astm c192
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ASTM C192 – Moldeo y Curado de Especímenes de Concreto en
Laboratorio
1. Alcance
Este método cubre los procedimientos para moldear y curar especímenes de concreto
en laboratorio bajo control adecuado de los materiales y condiciones de prueba
utilizando concreto que puede consolidarse mediante envarillado o vibración
2. Importancia y Uso
Este método provee requerimientos normados para la preparación de los materiales, el
mezclado del concreto y el moldeo y curado de especímenes de concreto para ensayos
bajo condiciones de laboratorio
Especímenes de concreto preparados siguiendo lo estipulado en ASTM C192 pueden
utilizarse para obtener información para los siguientes fines:
Diseño de mezclas de concreto
Evaluación de materiales o mezclas
Correlación con ensayos no destructivos
Proveer especímenes para ser utilizados en investigación
3. Equipo
Moldes (requisitos generales):
los moldes o elementos de sujeción que vayan a estar en contacto con el
concreto deben estar hechos de acero, hierro fundido u otro material no
absorbente y que no reaccione químicamente con cemento portland u otros
cementos hidráulicos
las dimensiones de los moldes deben cumplir con las dimensiones estipuladas
en el método normado del ensayo para el que se requieren los especímenes
la forma y dimensiones de los moldes debe mantenerse inalterada durante su
empleo en el ensayo correspondiente
cuando se requiera, la estanquidad de los moldes se comprobará según ASTM
C470. Un sellante adecuado, tal como grasa, arcilla o cera microcristalina
puede utilizarse para impedir filtraciones a través de las juntas
cuando se requiera, deben existir los medios para fijar adecuadamente los
moldes a sus placas de base
los moldes reutilizables pueden recubrirse ligeramente con aceite mineral o
algún otro material lubricante no reactivo antes de reutilizarse
Moldes para cilindros:
Moldes para especímenes colados verticalmente:
deben cumplir con requisitos generales y con lo estipulado en ASTM
C470
Moldes horizontales de cilindros para ensayo de flujo plástico:
deben cumplir con requisitos generales y con lo estipulado en ASTM
C470 salvo los requisitos de verticalidad
los moldes horizontales suelen utilizarse únicamente con especímenes
para flujo plástico que contienen galgas extensiométricas axiales
embebidas
para ser llenados en posición horizontal, los moldes deben tener una
ranura longitudinal con la longitud del cilindro cuyo ancho debe ser
igual a la mitad del diámetro del espécimen
a menos que los especímenes vayan a ser capeados o pulidos, los
extremos de los moldes deben ser placas metálicas de al menos 25 mm
de espesor que cumplan con los requisitos de planicidad y rugosidad
expuestos en ASTM C617; las placas deben poder sujetarse firmemente
al cuerpo del molde; una de las placas debe tener un agujero que
permita la salida de los cables conectados a la galga extensiométrica
Moldes de vigas y prismas
deben ser rectangulares y de las dimensiones indicadas por el Método
de ensayo correspondiente
las superficies interiores deben ser lisas y no presentar rugosidades
los lados, fondo y extremos deben ser ortogonales y rectos y no
presentar combas o alabeos
la tolerancia de las dimensiones de la sección transversal es de 3 mm
para moldes cuando el peralte o ancho del molde sea de 150 mm o
más; para moldes con peralte o ancho inferior a 150 mm la tolerancia
es de 2 mm
la longitud de los moldes para flexión no puede ser más de 2 mm más
corta que la indicada en el Método de ensayo correspondiente (pero
puede ser más larga)
Varilla de compactación:
barra de acero recta, lisa y de extremidades semiesféricas
su diámetro debe ser de 16 mm (tolerancia: 2 mm)
debe ser al menos 100 mm más larga que la altura del molde, pero no
debe ser más larga que 600 mm
Mazos:
pueden utilizarse mazos con cabeza de hule o cuero crudo de entre 0,4
y 0,8 kg de peso
Vibradores:
vibradores internos:
la frecuencia debe ser de al menos 150 Hz
el diámetro de vibradores redondos debe ser inferior a la cuarta
parte del diámetro del molde cilíndrico o el ancho del molde
rectangular; vibradores con otras formas deben tener un
perímetro equivalente al del vibrador redondo adecuado
la longitud de la espiga del vibrador debe ser al menos 75 mm
mayor que la profundidad de la sección a vibrar
vibradores externos:
pueden ser de tipo mesa o plancha, con frecuencia de al menos
60 Hz; deben poder fijarse adecuadamente los moldes
Equipo vario:
en función del ensayo a realizarse, se debe contar con herramientas o
equipos tales como palas, baldes, llanetas, escuadras, galgas, cucharas,
reglas, guantes de hule, palanganas...
