, como para estar firme y

rígida. La posición de la placa será tal que la muestra y las

esferas de acero no impacten en o cerca de la abertura y su

cubierta, y la distancia de la platina a la abertura, medido

a lo largo de la circunferencia exterior del cilindro en la

dirección de rotación, no será menor que 1270 mm (50 pulg).

Inspeccione la platina periódicamente para determinar que no

hay inclinación longitudinalmente o de su posición radial

normal con respecto al cilindro.

5.2 Mallas, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, No 4, No 8, No 12.

5.3 Balanza, una balanza o báscula con precisión dentro de 0.1%

de la carga sobre el rango requerido para este ensayo.

5.4 Carga, la carga consistirá de esferas de acero promediando

aproximadamente 46.8 mm (1 27/32” pulg) en diámetro y cada

una teniendo una masa de entre 390 y 445 g.


5.4.1 La carga, dependiendo de la graduación de la muestra

de ensayo, como se describe en la sección 7, será como sigue:

Graduación

No deEsferas

Masa delaCarga, g

A 125000

25

B 114584

25

C 83330

20

D 62500

15

6. MUESTREO

6.1 Obtener la muestra de campo y reducirla al tamaño

adecuado según sea necesario.

7. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA DEENSAYO

7.1 La muestra reducida será lavada y secada al horno a 110

5º C a sustancialmente masa constante, separada en fracciones

de tamaño individual, y recombinado a la graduación de la

tabla 1, lo que mas cercanamente corresponde con el rango de

tamaños en el agregado suministrado para la obra. Registre la

masa de la muestra antes del ensayo con una precisión de 1 g.

TABLA 1 GRADUACIÓN DE LA MUESTRA DE ENSAYO


Tamaño Malla (Aberturas

Cuadradas)

Peso de los tamaños indicados (gr)

Grado Pasa Retenido A B C D

1 ½” (37.5

mm)

1 “

(25.0 mm)

¾” (19.0 mm)

½” (12.5 mm)

3/8” (9.5

mm)

¼” (6.3 mm)

Nº 4 (4.75

mm)

TOTAL

1” (25.0 mm)

¾” (19.0 mm)

½” (12.5 mm)

3/8” (9.5 mm)

¼” (6.3 mm)

Nº 4 (4.75

mm)

Nº 8 (2.36

mm)

1250

25

1250

25

1250

10

1250

10

5000

10

2500

10

2500

10

5000

10

2500

10

2500

10

5000

10

5000

10

5000

10

8. PROCEDIMIENTO

8.1 Coloque la muestra de ensayo y la carga en la maquina de

ensayo Los Ángeles y rote la máquina a una velocidad de 30 a

33 r.p.m. para 500 revoluciones. Después del número de

revoluciones prescritas, descargue el material de la máquina

y haga una separación preliminar de la muestra en una malla

mas gruesa que 1.7 mm (Nº 12). Tamice en la malla Nº 12, lave

el material mas grueso que la malla de 1.7 mm (Nº 12) y seque


al horno a 110 5º C a sustancialmente masa constante y

determine la masa al mas cercano 1 g.

9. CALCULOS

9.1 Calcule la pérdida (diferencia entre la masa original y

final de la muestra de ensayo) como un porcentaje de la masa

original de la muestra de ensayo. Reporte este valor como el

porcentaje de pérdida.



Resistencia al Desgaste del Agregado Grueso de

Tamaño

Mayor por Abrasión e Impacto en la Máquina de Los

Ángeles

1. ALCANCE

1.1 Este método de ensayo cubre la prueba de tamaños de

agregado grueso mayores de 19 mm (3/4 pulg) para resistencia

al desgaste usando la máquina de ensayo Los Ángeles.


2. OBJETIVOS

2.1 Aprender a realizar el ensayo de desgaste de los

agregados gruesos de tamaño mayor por medio de la máquina de

Los Ángeles e interpretar los resultados.


3.1 Este ensayo es una medida del desgaste del agregado

mineral de graduación estándar, resultando de una combinación

de acciones incluyendo abrasión o molido, impacto y

degradación en un tambor de acero rotatorio conteniendo 12

esferas de esferas de acero. Como el tambor rota, una placa

de acero recoge la muestra y las esferas de acero,

llevándolas alrededor hasta que se dejan caer en el lado

opuesto del tambor, creando un efecto de trituración por

impacto. Entonces, el contenido circula dentro del tambor con

una acción abrasiva y trituradora hasta que la placa de

arrastre recoge la muestra y las esferas y el ciclo se

repite. Después de un número prescrito de revoluciones, el

contenido es removido del tambor y la porción de agregado es

tamizado para medir el desgaste como un porcentaje de

material perdido.



4.1 El ensayo ha sido ampliamente usado como un indicador de

la calidad relativa o competencia de varias fuentes de

agregado teniendo una composición mineral similar. Los

resultados no permiten validar automáticamente la comparación

hecha entre fuentes diferentes en origen, composición o

estructura. Los límites de la especificación basados en este

ensayo pueden ser asignados con extremo cuidado en

consideración de los tipos de agregado disponibles y su

comportamiento histórico en usos finales específicos.

5. EQUIPO

5.1 Máquina de Los Ángeles, la máquina de Los Ángeles estará

de acuerdo a los requisitos del Método de Ensayo C 131.

5.2 Mallas, según tabla 1.

5.3 Balanza, una balanza o báscula con sensibilidad dentro de

0.1% de la carga sobre el rango requerido para este ensayo.

5.4 Carga, la carga consistirá de doce esferas de acero

promediando aproximadamente 47 mm (1 27/32” pulg) de

diámetro, cada una teniendo una masa de entre 390 y 445 g, y

tienen una masa total de 5000 25 g.

6. MUESTREO

6.1 Obtener la muestra de campo y reducirla al tamaño

adecuado según sea necesario.

7. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA DEENSAYO


7.1 Lave la muestra reducida y seque al horno a 110 5º C a

sustancialmente masa constante, separadas en fracciones de

tamaño individual, recombinar a la graduación de la tabla 1,

puede cercanamente corresponder con el rango de tamaños en el

agregado como suministrado para el trabajo. Registre la masa

de la muestra antes del ensayo con una precisión de 1 g.

8. PROCEDIMIENTO

8.1 Coloque la muestra de ensayo y la carga en la maquina de

ensayo Los Ángeles y haga rotar la máquina de 30 a 33 r.p.m.

para 1000 revoluciones. Después del número de revoluciones

prescritas, descargue el material de la máquina y haga una

separación preliminar de la muestra en una malla mas gruesa

que 1.7 mm (Nº 12). Tamice la porción mas fina en la malla Nº

12. Lave el material mas grueso que la malla de 1.7 mm (Nº

12) y seque al horno a 110 5º C a sustancialmente masa

constante y determine la masa al mas cercano 1 g.

