Ensayos ASTM

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO HENRÍQUEZ UREÑA

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

MATERIA:

MATERIALES DE CONSTRUCCION

PRACTICA #1

ENSAYOS: ASTM-C204, ASTM-C191, ASTM-C109,

ASTM-C187, ASTM-C230.

PROFESOR:

LUIS CARLOS RODRIGO

ESTUDIANTE:

LAUREN RAMÍREZ BÁEZ 12-1558

CARLOS JAVIER PICHARDO 12-0688

MIGUEL ANGEL FLAQUER 12-2041

FECHA:

LUNES 21 DE SEPTIEMBRE DEL 2015SANTO DOMINGO, REPUBLICA DOMINICANA

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INDICE

ASTM – C204……………………………………………………………………pag. 3

Traducción literal…………………………………………………pag. 4 – 19

Interpretación del procedimiento del ensayo…………………………………………pag 20 – 21

ASTM - C191……………………………………………………………………pag. 22

Traducción literal…………………………………………………pag. 23 - 32

Interpretación del procedimiento del ensayo…………………………………………pag 32

ASTM - C109……………………………………………………………………pag. 33



ASTM - C187……………………………………………………………………pag. 48


Interpretación del procedimiento del ensayo…………………………………………pag 52 - 53

ASTM - C230……………………………………………………………………pag. 54



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ASTM-C204

Determinación de la finura del cemento hidráulico con

el aparato de permeabilidad al aire.

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~ TRADUCCION LITERAL ~

1. OBJETO

1.1 Este método de ensayo cubre la determinación de la finura del cemento hidráulico usando el aparato de permeabilidad de aire, para medir la superficie específica expresada como el área superficial total en centímetros cuadrados por gramo o en metros cuadrados por kilogramo de cemento. Se presentan dos métodos de ensayo: El Método A es el método de referencia usando el aparato estándar de Blaine operado manualmente, mientras el método B permite el uso de un aparato automático que ha demostrado ser de un desempeño aceptable, de acuerdo con los requisitos de calificación indicados en el presente método de ensayo. Aunque éste método de ensayo puede ser usado y ya ha sido usado para la determinación de medidas de finura de varios otros materiales, debe entenderse que en general en estos casos, se obtienen valores relativos de finura, más bien que valores absolutos de finura.

1.1.1 Este método de ensayo funciona bien para cementos portland. Sin embargo el usuario debe ejercer su criterio para determinar su idoneidad en relación con la medida de finura de cementos y otros materiales con densidades o porosidades que difieren de aquellas asignadas al Material de Referencia Estándar No. 114.

1.2 Unidades – Los valores dados en unidades SI deben ser considerados como el estándar.

1.3 Esta norma no pretende tratar todos los aspectos de seguridad, si los hubiere, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma, el establecer las prácticas apropiadas de seguridad y salud ocupacional y determinar la aplicabilidad de limitaciones regulatorias antes de su uso.

2. DOCUMENTOS CITADOS

(ASTM A 582/A582 M)

Barras de acero inoxidable de fácil mecanización. Especificaciones.

(ASTM C670)

Práctica para la preparación de enunciados sobre precisión y sesgo para métodos de ensayo de materiales de construcción.

(E 832)

Papeles filtro para laboratorios. Especificaciones

2.2 Otros documentos

No. 114 Material de referencia estándar del National Institute of Standards and technology (NIST) (www.nist.gov).

BS 4359:1971 Método británico estándar para la determinación de la superficie específica de polvos: Parte 2: Métodos de permeabilidad al aire. Se puede obtener del Britch Standards Institute (BSI – www.bsiglobal.com).

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MÉTODO DE ENSAYO A – MÉTODO DE REFERENCIA

3. Aparato de Blaine

3.1 Naturaleza del aparato de Blaine – El aparato de Blaine para la permeabilidad al aire consiste esencialmente de un medio de succión para que una cantidad determinada de aire pase a través de una capa de cemento de porosidad definida. El número y tamaño de los poros de dicha capa, son una función del tamaño de las partículas y determinan la velocidad del flujo de aire a través de la capa. El aparato de Blaine se ilustra en la Figura 1 y consiste en una serie de dispositivos que se describen a continuación en 3.2 a 3.8.

Figura 1 Aparato Blaine de Permeabilidad al Aire

3.2 Celda de permeabilidad – La celda de permeabilidad consiste en un cilindro rígido con un diámetro interno de 12.70 ± 0.10 mm construido de acero inoxidable autentico. El interior de la celda debe ser pulido y tener un acabado de 0.81 μm (32 μ pulg). La parte superior de la celda debe formar un ángulo recto con su eje principal y la porción inferior de la misma debe poder conectarse con el extremo superior del manómetro en “U”, de tal forma que no haya fugas de aire entre las superficies de contacto.

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En la parte interior del tubo y a 55 ± 10 mm del borde superior, se tiene o se pega un reborde circular de 0.5 a 1mm de ancho, el cual sirve de apoyo al disco metálico perforado. La parte superior de la celda de permeabilidad debe ser provista de un cuello saliente para facilitar su remoción del manómetro.

NOTA 1 – El acero inoxidable tipo 303 (Designación UNS:S30300 de la especificación ASTM A582/A582M se considera adecuado para la construcción de la celda de permeabilidad y del émbolo.

3.3 Disco perforado – El disco debe ser construido de un metal no corrosible, debe tener un espesor de 0.9 ± 0.1mm y estar provisto de 30 a 40 perforaciones de 1 mm de diámetro distribuidos uniformemente en su superficie; el disco debe ajustar sin holgura dentro de la celda. La porción central de una de las caras del disco debe ser marcada de una manera legible de tal forma que el operador siempre la ponga hacia abajo cuando inserte el disco en la celda de permeabilidad. La marca o inscripción no debe extenderse dentro de ninguno de los agujeros, ni tocar sus periferias, ni extenderse al área del disco que descansa sobre el reborde de la celda.

3.4 Émbolo – El émbolo debe construirse de acero inoxidable auténtico y debe ajustarse dentro de la celda con una holgura no mayor de 0.1 mm. La superficie plana inferior del émbolo debe ser perpendicular a sus caras laterales y a su eje principal. Además el émbolo debe tener una ranura lateral de 3.0 ± 0.3 mm de ancho que permita el escape del aire, la parte superior del émbolo debe ser provista de una cabeza de mayor diámetro en forma tal que cuando el émbolo sea colocado en la celda y la cabeza haga contacto con la parte superior de la celda, la distancia entre el fondo del émbolo y la parte superior del disco perforado sea de 15 ± 1 mm.

3.5 Papel filtro – El papel filtro debe ser de retención media correspondiente al tipo 1, grado B de acuerdo con la especificación ASTM E832. Los discos de papel filtro deben ser circulares, de bordes bien definidos y deben ser del mismo diámetro interior de la celda. (Véase Nota 2).

NOTA 2 – Los discos de papel filtro muy pequeños respecto al diámetro interno de la celda, pueden dejar que parte de la muestra se adhiera a la parte interna de la celda por encima de la parte superior del disco perforado; en cambio cuando tienen un diámetro demasiado grande tienden a combarse y formar arrugas, dando resultados erróneos.

3.6 Manómetro – El manómetro debe ser un tubo en “U” de vidrio con paredes estándar de un diámetro externo nominal de 9 mm, y de acuerdo con el diseño que se muestra en la Figura 1. La parte superior de una de las ramas del manómetro debe formar una conexión hermética con la celda de permeabilidad y debe tener grabada una marca alrededor del tubo a una distancia de 125 a 145 mm por debajo de la salida lateral superior, y a partir de esa marca hacia arriba deben estar grabadas otras marcas a distancia de 15 ± 1 mm, 70 ± 1 mm y 110 ± 1 mm. La salida lateral, colada perpendicular a dicha rama, debe estar a una distancia de 250 a 305 mm por encima del fondo del manómetro, y sirve para la evacuación de la rama del manómetro conectada con la celda de permeabilidad. Esta salida lateral debe estar provista de una válvula hermética colocada a una distancia no mayor de 50 mm del brazo del manómetro. El manómetro debe ser montado firmemente y de manera que sus brazos queden verticales.

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3.7 Líquido para el manómetro – El manómetro debe llenarse hasta su punto medio con un líquido no volátil, no higroscópico que tenga una densidad y viscosidad bajas, tal como el ftalato de dibutilo (dicarboxilato de 1,2 dibutil benceno) o un aceite mineral liviano. El fluido debe estar libre de desechos.

3.8 Cronómetro – El Cronómetro debe tener un mecanismo de arranque y parada y debe permitir lecturas con una aproximación de 0.5s o menos. El Cronómetro debe ser exacto al 0.5s o menos para intervalos de tiempo de hasta 60s, y de una exactitud de 1% o menos para intervalos de tiempo de 60 a 300s.

4. CALIBRACIÓN DEL APARATO DE PERMEABILIDAD AL AIRE

4.1 Muestra estándar – La calibración del aparato de permeabilidad al aire debe hacerse usando el lote actual del NIST, Material de Referencia Nist Estándar No. 114. (La muestra puede obtenerse del National Institute of Standards and Technology- www.nist.gov). Cuando la muestra sea ensayada, debe estar a la temperatura ambiente en el laboratorio.

4.2 Volumen bruto de la capa compactada de polvo. El volumen bruto de la capa compactada de polvo se determina por medición física o por el método de desplazamiento de mercurio indicado a continuación:

4.2.1 Determinación del volumen bruto por medición física se colocan dos discos de papel filtro en la celda de permeabilidad, presionando sus bordes con una barra de diámetro ligeramente menor que de diámetro de la celda, para aplanarlos bien sobre el disco perforado. Se determinan las dimensiones de la celda de permeabilidad usando un dispositivo legible al 0.001cm. Se mide el diámetro interno de la celda de permeabilidad cerca del disco perforado y se mide la profundidad de la celda y la longitud del émbolo. Se toman tres mediciones de cada dimensión y se usa el valor promedio de cada dimensión para el cálculo del volumen bruto como sigue:

V=π r2 h(1)

Dónde:

V=

Volumen bruto ocupado por la muestra, cm³

r=

Diámetro de la celda/2, en cm y

h=

Profundidad de la celda – longitud del émbolo, en cm

4.2.2 Determinación del volumen bruto por el método de desplazamiento de mercurio – Se colocan dos discos de papel filtro en la celda de permeabilidad, presionando sus bordes con una barra de diámetro ligeramente menor que el diámetro de la celda, para aplanarlos bien sobre el disco perforado. Luego se llena la celda con mercurio de grado reactivo ACS, removiendo cualquier burbuja de aire que se adhiere a las paredes de la celda.

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Debe tenerse la precaución de manejar con pinzas la celda de permeabilidad y si la celda está hecha de un material que pueda amalgamarse con el mercurio, puede cubrirse su interior con una película muy fina de aceite justo antes de agregar el mercurio. Se enrasa el mercurio con el borde superior de la celda, presionando levemente el mercurio que sobresale, con una placa de vidrio hasta que la superficie del mismo quede a ras con dicho borde, asegurándose que no queden burbujas o vacíos entre las superficies de mercurio y la placa de vidrio. Luego se extrae el mercurio se pesa y se registra su masa. Se remueve uno de los papeles filtros de la celda, se coloca dentro de la celda una cantidad 2.80 g de cemento (véase Nota 3), sobre esta se coloca el papel filtro retirado y se comprime el cemento (véase Nota 4) de acuerdo con 4.5; el espacio libre que queda en la parte superior de la celda se llena con mercurio, se remueve el aire atrapado y luego se enrasa de la misma manera que se describió antes. Se remueve el mercurio de la celda, se pesa y se anota su masa.

4.2.3 Se calcula el volumen bruto ocupado por el cemento con una aproximación de 0.005 cm³, de la manera siguiente:

V= (WA –WB) D (2)

Dónde:

V=

Volumen bruto del cemento, en cm³

WA=

Masa de mercurio para llenar la celda de permeabilidad no habiendo cemento en la misma, en g

WB=

Masa de mercurio para llenar el espacio libre de la celda de permeabilidad, no ocupado por la cama de cemento en la celda, en g

D=

Densidad del mercurio a la temperatura que se realiza el ensayo (ver cuadro 1)

4.2.4 Deben realizarse por lo menos dos determinaciones del volumen bruto del cemento, usando compactaciones diferentes para cada una de ellas. El valor del volumen bruto empleado para cálculos posteriores debe ser el promedio de resultados de dos valores que no difieran entre sí en más de ± 0.005cm³. Debe anotarse la temperatura ambiente circundante a la celda de permeabilidad al inicio y al final de cada determinación.

NOTA 3 – No es necesario usar la muestra estándar para la determinación del volumen bruto.

NOTA 4 – La capa de cemento preparada debe ser firme. Si está demasiado suelta o si el cemento no puede ser comprimido al volumen deseado, se debe ajustar la cantidad de tanteo del cemento usado.

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4.3 Preparación de la muestra – En un recipiente de aproximadamente 120cm³ (4oz) se vierte el contenido de una ampolla de la muestra de cemento estándar (Material de referencia estándar No. 114 del NIST), se cierra el recipiente y se agita vigorosamente durante 2 min para esponjar el cemento y desmenuzar los terrones o aglomerados. Se deja el recipiente cerrado en reposo durante 2 min adicionales y luego se le quita la tapa y se agita suavemente para distribuir en toda la muestra, la fracción fina de cemento que se haya asentado sobre la superficie después del esponjamiento.

CUADRO 1 – Densidad del mercurio, viscosidad del aire (ɳ) y √ a las temperaturas dadas.

4.4 Masa de la muestra – La masa de la muestra estándar usada para el ensayo de calibración debe ser la requerida para producir una capa de cemento con una porosidad de 0.500 ± 0.005. Se calcula con la fórmula siguiente:

W = ρV (1- gε)

W=

Masa requerida de la muestra, en g

ρ =

Densidad de la muestra de cemento, en g/cm³ (para el cemento Portland se emplea el valor de 3.15 g/cm³

V=

Volumen bruto de la capacidad de cemento, en cm³

ε=

Porosidad deseada de la capa de cemento (0.500±0.005) (véase Nota 5).

NOTA 5 – La porosidad es la relación del volumen de vacíos de una capa de cemento al volumen total bruto de la cama, V.

4.5 Preparación de la capa de cemento – Se asienta el disco perforado en el reborde de la celda de permeabilidad con el lado marcado hacia abajo. Se coloca un disco de papel filtro sobre el disco de metal y se presionan sus bordes hacia abajo con una barra

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cilíndrica de diámetro ligeramente inferior al de la celda. Se pesa con una aproximación de un miligramo (0.001g), la cantidad de cemento determinada de acuerdo con 4.4 y se coloca en la celda, y se comprime el cemento con el émbolo hasta que la cabeza de éste quede en contacto con el borde superior de la celda. Se retira el émbolo un poco, y se gira aproximadamente 90 grados, se vuelve a presionar el cemento y se retira lentamente el émbolo por completo. Deben usarse discos de papel filtro nuevo para cada determinación.

4.6 Ensayo de permeabilidad

4.6.1 Se conecta la celda de permeabilidad al manómetro, cerciorándose de que se haya obtenido una conexión hermética (véase Nota 6). Y teniendo el cuidado de no golpear o perturbar la capa de cemento preparada.