Cono de revenimiento:
debe cumplir con ASTM C143
Bandeja de muestreo y mezclado:
bandeja de fondo plano, de metal resistente, estanca, de profundidad y
capacidad adecuadas para permitir mezclado con pala o recibir una
mezcla realizada en máquina
Tamices de tamizado húmedo:
deben cumplir con ASTM C172
Aparato para determinar contenido de aire:
debe cumplir con ASTM C231 o ASTM C173
Balanzas:
deben tener una precisión mayor que el 0,3 % del peso a medir en
cualquier momento
Termómetro:
debe cumplir con ASTM C1064
Mezcladora de concreto:
mezcladora automática, de barril rotatorio inclinable, o batidora
adecuada que permita mezclar las cantidades necesarias con el
revenimiento necesario
4. Tipos de especímenes:
Especímenes cilíndricos:
sus dimensiones deben cumplir con lo indicado en el Método de ensayo
correspondiente; si el Método de ensayo correspondiente no indica
dimensiones, el espécimen debe contar en cualquier caso con una altura mayor
a dos veces su diámetro
salvo para el caso de cilindros para ensayo de flujo plástico, los especímenes
cilíndricos deben permanecer en posición vertical durante la fase de
endurecimiento
Especímenes primáticos:
vigas para determinación resistencia a la flexión, congelamiento y
descogelamiento, adherencia, cambio de longitud o cambio volumétrico, deben
ser formados con su eje largo en posición horizontal salvo cuando el Método de
ensayo indique algo contrario
La dimensión menor de cualquier espécimen debe ser al menos tres veces el tamaño
mmáximo del agregado grueso; si el tamaño máximo del agregado grueso excede 50
mm, debe tamizarse a través de un tamiz de 50 mm siguiendo ASTM C172
El número de especímenes y la cantidad de mezclas a realizar depende del Método de
Ensayo correspondiente y de los objetivos de los ensayos; para estudiar la influencia
de una variable dada, deben utilizarse especímenes hecho a partir de tres mezclas
diferentes preparadas en distintos días
5. Preparación de los materiales
Temperatura:
antes de realizar la mezcla, deben llevarse los materiales a temperatura
ambiente entre 20 y 30 ºC salvo cuando el Método de ensayo indique algo
distinto
Cemento:
el cemento debe almacenarse en un sitio seco en contenedores a prueba de
humedad, preferiblemente metálicos; debe remezclarse con frecuencia y
pasarse por una malla de 850 μm o menor para eliminar grumos y garantizar
un suministro constante y adecuado para los ensayos
Agregados:
para evitar la segregación del agregado grueso, debe separarse en fracciones
de tamaño individuales y recombinarse en las proporciones adecuadas para ser
utilizado en los ensayos
para evitar la segregación del agregado fino este debe mantenerse en
condición húmeda salvo si se almacena en fracciones de tamaño individuales
(esto es necesario siempre si se está estudiando granulometrías inusuales)
antes de utilizarse en una mezcla, debe llevarse todo el agregado a un
contenido de humedad definido y uniforme EL CONOCER Y CONTROLAR EL
CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS ES FUNDAMENTAL PARA LA
CORRECTA ELABORACIÓN DE CUALQUIER MEZCLA DE CONCRETO, leer 6.3.2
Agregados livianos:
lo descrito en 6.3.2. puede no aplicar para agregados livianos
Aditivos:
los aditivos en polvo completamente o mayormente insolubles que no
contengan sales higroscópicas y se agregan a la mezcla en pequeñas
cantidades, deben mezclarse previamente con una porción del cemento para
lograr su distribución uniforme en la mezcla
aditivos insolubles cuya masa a añadir supera el 10 % de la masa del cemento
(como las puzolanas), deben manipularse y añadirse a la mezcla de la misma
forma que el cemento
los aditivos en polvo que contienen sales higroscópicas deben mezclarse con el
agregado fino antes de añadirse a la mezcla
aditivos líquidos o solubles deben añadirse disueltos en el agua de mezcla
(IMPORTANTE TOMAR EN CUENTA EL APORTE DE AGUA Y CORREGIR
DISEÑO)
algunos aditivos tales como solución de cloruro de calcio o algunos inclusores
de aire y retardadores de fragua, no deben mezclarse previamente con otros
componentes de la mezcla
NO DEBE VARIARSE EL TRATAMIENTO DADO A LOS ADITIVOS ENTRE
MEZCLAS
6. Procedimiento
6.1. Mezclado
El concreto debe mezclarse a mano o en una batidora adecuada en tandas tales que
exista un 10 % de cantidad en exceso luego del moldeo de los especímenes; no puede
utilizarse mezclado a mano para concreto con aire incluido o mezclas de muy bajo
revenimiento; el mezclado a mano debe limitarse a tandas de 0,007 m3 de volumen o
menos
Pueden utilizarse procedimientos de mezclado distintos a los aquí descritos cuando se