Tabla 1 Graduación de la Muestra de Ensayo

Tamaño de la malla, mm

(pulg)

Masa del tamaño indicado, gPasando Retenido Graduación

1

Graduación

2

Graduación

375 (3) 63 (2 ½) 2500 5063 (2 ½) 50 (2) 2500 5050 (2) 37.5 (1 ½) 5000 50 5000 5037.5 (1 ½) 25.0 (1) 5000 25 5000 2525.0 (1) 19.0 (3/4) 5000 25Total 10,000

100

10,000 75 10,000 50


9. CALCULOS

9.1 Calcule la pérdida (diferencia entre la masa original y

final de la muestra de ensayo) como un porcentaje de la masa

original de la muestra de ensayo. Reporte este valor como el

porcentaje de pérdida.

ASTM Designación D 2419 – 91 AASHTO

T 176 - 86


Valor Equivalente de Arena de Agregados Finos

1. ALCANCE

1.1 Este método de ensayo está diseñado para servir como un

ensayo de correlación rápida de campo. El propósito de este

ensayo es indicar, bajo condiciones estandarizadas, las

proporciones relativas de finos plásticos y polvos finos


perjudiciales, presentes en suelos granulares y agregados

finos que pasan la malla Nº 4 (4.75 mm) y se retienen en la

Nº 200.

2. OBJETIVO

2.1 Obtener el porcentaje de materiales finos indeseables,

principalmente las arcillas, en los agregados finos.


3.1 Un volumen de agregado fino y una pequeña cantidad de

solución floculadota son depositados dentro de un cilindro

graduado, son agitados para desprender el recubrimiento de

finos arcillosos localizados alrededor de las partículas de

arena del espécimen de ensayo. El espécimen es entonces

irrigado usando una cantidad adicional de solución

floculadota, forzando de esta manera a que el material fino

arcilloso se ponga en suspensión sobre la arena. Después de

un período especificado de sedimentación, se lee sobre el

cilindro graduado, la altura de los materiales arcillosos

floculados y de la arena. El Equivalente de Arena es la

relación que existe entre la altura de la arena y los

materiales arcillosos en suspensión, por cien.



4.1 Este método de ensayo asigna un valor empírico a la

relativa cantidad , la fineza y carácter del material

arcilloso presente en el espécimen de ensayo. Un valor mínimo

de Equivalente de Arena puede ser especificado para limitar

la cantidad permisible de finos arcillosos en un agregado.

Este método es una prueba rápida de campo para determinar los

cambios en las calidades de agregados durante su producción o

colocación.

5. DEFINICIONES

5.1 Equivalente de Arena:

Es una medida de la cantidad de limos o arcillas

contaminantes presentes en agregados finos o arenas de un

suelo. Se expresa como un valor porcentual.

6. EQUIPO Y MATERIALES

6.1 Cilindro graduado de plástico transparente, con capacidad

para 1000 ml con tapón plástico. (VER FIGURA).

6.2 Medida para la muestra, pequeño recipiente cilíndrico de

hojalata de 85 5 ml de capacidad.

6.3 Dos botellas de 1 galón (3.78 lt.) de capacidad, para

almacenar las soluciones de Cloruro de Calcio (CaCl2). El

tapón de este frasco lleva dos orificios en los cuales se

colocan los conductores que forman el sifón.


6.4 Agitador mecánico con montura firme para agitar la

probeta y su contenido en posición horizontal. (opcional).

6.5 Reactivos y Materiales,

Solución de Cloruro de Calcio Anhídrido, 454 g (1 lb) de

grado técnico, glicerina USP, 2050 g (1640 ml), aldehído

fórmico en solución al 40% 47 g (45 ml).

Disolver 454 g de cloruro de calcio en ½ gal (1.89 lt)

de agua destilada. Enfríese y fíltrese a través de papel

filtro de filtrado rápido (Nº 12). Agregar 2050 g de

glicerina y los 47 g de aldehído fórmico, mezclarla bien

y diluirla en 1 gal (3.78 lt).

Preparar la solución de cloruro de calcio de trabajo,

diluyendo una medida (ver 6.2) llena de solución de

cloruro de calcio almacenada en 1 gal de agua destilada

o desmineralizada. Se podrá usar agua potable en lugar

de agua destilada siempre que la pureza del agua potable

no afecte los resultados. Así entonces el uso del agua

desmineralizada quedará destinada para casos en disputa.

Esta solución es la que se usa en el ensayo.

6.6 Misceláneo, malla Nº 4, embudo de boca ancha, bandeja

ancha para mezclado, cronómetro.

FIGURA


7. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

7.1 Obtener por lo menos 1500 g del material que pasa la

malla Nº 4, de la siguiente manera:

7.1.1 Separar la muestra sobre la malla Nº 4 usando un

agitador mecánico que le provea movimientos verticales,

horizontales y agitado. Esta operación se realizará hasta que

menos del 1% en peso del residuo pase en un tiempo de 1 min.

Si la operación de tamizado se realiza a mano debe realizarse

en pequeñas porciones, para asegurarse que todo el material

quede bien tamizado.


7.1.2 Desmenuzar cualquier grumo de material existente en

la fracción gruesa que se esta tamizando por la malla Nº 4.

puede ser usado un mortero y pistilo u otro equipo que no

proporcione una degradación apreciable al agregado.

7.1.3 Remover cualquier recubrimiento de finos adheridos al

agregado grueso. Estos finos pueden ser removidos, secando al

horno el material grueso(100 5º C, para después dejarlo

enfriar para poder frotarlo entre las manos, esto hará que

los finos adheridos se desprendan mas fácilmente de la

superficie de los mismos.

7.1.4 Unir el material que pasó la malla Nº 4, obtenido en

7.1.2 y el obtenido en 7.1.3.

7.2 Preparar el espécimen de ensayo a partir de la porción de

la muestra que ha pasa do la malla Nº 4, obtenido en 7.1.1,

utilizando el procedimiento indicado en los siguientes pasos:

7.2.1 Cuartear o separar el material lo suficiente para

llenar hasta su borde superior, cuatro (4) medidas de

hojalata. Si se vuelve necesario, el material se puede

humedecer para evitar la segregación o pérdida de finos

durante el cuarteo. Debe tenerse cuidado en la adición de

humedad en la muestra, ya que se hace necesario mantener una

condición suelta del material que la constituye.

7.2.2 Usando la medida de hojalata, apartar 4 medidas de la

muestra de ensayo. En cada vez que se toma la medida, ésta

debe enrasarse sobre su orilla superior y luego golpeando

suavemente el fondo de la medida sobre la mesa de trabajo por


lo menos unas 4 veces, con el propósito de producir una

medida de material consolidado y enrasado sobre su borde

superior.

7.2.3 Determinar y registrar la cantidad de material

contenido en cada una de estas 4 medidas. Esto se puede

realizar por peso o por volumen en una probeta graduada.

