rendimiento volumetrico del concreto

Prueba de Rendimiento Volumetrico

I.- Objetivo : Describir la metodología que utiliza el laboratorio experimental de
ingeniería para obtener la masa unitaria y el rendimiento del concreto fresco

II.- Alcance : Los lineamientos establecidos en este instructivo aplica para las
mezclas de concreto con revenimientos que proporcionen buena manejabilidad, no
aplica a los concretos secos o de bajo revenimiento.
III.- Herramientas usadas :
􀀹 Balanza de 50 kg de capacidad
􀀹 Carretilla
􀀹 Cucharón
􀀹 Varilla lisa de acero, recta, con sección circular de 16+/-1.5 mm de diámetro
y 60+/-3 cm de longitud, con punta semiesférica del mismo diámetro que la
varilla.
􀀹 Martillo de hule.
􀀹 Vibrador eléctrico de inmersión con cabezal de diámetro de 1” ó 1 1/2” y
que proporcione una frecuencia de vibración no menor de 7,000 R.P.M.
􀀹 Recipiente cilíndrico de metal, estanco, de 14 L de capacidad, calibrado.
􀀹 Placa enrasadora metálica de 6 mm de espesor y 40 x 40 cm de área, con
asas.
􀀹 Nivel de mano.
VIBRADOR RECIPIENTE CILINDRICO BALANZA CUCHARON
PLACA ENRASADORA VARILLA PUNTA DE BALA
DETERMINACION DE LA MASA UNITARIA
DEL CONCRETO FRESCO

IV.- Definiciones : N.A.
V.- Descripción : Para el desarrollo del ensayo se requiere que el recipiente para
determinar la masa unitaria del concreto fresco este calibrado y determinado
previamente el factor de conversión de masa a masa unitaria.
La calibración del recipiente se realiza siguiendo lo establecido en el instructivo
“Calibración del recipiente cilíndrico para determinar la masa unitaria” UNIIT-
CO-09. El período de calibración está establecido en el procedimiento “Control
de equipo de medición y ensayo” , el cuál sirve para determinar las
fechas de calibración del recipiente y plasmarlo en el “Programa anual de
calibración y/o verificación del equipo e instrumentos de medición” UNI-FO-GE-27.
El procedimiento para desarrollar el ensayo consiste en :
􀀹 Para recipientes cilíndricos menores a 10 L se utilizará compactación de la
muestra con varilla y para recipientes de 10 L o mayores el método de
colocación se seleccionará de acuerdo al revenimiento.
􀀹 Varilla los concretos con revenimientos mayores a 8 cm, para
revenimientos entre 3 y 8 cm puedes utilizar el método de varillado o
vibrado y para concretos menores a 3 cm utiliza el método de
compactación por vibrado.
VARILLADO
􀀹 Coloque el concreto en el recipiente en 3 capas de aproximadamente el
mismo volumen.
􀀹 Compacte cada capa con 25 penetraciones uniformemente distribuidas si el
recipiente es de 14 litros o menos, si es mayor a 14 litros utiliza 50
compactaciones.
􀀹 Cuida que las penetraciones de la primera capa no golpeen el fondo del
recipiente.
DETERMINACION DE LA MASA UNITARIA
DEL CONCRETO FRESCO
􀀹 En la segunda y tercera capa la varilla debe penetrar aproximadamente 20
mm en la capa inferior.
􀀹 Al terminar de compactar cada capa, golpea ligeramente los lados del
recipiente con el mazo de hule para cerrar los huecos dejados por la varilla
y liberar las burbujas de aire atrapadas a la superficie. ( Verificar que el
agregado grueso no sobresalga.
VIBRADO
􀀹 Llene el recipiente en dos capas, aproximadamente del mismo volumen.
􀀹 En la primera capa introduzca el vástago del vibrador en tres punto
diferentes, cuidando que éste no toque el fondo ni paredes del recipiente.
􀀹 Efectúe el mismo proceso en la segunda y tercera capa asegurando que el
vibrador penetre aproximadamente 20 mm en la capa inferior.
􀀹 Tenga la precaución de extraer el vibrador lentamente después de cada
inserción para evitar la formación de bolsas de aire en el espécimen.
􀀹 El tiempo de vibrado será el necesario para lograr que la superficie del
concreto se vuelve relativamente lisa y el agregado grueso tiende a
desaparecer.
􀀹 Terminada la compactación, el recipiente no debe contener exceso o falta
de concreto. El contenido óptimo es aquél en que el concreto sobresale
unos 3 mm sobre el borde superior del recipiente.
􀀹 En caso necesario se puede agregar una pequeña cantidad de concreto
para completar la cantidad óptima.
􀀹 Si el recipiente contiene concreto en exceso, retira el excedente con una
cuchara de albañil inmediatamente antes del enrase.
ENRASE
Inmediatamente después de la compactación, enrase la superficie del concreto
con la placa enrasadora.
DETERMINACION DE LA MASA UNITARIA
DEL CONCRETO FRESCO Pagina 4 de 5

