4.1.1.1. Práctica Nº 17
4.1.1.2. Objetivo de la práctica. Aprender a preparar los especímenes de concreto para ser objeto de pruebas destructivas, que determinen su resistencia a la compresión.
4.1.1.3. Introducción. Este método abarca el equipo, materiales y procedimientos para el cabeceo de cilindros recién moldeados de concreto con pasta de cemento puro, y con yeso de enlucido de alta resistencia o mortero de azufre para cilindros endurecidos y corazones de concreto extraídos con broca.
4.1.1.4. Equipo para la práctica.
Placas de cabeceo.
Recipientes para fusión de mortero de azufre.
Parrilla eléctrica.
4.1.1.5. Materiales para la práctica.
a) Especímenes frescos. La cara superior de los especímenes recién moldeados se puede cabecear con una capa delgada de pasta seca de cemento portland.
b) Especímenes endurecidos. (curado húmedo). Los que se hayan curado húmedo pueden cabecesarse con pasta de yeso de enlucido de alta resistencia o mortero de azufre que cumplan los siguientes requisitos:
1. Pasta de yeso de alta resistencia.[2] Se puede usar esta pasta sin alterar si en cubos de 5 cm por lado, da resistencia mínimas de 350 kg/cm2 cuando se sujeta al mismo medio ambiente durante igual periodo de tiempo que los especímenes cabeceados.
2. Mortero de azufre. Se puede usar mortero de azufre si se permite que endurezca durante 2 horas. El mortero debe cumplir con los requisitos de composición y resistencia a compresión de la especificación ASTM C 287 para mortero de azufre y debe ser capaz de desarrollar resistencia mínima de 280 kg/cm2 en dos horas cuando se ensaye en cubos de 5 cm de lado.
c) Especímenes endurecidos (secados al aire). Los que deban ensayarse en condiciones de secado al aire, o deban humedecerse durante 20 a 28 horas antes de ensayarse, se pueden cabecear con mortero de azufre que cumpla con los requisitos del párrafo anterior.
4.1.1.6. Desarrollo de la práctica.
a) a) Cilindros recién moldeados Úsese solamente pasta pura de cemento portland para cabecear cilindros recién moldeados.[3] Las cabezas deben ser lo más delgadas posibles. La pasta no se aplicará al extremo opuesto, hasta que el concreto deje de asentarse en los moldes, lo que generalmente sucede de 2 a 4 horas después del moldeado. Durante el moldeado del cilindro deberá enrasarse su extremo superior al nivel de la orilla del molde o ligeramente abajo. Mézclese la pasta pura para que adquiera una consistencia rígida 2 ó 4 horas antes de usarse, con objeto de permitir que la pasta termine su periodo inicial de contracción. La resistencia de la pasta dependerá de la consistencia, relación agua/cemento, curado, marca y tipo de cemento. Para pastas de cemento tipo I y II, la consistencia óptima se produce generalmente con una relación agua/cemento de 0.32 a 0.36 por peso. Para el cemento tipo III, dicha relación generalmente se encuentra entre 0.35 y 0.39 por peso. La pasta se endurecerá durante las 2 ó 4 horas del periodo de espera y no se recomienda emplear agua de remezclado. Sin embargo, si se usa, no debe incrementarse la relación agua/cemento en más de 0.05 por peso. Retírense el agua libre y la lechada de la parte superior del espécimen inmediatamente antes del cabeceo. Fórmese la cabeza colocando un montículo cónico de pasta sobre el espécimen, presionando suavemente contra él una placa de cabeceo recién aceitada, hasta que esta quede en contacto con el borde del molde. Puede requerirse un movimiento ligero de rotación para forzar hacia fuera el exceso de pasta y disminuir al mínimo los vacíos de aire. La placa de cabeceo no debe inclinarse a uno y otro lado durante esta operación. Para evitar el secado, cúbranse cuidadosamente la placa de cabeceo y el molde con una doble capa de yute húmedo y una hoja de polietileno. La placa de cabeceop puede retirarse después del endurecimiento golpeando ligeramente la orilla con un martillo de cuero, en una dirección paralela al plano de la cabeza.
