guia laboratorio n_ 10

UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓNFACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURAE. A. P. DE INGENIERÍA CIVILLABORATORIO DE TECNOLOGIA DE MATERIALES Y CONCRETO

Guía de Laboratorio N° 101

GUÍA DE LABORATORIO

PRACTICA N° 10

“ ELABORACIÓN Y CURADO EN EL LABORATORIO DE MUESTRA DE

CONCRETO PARA ENSAYO DE LABORATORIO”

1. NORMATIVA

NT 339.033- 2009

ASTM C 192

2. GENERALIDADES

Esta práctica trata sobre los procedimientos para preparar y curar especímenes

de concreto para ensayo en laboratorio bajo un control preciso de materiales y

condiciones de ensayo usando concreto que pueda ser consolidado por varillado

o vibración.

El número de muestras que se debe extraerse y moldearse deberá ser para cada

edad (tres o más), generalmente los ensayos se hacen a edades de 7 y 28 días

para compresión a edades de 14 y 28 días para flexión. Los especímenes que

contienen el cemento tipo III son ensayados frecuentemente a 1, 3, 17 y 28 días.

Tanto para el ensayo de compresión como el deflexión pueden hacerse ensayos

de 3 meses, 6 meses y 1 año. Para otros tipos de probeta puede necesitarse otras

edades.

3. OBJETIVOS

Lograr que el estudiante tenga la capacidad fabricar concreto, realizar la

elaboración y curado de muestras de concreto en el laboratorio bajo

estricto control de materiales y condiciones de ensayo, usando concreto

compactado por apisonado o vibración.

4. MATERIALES

Preparación de materiales



Temperatura.- los materiales deberán estar a una temperatura

uniforme, preferentemente entre 20°C a 25°C (68 a 77 °F), antes de ser

mezclados.

Cemento.- el cemento debe almacenarse en recipientes impermeables

(preferentemente metálicos) y colocados en un lugar seco. Debe “ser

mezclado “previamente para conseguir su uniformidad durante el

ensayo, ser pasado por el tamiz de 850 mm (N° 20) ara retirar cualquier

grumo y ser mezclado de nuevo.

Agregados.- los agregados gruesos y finos deben estar libre de

impurezas y en condición física uniforme.

Agua.- deberá ser agua bebible.

Concreto fresco, la muestra que se utiliza en el ensayo debe ser

representativa del concreto. Dicha muestra debe obtenerse de acuerdo a la

norma MTC E – 701(toma de la muestra de concreto).

5. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

Molde.- Los moldes para las muestras y los sujetadores de dichos

moldes deben ser de acero, hierro forjado o de otro material no

absorbente y que no reaccione con el concreto utilizado en los ensayos

deben estar conforme a las dimensiones y tolerancias especificadas en el

método para el cual deben ser ensayadas.

Moldes cilíndricos reutilizables.- deben estar hechos de un metal de

alta resistencia o de otro material rígido no absorbente. El plano

transversal del cilindro debe ser perpendicular al eje del cilindro.

Tolerancia en la medida del diámetro exigido debe ser ±2.0 mm y en la

altura de tolerancia será de 6.0 mm.

Los moldes de 150 mm de diámetro por 300 mm de altura, deben estar

de acuerdo con la especificación ASTM C – 470. “Molds for Forming

Concrete Test Cyllnders Verticall”

Regla metálica.- La regla o solera deberá ser metálica de por lo menos

30cm.

Varilla compactadora.- Una vara de acero, de 5/8 pulg (16 mm) de

diámetro y aproximadamente 24 pulg (600 mm) de largo, con uno o

ambos extremos redondeados en forma hemisférica, cuyo diámetro sea

de 5/8 pulg (16 mm).

Comba de goma.-Debe usarse un mazo con cabeza de hule que pese



aproximadamente 0.6±0.2 kg.

Herramientas.- tales como probeta, baldes, pala, cucharones, batidor,

plancha de albañil, guantes de goma.

Recipiente para muestreo y mezclado.- Debe ser un recipiente de

metal grueso de tamaño adecuado o una carretilla limpia de superficie no

absorbente y con capacidad suficiente para mezclar la muestra completa

con pala.

6. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO

Preparación de los materiales y del equipo a utilizar

o Pese las cantidades de cada uno de los materiales a utilizar y déjelos

en las charolas (baldes), hasta el momento de utilizarlos.

o Mida el agua necesaria de absorción en la probeta.

o Ensamble el cono para la prueba de revenimiento.

o Prepare en un lugar adecuado los moldes previamente engrasados.

o Asegúrese que el mecanismo o funcionamiento de la mezcladora sea

el correcto, al mismo tiempo humedezca el tambor de mezclado y

escurra totalmente el agua sobrante.

Nota: El tambor debe dar de 18 a 250 revoluciones por minutos.