desee simular condiciones o prácticas especiales, o cuando no es factible seguirlos
Es importante no variar el orden y procedimiento de mezclado entre tandas salvo
cuando sea precisamente ello lo que se quiere estudiar
Mezclado en máquina:
antes de iniciar la rotación de la máquina, debe agregarse el agregado grueso,
una porción del agua y si se requiere, solución de aditivo (ver arriba)
iníciese la rotación y luego agréguese el agregado fino, el cemento y el agua
con el tambor girando (si esto no es práctico, deténgase la máquina después
de haber mezclado el agua con el agregado grueso antes de colocar estos
materiales)
una vez que todos los ingredientes están en la batidora, mezclar por 3 minutos,
dejar reposar 3 minutos y finalmente mezclar dos minutos más; durante el
período de descanso cúbrase la batidora para evitar evaporación
para compensar la pérdida del mortero que puede permanecer adherido en la
máquina puede seguirse alguno de los dos métodos siguientes:
justo antes de realizar la mezcla, realícese una mezcla previa de modo
que el mortero retenido de esta mezcla compense el retenido en la
mezcla definitiva
realícese la mezcla con un contenido de mortero en exceso equivalente
al que será retenido en la batidora
Mezclado a mano:
la mezcla debe realizarse en una bandeja o palangana metálica, estanca y
limpia utilizando una paleta de albañil
mézclese bien el cemento y el agregado fino junto con el eventual aditivo en
polvo hasta alcanzar una distribución uniforme
agréguese el agregado grueso y mézclese hasta que este esté bien distribuido
añádase el agua y los aditivos líquidos y mézclese hasta obtener una masa
homogénea y de la consistencia deseada
si es necesario interrumpir y prolongar el mezclado pues se añade agua hasta
alcanzar la consistencia adecuada, deséchese la mezcla y realícese una nueva
con la cantidad de agua adecuada
Las porciones de la tanda a utilizar para el moldeo de los especímenes deben
seleccionarse de modo que sea representativas de la tanda completa en cuanto a sus
características y proporciones
Cuando el concreto no esté siendo muestreado o remezclado debe cubrirse para evitar
la evaporación
El revenimiento se determinar según ASTM C143 inmediatamente después de
mezclado
El contenido de aire se determina según ASTM C173 o C231 (C231 no aplica para
concreto con agregados livianos o porosos o escorias de alto horno); el concreto
utilizado para la determinación del contenido de aire no puede utilizarse en pruebas
subsiguientes
El rendimiento se determina según ASTM C138
La temperatura de la mezcla se determina según ASTM C1046
6.2. Moldeo
Sitio de moldeo:
los especímenes deben moldearse tan cerca como sea posible del sitio en el
que se almacenarán durante las primeras 24 horas; si no es posible moldear los
especímenes en el sitio donde serán almacenados, deben ser transportados allí
inmediatamente después de desmoldar
los moldes deben colocarse en una superficie plana y rígida, no expuesta a
vibración; debe evitarse el golpear, voltear o manipular bruscamente los
especímenes cuando se estén desplazando
Vertido del concreto:
el concreto debe verterse utilizando una cuchara, pala o paleta; cada porción
(“palada”) de concreto colocada debe ser representativa de la mezcla; debe
procurarse que el concreto se vierta dentro del molde en un proceso uniforme
y simétrico
de ser necesario debe remezclarse la mezcla en la bandeja de mezclado para
evitar la segregación durante el moldeo;
debe distribuirse el concreto uniformemente con la barra de compactación
antes de iniciar con el proceso de consolidación
al colocarse la última capa, el operador debe procurar colocar la cantidad de
concreto precisa para llenar el molde una vez compactado; NO DEBE
COMPLETARSE UN MOLDE PARCIALMENTE LLENO CON UNA PORCIÓN DE
MEZCLA NO REPRESENTATIVA
Número de capas:
los especímenes deben fabricarse con el número de capas que se indica
en la Tabla 1:
Consolidación:
Métodos de consolidación:
la selección del método de consolidación depende del revenimiento
salvo cuando esté establecido en Método de Ensayo correspondiente:
envaríllense los especímenes con revenimiento igual o mayor a 25 mm,
víbrense los con revenimiento menor; no se utilice vibración interna
para especímenes cuya dimensión menor sea inferior a 100 mm
envarillado: colóquese el concreto en el molde, en el número de capas
de igual volumen requerido; golpéese con la barra y el número de
golpes indicado en la Tabla 2; al compactar la primera capa, la barra
