ANTEPROYECTO DE NORMA NORDOM 91:7-012

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1 ANTEPROYECTO DE NORMA NORDOM 91:7-012 Fecha: Número del documento de referencia: ASTM C 192 Identificación del comité: CT 91:7 Coordinador: Fabio Terrero Norma Dominicana Elaboración y curado de especímenes de hormigón para ensayos en laboratorio Advertencia Este documento no es una norma oficial NORDOM. El es distribuido en el comité técnico para su revisión, estudio y aprobación como Norma Dominicana NORDOM. Esta sujeto a cambios siempre que se presentan la base científica. Los poseedores de este documento están invitados a someter observaciones relevantes, previsto de la documentación que la sustente, en el período de consulta pública que se enunciará debidamente. Tipo de documento: Norma nacional Subtipo documento: No aplica Estado del documento: Anteproyecto Idioma del documento: Español ICS:

2 Derechos de autor Este es un documento de trabajo de DIGENOR o de un comité técnico de normalización y es protegido por derecho de autor por DIGENOR. La reproducción de este documento es permitida sin permiso previo de DIGENOR, siempre y cuando sea para el uso interno de DIGENOR, para un grupo de trabajo o para un comité de normalización o para cualquiera de sus miembros para ser usado en el desarrollo de normas, ni este documento ni ningún extracto del mismo puede ser reproducido, almacenado o transferido en ninguna forma para ningún otro propósito sin el permiso previo por escrito de DIGENOR. Cualquier petición de permiso para reproducir este documento con el propósito de ventas debe ser dirigida como se muestra a continuación a DIGENOR: Dirección General de Normas y Sistemas de Calidad, DIGENOR Calle Oloff Palme esq. Av. Núñez de Cáceres, San Gerónimo, Santo Domingo, Distrito Nacional, República Dominicana Teléfono: Faxes: y digenor@gmail.com web: La reproducción para propósitos de ventas puede ser sujeto de pago de royalty o contrato de licencia. Los violadores pueden ser perseguidos ii

3 Prefacio La Dirección General de Normas y Sistemas de Calidad, DIGENOR, es el organismo oficial que tiene a su cargo el estudio y preparación de las Normas Dominicanas, NORDOM, a nivel nacional. Es miembro de la Organización Internacional de Normalización, ISO, Comisión Internacional de Electrotécnica, IEC, Comisión del Codex Alimentarius, Comisión Panamericana de Normas Técnicas, COPANT, representando a la República Dominicana ante estos Organismos. La norma NORDOM 91:7-012 Elaboración y curado de especímenes de hormigón para ensayos en laboratorio, ha sido preparada por el Departamento de Normalización de la Dirección General de Normas y Sistemas de Calidad DIGENOR. El estudio de la citada norma estuvo a cargo del Comité Técnico 91:7 Hormigón y Productos de Hormigón, integrado por representantes de los Sectores de Producción, Consumo y Técnico, quienes iniciaron su trabajo tomando como base la propuesta de Norma NORDOM especímenes de hormigón para ensayos en laboratorio 91:7-012 Elaboración y curado de Dicha Propuesta de norma fue aprobada como Anteproyecto por el Comité Técnico de Trabajo, en la reunión No. 42 de fecha 13 de julio 2012 y enviado a Encuesta Pública, por un período de 60 días. Formaron parte del Comité Técnico, las entidades y personas naturales siguientes: PARTICIPANTES: Ing. Aneudy Vargas Ing. Eligio Cerda REPRESENTANTES DE: Hormigones Industriales Hoyo de Lima Ing. Karin Reyes Ing. Antonio Rodríguez Ing. Roosevelt Castillo Ing. Juan José Peña Ing. Fredy Amiama Ing. Antonio Rodríguez & Asociados Ing. Antonio Rodríguez & Asociados DOMICEM Cemex Dominicana Ing. Noemi Pichardo Ing. Jude Valenzuela MOPC Ing. Iván Reyes Ing. Aníbal Germoso Ing. Michael Vasquez Cementos Colón Tec. Juan M Soto Ing. Hector Breton Ing. Amanda Tolentino ACOPROVI CODEICA iii

4 Ing. Nelsy Feliz Téc. Isidro Ferreira Licda. Melania Soriano Ing. Carmen Vásquez Tavares Industrial PROCONSUMIDOR. FUNDECOM. MOPC Arq. Amado Hasbún Ing. Anibal Germoso Ing. Juan José Peña Lic. Ángela Urbáez Ing. Fabio Terrero DOMICEM Dirección General de Normas y Sistemas de calidad, DIGENOR. iv

5 ANTEPROYECTO NORDOM 91:1-012 Elaboración y curado de especímenes de hormigón para ensayos en laboratorio 1 Objeto Esta norma establece los procedimientos para la elaboración y curado de muestras de hormigón en el laboratorio bajo estricto control de materiales y condiciones de ensayo, usando hormigón que se puede compactar por apisonamiento o vibración, como se describe en la presente norma. Esta norma no pretende señalar todos los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario establecer las prácticas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias. 2 Referencias normativas NORDOM 100 Sistema internacional de unidades. RTD 635 Hormigón hidráulico. Definiciones y Terminología NORDOM 670 NORDOM 671 NORDOM 672 NORDOM 696 NORDOM 722 NORDOM 723 NORDOM 724 Especificaciones de los Agregados para Hormigón Método para determinar la Densidad y la Absorción de Agregados Gruesos. Método para determinar la Densidad y la Absorción de Agregados Finos. Método de ensayo para determinar el Asentamiento del Hormigón Hormigón fresco. Toma de muestras. Método para determinar la temperatura del Hormigón fresco Ensayos de resistencia a la compresión de cilindros normales de Hormigón. ASTM C 617 Refrentado de cilindros de Hormigón. ASTM C 31 Elaboración y curado de especímenes de Hormigón en obra. ASTM C 494 Especificación química de aditivos para concreto ASTM C 173 ASTM C 231 ASTM C 566 ASTM C 138 Determinación del contenido de aire en el hormigón fresco. Método Volumétrico Determinación del contenido de aire en el hormigón fresco. Método de Presión. Agregados para Hormigón. Determinación del contenido de Humedad total. Determinación de la masa unitaria, rendimiento y contenido de cemento y aire. ASTM C 551 Cámaras y cuartos húmedos y tanques para el almacenamiento de agua, empleados en los ensayos de cementos hidráulicos y hormigón 1

