experiencia de laboratorio n°4

Universidad Diego Portales. Facultad de Ingeniería.

Escuela de Obras Civiles.

Experiencia de Laboratorio N°4: Propiedades del

Hormigón Fresco.

Fecha Experiencia: 12 de Mayo, 2015.

Fecha Entrega: 19 de Mayo, 2015.

Profesora: Sandra González S.

Integrantes: Daniel González E.

Cristian Puentes M.

Felipe Zamorano Q.



Resumen.

En esta experiencia se busca determinar la temperatura, docilidad y densidad aparente del hormigón fresco. Regido por las normas ASTM C 1064, NCh1019 OF. 2009 y NCh1564 OF. 2009 respectivamente. Realizando ensayos para que luego sean comparados, verificando si cumplen con los objetivos propuestos a continuación. Además se confeccionaron probetas de hormigón regidos por la norma NCh1017 OF. 2009.

Objetivos.

Como principal objetivo se busca una familiarización con los materiales constituyentes del hormigón fresco y el proceso de preparación de este. También se busca determinar la temperatura, docilidad y densidad aparente del hormigón fresco. Estos últimos se determinan o estudian mediante ensayos que caracterizan al hormigón fresco.

Procedimientos.

1.-Ensayo del Cono Abrams.

1.1.-Primeramente, el trabajo se realizó en el laboratorio que se encuentra en el patio de la facultad.

1.2.-Al llegar al laboratorio, se designó a algunos alumnos a que pesaran la arena fina (21kg, Fig. 1), arena gruesa (21kg Fig. 2), cemento Polpaico Especial (el cual estaba fuera de norma, porque esta pedía que fuera cemento Portland, la cantidad utilizada fue de 21kg, Fig. 3), gravilla chancada Chile áridos (66.6kg, Fig. 4) y 12 litros de agua. (Sé debería haber usado 14 litros, pero los componentes de la mezcla ya contenían bastante agua) en una pesa digital de 0,01 de sensibilidad (Fig. 5) y el agua con una probeta de 2 litros( Fig. 6).

Fig. 1: Arena Fina, ChileAridos(40kg). Fig. 2: Arena Gruesa, ChileAridos (40kg).



Fuente: Propia. Fuente: Propia.

Fig. 3: Sementó, Polpaico y Melón (42.5 kg). Fig. 4: Gravilla Chancada ¾” (40kg).Fuente: Propia. Fuente: Propia.

Fig. 5: Pesa Digital. Fig. 6: Probeta de 2 litros.Fuente: Propia. Fuente: Propia.

1.3.-Los materiales se fueron incorporando a la betonera (Fig. 7) uno a uno, primero se vertieron 6 litros de agua, luego se colocaron las partículas de mayor a menor tamaño, primero la gravilla, luego arena gruesa, después arena fina y finalmente los 6 litros de agua restante.



Fig. 7: Betonera.Fuente: Propia.

1.4.-Una vez todo bien mezclado, se vertió en la carretilla (Fig. 8). Al momento de haber sacado todo de la betonera, esta se debió lavar inmediatamente para que la mezcla no quedara pegada dentro.

Fig. 8: Carretilla con Mezcla de Hormigón Fresco.Fuente: Propia.

1.5.-Antes del ensayo se debió medir la temperatura de la mezcla, para lo cual se designó a un compañero, que debía introducir el termómetro digital (Fig. 9) unas 7 pulgadas dentro de la muestra y tapar lo más posible en la salida de este para que el ambiente no influyera, esto se dejaba 2 minutos allí o hasta que la temperatura se estabilizara, esto esta regularizado por la norma ASTM C 1064.



Fig. 9: Termómetro Digital.Fuente: Propia.

1.6.-Al iniciar el ensayo se debió verificar que tanto la plancha o placa base rígida de 400 mm x 600 mm rectangular, el molde o cono de Abrams de 100mm ± 3mm de diámetro en la parte superior, 200mm ± 3mm en el diámetro en la parte inferior, 300mm ± 3mm de altura y 1,5mm de espesor, varilla pisón de 16mm ± 1mm de diámetro y 600mm ± 5mm de largo con las puntas redondeadas (Placa, Cono y Pisón, Fig. 10 ), y las puruñas (Fig. 11) se encuentren limpios y húmedos (sólo con agua).

Fig. 10: Placa Base, Cono de Abrams y Pisón. Fig. 11: Puruña.Fuente: Propia. Fuente: Propia.

1.7.-Posteriormente, la profesora hizo una demostración del ensayo de Abrams, para que así se pudiera observar paso a paso el proceso de este en el tiempo correspondiente.

1.8.-Se colocó el cono de Abrams sobre la plancha de apoyo horizontal, en una parte lo más lisa posible, para que así no sufra más vibraciones ni movimientos bruscos que puedan influir en este(se observa este procedimiento en la fig. 10 ).