􀀹 Un buen acabado se logra presionando con la placa las 2/3 partes de la
superficie y retirándola con un movimiento de sierra en dirección hacia tu
persona.
􀀹 Coloca nuevamente la placa sobre el área enrasada, presiónala sobre la
superficie y con un movimiento de sierra cubre el área faltante (1/3.
􀀹 Finalmente pasa en varias ocasiones la placa sobre la superficie del
concreto en diferentes direcciones, inclinándola ligeramente, hasta
proporcionar una superficie lisa del concreto.
􀀹 Limpia el exceso de concreto adherido a las paredes exteriores del
recipiente.
DETERMINACION DE LA MASA UNITARIA
DEL CONCRETO FRESCO

􀀹 Determine la masa del concreto de la siguiente manera:
Masa neta del concreto ( kg) = masa ( recipiente + concreto ) - masa recipiente
Masa unitaria real (kg/m3) = Masa neta del concreto (kg) x Factor del recipiente
􀀹 Determine el rendimiento del concreto de la siguiente manera:
Rendimiento volumétrico = Masa total de todos los materiales incluidos en una revoltura
Masa unitaria real
􀀹 Determine el contenido de aire del concreto de la siguiente manera:
Contenido de aire (%) = (volumen producido - volumen absoluto de ingredientes pesado) x 100
volumen producido
VI.- Responsabilidades:
• Es responsabilidad del coordinador de área supervisar y asegurar que los
ensayos de masa unitaria se realizan siguiendo lo establecido en este
documento.
• Es responsabilidad del personal del laboratorio ejecutar los métodos de ensayo
siguiendo lo establecido en este documento y registra la información obtenida
en el formato de registro “ Determinación de la masa unitaria del concreto
fresco”
de la masa unitaria, cálculo del rendimiento y contenido de
aire del concreto fresco por el método gravimétrico

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Equivalente de Arena

ANTECEDENTES DE LA PRÁCTICA EQUIVALENTE DE ARENA Debido a que una buena cimentación de un camino necesita la menor cantidad de finos posible, sobre todo de arcillas, que son los materiales que en contacto con el agua causan un gran daño al pavimento, pues es necesario saber si la cantidad de finos que contienen los materiales que serán utilizados en la estructura del pavimento es la adecuada, por tal motivo se hizo necesario el plantear una manera fácil y rápida que nos arroje dichos resultados; sobre todo cuando se detectarán los bancos de materiales. Se pretende que esta prueba sirva como una prueba rápida de campo para investigar la presencia de materiales finos o de apariencia arcillosa, que sean perjudiciales para los suelos y para los agregados pétreos.       EQUIPO EMPLEADO Y PROCEDIMIENTO EQUIVALENTE DE ARENA. OBJ: Obtener el porcentaje de materiales finos indeseables, principalmente las arcillas que son los materiales que en contacto con el agua le provocan daños al pavimento.     EQUIPO : Probetas de acrílico de 38 cm. de altura ( 15") Cápsulas de aluminio. maya del # 4 Pison el cual tendrá una marea que tiene una longitud desde la punta hasta la marca de 25.4 cm. (10) peso 980 gr. Embudo. Balanza con aprox. de 1gr. Solución de trabajo compuesta de cloruro de calcio, glicerina, formaldehído y agua destilada Repisa donde colocar el frasco con la solución del trabajo.   Se tendrán 90 mm de solución de trabajo y se completara hasta 1 galón agregándole agua. 1 Cucharón. 1 Charola redonda Tapones de corcho.       PROCEDIMIENTO: Cribar por la malla # 4 unos 500 gr. de material, cuartearlo y tomar 2 muestras representativas del material con un peso de 100 gr. cada una las cuales pesaremos en las cápsulas. Agregar en la probeta solución de trabajo hasta la marca de 10 cm. ó 4" coloca4r dentro de la probeta el contenido en una de las cápsulas procurando que la solución impregne el suelo dándole unos golpes en la parte inferior de la probeta y dejar en reposo durante 10 min. Para que se homogenice la muestra, pasando ese tiempo se lleva a el agitador y se coloca en él durante 45 seg. y en caso de que no se cuente con este elemento se ara manualmente agitándola en forma horizontal de tal modo que se cumpla 90 cm. Se retira del agitador y se coloca debajo del gabinete para agregarle solución de trabajo hasta la marca final (38 cm. ó 15"). Este proceso de inicio debe darse un picado con la varilla por la que fluye la solución para que tiendan a subir las partículas finas y no queden atrapadas debajo de la arena, después de esto sé va subiendo lentamente el tubo regador y se ira lavando las paredes de la probeta bajándose nuevamente el tubo provocándole a la muestra una turbulencia con el mismo cuando se llega a la marca final se cierra la manguera del irrigador y esta solución se deja en reposo durante 20 min. Después de este tiempo se lee directamente en la probeta la altura a la que se encuentra los finos a este valor le llamaremos. Lectura de arcilla. Después de esto y ayudados con el pisón introducirlo lentamente para evitar turbulencias cuando ya no baje más se le dará un pequeño giro sin aplicar presiones y ayudados con la marca del pison tomaremos la altura a la que se encuentra la arena a esto le llamaremos lectura aparente de arena y para conocer la lectura real la Restaremos 25.4 cm. ó 10".     Lectura aparente de arena = 14.45 " = 36.70 cm. Lectura real de arena = 14.45" – 10"= 4.45"= 11.303 cm. Lectura de arcilla = 9.4" = 23.88 cm. Para obtener el equivalente de arena se aplicara la siguiente expresión: Lectura de arena / Lectura de arcilla * 100 EA = Lectura de Arena * 100 = 11.30 *100 = 47.21 % Lectura de Arcilla 23.88 El ensaye se efectuara por duplicado con el mismo material aceptándose tolerancias de + 5% Lectura real de arena = 12.6" –10" = 2.6" = 6.60 cm. Lectura de arcilla = 11" = 27.94 cm. EA = Lectura de Arena * 100 = 6.60 *100 = 23.62 % Lectura de Arcilla 27.94     CONCLUSIONES PERSONALES Esta es una prueba determinante para saber si se puede usar un material en un pavimento, esta es una prueba sencilla y que no representa mayor problema en cuanto a equipo, ya que inclusive se puede realizar en campo puesto que no requiere de maquinas o accesorios muy complicados. Únicamente se requiere de equipo o herramienta menor, y se puede realizar en menos de una hora. En nuestro caso nos salimos de la tolerancia debido a que la variación entre los dos ensayes fue de más del veinte por ciento y solo se permite un 5 %. Pero además el contenido de finos en ambos casos excede lo aceptable, por lo tanto podríamos decir que el material no es apto para emplearlo en un pavimento.     BIBLIOGRAFÍA La ingeniería de suelos aplicada a las vías terrestres tomos 1 y 2 Rico y Del Castillo Limusa