6 3 Significación y utilización 3.1 Esta práctica provee los requisitos normalizados para la preparación de los materiales, la mezcla del Hormigón y la preparación y curado de especímenes de Hormigón para ensayos bajo condiciones de laboratorio. Si la preparación de los especímenes es controlada como se estipula aquí, los utilizados para desarrollar información con los siguientes objetivos: especímenes pueden ser Dosificación de mezclas para Hormigón de proyecto, Evaluación de diferentes mezclas y materiales, Correlación con ensayos no destructivos, y Provisión de especímenes para propósitos de investigación. 4 Aparatos 4.1 Moldes, generalidades Los moldes para las muestras o sujetadores que estén en contacto con el Hormigón, deben ser de acero, hierro fundido u otro material no absorbente, que no reaccione con el Hormigón hidráulico y en condiciones optimas y calibradas. Los moldes se deben ajustar a las dimensiones y tolerancias especificadas en el método para el cual se requieren los especímenes. Los moldes deben mantener sus dimensiones y forma bajo condiciones severas de uso. También deben ser impermeables cuando se usan, lo que se puede estimar por su capacidad de retener el agua vertida en ellos. Se debe utilizar un sellante apropiado, como arcilla moldeable, parafina o grasa pesada, donde sea necesario para impedir filtraciones a través de las uniones. Para fijar el molde a su base, éste debe tener dispositivos adecuados para ello. Los moldes reutilizables se deben impregnar ligeramente, antes de usar, con aceite mineral u otro material apropiado no reactivo. 4.2 Moldes cilíndricos Moldes para muestras fundidas verticalmente Se deben cumplir los requisitos del numeral 4.1 y a la norma ASTM C Moldes horizontales para cilindros de ensayo de flujo plástico Se deben cumplir los requisitos del numeral 4.1 y a los requisitos de simetría y tolerancia dimensional del numeral de la norma ASTM C470. El uso de moldes horizontales está destinado únicamente para muestras de flujo plástico que contengan Censores de deformación (Sistema de Relojería de Medición de Deformación) empotrados axialmente. Los moldes para cilindros de flujo plástico que van a ser fundidos mientras están en una posición horizontal, deben tener una ranura de llenado paralela al eje del molde, la cual se extiende a todo lo largo de su longitud para recibir el hormigón. El ancho de la ranura debe ser la mitad del diámetro del espécimen. Si es necesario, los bordes de la ranura deben ser reforzados para mantener la estabilidad dimensional. A no ser que los especímenes se vayan a refrentar para obtener lados planos, los moldes deben estar provistos en los extremos de dos platos maquinados de metal de mínimo 25mm de espesor y las superficies de trabajo deben cumplir con los requisitos de horizontalidad y rugosidad de superficie del numeral 4.1 de la ASTM C617. Se debe hacer un dispositivo para fijar firmemente los extremos de platos al molde. La superficie interna de cada extremo de plato debe estar provista de mínimo tres anclajes o pernos de aproximadamente 25mm de largo, firmemente sujetos al plato para empotrarlos en el Hormigón. Uno de los platos de base debe estar perforado desde adentro con un ángulo que permita al cable principal del Censores de deformación (Sistema de Relojería de Medición de Deformación) salir del espécimen a través del borde del plato. 2

7 Se debe tener precaución al posicionar correctamente el Censores de deformación (Sistema de Relojería de Medición de Deformación). Todas las perforaciones necesarias deben ser lo más pequeñas posibles para minimizar alteraciones en las subsecuentes mediciones de tensión y deben estar selladas para evitar escapes. 4.3 Moldes en forma de vigas y prismas Deben tener forma rectangular (a no ser que se especifique otra cosa) y las dimensiones requeridas para producir el tamaño del espécimen deseado. Las superficies internas de los moldes deben ser lisas y libres de hendiduras. Los lados, base y extremos deben ser perpendiculares entre sí y deben ser rectos, alineados y libres de deformaciones. La variación máxima de la sección transversal nominal no debe exceder de 3.0mm para moldes con una profundidad o ancho de 150mm o más, ó 2.0mm para moldes de menor profundidad o ancho. Excepto para muestras de flexión, los moldes no deben variar en más de 2.0mm de la longitud nominal. Los moldes para flexión no deben ser más cortos que 2.0mm de la longitud requerida, pero pueden excederla en más de esa cantidad. 4.4 Varilla de compactación Cada varilla debe ser de acero lisa y cilíndrica, recta con al menos el extremo de compactación redondeado en una punta semiesférica del mismo diámetro de la varilla. Si se prefiere, ambos extremos pueden ser redondeados Varilla compactadora larga De 16mm de diámetro y aproximadamente 600mm de longitud Varilla compactadora corta De 10mm de diámetro y aproximadamente 300mm de longitud. 4.5 Mazos Se debe usar un mazo, con cabeza de caucho o de cuero, que pese 0,60kg ± 0,20kg. 4.6 Vibradores Los vibradores internos pueden ser de eje rígido o flexible, preferiblemente accionados por motores eléctricos. La frecuencia de vibración debe ser de igual o mayor a 7000 rpm mientras se usan. La longitud total del brazo y el elemento vibrador debe exceder a la profundidad máxima del molde en mínimo 75mm. Los vibradores externos pueden ser de dos tipos: de mesa o de plancha, con una frecuencia igual o mayor de 3600 rpm. Para ambos tipos de vibrador se debe hacer un dispositivo para atornillar firmemente el molde al aparato. NOTA: Los impulsos vibratorios se imparten frecuentemente a un vibrador de mesa o de plancha a través de medios electromagnéticos, o por el uso de una masa excéntrica en el eje de un motor eléctrico o en un eje separado accionado por un motor. 4.7 Herramientas pequeñas Se debe contar con herramientas tales como palas, baldes, palustres, llanas de un material no absorbentes, palustres despuntados, envasadores, calibradores, cucharas de puntas ovaladas, reglas, guantes de caucho y recipientes metálicos para mezcla. 3