4.6.2 Lentamente se evacúa el aire en brazo del manómetro U, hasta que el líquido alcance la marca más alta y luego se cierra la válvula herméticamente. Se pone en marcha el cronómetro cuando el fondo del menisco del líquido manométrico alcance la segunda marca (o sea la marca que sigue a la más alta) y se para en el momento en que el fondo del menisco alcanza la tercera marca (cerca del fondo). Se anota el intervalo de tiempo medido en segundos y la temperatura en grados centígrados durante el ensayo.

4.6.3 Para la calibración del instrumento debe efectuarse por lo menos tres determinaciones de tiempo de flujo, separadamente para cada una de las tres capas de cemento preparadas con la muestra estándar de cemento (véase Nota 7). La calibración debe ser efectuada por el mismo operador que realiza la determinación de la finura.

NOTA 6 – Si se usa un tapón de hule para la conexión, esta debe humedecerse con agua; si se usa unión esmerilada, debe aplicarse un poco de grasa de la que se usa en las llaves de paso. La eficiencia de la conexión puede ser determinada conectando la celda al manómetro, tapándola, evacuando parcialmente la rama del manómetro y luego cerrando la válvula. Cualquier caída de presión es un indicio de falla en el sistema.

NOTA 7 – La muestra puede ser re esponjada para ser usada de nuevo en la preparación de la capa de cemento a ensayar siempre que se mantenga seca y que todos los ensayos se realicen dentro de las 4h siguientes después de haber abierto el recipiente que contiene la muestra.

4.7 Re calibración – El aparato debe ser re calibrado en los casos siguientes (Véase Nota 8):

4.7.1 A intervalos periódicos cuya duración no debe de exceder de 2 ½ años, para corregir el posible desgaste del émbolo o de la celda de permeabilidad, o al tener evidencia que el ensayo no está dando los datos con la precisión y sesgo enunciados en la sección 8.

4.7.2 Si ocurre alguna pérdida del líquido del manómetro debe recalibrarse, iniciando desde la preparación de la cama de cemento indicada en 4.5, o

4.7.3 Si se efectúa algún cambio en el tipo o calidad del papel filtro usado en los ensayos.

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NOTA 8 – Se sugiere que sea preparada una muestra secundaria y que la misma sea usada como el estándar de la finura, para las determinaciones de comprobación del instrumento entre las calibraciones regulares que se hacen con la muestra estándar de cemento.

5. PROCEDIMIENTO

5.1 Temperatura del cemento – La muestra de cemento debe estar a la misma temperatura que la del cuarto en el cual se realiza el ensayo.

5.2 Tamaño de la muestra de ensayo – La muestra usada para el ensayo debe tener una masa igual a la de la muestra estándar usada en el ensayo de calibración con dicha muestra, con las siguientes excepciones: Cuando se determine la finura de un cemento de tipo III (ASTM C150) o de otros tipos de endurecimiento rápido o de cemento molido finamente cuyo volumen para esta masa sea tan grande que la presión normal aplicada con el pulgar no logre que la cabeza del émbolo haga contacto con el borde superior de la celda, en cuyo caso se usa la masa de muestra que sea requerida para producir una cama de ensayo que tenga una porosidad de 0.530 ± 0.005. Cuando se tenga que determinar la finura de materiales diferentes al cemento portland, o si es un cemento portland que no pueda alcanzar los requisitos de porosidad especificados, la masa de la muestra debe ser tal que en el proceso de compactación se obtenga una capa firme y dura. Sin embargo en ningún caso debe usarse una presión mayor que la que se ejerce con el dedo pulgar, para garantizar la adecuada compactación de la capa, ni debe usarse una presión tal con el dedo pulgar, que haga que el émbolo se separe abruptamente del borde superior de la celda, cuando sea removida dicha presión.

5.3 Preparación de la capa de cemento – La capa de cemento para el ensayo debe preparase de acuerdo con el método descrito en 4.5.

5.4 Ensayos de permeabilidad – Los ensayos de permeabilidad de acuerdo con el método descrito en 4.6 con la excepción que solo debe efectuarse una determinación del tiempo de flujo en cada capa.

6. CÁLCULOS

6.1 Calcular los valores de superficie especifica de acuerdo de las siguientes fórmulas, dependiendo de las condiciones que se indican en 6.1.1.

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Dónde:

S=

Superficie específica de la muestra de ensayo, en m²/kg

Ss=

Superficie específica de la muestra estándar usada para la calibración del aparato, en m²/kg (véase Nota 9).

T=

Intervalo de tiempo necesario para que durante el ensayo el menisco del líquido manométrico baje de la segunda a la tercera marca, en S

(Véase Nota 10).

Ts=

Intervalo de tiempo necesario para que durante la calibración del aparato con el cemento estándar, el menisco del líquido manométrico baje de la segunda a la tercera marca S. (Véase Nota 10).

ɳ=

Viscosidad del aire en micro pascales. Seg (μPa.s) a la temperatura dela muestra de ensayo (Véase Nota 10).

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ɳs=

Viscosidad del aire en micro pascales. Seg (μPa.s) a la temperatura de la muestra estándar de cemento usada en la calibración del aparato.

ε=

Porosidad de la capa de cemento preparada con la muestra de ensayo

(véase Nota 10).

εs=

Porosidad de la capa de cemento estándar usada en la calibración del aparato (Véase Nota 10).

ρ=

Densidad de la muestra de cemento de ensayo, Mg/m³, g/cm³ (para cemento portland se usa un valor de 3.15 Mg/m³ o de 3.15 g/cm³).

ρs=

Densidad de la muestra estándar de cemento usada en la calibración del aparato (se asume ser de 3.15 Mg/m³ o 3.15g/cm³).

b=

Una constante específica apropiada para muestra de ensayo. (para un cemento hidráulico el valor de 0.9 debe ser usado), y

bs=

0.9, la constante apropiada para el cemento estándar usada en la calibración del aparato.

NOTA 9 – Al efectuar la compra de muestras de cemento estándar de la serie SRM 114, con ellas viene un certificado que indica el valor apropiado de superficie específica de cada una.

NOTA 10 – Los valores para √ √ y √ pueden ser tomados de los cuadros 1 al 3, respectivamente.

6.1.1 Las fórmulas (4) y (5) deben ser usadas en los cálculos de finura de cementos portland compactados a la misma porosidad que la muestra de cemento estándar. La fórmula (4) se usa si la temperatura de la muestra de ensayo está dentro de ± 3°C de la temperatura a la que se efectuó la calibración del aparato y la fórmula (5) se usa en aquellos casos en que la temperatura de la muestra de ensayo queda fuera del rango mencionado.

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CUADRO 2 - Valores para la porosidad de la capa de cemento

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CUADRO 3 - Tiempo de flujo de aire

T = tiempo de flujo de aire en segundos; √ = El factor a ser usado en las fórmulas}

6.1.2 Las fórmulas (6) y (7) deben usarse para los cálculos de finura de cementos Portland compactados a una porosidad distinta que la porosidad de la muestra estándar usada para la calibración. La fórmula (6) se usa si la temperatura de la muestra de ensayo está dentro de ± 3°C de la temperatura a la que se efectuó la calibración del aparato. La fórmula (7) se usa en aquellos casos en que la temperatura de la muestra de ensayo queda fuera del rango mencionado.

6.1.3 Las fórmulas (8) y (9) deben usarse para los cálculos de finura de materiales diferentes al cemento Portland. La fórmula (8) se usa cuando la temperatura de la muestra de ensayo está dentro de ± 3°C de la temperatura a la que se efectuó la calibración del aparato y la fórmula (9) se usa en aquellos casos en que la temperatura de la muestra de ensayo queda fuera del rango mencionado.

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6.1.4 Se recomienda que los valores de b sean determinados en no menos de tres muestras del material para ensayo. Se ensaya cada muestra a un mínimo de cuatro diferentes porosidades sobre un rango de porosidad de por lo menos 0.06. Los coeficientes de correlación deben exceder de 0.9970 para la correlación de √ con la ε de cada muestra (Ver el apéndice X1).

6.2 Para el cálculo de los valores de superficie específica en metros cuadrados por kilogramo, se debe multiplicar el área superficial en cm²/g por el factor de 0.1.

6.3 Redondear los valores en cm²/g a las 10 unidades (los valores en m²/kg deben redondearse a la unidad) Ejemplo: 3447 cm²/g se redondea a 3450 cm²/g o 345 m²/kg.

7. INFORME

7.1 Para cementos Portland o materiales a base de cemento Portland, se indican los resultados de una sola determinación en una sola capa.

7.2 Para materiales muy finos con intervalos de tiempo largos, se indica el valor promedio de finura de dos ensayos de permeabilidad, siempre que ambos no difieran entre sí en más de 2%. Si los valores no cumplen éste requisito deben descartarse y se debe repetir el ensayo (Véase Nota 11) hasta que se obtengan dos valores dentro de éste rango.

NOTA 11 – La falta de conformidad entre los valores obtenidos indica la necesidad de efectuar comprobaciones en el procedimiento y con el aparato. Para mayor información véase el Manual de pruebas de cemento.

8 PRECISIÓN Y SESGO

8.1 Precisión de un solo operador – El coeficiente de variación para un mismo operador, para cementos Portland se ha encontrado que es de 1.2% (véase Nota 12). Por lo tanto los resultados de dos ensayos realizados apropiadamente por el mismo operador sobre una misma muestra no deben diferir en más de 3.4% de su promedio (Véase Nota 12).

8.2 Precisión multilaboratorio – El coeficiente de variación para diferentes laboratorios se ha encontrado que es de 2.1%; (Véase Nota 12) por lo tanto, los resultado de dos diferentes laboratorios sobre muestras idénticas de un mismo material, no deben diferir una de la otra, en más de 6.0% de su promedio (Véase Nota 12).

NOTA 12 – Estos números representan respectivamente, los límites 1s% y d2s%, como se describen en la práctica ASTM C670.

8.3 Dado que no se cuenta con un material de referencia aceptado como referencia, para determinar el sesgo asociado a este método, no se hace ninguna declaración sobre el sesgo.

MÉTODO DE ENSAYO B: APARATO AUTOMÁTICO

9. Aparato automático

9.1. El método de ensayo automático emplea un aparato diseñado con los principios del método Blaine de permeabilidad al aire (Véase Nota 13) o bien, un aparato diseñado con los principios de permeabilidad al aire del método de lea y Nurse (Véase Nota 14).

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NOTA 13 – El aparato automático generalmente está equipado con un microprocesador capaz de operar los dispositivos de medición, hacer los cálculos requeridos y mostrar los resultados. Las unidades comerciales disponibles pueden tener diferencias significativas en las dimensiones del manómetro y en espesor de la cama de cemento que usan, en relación con aquellas especificaciones por los métodos estándar.

NOTA 14 – El método Lea y Nurse de permeabilidad al aire bajo flujo constante se describen en la norma BS 4359:197).

10. CALIBRACIÓN DEL APARATO AUTOMÁTICO

10.1 Se deben seguir las instrucciones del fabricante para la calibración del aparato (Véase Nota 15). Si el aparato está equipado con más de una celda de permeabilidad, cada celda requerirá de una calibración separada. El procedimiento del fabricante debe detallar el método de preparación de la capa de cemento y los pasos requeridos para iniciar la medición automática. Es esencial que el procedimiento sea seguido de una forma precisa y consistente para todos los ensayos.

NOTA 15 – El fabricante del aparato generalmente proveerá las muestras estándar que pueden ser usadas para la calibración.

11. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

11.1 Temperatura del cemento – La muestra de cemento debe estar a la misma temperatura que la del cuarto en el cual se realiza el ensayo.

11.2 Tamaño de la muestra de ensayo – La muestra usada para el ensayo debe tener una masa igual a la de la muestra estándar usada para el ensayo de calibración, salvo que se ensayen cementos de diferentes densidad o porosidad, en cuyo caso se deben seguir las instrucciones del fabricante para ajustar la masa.

11.3 Ensayos de permeabilidad – Los ensayos de permeabilidad deben realizarse con el mismo procedimiento usado para los ensayos de calibración. Debe efectuarse solo una determinación de tiempo de flujo en cada capa de cemento.

12. REQUISITO DE DESEMPEÑO (CALIFICACIÓN) DEL APARATO

AUTOMÁTICO

12.1 Alcance – Cuando los valores de superficie específica determinados por el aparato automático vayan a ser usados para la aceptación o el rechazo del cemento, el método usado debe cumplir con los requisitos de calificación dados en esta sección. Se considera que un método consiste de un instrumento específico y de un procedimiento de ensayo que cumpla con los requisitos de esta norma y que se usen de forma consistente por un laboratorio dado.

12.2 Muestras – Se deben seleccionar dos muestras de cemento que tengan área superficial y una densidad dentro del rango deseado para el ensayo. El rango del área superficial no debe exceder de 2000 cm²/g (200 m²/kg) y las densidades no deben diferir entre sí en más de 0.06 g/cm³ (60Mg/m³).

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12.3 Ensayo – Se hacen determinaciones triplicadas para cada muestra de cemento de acuerdo con el método de ensayo A (Método de referencia). En el mismo día, se realiza una segunda ronda de ensayos triplicados usando el método de ensayo B (a ser calificado), e incluyendo la fórmula de estandarización descrita en esta sección. Se prepara una nueva capa de cemento y se repiten todos los pasos de los procedimientos de ensayo para cada determinación. Se informan los valores obtenidos con una aproximación de 10 cm²/g (1m²/kg).

12.4 Cálculo – Se calcula el rango y el promedio para los tres ensayos replicados para cada método y para cada cemento. Se considera que un método cumple con los requisitos de calificación si la diferencia absoluta entre el valor promedio del Método de ensayo A y el correspondiente valor promedio del Método de ensayo B (cada uno con tres replicas), no es mayor de 2.7% del promedio del método de ensayo A. (Véase Nota 16), y el rango para cualquiera de los tres ensayos replicados no exceda de 4.0% del promedio (Véase Nota 17). El método es calificado si las dos muestras de cemento cumplen con los requisitos mencionados.

Un ejemplo de calificación de un método se da en el apéndice X2.

NOTA 16 – Este valor representa la menor diferencia significativa (1sd) para una confiabilidad del 95% aplicado al coeficiente de variación de 1.2% (Precisión para una mismo operador) para el método A, como se indica en 8.1. La fórmula es la siguiente:

Dónde:

df=

4. grados de libertad, dos para cada uno de las dos rondas de ensayos.

n=

3. El número de ensayos replicados.

CV=

1.2 %. La precisión para un mismo operador, y 2.776, Estadístico de t-student para una probabilidad de 5% para una df = 4.

NOTA 17 – Este valor representa el cálculo de d2s% para tres replicas, de acuerdo con la tabla 1 de la práctica ASTM C670, y aplicado al coeficiente de variación de 1.2% (Precisión para un mismo operador) del método de ensayo A, dada en 8.1.

12.5 Estandarización

12.5.1 Cuando se requiere de estandarización en orden a obtener una relación entre el Método de ensayo A y el Método de ensayo B, se estandariza el aparato como sigue.

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12.5.1.1 Se debe preparar una estandarización separada para cada tipo de capa de cemento que se ensayará, usando muestras de referencia con una densidad dentro de una variación del 0.06g/cm³ (60Mg/m³) con el cemento a ser ensayado, y con capas de la misma porosidad.

