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UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE

INGENIERIA CIVIL

1. INTRODUCCION

Este método de ensayo abarca la determinación del contenido del aire en el hormigón fresco, mediante la observación en los cambios de volumen del hormigón, producidos por un cambio en la presión. Este método de ensayo es para hormigones y morteros elaborados con áridos relativamente densos, para los cuales el factor de corrección por árido puede ser determinado satisfactoriamente por la técnica descrita en la Sección 6.

No es aplicable para hormigones preparados con áridos

livianos, escoria de alto horno enfriada por aire, o áridos con alta porosidad; en estos casos, debe emplearse el Método de Ensayo C 173. Tampoco puede aplicarse en hormigones no plásticos, como los comúnmente utilizados en la fabricación de tubos y unidades de albañilería de hormigón.

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2. INDICE

1.

INTRODUCCION ............................................................................................... 1

2.

INDICE .............................................................................................................. 2

3.

5.

ENSAYO DE OLLA DE WASHINGTON ........................................................... 3 1.

ALCANCES ................................................................................................................................ 3

2.

NORMALIZACION..................................................................................................................... 3

3.

OBJETIVOS Y USO .................................................................................................................... 4

4.

EQUIPOS PARA EL ENSAYO ...................................................................................................... 5

4.

CALIBRACION DE LOS EQUIPOS ............................................................................................... 7

5.

PREPARACION DE LA MUESTRA DE ENSAYO ........................................................................... 8

6.

PROCEDIMIENTO ..................................................................................................................... 8

7.

CALCULOS DEL ENSAYO ......................................................................................................... 13

8.

REPORTE ................................................................................................................................ 14

9.

CONSIDERACIONES GENERALES ............................................................................................ 14

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................... 16

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3. ENSAYO DE OLLA DE WASHINGTON 1.

ALCANCES

Esta prueba determina la cantidad de aire que puede contener el hormigón recién mezclado excluyendo cualquier cantidad

de aire que puedan

contener las partículas de los agregados. Por esta razón este ensayo es aplicable para concretos con agregados relativamente densos y que requieran la determinación del factor de corrección del agregado.

2.

NORMALIZACION

Esta prueba no es aplicable a hormigones de agregados ligeros, escorias de fundición enfriadas por aire o agregados con

alta porosidad, a

hormigón no plástico usado en la fabricación de tubos o bloques de mampostería, en esos casos el ensayo correspondiente seria de acuerdo a ASTM C 173. Este método no es utilizado en concretos no plásticos los cuales son comúnmente utilizados en unidades de albañilería. Este y otros ensayos como C 138 y C 173 proporcionan procedimientos de presión, gravimétricos y volumétricos respectivamente, para la determinación del contenido de aire de una mezcla fresca de concreto. El procedimiento de presión de este ensayo da sustancialmente los mismos resultados del contenido de aire con respecto a los otros ensayos para concretos con agregados densos. Normas de Referencia: Normas de ASTM: C 138/C 138M

Método de Ensayo para la Densidad (Peso Unitario), Volumen producido y el Contenido de Aire del Hormigón (Método Gravimétrico)

C 172 C 173/C 173 M

Práctica para el Muestreo de Hormigón Fresco Método de Ensayo para el Contenido de Aire del Hormigón Fresco por el Método Volumétrico Práctica para la Elaboración y Curado de Probetas de

C 192/C 192M

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INGENIERIA CIVIL Hormigón para Ensayos en el Laboratorio C 670

Práctica para la Preparación de los Informes de Precisión y Sesgo para los Métodos de Ensayo de Materiales para Construcción

E 177

3.

Práctica para el Uso de los Términos de Precisión y Sesgo en los Métodos de Ensayo ASTM.

OBJETIVOS Y USO

Este método de ensayo trata sobre la determinación del contenido de aire en el hormigón fresco.