b) Especímenes de concreto endurecido. Los extremos de los cilindros evidentemente disparejos, convexos o cóncavos, deberán escuadrarse antes del cabeceo. Las irregularidades pequeñas se eliminarán por medio del pulido; para las mayores, puede emplearse una sierra de diamante o carborundo. Si alguno o ambos extremos del espécimen contienen recubrimientos o depósitos de materiales aceitosos o de cera que puedan interferir en la adherencia de las cabezas, deben retirarse y, si es necesario, el extremo del espécimen volverse ligeramente rugoso con un cepillo de alambre o una lima de acero (según sea necesario), para lograr una adherencia adecuada de las cabezas. Háganse las cabezas tan delgadas como sea posible; en general, deben tener aproximadamente 3 mm de espesor y en ningún caso más de 8 mm. Si se desea, pueden revestirse las placas de cabeceo con una capa delgada de aceite mineral o grasa, para impedir que el material de cabeceo se adhiera a la superficie de la placa.
· Cabeceo con pasta de yeso de alta resistencia. Mézclese la pasta empleando entre un 26 y 30 % del peso del yeso seco, de agua.
· Cabeceo con mortero de azufre. El mortero de azufre deberá prepararse calentándolo aproximadamente a 130º C, según se determine periódicamente con un termómetro metálico insertado cerca del centro de la masa. Vacíese el recipiente de fusión y cárguese otra vez con material nuevo a intervalos, con la suficiente frecuencia que asegure que el material no se emplee más de cinco veces.[4] El mortero de azufre nuevo debe estar seco cuando se coloque en el recipiente, ya que la humedad puede producir espuma. Por la misma razón, evítese poner en contacto con el agua el mortero de azufre fundido. La placa o dispositivo de cabeceo debe calentarse ligeramente antes de usarse para disminuir la velocidad de endurecimiento y permitir la formación de cabezas delgadas. Las placas de cabeceo deben aceitarse ligeramente y el mortero de azufre fundido agitarse inmediatamente antes de colar cada cabeza. Los extremos de los especímenes curados húmedos deberán estar lo suficientemente secos al momento del cabeceo, a fin de evitar la formación de bolsas de vapor o de espuma de diámetro mayor de 6 mm debajo de las cabezas o en ellas. Para asegurar que las cabezas se adhieran a la superficie del espécimen, los extremos de este no se aceitarán antes del cabeceo.
Protección de los especímenes después del cabeceo. Los especímenes curado en humedad deberán mantenerse en condición húmeda entre la terminación del cabeceo y el momento del ensaye, regresándolos a la cámara húmeda o envolviéndolos con una doble capa de yute húmedo. Los especímenes con cabeza de yeso no se sumergirán en agua; tampoco se almacenarán en cámara húmeda más de 4 horas. Si se almacenan en cámara húmeda, las cabezas de yeso deberán protegerse contra el agua que gotee.
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4.1.1.7. Organización de la práctica.
Se formaran equipos con un máximo de 4 alumnos, al cual se le destinara dos horas para hacer su práctica, pudiendo repetirla cuantas veces lo deseen en ese lapso, variando la cantidad de agua; dependiendo del uso que se le dé a el material preparado en la práctica, se les permitira utilizar el laboratorio por otra hora más. Debido a que semanalmente solo se tienen dos horas de práctica, los grupos tendrán que hacer sus trabajos en horarios diferentes ya sea en la mañana o en la tarde, como se explica en Programa de Prácticas de la Pag. XIV.
4.2. Pruebas destructivas.
4.2.1. Titulo de la práctica. Resistencia a compresión de cilindros moldeados de concreto.
4.2.1.1. Práctica Nº 18.
4.2.1.2. Objetivo de la práctica. Obtener por medio de la ruptura de cilindros, la resistencia a la compresión de especímenes de concreto.
4.2.1.3. Introducción Este método trata del procedimiento de ensaye a compresión de cilindros moldeados de concreto en el laboratorio o en la obra.[5].
4.2.1.4. Equipo para la práctica
· Compás para medir diámetros de los cilindros.
· Máquina de prueba.
4.2.1.5. .Materiales para la práctica.