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Confección y curado en obra de probetas para ensayos de compresión y tracción

procedimientos para confeccionar y curar en obra las probetas de hormigón fresco que se destinan a ensayos de compresión, tracción por flexión o tracción por hendimiento.

a. Aparatos y requisitos previos

- Moldes
Los moldes que se usan para confeccionar probetas destinadas a ensayos serán los que se indican en la Tabla IV.36.

Probeta	Molde		Ensayos	Dimensión básica interior preferida, mm.
Cubo	Cúbico		Compresión	200
Cilindro	Cilíndrico		Compresión- Tracción por hendimiento	150
Viga	Prismático		Tracción por flexión-compresión modificada	150

Tabla IV.36 Probetas para Ensayos

Los moldes deben ser de metal u otro material resistente, estancos a la lechada, de superficies interiores lisas, libres de saltaduras, hendiduras o resaltes. Las superficies interiores deberán ser perpendiculares entre sí y las opuestas, paralelas. La dimensión básica de las probetas (d) será igual o mayor a tres veces el tamaño máximo nominal del árido.
Los moldes cúbicos tendrán aristas interiores de dimensión básica "d". Los moldes cilíndricos tendrán diámetro interior de dimensión básica "d" y altura "2 d". Los moldes prismáticos tendrán sección cuadrada de arista interior de dimensión básica "d" y longitud preferida de dimensión "4 d".

b. Vibradores
Los vibradores internos tendrán acoplamiento rígido o flexible y de frecuencia igual o superior a 6.000 pulsaciones / minuto; el diámetro igual o inferior a "0,25 * d" y no mayor de 40 mm; la longitud de acoplamiento igual o superior a 500 mm.

Los vibradores externos serán de mesa o placa y de frecuencia igual o superior a 3.000 pulsaciones / minuto.

c. Requisitos previos
De la muestra de hormigón fresco extraída se deberán eliminar los sobretamaños o granos de árido ocasionales de tamaño superior a un tercio de la dimensión básica de la probeta.
La superficie de los moldes que entran en contacto con el hormigón se untarán con una delgada película de aceite mineral o cualquier otro material que prevenga la adherencia y no reaccione con los componentes del hormigón.

c. Moldeado de probetas
- Se elige como lugar del moldeado el mismo lugar donde se dejarán las muestras para el curado inicial, preparando una base de apoyo de modo que los moldes queden nivelados y protegidos.
- Se coloca el hormigón en los moldes evitando las segregaciones y en un número de capas que depende del método de compactación.
- Se uniforma la superficie de cada capa empleando la varilla-pisón.

d. Compactación

La compactación se podrá efectuar por apisonado o por vibrado, y debe ser lo más parecida posible a la compactación del hormigón empleada en la construcción. El procedimiento de compactación se seleccionará de acuerdo al asentamiento del cono de Abrams, según la Tabla IV.37, excepto cuando las especificaciones técnicas correspondientes establezcan un procedimiento determinado. Si se usa otro procedimiento o no se cumple lo prescrito en la Tabla, se debe dejar constancia en el informe.

Asentamiento del Cono cm	Procedimiento de Compactación
< 5	Vibrado
5 – 10	Apisonado o Vibrado
>10	Apisonado

Tabla IV.37 Compactación de Probetas

e. Compactación por apisonado

- Se coloca el hormigón en dos capas en los moldes cúbicos y prismáticos, y en tres capas en los moldes cilíndricos, de igual espesor.

- Se apisona con la varilla - pisón cada capa, a razón de 8 golpes por cada 100 cm2 de superficie.

El número de golpes por capa está indicado en la Tabla IV.38 siguiente.