1.9.-Las operaciones de llenado y retiro del molde, deben efectuarse en un tiempo no superior a 2 minutos y medio, según la NCh1019 of 2009.1.10.-Cada integrante de los grupos debía realizar este ensayo, para lo cual se colocaba (con los pies) sobre las solapas o pisaderas del cono lo más firme posible para una mayor estabilidad y evitando cualquier movimiento brusco.

1.11.-Se llenó el cono con hormigón mediante 3 capas aproximadamente de igual volumen: la primera deberá alcanzar una altura aproximada de 70 mm y la segunda una altura de 160 mm, ambas medidas desde la base y la última hasta que rebasara el cono, aproximadamente cada capa equivalía a cuatro puruñas pequeñas llenas.

1.12.-Se debía apisonar cada capa con 25 golpes de varilla pisón, distribuidos uniformemente en toda la muestra, en forma de espiral. En la última capa si era necesario parar por falta de hormigón, esto se debe a que con la apisonada, la mezcla se compacta y el volumen disminuye, por lo tanto se le agregaba más mezcla y se continuaba con la cuenta, pero manteniendo el exceso de mezcla en todo momento.

Al apisonar se debía cuidar de no golpear el fondo y los bordes ya que esto produciría vibraciones que influirían en el ensayo, además se tomaba en cuenta que al apisonar se tenía que penetrar hasta la capa inferior.

1.13.-Terminada la compactación de la capa superior, se debía enrasar la superficie con un movimiento de rotación inversa al movimiento de acerrado con la varilla pisón, apoyándola en el borde superior del molde.

1.14.-Se retira el hormigón que rodea la base del cono de Abrams para evitar para que estos excesos intervinieran con el movimiento del descenso del hormigón.

1.15.- Se debía colocar las manos en las asas y apoyar el peso del cuerpo para luego retirar los pies de las pisaderas y de la placa base evitando golpes, tanto al cono como la base a fin de no alterar la medida.

1.16.-Se levantó verticalmente el molde en forma suave, sin causar perturbaciones laterales ni de torsión y sin perder de vista la cúspide de nuestro cono, esta operación debe tardar entre 5 ± 2 segundos según la Norma.

1.17.-Inmediatamente después de retirar el molde y se coloca vertical de forma invertida al lado de la muestra y colocando la varilla pisón sobre este, luego se midió el asentamiento del cono de hormigón, el cual se obtenía respecto de la altura del molde, desde la base hasta la varilla pisón y desde ahí se veía cuanto descendió la cúspide del hormigón mediante una huincha metálica en milímetros de 300mm , si esta variación de altura es menor o igual a 5 cm, el ensayo es descartado y se deber volver a realizar. La variación aceptada va entre 5 a 23 cm aproximando al 0,5 cm más cercano.

2.-Ensayo de moldes.

2.1.-Para este ensayo se usó la misma mezcla de hormigón que en el ensayo anterior

2.2.-Los moldes que se utilizaron fueron, dos probetas cúbicas (Fig. 12), una probeta cilíndrica (Fig. 13), y una probeta vigueta (Fig. 14), los cuales no se midieron ya que eso se realizaría en la próxima experiencia.



Fig. 12: Pobeta Cubica. Fig. 13: Probeta Cilindrica. Fuente: Propia. Fuente: Propia.

Fig. 14: Probeta Vigueta.Fuente: Propia.

2.3.-Cada probeta fue embetunada por dentro con liquido desmoldante (Fig. 15) para que la muestra no quedara pegada esta.



Fig. 15: Liquido Desmoldante. Fuente: Propia.2.4.-Una probeta cúbica fue compactada mediante vibrador, las cual se llenó en una capa con tres inmersiones del vibrador.

La otra probeta cúbica se realizó mediante apisonado la cual se llenó en 2 capas con 8 golpes por 100 cm cuadrados, lo que equivalía a 32 golpes por capa. Siempre se debe tener en cuenta que la última capa debe estar en todo momento rebosante.

2.5.-El molde cilíndrico fue compactado por método de vibrado, el cual se llena en dos capas de igual volumen con tres inmersiones en cada capa.

2.6.-La vigueta se realizó por vibrador, en donde se llenó en 2 capas de volumen lo más igual posible y con tres vibraciones variando el sentido de la vibración y lo más horizontal posible (Fig. 16).

Fig. 16: Cánula del Vibrador y Vigueta con Hormigón Fresco.Fuente: Propia

2.7.-Cada probeta se debía enrasar con una llana de forma inclinada y con un movimiento de acerrado.

2.8.-Terminado esto, las probetas fueron llevadas al fondo del laboratorio con un papel que identifica cada molde.