8 4.8 Cono para medir el Asentamiento o Revenimiento Debe cumplir con los requisitos establecidos en la ASTM C Recipiente de mezclado y muestreo Debe ser de fondo plano y de lámina gruesa de metal, estanca, de profundidad conveniente, y de suficiente capacidad para permitir el mezclado fácil de la masada completa con pala o paleta, o, si se mezcla a máquina, para recibir la amasada completa en la descarga de la mezcladora y permitir remezclado en la batea con pala o paleta Equipo de tamizado húmedo Si se requiere un tamizado húmedo para el Hormigón fresco, el equipo debe cumplir con los requisitos de la ASTM C Aparatos para medir el contenido de aire El aparato para medir el contenido de aire debe cumplir con los requisitos establecidos en la ASTM C173 o ASTM C Dispositivos de medición de temperatura Los dispositivos de medición de temperatura deben cumplir con los requisitos aplicables del método de ensayo 1064 C 1064 M 4.13 Balanzas Las balanzas para el pesaje de los lotes de materiales y Hormigón deben tener una precisión de 0,3 % del peso de ensayo en cualquier punto dentro del intervalo de utilización. NOTA En general, no se deben pesar cantidades pequeñas en balanzas de gran capacidad. En la mayoría de aplicaciones, la cantidad más pequeña pesada en una balanza debe ser mayor del 10% de la capacidad máxima de la balanza; sin embargo, esto variará con las características de comportamiento de la balanza y la precisión requerida en la determinación. Para el pesaje de materiales del hormigón es admisible el uso de balanzas que preferiblemente pesen con una precisión de cerca del 0,1 % de la capacidad total y es pertinente la precaución anterior. Sin embargo, ciertas balanzas analíticas y de precisión son excepción a esta regla y pueden pesar con una exactitud de 0,001%. Se debe tener especial cuidado en la medición de cantidades pequeñas de material, determinando la diferencia entre dos pesos mucho más grandes Mezcladora de hormigón Un tambor giratorio con motor, una mezcladora inclinable, una mezcladora de eje vertical o una mezcladora de paleta, capaz de mezclar completamente los tamaños de las muestras prescritas con el asentamiento requerido. NOTA Es más aconsejable una mezcladora de eje vertical para mezclar hormigón con asentamiento inferior a 25mm, que una mezcladora de tambor giratorio. La velocidad de rotación, el grado de inclinación y la capacidad nominal de las mezcladoras inclinables no son siempre apropiadas para el hormigón mezclado en el laboratorio. Puede encontrarse deseable reducir la velocidad de rotación, disminuir el ángulo de inclinación y usar la mezcladora un poco por debajo de la capacidad estimada por el fabricante. 4

