NORMA ASTM C138-01 METODO DE ENSAYO ESTANDAR PARA DENSIDAD (PESO UNITARIO), VOLUMEN Y CONTENIDO DE AIRE (METODO GRAVIMETRICO) GRAVIMETRICO) EN UNA MEZCLA DE CONCRETO
1. Alcance 1.1 Este método de ensayo cubre la determinación de la densidad (ver nota 1) en mezclas de concreto fresco y proporciona fórmulas para calcular el volumen producido, contenido de cemento y contenido de aire del concreto. El volumen producido se dene como el volumen de concreto producido con una mezcla de cantidades conocidas de los materiales que lo componen. 1. !os valores dados en ambas unidades libras"pul#ada o $% ser&n considerados separadamente como los est&ndar. !as unidades $% son mostradas en paréntesis. !os valores dados pueden no ser e'actamente equivalentes entonces cada sistema puede ser usado independientemente del otro. ota 1 * El peso unitario fue la terminolo#+a previa usada para describir la propiedad determinada determinada por este método de ensayo, el cual es masa por unidad de volumen. 1. El te'to de este método de ensayo referencia notas y pie de notas que proporcionan proporcionan información e'plicatoria. Estas notas y pie de notas (e'cluyendo aquellas en las tablas) no deben ser consideradas como requerimientos de este método de ensayo. . -ocumentos eferenciados eferenciados .1 Est&ndares A$/0 23 20 0étodo de Ensayo para -ensidad 4ruta (5eso 6nitario) y 7ac+os en los A#re#ados. 189 Especicación para emento 5ortland. 1: 5r&ctica para 0uestreo de 0ezclas de oncreto ;resco 1<< 0étodo de Ensayo para -ensidad del emento =idr&ulico. 1 0étodo de Ensayo para ontenido de Aire de un a 0ezcla de oncreto ;resco por el 0étodo de 5resión. >:9 5r&ctica para 5reparación de los /érminos 5recisión y /endencia para 0étodos de Ensayo en 0ateriales de onstru cción. . /erminolo#+a erminolo#+ a .1 $+mbolos? A @ ontenido de aire (porcentae de vac+os) en el concreto @ contenido de cemento actual, lb3yd o B#3m b @ masa de cemento en la revoltura, lb o B# - @ densidad (peso unitario) del concreto, lb3pie o B#3m 0 @ masa total de todo el material de la revoltura, lb o B# (ver nota )
0c @ masa de la medida llena de concreto, lb o B# 0m @ masa de la medida, lb o B# y @ volumen relativo / @ densidad teórica del concreto calculado con base a aire libre, lb3ft o B#3m (ver nota ) C @ volumen de concreto producido por revoltura, yd o m Cd @volumen de concreto para el cual la mezcla fue diseDada para producir, yd o m Cf @ volumen de concreto producido por revoltura, ft o m 7 @ volumen absoluto total de los in#redientes componentes de la revoltura, ft o m 7m @ volumen de la medida, ft o m ota *!a densidad teórica es, por costumbre, una determinación de laboratorio, el valor para el cual es asumido para permanecer constante para todas las revolturas ecas usando idénticos in#redientes componentes y proporciones. Es calculado con la si#uiente ecuación? / @ 0 3 7 (1) El volumen absoluto de cada in#rediente en pies cFbicos es i#ual a al cociente de la masa de ese in#rediente dividido por el producto de su #ravedad especica >.G veces. El volumen absoluto de cada in#rediente en metros cFbicos es i#ual a la masa del in#rediente en Bilo#ramos dividido por 1999 veces su #ravedad espec+ca. 5ara los a#re#ados componentes, la #ravedad espec+ca bruta y la masa deben ser basados en la condición saturado supercialmente seco. 5ara el cemento la #ravedad espec+ca actual debe ser determinada por el 0étodo de Ensayo 1<<. 6n valor de .18 puede ser usado para cementos para reunir los requerimientos de la Especicación 189. ota * !a masa total de todo el material de la mezcla es la su ma de las masas del cemento, el a#re#ado no en la condición de saturación usada, el a#re#ado #rueso en la condición de saturación usada, el a#ua de mezclado adicionada a la revoltura y cualquier otro material sólido o l+quido usado. G. Aparatos G.1 4alanzaH6na balanza o b&scula con precisión de 9.1 lb (G8 #) o dentro del 9.I de la car#a de ensayo, la que sea mayor, en al#Fn punto del ran#o de uso. El ran#o de uso ser& considerado para e'tenderse desde la masa del medidor vac+o a la masa del medidor m&s su contenido a 1>9 lb3ft (>99 B#3m). G. 7arilla de Apisonado *6na varilla de acero redonda, con un di&metro de 83 mm) y apro'imadamente GJ (>99 mm) de lon#itud, con uno de los e'tremos redon"deados en forma de media esfera, con di&metro de 8399 mm).