debe penetrar todo el espesor de la capa, al compactar las demás
capas, la barra debe penetrar hasta 25 mm dentro de la capa anterior;
después de envarillar cada capa golpéese suavemente el exterior del
molde con el mazo (o con la mano abierta cuando los moldes sean
susceptibles a ser dañados por el mazo) para liberar eventuales
burbujas de aire; después de golpear en los moldes prismáticos o de
vigas allánese el concreto apilado en los bordes o extremos;
vibrado:
la duración de la vibración necesaria depende de la
trabajabilidad del concreto y de la efectividad del vibrador
empleado; usualmente, se ha vibrado lo suficiente cuando la
superficie del concreto tiene una apariencia lisa y han dejado de
aparecer burbujas de aire; un exceso de vibración puede
provocar segregación de la mezcla; colóquese el volumen
completo de concreto de cada capa antes de vibrarse; al colocar
la última capa, evítese sobrepasar la capacidad del molde en
más de 6 mm (3 mm en caso de que se vaya a dar un acabado
a la superficie después de aplicar la vibración)
el vibrador debe insertarse despacio y no debe permitirse que
toque el fondo o paredes del molde o que golpee galgas u otros
dispositivos que puedan encontrarse dentro; el vibrador debe
retirarse despacio para evitar formar bolsas de aire
para moldes cilíndricos, el número necesario de inserciones del
vibrador se da en la Tabla 3; cuando no se esté vibrando la
primera capa, el vibrador debe penetrar 25 mm en la capa
anterior; después de vibrar cada capa golpéese suavemente 10
veces el exterior del molde con el mazo (o con la mano abierta
cuando los moldes sean susceptibles a ser dañados por el mazo)
para liberar eventuales burbujas de aire
en especímenes prismáticos, de vigas o cilindros para flujo
plástico, insértese el vibrador a intervalos que no excedan 150
mm a lo largo de la línea central del eje del espécimen o cerca
de ambos lados (EVÍTESE TOCAR GALGAS); si el espécimen
tiene un ancho mayor a 150 mm debe insertarse el vibrador
alternadamente en líneas a lo largo de los dos lados; cuando no
se esté vibrando la primera capa, el vibrador debe penetrar 25
mm en la capa anterior; después de vibrar cada capa golpéese
vivamente 10 veces el exterior del molde con el mazo
cuando se aplique vibración externa, debe procurarse que el
molde esté rígidamente vinculado a la superficie vibrante
Acabado:
después de la consolidación, allánese la superficie con la barra
de compactación o llaneta; realícese el acabado evitando toda
manipulación innecesaria; la superficie acabada no debe tener
extrusiones o depresiones mayores que 3 mm
si se desea, puede capearse los cilindros con una capa delgada
de pasta rígida de cemento portland que se endurecerá y curará
junto con el espécimen (véase ASTM C617)
para cilindros horizontales para flujo plástico, utilícese una
llaneta con la curvatura del cilindro para darle el acabado al
concreto expuesto en la abertura
7. Curado
Curado inicial:
para evitar la pérdida de agua por evaporación en concreto fresco, deben
cubrirse los especímenes inmediatamente después de terminarlos con una
placa no absorbente y no reactiva o con una lámina de plástico resistente e
impermeable; deben tomarse las medidas necesarias para evitar al máximo las
pérdidas de humedad antes de desencofrar los especímenes; puede utilizarse
una estopa húmeda siempre y cuando no se coloque en contacto directo con el
concreto y se tomen los cuidados necesarios para mantenerla húmeda
continuamente
los especímenes deben desencofrarse 24 ± 8 horas después de moldeados; en
el caso de concretos con tiempo de fragua lentos, los moldes no deben
retirarse hasta 20 ± 4 horas después de que ocurra la fragua final
(determínense los tiempos de fragua siguiendo ASTM C403)
salvo cuando se especifique algo distinto, los especímenes deben curarse
húmedamente a 23,0 ± 2 ºC desde el moldeo y hasta el momento del ensayo;
durante las primeras 48 horas de curado los especímenes no debe exponerse a
vibraciones
el curado húmedo implica que en todo momento debe existir agua libre sobre
las superficies de los especímenes (esto se logra colocando los especímenes en
una cámara húmeda o sumergiéndolos en un tanque de agua, véase ASTM
C511)
los cilindros de concreto liviano deben curarse siguiendo ASTM C330
los especímenes para ensayos de resistencia a la flexión deben curarse
siguiendo lo expuesto anteriormente salvo que durante las 20 h previas a la
falla deben sumergirse en agua saturada con hidróxido de calcio a 23,0 ± 2 ºC
(no debe permitirse que se seque su superficie antes del ensayo)