Infrome Olla de Washington

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El concreto El concreto está compuesto por : -Agregado grueso -agregado fino -agua -aire en un porcentaje de 0.5%- 3% -cemento Dentro de los poros que podemos encontrar en el concreto son : poros gel, poros del agregado , poros capilares y aire incorporado. Composición de concreto El concreto endurecido se compone de: Pasta Agregado 1. La Pasta Viene a ser el aglomerante, estructura básica o matriz, que aglutina a los agregados, grueso y fino, aire, y vacíos, es considerado como la fase continua, debido a que se encuentra unida con algo de ella misma. Elementos fundamentales Aquella parte del concreto endurecido conocida como pasta comprende a cuatro elementos fundamentales: a) El gel Nombre con el que se le denomina al producto resultante de la reacción química e hidratación del cemento b) Los poros Incluidos en ella. c) El cemento hidratado Si lo hay. d) Los cristales de hidróxido de calcio, o cal libre Que puedan haberse formado durante la hidratación del cemento.

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El concreto

El concreto está compuesto por :

-Agregado grueso

-agregado fino

-agua

-aire en un porcentaje de 0.5%- 3%

-cemento

Dentro de los poros que podemos encontrar en el concreto son : poros gel, poros

del agregado , poros capilares y aire incorporado.

Composición de concreto

El concreto endurecido se compone de:

Pasta

Agregado

1. La Pasta  

Viene a ser el aglomerante, estructura básica o matriz, que aglutina a los agregados, grueso y

fino, aire, y vacíos, es considerado como la fase continua, debido a que se encuentra unida

con algo de ella misma.

Elementos fundamentales

Aquella parte del concreto endurecido conocida como pasta comprende a cuatro

elementos fundamentales:

a) El gel

Nombre con el que se le denomina al producto resultante de la reacción química e hidratación del

cemento

b) Los poros

Incluidos en ella.

c)  El   cemento   hidratado

 Si lo hay.

d)  Los cristales de hidróxido de calcio, o cal libre

Que puedan haberse formado durante la hidratación del cemento.

porosidad de la pasta

Los poros presentes en la pasta se clasifican en cuatro categorías definidas por el origen,

tamaño promedio o ubicación. Sin embargo no existe una línea dada de demarcación que separe

un rango de tamaños del otro, los poros de estas cuatro categorías son:

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Poros por aire atrapado-

Poros por aire incorporado

Poros capilares

Poros del agregado

Poros   por   aire   atrapado  

Durante el proceso de mezclado una pequeña cantidad de aire, del orden del 1% son

aportados por los materiales y queda atrapada en la masa del concreto, no siendo

eliminada por los procesos de mezclado, colocación o compactación. Los espacios que

este aire forma en la masa de concreto se conoce como poros por aire atrapado. Son parte

inevitable en todos los concretos, varían en tamaño desde aquellos que no son perceptibles a simple

visita, hasta aquellos de 1 cm. o más de diámetro, su perfil suele ser irregular y no necesariamente

están interconectados. La presencia de poros por aire atrapado es indeseable dado a que

contribuyen a la disminución de resistencia y durabilidad del concreto, pudiendo adicionalmente

incrementar la permeabilidad.

Poros por aire incorporado  

Fundamentalmente por razones de incremento en la durabilidad del concreto,

por incremento en la protección de la pasta contra los procesos de congelación del

agua en el interior de la misma, se pueden incorporar intencionalmente, mediante el

uso de aditivos químicos, minúsculas burbujas de aire las cuales se conocen como

poros de aire incorporado. Las burbujas de aire incorporado son generalmente de perfil esférico

con diámetros promedio entre 0.08 a 0.10 mm. Pueden ocupar hasta un 5% o más de

volumen en el concreto. Este sistema de vacíos estrechamente espaciados permite un

incremento significativo de la durabilidad del concreto al crear un gran número de

cámaras en las que se puede congelar el agua presente en los poros capilares,

evitando que la tensión generada por la expansión debido a la conversión de agua a hielo

contribuya a agrietar el concreto. El principal inconveniente de la presencia de burbujas de aire

en la mezcla es que estas al incrementar la porosidad, tienden a disminuir las resistencias

mecánicas en un 5% por cada 1% de aire incorporado

poros capilares Se define como poros capilares a los espacios originalmente ocupados por el agua en el concreto fresco, los cuales en el proceso de hidratación del cemento no han sido ocupados por el gel.