9 5 Especímenes 5.1 Especímenes cilíndricos Los cilindros para ensayos tales como resistencia a la compresión, módulo de elasticidad de Young, flujo plástico y resistencia a la tracción indirecta, pueden ser de varios tamaños, con un mínimo de 50mm de diámetro x 100mm de longitud. Cuando se desea establecer la correlación o comparación con cilindros hechos en la obra (véase la ASTM C31), los cilindros deben ser de 100mm x 200mm y/o 150mm x 300mm. Por otro lado, las dimensiones se deben controlar de acuerdo con el numeral 4.4 y el respectivo método de ensayo. NOTA El mismo tamaño de cilindro debería ser usado para la mezcla de hormigón de referencia (control) y las mezclas de hormigón de ensayo cuando son realizados estudios comparativos tales como aquellos requeridos en la Especificación C 494/C 494M. Para dosificar la mezcla del hormigón de proyecto, es preferible que el tamaño del cilindro en el laboratorio, sea el mismo que el especificado para el ensayo de aceptación Las muestras cilíndricas para ensayos, exceptuando las del ensayo de flujo plástico, se deben moldear y se debe permitir su endurecimiento con el eje del cilindro en posición vertical muestras cilíndricas para flujo plástico se pueden llenar con el eje cilíndrico en posición vertical u horizontal y se debe permitir que endurezcan en la posición en la cual se elaboran. 5.2 Especímenes prismáticos Las vigas para resistencia a la flexión, cubos para resistencia a la compresión, prismas para congelamiento y deshielo, adherencia, cambio de longitud, cambio de volumen, etc., se deben elaborar con sus ejes longitudinales en posición horizontal, a menos que el método de ensayo en cuestión exija otra cosa, y deben cumplir, en sus dimensiones, los requisitos del método de ensayo específico. 5.3 Otros especímenes Los especímenes para ensayos particulares, de otras formas y tamaños se pueden moldear siguiendo los procedimientos generales expuestos en esta norma. 5.4 Tamaño del espécimen de acuerdo con el tamaño del agregado El diámetro de una muestra cilíndrica o la mínima dimensión de una sección transversal rectangular, debe ser 3 veces el tamaño máximo nominal del agregado grueso en el hormigón. Cuando el hormigón contiene un agregado igual o mayor a 50mm, la muestra se tamiza en húmedo, como está descrito en la ASTM C172. NOTA: En general el tamaño máximo nominal, como se definió en la ASTM C125, será el tamaño siguiente al del tamiz mayor en el cual se retiene, por lo menos, el 15 % del agregado. Véanse las ASTM C33, ASTM C330 y ASTM D Número de especímenes El número de muestras y el número de cargas de ensayo se basan en un procedimiento establecido y en la naturaleza del programa de ensayo. Generalmente se da una guía en el método de ensayo o norma para el cual se hacen las muestras. Usualmente, y si no se especifica otra cosa, se moldean tres o más muestras para cada edad y condición de ensayo. Las muestras que involucren una variable se deben elaborar en tres cargas distintas mezcladas en diferentes días. Para cada variable se debe elaborar un número igual de muestras en un día dado. Cuando es imposible hacer al menos un espécimen para cada variable en un día dado, la mezcla de la serie completa de muestras se debe concluir en el menor número posible de días, y una de las mezclas se debe repetir cada día como patrón de comparación. NOTA Las edades de ensayo usadas más a menudo son 7 d y 28 d para ensayos de resistencia a la compresión ó 14 d y 28 d para ensayos de resistencia a la flexión. Los especímenes que contengan cemento según el RTD 178 para cementos con resistencia de 42.5 R se ensayan frecuentemente a 1 d, 3 d, 7 d y 28 d. Para ensayos a edades más avanzadas, normalmente las más usadas son 3 meses, 6 meses y un año, tanto para ensayos de resistencia a la compresión como a la flexión. Se pueden requerir otras edades de ensayo para otros tipos de especímenes. 5

10 6 Preparación de materiales 6.1 Temperatura Antes de la mezcla del hormigón y si no se especifica algo diferente, se deben llevar los materiales del hormigón a temperatura ambiente en el intervalo de 20 C a 30 C, de acuerdo con la norma ASTM E Cemento El cemento se debe almacenar en un lugar seco, en recipientes a prueba de humedad, preferiblemente hechos de metal, y se debe mezclar completamente para asegurar un suministro uniforme durante los ensayos; se debe pasar por el tamiz No. 20 (850 micras) o uno más fino, con el fin de remover cualquier grumo, y se mezcla nuevamente sobre una lámina de plástico o una lona, para luego retornarlo a los recipientes de las muestras. 6.3 Agregados Los agregados son seleccionados cumpliendo la NORDOM 670. Para prevenir la segregación del agregado grueso, se divide en fracciones de tamaño individual y luego remezclarla para cada carga en las proporciones adecuadas que produzcan la gradación deseada. NOTA Muy rara vez se puede mezclar un agregado grueso como una fracción de un solo tamaño. El número de fracciones de tamaño estará comprendido entre 2 y 5 para agregado menor de 60mm Cuando una fracción del tamaño que se va a mezclar está presente en una cantidad que excede el 10%, la relación de la abertura de tamiz de mayor a menor no debe exceder de 2,0. Algunas veces se recomiendan grupos de tamaños más homogéneos A menos que el agregado fino esté separado en fracciones de tamaño individual o esté subdividido por medio de un cuarteador, en lotes por tamaño de carga, se debe mantener en una condición de humedad o llevarlo a esta condición hasta el momento de su uso, para prevenir la segregación. Si se están estudiando gradaciones poco usuales, el agregado fino puede necesitar secarse y separarse en tamaños individuales. En este caso, si la cantidad total de agregado fino requerida es mayor que la que se puede combinar eficientemente en una sola unidad, entonces las fracciones de tamaño individual se deben pesar en las cantidades requeridas para cada carga en particular. Cuando la cantidad de agregado fino necesario para la investigación completa es tal que se puede mezclar completamente, combinarse y mantenerse en una condición de humedad, entonces debe manejarse de esa manera. El peso específico y la absorción de los agregados se determinan de acuerdo con la NORDM 671 o NORDOM Los agregados se deben preparar para asegurar una condición de humedad permanente y uniforme, antes de incorporarlos al hormigón. El peso del agregado que se va a usar en la carga, se determina por medio de uno de los siguientes procedimientos: Los agregados de baja absorción (absorción menor del 1,0 %) se pueden pesar en condición de aire seco, descontando la cantidad de agua que será absorbida del hormigón fresco. Este procedimiento es muy útil para agregado grueso, el cual se debe dosificar por tamaños individuales; debido al peligro de segregación, se puede emplear para agregado fino únicamente cuando éste está separado en fracciones de tamaño individual. NOTA Cuando se usan agregados con baja absorción en condición de aire seco, la cantidad de agua que será absorbida por los agregados antes de que el hormigón fragüe se puede suponer como el 80 % de la diferencia entre la absorción de los agregados a 24 h, determinada por la NORDOM 671, y la cantidad de agua en los poros de los agregados en su estado de aire seco, como se determina en la ASTM C Las fracciones de tamaño individual de agregado se pueden pesar separadamente, en las cantidades requeridas para la carga, combinándolas nuevamente en un recipiente previamente pesado, y sumergiéndolas por 24 h antes de su utilización. Después de la inmersión, se decanta el exceso de agua y se determina el peso combinado de agregado y agua de mezcla. 6