G.G ecipiente para medir *6n recipiente cil+ndrico de acero u otro metal adecuado (ver nota G). !a capacidad m+nima del recipiente medidor estar& de acuerdo con los requisitos de la /abla 1, basado en el tamaDo nominal del a#re#ado en el concreto a ser ensayado. /odos los recipientes, e'cepto para recipientes medidores de aire los cuales son usados para el 0étodo de ensayo 1<, estar&n de acuerdo a los reque rimientos del 0étodo de Ensayo 23 20. uando se usen recipientes medidores de aire estar&n de acuerdo con los requisitos del 0étodo de Ensayo 1 y ser&n calibrados por volumen como se describe en el 0étodo de ensayo 23 20. El borde superior del recipiente medidor de aire ser& liso y plano dentro de 9.91 pul#. (9. mm) (ver nota 8). ota G * El metal no debe ser atacado f&cilmente por la pasta de cemento. $in embar#o, pueden ser usados materiales reactivos tales como aleaciones de aluminio en instancias donde como una consecuencia de la reacción inicial, una pel+cula supercial es r&pidamente formada, la cual prote#e el metal contra la corrosión adicional. ota 8 * El borde superior es satisfactoriamente plano si no es posible insertar un calibrador de 9.91 pul#. (9. mm) entre el y una pieza de vidrio de LJ (> mm) de espesor colocado sobre el recipiente. G.8 5laca de enrasado * 6na placa met&lica rectan#ular, plana y de al men os LJ (> mm) de espesor o una placa de vidrio o acr+lico de al menos MJ (1 mm) de espesor, con una lon#itud y anco de al menos J (89 mm) mayor que el di&metro del medidor con el cual se use. !os bordes de la placa deber&n ser rectos y lisos con una tolerancia de 131>J ( mm). G.> 0azo * 6n mazo (con cabeza de ule o cuero) que ten#a una masa de 1.8 ± 9.89 lb (>99 ± 99 #) para usarse con recipiente de 9.8 pie (1G !) o menor, y un mazo teniendo una masa de .8 ± 9.89 lb (1999 ± 99 #) para usarse con medido"res mayores de 9.8 pie. /abla 1 apacidad de los ecipientes /amaDo 0&'imo ominal del A#re#ado apacidad del ecipiente 5ul#adas 0m 5ie !itros 1 8.9 9. > 1 M :.8 9.G 11 89 9.8 1G :8 1.9 < G M 11 .8 :9 > 189 .8 199 8. 0uestra 8.1 Nbten#a la muestra de concreto fresco de acuerdo con la 5r&ctica 1:. >. 5rocedimiento >.1 4ase la selección del método de consolidación en el revenimiento, a menos que el método sea establecido en la especicación bao el cual el trabao est& siendo desarrollado. !os métodos de consolidación son apisonamiento y
vibración interna. Apisone concretos con revenimiento mayor de J (:8 mm). Apisone o vibre concretos con revenimiento de 1 a J (8 a :8 mm). onsolide concretos con un revenimiento menor de 1J por vibración. ota > * El concreto no pl&stico, como el utilizado comFnmente en la fabricación de tuber+as y bloques para mamposter+a, no est& cubierto por este método de ensayo. >. Apisonamiento * oloque el concreto en el recipiente en tres capas de apro'imadamente i#ual volumen. Apisone cada capa con 8 #olpes de varilla cuando son usados recipientes de 9.8 pie (1G !) o men ores, y con 89 #olpes cuando se usen recipientes de 1 pie (< !), y un #olpe por cada pul# (9 cm) de supercie para recipientes m&s #randes. Apisone la capa del fondo en su profundidad total sin #olpear con fuerza el fondo del recipiente. -istribuya los #olpes uniformemente sobre la supercie de cada capa. 5ara las dos capas superiores penetre apro'imadamente 1J (8 mm) en la capa inferior. -espués de apisonar cada capa, #olpee suavemente los lados del recipiente de 19 a 18 veces con el mazo adecuado (ver sección G.>) para cerrar uecos que aya deado la varilla de apisonamiento y liberar burbuas de aire atrapadas. ADada la Fltima capa evitando sobrellenar el recipiente. >. 7ibración %nterna * !lene y vibre el recipiente en dos capas apro'imadamente i#uales. 7ierta todo el concreto para cada capa antes de iniciar la vibración de la misma. %nserte el vibrador en tres puntos diferentes de cada capa. Al compactar la capa del fondo no permita que el vibrador descanse o toque el fondo o los lados del recipiente. Al compactar la capa superior, el vibrador debe penetrar la capa inferior apro'imadamente 1J (8 mm). /en#a cuidado de sacar el vibrador de modo que no quede aire atrapado en la muestra. !a duración requerida de vibración depender& de la consistencia del concreto y de la efectividad del vibrador (nota :). 