El gel Sólo puede desarrollarse en los espacios originalmente llenos de agua. Por tanto si la relación agua / cemento es alta o el curado es pobre, la cantidad de espacios ocupables por el gel será alta y sólo una parte de ellos será ocupada por el gel durante el proceso de hidratación, quedando los espacios residuales en la condición de poros capilares. Los poros capilares no pueden ser apreciados a simple vista, varían en perfil y forman un sistema, en muchos

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casos interconectados, distribuido al azar a través de la pasta .Dependen de la relación agua / cemento, como del grado de hidratación dela pasta; aunque son de tamaño sub microscópico están en capacidad de contener agua que puede congelarse. Es evidente que conforme aumenta el número de poros capilares, la resistencia será menor, al mismo tiempo que tenderá a aumentar la porosidad, permeabilidad y capacidad de absorción de la pasta y por ello del concreto.

Poros gel  

Durante el proceso de formación de gel quedan atrapados dentro de este, totalmente aislados unos de otros, así como del exterior, un conjunto de vacíos a los cuales se les conoce con el nombre de poros gel. Estos poros se presentan en el gel independientemente de la relación agua/cemento y el grado de hidratación de la pasta, ocupando aproximadamente el 28% de la misma.

Los poros gel Tiene un diámetro muy pequeño, del orden de aproximadamente de 0.00000018 mm. Equivalente al de las moléculas de agua. Debido a su muy pequeño diámetro el agua no congela en ellos, estos poros no están interconectados.

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Porosidad del agregado

Las cuatro categorías de poros que pueden presentarse en la pasta corresponden a espacios

que están en el concreto fuera de los límites de los agregados. Sin embargo este es

poroso y permeable, pudiendo variar el total de poros, de acuerdo a los diferentes tipos de

rocas, entre el 0.3% y el 20%.Algunas rocas presentan macro poros, los cuales se definen

como poros lo suficientemente grandes como para que los efectos de la capilaridad en

ellos sean muy pequeños o despreciables. Los pequeños vacíos presentes en el agregado,

en forma similar a los poros capilares de la pasta, pueden bajo determinadas

circunstancias ser parcial o totalmente llenados de agua y originar problemas como la

congelación, que afecta la durabilidad del concreto. De todo lo anterior, se deduce que el

concreto endurecido no es de por si impermeable al agua, debiéndose esto, a al porosidad que

posee, la cual permita la filtración del agua cuando entran en contacto. Se debe señalar, que la

permeabilidad del concreto, no es una simple función de la cantidad de poros, sino que

depende del tamaño, de su distribución y la continuidad de ellos; por consiguiente su determinación

es necesario tomar estos aspectos. El agua fluirá mas fácilmente a través de los poros

capilares, que a través delos poros gel, debido básicamente al tamaño de ellos. Luego se puede

indicar que la permeabilidad de la pasta y consecuentemente del concreto, es controlada

por la porosidad capilar.

Medición del contenido de aire mediante la olla de Washington

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1.-Alcance

Esta prueba determina la cantidad de aire que puede contener el hormigón recién

mezclado excluyendo cualquier cantidad de aire que puedan contener las partículas de

los agregados. Por esta razón este ensayo es aplicable para concretos con agregados

relativamente densos y que requieran la determinación del factor de corrección del

agregado.

Esta prueba no es aplicable a hormigones de agregados ligeros, escorias de fundición

enfriadas por aire o agregados con alta porosidad, a hormigón no plástico usado en la

fabricación de tubos o bloques de mampostería, en esos casos el ensayo

correspondiente seria de acuerdo a ASTM C 173. Este método no es utilizado en

concretos no plásticos los cuales son comúnmente utilizados en unidades de

albañilería. Este y otros ensayos como C 138 y C 173 proporcionan procedimientos de

presión, gravimétricos y volumétricos respectivamente, para la determinación del

contenido de aire de una mezcla fresca de concreto. El procedimiento de presión de

este ensayo da sustancialmente los mismos resultados del contenido de aire con

respecto a los otros ensayos para concretos con agregados densos.