Molde	Dimensión	Número de capas	Número de golpes por capa
Cúbico	100 mm	2	8
Cúbico	150 mm	2	18
Cúbico	200 mm	2	32
Prismático	150 x 150 x 530 mm	2	64
Prismático	150 x 150 x 600 mm	2	72
Cilíndrico	Ø 100 mm	3	6
Cilíndrico	Ø 150 mm	3	14

Tabla IV.38 Número de golpes por capa

- La capa inferior se apisona en toda su altura sin golpear el fondo y la o las capas superiores se apisonan de modo que la varilla - pisón penetre aproximadamente 2 cm en la capa subyacente.

- Después de apisonar se recomienda golpear suavemente los costados de los moldes para cerrar los vacíos dejados por la varilla - pisón.

f. Compactación por vibrado

- Vibrado interno.

1. Se coloca el hormigón en una capa en los moldes cúbicos y prismáticos, en dos capas de igual espesor en los moldes cilíndricos.
   
2. Se vibra la capa de los moldes cúbicos y las dos capas de los moldes cilíndricos con una inserción en la zona central. En los moldes prismáticos se vibra la capa con 4 inserciones en una línea longitudinal central.
   
3. El vibrador se introduce verticalmente en la capa inferior, hasta aproximadamente 2 cm del fondo y en la capa superior hasta, que penetre aproximadamente 2 cm en la capa subyacente. El vibrado debe realizarse sin tocar con el vibrador las paredes ni el fondo del molde.
   
4. El vibrador se retira tan lentamente como sea posible, rellenando la última capa con hormigón de modo de mantener el molde constantemente lleno y hasta que una delgada capa de lechada cubra la superficie.
   

- Vibrado externo.

• El molde se fija firmemente al elemento vibrador, en forma manual o con algún dispositivo mecánico de modo que ambos vibren solidarios.
  
• Se coloca el hormigón en una sola capa manteniendo siempre un exceso por sobre el molde y se vibra el tiempo necesario para asegurar la compactación, presionando simultáneamente la superficie del hormigón, hasta que una delgada capa de lechada cubra la superficie

g. Terminación superficial de las probetas

• El hormigón se enrasa superficialmente con la varilla - pisón con un movimiento de aserrado, evitando separar el mortero del árido grueso. No se permite golpear la superficie del hormigón ya compactado con platacho o llana, porque se incorpora el árido grueso y se expulsa el mortero. Finalmente la superficie se alisa.
  
• Las probetas se deben marcar por grabado superficial indeleble que no altere el tamaño, forma o características de las probetas y de modo que puedan ser perfectamente identificadas.
• - Curado inicial
  Evitar desde el mismo momento del moldeado la evaporación, y mantener la temperatura de las probetas entre 16 y 27°C cubriendo la superficie del hormigón con láminas de material impermeable y proteger inmediatamente el conjunto de molde y probeta por todos sus lados con arena, aserrín o arpilleras húmedas, dentro de un envase adecuado hasta el desmolde.
• - Desmolde
  Se permite desmoldar las probetas siempre que las condiciones de endurecimiento del hormigón sean tales, que no se cause daño a la probeta. En todo caso los tiempos mínimos para el desmolde son:
  

Cubos y cilindros : después de 20 horas

Vigas : después de 44 horas

h. Curado
Las probetas desmoldadas que permanecen en obra o que se trasladan al laboratorio, se mantendrán a temperatura controlada entre 17° y 23°C y en la condición de humedad que se indica a continuación:
- Las probetas cúbicas o cilíndricas: sumergidas en agua tranquila saturada en cal, cubiertas con arena húmeda o colocada en cámara con humedad relativa igual o superior a 90%.
- Las probetas prismáticas: sumergidas en agua tranquila, saturada en cal.

i. Traslado al laboratorio

- El curado puede interrumpirse para trasladar las probetas en sus moldes o desmoldadas al laboratorio. En todo momento se deberán proteger de golpes que puedan alterar sus aristas, vértices o superficies.

Se permite trasladar las probetas:
- En sus moldes: cubos y cilindros después de 20 horas; vigas después de 44 horas.
- Desmoldadas: en un plazo igual o superior a 5 días.

j. Al ensayar

Las probetas se retirarán de su curado inmediatamente antes de ensayar, protegiéndolas con arpilleras mojadas hasta el momento en que se deban colocar en la máquina de ensayo.

Las probetas cilíndricas deben refrentarse y las probetas cúbicas y prismáticas deberán refrentarse cuando no cumplan las tolerancias de planeidad y ángulos.

- Determinación de la densidad aparente, del rendimiento, del contenido de cemento y del contenido de aire del hormigón fresco
procedimientos para determinar la densidad aparente, el rendimiento, el contenido de cemento y el contenido de aire del hormigón fresco.

K. Medidas volumétricas

Las medidas volumétricas deben ser las que se indican en la Tabla IV.39, de acuerdo con el tamaño máximo nominal del árido empleado.

Tamaño Máxiemo Nominal mm	Capacidad
	m3	litros
50	0,015	15
100	0,030	30

Tabla IV.39 Medidas volumétricas

Las medidas se deben calibrar midiendo previamente la tara, aproximando a 50 g. Periódicamente se debe verificar la capacidad volumétrica de las medidas con una precisión de 0,1% determinando la masa de agua que llena la medida y dividiendo esta masa por la densidad del agua a la temperatura que se encuentra.

l. Ensayo

- Compactación

La compactación se efectúa por apisonado o vibrado y debe ser lo más parecida posible a la compactación empleada en obra. El procedimiento de compactación se seleccionará de acuerdo al asentamiento del cono de Abrams (Tabla IV.37), excepto cuando se establezca un procedimiento determinado. Si se usa otro procedimiento o no se cumple lo prescrito, se debe dejar constancia en el informe.