12.5.1.2 Para cada estandarización deben obtenerse cinco muestras de referencia con un rango mínimo de finura por permeabilidad al aire, de 800 cm²/g (80m²/kg y una diferencia mínima de 50 cm²/g (5m²/kg) entre las muestras. Si se usan las muestras de cemento usadas para la calificación, deben hacerse nuevas determinaciones a las mismas. Se debe usar el mismo método usado para la calificación del instrumento y se deben seguir todos los pasos. Luego se puede derivar matemáticamente, las fórmulas válidas de estandarización, que sean aplicables a todas las muestras.

13. RECALIFICACIÓN DEL MÉTODO

13.1 El método debe ser re-calificado por lo menos una vez al año, cuando ocurra alguna de las condiciones siguientes:

13.1.1 El instrumento haya sido modificado significativamente.

13.1.2 El instrumento haya sido reparado sustancialmente.

13.1.3 Se tiene evidencia sustancial que el método no está proporcionando datos que cumplan con los requisitos de desempeño.

13.1.4 El promedio de una muestra de referencia del Programa Interlaboratorio de Cemento y Concreto (CCRL) difiere del valor obtenido por el método por más del 6%.

14. PRECISION Y SESGO

14.1 Precisión – A la fecha no se cuenta con datos disponibles de precisión. En base a los requisitos para la calificación, la precisión del método automático no debería ser mayor que la indicada para el método A.

14.2 Sesgo – Dado que no se cuenta con un material aceptado de referencia para obtener el sesgo asociado con los métodos (ASTM C204), no se hace ninguna declaración de sesgo.

15. DESCRIPTORES

15.1 Permeabilidad al aire, finura.

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INTERPRETACION DEL PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO:

Este método de ensayo cubre la determinación de la finura del cemento hidráulico usando el aparato de permeabilidad de aire, para medir la superficie específica expresada como el área superficial total en centímetros cuadrados por gramo o en metros cuadrados por kilogramo de cemento. Este método de ensayo funciona bien para cementos portland

El ensayo consta de dos métodos.

Método 1El aparato de Blaine, el cual usa un método de permeabilidad al aire, este es el que se usará en el desarrollo de esta práctica. La superficie específica se determina haciendo pasar una cantidad definida de aire por una muestra preparada en una determinada forma, la cantidad de aire que pasa es función del tamaño y de la distribución de tamaños de las partículas.

Procedimiento de calibración: consiste en la determinación del peso exacto de cemento que debe introducirse en la celda de permeabilidad con el fin de conocer el “factor del aparato”. Este factor es una constante que sirve para calcular la finura del cemento Portland en términos de área superficial por gramos de cemento. Los procedimientos para la determinación de cantidad de la muestra de cemento son:1) Tome la temperatura del laboratorio y anótela. 2) Limpie la celda de permeabilidad muy bien. 3) Introduzca el disco metálico perforado en la celda de permeabilidad. Observe que el

disco asiente perfectamente en el fondo de la celda. Luego, introduzca dos discos de papel filtro con la ayuda del pisón metálico.

4) Coloque la celda de permeabilidad en su respectiva base de madera.5) Llene la celda totalmente con mercurio y enrase con la placa de vidrio. Tenga

cuidado de remover cualquier partícula de mercurio que haya caido fuera de la celda.

6) Pese el crisol en la balanza analítica. Este peso será Wc. Coloque el mercurio que está en la celda de nuevo en el crisol y vuelva a pesar. Este valor será Wa.

7) Regrese el mercurio al recipiente. Limpie cuidadosamente la celda y coloque de nuevo el disco perforado y un disco de papel filtro.

8) Pese 2.8000 g de cemento e introdúzcalos dentro de la celda. Para realizar esta operación utilice el embudo y con al ayuda del pincel, no permita que ninguna de las partículas se adhiera a las paredes del embudo. Introduzca el otro disco de papel filtro. Presione con el émbolo cuidando que el cemento no se adhiera a las paredes de la celda.

9) Vierta mercurio dentro de la celda y enrase. Luego coloque este mercurio en el crisol y pese. Este peso será Wb.

10) Calcule el volumen de la muestra de cemento, con la siguiente ecuación: V = (W1 – W2) / D.

Procedimiento para determinar el factor del aparato dePermeabilidad al aire de Blaine.1) Coloque el disco perforado en la celda y luego introduzca el papel filtro. Presione

con el pisón metálico.2) Pese la muestra de cemento estándar (W) y colóquela cuidadosamente en la celda.

Otro disco de papel filtro se coloca por encima del lecho de cemento. Comprima el

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cemento con el émbolo y cuidadosamnete retírelo una distancia pequeña (sin sacarlo de la celda). Rote el émbolo aproximadamente 90º, y vuelva a presionar despacio. Retire el émbolo.

3) Ponga la celda de permeabilidad en el manómetro del aparato, asegurándose que exista conexión hermética; para ello aplique un poco de grasa y presione la celda para evitar el paso del aire. Anote la temperatura.

4) Proceda a evacuar el aire en el manómetro. Abra la válvula y haga subir el líquido manométrico hasta que encuentre la marca superior. Cierre la válvula. El líquido comenzará a descender, y cuando el menisco alcance la marca accione el cronómetro. Deténgalo cuando la parte inferior del menisco alcance la marca (2). Este será el tiempo T1.

5) Repita dos veces más los pasos del 1 al 4. obtendrá entonces T2 y T3.

El procedimiento de prueba una vez calibrado el equipo de Blaine, determina la finura del cemento Portland que se utilizara en laboratorio es el siguiente, teniendo en cuenta el procedimiento que detallamos aquí:

1. Se pesa en la balanza aproximadamente 6 gramos de cemento. Si tiene grumos proceda a deshacerlos con ayuda del mortero y el pistilo. Anote la temperatura del cuarto.

2. En la balanza analítica pese el crisol. Este peso es Wc.3. Pese dentro del crisol, la cantidad de cemento usada en la prueba de calibración,

es decir, 2.8839 gramos. 4. Prepare el lecho del cemento de acuerdo al método descrito en el apartado

anterior. Únicamente hasta analizar una determinación de tiempo de flujo T.

Método 2El método de ensayo automático es un aparato diseñado con los principios del método Blaine de permeabilidad al aire o bien, un aparato diseñado con los principios de permeabilidad al aire del método de lea y Nurse.

Ajustes del aparato automático: Se deben seguir las instrucciones del fabricante para el ajuste del aparato. Si el aparato está equipado con más de una celda de permeabilidad, cada celda requerirá de un ajuste por separado. El procedimiento del fabricante se debe detallar el método de preparación de la capa de cemento y los pasos requeridos para iniciar la medición automática. Es esencial que el procedimiento sea seguido de una forma precisa y consistente para todos los ensayos.

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ASTM-C191

Determinación del tiempo de fraguado del cemento

hidráulico usando la aguja de vicat.

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OBJETO

1.1 Esta norma establece los métodos para la determinación del tiempo de fraguado del cemento hidráulico usando la aguja de Vicat. Se dan dos métodos de ensayo; El Método A es el de referencia y utiliza un aparato de Vicat manual, y el Método B permite el uso de un aparato de Vicat automático, que cumpla con los requisitos de la calificación por desempeño establecida en este método.

1.2 Unidades – Los valores dados en unidades SI deben ser considerados como el estándar. No se incluyen otras unidades de medida en esta norma.

1.3 Esta norma no tiene el propósito de cubrir todos los aspectos de seguridad si los hubiere, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma, el establecer las prácticas apropiadas de seguridad y salubridad ocupacional y determinar la aplicabilidad de limitaciones regulatorias, antes de su uso. Véase 1.4 para una declaración de precaución específica.

1.4 Precaución – Las mezclas cementicias hidráulicas frescas son causticas y pueden causar irritación en la piel y en los tejidos sometidos a una exposición prolongada. Se recomienda el uso de guantes, trajes y lentes protectores. En caso de contacto prolongado, se recomienda lavar el área afectada con abundante agua. En caso de contacto con los ojos, lavarlos durante 15 min. Debe evitarse el contacto del cuerpo con el traje saturados con la fase líquida de las mezclas frescas. Se recomienda quitarse los trajes humedecidos inmediatamente después de la exposición.

1.5 En el texto de esta norma se hace referencia a notas y notas a pie de página que proveen material explicativo. Estas notas y notas a pie de página (exceptuando aquellas que están en las figuras y cuadros) no deben ser consideradas como requisitos de esta norma.

NOTA 1 – Para el método de determinación del fraguado por medio de las agujas de Gillmore, véase el método de ensayo NTG 41003 h9 (ASTM C266).


2.1 Normas NTG (ASTM)

(ASTM C150) Cemento portland – Especificación

NTG 41014 h1 (ASTM C151) Método de ensayo. Determinación de la expansión en autoclave del cemento hidráulico.

(ASTM C183) Práctica para el muestreo y cantidad de ensayos del cemento hidráulico.

NTG 41003 h1 (ASTM C187) Método de ensayo. Determinación de la cantidad de agua para obtener consistencia normal de la pasta de cemento hidráulico.

(ASTM C219) Terminología referente al cemento hidráulico.

NTG 41003 h9 (ASTM C266) Método de ensayo. Determinación del tiempo de fraguado de la pasta de cemento hidráulico por las agujas de Gillmore.

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NTG 41002 (ASTM C305) Práctica para el mezclado mecánico de pastas de cemento de pastas de cemento hidráulico, y de morteros de consistencia plástica.

NTG 41059 (ASTM C511) Cuartos de mezclado, gabinetes húmedos, cuartos húmedos y tanques de almacenamiento de agua usados en los ensayos de cementos hidráulicos.

(ASTM C595) Cementos hidráulicos adicionados – Especificación.

NTG 41043 (ASTM C1005) Masas de referencia y dispositivos para determinar la masa y el volumen para uso en los ensayos físicos de cementos.

NTG 41095 Cementos hidráulicos – Especificación por desempeño.

2.2 Normas NTG

NTG 41013 (UNE-EN 196-7) Práctica para la toma y preparación de muestras de cemento hidráulico.

3. TERMINOLOGÍA

3.1 Definiciones – Los términos usado en este método de ensayo se definen de acuerdo con la terminología de ASTM C219.

4. RESUMEN DEL METODO DE ENSAYO

4.1 Una pasta de cemento que es proporcionada y mezclada para obtener consistencia normal de acuerdo con el método de ensayo NTG 41003 h1 (ASTM C187), se moldea en el molde cónico y se coloca en un gabinete húmedo donde se inicia su endurecimiento. Se hacen ensayos de penetración periódicos con la aguja de Vicat de 1 mm, se registra el tiempo de fraguado Vicat inicial que es el tiempo transcurrido entre el contacto inicial del cemento con el agua y el tiempo en que la penetración se mide o se calcula ser de 25 mm. Luego se registra el tiempo de fraguado Vicat final que es el tiempo transcurrido entre el contacto inicial del cemento con el agua y el tiempo en que la aguja de Vicat ya no deja una impresión circular completa en la superficie de la pasta de cemento.

5. SIGNIFICACIÓN Y USO

5.1 Este método de ensayo provee un medio para la determinación del cumplimiento con un límite especificado para el tiempo de fraguado Vicat. Se recomienda referirse a la especificación apropiada del cemento a usar, para determinar si el presente método de ensayo debe ser usado para determinar el cumplimiento con la especificación.

5.2 El tiempo de fraguado medido por este método no necesariamente proveerá los mismos resultados que el tiempo de fraguado de la pasta de cemento hidráulico medido por otros métodos o del tiempo de fraguado del mortero o del concreto.

6. EQUIPO

6.1 Aparato de Vicat Manual – Véase el Anexo A1 y la figura A1.1. El aparato de Vicat para este método debe tener un embolo movible (B), con una masa de 300 ± 0.05g.

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6.1.1 El extremo del émbolo usado para la medición de la penetración debe tener una aguja de acero recta y removible (D) con un diámetro de 1.00 ± 0.05mm y una longitud no menor de 50 mm.

6.1.2 El extremo de la aguja que hace contacto con el espécimen de ensayo debe ser plano y liso y a un ángulo recto con el eje del émbolo.

6.2 Masas de referencia y dispositivos para determinar la masa – Deben cumplir con los requisitos de la especificación NTG 41043 (ASTM C1005). Los dispositivos para determinación de la masa deben ser evaluados en cuanto a su exactitud y precisión a una carga total de 1000g.

6.3 Probetas de vidrio graduadas – Debe tener una capacidad de 200 a 250 mL deben cumplir con los requisitos de la especificación NTG 41043 (ASTM C1005).

6.4 Placa plana no absorbente – Cuadrada de 100 ± 5mm de lado y de planicidad, corrosividad y absortilidad que el vidrio. (Véase Anexo A1.1, Figura A1.1, (H).

6.5 Paleta o llana – con una hoja de acero de borde recto de 100 a 150 mm de largo. Cuando se coloca el borde recto sobre una superficie plana no debe partir de la rectitud por más de 1 mm.

6.6 Molde tronco-cónico – Hecho de un material rígido, no corrosivo, no absorbente, con una altura de 40 ± 1 mm, un diámetro interno en la base de 70 ± 3 mm y un diámetro interno en la parte superior de 60 ± 3 mm (Véase Anexo A1.1 Figura A1.1 (G).

6.7 Mezcladora, recipiente de mezcla y paleta de mezcladora – Debe estar de acuerdo con la práctica NTG 41002 (ASTM C305).

6.8 Aparato de Vicat automático para el Método B – El aparato debe estar equipado con una aguja de Vicat descrita en 6.1.1 y 6.1.2. La masa total soportada por la punta de la aguja al tiempo de hacer la medición, debe ser de 300 ± 0.5g. El instrumento debe ser capaz de completar y registrar las medidas de penetración en el espécimen de ensayo a intervalos de tiempo predeterminados que no excedan de 10 min, y deben realizar cada ensayo de penetración o por lo menos 5 mm de separación de cualquier penetración previa a por lo menos 10 mm de separación del lado interno del molde.

6.9 Molde del espécimen para el Método B. La pasta de cemento debe ser colada en un anillo tronco-cónico de una altura de 40 ± 1 mm y una placa de base removible. La superficie de ensayo debe tener un diámetro mínimo de 60 ± 3mm.

6.10 Se debe inspeccionar y documentar la evaluación del equipo señalado en la sección 6, para establecer su conformidad con los requisitos de este método de ensayo, por lo menos cada 2 ½ años.

7. REACTIVOS Y MATERIALES

7.1 Agua de Mezclado – El agua potable es satisfactoria para los ensayos de rutina. Para los ensayos de calibración debe usarse agua que cumpla con los requisitos para agua como reactivo tipo III o tipo IV de la especificación ASTM D1193.

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8. MUESTREO

8.1 Cuando se requiere un ensayo para aceptación de conformidad con norma, el cemento debe ser muestreado de acuerdo con la Práctica ASTM C183.

9. ACONDICIONAMIENTO (TEMPERATURA Y HUMEDAD)

9.1 La temperatura del aire en la vecindad de la zona de mezclado, el cemento seco, los moldes y sus placas de base debe mantenerse a 23.0 ± 3.0°C.