Tiempo de mezclado

El tiempo varía según tipo de mezcladora, en realidad el tiempo no es el

factor determinante de asegure un mezclado adecuado, sino el número de

revoluciones de la mezcladora. Generalmente son suficientes alrededor de

20 revoluciones por minutos. Más no debe dejarse de tener en cuenta,

que al existir una velocidad óptima de rotación recomendable por el

fabricante de la mezcladora, el número de revoluciones y el tiempo de

mezclado son independientes.

Capacidad de la mezcladora m3

Tiempo de mezclado, en minutos

0.8 11.5 1 1/42.3 1 1/23.1 1 3/43.8 24.6 2 1/47.6 3 1/4

TABLA 01 Tiempo mínimo de mezclado recomendado, ACI.



No se debe mezclar durante un periodo largo o mayor de especificado

pues habrá vaporación del agua de la mezcla, con la consecuente

disminución de trabajabilidad y aumento de la resistencia. Otro efecto

secundario es la trituración de los agregados, especialmente si no son

duros, la granulometría se vuelve más fina y la trabajabilidad menor

Mezcla de concreto

La mezcla de concreto debe ser tal que deje un 10% de residuo después

de moldeado la muestra de ensayo. Los procedimientos de mezcla

manual no son aplicables a concretos con aire incorporado o a concretos

con asentamiento no medibles. El mezclado manual de debe limitarse a

muestras de 0.007m³ o 1/4 pie³ de volumen o menos.

Mezcla con máquina

o Previo a iniciar la rotación del tambor, añadir el agregado grueso y

algo de agua.

o Encender la mezcladora y añadir el agregado fino, el cemento y el

resto del agua Con la mezcladora en funcionamiento. Si esto es

impráctico para una mezcladora en particular o para una prueba

particular. Estos componentes (agregado fino, cemento y agua)

pueden ser añadidos a la mezcladora detenida y permitiendo que ésta

gire unos pocas revoluciones, continuando la carga con el agregado

grueso y algo de agua.

o Luego que todos los componentes están en la mezcladora, con el

cronómetro contabilizar 3 minutos de mezclado, continuando con un

periodo de reposo de 3 minutos (Cubrir el extremo abierto de la

mezcladora para prevenir la vaporación durante el periodo de reposo)

y seguir con un tiempo de mezclado final de 2 minutos.

o Verter el concreto ya mezclado en una recipiente previamente

humedecida y limpio para agitarlo con un badilejo o pala hasta hacerlo

uniforme y evitar la segregación.

o Con el concreto de la bandeja realice la prueba de revenimiento, si el

resultante es el deseado, proceda a llenar rápidamente cada uno de

los cilindros.

Nota: La mezcla de ensayo se proporciona con una cantidad de

concreto en exceso, cantidad estimada de antemano, que pretende



compensar en promedio aquella que se queda adherida a la

mezcladora. En este caso el tambor es limpiado antes de mezclar la

muestra de ensayo.

Mezcla manual

o Humedecer el recipiente donde se mezclarán los materiales o la

superficie (para evitar pérdida de agua).

o Verter el agregado fino, extendiéndolo sobre la superficie y agregar el

cemento sobre ella.

o Revolver muy bien, pasando de un lado a otro con las palas, hasta que

adquiera un color uniforme.

o A continuación añada el agregado grueso y revuelva nuevamente has

que quede una mezcla homogénea.

o Disponer la muestra de tal forma de formar un volcán con una

oquedad al centro; en donde se procederá a verter el agua.

o Con la colaboración de los compañeros de grupo, proceda a mezclar

con palas durante 2 minutos, procurando que el agua añadida al

centro no se escape.

o Seguir el traspaleo hasta lograr una mezcla uniforme.

o Determinar el revenimiento de la mezcla .Si el revenimiento obtenido

es menor que el deseado, entonces se deberá proceder a ajustar la

proporción elaborando una lechada que mantenga la relación

agua/cemento que se requiere.

o Se vuelve a elaborar un “volcán” con el concreto elaborado y realizar

el ajuste con adiciones sucesivas de lechada hasta obtener el

revenimiento deseado.

o Si han transcurrido más de 15 minutos entre el instante en que el agua

hizo contacto con el cemento y no se logra el revenimiento deseado.

Deseche toda la muestra y repita todo el procedimiento de mezclado

manual.

Vaciado del concreto.

o Selecciona un lugar seguro para la muestra sobre una superficie

horizontal, rígida, nivelada y libre de vibraciones y otras

perturbaciones. Recuerda que en ese lugar permanecerán durante las

primeras 24 horas y deberán evitarse golpes, inclinaciones de

espécimen o alteraciones de superficie.

o Nivela los moldes utilizando el nivel de mano.



o Lubrica con aceite los moldes y coloca grasa en las uniones de las

láminas que lo conforman.

o Seleccione la varilla adecuada y el método de compactación de

acuerdo al revenimiento de acuerdo a la tabla N° 02 y 03.

