NORMA TÉCNICA
ECUATORIANA
NTE INEN 3036
2018-02
HORMIGÓN FRESCO. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AIRE POR EL MÉTODO VOLUMÉTRICO
STANDARD TEST METHOD FOR AIR CONTENT OF FRESHLY MIXED CONCRETE BY THE VOLUMETRIC METHOD
ICS: 91.100.10, 91.100.30 12
Páginas
2018-047 1
HORMIGÓN FRESCO
DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AIRE POR EL MÉTODO VOLUMÉTRICO
1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Esta norma especifica el método de ensayo para determinar el contenido de aire del hormigón fresco que contenga cualquier tipo de áridos, ya sean densos, celulares o livianos.
2. REFERENCIAS NORMATIVAS
Los siguientes documentos, en su totalidad o en parte, son indispensables para la aplicación de este documento. Para referencias fechadas, solamente aplica la edición citada. Para referencias sin fecha, aplica la última edición del documento de referencia (incluyendo cualquier enmienda).
ASTM C 231, Test Method for Air Content of Freshly Mixed Concrete by the Pressure Method
ASTM C 670, Practice for preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials
NTE INEN 858, Áridos. Determinación de la masa unitaria (peso volumétrico) y porcentaje de vacíos
NTE INEN 3119, Hormigón fresco de cemento hidráulico. Método para determinar la temperatura NTE INEN 1763, Hormigón de cemento hidráulico. Muestreo
3. MÉTODO DE ENSAYO 3.1 Generalidades
Este método de ensayo sirve para determinar el contenido de aire en el hormigón fresco. Medir el aire contenido en la fracción del mortero de hormigón, pero no se ve afectado por el aire que puede estar presente dentro de los poros de los áridos.
Por lo tanto, el ensayo es apropiado para determinar el contenido de aire de los hormigones que contienen árido liviano, escoria de alto hornos y áridos naturales altamente porosos o vesiculares.
Este método de ensayo requiere la adición de una cantidad suficiente del alcohol isopropilico, cuando recién se llena el medidor con agua, de manera que después del primer o siguiente giro no se produzca espuma en la parte superior del cuello del medidor. Si hay más espuma presente que la equivalente al 2 % de aire sobre el nivel de agua, el ensayo se declara invalido y debe repetirse al usar una cantidad mayor de alcohol. No se permite la adición de alcohol para dispensar la espuma, en ningún momento después del llenado del medidor a la marca cero.
El contenido de aire del hormigón endurecido puede ser mayor o menor que el determinado por este método de ensayo. Esto depende:
de los métodos y del esfuerzo de consolidación aplicados al hormigón del que se toma la muestra;
la uniformidad y la estabilidad de las burbujas de aire en el hormigón fresco y endurecido;
la precisión del examen microscópico, si se usa;
la edad de comparación;
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la exposición al ambiente;
la etapa en los procesos de entrega, colocación y consolidación en el cual se determina el contenido de aire del hormigón no endurecido, es decir, antes o después de que el hormigón pase a través de una bomba y otros factores.
3.2 Equipo
3.2.1 Medidor de aire. Medidor de aire compuesto de dos partes; un recipiente de medida y una sección superior (ver Figura 1) que cumpla con los siguientes requisitos:
El recipiente de medida y la sección superior deben tener un espesor y rigidez suficiente para soportar el uso rudo en obra.
El material del medidor de aire no debe ser atacado por la pasta de cemento de pH alto, ni deformarse cuando se almacena a altas temperaturas en espacios cerrados, o volverse frágil o agrietarse a bajas temperaturas. Se debe lograr un sello hermético al ensamblar la sección superior con el recipiente de medida.
3.2.2 Recipiente de medida. El diámetro del recipiente debe ser de 1 a 1,25 veces su altura.
Debe ser construido con una brida ubicada en la superficie superior o cerca de ella. Los recipientes de medida deben tener una capacidad mayor o igual que 2,0 L.