7.2.4 Reintegrar este material a la muestra y proceder

nuevamente a cuartear o separar el material realizando los

ajustes necesarios para obtener la cantidad predeterminada de

este material (el peso volumen de 4 medidas de material

cuarteado). Durante esta obtención, dos cuarteos sucesivos

sin ajustes deberán proveer la cantidad apropiada de material

para llenar la medida, cada una de las cuatro veces que se

necesitará.

7.2.5 Secar cada espécimen de ensayo a temperatura

constante de 105 5º C durante 18 a 24 h, luego de lo cual

se deja enfriar a temperatura ambiente para poder empezar el

procedimiento de ensayo.

7.2.6 Preparar el número de especimenes de ensayo

desecados, tomando el material de la muestra, humedeciéndola

pero manteniendo una condición suelta, a fin de evitar

segregación o pérdidas de finos.

7.2.7 Separa de 1000 a 1500 g del material. Mezclarlos

vigorosamente con una cuchara de mano (llana) dentro de una

bandeja circular mantenida en posición horizontal. El

mezclado y remezclado deberá mantenerse por lo menos durante


1 min. para completarlo uniformemente. Se debe chequear la

humedad del material, para lo cual se elabora manualmente un

rollo de material, se dice que el rango correcto de humedad

se ha logrado, cuando dicho rollo se logra formar sin

quebrarse. Si el material esta demasiado seco, el rollo de

suelo no se formará y será necesario agregar mas agua,

remezclar y reensayar hasta que se logre formar el rollo de

material. Si el material presenta cualquier cantidad de agua

libre se dice que está demasiado húmedo para ser ensayado,

por lo tanto tendrá que ser secado al aire, mezclándolo

frecuentemente para asegurar su uniformidad. Este material

demasiado húmedo podrá formar el rollo cuando se chequea

inicialmente, pero el secado debe continuarse hasta que se

logre formarse dicho rollo con un correcto rango de humedad.

Si el contenido de agua ha sido alterado para obtener este

correcto rango de humedad, la muestra debe ser colocada en

una bandeja, cubierta con una tapadera o con una toalla

húmeda, que no toque el material y que le permita mantener

una condición suelta por un mínimo de 15 min.

7.2.8 Después de transcurrido este tiempo se remézcla el

material por 1 min, sin agregar agua.

7.2.9 Tomar la medida de hojalata con una mano y

presionarla directamente contra le material almacenado, esta

debe llenarse con material consolidado, para lo cual será

necesario hacer presión sobre el material que se recoge con

la misma, enrasándola con una espátula cuando ésta se ha


llenado completamente. Durante el enrasado se debe hacer

presión sobre el material contenido en la medida de hojalata

hasta que el material se encuentre a nivel de la orilla de la

medida.

7.2.10Remezclar el material bajo las mismas condiciones

realizadas en el paso 7.2.8

7.2.11Para obtener los otros especimenes de ensayo se repite

el procedimiento descrito en los pasos 7.2.9 y 7.2.10.

8. PREPARACIÓN DEL APARATO

8.1 Ajustar el ensamble del sifón al bote de 1 gal. (3.8 lt)

que contiene la solución de trabajo de cloruro de calcio y

colocar dicho bote sobre un estante o repisa que se encuentre

a 3 pies 1 pulg (91.4 2.5 cm) sobre la mesa de trabajo.

8.2 Hacer funcionar el sifón, soplando fuertemente dentro del

bote que contiene la solución, en la cual se encuentra

sumergida una pequeña pieza del tubo a la vez que se abre la

pinza colocada para presionar el tubo. Cualquiera que sea el

método para operar el agitador del equivalente de arena, se

sujetará el aparato a una base firme y nivelada.

9. PROCEDIMIENTO

9.1 Con el sifón se introducen a la probeta 4 0.1 pulg

(101.6 2.54 mm) (indicado sobre la probeta graduada) de

solución de calcio.


9.2 Colocar uno de los especimenes de ensayo dentro de la

probeta plástica graduada usando un embudo para evitar

derramamiento de solución al momento de introducir el

espécimen.

9.3 Conectar la probeta al agitador, si es que esta acción se

realiza con agitador de malla y permitir que el espécimen

anteriormente colocado se humedezca lo mejor posible.

9.4 Permitir que el espécimen se humedezca bien, durante un

tiempo de 10 1 min, dentro de la probeta.

9.5 Al final de este período de remojo, se taponea la probeta

para remover el material del fondo, usando un agitado

mecánico, con agitador manual o agitado manual. En este

procedimiento se usará el último de éstos.

9.6 Después que el material se ha removido del fondo de la

probeta, esta se sacude vigorosamente en forma horizontal de

tal forma que el contenido se mueva de extremo a extremo.

Esta acción de sacudido debe realizarse en 90 ciclos durante

un tiempo aproximado de 30 seg. Un ciclo es definido como un

movimiento completo de vaivén.

9.7 Logrado el agitado, se coloca la probeta sobre la mesa de

trabajo y se remueve el tapón.

9.8 Una vez colocada sobre la mesa, se procede a irrigar el

cilindro sobre sus paredes, introduciendo la manguera que

esta conectada a la botella con la solución de cloruro de

calcio para que la solución que cae sobre sus paredes

arrastre hacia el fondo todos los residuos adheridos a las


mismas. Los finos se depositarán sobre las partículas

gruesas. La irrigación debe suspenderse hasta que el nivel de

la solución alcance las 15 pulg indicadas sobre la probeta.

9.9 Logrado este nivel se levanta lentamente el tubo

irrigador, durante esta operación el nivel de las 15 pulg

debe mantenerse exactamente sobre la marca que las indica.

Para esto debe regularse el flujo del tubo haciendo uso de la

pinza que lo presiona.

9.10 Dejar que la probeta y su contenido reposen sobre la

mesa de trabajo, durante un tiempo de 20 min. 15 seg. El

cronómetro debe activarse inmediatamente que se termina la

acción de irrigado.

9.11 Cuando ha transcurrido este tiempo de sedimentación, se

lee y se registra el nivel de las arcillas suspendidas en la

forma que se indica en el paso 9.14. Esta es referida como la

lectura de arcillas. Si después de los 20 min. de

sedimentación la lectura de arcillas no puede ser hecha por

indefinición de la línea de su superficie, debe permitirse

mas tiempo de sedimentación (no mayor de 30 min.), si es

mayor que 30 min. se vuelve a repetir el procedimiento usando

otro de los especimenes preparados durante la preparación de

la muestra.

9.12 Después de haber hecho la lectura de arcillas,

introducir dentro de la probeta el conjunto del contrapeso y

la varilla de manera que su guía corredera queda en la boca

de la probeta. Bajar suavemente el conjunto hasta que llegue


a reposar sobre la arena. Al tiempo de bajarse el conjunto,

debe mantenerse siempre uno de los tornillos de centraje del

disco en contacto con la pared de la probeta sobre las marcas

de la misma, de tal manera que sirva de índice de lectura.