TABLA 02 Dimensiones

de Varilla de compactación

Descenso de cono,

pulg (mm)

Método de compactación

1 (25) Apisonado o vibrado

1 (25) vibradoTABLA 03 Método de Compactación

o Si el método de consolidación es por apisonado, determine los

requisitos de moldeo con la Tabla 04.

Tipo y tamaño de la probeta

Nº de capas de aprox. igual altura

Nº de golpes de pisón por

capaCilindros: Diámetro,

pulg (mm)4 (100) 2 256 (150) 3 259 (225) 4 50

Vigas: Ancho, pulg (mm)

6 (150) a 8 (200) 2 Ver Nota

8 (200)3 ó más de igual altura, cada

una no debe exceder de 6 pulg (150mm)

Ver Nota

TABLA 04 Método de Compactación en varillado

Nota: Determine el número de penetraciones por capa considerando una

penetración por cada 2 pulgadas2 (14 cm2) del área de la superficie de la

viga.

Diámetro del cilindro o

ancho de la viga,

pulg (mm)

Diámetro del pisón,pulg (mm)

Longitud del pisón,pulg (mm)

6 (150) 3/8 (10) 12 (300)6 (150) 5/8 (16) 20 (500)9 (225) 5/8 (16) 26 (650)



o Si la consolidación es por vibración, determine los requisitos de moldeo

con la Tabla 05.

Tipo y tamañode probeta

Número de

capas

Nº inserciones del vibrador

por capa

Espesor aprox. de la capa,pulg (mm)

Cilindros: Diám, pulg (mm)

4 (100) 2 1Mitad de la

profundidad de la probeta

6 (150) 2 2

9 (225) 2 4

Vigas: Ancho, pulg (mm)

6 (150) a 8 (200) 1 Ver Nota Profundidad de la probeta 8 (200) lo más cerca posible 8 (200)

2 ó más

Ver Nota

TABLA 05 Método de Compactación por vibrado

Nota:

Vibre el hormigón sólo lo suficiente para lograr una compactación

adecuada.

Llene los moldes y víbrelos en el número requerido de capas

aproximadamente iguales.

En general, no se requieren más de 5 segundos de vibración en cada

inmersión para compactar adecuadamente el hormigón con descenso

de cono mayor de 3 pulg (75 mm). Se puede requerir más tiempo

para el hormigón con menor descenso de cono, pero el tiempo de

vibración rara vez excede de 10 segundos por inserción.

o Obtenga la muestra de concreto fresco realizando lo descrito

anteriormente. Homogenice la muestra usando la pala o el cucharón.

o Del concreto muestreado y homogenizado en la, procede de inmediato

a llenar los moldes de acuerdo a capas conforme la siguiente tabla N°

04 y 05 dependiendo cual sea el caso. Después de completar capa

proceda a compactar con la varilla dando 25 golpes por capa (con el

extremo redondeado) atravesando toda su profundidad; cuidando que

en la capa inferior la varilla no penetre más de 1 pulg (25 mm).

o Después que cada capa ha sido varillada, golpear de 10 a 15 veces las

paredes externas del molde con el mazo de hule, a efecto de eliminar

cerrar huecos del varillado y eliminar el aire que pudo quedar

atrapado.



Nota: Cuando se estén llenando dos o más cilindros para una misma

prueba, coloque y compacte la primera capa en todos los cilindros,

luego la segunda capa en todos los cilindros y finamente la tercera

capa

o Para la última capa, llénela con concreto en exceso y luego proceda a

compactar con la varilla. Golpee el molde en ésta para evitar que

quede demasiado aire atrapado en el concreto

o Enrase en la parte superior del molde con la varilla de compactación

(si la consistencia lo permite) o con una llana (o batidor) y procure

alisar la Superficie. Si se desea, puede cabecearse la superficie de

concreto fresco con una delgada capa de pasta de cemento; la cual es

permitida para el endurecido y curado (ver sección de materiales de

cabeceo según ASTM C 617 “Práctica para cabeceo de especímenes

cilíndricos de concreto”.

o Luego de llenar los moldes se fijan en ellas tarjetas, debidamente

protegidas, que los identifiquen con referencias de obra, tipo de

elemento estructural, resistencia diseñada, fecha del día de ejecución

y lugar de colocación. En lo posible, las probetas no se moverán del

sitio, si fuera necesario, se trasladaran a mano a lugares vecinas

inmediatamente después de consolidadas, colocándose en espacios

seguros o construcciones provisorias.

o Una ves llenos lo moldes, se protegerán con telas que deberán

mantenerse permanentemente húmedas. Alternativamente, se podrán

cubrir con placas de material plástico o películas de polietileno.

o En todos los casos, Durante las primeras 24 horas los moldes deberán

estar a las siguientes temperaturas: para f´c>422 kg/cm2: entre 20 y

26°C y para f´c<422 kg/cm2: entre 16 y 27°C., protegidos del viento y

asolamiento. De ser necesario se utilizaran aparatos de ventilación y/o

calefacción.