11 Se debe tener en cuenta la cantidad de agua absorbida por el agregado. El contenido de humedad de los agregados se puede determinar de acuerdo con las normas ASTM C70 y ASTM C El agregado se puede llevar y mantener en condición de saturación, con una humedad superficial en cantidades suficientemente pequeñas para evitar pérdidas por desecación, por lo menos 24 h antes de su utilización. Cuando se usa este método, se debe determinar el contenido de humedad del agregado para permitir el cálculo de las cantidades adecuadas de agregado húmedo. La cantidad de humedad superficial presente se debe incluir como una parte del total del agua de mezcla requerida. La humedad superficial del agregado fino. Se utiliza con menos frecuencia para agregado grueso debido a la dificultad para determinar exactamente el contenido de humedad, pero si se usa, se debe manejar cada fracción separadamente para asegurar que se obtiene la gradación adecuada Los agregados, finos o gruesos, se deben llevar y mantener en una condición saturada y superficialmente seca (SSS) hasta que se pesen para su utilización. Este método se emplea fundamentalmente para preparar material para cargas que no excedan de 0,007m 3 de volumen. Se debe tener cuidado para evitar el secado durante el pesaje y la utilización. 6.4 Agregados livianos Los procedimientos para peso específico, absorción y preparación de los agregados mencionados en esta norma son apropiados para materiales con valores de absorción normales. Los agregados livianos, la escoria de alto horno secada al aire y ciertos agregados naturales de alta porosidad o vesiculares pueden ser tan absorbentes que se ha difícil tratarlo como esta descrito. El contenido de humedad del agregado liviano en el momento de mezclar puede causar efectos importantes en las propiedades de los hormigones frescos y endurecidos tales como pérdida de asentamiento, resistencia a la compresión y resistencia al congelamiento y deshielo. 6.5 Aditivos Los aditivos en polvo que son total o altamente insolubles, que no contienen sales higroscópicas y que tienen que adicionarse en cantidades pequeñas, se deben mezclar con una parte del cemento en la carga antes de introducirlos en la mezcladora, para asegurar una completa distribución en todo el hormigón. Los materiales esencialmente insolubles, como las puzolanas, que se van a utilizar en cantidades que exceden el 10 % del peso del cemento, se deben manejar y adicionar a la carga de la misma manera que el cemento. Los aditivos pulverizados que son altamente insolubles pero que contienen sales higroscópicas, pueden causar grumos de cemento y se deben mezclar con la arena. Los aditivos solubles en agua y líquidos se deben adicionar a la mezcladora disueltos en el agua de mezcla. La cantidad usada como solución se debe incluir en el cálculo del contenido de agua del hormigón. Los aditivos, incompatibles en forma concentrada, tales como soluciones de cloruro de calcio, ciertos inclusores de aire y aditivos retardantes de fraguado, no se deben entremezclar antes de su adición al hormigón. El tiempo, la secuencia y el método de adición de algunos aditivos a la carga de hormigón pueden tener efectos importantes en las propiedades de éste, como el tiempo de fraguado y el contenido de aire. El método seleccionado debe permanecer inmodificable de una carga a otra y debe simular bien las condiciones de obra. NOTA Los aparatos de mezcla y accesorios deben estar completamente limpios para garantizar que las adiciones químicas o los aditivos usados en distintas muestras de hormigón no afecten las subsiguientes muestras a ensayar. 7 Procedimiento NOTA Como buena práctica, es recomendable, antes de iniciar el ensayo, humedecer con agua las herramientas que van a estar en contacto con el hormigón. 7

12 7.1 Mezclado del hormigón Generalidades El hormigón se coloca en una mezcladora apropiada o a mano, en cargas de tal tamaño que se deje un excedente de cerca del 10% después de moldear las muestras de ensayo. Los procedimientos para la mezcla a mano no son apropiados para hormigón con aire incluido o hormigón sin asentamiento. La mezcla a mano se debe limitar para cargas de 0,007m 3 o menores. Los procedimientos de mezclado se establecen en los numerales y Sin embargo, se pueden utilizar otros procedimientos cuando se desean simular condiciones o prácticas especiales, o cuando los procedimientos especificados son impracticables. Se describe un procedimiento apropiado para mezcla mecánica para mezcladoras de tambor. Es importante no variar la secuencia de mezcla y el procedimiento de una carga a otra, a no ser que el efecto de tal variación esté bajo estudio Mezcla mecánica Antes de iniciar la rotación de la mezcladora, se adiciona el agregado grueso, parte del agua de mezcla y la solución de aditivo, cuando se requiere, de acuerdo con el numeral 6.5. Cuando sea posible, el aditivo se diluye en el agua de mezcla antes de la adición. Se pone en funcionamiento la mezcladora, después se adiciona el agregado fino, el cemento, y, cuando la mezcladora esté girando, se añade el agua. Si es poco práctico para una mezcladora en particular o para un determinado ensayo, adicionar el agregado fino, el cemento y el agua mientras la mezcladora esté girando, estos materiales se pueden adicionar con la máquina parada después de haberle permitido girar unas cuantas revoluciones, luego de cargada con el agregado grueso y parte del agua (véase la nota 1). Después de que todos los ingredientes estén en la mezcladora, el hormigón se mezcla por tres minutos, se deja reposar tres minutos y luego se mezcla por dos minutos. Se cubre la boca o la parte superior de la mezcladora, para evitar la evaporación durante el período de reposo. Es necesario tomar precauciones para compensar el mortero retenido por la mezcladora, de tal forma que la carga descargada quede correctamente proporcionada cuando se utilice (véase la nota 2). Para eliminar la segregación, el hormigón mezclado se deposita mecánicamente en un recipiente de mezcla limpio y húmedo y se mezcla nuevamente con una pala o palustre, hasta que tenga apariencia uniforme. NOTA 1 Un operario experimentado puede adicionar agua en cantidades controladas durante la mezcla, para ajustar el asentamiento deseado. NOTA 2 Es difícil recuperar todo el mortero de la mezcladora. Para compensar esta dificultad y asegurar las correctas proporciones finales de la mezcla, se puede utilizar uno de los siguientes procedimientos: 1) "Embadurnamiento" de la mezcladora: Justo antes de mezcla de la carga en ensayo, la mezcladora se "embadurna" mezclando una carga proporcionada para simular adecuadamente la de ensayo. El mortero adherido a la mezcladora después de la descarga tiene el propósito de compensar la pérdida de mortero de la carga de ensayo. (2) "Mortero de reposición" en la mezcla. La mezcla de ensayo se dosifica con un exceso de mortero, cuya cantidad se establece de antemano para compensar aquella que usualmente se adhiere a la mezcladora. En este caso, se limpia la mezcladora antes de mezclar la carga de ensayo Mezclado manual Cuando los agregados se han preparado de acuerdo con los numerales , y , se mezcla la carga en un recipiente o bandeja metálica, impermeable, limpia y húmeda (véase la Nota del numeral 5.5) con un palustre de albañilería despuntado, utilizando el siguiente procedimiento: Se mezclan, sin adición de agua, el cemento, el aditivo en polvo insoluble, si se utiliza, y el agregado fino, hasta que estén completamente combinados Sin adición de agua, se añade el agregado grueso y se mezcla la carga completa hasta que el agregado grueso esté distribuido uniformemente. 8