Cuando el conjunto acabe de pasarse sobre la arena, se lee el

nivel del tornillo de centraje y se registra esta lectura

como Lectura de Arena. Esta lectura se hará con aproximación

de 0.1 pulg.

9.13 Cuando se esta registrando la lectura de arena se debe

tener cuidado de no presionar la guía hacia abajo para no

obtener lecturas erróneas.

9.14 Si las lecturas de arcilla o arena caen entre las

graduaciones de 0.1 pulg, se deberá registrar el nivel

superior inmediato correspondiente. Por ejemplo, un nivel de

arcilla de 7.95 se registra como 8.0. Un nivel de arena de

3.22 se registra como 3.3.

10. CALCULO

10.1 Para calcular el valor del Equivalente de Arena con

aproximación de décimas, se aplica la siguiente Ec.:

E. A. =



AASHTO T - 133


Determinación del Peso Específico del Cemento

1. OBJETIVOS

1.1 Calcular a base de datos obtenidos en la práctica de

laboratorio el peso específico relativo del cemento y

realizar una comparación con el rango establecido par ale

cemento portland tipo I.

1.2 Puntualizar la importancia que tiene el peso específico

relativo del cemento en el diseño y control de mezclas de

concreto.

2. ALCANCE

2.1 Este método de ensayo cubre la determinación de l peso

específico relativo del cemento Portland tipo I, el cual

oscila entre 3.1 y 3.2. Cuando el tipo de obra no justifica

la determinación exacta del peso específico relativo del

cemento, se puede usar el valor de 3.15.


3.1 El peso específico relativo es la relación entre el peso

de un volumen dado de material a cierta temperatura, al peso


de un volumen igual de agua a esa misma temperatura. En este

caso, la temperatura a al cual se haga la prueba no ocasiona

mucha diferencia en los resultados; pero es importante que la

temperatura del frasco, del líquido y del cemento se mantenga

constante durante toda la prueba.

La principal utilidad que tiene el peso específico del

cemento está relacionada con el diseño y control de mezclas

de concreto.


Cemento Portland tipo I (64 g aproximadamente).

Kerosén libre de agua o Nafta con gravedad no menor que

62 API.

Hielo

Frasco Le Chatelier.

Balanza de 0.1 g de precisión.

Aparato Baño de María a temperatura constante.

Termómetro de 0.2º C de precisión.

Espátula

Embudo.

Compresor de aire.

5. PROCEDIMIENTO


5.1 Lavar el frasco Le Chatelier y secar su interior con el

compresor de aire para asegurar que se encuentre libre de

residuos y de humedad.

5.2 Llenar el frasco Le Chatelier hasta la marca de 375 ml,

con cualquiera de los dos líquidos especificados en la parte

correspondiente a material y equipo. Secar el cuello del

frasco si es necesario.

5.3 Sumergir el frasco en Baño de María a temperatura

ambiente hasta que no existan diferencias mayores de 0.2º C

entre la temperatura del líquido dentro del frasco y la

temperatura del líquido exterior a este. Debido a que cuando

se desprendan las burbujas de aire el líquido dentro del

frasco disminuirá, llenar éste con una pipeta hasta la marca

de 375 ml. Anotar en la hoja de reporte el volumen de líquido

dentro del frasco (375 ml) y la temperatura de ensayo

(temperatura ambiente).

5.4 Pesar una cantidad de cemento de 64 0.1 g y depositarla

en el frasco. Debe tener cuidado al depositar el cemento de

evitar salpicaduras y observar que el cemento no se adhiera

al interior del frasco por encima del líquido. Se puede

utilizar un aparato vibratorio o un embudo para acelerar la

colocación del cemento y para prevenir que éste se adhiera al

cuello del frasco.

5.5 Colocar el tapón en el frasco y hacer girar éste en una

posición inclinada o girarlo horizontalmente y suavemente en


círculo, de tal manera de liberar de aire el cemento hasta

que ya no exista escape de burbujas hacia la superficie.

5.6 Sumergir el frasco en el Baño de María y controlar la

temperatura de éste tal como se hizo en 4.3. Medir el volumen

y anotarlo.

5.7 Para desalojar el cemento del frasco que contiene

kerosén, colocar éste hacia abajo, sin destaparlo. Mover el

frasco, y el cemento se ubicará en las cercanías de la boca

de éste. Si quedan residuos de cemento adheridos al frasco,

utilice asido clorhídrico para enjuagarlo.

6. CALCULOS

6.1 Para determinar la densidad del cemento se hace uso de la

siguiente ecuación:

donde:

Vi : volumen inicial del líquido introducido al frasco Le

Chatelier, en cm3

Vf : volumen final del líquido (después de introducir los 64

g de cemento) en cm3

: densidad del cemento, en g/cm3

6.2 El peso especifico relativo del cemento se calcula de la

siguiente forma:

PERc =

Donde:


: densidad del cemento, en g/cm3

(H2O) : densidad del agua a 4º C = 1 g/cm3

PERc : peso especifico relativo del cemento (adimensional).


AASHTO T - 129


Determinación de la Consistencia Normal del Cemento

Portland

1. OBJETIVO

Que el estudiante conozca qué es la consistencia normal del

cemento, cuales son sus usos, y estudie un método para

calcularla en el laboratorio.


2.1 La prueba de consistencia normal permite conocer la

cantidad de agua que es necesario agregar a un peso de

cemento (500 g), para obtener una consistencia normal. La

determinación de esta consistencia sirve como referencia para


la realización de otras pruebas como: determinación de la

resistencia a la tensión, tiempos de fraguado, sanidad del

cemento, expansión y otras.

2.2 El agua de consistencia normal puede definirse como el

agua necesaria que la aguja de 1 cm. de diámetro del Aparato

Vicat penetre 10 1 mm durante 30 seg. en la pasta de

cemento, después de haberse iniciado la prueba.


Cemento Portland tipo I (500 g).

Probeta de 200 a 250 ml de capacidad.

Placa para mezclar (puede ser un vidrio).

Juego de pesas de 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 250, 300 y

600 g.

Balanza de 0.1 g de precisión.

Aparato de Vicat.

Cucharas de albañil.

Batea.

Misceláneo: guantes, cronómetro, charola, 1 bolsa de

hielo, termómetro y horno que opere a 110º C.

4. PROCEDIMIENTO

4.1 Pese una muestra de 500 g de cemento y mida una cantidad

de agua destilada con la probeta.

4.2 Proceda a preparar la pasta de cemento (según norma ASTM

C – 305) como sigue:


4.2.1 Sobre una placa para mezcla, coloque los 500 g de

cemento, de manera que forme un cráter en el centro; vierta

el agua y mezcle con la cuchara de albañil durante 30 seg.;

en los siguientes 30 seg. deje la mezcla reposando. Durante

1.5 min. mezcle con las manos debidamente protegidas por los

guantes, hasta obtener una pasta consistente.