9.2 La temperatura del agua de mezclado debe estar 23.0 ± 2°C.

9.3 La humedad relativa del cuarto de mezclado no debe ser menor de 50%.

9.4 El gabinete húmedo o el cuarto húmedo deben cumplir con los requisitos dados en la especificación NTG 41059 (ASTM C511), y son los siguientes: la atmosfera en un gabinete o cuarto húmedo debe mantenerse a una temperatura de 23 ± 2.0°C y a una humedad relativa no menor del 95%.

10. PREPARACIÓN DE LA PASTA DE CEMENTO

10.1 La pasta de cemento usada para la determinación del tiempo de fraguado se obtiene por uno de los siguientes métodos:

10.1.1 Se prepara una amasada nueva de pasta, 650g de cemento con el porcentaje de agua de mezclado requerido para la consistencia normal [según método de ensayo NTG 41003 h1 (ASTM C187)] de acuerdo con el procedimiento descrito en la práctica NTG 41002 (ASTM C305).

10.1.2 Para el Método A y la opción del operador, se puede usar el espécimen de ensayo usado para la determinación de la consistencia normal (Véase Nota 2).

10.1.3 A opción del operador, se puede usar la pasta remanente de la amasada usada para preparar el espécimen para el ensayo de auto clave [Método de ensayo NTG 41014 h1 (ASTM C151)], o bien la obtenida del método de determinación de la consistencia [Método de ensayo NTG 41003 h1 (ASTM C187)].

NOTA 2 – El espécimen usado para la determinación de la consistencia tendrá una superficie irregular por lo que el mismo es inadecuado para el Método B.

11. CALCULOS

11.1 Se calcula el tiempo de fraguado de Vicat al más cercano 1 min, como sigue:

Donde:

E=

Tiempo en minutos de la última penetración mayor de 25 mm,

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H=

Tiempo en minutos de la primera penetración menor de 25 mm

C=

Lectura de la penetración al tiempo E, y

D=

Lectura de la penetración al tiempo H.

11.2 Se calcula el tiempo de fraguado final, determinando el tiempo transcurrido entre el tiempo del contacto inicial del cemento con el agua y el tiempo cuando la aguja ya no marca visiblemente la pasta, redondeado al más cercano 5 min.

12. INFORME

12.1 Se informa el tiempo de fraguado Vicat y el método usado para determinarlo, como sigue:

Tiempo de fraguado Vicat inicial (Método A o B) – en min.

Tiempo de fraguado Vicat final (Método A o B) – en min.

MÉTODO A – Aparato de Vicat Manual

13. APARATO DE VICAT MANUAL

13.1 Para la descripción del aparato de Vicat manual, Véase los numerales 6.1, 6.4 y 6.6 y el Anexo A1.

14. PROCEDIMIENTO – METODO A

14.1 Moldeo del espécimen de ensayo – A la pasta de cemento preparada como se describe en la sección 10, se le debe dar rápidamente una forma esférica con las manos usando guantes de material no absorbente y lanzarse de una mano a la otra por seis veces a una distancia de 150 mm aproximadamente. Se toma el molde tronco-cónico en una mano y con la otra se presiona la bola hasta llenar el molde (G) completamente por su base mayor (véase la Figura 1). Se debe quitar el exceso de pasta en la base con un solo movimiento de la palma de la mano. El molde se coloca por su base mayor sobre la placa (H) no absorbente plana, y el exceso de pasta que aparezca sobre la base menor debe retirarse con la paleta o llana pasándola oblicuamente, de modo que forme un ángulo pequeño con el borde superior del molde. Si es necesario la parte superior del espécimen se debe alisar con una o dos pasadas del borde de la paleta o llana. Durante las operaciones de retirar el exceso de pasta y el alisado superior, debe tenerse cuidado de no ejercer presión sobre la pasta. Inmediatamente después de terminado el moldeo, se debe colocar el espécimen en el gabinete húmedo o el cuarto húmedo y se deja allí, sacándolo únicamente para las determinaciones del tiempo de fraguado. El espécimen debe permanecer en el molde soportado por la placa (H) durante todo el período de ensayo.

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14.2 Determinación del tiempo de fraguado – El espécimen usado para determinar el tiempo de fraguado debe mantenerse dentro del gabinete húmedo o del cuarto húmedo durante 30 min después del moldeo sin ser perturbado. Se debe determinar la penetración de la aguja de 1mm en este instante y luego debe repetirse cada 15 min (Para cementos de alta resistencia inicial (ARI), se debe repetir cada 10 min) hasta que se obtenga una penetración de 25 mm o menos. El ensayo de penetración se hace haciendo descender la aguja (D) del émbolo (B) hasta que su extremo haga contacto con la superficie de la pasta de cemento. Se debe apretar el tornillo de sujeción (E) y se ajusta el indicador (F) al extremo superior de la escala, o se toma una lectura inicial. Se suelta el émbolo rápidamente, aflojando el tornillo de sujeción (E) y se deja que la aguja (D) penetre durante 30s, momento en el cual debe tomarse la lectura para determinar la penetración. A opción del operador y si la pasta se mantiene muy blanda de acuerdo con las primeras lecturas, el descenso del vástago se puede hacer lentamente para evitar la deformación de la aguja de 1mm, pero cuando ya se hagan las lecturas para la determinación del tiempo de fraguado, el émbolo debe ser liberado sólo por el aflojamiento del tornillo de sujeción (E). Las penetraciones deben estar separadas por lo menos 5 mm entre sí y 10 mm del lado interior del molde. Se anotan los registros de todas las penetraciones y por interpolación se determina el tiempo obtenido para una penetración de 25 mm. El tiempo transcurrido entre el contacto inicial del cemento con el agua y la penetración 25 mm es el tiempo de fraguado de Vicat inicial, también designado como el tiempo de fraguado Vicat.

14.3 Se determina luego el tiempo de fraguado Vicat final que es el punto de la primera medición de penetración que no deja una marca circular completa en la superficie del espécimen. Se debe verificar el fraguado final, haciendo dos mediciones adicionales de penetración en diferentes áreas de la superficie del espécimen. Se obtienen mediciones de verificación dentro de los 90 s, después de obtenido el “primer fraguado final”. El tiempo transcurrido entre el contacto inicial del cemento con el agua y la determinación de la marca del extremo de la aguja indicada arriba, es el tiempo de fraguado Vicat final.

14.4 Precaución – El aparato de Vicat no debe estar sometido a vibraciones durante el ensayo de penetración. La aguja del 1mm de diámetro debe mantenerse recta y limpia, pues la acumulación de pasta de cemento en su superficie puede retardar la penetración y la acumulación de pasta endurecida en la punta, puede aumentarla.

15. PRECISIÓN Y SESGO

15.1 Precisión

15.1.1 La desviación estándar encontrada para un mismo operador en un mismo laboratorio es de 12 min para un tiempo de fraguado Vicat inicial en un rango de 49 a 202 min, y es de 20 min para el fraguado Vicat final en un rango de 185 a 312 min. Por lo tanto, los resultados de dos ensayos realizados por el mismo operador a una misma muestra de cemento no deben diferir uno del otro en más de 34 min para el fraguado de Vicat inicial y en más de 56 min para el fraguado Vicat Final.

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15.1.2 La desviación estándar encontrada para ensayos multilaboratorio (entre varios laboratorios) es de 16 min para el tiempo de fraguado Vicat inicial en un rango de 49 a 207 min y es de 20 min para el tiempo de fraguado Vicat final en un rango de 185 a 312 min. Por lo tanto, los resultados de dos ensayos apropiadamente realizados en dos laboratorios diferentes a una misma muestra de cemento, no deben de diferir uno del otro en más de 45 min para el tiempo de fraguado Vicat inicial, ni en más de 122 min para el tiempo de fraguado Vicat Final.

15.2 Sesgo – Dado que no se tiene materiales de referencia aceptados para determinar el sesgo, para el procedimiento dado en éste método, no se hace ninguna declaración del sesgo.

METODO B – APARATO DE VICAT AUTOMÁTICO

16. APARATO DE VICAT AUTOMÁTICO

16.1 Aparato de Vicat automático – Véase la sección 6 Equipo, numerales 6.8 y 6.9 para una descripción del aparato de Vicat automático.

17. PROCEDIMIENTO

17.1 Moldeo del espécimen de ensayo – A la pasta preparada como se describe en la sección 10, se le debe dar rápidamente una forma esférica con las manos usando guantes de material no absorbente y lanzarse de una mano a la otra por seis veces a una distancia de 150 mm aproximadamente. Se toma el molde tronco-cónico en una mano y con la otra se presiona la bola hasta llenar el molde completamente, por su base mayor. Se debe quitar el exceso de pasta en la base, con un solo movimiento de la palma de la mano. El molde se coloca por su base mayor sobre su placa de base, y el exceso de pasta que aparezca sobre su base menor, debe retirarse con la paleta o llana, manteniéndola a una inclinación de aproximadamente 30° y con un movimiento de aserrado iniciado cerca del centro del molde. Se repite el procedimiento para la otra mitad de la superficie. Luego se debe alisar la superficie nivelándola con el borde superior del molde haciendo varias pasadas firmes y completas por toda la superficie superior del molde, con el borde trasero de la paleta o llana. Repetir los pasos de corte y de alisado, pero a 90° del corte previo. Se deben repetir los pasos como se requiera, para obtener una superficie bien nivelada con la parte superior del molde. Usualmente, la pasta queda bien nivelada en dos ciclos, pero ocasionalmente se necesitarán tres ciclos. Debe evitarse un exceso de pasadas y de compactación. Dado que el aparato de Vicat automático trabaja en referencia al borde superior del molde, es indispensable que la superficie superior de la pasta sea uniforme y que su nivel coincida con el borde superior del molde.

17.2 Determinación del tiempo de fraguado – Se deben aplicar las instrucciones del fabricante y se deben completar los procedimientos para la calibración y puesta a cero del instrumento. Se ajusta el instrumento para que mida y registre automáticamente las penetraciones en los especímenes de ensayo a intervalos de tiempo no menos frecuentes de 10 minutos (Véase Nota 3). Se posiciona el espécimen de ensayo moldeado en el aparato de Vicat automático y se inician las mediciones. (Véase Nota 4).

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NOTA 3 – Los aparatos automáticos son capaces de mediciones más frecuentes que 10 min y esto minimiza la interpolación.

NOTA 4 – El tiempo de fraguado Vicat inicial medido de acuerdo con el Método A es el tiempo transcurrido para alcanzar una penetración de 25mm y el tiempo de fraguado Vicat final es el tiempo total transcurrido hasta que la aguja no deje una impresión circular completa en la superficie de la pasta. Los puntos establecidos por el método B de Vicat automático calificado, pueden desviarse significativamente de los obtenidos por el Método A y requieren de la corrección por sesgo.

17.3 Se debe determinar el rango de medición aplicable del modo automático, del rango promedio del tiempo de fraguado de los cementos usados para su calificación y verificación, y debe estar limitado dicho rango a 30 min mayor que el máximo y a 30 min menor que el mínimo.

17.4 Requisitos de desempeño (Calificación) para el aparato de Vicat automático.

17.4.1 Cuando los resultados del tiempo de fraguado obtenidos por el aparato de Vicat automático, vayan a ser usados para decidir la aceptación o rechazo del cemento, el método usado para la evaluación debe cumplir con los requisitos de calificación dados en el Anexo 2.

18. REQUISITOS DE DESEMPEÑO (CALIFICACIÓN) PARA EL APARATO DE VICAT AUTOMÁTICO.

18.1 Objetivo – Cuando los resultados de tiempo de fraguado obtenidos por el aparato de Vicat automático vayan a ser usados para decidir la aceptación o rechazo del cemento, el método usado debe cumplir con los requisitos de esta sección Se considera que un método comprende el instrumento específico y el procedimiento de moldeo que cumpla con los requisitos de esta norma y que sean usados consistentemente en un laboratorio.

18.2 Muestras de cemento hidráulico requeridas – Se deben seleccionar tres cementos que preferentemente cumplan con los requisitos de las especificaciones ASTM C150, ASTM C595 o NTG 41095 (ASTM C1157) y que al ensayarlas con el Método A cumplan con los siguientes requisitos:

18.2.1 Un cemento con un tiempo de fraguado inicial menor que 110 min.

18.2.2 Un cemento con un tiempo de fraguado inicial mayor que 150 min.

18.2.3 Un cemento con un tiempo de fraguado final menor que 180 min.

18.2.4 Un Cemento con un tiempo de fraguado final mayor que 210 min. (Véase Nota 5)

NOTA 5 – Se recomienda a los laboratorios reservar suficiente cantidad de cemento de estas muestras, para futuras evaluaciones de calificación y estandarización.

18.3 Ensayos – Debe usarse el método para calificar e incluir la fórmula para la estandarización descrita en 18.5 para hacer las determinaciones individuales de los tiempos de fraguado inicial y de fraguado final en cada uno de los tres cementos.

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En un mismo día, se determinan los tiempos de fraguado inicial y final para los tres cementos de acuerdo con el Método A con el aparato Vicat manual. Se determina la consistencia normal para cada cemento y se usa esa cantidad de agua para todas las amasadas de repetición. Se completan tres rondas de ensayos en días diferentes, repitiendo todos los pasos de los métodos. Los ensayos de calificación, deben ser efectuados sobre especímenes diferentes a los usados para la estandarización.

18.4 Cálculos – Calcular el promedio para los tiempos de fraguado inicial y fraguado final de las tres rondas de ensayo para cada uno de los cementos y para cada método (A y B). Un método cumple con los requisitos de calificación para el tiempo de fraguado inicial, si la diferencia entre el promedio de valores el tiempo de fraguado inicial del Método A y el correspondiente promedio de valores del Método B es menor de 25 min para cualquier muestra de cemento, y el rango para cualquiera de tres ensayos repetidos, con el Método B, es menor de 30 min. De igual forma, un método cumple con los requisitos de calificación para el tiempo de fraguado final, si la diferencia entre el promedio de valores del tiempo de fraguado final por el Método A y el correspondiente promedio de valores del Método B, es menor de 45 min, para cualquier muestra y el rango para cualquiera de tres ensayos repetidos con el método B es menor de 30 min. Un ejemplo de esta calificación se ilustra en el Apéndice X1.

18.5 Estandarización – Cuando se requiere de una estandarización para lograr una armonización entre los resultados del Método A y del Método B, la misma puede aplicarse para el tiempo de fraguado inicial, el tiempo de fraguado final o para ambos. La fórmula de estandarización debe estar basada en una comparación de resultados de ensayo obtenido del Método A y del Método escogido para uso con el aparato de Vicat automático (Método B). Para la estandarización se requiere de por lo menos la comparación de resultados de ensayos de al menos cinco cementos hidráulicos diferentes. Los cementos seleccionados deben tener un rango mínimo de 60 min de tiempo de fraguado inicial y un rango mínimo de 90 min de tiempo de fraguado final. Si se desea, pueden usarse los tres cementos utilizados para la calificación del instrumento, pero deben hacerse nuevas determinaciones con ellos, usando el mismo método usado para la calificación. Las formulas válidas de estandarización deben ser derivadas matemáticamente y aplicadas a todas las muestras. (Véase Nota 6).

NOTA 6 – Generalmente, los instrumentos de Vicat automáticos son operados por computadora y pueden ser fácilmente adaptados para realizar los cálculos de la estandarización.