13 Se adiciona el agua y la solución de aditivo, si se utiliza, y se mezcla la masa hasta que el hormigón tenga una apariencia homogénea y la consistencia deseada. Si hay necesidad de prolongar la mezcla debido a la adición extra de agua para ajustar la consistencia, se descarta la carga y se hace una nueva en la cual no se interrumpa la mezcla para hacer ensayos de tanteo de consistencia Hormigón mezclado Se seleccionan las proporciones de la carga del hormigón mezclado que se va a utilizar en el moldeo de las muestras de ensayo, de tal manera que sean representativas de las proporciones y condiciones actuales del hormigón. El hormigón se debe cubrir cuando no se está mezclando o se está realizando muestreo, para evitar la evaporación. 7.2 Asentamiento, contenido de aire, rendimiento y temperatura Inmediatamente después de mezclado el hormigón, se mide el asentamiento de acuerdo con la ASTM C143. NOTA El ensayo de asentamiento no es adecuado para hormigones muy secos, con asentamientos inferiores a 6 mm. Los hormigones sin asentamiento se pueden ensayar por uno de los diversos medios descritos en la norma ACI Selección de proporciones para hormigones sin asentamiento Contenido de aire El contenido de aire se determina, cuando se requiera, de acuerdo con cualquiera de las ASTM C 173 ó. ASTM C 231. No se debe utilizar el método de ensayo de la ASTM C 231 en hormigones hechos con agregados livianos, escoria de alto horno enfriada al aire o agregados de alta porosidad. Se debe desechar el hormigón utilizado para la determinación del contenido de aire Rendimiento El rendimiento de cada carga de hormigón se determina, si se exige, de acuerdo con lo establecido en la ASTM C 138, ASTM C 29. El hormigón utilizado para los ensayos de asentamiento y rendimiento se puede retornar al recipiente para mezclarlo nuevamente en la carga Temperatura La temperatura de cada carga de hormigón se determina de acuerdo con lo establecido en la ASTM C Elaboración de muestras Lugar de moldeo Las muestras se moldean tan cerca como sea posible del lugar donde van a estar almacenadas durante las primeras 24 h. Si no es factible moldear las muestras en este sitio, se llevan al lugar de almacenamiento inmediatamente después de elaborarlas. Los moldes se colocan sobre una superficie rígida libre de vibración u otras alteraciones. Se deben evitar sacudidas, golpes, inclinaciones ó rayado de la superficie de las muestras cuando éstas se transportan al lugar de almacenamiento Colocación El hormigón se coloca en los moldes utilizando un cucharón, un palustre despuntado o una pala. Se debe escoger cada cucharada o palada de hormigón del recipiente de mezcla, para asegurar que ésta es representativa de la carga. Puede ser necesario mezclar nuevamente el hormigón en el recipiente de mezcla con un palustre o una pala, para impedir la segregación durante el moldeo de las muestras. 9