4.3 Moldee la muestra de prueba así:

4.3.1 Forme una bola con la pasta, la cual tendrá que

arrojar de una mano a la otra 6 veces (procurando que la

separación entre las manos sea de unas 6 pulg.) o hasta

producir una masa de forma cercana a la esférica, que pueda

ser fácilmente colocada dentro del anillo Vicat (Fig. 1) con

una mínima presión adicional.

4.4 Presione la bola con la palma de la mano dentro del

anillo cónico por el lado de mayor diámetro, hasta llenarlo

en su totalidad. Quite el exceso de pasta con las manos y

coloque el anillo limpio con el lado de mayor diámetro sobre

la placa de vidrio. Enrase el lado superior con una pasada de

la cuchara.

4.5 Coloque le anillo con la pasta sobre la base (H en la

Fig.) del aparato de Vicat y proceda a colocar el embolo

vertical (C en la Fig.) de la aguja hasta hacer contacto con

la superficie de la muestra (no la comprima antes de realizar

la práctica).

4.6 Tome una lectura inicial en la escala (F en la Fig.), y

luego afloje el tornillo fijador (E en la Fig.) de la aguja.


Accione el cronómetro y tome una lectura final después de 30

seg.

4.7 La consistencia normal se obtiene cuando la aguja penetra

10 1 mm en la muestra después de 30 seg.

4.8 Obtenga un poco de la masa de cemento en una tara

previamente pesada, pese nuevamente y coloque en el horno a

110º C durante 24 horas. Luego retire la muestra de cemento y

determine su peso. Calcule el porcentaje de humedad de la

muestra. Este será .

4.9 Repita los pasos del 1 al 7, para distintos volúmenes de

agua, hasta que estos sobrepasen el límite deseado

(consistencia normal), es decir, hasta obtener una

penetración de la aguja de Vicat (D en Fig.) superior a los

10 mm.

NOTAS: El tiempo máximo del proceso de penetración de la mezcla del

cemento y la toma de lectura de penetración es de 4.5 min.Cualquier prueba realizada en un tiempo mayor, no es confiable ydeberá repetirse.

En cada intento debe utilizarse cemento fresco, no debe remoldearsela pasta para un nuevo volumen de agua.

5. CALCULOS

5.1 La penetración en mm de la aguja de Vicat en la pasta de

cemento se calcula así:

P = lectura inicial – lectura final

Donde: P : penetración (mm)

5.2 Para el cálculo de los porcentajes de agua utilizados en

cada una de las pruebas se utiliza la siguiente relación:


donde: Ws : peso de la muestra seca

Ww : peso del agua

5.3 Elaborar una gráfica en papel milimetrado, colocando los

valores de penetración de la aguja de Vicat en las abscisas y

los porcentajes de agua en las ordenadas.

5.4 De la gráfica tomar el valor del porcentaje de agua que

corresponda a los 10 mm el que será la cantidad de agua de

consistencia normal.


Práctica Estándar para

Cabeceado de Especimenes Cilíndricos de Concreto

1. ALCANCE

1.1 Esta práctica cubre aparatos, materiales y procedimientos

para cabecear cilindros de concreto recién elaborados, con

cemento puro y cilindros y núcleos taladrado de concreto

endurecido con yeso plástico de alta resistencia o mortero de

azufre.



2.1 Esta práctica describe los procedimientos para proveer

superficies planas en los extremos de cilindros de concreto

recién elaborados, cilindros endurecidos, o núcleos de

concreto taladrados cuando la superficie externa no está

conforme con la superficie plana y la perpendicularidad

requerida de los estándares aplicables.

3. EQUIPO DE CABECEADO

3.1 Placas Cabeceadoras, tapas de cemento puro y tapas de mortero

de yeso de alta resistencia serán formados contra una placa

de vidrio de al menos ¼ pulg. de espesor, una placa de metal

maquinada de al menos 0.45 pulg (11 mm) de espesor, o placas

pulidas de granito o diabasa de al menos 3 pulg (76 mm) de

espesor. Tapas de mortero de azufre serán formada contra

placas similares de metal o piedra excepto que el área

escondida la cual recibe mortero de azufre no será mas

profundo que ½ pulg (12 mm). En todo caso, las placas serán

al menos 1 pulg (25 mm) mayores en diámetro que los

especimenes de ensayo y la superficie trabajada no deberá

salir de un plano por más de 0.002 pulg (0.05 mm) en 6 pulg

(152 mm). La rugosidad de la superficie en placas metálicas

de acabado reciente no excederán lo indicado en la Tabla 4 de

American National Standard B46.1, o 125 pulg (3.2 m) para

cualquier tipo de superficie y dirección del torno. La


superficie, cuando nueva, estará libre de estrías, ranuras y

depresiones que no sean las causadas por las operaciones de

acabado. Placas metálicas que han estado en uso serán libres

de estrías, ranuras y depresiones mayores de 0.05 pulg2 (32

mm2) en área superficial.

NOTA: una dureza Rockwell de 48 HRC es sugerida para el cabeceado deplacas o dispositivos usados para formar tapas de mortero de azufre.

3.2 Dispositivos de Alineamiento, serán usados dispositivos de

alineamiento aceptables tales como barras guía o niveles de

“ojo de buey” en unión con las placas de cabeceo para

asegurar que ninguna tapa sencilla se salga de la

perpendicularidad al eje de un espécimen cilíndrico por mas

de 0.5º (aproximadamente equivalente a 1/8 pulg en 12 pulg).

El mismo requerimiento es aplicable a la relación entre el

eje del dispositivo de alineamiento y la superficie de una

placa de cabeceo cuando son usadas las barras guía. En

adición, la localización de cada barra con respecto a su

placa puede ser tal que ninguna tapa este fuera del centro de

su espécimen de ensayo por mas de 1/16 pulg (2 mm).

3.3 Recipientes para Fundir Morteros de Azufre, los recipientes para

fundir morteros de azufre deben estar equipados con controles

de temperatura automáticos y deben estar hechos de metal o

revestido con un material que sea no reactivo con el azufre

derretido.

3.3.1 Precaución: recipientes para fundir equipados con

calentamiento periférico garantizan la seguridad contra

accidentes durante el recalentamiento de mezclas de azufre


frío que tienen una costra en la superficie. Cuando no se

usen recipientes para fundir así equipados, la generación de

presión bajo la superficie endurecida por la costra puede ser

evitado en subsecuentes calentamientos usando una varilla

metálica que haga contacto con el fondo del recipiente y

proyecte el calor por encima de la superficie de la mezcla de

azufre fluida mientras se enfría. La varilla deberá ser de un

tamaño suficiente para conducir el calor al borde superior en

el recalentamiento para fundir un anillo alrededor de la

varilla primero y entonces evitar el desarrollo de presión.