19. RECALIFICACIÓN DEL MÉTODO

19.1 La recalificación de un método, debe hacerse por lo menos, una vez al año, cuando ocurre alguna de las condiciones siguientes:

19.1.1 El instrumento ha sido modificado significativamente.

19.1.2 El instrumento ha sido reparado sustancialmente.

19.1.3 Hay evidencia sustancial de que el método no está proporcionando datos que cumplan con los requisitos de desempeño.

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19.1.4 El promedio de una muestra del Cement and Concrete Reference Laboratory (CCRL) difiere en más de 45 min de resultado de ensayo de la muestra por el método para el tiempo de fraguado inicial o fraguado final.


20.1 Ya que el Método B representa procedimientos específicos para un laboratorio que ha sido calificado en comparación con el método A, no se hace ningún enunciado de precisión.

20.2 Sesgo – Ya que no se cuenta con materiales de referencia aceptados para determinar el sesgo para el procedimiento con este método de ensayo, no se hace ningún enunciado sobre sesgo.

21. DESCRIPTORES

21.1 Vicat; Aguja de Vicat; Vicat Manual; Vicat automático; pasta de cemento hidráulico.

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¿Cuál es el objetivo?

Determinar el tiempo que dura el cemento hidráulico en pasar de un estado visco-plástico a un estado sólido.

Materiales:

- un anillo cónico- aguja de vicat

Procedimiento:

Se obtienen 500 gramos de cemento y una cantidad de agua previamente determinada se vierten en una olla, se dejan reposar por 30 segundos para que el cemento absorba toda el agua, se procede al mezclado a baja velocidad por 15 segundos, luego por 60 segundos a una velocidad media, se debe tomar la pasta con las manos y hacer una esfera, luego se lanza 6 veces de una mano a la otra, se hace presión de esta esfera sobre el anillo para que el mismo corte el residuo lateral, con una paleta se remueve el exceso de la parte superior y se lleva a la aguja de vicat, en este se debe repetir el procedimiento por una cantidad de tiempo ya prevista, anotando los milímetros que la aguja penetra la muestra en cada procedimiento, el ensayo se termina cuando la aguja penetra 0.5mm o menos.

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ASTM-C109

Determinación de la resistencia a la compresión

de morteros de cemento hidráulico.

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1. Objeto

1.1 Este Método de Ensayo cubre la determinación de la resistencia a la compresión de morteros de cemento hidráulico, utilizando especímenes cúbicos de 2 pulg o [50 mm].

NOTA 1 El Método de Ensayo ASTM C349 provee un procedimiento alternativo para esta determinación (no es para ser utilizado en ensayos de aceptación).

1.2 Este Método de ensayo trata la aplicación del ensayo usando unidades SI o unidades pulgadas-libras. Los valores indicados en cualquier sistema deben ser considerados separadamente como el estándar. Los valores indicados en cada sistema no son exactamente equivalentes; por lo tanto, cada sistema debe ser utilizado independientemente del otro. La combinación de los valores de los dos sistemas puede resultar en la no conformidad con la norma.

1.3 Los valores en unidades SI deben ser obtenidos por medición en unidades SI o por conversión apropiada, utilizando las Reglas de Conversión y Redondeo dadas en la Norma IEEE/ASTM SI 10, de mediciones hechas en otras unidades.

1.4 Esta norma no pretende tratar todos los aspectos sobre seguridad y salubridad, si las hay, asociadas con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas apropiadas de seguridad y salubridad y determinar la aplicabilidad de limitaciones reguladoras antes de su uso. (Advertencia: Las mezclas cementicias hidráulicas frescas son cáusticas y pueden causar quemaduras químicas en la piel y los tejidos en caso de exposición prolongada).

2. Documentos Citados

2.1 Normas NTG/ASTM

(ASTM C91) Cemento de mampostería. Especificaciones.

(ASTM C114) Método de ensayo. Determinación del análisis químico del cemento hidráulico.

(ASTM C 230/C230 M) Mesa de flujo para uso en los ensayos de cemento hidráulico.

(ASTM C305) Práctica para el mezclado mecánico de pasta y morteros de cemento hidráulico de consistencia plástica.

(ASTM C 349) Método de ensayo. Determinación de la resistencia a la compresión de morteros de cemento hidráulico (usando porciones de prismas rotos por flexión).

(ASTM C 511) Cuartos de mezcla, gabinetes de curado, cuartos de curado y tanques de almacenamiento de agua usados en los ensayos de cementos hidráulicos y concretos.

Especificaciones.

(ASTM C 618) Ceniza volante de carbón y puzolana natural o calcinada para uso en el concreto.

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(ASTM C 670) Práctica para la preparación de declaraciones de precisión y de sesgo para métodos de ensayo de materiales de construcción.

(ASTM C 778) Arena estándar. Especificaciones

(ASTM C 989/ C989M) Cemento de escoria para uso en el concreto y morteros.

(ASTM C1005) Masas de referencia y dispositivos para la determinación de la masa y el volumen para uso en los ensayos físicos de los cementos hidráulicos.

NTG 41095 (ASTM C 1157) Cementos Hidráulicos. Especificaciones.

(ASTM C 1328) Cemento para morteros de recubrimiento.

(ASTM C 1329) Cemento para morteros de pega.

(ASTM C 1437) Método de ensayo. Determinación del flujo de un mortero de cemento hidráulico.

(ASTM E 4) Prácticas para la verificación de la fuerza de las máquinas de ensayo.

IEEE/ASTM SI 10 Norma para el uso del sistema Internacional de unidades (SI): El sistema Métrico moderno.

3. Resumen del Método de Ensayo

3.1 El mortero usado consiste en 1 parte de cemento y 2.75 partes de arena dosificados en masa. Los cementos portland o portland incorporador de aire son mezclados con relaciones especificadas de agua-cemento. El contenido de agua para otros cementos es el suficiente para obtener una fluencia de 110 ± 5 en 25 golpes de la mesa de ensayo de flujo. Los cubos de ensayo 50 mm (2 pulg) se compactan por apisonamiento en dos capas. Los cubos se curan un día en los moldes y luego se desmoldan y se sumergen en agua de cal hasta ser ensayados.

4. Significado y Utilización

4.1 Este método de ensayo provee un medio para la determinación de la resistencia a la compresión del mortero de cemento hidráulico y otros morteros y los resultados se pueden usar para determinar el cumplimiento con las especificaciones. Además este método de ensayo es citado por numerosas otras especificaciones y métodos de ensayo. Se debe tener cuidado en la utilización de los resultados de este método de ensayo para predecir la resistencia de concretos.

5. Equipo

5.1 Pesas y Dispositivos de Pesaje. - Deben cumplir con los requisitos de la

Especificación ASTM C 1005. El dispositivo de pesaje debe ser evaluado en precisión y sesgo para una carga total de 2000 g.

5.2 Probetas Graduadas de vidrio.- Deben ser de capacidades adecuadas (de preferencia suficientemente grandes para medir el agua de mezclado en una operación única) para entregar el volumen indicado a 20 °C. La variación admisible debe ser ±2 mL. Estas probetas graduadas deben estar subdivididas al menos cada 5 mL, pero las líneas de

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graduación pueden ser omitidas para los 10 mL inferiores para probetas graduadas de 250 mL y para los 25 mL inferiores de una probeta graduada de 500 mL. Las líneas principales de graduación deben estar en círculo y deben estar numeradas. Las graduaciones menores deben extenderse al menos un séptimo del perímetro, y las graduaciones intermedias deben extenderse al menos un quinto del perímetro.

5.3 Moldes de Especímenes.

Los moldes para especímenes cúbicos de 50 mm o [2 pulg] deben ser ajustados herméticamente. Los moldes no deben tener más de tres compartimientos cúbicos y deben ser separables en no más de dos partes. Las partes de los moldes cuando están ensambladas deben ser sostenidas juntos en forma segura. Los moldes deben estar hechos de metal duro no atacado por el mortero de cemento. Para moldes nuevos el número de dureza Rockwell del metal no debe ser menor a 55 HRB. Los lados de los moldes deben ser suficientemente rígidos para evitar ensanchamiento o alabeo. Las caras interiores de los moldes deben ser superficies planas y deben cumplir con las tolerancias del Cuadro 1.

5.4 Mezcladora, Tazón y Paleta.

Una mezcladora mecánica activada eléctricamente del tipo equipada con una paleta y tazón (recipiente) de mezclado, especificados en la Práctica ASTM C 305.

5.5 Mesa y Molde de Ensayo de Flujo, conforme a los requisitos de la Especificación ASTM C 230/C 230M.

5.6 Apisonador Debe ser de un material no absorbente, no abrasivo, no quebradizo como un compuesto de goma que tenga una dureza de durómetro Shore de Escala A de 80 ± 10 o de madera de roble sazonada convertido en no absorbente por inmersión durante 15 min en parafina a aproximadamente 200 °C y (392 °F) sección debe tener una sección transversal de aproximadamente 13 por 25 mm (½ por 1 pulg) y una longitud conveniente de aproximadamente 120 a 150 mm (5 a 6 pulg). La cara de apisonamiento debe ser plana y perpendicular a la longitud del apisonador.

5.7 Espátula, con hoja de acero de 100 mm a 150 mm (4 pulg a 6 pulg) de longitud, con cantos rectos.

5.8 Gabinete o Cuarto Húmedo, conforme a los requisitos de la especificación ASTM C 511.

5.9 Máquina de ensayo. Debe ser del tipo hidráulico o de tornillo, con suficiente abertura entre la superficie superior de carga y la superficie inferior de carga de la máquina para permitir la utilización de aparatos de verificación. La carga aplicada al espécimen de ensayo debe ser indicada con una exactitud del ± 1.0 %. Si la carga aplicada por la máquina de compresión es registrada en un cuadrante. El cuadrante debe estar provisto con una escala graduada que pueda ser leída al menos al 0.1% más cercano de la carga total de la escala (Nota 2). El cuadrante debe ser legible dentro del 1% de la carga indicada a cualquier nivel de carga dada dentro del rango de carga. En ningún caso debe considerarse que el rango de carga de un cuadrante incluye cargas por debajo de un valor que sea 100 veces el cambio más pequeño de carga que puede ser leído sobre la escala. La escala debe ser provista con una línea de graduación igual al

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cero y numerada de esa manera. La aguja del cuadrante debe ser de longitud suficiente para alcanzar las marcas de graduación; el ancho del extremo de la aguja no debe exceder la distancia libre entre las graduaciones más pequeñas. Cada cuadrante debe ser equipado con un ajuste a cero que sea fácilmente accesible desde fuera de la caja del cuadrante, y un dispositivo adecuado que en todo momento antes de ser reajustado, indique la carga máxima aplicada al espécimen con una exactitud del 1%.

5.9.1 Si la carga de la máquina de ensayo es indicada en forma digital, el cuadrante numérico debe ser suficientemente grande para ser leído fácilmente. El incremento numérico debe ser igual o menor que el 0.10% de la carga total de la escala de un rango de carga dado. En ningún caso el rango de carga verificado debe incluir cargas menores que el menor incremento numérico multiplicado por 100. La exactitud de la carga indicada debe estar dentro del 1.0% para cualquier valor mostrado dentro del rango de carga verificado. Se deben tomar precauciones para ajustar e indicar el cero verdadero a carga cero. Se debe proveer un indicador de carga máximo que en todo momento antes de ser reajustado indique la carga máxima aplicada al espécimen dentro de una exactitud de sistema de 1%.

NOTA 2 Se considera que lo más cerca que puede leerse es 0.5 mm o (1/50 pulg) a lo largo del arco descrito por el extremo de la aguja. Además una mitad del intervalo de la escala es aproximadamente lo que puede ser razonable leído cuando el espaciamiento del mecanismo indicado de carga está entre 1mm o (1/25 pulg) y 1.6 mm o (1/16 pulg). Cuando el espaciamiento está entre 1.6 mm o (1/16 pulg) y 3.2 mm (pulg), se puede leer un tercio del intervalo de la escala con certeza razonable.

Cuando el espaciamiento es 3.2 mm o (pulg) o más, se puede leer un cuarto del intervalo de la escala con certeza razonable.

5.9.2 Las máquinas de compresión deben ser verificadas de acuerdo con la práctica de ASTM E 4, por lo menos anualmente, para determinar si la carga máxima indicada con o sin el indicador de la máxima carga (cuando lo tengan), es exacta al ± 1.0%.

Cuadro 1- Variaciones Admisibles de Moldes de Especímenes

A Medido en puntos ligeramente fuera de la intersección. Medido separadamente para cada compartimiento entre las caras interiores y la cara adyacente y entre las caras interiores y los planos superior e inferior del molde.

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5.9.3 El ensamblaje del apoyo superior debe ser un bloque de metal endurecido con asiento esférico firmemente fijado al centro del cabezal superior de la máquina. El centro de la esfera debe coincidir con el centro de la superficie de apoyo, con una tolerancia de ± 5% del radio de la esfera. A menos que se especifique en otra forma por el fabricante, la porción esférica del bloque de apoyo superior y el asiento que sostiene esta porción deben ser limpiados y lubricados con un aceite de petróleo como el aceite para motores, por lo menos cada seis meses. El bloque debe estar sujeto estrechamente en su asiento esférico, pero debe estar libre para inclinarse en cualquier dirección. Un bloque de apoyo de metal endurecido debe ser usado debajo del espécimen para minimizar el desgaste del plato inferior de la máquina.

Para facilitar un centrado exacto del espécimen de ensayo en la máquina de compresión, una de las dos superficies de los bloques de apoyo debe tener un diámetro o diagonal de entre 70.7 mm (2.83 pulg (Ver Nota 3) y 73.7 mm (2.9 pulg).

Cuando la superficie de apoyo del bloque superior cumpla este requisito, la superficie de apoyo del bloque inferior debe ser mayor que 70.7 mm (2.83 pulg).

Cuando la superficie de apoyo del bloque inferior cumpla este requisito, el diámetro o diagonal de la superficie de apoyo del bloque superior debe estar entre 70.7 mm y 79.4 mm (2.83 pulg pulg). Cuando el bloque inferior es el único bloque con un diámetro o diagonal entre 70.7 mm y 73.7 mm (2.83 pulg y 2.9 pulg) el bloque inferior debe ser utilizado para centrar el espécimen de ensayo. En ese caso, el bloque inferior debe estar centrado con respecto al bloque de apoyo superior y sujeto en posición por un medio adecuado. Las superficies de los bloques de apoyo destinadas para contacto con el espécimen deben tener un número de dureza RockWell de no menos de 60 HRC. Estas superficies no deben apartarse de su plano en más de 0.013 mm (0.0005 pulg) cuando los bloques son nuevos y deben ser mantenidos dentro de una variación admisible de 0.025mm o (0.001 pulg).

5.9.3.1 Los bloques de apoyo de la máquina de compresión deben ser comprobados para su planicidad de acuerdo con este método de ensayo, por lo menos anualmente, utilizando una regla de acero de borde recto y un medidor de espesores.

NOTA 3 La diagonal de un cubo de 50 mm (2 pulg) es 70.7 mm (2.83 pulg).

6. Materiales

6.1 Arena estándar graduada:

6.1.1 La arena (Ver Nota 4) utilizada para realizar los especímenes de ensayo debe ser arena de sílice natural conforme a los requisitos para arena graduada en la especificación ASTM C 778.