3.2.3 Sección Superior. La sección superior debe tener una capacidad al menos 20 % mayor que la del recipiente de medida y estar equipada con un empaque flexible y ganchos o abrazaderas para sujetarla al borde del recipiente. La sección superior debe tener cuello de vidrio o plástico transparente graduado en incrementos de no más de 0,5 % desde 0 en la parte superior hasta 9 % o más del volumen total del recipiente. La graduación debe tener una precisión de + 0,1 % del volumen del recipiente de medida. El extremo superior del cuello debe tener una tapa hermética que se mantenga sellada cuando el medidor es invertido y rodado.
3.2.4 Embudo. Embudo de un tamaño tal que pueda ser insertado en el cuello de la sección superior, y de una longitud que permita llegar a un punto justo por encima de la base inferior de la sección superior. El extremo de la descarga del embudo debe estar construido de modo que cuando se agregue agua al contenedor el hormigón se vea alterado lo menos posible.
3.2.5 Varilla de compactación. Varilla de sección circular, solida, lisa, recta, fabricada de acero, polietileno de alta densidad u otro plastico de igual o mayor resistencia a la abrasión, con un diámetro de 16 mm + 2mm . La longitud de la varilla de compactación deber ser de al menos 100 mm mayor que la profundidad del recipiente de medición en el que se realiza la compactación, pero no mayor a 600 mm en longitud total. La tolerancia en longitud para la varilla de compactación debe ser de + 4 mm. La varilla debe tener uno o ambos extremos redondeados, cuya punta sea semiesférica, del mismo diámetro que la varilla.
3.2.6 Enrasador. Regleta de acero, plana y recta, al menos de 3 mm x 20 mm x 300 mm, o una regleta plana de polietileno de alta densidad u otro plastico de igual o mayor resistencia a la abrasión de al menos 6 mm x 20 mm x 300 mm.
2018-047 3 FIGURA 1. Aparatos para medir el contenido de aire del hormigón fresco
por el método volumétrico
a) Medidor de latón
b) Medidor de aluminio
2018-047 4 c) Medidor de plástico de alta densidad
3.2.7 Taza. Una taza calibrada de metal o plástico que tenga una capacidad de 1,0 + 0,04 % del volumen del recipiente del medidor de aire o una taza graduada en incrementos iguales de 1,0 + 0,04 % del volumen del recipiente del medidor de aire. La taza se usa solo para agregar agua cuando el contenido de aire en el hormigón excede del 9 % o del rango calibrado del medidor.
3.2.8 Vaso para medir el alcohol isopropilico. Un vaso con capacidad mínima de 500 mL con graduaciones no mayores de 100 mL para medir la cantidad de alcohol isopropilico.
3.2.9 Jeringa. Una jeringa de caucho que tenga una capacidad de al menos 50 mL .
3.2.10 Vaso de llenado para el agua. Un recipiente de aproximadamente 1L de capacidad.
3.2.11 Cucharón. De tamaño lo suficientemente grande para que cada cantidad de hormigón obtenida del recipiente de muestreo sea representativa y suficientemente pequeña para que no se derrame durante la colocación en el recipiente de medición.
3.2.12 Alcohol Isopropilico. alcohol isopropilico al 70 % en volumen (aproximadamente 65 % en peso). Se permiten otros agentes dispersantes de espuma, si en los ensayos de verificación se demuestra que el uso de esos agentes en las cantidades señaladas en la Tabla 1, no cambian el contenido de aire en mas de 0,1 % o si se desarrollan factores de corrección similares a los de la Tabla 1. Cuando se emplean otros agentes dispersantes debe haber una copia disponible en el labortorio con los registros que documentan los ensayos o cálculos.
NOTA. El Alcohol isopropilico al 70 % conmumente se encuentra disponible como alcohol para frotar. Alcohol con grados de concentración mayores pueden diluirse con agua para obtener la concentración requerida.
2018-047 5 3.2.13 Mazo. mazo (con cabeza de caucho o cuero) con una masa de aproximadamente 600 g + 200 g.