Un cucharón largo metálico puede sustituir la varilla.

3.3.1.1 Use recipientes para fundir azufre con un cobertor

para extraer los vapores al exterior. El calentamiento sobre

una llama abierta es peligroso porque el punto de encendido

del azufre es aproximadamente 227º C y la mezcla puede

encender debido a sobrecalentamiento. Si la mezcla empieza a

arder, deberá extinguirse la flama cubriéndola. El recipiente

deberá ser recargado con material fresco después de que la

llama ha sido extinguida.

4. MATERIALES PARA CABECEO

4.1 El esfuerzo de los materiales de cabeceo y el espesor de

las tapas será conforme a los requerimientos de la tabla 1.

4.1.1 Si el mortero de azufre, morteros de yeso de alta

resistencia y otros materiales excepto pasta de cemento puro,

son usados para ensayos de concreto con un esfuerzo mayor que


7000 psi (50 Mpa), el fabricante o usuario del material puede

proporcionar documentación:

4.1.1.1 Que el esfuerzo promedio de 15 cilindros cabeceados

con el material no es menor que el 98% del esfuerzo promedio

de 15 cilindros compañeros cabeceados con pasta de cemento

puro o 15 cilindros de superficie plana dentro de 0.002 pulg

(0.05 mm).

4.1.1.2 Que la desviación estándar de los esfuerzos de los

cilindros cabeceados no es mayor que 1.57 veces la desviación

estándar de los cilindros de referencia.

4.1.1.3 Que los requerimientos de los espesores de la tapa

fueron reunidos en los ensayos de calificación, y

4.1.1.4 De los tiempos de dureza de las tapas usados en

los ensayos de calificación.

4.1.2 Adicionalmente los reportes de los ensayos de

calificación pueden incluir la resistencia a la compresión en

cubos de 2 pulg del material calificado y cubos de pasta de

cemento puro, si es usado. Conforme a estos requerimientos se

permite usar los materiales de cabeceo en cilindros con

esfuerzos del 20% mayor que el concreto ensayado en esos

ensayos de calificación. El fabricante puede recalificar

lotes de material manufacturado en una base anual o cuando

hay un cambio en la formulación o materiales crudos. El

usuario del material puede retener una copia de los

resultados de la calificación, y la fecha de manufactura de


los materiales calificados y de los materiales corrientes

usados.

4.1.3 El esfuerzo de compresión del material de cabeceo

será determinado mediante ensayo de cubos de 2 pulg siguiendo

el procedimiento descrito en el Método de Ensayo C 109.

Excepto en morteros de azufre, el procedimiento de moldeo

será como en el Método de Ensayo C 109 a menos que otro

procedimiento sea requerido para eliminar grandes vacíos de

aire atrapado. El curado de los cubos será en el mismo

ambiente y para el mismo espacio de tiempo como en el

material usado para cabecear especimenes.

4.1.4 El esfuerzo del material de cabeceo será determinado

en la recepción de un nuevo lote y a intervalos que no

excedan los tres meses. Si un lote dado de material de

cabeceo falla conforme a los requisitos de resistencia, este

no deberá ser usado, y ensayos de resistencia del de

reemplazo serán hechos semanalmente hasta cuatro

determinaciones consecutivas conforme a los requisitos de la

especificación.

Tabla 1 Resistencia a la Compresión y Máximo Espesor del

Material de CabeceoEsfuerzo

Compresión del

Cilindro, psi

Esfuerzo Mínimo

del Material de

Cabeceo

Espesor

Promedio

Máximo de

Espesor Máximo

en alguna parte

de tapa500 a 7000 psi

(3.5 a 50 Mpa)5000 psi (35

Mpa) o

¼ pulg. (6

mm)

5/16 pulg. (8

mm)


Mayor que 7000

psi

No menor que

esfuerzo del

cilindro

1/8 pulg. (3

mm)

3/16 pulg. (5

mm)

4.2 Pasta de Cemento Hidráulico Puro,

4.2.1 Efectuar ensayos de calificación de la pasta de

cemento hidráulico puro previo a su uso en cabeceo para

establecer el efecto de la relación agua-cemento y edad en el

esfuerzo de compresión para cubos de 2 pulg. (50 mm).

NOTA: los cementos usados generalmente están conforme la EspecificaciónC 150, Tipos I, II y III.

4.2.2 Mezcle la pasta de cemento puro a la consistencia

deseada en una relación agua/cemento igual o menor que la

requerida para producir el esfuerzo solicitado, generalmente

2 a 4 horas antes de que la pasta sea usada (ver notas).

Remezcle lo necesario para mantener una consistencia

aceptable (ver notas). Algunos retemplados de la pasta es

aceptado si la relación agua/cemento requerida no es

excedida. La consistencia óptima es generalmente producida a

relaciones agua-cemento de 0.32 a 0.36 por masa para cemento

Tipo I y II y 0.35 a 0.39 por masa para cemento Tipo III.

NOTAS: las mezclas recién efectuadas tienden a sangrar, a contraerse yproducen cabeceos inaceptables. Para cementos portland el períodoapropiado es de 2 a 4 horas generalmente.La consistencia requerida de la pasta es determinada por la apariencia dela tapa cuando ésta es rayada. La pasta fluida resulta en rayas en latapa. Pasta dura resulta en cabeceo denso.

4.3 Pasta de Yeso-Cemento de Alta Resistencia,

4.3.1 Ningún relleno o extendido pude ser adicionado a la

pasta de cemento puro yeso de alta resistencia subsecuente a


la manufactura del cemento (ver nota).ensayos de calificación

deberán ser hechos para determinar el efecto de la relación

agua cemento y edad del esfuerzo de compresión en cubos de 2

pulg. Retardantes pueden ser usados para extender el tiempo

de trabajo, pero sus efectos en la requerida relación agua

cemento y esfuerzo pueden ser determinados (ver nota).

NOTA: los yesos de baja resistencia, sulfato de calcio, o mezclas deéste con cemento portland son inaceptables como material de cabeceo.La relación agua/yeso-cemento deberá estar entre 0.26 y 0.30. El uso derelaciones agua/cemento bajas y mezclado vigoroso usualmente permitedesarrollar resistencias de 5000 psi (35 Mpa) a edades de 1 o 2 horas.Relaciones agua/cemento mayores extienden el tiempo de trabajabilidadpero reducen la resistencia.

4.3.2 Mézclese el mortero de cemento yeso con la relación

agua/cemento deseada y úsela rápidamente, puesto que fragua

en seguida.