El ensayo determina el contenido de aire en

mezclas de hormigón fresco, excluyendo el aire que puede existir dentro de los huecos internos de las partículas de los áridos. Por esta razón, el ensayo es aplicable al hormigón preparado con árido de partículas relativamente densas y requiere la determinación del factor de corrección del árido. Este método de ensayo y los Métodos de Ensayo C 138/C 138M y C 173/C 173M, establecen los procedimientos para determinar el contenido de aire del hormigón por los métodos de presión, gravimétrico, y volumétrico, respectivamente. El procedimiento de este método de presión, entrega sustancialmente los mismos contenidos de aire que los otros dos métodos de ensayo, para hormigones preparados con áridos densos. Los contenidos de aire del hormigón endurecido pueden ser más altos o más bajos que los determinados por este método de ensayo. Esto depende de los métodos y cantidad de energía de compactación aplicados al hormigón endurecido del que se tomó la muestra de ensayo; depende también de la uniformidad y estabilidad de las burbujas de aire en los hormigones fresco y endurecido; de la precisión del examen microscópico, si se usó;

del momento de comparación, exposición al medio ambiente,

etapa en la entrega, colocación y proceso de compactación en el que se determina el contenido de aire del hormigón no endurecido, esto es, antes o después de que el hormigón es bombeado; así como de otros factores.

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4.

EQUIPOS PARA EL ENSAYO

Medidor de aire.- Existen aparatos satisfactorios de dos diseños básicos de operación que trabajan con el principio de la ley de Boyle. Se hará referencia de medidores de tipo A y B.

-Medidor tipo A.- La principal operación de este medidor de

aire

consiste en introducir agua hasta una determinada altura por encima de la muestra de concreto de volumen conocido y la aplicación de una determinada presión de aire sobre el agua. La determinación consiste en la reducción en el volumen del aire en la

muestra de concreto

por la

observación del nivel de agua más bajo que la presión aplicada. -Medidor tipo B.- la operación

principal de este medidor consiste en

igualar el volumen de aire y la presión conocida en una

cámara con el

volumen desconocido de aire de la muestra de concreto.

Un medidor de

aire que consiste en un recipiente de

forma cilíndrica y una sección

superior que lo cubre. El recipiente debe ser de metal u otro material no reactivo al cemento, debe tener un diámetro de

0.75 a 1.25 veces la

altura y una capacidad por lo menos de 0.20 ft. La forma en que trabaja este

medidor consiste en igualar un volumen conocido de aire

a una

presión conocida en una cámara de aire hermética con el volumen de aire desconocido de la muestra de hormigón. La aguja en el medidor de presión se calibra en términos de porcentajes de aire de presión en la cual se igualan ambas presiones. Se han usado satisfactoriamente presiones operacionales de 7.5 a 30.0 psi (51 a 207 kPa).El dial de la sección superior para medir el contenido de aire debe estar graduado en un rango de al menos 8%, legible con una aproximación de 0.1% bajo las operaciones normales de presión. COSTOS Y PRESUPUESTOS

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Varilla.- Debe ser redonda, de acero de 5/8” (16 mm) de diámetro y no menor a 16” (400 mm) de longitud, teniendo el extremo redondeado o semi hemisférico con diámetro de 5/8” (16 mm).



Placa para remover exceso de hormigón.- Rectangular y plana de metal o al menos ¼” (6 mm) de espesor, de vidrio o acrílico de al menos ½” (12 mm) de espesor con una longitud y ancho de al menos 2” (50 mm).



Mazo.- Con cabeza de goma, de peso aproximadamente 1.25 ±0.50 lb (600 ± 200 g.) para usarse con recipientes de 0.5 ft3 (14 L) o menores. Para recipientes más grandes que 0,5 ft3 un mazo que pese aproximadamente 2.25 ± 0.50 lb (1000 ± 200 g).



La muestra:

Se obtendrá conforme al procedimiento indicado en la norma C 172. Si el hormigón contiene agregado grueso mayor a 2” (50 mm), tamice en húmedo una cantidad suficiente de la muestra representativa en un tamiz de 1 1/2” (37.5 mm), como se describe en la norma C 172.

El método que se describe para determinar el contenido de aire del hormigón fresco, se basa en la medición del cambio de volumen del hormigón sometido a un cambio de presión.

El equipo que se especifica para este ensayo es el tipo B de la norma ASTM C 231-78 (aparato tipo Washington), el que está equipado con un dial que registra directamente el contenido de aire, en %, con respecto al volumen de hormigón. El procedimiento es aplicable a hormigón fabricado con árido de densidad normal y tamaño máximo no superior a 50 mm.

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4. CALIBRACION DE LOS EQUIPOS 

Equipo de medición de aire: El equipo consta de un recipiente con tapa de acero cuya capacidad mínima es de 6 litros. La tapa está provista de un ajuste de goma o caucho para cierre hermético con el recipiente y lleva además los aditamentos siguientes:



Un par de llaves para agua, de entrada y purga.



Llaves para apretar herméticamente la tapa al recipiente.