3.3 Calibración
Calibrar el medidor y la taza inicialmente y cada año o siempre que se sospeche daño o deformación del medidor o de la taza.
Determinar el volumen del recipiente de medida con una precisión de al menos 0,1 %, se determina la masa de agua requerida para llenar el recipiente a temperatura ambiente, y se divide para la densidad del agua a la misma temperatura. Se debe seguir el procedimiento de calibración señalado en el método de ensayo NTE INE 858.
Determinar la precisión de la graduación en el cuello de la sección superior, se llena con agua el medidor de aire ensamblado hasta el nivel de la marca para la graduación de contenido de aire más alta.
Añadir agua en incrementos de 1 % del volumen del recipiente de medida para verificar la precisión del rango de graduación del contenido de aire. El error en cualquier punto del rango graduado no debe exceder el 0,1 % de aire.
TABLA 1. Corrección por el efecto del alcohol isopropilico en las lecturas del medidor de aire
Alcohol isopropilico al 70 %
Litros (L)
Corrección, %A
≤1,0 0,0B
1,5 0,25
2,0 0,50
2,5 0,75
A Restar de la lectura final del medidor.
B Los valores dados son para medidores de aire que tienen un volumen de recipiente de medición de 2,1 L y una sección superior que es 1,2 veces el volumen del recipiente de medida.
Determinar el volumen de la taza de acuerdo con NTE INEN 858 se toma en cuenta el uso de agua a una temperatura de 21,1 °C. Puede hacerse una verificación rápida al añadir una o más tazas de agua al aparato ya ensamblado, y se observa el incremento en la altura de la columna de agua después de haberlo llenado a un nivel dado.
3.4 Muestreo
Obtener una muestra de hormigón recién mezclado de acuerdo con NTE INEN 1763. Si el hormigón contiene partículas de árido grueso de tamaño mayor a 37,5 mm, tamizar en húmedo una muestra representativa, en un tamiz de 25 mm hasta obtener material suficiente para llenar el recipiente. El procedimiento de tamizado en húmedo se describe en la práctica de NTE INEN 1763.
El hormigón utilizado para llenar el recipiente de medición no deberá haber sido utilizado previamente en la realización de cualquier otro ensayo o práctica, excepto el tamizado en húmedo de acuerdo con la práctica de NTE INEN 1763 o el ensayo de temperatura de acuerdo con el método de ensayo de NTE INEN 3119.
2018-047 6 3.5 Procedimiento
3.5.1 Varillado y golpeteo. Humedecer el interior del recipiente de medición y limpiar hasta que quede un aspecto húmedo pero no brillante. Utilizar el cucharón descrito en 3.2, llenar el recipiente de medición con hormigón fresco en dos capas de aproximadamente el mismo volumen. Mientras se coloca el hormigón en un recipiente de medición, mover el cucharón alrededor del perímetro de la abertura del recipiente de medición para asegurar una distribución uniforme del hormigón con una segregación mínima. Varillar cada capa 25 veces uniformemente sobre la sección transversal con el extremo redondeado de la varilla. Varillar la capa inferior a lo largo de su profundidad. Al varillar esta capa, se debe tener cuidado de no dañar el fondo del recipiente de medida. Para la capa superior permitir que la varilla penetre 25 mm, a través de la capa que se varilla. Después de que cada capa este varillada, golpee los lados del recipiente de medición de 10 a 15 veces con el mazo para cerrar cualquier hueco que deja la varilla de apisonamiento o compactación y para liberar cualquier burbuja grande de aire que pueda haber quedado atrapada. Después de golpear la última capa debe quedar un leve exceso de hormigón, 3 mm o menos sobre el borde es aceptable. Agregue o retire una muestra representativa de hormigón si fuera necesario para obtener la cantidad requerida de hormigón.
3.5.2 Enrasado. Después de compactar y golpear la segunda capa, remueva el exceso de hormigón con el enrasador hasta que la superficie quede a nivel con la parte superior del recipiente de medida. Limpiar el borde del recipiente.