NOTA 4 Segregación de la Arena Estándar La arena Estándar debe ser manejada de manera tal de evitar la segregación, pues las variaciones en la graduación granulométrica de la arena causan variaciones en la consistencia del mortero. Cuando se vacíen recipientes o sacos, debe tenerse el cuidado de evitar la formación de montículos de arena o cráteres de arena, bajo los taludes de los cuales las partículas más gruesas rodarán. Los recipientes deberían ser de tamaño suficiente para permitir estas precauciones. No debe usarse dispositivos para vaciar los recipientes por gravedad.

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7. Temperatura y Humedad

7.1 Temperatura La temperatura del aire en la vecindad de la losa de mezclado, los materiales secos, moldes, placas de base y tazón de mezclado, deben ser mantenidos entre 23.0 ± 3.0 °C (73.5 ± 5.5 °F) o. La temperatura del agua de mezclado, el gabinete húmedo o el cuarto húmedo y el agua en el tanque de almacenamiento debe ser ajustada a 23 ± 2 °C (73.5 ± 3.5 °F).

7.2 Humedad La humedad relativa del laboratorio no debe ser menor de 50%.

El gabinete húmedo o cuarto húmedo debe cumplir con los requisitos de la

Especificación ASTM C 511.

8. Especímenes de Ensayo

8.1 Se hacen dos o tres especímenes de una amasada de mortero para cada período de ensayo o edad de ensayo.

9. Preparación de Moldes de Especímenes

9.1 Se aplica un recubrimiento delgado de un desencofrante a las caras interiores del molde y placas de base no absorbentes. Se aplican aceites o grasas utilizando un paño impregnado u otro medio adecuado. Se secan las caras del molde y la placa de base con un paño si es necesario para quitarles cualquier exceso del desencofrante y para alcanzar un recubrimiento aún más delgado en las superficies interiores. Cuando se use un lubricante en aerosol, se rocía el desencofrante directamente sobre las caras del molde y la placa de base desde una distancia de 150 mm a 200 mm o (6 pulg a 8 pulg) para lograr una cobertura completa. Después de rociar, se seca la superficie con un paño si es necesario para quitar cualquier exceso de lubricante en aerosol. El recubrimiento residual debe ser justo el suficiente para permitir que después de una presión ligera de un dedo se mantenga una impresión de dedo bien definida (Nota 5).

9.2 Se sellan las superficies donde las mitades del molde se juntan aplicando un recubrimiento de grasa liviana como un petrolato. La cantidad debe ser la suficiente para salirse levemente cuando las dos mitades son apretadas. Se quite cualquier exceso de grasa con un paño.

9.3 Se sellan lo moldes a sus placas con un sellante estanco, que puede ser una cera micro cristalina o una mezcla de tres partes de parafina por cinco partes de resina en masa. Se permite el uso de cera de parafina para moldes que están mecánicamente sujetados a su placa de base. Se licúa el sellante calentándolo entre 110 y 120 °C (230 y 248°F). Se efectúa un sello hermético al agua aplicando el sellante licuado en las líneas de contacto externas entre el molde y su placa de base (véase Nota 6).

9.4 Opcionalmente, se permite el uso de un sellante de gelatina de petróleo para moldes sujetos mecánicamente a sus placas de base. Se aplica una pequeña cantidad de gelatina de petróleo a la superficie total de la cara del molde que estará en contacto con la placa de base. Se sujeta el molde a su placa de base y luego se limpia el exceso de sellante del interior del molde y de la placa de base.

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NOTA 5 Como los lubricantes en aerosol se evaporan, se debe controlar que los moldes tengan un recubrimiento suficiente de lubricante inmediatamente antes de ser utilizados. Si pasa un período extenso de tiempo desde el tratamiento, puede ser necesario un nuevo tratamiento.

NOTA 6 Moldes Herméticos al Agua Se puede encontrar que la mezcla de parafina y resina especificada para sellar las juntas entre moldes y placas de base es difícil de quitar cuando se limpian los moldes. Es admisible el uso de parafina pura si se asegura una junta hermética al agua, pero debido a la baja resistencia de la parafina esta debe ser utilizada sólo cuando el molde no es ajustado a la placa de base únicamente por la parafina. Una junta hermética al agua pude ser asegurada con parafina sola calentando levemente el molde y la placa de base antes de aplicar la cera. Se debe permitir que los moldes así tratados vuelvan a la temperatura especificada antes de su utilización.

10. Procedimiento

10.1 Composición de los Morteros:

10.1.1 La dosificación de materiales para mortero normal debe ser de una parte de cemento a 2.75 partes de arena graduada estándar, por peso. Se usa una relación agua-cemento de 0.485 para todos los cementos portland y una de 0.460 para todos los cementos portland con incorporadores de aire. La cantidad de agua de mezclado para cementos distintos del portland y portland con incorporador de aire, debe ser tal que produzca un flujo de 110 ± 5 determinado de acuerdo con 10.3 y debe ser expresada como porcentaje en peso del cemento.

10.1.2 Las cantidades de materiales a ser mezcladas a la vez en la amasada de mortero para hacer de seis a nueve especímenes de ensayo deben ser las siguientes:

10.2 Preparación del Mortero:

10.2.1 Se mezcla mecánicamente el mortero de acuerdo con el procedimiento dado en la práctica ASTM C 305.

10.3 Determinación del Flujo:

10.3.1 Se determina el flujo de acuerdo con el procedimiento dado en el Método de Ensayo ASTM C 1437.

10.3.2 Para cementos portland y portland con incorporadores de aire, simplemente se registra la fluencia.

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10.3.3 En el caso de cementos distintos de los cementos portland o portland con incorporadores de aire, se hacen morteros de prueba con porcentajes variables de agua hasta obtener el flujo especificado. Se hace cada prueba con mortero fresco.

10.3.4 Inmediatamente después de completar el ensayo de flujo, se regresa el mortero de la mesa de ensayo de flujo al tazón de mezclado. Rápidamente se raspan los lados del tazón y se transfiere dentro de la amasada el mortero que pueda haberse recolectado en el lado del tazón y luego se vuelve a mezclar la amasada por 15 s a velocidad media. Al terminar el mezclado, la paleta de mezclado debe ser sacudida para volcar el exceso de mortero al tazón de mezclado.

10.3.5 Cuando una masa duplicada se vaya a hacer inmediatamente para especímenes adicionales, el ensayo de flujo puede ser omitido y se puede permitir que el mortero permanezca en el tazón de mezclado 90 s sin cubrir. Durante los últimos 15 s de este intervalo, rápidamente se raspen los lados del tazón y se vuelca hacia la amasada el mortero que pueda haberse recolectado en el lado del tazón. Luego vuelve a mezclar durante 15 s a velocidad media.

10.4 Moldes de Especímenes de Ensayo:

10.4.1 Se completa la consolidación del mortero en los moldes por un apisonado manual o por un método alternativo calificado. Los métodos alternativos incluyen la utilización de mesa vibradora o dispositivos mecánicos pero no se limitan a ellos.

10.4.2 Apisonado Manual Se Comienza a moldear los especímenes dentro de un tiempo total no mayor de 2 min y 30 s después de completar la mezcla inicial de la amasada del mortero. Se coloca una capa de mortero de alrededor de 25 mm (1 pulg) (aproximadamente la mitad de la profundidad del molde) en todos los compartimientos del cubo. Se apisona el mortero en cada compartimiento cúbico 32 veces en aproximadamente 10 s en 4 rondas, cada ronda debe ser en ángulos rectos respecto a las otras y debe consistir en ocho golpes adjuntos sobre la superficie del espécimen, como se ilustra en la Figura 1. La presión de apisonado debe ser justo la suficiente para asegurar el llenado uniforme de los moldes. Las 4 rondas de apisonado (32 golpes) del mortero deben ser completadas en un cubo antes de seguir con el siguiente. Cuando el apisonado de la primera capa en todos los compartimientos cúbicos se ha completado, se llenan los compartimientos con el mortero restante y luego se apisonan como se especificó para la primera capa.

Durante el apisonado de la segunda capa, se introduce al molde, el mortero forzado hacia fuera sobre la parte superior de los moldes después de cada ronda de apisonado con los dedos usando guantes y el apisonador hasta completar cada ronda y antes de comenzar la siguiente ronda de apisonamiento. Al completar el apisonado, la parte superior de todos los cubos debe extenderse levemente por encima de las partes superiores de los moldes. Introduzca el mortero que haya sido forzado hacia fuera por sobre las partes superiores de los moldes. El mortero que haya sido hacia fuera por sobre las partes superiores de los moldes con una llana con hoja de acero y suavice los cubos pasando el lado plano de la llana con hoja de acero (con el borde levemente levantado) una vez, a través de la parte superior de cada cubo en ángulos rectos a la longitud del molde. Luego para nivelar el mortero y hacer el mortero que sobresale por

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encima de la parte superior del molde de un espesor más uniforme, se pasa el lado plano de la paleta con hoja de acero (con el borde levemente levantado) una vez a lo largo de la longitud del molde. Se corta el mortero a una superficie plana a nivel con la parte superior del molde, pasando el canto recto de la espátula (sostenida casi perpendicular al molde) con un movimiento de aserrado sobre la longitud del molde.

10.4.3 Métodos Alternativos Puede usarse cualquier método de consolidación que cumpla con los requisitos de calificación de esta sección. El método de consolidación consiste en un procedimiento, equipo y dispositivo de consolidación específicos, seleccionados y utilizados de manera consistente por un laboratorio específico. El tamaño de la amasada de mortero del método puede ser modificado para adaptarse a los aparatos, siempre que la dosificación se mantenga en la misma relación dada en 10.1.2.

10.4.3.1 Se requiere de calificaciones separadas para cada una de las siguientes clasificaciones:

Clase A, Cementos sin incorporadores de aire para utilizar en concreto, tales como los vendidos bajo las Especificaciones ASTM C150, ASTM C 595, y ASTM C 1157.

Clase B, cementos con incorporadores de aire para utilizar en concreto, tal como los vendidos bajo las Especificaciones ASTM C 150, ASTM C 595, y ASTM C 1157.

Clase C, Cementos de albañilería, Mortero de pega y mortero de recubrimiento tal como los vendidos bajo las Especificaciones ASTM C 91, ASTM C 1328, y ASTM C 1329.

10.4.3.2 Un método alternativo puede ser utilizado sólo rara ensayar los tipos de cementos dados en 10.4.3.1, para los cuales haya sido calificado.

10.4.3.3 Se puede usar además para las determinaciones del índice de actividad de resistencia para puzolanas, cenizas volantes y escoria, tal como las vendidas bajo las Especificaciones ASTM C 618 y ASTM C 989, siempre que el método alternativo haya calificado para ambas clases de cementos: Clase A y Clase C.

10.4.4 Procedimiento de Calificación Se contacta con CCRL para comprar muestras de cemento que hayan sido utilizadas en el programa de Proficiencia de muestras (PSP). Se requieren cuatro muestras (de 5 kg cada una) de la clase a ser calificada para completar una sola calificación (Véase Nota 7).

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10.4.4.1 En un día, se preparan amasadas para réplicas de 6 cubos o de 9 cubos usando uno de los cementos y se moldea un mínimo de 36 cubos. Se completa una ronda de ensayos sobre cada cemento en diferentes días. Se almacenan y se ensayan todos los especímenes como se prescribe en los numerales siguientes. Se ensayan todos los cubos a la edad de 7 días.

10.4.4.2 Se tabulan los datos de la resistencia a la compresión y se completan el análisis matemático indicado en el Anexo A1.

10.4.5 Recalificación del Método Alternativo de Compactación:

10.4.5.1 La recalificación del método debe ser requerido si algo de lo siguiente ocurre:

(1) Evidencia de que el método no está proporcionando los datos de acuerdo con los requisitos del Cuadro 2.

(2) Se tienen resultados que difieren del promedio final informado de una muestra de referencia CCRL-PSP con un rango de 3 o menos.

A Estos números representan, respectivamente, los límites (1s %) y (d2s %) descritos en la práctica ASTM C 670.

3) Se tienen resultados que difieren del valor aceptado de una muestra de referencia conocida con valores establecidos de resistencia en más de doble de los valores de 1s % (para laboratorios múltiples) del cuadro 2.

Antes de iniciar el procedimiento de recalificación, se deben evaluar todos los aspectos de la fabricación de cubos y procesos de ensayo para determinar si el resultado discordante se debe a algún error sistemático o es solamente un evento ocasional al azar.

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10.4.5.2 Si el equipo de compactación, es reubicado, significativamente modificado, reparado, o ha sido recalibrado, se debe recalificar el equipo de acuerdo con 10.4.4.

NOTA 7 Se recomienda preparar una muestra grande y homogénea de cemento en el momento de calificación para utilizarla como un estándar secundario y para la evaluación del método. Los ensayos frecuentes de esta muestra darán un aviso temprano sobre cualquier cambio en el comportamiento de los equipos.

10.5 Almacenamiento de los Especímenes de Ensayo Inmediatamente después de completar el modelo se colocan los especímenes de ensayo en un gabinete húmedo o cuarto húmedo. Todos los especímenes de ensayo, inmediatamente después del moldeo, deben mantenerse en sus moldes sobre placas de base en un gabinete húmedo o cuarto húmedo desde 20 a 72 h con sus superficies superiores expuestas al aire húmedo pero protegidas del goteo de agua.

Si los especímenes se remueven de los moldes antes de 24 h, los mismos se colocan sobre estantes del gabinete húmedo o cuarto húmedo hasta que tengan 24h de edad. Luego los especímenes, (excepto aquellos para ensayos de 24 h) se sumergen en agua saturada de cal, en tanques de almacenaje construidos de materiales no corrosivos. El agua de almacenaje debe conservarse limpia cambiándola cuando sea necesario.

10.6 Determinación de Resistencia a la Compresión:

10.6.1 Se ensayan los especímenes inmediatamente después de sacarlos del gabinete húmedo en el caso de especímenes de 24 h, y del agua de almacenaje en el caso de todos los otros especímenes. Todos los especímenes de ensayo para una edad de ensayo dada deben ser rotos dentro de la tolerancia admisible siguiente:

Edad de Ensayo Tolerancia Admisible

Si se saca más de un espécimen al mismo tiempo del gabinete húmedo para los ensayos de 24 h, se deben mantener estos especímenes cubiertos con un paño húmedo hasta el momento del ensayo. Si se saca más de un espécimen al mismo tiempo del agua de almacenaje para su ensayo, los mismos deben mantenerse en agua a una temperatura de 23 ± 2 °C (73.5± 3.5 °F) y con suficiente profundidad para sumergir completamente cada espécimen hasta el momento del ensayo.

10.6.2 Se seca cada espécimen a una condición de superficie seca, y se les remueve cualquier grano de arena suelta o incrustación de las caras que estarán en contacto con los bloques de apoyo de máquina de ensayo. Controle la planicidad de estas caras aplicándoles una regla recta (Nota 8). Si hay una curva apreciable, se lija la cara o caras hasta conseguir superficies planas o se descarta el espécimen.

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Se debe hacer un control periódico del área de la sección transversal de los especímenes.