Cámara de presión con dial, bomba manual (o bombin externo), válvula para traspasar el aire al recipiente y válvula de purga para ajustar la presión inicial en el dial.



Accesorios: probeta de calibración y tubos de bronce atornillables a una de las llaves de agua.



Accesorios Para la ejecución del ensaye se requiere además de otros elementos para apisonar, vibrar, enrasar, etc. El pisón debe cumplir las prescripciones de NCh 1019 E Of 74 "Determinación de la docilidad. Método del asentamiento del cono de Abrams".



Calibración

La calibración del aparato es necesaria para tener la seguridad que el contenido de aire indicado en el dial es el correcto; esta operación se hace particularmente conveniente cuando el equipo ha estado largo tiempo fuera de servicio y/o cuando ha sido maltratado o golpeado durante su manejo o transporte. La calibración se realiza en un laboratorio calificado, el cual extenderá un Certificado de Calibración. COSTOS Y PRESUPUESTOS

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INGENIERIA CIVIL 5. PREPARACION DE LA MUESTRA DE ENSAYO Obtenga la muestra de hormigón fresco de acuerdo con los procedimientos aplicables de la Práctica C 172. Si el hormigón contiene partículas de árido grueso que quedarán retenidos en la malla de 2 pulg (50 mm), tamice en húmedo una cantidad suficiente de la muestra representativa en una malla de 1 ½ pulg (37,5 mm), como se describe en la Práctica C 172, para obtener suficiente material que pueda llenar el recipiente del medidor, de acuerdo con el tamaño seleccionado para usarse. Lleve a cabo el procedimiento de tamizado en húmedo con la mínima alteración posible del mortero.

No

intente limpiar el mortero adherido a las partículas de árido grueso retenido en la malla. 6. PROCEDIMIENTO 1. 

Muestra de ensayo:

El tamaño de la muestra de hormigón fresco será superior a 30 litros y su extracción se realizará de acuerdo a lo establecido en la norma.

2. 

Colocación y compactación de la muestra:

Llenar el recipiente con la muestra de hormigón según el método de compactación que se aplique. 3.

Apisonado:

Se aplica cuando la docilidad es mayor a 5 cm de asentamiento. 

Colocar el hormigón en tres capas de igual volumen.



Apisonar cada capa con 25 golpes de pisón distribuidos en toda el área. La capa inferior se apisona en toda su altura sin golpear el fondo y las capas superiores se apisonarán de modo que el pisón penetre aproximadamente 3 cm en la capa subyacente.

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

Después de apisonar, golpear los costados del recipiente 10 a 15 veces con un mazo.

4.

Vibrado:

Se aplica este procedimiento a hormigón con docilidad máxima de 10 cm de asentamiento. o Llenar en dos capas de igual volumen, vibrando cada capa con una o dos inserciones del vibrador, sin tocar con éste las paredes ni el fondo del recipiente. o La vibración se aplicará hasta que la superficie del hormigón tenga una apariencia suave y brillante, retirando lentamente el vibrador. Se evitará la sobrevibración. o Una vez compactada la muestra, se enrasa y alisa la superficie ajustadamente al nivel del borde del recipiente.

5.

Medida del contenido de aire: o Limpiar los bordes y en especial la goma de sello, colocar la tapa y ajustar herméticamente con las llaves de aprete. o Cerrar las válvulas para aire y abrir las llaves para agua. Mediante una jeringa de goma introducir agua por una de las llaves de agua hasta que fluya por la otra llave. Golpear lateralmente con un mazo para expulsar burbujas de aire atrapadas en el agua introducida. o Bombear aire a la cámara de presión hasta que la aguja del dial llegue a la marca de presión inicial. Reposar algunos segundos para enfriar el aire comprimido. Estabilizar la aguja, mediante bombeos o purga, en la marca de presión inicial.

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o Cerrar las dos llaves de agua y abrir la válvula de entrada de aire comprimido de la cámara de aire al recipiente. Golpear suavemente los costados del recipiente, como también la tapa del dial para estabilizar la lectura. o Leer con aproximación a 0,1% el contenido de aire registrado en el dial. Antes de abrir la tapa, mantener cerradas las válvulas de aire y abrir las llaves de agua para liberar la presión de aire existente en el recipiente.

6.

Procedimiento a utilizar con la olla de Washington:



Seleccionar una muestra representativa.



Humedecer el interior del tazón y colocarlo en una superficie plana nivelada y firme.