3.5.3 Adición de agua y alcohol. Humedecer el interior de la sección superior del medidor, incluir el empaque. Colocar la sección superior sobre el recipiente de medida e insertar el embudo.
Añadir al menos 0,5 L de agua seguida por la cantidad seleccionada de alcohol isopropilico.
Registrar la cantidad de alcohol isopropilico agregada. Agregar continuamente agua hasta que aparezca en las graduaciones de la sección superior del cuello. Retirar el embudo y ajustar el nivel del líquido hasta que el fondo del menisco este nivelado con la marca de cero. Una jeringa de caucho es adecuada para este fin. Colocar y apretar la tapa hermética.
NOTA 1. La cantidad de alcohol isopropilico necesaria para obtener una lectura estable y la cantidad mínima de espuma en la parte superior de la columna depende de varios factores. Muchos hormigones preparados con menos de 300 kg/m3 de cemento y con un contenido de aire menor al 4 % pueden requerir menos de 0,2 L de alcohol. Algunas mezclas de alto contenido de cemento preparadas con humo de sílice que tienen un contenido de aire de 6 % o más, pueden requerir más de 1,4 L de alcohol. La cantidad necesaria variará según el contenido de aire del hormigón, la cantidad y el tipo de aditivo incorporador de aire, el contenido de cemento y el contenido de álcalis de cemento, y tal vez por otros factores. En general, la cantidad de alcohol necesaria puede ser establecida para dosificaciones de mezclas dadas y no debería cambiar mayormente durante el desarrollo de la actividad.
NOTA 2. Si alguna vez, es necesario usar más de 2,0 L de alcohol isopropilico podría ser necesario restringir la cantidad de agua agregada inicialmente para evitar sobrellenar el medidor. Sin embargo, es deseable agregar inicialmente algo de agua para ayudar a mezclar el alcohol y limitar el contacto de alcohol concentrado con la superficie superior de hormigón.
3.5.4 Desplazar el volumen de aire en la muestra de hormigón al usar los siguientes procedimientos:
3.5.4.1 Soltar el hormigón de la base. Invertir rápidamente el medidor, agitar la base en forma horizontal, y devolver el medidor a su posición vertical. Para evitar que el árido se aloje en el cuello del medidor, no mantener invertido por más de 5 s por vez. Repetir el proceso de inversión y agitación por al menos unos 45 s y hasta que el hormigón se haya liberado y se escuche que los áridos se mueven dentro del medidor al ser invertido.
3.5.4.2 Rolado. Colocar una mano en el cuello del medidor y la otra en el borde. Con la mano en el cuello, inclinar la parte superior del medidor 45°, tomados desde la posición vertical; el borde de la base del medidor debe quedar apoyado en el piso o superficie de trabajo. Mantener esta posición durante el desarrollo del procedimiento descrito en esta sección. Usar la mano que está en borde, girar vigorosamente el medidor de ¼ a ½ giro hacia adelante y hacia atrás varias veces, se inicia y detiene el giro bruscamente. Girar la base del medidor 1/3 de giro y repetir el procedimiento de giro como se explicó anteriormente. Continuar con este procedimiento de giros durante 1 min aproximadamente. Se deben escuchar los áridos que se deslizan dentro del medidor durante este proceso.
2018-047 7 Si en algún momento durante los procedimientos de inversión y rolado se encuentra una fuga de líquido del medidor, el ensayo queda invalidado y debe iniciarse un nuevo ensayo como en 3.4.
Colocar el medidor en posición vertical y aflojar la tapa hermética hasta que la presión se estabilice. Permitir que el medidor se mantenga en esta posición mientras el aire se eleva a la parte superior y hasta que el nivel del líquido se estabilice. El nivel del líquido se considera estable cuando no cambia en más del 0,25 % de aire en un período de 2 min.