A.- Compactación por apisonado

- Se coloca el hormigón en la medida en tres capas de igual espesor, teniendo la última capa un exceso sobre el borde de la medida.
- Se compacta cada capa con la varilla - pisón distribuyendo uniformemente el número de golpes por capa que se indica en la Tabla IV.40.

Medida empleada	Número de golpes por capa
15 litros	25
30 litros	50

Tabla IV.40 Compactación por apisonado

la capa inferior se apisona en toda su altura sin golpear el fondo de la medida y las capas superiores, de modo que la varilla - pisón penetre en la capa subyacente en aproximadamente 2 cm.
- Después de apisonar cada capa se debe golpear diez o más veces los costados de la medida, para cerrar los vacíos dejados por la varilla - pisón.

B. Compactación por vibrado

- Se coloca el hormigón en la medida en dos capas de igual espesor.

- Se compacta cada capa con tres inserciones del vibrador introduciendo el vibrador verticalmente en la capa inferior hasta aproximadamente 2 cm del fondo de la medida, y en la capa superior, de modo que el vibrador penetre aproximadamente 2 cm la capa subyacente. La operación de vibrado se debe realizar sin que el vibrador toque las paredes y fondo de la medida.

- El vibrador se retira tan lentamente como sea posible rellenando la última capa con hormigón de modo de mantener la medida constantemente llena y hasta que una delgada capa de lechada cubra la superficie del hormigón.

C. Terminación superficial y pesada

- El hormigón se enrasa superficialmente dejando un exceso de aproximadamente 3 mm sobre el borde de la medida. Se termina de alisar con la placa de enrase, justo hasta el borde de la medida.

- Inmediatamente se limpia el exterior de la medida y se pesa. Conocida esta masa de la medida volumétrica se resta la tara y se registra la masa del hormigón que llena la medida (m), aproximando a 50 g para la medida de 15 litros y a 100 g para la medida de 30 litros.

m. Resultados

a.- Cálculo de la densidad aparente

La densidad aparente del hormigón fresco (Da) se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula, aproximando a 1 kg/m3:

siendo,

m = masa del hormigón fresco que llena la medida, Kg

V = capacidad volumétrica de la medida, m3 (con fines prácticos se permite expresar la densidad en kg/l)

B.- Cálculo del rendimiento de la amasada

El rendimiento de la amasada del hormigón fresco, (Va), se calcula como el volumen aparente de hormigón elaborado en cada amasada, de acuerdo a la siguiente fórmula, aproximando a 0,001 m3/amasada:

siendo,

mc = masa de cemento incorporado a la amasada, kg

ma = masa de los áridos en la condición de humedad en que fueron incorporados a la amasada, kg

mw = masa del agua incorporada a la amasada, kg

C.- Cálculo del rendimiento relativo

El rendimiento relativo (Rr) del hormigón fresco se calcula de acuerdo con la fórmula siguiente, aproximando al 1 %:

siendo,

Vt = volumen aparente teórico de hormigón fresco de la dosificación especificada, m3.

También puede obtenerse a partir de las densidades aparente y teórica del hormigón por una fórmula análoga.

D. Cálculo del rendimiento por saco de cemento

El rendimiento por saco de cemento (Rsc), se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula, aproximando a 0,001 m3/saco:

siendo,

N = número de sacos de cemento empleados en cada amasada.

Cuando se calcula este rendimiento (Rsc), se debe indicar la capacidad del saco, sea 42,5 kg o 50 kg.

E. Cálculo del contenido efectivo de cemento

El contenido efectivo de cemento fresco (c), se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula:

F. Cálculo del contenido estimado de aire

El contenido estimado de aire del hormigón fresco (A), se calcula de acuerdo con la fórmula siguiente, aproximando al1 %.

siendo,

Vr = volumen real del hormigón fresco elaborado en cada amasada, m3, calculado según la fórmula siguiente:

Vr = Vrc + Vra + Vw

donde Vrc, Vra y Vw son los volúmenes reales del cemento, áridos y agua incorporados a la amasada.

NOTAS:

(1) El volumen real de cada material es su masa dividida por su densidad real. Para los áridos se les determina en condición saturada superficialmente seca según las normas NCh 1116. y 1117, y para el cemento según la norma NCh 154.

(2) La densidad real del hormigón fresco es una determinación de laboratorio, cuyo valor es constante para todas las amasadas elaboradas con la misma dosificación y los mismos materiales.