14 El cucharón o palustre se debe mover alrededor de la parte superior del molde cuando se descarga el hormigón, con el fin de asegurar una distribución simétrica del hormigón y minimizar la segregación del agregado grueso dentro del molde. Además, el hormigón se distribuye utilizando la varilla de compactación antes de iniciar la consolidación. El operario debe procurar añadir, al colocar la última capa, una cantidad de hormigón que llenará exactamente el molde después de la compactación. No se deben añadir muestras de hormigón no representativo a un molde durante el llenado Número de capas. Las muestras se elaboran en las capas indicadas en la Tabla 1. Tipo y tamaño de la capas. Muestra Tabla 1. Número de capas requeridas para las muestras Método de compactación cilindros Números de capas Altura aproximada de la capa (mm) De 75 Hasta 100 Apisonado Apisonado Apisonado Hasta 225 Vibración 2 PRISMAS Y CILINDROS HORIZONTALES PARA FLUENCIA Hasta 200 Apisonado 2 Hasta 200 Apisonado 2 Mayor que 200 Apisonado 3 o más 100 Hasta 200 Vibración 1 Mayor que 200 Vibración 2 o mass Compactación Métodos de compactación La preparación de especímenes satisfactorios requiere diferentes métodos de compactación. Estos métodos son: con varilla o "apisonado", y vibración interna o externa. A no ser que el método esté establecido en las especificaciones bajo las cuales se ejecuta el trabajo, la selección del método de compactación se fundamenta en el asentamiento. Los hormigones con un asentamiento mayor de 75 mm, se apisonan; con un asentamiento de 25 mm a 75 mm, se apisonan o se compactan por vibración; con un asentamiento menor de 25 mm, se compactan por vibración. No se utiliza vibración interna para cilindros de diámetro igual o inferior a 100 mm, ni para vigas o prismas con altura o ancho igual o inferior a 100 mm. NOTA: Los hormigones con tan bajo contenido de agua tales que no se puedan compactar con los métodos aquí descritos, no se contemplan en la presente norma. Sin embargo, las indicaciones para la elaboración de especímenes y estos hormigones se encontrarán en las normas correspondientes. Hay hormigones que se pueden compactar por vibración externa, pero se requieren fuerzas adicionales sobre la superficie para incrustar completamente el agregado grueso y compactar la mezcla. Para este tipo de mezclas se pueden observar los siguientes procedimientos: utilizando vibración externa, se llenan los moldes cilíndricos de 150mm x 300 mm en alturas de 75 mm con una sobrecarga cilíndrica de 4,5kg o en alturas de 50 mm para los moldes de 75 mm x 150 mm, con una sobrecarga cilíndrica de 1,1kg. La sobrecarga debe tener un diámetro inferior en 6 mm al del interior del molde. Cada capa se debe compactar por vibración simultáneamente con la sobrecarga en la parte superior del hormigón, hasta que el mortero empiece a fluir alrededor de la parte superior de la sobrecarga. 10

15 7.4.2 Apisonado Se coloca el hormigón en el molde, en el número requerido de capas, de aproximadamente igual volumen. Se apisona cada capa con la punta redondeada de la varilla, utilizando el número de golpes y el tamaño de la varilla especificado en la Tabla Varillado. Coloque el hormigón en el molde, en el numero de capas requerido de aproximadamente igual volumen. Varille cada capa con el extremo redondeado de la varilla usando el número de golpes y el tamaño de la varilla especificada en Tabla 2. Varille la capa del fondo completamente en su profundidad. Distribuya los golpes uniformemente sobre la sección transversal del molde y para cada capa superior permitiendo a la varilla penetrar a través de la capa que está siendo varillada y en la capa inmediatamente inferíos aproximadamente 1 pulg. (25 mm). Luego que cada capa es varillada, golpee ligeramente el exterior del molde 10 a 15 veces con el mazo para cerrar los vacios dejados por el varillado y para liberar cualquier burbuja de aire grande que pueda estar atrapada. Use una mano abierta para golpear ligeramente los moldes de uso único que sean susceptibles de ser dañados si son golpeados con un mazo. Luego de golpeado, empuje el hormigón a lo largo de los lados y extremos de vigas o moldes prismáticos con una paleta y otra herramienta adecuada. Tabla 2. Diámetro de varilla y número de golpes para utilizar en el moldeo de muestras de ensayo. Cilindros Diámetro del cilindro(mm) Diámetro de la varilla (mm) Numero de golpes por capas 50 a Vigas y prismas Área de la superficie superior de la muestra(cm 2 ) Diámetro de la varilla (mm) Numero de golpes por capas 160 o menores a por cada 7cm 2 de área 320 o más 16 1 por cada 14 cm 2 de área Cilindros horizontales para fluencia Diámetro del cilindro(mm) Diámetro de la varilla (mm) Numero de golpes por capas total 25 a lo largo de los lados del eje Vibración Se mantiene una vibración de duración normalizada para cada clase de hormigón, vibrador y muestra involucrados. La duración de la vibración dependerá de la trabajabilidad del hormigón y de la efectividad del vibrador. Por lo general, se ha aplicado suficiente vibración tan pronto la superficie del hormigón se presente relativamente lisa. Se prolonga sólo el tiempo suficiente para realizar la compactación apropiada del hormigón. El exceso de vibración puede causar segregación. Se llenan los moldes y se aplica vibración en el número requerido de capas aproximadamente iguales. Todo el hormigón para cada capa se debe colocar en el molde antes de iniciar la vibración de esa capa. Al añadir la última capa se debe evitar un exceso de hormigón de más de 6mm de altura. La superficie se afina mientras dura la vibración, cuando se utilizan medios externos; o en seguida, cuando se utilicen medios internos o externos. Cuando se afine después de la vibración, se agrega con el palustre únicamente la cantidad suficiente de hormigón para sobrepasar el molde cerca de 3mm, se distribuye en la superficie y luego se afina. 11