Si el líquido tarda más de 6 min para estabilizarse o si hay más espuma que la equivalente al 2 % del contenido de aire por sobre el líquido en la escala de medición, desechar el ensayo e iniciar un nuevo ensayo como en 3.4. Utilizar mayor cantidad de alcohol en relación a la prueba inicial.
Si el nivel es estable y no hay presencia excesiva de espuma, leer la base del menisco y aproximar la lectura al 0,25 % más cercano y registrar la lectura, como “lectura inicial del medidor”.
Si el contenido de aire es mayor al rango del 9 % del medidor, agregar un número suficiente de tazas de agua para llevar el nivel del líquido al rango de graduación. Leer la base del menisco y aproximarlo al 0,25 % más cercano. Registrar el número de tazas de agua que se deben agregar a la lectura final del medidor. Ver 3.6.1.
3.5.5 Confirmación de la “Lectura Inicial del Medidor”:
Cuando se obtiene la lectura inicial del medidor, volver a colocar la tapa hermética en la parte superior y repetir el proceso de rolado durante 1 min.
Cuando el nivel del líquido es estable y se cumplen los requisitos, tomar una lectura directa de la base del menisco y hacer una estimación al 0,25 % de aire. Si esta lectura no ha cambiado más del 0,25 % con respecto a la “Lectura Inicial del Medidor”, registrar esta como la Lectura Final del Medidor para la muestra ensayada.
Si la lectura cambió desde la “Lectura Inicial del Medidor” en más del 0,25 % de aire, anotar esta lectura como “Nueva Lectura Inicial” y repita los giros por minuto, leer el contenido de aire indicado. Si esta lectura no ha cambiado en más del 0,25 % del aire con respecto a la “nueva lectura inicial”, anotar como la lectura final del medidor.
Si la lectura cambió en más del 0,25 %, descartar el ensayo e iniciar uno nuevo con una nueva muestra de hormigón como en 3.4, usar más cantidad de alcohol.
3.5.6 Desmontar del medidor. Separar la sección superior del recipiente de medición. Permitir que el líquido salga por el medidor de aire. Verter el contenido del recipiente de medición e inmediatamente examinar el interior para asegurarse de que no hay partes de hormigón inalterados, y sin perturbar la base. Si queda porciones de hormigón inalterado, el ensayo no es válido.
3.6 Cálculos
Si se utiliza una cantidad de 1,5 L o más de alcohol en 3.5.3, se requiere una corrección de la lectura final del medidor.
Redondear a 0,5 L más cercano, el volumen de alcohol utilizado y seleccionar el factor de corrección según la Tabla 1.
NOTA. Cuando la sección superior se llena inicialmente hasta la marca cero con agua y alcohol isopropilico, dicha mezcla tiene un volumen definido; sin embargo, cuando esta solución se mezcla adicionalmente con el agua presente en el hormigón, la concentración de alcohol cambia y la nueva solución ocupa un volumen ligeramente menor que cuando el medidor se llenó inicialmente hasta el valor de cero. Por esta razón, el medidor tiende a indicar un contenido de aire superior al real cuando se utilizan más de 1,2 L de alcohol aproximadamente. Por lo tanto, cuando se usan grandes cantidades de alcohol, los factores de corrección de la Tabla 1 reducen el contenido de aire indicado por el medidor.
2018-047 8 3.6.1 Contenido de aire
Calcular el contenido de aire del hormigón en el recipiente medidor de la siguiente manera:
A = AR – C + W donde
A es el contenido de aire, %;
AR es el lectura final del medidor, %;
C es el factor de corrección, % (Tabla 1) ;
W es el número de tazas de agua añadidas al medidor.
Reporta el contenido de aire al 0,25 % más cercano.
Cuando la muestra ensayada represente la parte de la mezcla obtenida por tamizado en húmedo sobre un tamiz de 25 mm, calcular el contenido de aire del hormigón o de la mezcla completa, utilizar las fórmulas dadas en el método de ensayo. ASTM C 231. Utilizar cantidades apropiadas más gruesas o más finas que el tamiz de 25 mm en lugar del tamiz de 37,5 mm especificado en el método de ensayo de ASTM C 231.