2.-Equipo

Medidor de aire. - Existen aparatos satisfactorios de dos diseños básicos de

operación que trabajan con el principio de la ley de Boyle. Se hará referencia de

medidores de tipo A y B.

-Medidor tipo A.- La principal operación de este medidor de aire consiste en

introducir agua hasta una determinada altura por encima de la muestra de

concreto de volumen conocido y la aplicación de una determinada presión de

aire sobre el agua. La determinación consiste en la reducción en el volumen del

aire en la muestra de concreto por la observación del nivel de agua más bajo

que la presión aplicada.

-Medidor tipo B.- la operación principal de este medidor consiste en igualar el

volumen de aire y la presión conocida en una cámara con el volumen

desconocido de aire de la muestra de concreto. Un medidor de aire que

consiste en un recipiente de forma cilíndrica y una sección superior que lo

cubre. El recipiente debe ser de metal u otro material no reactivo al cemento,

debe tener un diámetro de 0.75 a 1.25 veces la altura y una capacidad por lo

menos de 0.20 ft. La forma en que trabaja este medidor consiste en igualar un

volumen conocido de aire a una presión conocida en una cámara de aire

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hermética con el volumen de aire desconocido de la muestra de hormigón. La

aguja en el medidor de presión se calibra en términos de porcentajes de aire de

presión en la cual se igualan ambas presiones. Se han usado satisfactoriamente

presiones operacionales de 7.5 a 30.0 psi (51 a 207 kPa).El dial de la sección

superior para medir el contenido de aire debe estar graduado en un rango de al

menos 8%, legible con una aproximación de 0.1% bajo las operaciones normales

de presión.

Varilla .- Debe ser redonda, de acero de 5/8” (16 mm) de diámetro y no menor

a 16” (400 mm) de longitud, teniendo el extremo redondeado o semi

hemisférico con diámetro de 5/8” (16 mm).

Placa para remover exceso de hormigón. - Rectangular y plana de metal o al

menos ¼” (6 mm) de espesor, de vidrio o acrílico de al menos ½” (12 mm) de

espesor con una longitud y ancho de al menos 2” (50 mm).

Mazo. - Con cabeza de goma, de peso aproximadamente 1.25 ±0.50 lb (600 ±

200 g.) para usarse con recipientes de 0.5 ft3 (14 L) o menores. Para recipientes

más grandes que 0,5 ft3 un mazo que pese aproximadamente 2.25 ± 0.50 lb

(1000 ± 200 g).

La muestra:

Se obtendrá conforme al procedimiento indicado en la norma C 172. Si el hormigón

contiene agregado grueso mayor a 2” (50 mm), tamice en húmedo una cantidad

suficiente de la muestra representativa en un tamiz de 1 1/2” (37.5 mm), como se

describe en la norma C 172.

El método que se describe para determinar el contenido de aire del hormigón fresco, se

basa en la medición del cambio de volumen del hormigón sometido a un cambio de

presión.

El equipo que se especifica para este ensayo es el tipo B de la norma ASTM C 231-78

(aparato tipo Washington), el que está equipado con un dial que registra

directamente el contenido de aire, en %, con respecto al volumen de hormigón.

El procedimiento es aplicable a hormigón fabricado con árido de densidad normal y

tamaño máximo no superior a 50 mm.

3.- Aparatos

Equipo de medición de aire:

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El equipo consta de un recipiente con tapa de acero cuya capacidad mínima es de 6

litros. La tapa está provista de un ajuste de goma o caucho para cierre hermético con el

recipiente y lleva además los aditamentos siguientes:

Un par de llaves para agua, de entrada y purga.

Llaves para apretar herméticamente la tapa al recipiente.