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CARACTERISTICAS FISICAS DE DIVERSOS MATERIALES

CARACTERISTICAS FISICAS DE DIVERSOS MATERIALES

 
 

    El objetivo fundamental del presente laboratorio es el de obtener las siguientes características de diferentes materiales utilizados en construcción:

• Densidad Seca
  
  
• Densidad Saturada
  
  
• Densidad Natural
  
  
• Porosidad Admisible (% absorción)
  
  
• Humedad Natural (%)
  
  

 
 

Los ensayes se deberán realizar a los siguientes materiales:

• Madera
  
  
• Acero
  
  
• Adocreto
  
  
• Árido grueso
  
  
• Mortero
  
  
• Aluminio
  
  
• Cerámica de ladrillo
  
  
• Vidrio
  
  

 
 

La idea que persigue la realización de estos ensayos, es que el futuro Constructor Civil tenga presente los diferentes cambios que puedan sufrir los materiales de construcción de acuerdo a la humedad a que éstos se vean enfrentados.

 
 

1 Preparación de la muestra de ensaye

- Determinar la masa de la muestra en estado natural "Mnat".

- Lavar la muestra hasta remover el polvo superficial o cualquier sustancia ajena adherida a ésta.

- Secar la muestra hasta masa constante en estufa a una temperatura de 110 ± 5º C.

- Enfriar la muestra al aire hasta temperatura ambiente por un periodo de 24 ± 4h.

- Sumergir la muestra en agua a temperatura ambiente por un periodo de 24 ± 4h, o bien hasta que dos pesadas seguidas, separadas por una hora de inmersión, difieran en un porcentaje igual o inferior al 0.1% de la menor masa determinada.

 
 

2 Determinación de la pesada sumergida (Msu)

- Retirar la muestra del agua y colocarla inmediatamente en el canastillo porta muestra.

- Sumergir el canastillo en agua a 20 ± 2ºC y determinar por pesada sumergida, la masa de la muestra menos la masa del agua desplazada, aproximando a 1 gr. Registrar "Msu".

Nota: Mantener el canastillo y su contenido totalmente sumergidos durante la operación. Debe procurarse que el elemento de suspensión del canastillo tenga la menor dimensión posible a fin de minimizar su efecto sobre los resultados.

 
 

3 Determinación de la pesada de la muestra saturada superficialmente seca (Msss)

- Retirar la muestra del canastillo y secar superficialmente con un paño absorbente húmedo hasta que desaparezca la película visible de agua adherida. Efectuar toda la operación en el mínimo de tiempo posible, evitando la evaporación del agua de los poros, por ejemplo, mantener la muestra cubierta por un paño húmedo hasta el momento de pesar.

- Determinar inmediatamente la masa de la muestra saturado superficialmente seco, por pesada al aire, aproximando a 1 gr. Registrar "Msss".

 
 

 

 

4 Determinación de la muestra seca (Ms)

- Secar la muestra hasta masa constante en estufa a temperatura de 110ºC ± 5ºC. Enfriar la muestra hasta temperatura ambiente dentro de un recipiente protegido para evitar la absorción de humedad del aire.

- Determinar la masa de la muestra seca, por pesada al aire ambiente, aproximando a 1 gr. Registrar "Ms".

 
 

5 Cálculos

A continuación se dan a conocer las formulas necesarias para determinar las densidades, humedad y absorción de cada una de las muestras a ensayar.

 
 

ABSORCION        :    Ab    =    Msss – Ms    *    100    (%)

                     Ms

 
 

 
 

DENSIDAD NATURAL    :    Dnat    = Ms * 1000    (Kg. /m3)

                         Ms - Msu

 
 

 
 

DENSIDAD SECA        :    Dseca =     Ms     * 1000 (Kg. /m3)

                         Msss - Msu

 
 

 
 

DENSIDAD SATURADA :    Dsat    =    Msss     *    1000    (Kg. /m3)

                         Msss – Msu

 
 

 
 

HUMEDAD NATURAL    :    Wnat    = Mnat – Ms    * 100 (%)

                              Ms    

 
 

Donde

Msss    :    Masa de un material en estado saturado superficialmente seco.

Ms    :    Masa de un material en estado seco.

Msu    :    Masa de un material en estado sumergido.

Mnat    :    Masa de un material en estado natural.

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CONTENIDO DE ASFALTO

CONTENIDO DE ASFALTO

Por J. Don Brock, PhD., P.E.

INTRODUCCION

Hay diversos problemas que pueden causar variaciones en el contenido de asfalto

en la mezcla de asfalto caliente producida por una planta. Cuando se utilizan

extracciones para determinar el contenido de asfalto, se pueden producir

errores en el método de muestreo, en el procedimiento de extracción, o en la

planta misma. En general, los problemas de contenido de asfalto pueden

clasificarse en las tres categorías siguientes:

1. Consistentemente alto

2. Consistentemente bajo

3. Varía de bajo a alto

La tabla de diagnóstico que acompaña al presente boletín técnico se ha diseñado

para guiarle de la forma más rápida posible a la causa probable del error. Para

cada tipo de planta se ofrece una lista de causas posibles. Este boletín describe

las diversas causas posibles que se indican en la tabla.

Se espera que esta información permita reconocer, identificar y corregir problemas

de extracción con rapidez.