NOTA 8 Caras del Espécimen Se obtendrán resultados mucho más bajos que la verdadera resistencia cargando caras de un espécimen cúbico que no son verdaderamente planas. Por lo tanto, es esencial que los moldes de los especímenes sean mantenidos escrupulosamente limpios, pues de otro modo se formarán grandes irregularidades en las superficies. Los instrumentos para la limpieza de los moldes deben ser siempre más blandos que el metal de los moldes para evitar desgaste. En el caso que sea necesario lijar las caras del espécimen, esto puede hacerse mejor frotando el espécimen sobre una lámina de papel fino de esmeril o paño pegado a una superficie plana, utilizando solo una presión moderada. Tal lijado es tedioso para más de unas pocas milésimas de pulgada (centésimos de milímetro); donde sea necesario más que esto, se recomienda que el espécimen sea descartado.

10.6.3 Se debe de aplicar la carga a las caras de espécimen que estuvieron en contacto con las superficies verdaderamente planas del molde. Se coloca cuidadosamente el espécimen en la máquina de ensayo de bajo del centro del bloque del apoyo superior. Antes del ensayo de cada cubo, se debe comprobar que el bloque asentado esféricamente esté libre para inclinarse. No deben usarse materiales de amortiguamiento o de asiento. Se coloca el bloque de asiento esférico en contacto uniforme con la superficie del espécimen. Se aplica la velocidad de carga con una velocidad relativa de movimiento entre las platinas superior e inferior correspondiente a una carga sobre el espécimen con el rango de 900 a 1800 N/s (200 a 400 lb/s). Se mantiene esta velocidad de movimiento designada de la platina durante la primera mitad de la aplicación de la carga máxima anticipada y no se hace ningún ajuste en la velocidad de movimiento de la platina en la última mitad de aplicación de la carga especialmente mientras el cubo está fluyendo antes de la falla.

NOTA 9 Es aconsejable la aplicación de sólo un recubrimiento muy liviano de aceite mineral liviano de buena calidad, al asiento esférico de la platina superior.

11. Cálculos

11.1 Se registra la carga total máxima indicada por la máquina de ensayo, y se calcule la resistencia a la compresión como sigue:

fm = P/A (1)

Donde:

fm =

Resistencia a la compresión en MPa, o lb/pulg²

P =

Carga total máxima en N, (lb)

A =

Área de la superficie cargada mm² (pulg²).

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Tanto los especímenes de 50 mm como los de (2 pulg) pueden ser usados para la determinación de la resistencia a la compresión, si se utilizan unidades SI o pulglibra. Sin embargo, deben usarse unidades coherentes para la carga y el área para calcular la resistencia en las unidades seleccionadas. Si el área de sección transversal de un espécimen varía en más del 1.5% de la nominal, se usa el área real para el cálculo de la resistencia a la compresión. La resistencia a la compresión de todos los especímenes de ensayo aceptables (véase Sección 12) hechos de la misma muestra y ensayados en el mismo período debe ser promediada e informada a 0.1 MPa (10 lb/pulg²) más cercanos.

12. Informe

12.1 Se debe informar el flujo al 1% más cercano y el agua usada al 0.1% más cercano. La resistencia promedio a la compresión de todos los especímenes de la misma muestra debe ser informada a los 0.1 MPa (10 lb/pulg²) más cercanos.

13. Especímenes de Defectuosos y Reensayos

13.1 En la determinación de la resistencia a la compresión, no deben incluirse los especímenes que son evidentemente defectuosos.

13.2 El rango máximo admisible entre especímenes de la misma amasada de mortero, a la misma edad de ensayo es de 8.7 % del promedio cuando tres cubos representan una edad de ensayo y de 7.6% cuando dos cubos representan una edad de ensayo.

NOTA 10 La probabilidad de exceder estos rangos es 1 en 100 cuando el coeficiente de variación dentro de la amasada es 2.1 %. El 2.1 % es un promedio para los laboratorios que participan en los programas de muestreo de referencia de cemento portland y cemento de mampostería del Cement and Concrete Reference Laboratory.

13.3 Si el rango de tres especímenes excede el máximo indicado en 13.2, se descarta el resultado que más difiera del promedio y se comprueba el rango de los dos especímenes restantes. Se hace un nuevo ensayo de la muestra si quedan menos de dos especímenes después de descartar los especímenes defectuosos o se descartan ensayos que no cumplan con el rango máximo admisible de dos especímenes.

NOTA 11 Los resultados de resistencia confiables dependen del cumplimiento cuidadoso de todos los requisitos y procedimientos especificados. Los resultados erráticos para un período de ensayo dado indican que algunos de los requisitos y procedimientos no han sido cuidadosamente observados: por ejemplo, aquellos que cubren el ensayo de los especímenes prescritos en 10.6.2 y 10.6.3. El centrado inadecuado de los especímenes que resulta en fracturas oblicuas o movimiento lateral de uno de los cabezales de la máquina de ensayo durante la carga causará resultados de resistencia más bajos.

14. Precisión y Sesgo

14.1 Precisión Las indicaciones de precisión para este método de ensayo están listadas en el Cuadro 2 y están basadas en resultados del Cement and Concrete Reference Sample Program (véase Nota 12). Están desarrolladas en base a datos donde un resultado de ensayo es el promedio de ensayos de resistencia a la compresión de tres cubos moldeados de una sola amasada de mortero y ensayados a la misma edad. No se

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notará un cambio significativo en la precisión cuando un resultado de ensayo es el promedio de dos cubos y no de tres.

14.2 Estas indicaciones de precisión son aplicables a morteros hechos con cementos mezclados y ensayados a las edades señaladas. Los límites apropiados son similares, un poco mayores para ensayos a edades menores y levemente menores para ensayos a edades mayores.

14.3 Sesgo El procedimiento en este método de ensayo no tiene sesgo porque el valor de la resistencia a la compresión está definida en términos del método de ensayo.

15. Palabras clave

15.1 Resistencia a la compresión; mortero de cemento hidráulico; resistencia del cemento hidráulico; resistencia del cemento hidráulico; resistencia del mortero: resistencia.

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¿Cuál es el objetivo?

Este Ensayo se utiliza para determinar la resistencia a la compresión del cemento hidráulico. La relación de volumen que contiene el molde del ensayo (molde cuadrado de 2”) es: 1 parte de cemento y 2.75 de arena.

¿Qué se debe tener en cuenta?

El muestreo debe ser realizado por personal autorizado, las muestras no se deben elegir de una misma área, de lo contrario no estaríamos examinando la uniformidad de la resistencia.

Materiales:

- balanza- probeta graduada- molde cuadrado de 2”- mezcladora, tazón y una paleta.- mesa y molde de ensayo de flujo- aspirador

Procedimiento:

Se obtienen las muestras de diferentes posiciones del contenedor mezcladas en masa con la relación ya mencionada, se le aplica agua, se mezcla con una paleta hasta obtener una mezcla homogénea, se vierte en el molde cuadrado teniendo en cuenta que se debe tener una muestra de cada sitio del contenedor para 7 días y una para los 28 días, luego se procede a romper las muestras a los 7 y 2 días.

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ASTM-C187

Determinación de la cantidad de agua para obtener la consistencia normal de la pasta de cemento hidráulico.

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1. OBJETO

1.1 Este método de ensayo trata sobre la determinación de la cantidad de agua necesaria para obtener pastas de consistencia normal de cemento hidráulico.

1.2 Unidades – Los valores dados en unidades SI deben ser considerados como el estándar. No se incluyen otras unidades de mediad en esta norma.

1.3 Esta norma no tiene el propósito de señalar todas las medidas de seguridad, si las hubiere, asociadas a su uso. Es responsabilidad del usuario establecer las prácticas apropiadas de seguridad y de salubridad ocupacional y determinar la aplicabilidad de las limitaciones regulatorias antes de su uso.

1.4 Precaución – Las mezclas cementicias hidráulicas frescas son cáusticas y pueden causar quemaduras químicas a la piel y tejidos durante una exposición prolongada. Se recomienda el uso de guantes, ropa protectora y protección a los ojos. El área de contacto debe ser lavada con abundante agua después del contacto. Los ojos deben ser lavados por un mínimo de 15 min. Debe evitarse la exposición del cuerpo a la ropa saturada con la fase líquida de material cementicio no endurecido. La ropa contaminada debe ser removida inmediatamente después de su exposición. (Véase sección sobre seguridad del Manual of cement testing del Vol. 04.01 de Normas de la ASTM.



ASTM C219 Terminología referente al cemento hidráulico

NTG 41002 (ASTM C305) Práctica para la mezcla mecánica de pasta de cemento hidráulica y morteros de consistencia plástica.

NTG 41059 (ASTM C511) Cuartos de mezclado, gabinetes húmedos cuartos húmedos y tanques de almacenamiento de agua usados en los ensayos de cementos hidráulicos y concretos. Especificaciones.

NTG 41043 (ASTM C1005) Masa de referencia y dispositivos para determinar la masa y el volumen, para uso en los ensayos físicos de los cementos hidráulicos. Especificaciones.

(ASTM D1193) Agua como reactivo. Especificaciones

(ASTM E 177) Práctica, para el uso de los términos de precisión y sesgo en los métodos de ensayo de ASTM.

3. TERMINOLOGÍA

3.1 Consistencia normal – Es el grado de plasticidad de una pasta de cemento hidráulico que es apropiada para su ensayo, de acuerdo a la medición por un método estipulado.

Discusión- El resultado de los ensayos de consistencia normal se informa como la masa de agua requerida para obtener esta plasticidad, dividida por la masa de cemento hidráulico, expresada como porcentaje (véase la norma ASTM C219).

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4. SIGNIFICACIÓN Y USO

4.1 Este método de ensayo tiene el propósito de ser usado para determinar la cantidad de agua requerida para la preparación de pastas de cemento hidráulico de consistencia normal, como se requiere para ciertos ensayos estándar.

5. EQUIPO

5.1 Masas de referencia y dispositivos para la determinación de la masa – Deben cumplir con los requisitos señalados en la noma NTG 41043 (ASTM C1005). Los dispositivos para la determinación de la masa deben ser evaluados para su precisión y sesgo a una carga total de 1000g.

5.2 Probetas graduadas de vidrio – Deben ser de una capacidad de 200 a 250 mL y deben cumplir con los requisitos establecidos en la norma NTG 41043 (ASTM C1005).

5.3 Aparato de Vicat – El aparato de Vicat (Figura 1) Consiste de un soporte (A) que sostiene un vástago móvil (B) que tiene una masa de 300g; uno de sus extremos (C) es el émbolo que tiene 10 mm, de diámetro con una longitud de por lo menos 50 mm y el otro extremo tiene una aguja removible (D) de 1mm de diámetro y de 50 mm de longitud. El vástago (B) es reversible y puede sostenerse en la posición deseada por medio de un tornillo (E) y tiene un indicador ajustable (F) que se mueve sobre una escala graduada en milímetros rígidamente unida al soporte. La pasta se coloca en un molde fijo de forma tronco-cónica (G) que está apoyado sobre una placa base cuadrada no absorbente (H) de aproximadamente 100 cm². El vástago (B) debe ser de acero inoxidable con una dureza no menor de 35 HRC (Véase la Nota 1) y debe estar sobre el mismo eje que el émbolo (C). El molde (G) debe ser de un material anticorrosivo no absorbente y debe tener un diámetro interior de 70mm en la base y de 60 mm en el tope y una altura de 40mm. En adición a lo ya mencionado el aparato de Vicat debe cumplir con los siguientes requisitos:

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Peso del vástago móvil………300 ± 0.5g

Diámetro del émbolo al final del vástago………………….10 ± 0.05 mm

Diámetro de la aguja…………1 ± 0.005 mm

Diámetro interior del molde en la base……………………70 ± 3 mm

Diámetro interior del molde en el tope………………………60 ± 3 mm

Escala graduada………………La escala graduada cuando se la compara con una escala patrón debe tener una exactitud de ± 0.1 mm

en todos sus puntos y no debe mostrar en ningún punto una desviación mayor de 0.25 mm.

5.4 Espátula, con una hoja de acero afilada y recta de 100 a 150 mm de longitud.

6. TEMPERATURA Y HUMEDAD

6.1 La temperatura del aire ambiente en la sala de trabajo, la zona de mezclado, el cemento seco, los moldes y placas de base, excepto la del agua debe mantenerse entre 23 ± 4°C. La temperatura del agua de mezclado debe ser de 23 ± 2°C (Véase norma NTG 41059 (ASTM C511).

6.2 La humedad relativa en el laboratorio o sala de trabajo debe ser mayor de 50% (Véase norma NTG 41059 (ASTM C511).

7. PROCEDIMIENTO

7.1 Preparación de la pasta de cemento – Se mezclan 650g de cemento con una determinada cantidad de agua limpia, de acuerdo con el procedimiento descrito en la norma NTG 41002 (ASTM C305). Práctica para la mezcla mecánica de pastas de cemento hidráulico y morteros de consistencia plástica. El agua debe estar de acuerdo a los requisitos de la especificación ASTM D1193, para reactividad Tipo III o Tipo IV.

7.2 Moldeo de los especímenes de ensayo – La pasta de cemento preparada como se describe en 7.1, se moldea rápidamente con las manos, con el empleo de guantes de hule, para darle la forma de una bola. Luego se lanza seis veces de una mano a la otra a través de una distancia de unos 150 mm con el fin de producir una masa aproximadamente esférica que pueda insertarse fácilmente dentro del molde de Vicat con una mínima cantidad de manipulación adicional. Luego se presiona la bola que permanece en la palma de la mano dentro de la base mayor del molde cónico (G) (Véase Figura 1) el cual está sostenido con la otra mano, hasta llenarlo completamente con la pasta. Luego se remueve el exceso de pasta en la base del molde con un solo movimiento de la palma de la mano. Se coloca el molde con su base (diámetro mayor) sobre la placa base (H) y con la ayuda de una espátula inclinada respecto al borde del tope del molde, se quita el exceso de pasta en el tope del molde con un solo movimiento. Finalmente si es necesario se alisa la superficie de la pasta con unos pocos y ligeros deslizamientos de la espátula. Durante éstas operaciones de enrasado y alisado se debe tener el cuidado de no comprimir la pasta.

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7.3 Determinación de la constancia normal – El conjunto constituido por la placa base y el molde con la pasta, se lleva al aparato de Vicat y se centra debajo del vástago (B). Véase Figura 1. Luego se hace descender el émbolo hasta que haga contacto con la pasta y se fija en esta posición por medio del tornillo (E). Luego se desplaza el indicador (F) hasta que coincida con el cero superior de la escala, o se toma una lectura inicial, y se suelta inmediatamente. El tiempo transcurrido desde la completación del mezclado de la pasta y la liberación del émbolo, no debe exceder de 30s. El equipo no debe estar sometido a ningún tipo de vibración durante el ensayo. Se considera que la pasta tiene una consistencia normal cuando el émbolo penetra 10 ± 1 mm bajo la superficie original, 30s después de haber sido soltado. Se deben realizar diversas pastas de prueba variando la cantidad de agua y usando una nueva cantidad de cemento cada vez, hasta obtener la consistencia normal.

8. CALCULO

8.1 Se calcula la cantidad de agua requerida para obtener una pasta de cemento con una consistencia normal, dividiendo la masa del agua necesaria para la consistencia normal entre la masa de cemento seco usado, expresando el resultado como porcentaje, la relación de masas se calcula con una aproximación del 0.1% y se debe expresar con una aproximación del 0.5%.