4.4 Mortero de Azufre:

4.4.1 Es permitido que el propietario o laboratorio prepare

los morteros de azufre dejando endurecer un mínimo de 2 horas

antes de ensayar el concreto con esfuerzo menor de 5000 psi

(35 Mpa). Para esfuerzo del concreto de 5000 o mayor, las

tapas de mortero de azufre se le puede permitir al menos 16

horas antes del ensayo, a menos que un tiempo corto haya sido

mostrado para ser aceptado como se especifica en 4.1.1.

4.4.2 Determinación del esfuerzo de compresión, prepare

especimenes de ensayo usando un molde cúbico y placa base

conforme a los requerimientos del Método de Ensayo C 109 y

una placa de cubierta metálica (ver nota1). Llevar las partes

del aparato a una temperatura de 20 a 30º C, ligeramente


cubra la superficie que estará en contacto con el mortero de

azufre con aceite mineral, y ensamble cerca del recipiente.

Lleve la temperatura del mortero de azufre fundido en el

recipiente dentro de un rango de 129 a 143º C, agitar

completamente y empiece a llenar los cubos. Usando un

cucharón u otro dispositivo adecuado, rápidamente llene cada

uno de los tres compartimientos hasta que el material fundido

alcance el borde superior del agujero. Permita tiempo

suficiente para alcanzar el máximo de contracción, debida al

enfriamiento y solidificación que se presenta

(aproximadamente 15 minutos) y rellene cada agujero con

material fundido (ver nota2). Después de completarse la

solidificación, se retiran los cubos del molde sin romper la

pieza formada por el agujero lleno en la placa de cubierta.

Remueva el aceite, bordes cortantes y sobrantes de los cubos

y se verifica lo plano de la superficie de carga de la manera

descrita el Método de Ensayo C 109. Después de almacenarlos a

la temperatura del cuarto a la edad deseada, pero no menos de

2 horas, ensaye los cubos a compresión siguiendo el

procedimiento descrito en el Método de Ensayo C 109, y

calcule el esfuerzo de compresión.

NOTAS: 1si se desea, se puede colocar una placa plana de fenolformaldehído (baquelita) de 1/8 pulg. (3 mm) de espesor, provista con 3agujeros apropiadamente espaciados, pueden ser insertados entre la placade cubierta y el molde para retardar la razón de enfriamiento delespécimen de ensayo.2El segundo llenado ayuda a prevenir la formación de un vacío grande otubo de contracción en el cuerpo de un cubo. Sin embargo, cada efectopuede ocurrir si no se pone mucho cuidado, y por consiguiente esaconsejable inspeccionar el interior de los cubos de mortero de azufre


después de la prueba respecto a homogeneidad, siempre que los valores deresistencia obtenidos sean significativamente mas bajos que lo esperado.

5. PROCEDIMIENTO DE CABECEADO

5.1 Cilindros recién moldeados, para cabecear cilindros recién

moldeados se usa solo pasta de cemento portland puro (ver

nota3). Haga las capas tan delgadas como sea posible. No

aplique la pasta pura al extremo expuesto hasta que el

concreto haya terminado de asentarse en el molde,

generalmente de 2 a 4 horas después del moldeado. Durante el

moldeado del cilindro, enrase el borde superior con una regla

por encima del plano que forma el anillo del molde. Remueva

el agua libre y lechada del borde superior del espécimen

inmediatamente antes del cabeceado. Forme con la pasta de

cabeceo un montículo cónico en el espécimen y después

presione suavemente una placa de cabeceo recién untada de

aceite hasta que toque el anillo del molde. Un ligero

movimiento de torsión puede ser requerido para aplanar y

expulsar el exceso de la pasta y minimizar los vacíos en la

pasta. Durante esta operación la placa de cabeceo no puede

oscilar. Cuidadosamente cubra la placa y el molde con una

doble capa de un paño húmedo y sobre éste una hoja de

polietileno para evitar el secado. La remoción de la capa de

cabeceo después de endurecido puede ser acompañado por golpes

de un martillo de hule en una dirección paralela al plano de

la capa.


NOTA: 3Las capas hechas con cemento tipo I generalmente requieren almenos 6 días para desarrollar resistencia aceptable y con cemento tipoIII al menos 2 días. Los especimenes de concreto seco absorberán agua dela mezcla fresca produciendo cabeceados no satisfactorios. El cabeceadocon pasta de cemento puro se encogerán y agrietarán durante el secado porlo que deben ser usados solo para especimenes que han sido curadoshúmedos continuamente hasta el momento del ensayo.Las pastas de yeso de alta resistencia se ablandan y deterioran encontacto con el agua y no pueden ser usadas en mezclas de concreto frescoo almacenadas en un cuarto húmedo por mas tiempo que períodos breves.

5.2 Especimenes de Concreto Endurecido:

5.2.1 General, si el extremo de un espécimen tiene una

costra, o un depósito de aceite o cera, material que puede

interferir con la amarre de la tapa, remueva cada costra o

depósito. Si necesariamente los extremos de un espécimen

pueden ser ligeramente ásperos, con una lima o cepillo de

alambre para producir una adhesión conveniente de la tapa. Si

se desea, las tapas de cabeceo pueden ser cubiertas con una

delgada capa de aceite mineral o grasa para prevenir que el

material de cabeceo se adhiera a la superficie de las placas.

5.2.2 Condición final, en un extremo cabeceado la distancia

de algún punto de un plano que pase a través del punto mas

alto de la superficie del extremo y es perpendicular al eje

del cilindro no deberá exceder 1/8 pulg. (3 mm) (ver nota4).

Si el extremo excede este límite, el extremo del cilindro

deberá ser cortado, o nivelada antes del cabeceo.

NOTA: Esta provisión es para controlar la diferencia entre las partesdensa y espesor de un cabeceado. La distancia puede ser verificada usandouna escuadra con una hoja tocando el cilindro paralelo al eje delcilindro y la otra hoja tocando el punto mas alto en el extremo delcilindro. Se mide la distancia entre la hoja de la escuadra y el puntomas bajo en el extremo del cilindro.


5.2.3 Cabeceado con yeso de alta resistencia o pasta de

cemento puro, mezcle la pasta como se describe en la sección

4. No se deberá exceder la relación agua/cemento determinada

en los ensayos de calificación. Cabecee el molde como se

describe en 5.1 usando las placas de cabeceo descritas en 3.1

para alcanzar los requisitos de alineamiento expresadas en

3.2 (ver nota5). Generalmente, las placas de cabeceo pueden

ser removidas después de 45 minutos hechas con yeso y después

de 12 horas con pasta de cemento puro, sin daño visible del

cabeceado.