3.-Ensayo de Determinación de la Densidad aparente.

3.1.-En este ensayo se usó la misma mezcla de hormigón que en los anteriores.

3.2.-Se pesó un molde cilíndrico (Fig. 17) de volumen 0,05 m3 en una pesa digital, el cual fue de 3300 gr.



Fig. 17: Molde Cilíndrico.Fuente: Propia.3.3.-Molde fue llenado mediante dos capas de igual volumen, la última siempre debe exceder el borde del molde.

3.4.-A cada capa se le debía aplicar una inmersión vertical, al momento de la inmersión en la segunda capa, el vibrador (Fig. 18) debe penetrar hasta la capa inferior, sin golpear el fondo. En esta inmersión el hormigón siempre debe estar en exceso.

Fig. 18: Vibrador. Fuente: Propia

3.5.-Luego se enraso de forma acerrada desde la mitad del molde y luego desde el extremo al otro extremo.

3.6.-Finalmente se pesó el molde con la mezcla dentro, obteniéndose una masa de 15820 gr.

Análisis de Resultados.

1.- Medición de la Temperatura del Hormigón.

De acuerdo a la norma ASTM C 1064-01 se obtuvo:

Temperatura de la muestra de hormigón: 14,7°C



2.- Determinación de la Docilidad.

De acuerdo a los resultados obtenidos a partir del ensayo regido por la norma Nch. 1019 of. 2009, se clasifican las muestras según se muestra en tabla 1 y tabla 2. Los resultados se expresan en la tabla 3.

Asentamiento (cm). Consistencia.0-2 Seca3-5 Plástica6-9 Blanda10-15 Fluida>16 LíquidaTabla 1. Determinación de Consistencia.

Tabla 2. Determinación de Cono.

Tabla 3. Expresión y Clasificación de Resultados Obtenidos.

De acuerdo a la norma Nch. 1019 of. 2009, los ensayos 1 y 2 debiesen ser anulados y realizados nuevamente, puesto que el tiempo de realización supera los 2:30 minutos. Sin embargo, por motivos temporales no se pudo rehacer el procedimiento y se consideran para la determinación del asentamiento.

En los tres casos, se obtiene conos altos y asentamientos líquidos, esto por el hecho de que los componentes del hormigón, provenían de fábrica con cierto porcentaje de agua. Por ello, se disminuyó la porción que se incluiría en la mezcla de 14 litros a 12 litros. Aun así, se refleja en los resultados que la cantidad de agua usada fue excesiva, ya que el asentamiento se encuentra en los tres casos al límite del margen propuesto por la norma para que el ensayo sea válido.

3.- Cálculo de Densidad Aparente del Hormigón Fresco.

De acuerdo a los resultados obtenidos, se calcula la densidad aparente de acuerdo a la siguiente ecuación:

ρ=mV

[ Kg

m3]

En donde:

Asentamiento (cm). Cono.1,5-7 Bajo>7 Alto

Ensayo Duración (min:seg). Asentamiento (cm). Cono. Consistencia.1 3:26 21 Alto Líquida2 2:37 21 Alto Líquida3 2:29 22 Alto Líquida



ρ:Densidad aparente del Hormigón.

m:Masa de la muestra de Hormigón.

V:Volumen del recipiente que contiene a la muestra.

Para efectos prácticos, el volumen se expresa en Litros, por lo que la equivalencia será:

0,05 m3 = 5 L

Luego, reemplazando los valores de la masa de hormigón utilizado y el volumen del recipiente que lo contiene se tiene:

ρ=12,525

[ KgL

]

ρ=2,50[ KgL

]

Al tratarse de densidad aparente, la masa contemplada para el cálculo de ésta considera también el contenido de aire en la mezcla, el cual incide directamente en el valor que dicha densidad adoptará. En este caso, se obtuvo que cada litro de la mezcla tiene una masa de 2,50 kilogramos.

Conclusión.

Para finalizar, se observa que se cumple con el objetivo principal, ya que existió una completa manipulación en la realización de los ensayos del hormigón fresco, por cada integrante del grupo. En cuanto a los objetivos más específicos, partiendo con el ensayo de temperatura, cumplió con la norma, pero no pudo ser realizado por todos los participantes de la experiencia por causa de tiempo. Luego en el ensayo del cono de Abrams, este fue elaborado por cada integrante del grupo, pero no todos obtuvieron resultados normalizados, esto no se repitió por la misma causa anterior, por lo tanto el objetivo se logró con un solo integrante del grupo. También en el ensayo de determinación de densidad aparente se realizó dentro de la norma, pero no fue realizado por todos los alumnos del laboratorio por temas de tiempo. Anexo a esto al final de la experiencia se realizaron probetas por parte de algunos alumnos, para el próximo laboratorio.

experiencia de laboratorio n°4

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