Especímenes de ensaye. La prueba a compresión de especímenes con curado húmedo, después de retirarlos de la cámara de curado, deberá hacerse tan pronto como sea posible. Si los extremos de los especímenes difieren de un plano en más de 0.05 mm deberá cabecearse. En el transcurso entre su retiro del cuarto de curado y el ensaye, deben mantenerse húmedos por medio de yute o manta mojados. Deberán ensayarse en condición húmeda. El diámetro del espécimen se determina redondeando al más próximo 0.25 mm promediando dos diámetros que formen ángulo recto entre sí, medidos aproximadamente a la mitad de la altura del espécimen. Este diámetro promedio deberá usarse para calcular el área de la sección transversal. La longitud del espécimen, incluyendo las cabezas, se medirá redondeando al más próximo 2.5 mm
4.2.1.6. Desarrollo de la práctica.
a) Colocación del espécimen. Se coloca la placa de apoyo inferior (si la hay) con su cara endurecida hacia arriba sobre la platina de la máquina de ensaye, directamente debajo de la placa con asiento esférico. Se limpian las superficies de apoyo en ambas placas y del espécimen de ensaye, y se coloca este sobre la plaza inferior o directamente sobre la platina. El eje del espécimen deberá alinearse cuidadosamente con el centro de la placa de asiento esférico. A medida que esta se apoya sobre el espécimen, gírese suavemente su porción móvil a mano, para que se obtenga un contacto uniforme.
b) Velocidad de aplicación de la carga. La carga se debe aplicar en forma continua y sin impacto. En máquinas de prueba de operación hidráulica, la velocidad de aplicación de la carga será constante, dentro del intervalo de 1.4 a 3.5 kg/cm2/seg. Durante la aplicación de la primera mitad de la carga máxima se puede permitir una velocidad mayor. No deberán hacerse ajustes en los controles de las máquinas de prueba mientras el espécimen fluya con rapidez inmediatamente antes de la falla.
c) ..La carga se aplica hasta que el espécimen falle, y se registra la carga máxima soportada por este durante la prueba.
4.2.1.7. Organización de la práctica.
Se formaran equipos con un máximo de 4 alumnos, al cual se le destinara dos horas para hacer su práctica, pudiendo repetirla cuantas veces lo deseen en ese lapso. Debido a que semanalmente solo se tienen dos horas de práctica, los grupos tendrán que hacer sus trabajos en horarios diferentes ya sea en la mañana o en la tarde, como se explica en Programa de Prácticas de la Pag. XIV
4.2.1.8. Recopilación de datos. Deberán anotarse el tipo de falla y apariencia del concreto. Cálculo. La resistencia del espécimen a la compresión se calcula dividiendo la carga máxima soportada durante la prueba entre el área promedio de la sección transversal, determinada como se indicó en apartado anterior. El resultado debe expresarse redondeando al más próximo 1 kg/cm2.
4.2.1.9. Resultados y conclusiones de la práctica. El informe debe incluir:
Número de identificación del cilindro.
. Diámetro y longitud si no es estándar, en cm.
Area de la sección transversal, en cm2
Carga máxima, en kg.
Resistencia a compresión, calculada al más próximo 1 kg/cm2
Tipo de fractura, si es diferente del cono usual.
.
CAPITULO 5
Este cuadro va en el Capitulo 5 calibración del aparato de prueba. También poner ahí las tablas.
V = WA 2 WB / D ............................................................(1)
Donde: V volumen aparente del cemento, en cm3
WA Peso del mercurio necesario para llenar la celda, sin haber cemento en ella, en gramos.
WB Peso del mercurio necesario para llenar la porción de la celda no ocupada por la capa de cemento preparada en la celda, en gramos.
D Densidad del mercurio a la temperatura de la prueba, en gramos/cm3
[1] Ref. ASTM C 167
[2] Los estucos de baja resistencia para moldeado, comúnmente llamados yeso mate o de París, o las mezclas de yeso y cemento Portland, son inapropiados para el cabeceo de especímenes.
[3] Las cabezas de cemento portland tipo I, generalmente reuieren un mínimo de seis días para desarrollar una resistencia aceptable, y las de cemento portland tipo III, por lo menos dos días. Los especímenes de concreto secos absorben agua de la pasta de cemento puro recién mezclada y producen cabezas inadecuadas. Las cabezas de pasta de cemento puro se agrietan y contraen durante el secado, por lo que deben usarse solo en especímenes que vayan a tener curado húmedo hasta el momento del ensaye.
[4] El uso repetido del material debe restringirse con el fin de reducir al mínimo las pérdidas de resistencia y de facilidad de colocación, provocadas por la contaminación del mortero con el aceite y residuos, y por la volatilización del azufre.
[5] Para métodos de moldeado de especímenes, véase la práctica Nº 16
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