9.1 La precisión de un solo operador con un mismo instrumento se ha encontrado ser de 0.25 (1S) y la precisión multilaboratorio se ha encontrado ser de 0.35 (1S) como se define en la práctica ASTM E177; Por lo tanto, los resultados de dos ensayos realizados adecuadamente por el mismo operador en un laboratorio dado no deben diferir en más de 0.7 puntos porcentuales y los resultados entre dos diferentes laboratorios no deben diferir en más de 1.0 puntos porcentual el 95% del tiempo.

10. DESCRIPTORES

10.1 Consistencia; consistencia normal; aparato de Vicat; agujas de Vicat.

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El ensayo ASTM-C187 tiene como propósito explicar cómo obtener o determinar un cemento de consistencia normal de un cemento hidráulico. Es decir, con este ensayo podemos saber la cantidad de agua necesaria para que la pasta de cemento tenga una fluidez óptima y un nivel de plasticidad, o capacidad de ser moldeado con facilidad, ideal.

Para realizar el ensayo se recomienda el uso de protección (ropa, guantes, gafas), por el peligro que implica el contacto con mezclas cementicias frescas en su fase liquida.

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Los instrumentos necesarios son:

- Aparato de Vicat. (Molde y base de vidrio)- Balanza (o dispositivos para la determinación de la masa)- Probetas graduadas de vidrio.- Guantes.- Espátula o palustre.- Cemento Portland tipo I.

La temperatura y humedad del ambiente y de los materiales, debe ser la especificada según el ASTM-C511.

1. Se mezclan 650 gramos de agua, como se especifica en el ASTM-C305. Sobre una superficie no absorbente, se coloca la cantidad especificada de cemento Portland en forma de cono, haciendo un orifico en su interior sobre el cual se vierte el agua y se llena el orifico con el cemento seco que lo rodea utilizando la espátula.

2. La pasta de cemento se moldea rápidamente con las manos, con el empleo de guantes de hule, para darle la forma de una bola. Luego se lanza seis veces de una mano a la otra a través de una distancia de unos 150 mm con el fin de producir una pasta de forma esférica. Se llena presiona la bola de pasta en el molde, sujetándolo con la otra mano, evitando comprimir la pasta, hasta que se llene el molde. Con la espátula, se quita el exceso de pasta y se alisa la superficie con ligeros desplazamientos de ser necesario.

3. Se lleva el molde con su placa base, al aparato de vicat y se centra bajo el vástago, y se deja descender hasta que este toque la superficie de la pasta y se fija en esa posición usando el tornillo, y se lleva el aparato a cero en la escala. Y de nuevo se deja caer el embolo en la pasta por 30 segundos.

Si la aguja del aparato de vicat penetro la pasta unos 10mm bajo la superficie al finalizar los 30 segundos, entonces se considera que la relación agua cemento utilizada produce una mezcla de consistencia normal.

Se realizan diversas pastas de prueba variando la cantidad de agua y usando una nueva cantidad de cemento cada vez, hasta obtener la consistencia normal.

Se calcula la cantidad de agua requerida para obtener una pasta de cemento con una consistencia normal, dividiendo la masa del agua necesaria para la consistencia normal entre la masa de cemento seco usado, expresando el resultado como porcentaje.

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ASTM-C230

Mesa de flujo para uso en ensayos de cemento

hidráulico.

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1. OBJETO

1.1 Esta norma establece los requisitos para la mesa de flujo y accesorios (Nota 1) usados en los ensayos de flujo para la consistencia de morteros en los ensayos de cementos hidráulicos, tal como el método de ensayo NTG 41003 h13, pero no limitados a este último.

NOTA 1 – Para ayudar clarificar el diseño de la mesa de flujo y sus accesorios véanse los detalles de la Figura 1a y 1b (SI) y la Figura 2a y 2b (lb-pulg). Estos detalles son sólo para propósitos de información.

1.2 Unidades – Los valores dados tanto en unidades SI como en unidades pulgada-libra deben ser considerados separadamente como el estándar. Los valores dados en cada sistema pueden no tener equivalencias exactas, por lo tanto cada sistema debe ser usado independientemente del otro. Combinando los valores de cada sistema puede dar lugar a un no cumplimiento con esta norma.

1.3 Esta norma no pretende señalar todos los aspectos de seguridad si los hubiere, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de este método el establecer las prácticas de seguridad y salubridad ocupacional y determinar la aplicabilidad de limitaciones regulatorias, antes de su uso.



NTG 41003 h13 (ASTM C1437) Método de ensayo. Determinación del flujo del mortero de cemento hidráulico

3. MESA DE FLUJO Y SOPORTE

3.1 La mesa de flujo consiste de un soporte o armazón rígida de hierro fundido y de una mesa superior rígida circular de 255 ± 2.5 mm (10 ± 0.1 pulg), con un eje unido perpendicularmente a dicha mesa por medio de un tornillo roscado. La mesa superior, la cual se une al eje posee una porción resaltada y se debe montar en el soporte de manera que por medio de una leva rotatoria, pueda ser subida y dejada caer verticalmente a lo largo de una altura especificada de 12.7 ± 0.13 mm (0.500 ± 0.005 pulg) para mesas nuevas y de 12.7 ± 0.38 (0.500 ± 0.015 pulg) para mesas en uso. La mesa superior debe tener una superficie plana y finamente pulida, libre de picaduras y defectos superficiales. El tope de la misma debe ser marcado con ocho líneas equidistantes grabadas de 68 mm (2 ⅝ pulg) de largo extendiéndose desde el exterior de la circunferencia hacia el centro de la mesa. Cada línea tiene en su extremo un arco grabado de 6mm (¼ pulg) de largo cuyo punto central es el centro del tope de la mesa, con un radio de 59.5 mm (2 ⅜ pulg). Las líneas grabadas deben ser hechas con una herramienta con punta de 60°, y una profundidad de 0.25 (0.01 pulg). La mesa superior debe ser de bronce o latón fundido que tenga un número de dureza Rockwell no menor de HRB 25, con un espesor en el borde no menor de 7.5 mm (0.3 pulg), y debe tener seis costillas o nervaduras de refuerzo radiales fundidas integralmente con la mesa.

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La mesa superior y el eje de la misma deben tener una masa de 4.08 ± 0.05 kg (9 ± 0.1lb) distribuidas simétricamente alrededor del centro del eje.

3.1.2 La leva y el eje vertical deben ser de acero al carbono mediano, para maquinaria, endurecido en el extremo del eje en contacto con la leva. El eje debe ser recto y la diferencia entre éste y el diámetro de la perforación en el soporte no debe ser menor de 0.05 mm (0.002 pulg) ni mayor de 0.08 mm (0.003 pulg) para mesas nuevas y debe ser mantenido entre 0.05 a 0.25 mm (0.002 a 0.010 pulg) para mesas en uso. El extremo del eje no debe caer sobre la lleva al final de la caída de la mesa, sino que debe hacer contacto con ella suavemente a no menos de 120° del punto de caída. La cara de la leva debe ser una curva suave en espiral con un incremento radial uniforme de 13 a 32 mm (½ a 1¼ pulg) en 360° y no debe haber vibración apreciable cuando el eje se pone en contacto con la leva. La leva debe estar localizada de tal forma y las caras de contacto entre el eje y la leva deben ser tales, que la mesa no rote más de una revolución en 25 caídas. Las superficies del soporte y de la mesa que entran en contacto al final de cada caída se deben mantener pulidas planas y horizontales, paralelas con la superficie superior de la mesa y deben hacer un contacto continuo los 360° completos.

3.2 El soporte de la mesa de flujo debe ser colado integralmente de hierro fundido de grano fino de alta calidad. Debe tener tres aletas o nervaduras de refuerzo fundidas integralmente que se extiendan a todo lo largo de la altura del soporte y separadas 120° entre sí. La parte superior del soporte debe ser templada hasta una profundidad de aproximadamente 6 mm (¼ pulg) y la superficie superior horizontal debe ser esmerilada y pulida en ángulo recto con la perforación, para dar un contacto de 360° con la porción resaltada del eje. La superficie horizontal inferior de la base del soporte debe ser esmerilada para asegurar un contacto completo con la plancha de hierro fundido o de acero que se coloca abajo.

3.3 La mesa de flujo debe ser operada por medio de un motor (véase Nota 2) conectado al eje de la leva por medio de un reductor de velocidad cerrado de engranaje helicoidal y un acoplamiento flexible. La velocidad del eje de leva debe ser de aproximadamente 100 r/min. El motor o mecanismo de impulsión debe sujetarse o montarse sobre la plancha base del soporte o en el propio soporte.

NOTA 2 – Se ha determinado que un motor de 40w (1/20 hp) es adecuado para tal fin.

3.4 El funcionamiento de una mesa de flujo se considera satisfactorio si en las pruebas de calibración, la mesa da un valor de flujo que no difiera en más de 5 puntos porcentuales de los valores de flujo obtenido con un material de calibración apropiado (véase Nota 3).

NOTA 3 – El material de calibración se puede obtener en el Cement and Concrete Reference Laboratory del National Institute of Standards and Technology, Gaithesburg, MD. 20899. Algunas causas y soluciones al comportamiento insatisfactorio de Mesas de Flujo pueden encontrarse en la sección de Mesas de Flujo del ASTM Manual of Cement Testing.

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4. MONTAJE DE LA MESA DE FLUJO

4.1 El soporte de la mesa de flujo debe atornillarse de forma firme a una plancha cuadrada de hierro fundido o de acero, con un espesor no menor de 25 mm (1 pulg) y de 250 mm (10 pulg) de lado. La superficie superior de esta plancha debe pulirse hasta obtener una superficie lisa y plana. La plancha se debe anclar a la parte superior de un pedestal de concreto, por medio de cuatro tornillos de 13 mm (½ pulg) de diámetro que pasan a través de la plancha y que se empotran en el pedestal, por lo menos 150 mm (6 pulg).

4.2 El pedestal de concreto debe fundirse invertido sobre la plancha de base, para obtener así un contacto completo en todos sus puntos entre la plancha de base y el pedestal. No deben usarse tuercas u otros dispositivos niveladores entre la plancha de base y el pedestal. La nivelación debe efectuarse empleando medios adecuados bajo la base del pedestal.

4.3 El pedestal debe ser cuadrado, de 250 a 275 mm (10 a 11 pulg) en la parte superior y de 375 a 400mm (15 a 16 pulg) en su base; el alto debe ser de 625 a 750 mm (25 a 30 pulg) y debe ser de construcción monolítica, fundido en concreto con una densidad de por lo menos 2240 kg/m³ (140 lb/pie³). Debajo del pedestal debe insertarse un empaque de corcho estable de 13 mm (½ pulg) de espesor y del mismo tamaño de la base del pedestal, insertar bajo las cuatro esquinas del pedestal, o bien insertar bajo las cuatro esquinas del pedestal 4 piezas de empaque de corcho de 13 mm (½ pulg) de espesor y cuadradas de 100 mm (4 pulg) de lado. La mesa de Flujo debe ser verificada frecuentemente en la nivelación de la superficie superior, la estabilidad del pedestal y la presión de las tuercas y tornillos entre base de la mesa de flujo y la plancha del pedestal. (Se recomienda un torque o torsión de 27 N.m (20 lb.pie) para apretar las tuercas.

4.4 Después de que haya sido montado el soporte sobre el pedestal, se debe nivelar la superficie de la mesa de flujo a lo largo de dos diámetros a ángulos rectos el uno del otro, cuando la mesa se encuentre en las posiciones alta y baja.

5. LUBRICACIÓN DE LA MESA DE FLUJO

5.1 El eje vertical de la mesa debe mantenerse limpio y lubricado (véase Nota 4) con un aceite liviano (SAE- 10). Teniendo cuidado que no quede aceite entre las superficies de contacto de la mesa superior con el soporte de apoyo. También debe ponerse aceite en la cara de la leva para reducir el desgaste y proporcionar una operación suave. Si la mesa no ha sido operada por algún tiempo debe elevarse y dejarse caer por lo menos una docena de veces justo antes de usarla.

6. MOLDE Y CALIBRADOR

6.1 El molde cónico para preparar el espécimen de flujo debe ser de latón o de bronce fundido. El metal debe tener una dureza Rockwell no menor de HRB 25. La altura del molde debe ser de 50.0 ± 0.5mm (2.00 ± 0.02 pulg); El diámetro de la abertura superior debe ser de 70.0 ± 0.5 mm (2.75 ± 0.02 pulg) para moldes nuevos y 70.0 ± 13 mm (2.75 ± 0.05 pulg) y 70.0 – 0.5 mm (2.75 – 0.02 pulg) para moldes en uso.

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El diámetro de la abertura de la base debe ser de 100 ± 0.5 mm (4.00 ± 0.02 pulg) para moldes nuevos y de 100 ± 1.3 mm (4.00 ± 0.005 pulg) y 100 - 0.5 mm (4.00 – 0.02 pulg) para moldes en uso. Las superficies de la base y de la parte superior deben ser paralelas entre sí y a ángulos rectos con el eje vertical del cono. El molde debe tener un espesor mínimo de pared de 5 mm, la parte exterior del borde superior del molde debe ser conformada en forma de collar que permita levantar el molde convenientemente. Además, todas las superficies deben ser trabajadas para darles un acabado liso. Para prevenir que el mortero se derrame sobre la superficie superior de la mesa se debe usar con el molde, un protector circular de aproximadamente 250 mm de diámetro con una cobertura central de aproximadamente 100 mm (4 pulg), hecho de material no absorbente y no atacable por el cemento.

6.2 El calibrador para medir el diámetro del flujo del mortero después de que se haya expandido por la operación de la mesa, debe consistir de una quijada fija y una quijada móvil. La escala del mismo debe ser grabada a máquina en 40 incrementos con 4.0 mm (0.16 pulg) entre divisiones, con líneas de división principales marcada cada 5 divisiones y con números de incremento cada 10 divisiones (véase nota 5). La construcción y exactitud del calibrador debe ser tal que la distancia entre las quijadas sea de 100 ± 0.25 mm (4 ± 0.01 pulg) cuando el indicador esté en cero.

NOTA 5 – El calibrador está graduado para indicar un cuarto (¼) del flujo real, de manera que la lectura de las cuatro medidas se puedan sumar para dar el valor del flujo sin necesidad de calcular el promedio de las cuatro medidas individuales del flujo total.

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Esta norma nos indica los requerimientos necesarios para la mesa de flujo y accesorios usados en los ensayos de flujo para la consistencia de morteros en los ensayos de cementos hidráulicos. Nos da las especificaciones de los materiales, dimensiones, funcionamiento, operación, forma, terminación de una mesa de flujo y sus soportes.

Estas mesas se usan para determinar el flujo de cemento hidráulico, morteros y pastas de cemento. Se toma una muestra de ensayo, y se moldea en la mesa, a un volumen y forma determinada. Luego, después de haber sacado el molde, la mesa se baja y se sube (con una manivela manual o motor opcional) un número determinado de ciclos, después de lo cual se mide la fluidez (o el aumento del diámetro promedio) de la muestra.

La mesa superior debe tener una superficie plana y finamente pulida, libre de picaduras y defectos superficiales.

También se especifica, como debe ser el montaje y la lubricación de la mesa. La forma del molde, su material, y los requisitos del calibrador.

Si el valor de flujo que da la mesa, no difiera en más de 5 puntos porcentuales de los valores de flujo obtenido con un material de calibración apropiado, se dice que el funcionamiento de una mesa de flujo se considera satisfactorio.

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Ensayos ASTM

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