MUESTREO INCORRECTO

Es importante tomar las muestras en un punto que se encuentre a aproximadamente

un tercio de la longitud de la caja del camión. Las muestras tomadas del

centro de la caja del camión tienen mayor cantidad de materiales finos, por lo

cual exhiben un mayor contenido de asfalto. Las muestras tomadas de los bordes

de la caja del camión tienen materiales más gruesos y un menor contenido

de asfalto. Es sumamente importante tomar las muestras consistentemente de

un mismo lugar. El técnico debe utilizar una pala, a aproximadamente un tercio

de la longitud de la caja del camión para excavar un agujero de aproximadamente

30 cm de profundidad para luego tomar la muestra. Las muestras pueden tomarse

en la carretera, detrás de la pavimentadora, pero se debe tener cuidado de asegurarse

que las muestras sean representativas de la mezcla y que no sean aisladas.

Las muestras en la carretera deben tomarse en la parte central de la carga

descargada por el camión y no en la frontera entre una carga y la siguiente.

No se debe tomar muestras de puntos intermedios en el proceso de una planta.

En lugar de ello, tome las muestras del camión después que el mismo haya sido

cargado por la tolva de compensación o la tolva de almacenamiento y se haya

completado todo el proceso. El tomar muestras de la mezcla de asfalto caliente

descargada por el mezclador de tambor puede producir mezclas no representativas,

puesto que la mezcla se encuentra en un punto intermedio del proceso.

CUARTEADO INCORRECTO

Para reducir el volumen de la muestra a un tamaño adecuado para el procedimiento

de extracción, usualmente es necesario cuartear la muestra. Si durante

el proceso de cuarteado de mezclas con agregados gruesos la porción queda

con una cantidad excesiva de materiales de tamaño grande, la misma tendrá un

bajo contenido de asfalto. Una cantidad excesiva de materiales finos producirá

un alto contenido de asfalto. El Estado de Virginia, en los EE.UU., exige el uso

de un procedimiento que hace pasar la muestra por un tamiz que la separa en

materiales menores que 1/2 del diámetro medio y materiales mayores que 1/2

del diámetro medio. A partir de esta separación se determina la relación de

materiales menores que 1/2 del diámetro medio a materiales mayores que

1/2 del diámetro medio. La muestra entonces se divide en cuartas partes y se

añade una cantidad proporcional del agregado grueso con los materiales finos

para asegurar que el cuarteado produzca una muestra adecuada.

HUMEDAD

El material húmedo se pesa con balanzas de banda. El sistema de control por

computadoras toma en cuenta la humedad del mismo restando el peso correspondiente

al porcentaje de humedad que el operador ingresa manualmente en

la computadora. Si se ingresa un porcentaje de humedad incorrecto, se producirán

errores. Así, si se ingresa un porcentaje de humedad mayor que el real, el

contenido de asfalto será bajo. Por otro lado, si se ingresa un porcentaje de humedad

menor que el real, el contenido de asfalto será alto.

PESAJE INCORRECTO CON BALANZA DE BANDA

Cuando el contenido de asfalto es bajo, es probable que la balanza de banda

se encuentre agarrotada. Las materias extrañas presentes pueden impedir que

el puente de pesaje funcione correctamente. Como resultado, se coloca más material

en la balanza que el que aparece indicado. Consulte el procedimiento recomendado

por el fabricante para asegurarse que la balanza de banda se encuentre

debidamente alineada y pueda moverse libremente.

CAPTADOR DE VELOCIDAD DE LA BANDA

Si el indicador de velocidad de la banda indica que la velocidad de la misma

disminuye cuando en realidad tal disminución no ha ocurrido, se produce un error

y el valor determinado de toneladas/hora será incorrecto. Esto puede deberse a

acumulación de materiales en la polea que tiene instalado el captador de velocidad

de la correa o en la banda misma. La acumulación de mezcla en poleas

macizas de las tolvas de reciclaje puede hacer que las mismas giren más lento.

El aumento en el diámetro de la polea hará que la velocidad indicada por el

captador sea menor que la real, por lo cual el valor de toneladas por hora será

menor que el real.

DESAJUSTE DEL SISTEMA DOSIFICADOR

El sistema dosificador debe recalibrarse haciendo pasar un volumen conocido

de material por el medidor hacia un distribuidor y pesándolo con una balanza. Si

el peso del material en el distribuidor o en el tanque de calibración no corresponde

al peso dosificado, efectúe el procedimiento recomendado por el fabricante

para ajustar el sistema.

SEGREGACION

La mezcla de asfalto y agregado, aunque esté debidamente mezclada, puede

ser propensa a la segregación al descargarla directamente en un camión o al

transportarla a través de una tolva de compensación hacia un camión. En tal caso,

si se toma una muestra de materiales finos, se puede obtener un contenido de

asfalto consistentemente alto. Si se toma una muestra de materiales gruesos, el

contenido de asfalto puede resultar bajo.

Típicamente, cuando se produce segregación, el contenido de asfalto varía porque

las muestras tomadas no son consistentes entre sí. Sin embargo, si la mezcla

tiene una discontinuidad pronunciada en su granulometría y los camiones se

cargan usando un mismo procedimiento, los agregados gruesos rodarán hacia

los bordes exteriores de la caja y los materiales finos permanecerán en la parte

central de la misma. Si el técnico toma las muestras cerca del centro, las mismas

consistentemente tendrán un exceso de materiales finos.