16 NOTA Generalmente deberían ser requeridos no más de 5 s de vibración para cada inserción para consolidar adecuadamente el hormigón con un asentamiento mayor que 3 pulg. (75 mm). Tiempos mayores pueden ser requeridos para hormigón de menos asentamiento, pero el tiempo de vibración raramente debería exceder de 10 s por inserción Vibración Interna. Cuando se compacte el espécimen inserte el vibrador lentamente y no permita que el vibrador se apoye o toque el fondo o los lados del molde o golpee elementos embebidos en el hormigón tales como sensores de deformaciones. Retire lentamente el vibrador de modo de no dejar bolsas de aire en el espécimen Cilindros. En cada capa se debe introducir el vibrador en tres sitios diferentes. Se debe permitir que el vibrador penetre a través de la capa que se está vibrando, y dentro de la capa inferior aproximadamente 25mm. Después de que cada capa se ha sometido a vibración, se golpean suavemente los lados del molde 10 ó 15 veces con el mazo. Los moldes desechables que son susceptibles de dañarse si se golpean con un mazo, se deben golpear con la mano abierta Vigas, prismas y cilindros horizontales para fluencia. Se inserta el vibrador a distancias que no excedan los 150mm a lo largo de la línea central de la dimensión mayor de la muestra, o a lo largo de ambos lados pero sin tocar el deformímetro eléctrico en el caso de los cilindros para fluencia. Para muestras más anchas de 150mm, se utilizan inserciones alternas a lo largo de dos líneas. Se permite que el eje del vibrador penetre en la capa del fondo aproximadamente 25mm. Después de que cada capa se ha sometido a vibración, se golpea ligeramente 10 ó 15 veces con el mazo la parte exterior del molde para cerrar los huecos dejados por el apisonado y para cerrar cualquier hueco dejado y para sacar cualquier burbuja de aire que pueda haber quedado atrapada Vibración externa Cuando se utiliza vibración externa, es necesario tener cuidado para cerciorarse de que el molde está rígidamente unido o agarrado contra el elemento vibrante o la superficie vibrante (véase el numeral 7.4.1). 7.5 Acabado Después de la compactación por cualquier método, se enrasa la superficie del hormigón con una llana o palustre, de acuerdo con el método concerniente, a no ser que se haya ejecutado durante la vibración (véase el numeral 7.4.3). Si no se especifica un acabado, se afina la superficie con una regla de madera o de magnesio. El acabado se realiza con el mínimo de manipulación necesaria para producir una superficie lisa uniforme que esté nivelada con el borde o filo del molde y que no tenga depresiones o protuberancias mayores de 3 mm Cilindros Después de la compactación, se afinan las superficies superiores enrasándolas con la varilla de compactación cuando la consistencia del hormigón lo permite, o con una llana de madera o un palustre. Si se desea, se remata la cara superior de los cilindros frescos con una capa delgada de pasta consistente de cemento Portland a la cual se le permite endurecer y curar con la muestra. (Véase el capítulo 4 de la ASTM C 617). 12

17 7.5.2 Cilindros para fluencia fundidos horizontalmente Después de la compactación, se afina la muestra con un palustre o llana, luego se afina la mínima cantidad requerida para dar forma al hormigón en la abertura, concéntricamente con el resto del espécimen. Se utiliza una guía curva, con el radio del espécimen, para darle al hormigón la forma y el acabado preciso en la abertura. 8 Curado 8.1 Curado inicial Para evitar la evaporación de agua del hormigón sin endurecer, se cubren los especímenes inmediatamente después del acabado, preferiblemente con una lámina no absorbente y no reactiva, o con una lámina de plástico duro, durable e impermeable. Se permite el uso de lona húmeda para la protección, pero se debe tener cuidado para mantener la lona húmeda hasta que se retiren los especímenes de los moldes. La colocación de una sábana de plástico sobre la lona facilitará mantenerla húmeda. Las superficies exteriores de los moldes de cartón se protegen de cualquier contacto con la lona húmeda o de otras fuentes de agua durante las primeras 24 h después de que los cilindros han sido moldeados en ellos. En esta edad temprana, el agua puede causar expansión de los moldes y dañar los especímenes. 8.2 Remoción de los moldes Los especímenes se retiran de los moldes 24 h ± 8 h después de fundidos. Para hormigón con tiempo de fraguado prolongado, los moldes no deben ser retirados hasta 20 ± 4 h después del fraguado final. Si es necesario, determine los tiempos de fraguado de acuerdo con el Método de Ensayo C 403\C 403 M 8.3 Ambiente de curado A menos que se especifique otra cosa, todos los especímenes se deben curar con humedad a 23 0 C ± 2 0 C desde el momento del moldeado hasta el momento del ensayo (véase la nota 15). El almacenamiento durante las primeras 48 h de curado debe hacerse en un ambiente libre de vibraciones. Como se aplica al tratamiento de los especímenes de ensayo desmoldeados, curado húmedo significa que éstas se deben mantener con agua libre en toda el área superficial a toda hora. Esta condición se obtiene por inmersión en agua saturada con cal, almacenando en un cuarto o cámara húmeda que cumpla los requisitos de la ASTM C 511. Los especímenes no deben estar expuestos a goteo o corriente de agua. Los cilindros de hormigón estructural liviano se curan de acuerdo con esta norma, o como se prescribe en la norma ASTM C 330. Nota 15. La temperatura dentro de arena húmeda y bajo lona húmeda o materiales similares será siempre menor que la temperatura de la atmósfera circundante si ocurre evaporación. 8.4 Especímenes para ensayos de resistencia a la flexión Los especímenes para ensayo de resistencia a la flexión se curan de acuerdo con los numerales 9.1 y 9.2, excepto que se deben sumergir en una solución saturada de cal a 23 C ± 2 C por un período de 20 h inmediatamente antes del ensayo, en el sitio de almacenamiento. Al final del período de curado, entre el momento en que la muestra es removida del sitio de curado hasta que el ensayo sea contemplado, se debe impedir el secado de las superficies. NOTA: El secado de áreas relativamente pequeñas de la superficie de los especímenes de resistencia a flexión, inducirá esfuerzos de tracción en las fibras extremas que reducirán notablemente la resistencia a la flexión. 9 Palabras claves 9.1 Hormigón, cilindros, laboratorio, prismas, ensayos de resistencia. 13

18 Bibliografía [1] AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Laboratory. Philadelphia, 2010, (ASTM C 192). [2] NTC ELABORACIÓN Y CURADO DE ESPECÍMENES DE CONCRETO PARA ENSAYOS DE LABORATORIO 14