Desmoldeo del concreto.

o Las probetas se retiraran de los moldes entre las 18 y 24 primeras

horas después de moldeadas. Se procederá soltando los elementos de

cierre y, luego de un momento, se retirara cuidadosamente la probeta.

o Se marcaran en la cara circular de la probeta las anotaciones de la

tarjeta de identificación del molde, utilizando lápiz de cara o un pincel

con pintura negra. Las probetas deberán ser llevadas a mano a la

cámara de curado.



Curado del concreto Laboratorio/Obra

o Curado Inicial:

Después del moldeo y del acabado, las probetas deben

almacenarse durante un periodo de hasta 48 horas, en un rango de

temperatura especificado en parrafos mas arriba y en un ambiente

húmedo para prevenir cualquier pérdida de humedad.

La Humedad puede conservarse satisfactoriamente sumergidas

inmediatamente en agua saturada con hidróxido de calcio,

almacenarse en estructuras o cajas de madera adecuadas,

colocarse en pozos de arena húmeda, cubrirse con tapas plásticas

removibles, colocarse dentro de bolsas de polietileno, cubrirse con

láminas de plástico o placas no absorbentes

La temperatura del ambiente puede controlarse satisfactoriamente

durante el curado inicial de las probetas mediante uno o más de los

siguientes procedimientos: ventilación; uso de hielo; uso de

aparatos con termostatos para frío y calor, o uso de calefactores

como estufas o ampolletas.

Los resultados de los ensayos de resistencia a temprana edad

pueden ser menores si se almacenan 16ºC y mayores si se

almacenan a 27ºC. Por otra parte, a edades mayores, los

resultados pueden ser menores para temperaturas más altas de

almacenamiento inicial.

o Curado Final:

Después de desmoldar las probetas se colocan en la cámara de

curado, en recipientes conteniendo una solución saturada de agua

de cal, a temperatura de 23ºC + 2ºC. La saturación se puede

obtener incorporando tentativamente 2grm de cal hidratada por

litro de agua. El agua utilizada será potable y limpia, no se

encontrara en movimiento y cubrirá por completo todas las caras

de la probeta.

Eventualmente será permitido el curado de la probeta en ambientes

de 95% a 100% de Humedad relativa a temperaturas de 23ºC +

2ºC.



Los valores de la temperatura y humedad serán observados y

registrados durante el periodo de curado, para evaluar el proceso.

Se recomienda el empleo de termómetros de máxima y mínima.

Cuando no se cumplen los términos del curado húmedo, se reduce

la resistencia. Una reducción de siete días podrá afectar en un 10%

la resistencia, aun en climas suaves.

Las probeta destinadas a evaluar el tiempo requerido para

desencofrar o poner en servicio una estructura de concreto,

deberán conservarse a pie de obra, en las mismas condiciones de

protección y curado que la estructura.

Curado del concreto.

o Antes de su transporte, las probetas deben curarse y protegerse como

se especifico

o Las probetas no deben ser trasladadas hasta mínimo unas 8 h después

del fraguado inicial.

o Durante su traslado, las probetas deben estar protegidas con un

material acojinado y adecuado, que evite daños por las sacudidas.

o Durante el tiempo frío, proteja las probetas del congelamiento usando

un material aislante adecuado. La pérdida excesiva de humedad puede

prevenirse envolviendo las probetas en plástico, arpillera húmeda o

rodeándolas con arena húmeda, o bien, ajustando tapas plásticas a los

moldes plásticos.

o El tiempo de traslado no debe exceder de 4 h.

HOJA DE TRABAJO N° 10

DISEÑO DE MEZCLA PARA UNA BRIQUETA

Proporcion de

Materiales

Vol. 1 m3 Vol. Briqueta

Volum. (m3) Peso (Kg)Volum.

(m3)Peso (Kg)

Cemento



Agregado Fino

Agregado

Grueso

Agua

Aditivo

Otros:

Otros:

DISEÑO DE MEZCLA POR EL VOLUMEN REQUERIDO

Vol req.

Concreto m3Desperdicio %

Proporcion de

Materiales

Vol. 1 m3 Vol. Briqueta

Volum. (m3) Peso (Kg)Volum.

(m3)Peso (Kg)

Cemento

Agregado Fino

Agregado

Grueso

Agua

Aditivo

Otros:

Otros:

V° B° Docente de Practicas

Fecha: ….... /….... / 2015

guia laboratorio n_ 10

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