7ibre el concreto sólo lo suciente para lo#rar una consolidación adecuada (nota <). 0anten#a la vibración constante para cada tipo particular de concreto, vibrador y recipiente usado. ota : * 6sualmente, suciente vibración a sido aplicada tan pronto como la supercie del concreto se vuelve relativamente lisa. ota < * !a sobre vibración puede causar se#re#ación del material y pérdida de cantidades si#nicativas de aire intencionalmente atrapado en la mezcla. >.G Al completar la consolidación del concreto el recipiente no debe contener un sustancial e'ceso o deciencia de concreto. 6n e'ceso de concreto de apro'imada"mente 13.8 emoción del e'ceso de concreto H -espués de la compactación remueva
el e'cedente de concreto de la supercie y term+nela suavemente con la placa de per"lado teniendo cuidado de dear el recipiente adecuadamente lleno y nivelado. !a remoción y aplanado se lo#ra meor presionando la placa de perlado sobre la supercie del recipiente cubriendo apro'imadamente dos terceras partes de esta y retiran"do la placa con movimiento a manera de serruco sobre el &rea cubierta. !ue#o colo que la placa en el borde superior del recipiente, cubriendo los dos tercios ori#inales y avance con presión vertical y movimiento de aserrado sobre toda la supercie. 7arias pasadas con el borde de la placa inclinado producir&n un acabado liso >.> !impieza y pesado * -espués del enrazamiento limpie todo el concreto del e'terior del recipiente y determine la masa del concreto y recipiente con una precisión consistente con la requerida en la sección G.1 :. &lculos :.1 -ensidad (5eso 6nitario) * alcule la masa neta del concreto en libras o Bilo#ramos restando la masa del recipiente 0m, de la masa del recipiente lleno de concreto, 0c. alcule la densidad, -, pie o yd, dividiendo la masa neta de concreto por el volumen del recipiente, 7m como si#ue? - @ (0c * 0m)3 7m () :. 7olumenHalcule el volumen como si#ue? C (yd) @ 0 3 (-':) () C (m) @ 0 3 - (G) :. 7olumen relativo * El volumen relativo es la relación entre el volumen actual de concreto obtenido respecto al volumen diseDado para una revoltura (ver nota 2) calculado como si#ue? y @ C 3 Cd (8) ota 2 * 6n valor de y mayor que 1.99 indica e'ceso de concreto producido, en cambio un valor menor que esto indica que la mezcla se queda corta respecto al volumen diseDado. En la pr&ctica, una relación de volumen en pies cFbicos por yarda cubica de mezcla de concreto diseDada, es frecuentemente usada, por eemplo :. ft3yd. :.G ontenido de cemento * alcule el contenido de cemento actual como si#ue? @ b 3 C (>) :.8 ontenido de aire * alcule el contenido de aire como si#ue? A @ O(/ * -) 3 /P ' 199 (:) A @ O( Cf * 7) 3 CfP ' 199 (unidades lb"pul#.) (<) A @ O(C * 7) 3CP ' 199 (unidades $%) (2) < 5recisión y /endencia <.1 !os si#uientes estimados de precisión para este método de ensayo esta basado en una serie de datos de varias localidades coleccionados por la Asociación acional de oncreto 5remezclado. !a información representa mezclas de concreto con un ran#o de revenimiento de a > Q (:8 a 189 mm) y un ran#o de densidad de 118 a 188 lb3pie (1
recipientes de 9.8 pie (: !) y 9.8 pie (1G !). <.1.1 5recisión de un solo operador * !a desviación est&ndar de la densidad en una mezcla de concreto fresco para un solo operador a sido encontrada en 9.>8 lb3ft (19.G B#3m) (1s). 5or lo tanto, el resultado de dos ensayos adecuadamente conducidos por el mismo operador en la misma muestra de concreto no debe diferir por m&s de 1.<8 lb3pie (2.> B#3m) (ds). <.1. 5recisión de 0ulti"NperadorH!a desviación est&ndar de la densidad del concreto fresco para multi"operador a sido encontrada en 9.< lb3pie (1.1 B#3m) (1s). 5or lo tanto, el resultado de dos ensayos adecuadamente conducidos por dos operadores en la misma muestra de concreto no debe diferir por m&s de .1 lb3pie (:.9 B#3m) (ds). <. /endencia * Este método de ensayo no tiene tendencia debido a que la densidad es denida solamente en términos de este método de ensayo.