3.7 Precisión y sesgo
La desviación estándar es esencialmente proporcional al promedio para diferentes niveles de contenido de aire. La siguiente declaración de precisión se basa en 979 ensayos realizados en 6 experimentos de campo por el West Virginia D.O.T. Se ha encontrado que el coeficiente de variación multioperador es del 11 % del contenido de aire medido. Por lo tanto, los resultados de los ensayos efectuados por dos operadores diferentes en muestras tomadas de una única muestra de hormigón no deben diferir entre si más del 32 % de su contenido de aire promedio.
Estos números representan, respectivamente, los límites de 1s % y d2s % descritos en ASTM C 670. Los datos recogidos para las afirmaciones de precisión fueron obtenidos al usar procedimientos normalizados antes de usar grandes cantidades de alcohol isopropilico en este método de ensayo.
Este método de ensayo proporciona procedimientos volumétricos para determinar el contenido de aire en el hormigón fresco. Cuando se realiza apropiadamente, este método de ensayo no presenta sesgos, ya que el valor del contenido de aire solo puede definirse en términos de este método de ensayo.
2018-047 9 ANEXO A
(informativo)
DIAGRAMA DE FLUJO PARA REALIZAR EL MÉTODO DE ENSAYO DE CONTENIDO DE AIRE VOLUMÉTRICO
El siguiente diagrama de flujo no incluye todos los pasos y las precauciones que se requieren para realizar correctamente este método de ensayo. Esto se proporciona para ayudar a los usuarios a seguir la secuencia de los procedimientos.
FIGURA A.1. Diagrama de flujo para la realización del método de ensayo volumétrico del contenido de aire (1 de 3)
2018-047 10 FIGURA A.1. (2 de 3)
2018-047 11 FIGURA A.1. (3 de 3)
2018-047 12 BIBLIOGRAFÍA
ASTM C 173: 2016, Standard Test Method for Air Content of Freshly Mixed Concrete by the Volumetric Method
Documento:
NTE INEN 3036
TÍTULO: HORMIGÓN FRESCO. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AIRE POR EL MÉTODO VOLUMÉTRICO
Código ICS:
91.100.10 91.100.30 ORIGINAL:
Fecha de iniciación del estudio:
27-06-2017
REVISIÓN:
La Subsecretaría de la Calidad del Ministerio de Industrias y Productividad aprobó este proyecto de norma
Oficialización con el Carácter de por Acuerdo Ministerial No.
publicado en el Registro Oficial No.
Fecha de iniciación del estudio:
Fechas de consulta pública: 17-08-2017 a 16-10-2017
Comité Técnico de Normalización: Hormigón, hormigón reforzado, hormigón presforzado
Fecha de iniciación: 27-06-2017 Integrantes del Comité:
Fecha de aprobación: 13-07-2017
NOMBRES: INSTITUCIÓN REPRESENTADA:
Ing. Guillermo Realpe (Presidente) PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR
Ing. Luis Guadalupe HOLCIM. ECUADOR
Ing. Adrián Serrano MIPRO
Ing. Alexander Cadena INECYC
Ing. Fernando Villacís CAMICON
Ing. Gyna Iza (Secretaria Técnica) DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN - INEN
Otros trámites:
La Subsecretaría de la Calidad del Ministerio de Industrias y Productividad aprobó este proyecto de norma.
Oficializada como: Voluntaria Por Resolución No. 17633 de 2017-12-28 Registro Oficial No. 178 de 2018-02-08
Servicio Ecuatoriano de Normalización, INEN - Baquerizo Moreno E8-29 y Av. 6 de Diciembre Casilla 17-01-3999 Telfs: (593 2)3 825960 al 3 825999
Dirección Ejecutiva: [email protected]
Dirección de Normalización: [email protected] Centro de Información: [email protected]
URL:www.normalizacion.gob.ec