NOTA: 5Varios métodos de cabeceo han sido usados para obtener laperpendicularidad deseada de la capa al eje del cilindro. Una porción depasta puede ser colocada en una placa de cabeceo y espécimen bajadodentro de esta. Un nivel de agua (ojo de buey) en el borde superior delcilindro ayuda a obtener el alineamiento. Un montículo de pasta puede sercolocada en el borde superior del cilindro y una placa de cabeceopresionada sobre él usando nuevamente el nivel de agua. Un mejor sistemaes hacer un molde de la mitad de la altura del espécimen y con una ranuraque permita abrirlo, deslizarlo y cerrarlo. Una grapa es usada para darposición al molde y para asegurar el espesor de la capa requerido. Laporción de pasta puede ser colocada en una placa de cabeceo o en el bordesuperior del cilindro y presionar hasta que la capa haga contacto con elmolde. Como se anotó anteriormente, una pasta muy seca puede requerirdemasiada presión y producir capas muy gruesas o defectuosas.

5.2.4 Cabeceo con Mortero de Azufre, prepare el mortero de

azufre para su empleo, calentando a 130º C determinado por un

termómetro metálico insertado cerca del centro de la masa.

Verifique la temperatura a intervalos de aproximadamente una

hora durante el cabeceado. Vacíe el depósito y recargue con

material fresco a intervalos que aseguren que el material

viejo en el depósito no ha sido usado mas de 5 veces. Cuando

los cilindros de concreto cabeceados con un esfuerzo de


compresión de 5000 psi o mayor, no se permite el rehuso del

compuesto recobrado de las operaciones de cabeceo o

cabeceados viejos. Mortero de azufre fresco puede ser secado

al mismo tiempo que es colocado en el depósito ya que

humedecido puede causar espuma. Mantenga el agua retirada del

recipiente con mortero de azufre, por la misma razón. La

placa de cabeceo o dispositivo para el cabeceo deberá ser

calentada ligeramente antes de ser usada para frenar la

velocidad de enfriamiento del material y esto permita la

producción de capas delgadas. Lubrique ligeramente la placa

de cabeceo y agite el mortero de azufre inmediatamente antes

de colar cada capa. Los extremos de los especimenes curados

húmedos estarán secos al momento del cabeceo para prevenir la

formación de vapor o bolsas de espuma bajo o dentro de ella

de 6 mm (1/4 pulg) de diámetro. Reemplace las capas con

bolsas de vapor o vacíos mayores de ¼ pulg (6 mm) (ver

nota6). Para asegurar que la capa de mortero esta adherida a

la superficie del espécimen, los extremos del espécimen no

deberán ser lubricados antes de la aplicación del cabeceado.

Cuando se use un dispositivo vertical, vacíe el mortero

dentro de la placa de cabeceo levantando el cilindro arriba

de la placa y haga contacto lateral con las guías, deslice el

cilindro hacia abajo hasta que haga contacto con la placa de

acero, mantenga el contacto constante con los alineamientos

guías. El extremo del cilindro deberá continuar descansando

en la placa de cabeceo con los lados del cilindro en contacto


positivo con alineamientos guías hasta que el mortero haya

endurado. Use suficiente material para cubrir el extremo del

cilindro después que el mortero de azufre solidifique.

NOTA: 6Periodicamente la capa de mortero de azufre debe ser examinadadespués del ensayo para detectar aire o bolsas de espuma en la capa.Antes del ensayo, la capa puede ser golpeada con una moneda o caucho, conun metal ligero implementado para ver si un sonido hueco puede serdetectado. Capas con áreas huecas deben ser removidas y recapeadas.

5.2.4.1 Precaución: durante el cabeceo se puede producir

gas de sulfuro de hidrógeno cuando el mortero de azufre esta

contaminado con materiales orgánicos tales como parafina o

aceite. El gas es incoloro y tiene un notorio mal olor a

huevos podridos; sin embargo, el olor no puede ser superado

puesto que es una señal de alarma, después la sensibilidad al

olor desaparece rápidamente al permanecer en exposición.

Altas concentraciones son letales y bajas concentraciones

pueden causar nauseas, malestar estomacal, vértigo, dolor de

cabeza o irritación en los ojos. Por estas y otras razones,

el recipiente de fundido debe estar localizado bajo una

campana con un extractor de aire y ésta área de cabeceo

deberá estar bien ventilada.

5.2.5 Verificación Diaria:

5.2.5.1 Durante cada día de operación de ensayo de

resistencia, verificar la planeidad de la capa previo al

ensayo de compresión en al menos tres especimenes,

seleccionados al azar, representando el inicio, medio y final

de la carrera. Verificar la planeidad con una regla y láminas

calibradoras, haciendo un mínimo de tres medidas en diámetros


diferentes para asegurar que la superficie de la capa no se

separa de un plano por mas de 0.002 pulg (0.05 mm). Verificar

también las áreas huecas (nota6). Registre los resultados de

estas determinaciones en la documentación de control de

calidad para el laboratorio. Si las capas fallan en

satisfacer los requisitos de planeidad o tiene áreas huecas,

remueva y reaplique las capas.

5.2.5.2 Durante cada día de operación de ensayo de

resistencia, verifique el espesor de la capa en al menos tres

especimenes, seleccionado al azar, representando el inicio,

medio y final de ese día de operación. Después e completar

los ensayos de compresión, recupere al menos seis piezas de

material de cabeceo del borde superior del espécimen

seleccionado (ver nota7). Las piezas deben ser seleccionadas

al azar y ser distribuidas sobre el área completa de la capa.

Las piezas seleccionadas estarán ligadas completamente al

concreto. Mida y registre el espesor de la pieza cercano a

0.01 pulg (0.2 mm) usando un micrómetro, calibrador u otro

dispositivo medidor de espesores. Compare el promedio y

máximo espesor con los valores dados en la tabla 1. Registre

los resultados de determinación de espesores en la

documentación de control de calidad para le laboratorio.

NOTA: 7Las capas pueden ser removidas usando un martillo o cincel.Coloque el cincel inclinado en la línea de unión y paralelo cercanamentecon el plano de la capa como para crear una acción de cuña cuando elcincel es golpeado con el martillo. La recuperación de la capa completapuede ser simplificada colocando cinta sobre la capa antes de golpearpara removerla. La cinta puede mantener las piezas de material de cabeceo


siendo dispersadas durante la remoción y puede simplificar la selecciónde piezas uniformemente distribuidas sobre el área de la capa.

6. PROTECCIÓN DE ESPECIMENES DESPUÉS DEL CABECEADO

6.1 Se deben mantener los especimenes de curado húmedo en una

condición de humedad entre la terminación del cabeceo y el

tiempo de ensayo, regresándolos al cuarto de curado o

cubriéndolo con una doble cubierta de paños húmedos. No

almacene especimenes con tapas de mortero de yeso inmersos en

agua o por mas de 4 horas en el cuarto húmedo. Proteja las

tapas del mortero del goteo de agua.

6.2 No ensaye especimenes cabeceados antes de que el material

de cabeceo haya tenido suficiente tiempo para desarrollar la

resistencia requerida en 4.1.

ASTM Designación C 615 – 85 Método de Ensayo Estándar para

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