Cámara de presión con dial, bomba manual (o bombin externo), válvula para

traspasar el aire al recipiente y válvula de purga para ajustar la presión inicial en

el dial.

Accesorios: probeta de calibración y tubos de bronce atornillables a una de las

llaves de agua.

Accesorios

Para la ejecución del ensaye se requiere además de otros elementos para

apisonar, vibrar, enrasar, etc. El pisón debe cumplir las prescripciones de NCh

1019 E Of 74 "Determinación de la docilidad. Método del asentamiento del cono

de Abrams".

Calibración

La calibración del aparato es necesaria para tener la seguridad que el contenido de

aire indicado en el dial es el correcto; esta operación se hace particularmente

conveniente cuando el equipo ha estado largo tiempo fuera de servicio y/o cuando ha

sido maltratado o golpeado durante su manejo o transporte. La calibración se realiza en

un laboratorio calificado, el cual extenderá un Certificado de Calibración.

4.-Procedimiento

- Muestra de ensayo

El tamaño de la muestra de hormigón fresco será superior a 30 litros y su extracción se

realizará de acuerdo a lo establecido en la norma NCh 171.

- Colocación y compactación de la muestra.

Llenar el recipiente con la muestra de hormigón según el método de compactación que

se aplique.

a) Apisonado: Se aplica cuando la docilidad es mayor a 5 cm de asentamiento.

- Colocar el hormigón en tres capas de igual volumen.

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- Apisonar cada capa con 25 golpes de pisón distribuidos en toda el área. La capa

inferior se apisona en toda su altura sin golpear el fondo y las capas superiores se

apisonarán de modo que el pisón penetre aproximadamente 3 cm en la capa

subyacente.

- Después de apisonar, golpear los costados del recipiente 10 a 15 veces con un mazo.

b) Vibrado: Se aplica este procedimiento a hormigón con docilidad máxima de 10 cm

de asentamiento.

- Llenar en dos capas de igual volumen, vibrando cada capa con una o dos inserciones

del vibrador, sin tocar con éste las paredes ni el fondo del recipiente.

- La vibración se aplicará hasta que la superficie del hormigón tenga una apariencia

suave y brillante, retirando lentamente el vibrador. Se evitará la sobrevibración.

- Una vez compactada la muestra, se enrasa y alisa la superficie ajustadamente al nivel

del borde del recipiente.

- Medida del contenido de aire

- Limpiar los bordes y en especial la goma de sello, colocar la tapa y ajustar

herméticamente con las llaves de aprete.

- Cerrar las válvulas para aire y abrir las llaves para agua. Mediante una jeringa de

goma introducir agua por una de las llaves de agua hasta que fluya por la otra llave.

Golpear lateralmente con un mazo para expulsar burbujas de aire atrapadas en el agua

introducida.

- Bombear aire a la cámara de presión hasta que la aguja del dial llegue a la marca de

presión inicial. Reposar algunos segundos para enfriar el aire comprimido. Estabilizar la

aguja, mediante bombeos o purga, en la marca de presión inicial.

- Cerrar las dos llaves de agua y abrir la válvula de entrada de aire comprimido de la

cámara de aire al recipiente. Golpear suavemente los costados del recipiente, como

también la tapa del dial para estabilizar la lectura.

- Leer con aproximación a 0,1% el contenido de aire registrado en el dial. Antes de abrir

la tapa, mantener cerradas las válvulas de aire y abrir las llaves de agua para liberar la

presión de aire existente en el recipiente.

Procedimiento a utilizar con la olla de Washington

Page 9: Infrome Olla de Washington

-Seleccionar una muestra representativa.

- Humedecer el interior del tazón y colocarlo en una superficie plana nivelada y firme .

-Llenar el recipiente con tres capas de igual volumen, sobrellenando ligeramente la

última capa.

-Compactar cada capa con 25 penetraciones de la punta semihemisférica de la varilla,

distribuyendo uniformemente las penetraciones en toda la sección.

-Compactar la capa inferior en todo su espesor, sin impactar en el fondo del recipiente

con la varilla.

-Compactar la segunda y tercera capa

penetrando 1 pulgada (25 mm) de la capa anterior.