Cuando se produce segregación, es posible que se haya añadido la cantidad

debida de asfalto al agregado de modo uniforme. Sin embargo, durante el procesamiento

del material a través del transportador de arrastre hacia la tolva de

almacenamiento y hacia el camión, los materiales de la mezcla pueden haberse

separado por tamaño. Si la muestra tiene una cantidad excesiva de materiales

gruesos, el contenido de asfalto será bajo. En una muestra con un exceso de

materiales finos, se obtiene un alto contenido de asfalto.

ERRORES EN EL PROCEDIMIENTO DE EXTRACCION

(CAUSANTES DE ALTO CONTENIDO DE ASFALTO)

a) Obtenga una muestra de agregado combinado de la banda que alimenta la

planta. Séquela en un laboratorio y mézclele una cantidad "x" de asfalto. Luego,

extraiga el asfalto. Si la cantidad extraída de asfalto es mayor que "x", efectúe

un procedimiento de compensación de ceniza. Utilice un factor de compensación

de polvo igual al factor de compensación de ceniza.

b) Si el agregado tiene humedad interna, es posible que toda la humedad no se

haya extraído antes de hacerse la mezcla. La humedad puede extraerse y considerarse

como asfalto líquido. Si se observan caídas de temperatura relativamente

abruptas en la temperatura del agregado directamente después de formarse

la mezcla (por ejemplo, una reducción de 11 a 17°C en la temperatura de

la mezcla al transportarla de la planta, por la tolva de compensación y hacia el

camión), ello indica que hay humedad interna. (Un uno por ciento de humedad

interna produce una caída de temperatura de 31°C en la mezcla.) Esta humedad

puede parecer parte del asfalto, lo cual hace que el contenido de asfalto

parezca ser alto. Para corregir esta condición, seque las muestras en un horno

por un lapso de una a dos horas antes de extraer el asfalto líquido.

ERRORES EN EL PROCEDIMIENTO DE EXTRACCION

(CAUSANTES DE BAJO CONTENIDO DE ASFALTO)

Si se inyecta aproximadamente 10% de alcohol por volumen en el solvente y se

extrae el agregado por segunda vez, es posible extraer asfalto adicional. Puede

ser necesario efectuar hasta tres extracciones para recuperar todo el asfalto. Para

eliminar los problemas relacionados con la absorción en los agregados gruesos,

puede ser necesario triturarlo hasta dejarlo en partículas con diámetros de menos

de 6,4 mm antes de efectuar la extracción para poder quitar todo el líquido.

Si no se observa evidencia de absorción al tomar una muestra de la banda, esto

no necesariamente significa que se ha eliminado la posibilidad de absorción como

causa de problemas. Durante los aproximadamente tres minutos que el material

permanece en el secador o en el tambor/mezclador, se elimina toda la humedad

de su superficie, pero si el material tiene humedad interna, ésta no necesariamente

se eliminará. Cuando el material tiene humedad interna, usualmente se

produce una caída rápida en la temperatura del mismo. En una planta mezcladora

de tambor, la caída de temperatura se produce entre el secador y la tolva

de compensación. En una planta dosificadora, la caída de temperatura se produce

entre el secador y el mezclador.

A medida que la humedad interna se evapora del agregado, se extrae calor de

la roca, lo cual reduce su temperatura. Cuando la humedad interna se evapora y

se difunde, se forma un vacío en el interior de la roca, lo cual hace que se aspire

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el asfalto líquido a través de sus poros. Esto puede observarse si se corta una

roca grande en dos y es posible ver que el asfalto se ha aspirado hacia el interior

del material. Como se mencionó anteriormente, el añadir alcohol ayuda a extraer

parte de este líquido de difícil acceso. Si esto no da resultados adecuados, se

recomienda triturar el agregado en tamaños más pequeños para dejar más superficies

expuestas. En los materiales difíciles de extraer, especialmente los de

reciclaje, puede ser necesario empapar las muestras en solvente por 24 horas,

o por lo menos de un día al siguiente.

Si se produce absorción en los agregados, esto no significa que los mismos sean

inútiles. Tampoco significa necesariamente que es necesario aplicar un contenido

más alto de asfalto para obtener el espesor adecuado en la película. Al reducir

la inclinación del secador y aumentar el tiempo de reposo, o si se aumenta la

cantidad de paletas o represas, o se usan otras técnicas para aumentar el tiempo

de reposo en el tambor, se puede eliminar la humedad interna. Si se elimina

la humedad interna antes de cubrir el material con asfalto, no se producirá absorción.

Una ventaja que la planta dosificadora tiene sobre el mezclador de tambor

es que luego que el material sale del secador, el mismo se transporta a tolvas

calientes en donde se almacena por un espacio de cinco a 30 minutos antes de

usarse. Usualmente, este tiempo es suficiente para eliminar la humedad interna.

De este modo, cuando el material se introduce en la tolva de pesaje y luego

en el mezclador, en donde es recubierto con asfalto, existe un bajo porcentaje

de humedad interna y por lo tanto se reduce la absorción.

El probador de contenido de asfalto de NCAT quema el asfalto líquido de la roca.

El usarlo elimina 90% de los problemas de extracción antes mencionados. También

elimina el problema del desecho de solventes. Cuando se usa este horno

con cal, es necesario utilizar un factor de compensación, porque cierta porción

de la cal se elimina por combustión. El procedimiento se incorpora en este tipo

de máquinas.

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