Llenar el recipiente con tres capas de igual volumen, sobrellenando ligeramente la última capa.



Compactar cada capa con 25 penetraciones de la punta semihemisférica de la varilla, distribuyendo uniformemente las penetraciones en toda la sección.



Compactar la capa inferior en todo su espesor, sin impactar en el fondo del recipiente con la varilla.

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Compactar la segunda y tercera capa penetrando 1 pulgada (25 mm) de la capa anterior.



Golpear firmemente los lados del tazón de 10 a 15 veces con el mazo, después de compactar cada capa. Para evitar que las burbujas de aire queden atrapadas en el interior de la muestra .



Enrasar el hormigón utilizando la regla enrasadora apoyada sobre el borde superior del molde; y luego limpie el exceso de muestra del borde del recipiente.



Limpiar y humedecer el interior de la cubierta antes de acoplarla con las mordazas a la base; las mordazas se sujetan dos a la vez y en cruz.



Abrir ambas llaves de purga.



Cerrar la válvula principal de aire entre la cámara y el tazón y abrir ambas llaves de purga a través de la cubierta.



Inyectar agua a través de una de las llaves de purga hasta que se salga por la otra.



Continuar inyectando agua por la llave de purga, mientras mueve y golpea el medidor para asegurar que todo el aire es expulsado.

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Cerrar la válvula de escape de aire y bombear aire dentro de la cámara hasta que el manómetro este en la línea de presión inicial.



Esperar unos segundos para que

el

aire comprimido llegue a una

temperatura normal y se estabilice la lectura de presión. 

Ajustar el manómetro en la línea de presión inicial por bombeo o deje escapar aire si es necesario dando ligeros golpes con la mano.



Cerrar ambas llaves de purga.



Abrir la válvula principal entre la cámara de aire y el tazón.



Dar pequeños golpes en los lados del tazón con el mazo.



Leer el porcentaje de aire, golpeando con la mano ligeramente el manómetro para estabilizar la lectura.



Cerrar la válvula de aire principal y abrir las llaves de purga para descargar la presión, antes de remover la cubierta.



Calcular correctamente el contenido de aire.

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7. CALCULOS DEL ENSAYO Contenido de aire.- Calcular el contenido de aire del concreto de la siguiente manera:

Donde: As = contenido de aire de la muestra (%) A1 = contenido de aire aparente de la muestra (%), lectura del manómetro. G = factor de corrección del agregado (%). Contenido de aire de la mezcla completa.- Cuando la muestra

ensayada

representa la porción de mezcla obtenida por tamizado húmedo para remover las partículas más grandes que el tamiz 1 ½ (37 mm.) el contenido de aire de la mezcla completa se calcula de la siguiente manera:

Donde.As = Contenido de aire de mezcla completa. Vc = volumen absoluto de los ingredientes de la mezcla que pasan el tamiz (37.5 mm.) en pies3 (m3). Vt = volumen absoluto de los ingredientes de la mezcla, en pies3 (m3). Va = volumen absoluto de los agregados grueso de la mezcla que se detienen en el tamiz de 37.5 mm como determinación del peso original en pies3.

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8. REPORTE El contenido de aire se reporta con una aproximación de 0.1 %.

9. CONSIDERACIONES GENERALES Si se ha introducido agua en el medidor de aire esta debe ser purgada para prevenir errores. Tamaño máximo agregado: 2 pulg. (50 mm) y si el agregado es mayor se debe tamizar en húmedo en el tamiz de ½ pulg. (37.5 mm). Tamizado en húmedo: de requerirse, en tamiz de 1 ½ pulgada (37,5 mm) (m3) del recipiente. 

Numero de capas: 3



Compactación: 25 inserciones por capa con una varilla de 400 mm de longitud y 16 mm de diámetro.



Golpes: 10 a 15 con el mazo de goma.



Factor de corrección: se determina para calcular con precisión el contenido de aire.

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5. BIBLIOGRAFIA 

Determinación del contenido de aire en el concreto. www.FacultadesInstitutos/laboratorio/aire.



Aditivos para el concreto. Universidad Nacional de Piura



UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA. contenido de aire del hormigón fresco método de presión (resumen ASTM C 231).



Naturaleza del concreto. Ingeniería civil UNPRG



Hormigón – Manuel Fernández Canovas



Aditivos – ICH



Pagina de Chema



ASTM Designación C 231 - 04

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