- Golpear firmemente los lados del tazón de 10 a 15 veces con el mazo, después de

compactar cada capa. Para evitar que las burbujas de aire queden atrapadas en el

interior de la muestra .

- Enrasar el hormigón utilizando la regla enrasadora apoyada sobre el borde superior

del molde; y luego limpie el exceso de muestra del borde del recipiente.

Page 10: Infrome Olla de Washington

-Limpiar y humedecer el interior de la cubierta antes de acoplarla con las mordazas a la

base; las mordazas se sujetan dos a la vez y en cruz.

-Abrir ambas llaves de purga.

-Cerrar la válvula principal de aire entre la cámara y el tazón y abrir ambas llaves de

purga a través de la cubierta.

-Inyectar agua a través de una de las llaves de purga hasta que se salga por la otra.

-Continuar inyectando agua por la llave de purga, mientras mueve y golpea el

medidor para asegurar que todo el aire es expulsado.

-Cerrar la válvula de escape de aire y bombear aire dentro de la cámara hasta que el

manómetro este en la línea de presión inicial.

-Esperar unos segundos para que el aire comprimido llegue a una temperatura

normal y se estabilice la lectura de presión.

-Ajustar el manómetro en la línea de presión inicial por bombeo o deje escapar aire si

es necesario dando ligeros golpes con la mano.

Page 11: Infrome Olla de Washington

-Cerrar ambas llaves de purga.

-Abrir la válvula principal entre la cámara de aire y el tazón.

-Dar pequeños golpes en los lados del tazón con el mazo.

-Leer el porcentaje de aire, golpeando con la mano ligeramente el manómetro para

estabilizar la lectura.

-Cerrar la válvula de aire principal y abrir las llaves de purga para descargar la presión,

antes de remover la cubierta.

-Calcular correctamente el contenido de aire.

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Contenido de aire.- Calcular el contenido de aire del concreto de la siguiente manera:

Donde:

As = contenido de aire de la muestra (%)

A1 = contenido de aire aparente de la muestra (%), lectura del manómetro.

G = factor de corrección del agregado (%).

Contenido de aire de la mezcla completa.- Cuando la muestra ensayada

representa la porción de mezcla obtenida por tamizado húmedo para remover las

partículas más grandes que el tamiz 1 ½ (37 mm.) el contenido de aire de la mezcla

completa se calcula de la siguiente manera:

Donde.-

As = Contenido de aire de mezcla completa.

Vc = volumen absoluto de los ingredientes de la mezcla que pasan el tamiz (37.5

mm.) en pies3 (m3).

Vt = volumen absoluto de los ingredientes de la mezcla, en pies3 (m3).

Va = volumen absoluto de los agregados grueso de la mezcla que se detienen en el

tamiz de 37.5 mm como determinación del peso original en pies3.

4.- Reporte

El contenido de aire se reporta con una aproximación de 0.1 %.

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5.-Consideraciones generales

Si se ha introducido agua en el medidor de aire esta debe ser purgada para prevenir

errores.

Tamaño máximo agregado: 2 pulg. (50 mm) y si el agregado es mayor se debe tamizar

en húmedo en el tamiz de ½ pulg. (37.5 mm).

Tamizado en húmedo: de requerirse, en tamiz de 1 ½ pulgada (37,5 mm) (m3) del

recipiente.

Numero de capas: 3

Compactación: 25 inserciones por capa con una varilla de 400 mm de longitud y

16 mm de diámetro.

Golpes: 10 a 15 con el mazo de goma.

Factor de corrección: se determina para calcular con precisión el contenido de

aire.

Page 14: Infrome Olla de Washington

Bibliografía

Determinación del contenido de aire en el concreto.

www.FacultadesInstitutos/laboratorio/aire.

Aditivos para el concreto. Universidad Nacional de Piura

UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA. contenido de aire del hormigón

fresco método de presión (resumen ASTM C 231).

Naturaleza del concreto. Ingeniería civil UNPRG

Hormigón – Manuel Fernández Canovas

Aditivos – ICH

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