1 Propósito
Este método corresponde a una traducción significativamente equivalente de la norma ASTM C 109 por lo cual no se valida, se realiza una confirmación del método y establece las pautas para la debida realización del Método de Ensayo Estándar Para la Resistencia a la Compresión de Morteros de Cemento Hidráulico – Usando Especímenes Cúbicos de 50 mm.
Los valores deben expresarse en unidades SI.
Este método no considera los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad de quien la emplee establecer prácticas apropiadas de seguridad y salubridad y determinar la aplicabilidad de limitaciones regulatorias antes de su empleo.
2 Alcance
Este método de ensayo cubre la determinación de la resistencia a la compresión de morteros de cemento hidráulico usando especímenes cúbicos de 50 mm.
3 Documentos de Referencia
“Registro de trabajo conforme F-15-00-01” “Recibo de Material F-17-00-01”
“Resumen de Control F-17-00-03”
“Identificación de material madre F-17-00-04” “Identificación de material hijo F-17-00-05” “Identificación de otros materiales F-17-00-07”
“Cálculo de Incertidumbre de las Mediciones de Ensayos P-24” “Cálculo de la Incertidumbre F-24-00-01”
“ASTM C 109/C 109M Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens)”
4 Responsabilidades
Los Asistentes de Laboratorio encargados de realizar dichos ensayos son responsables de actuar según lo establecido, acudiendo en caso de duda a su superior inmediato.
El Jefe de Laboratorio es responsable de planificar, controlar y monitorear el cumplimiento de los lineamientos operacionales y administrativos aplicables a los ensayos.
El Inspector de Calidad es responsable de velar por la trazabilidad e integridad de los ensayos, muestras y especímenes. 5 Resumen del Método
No aplica 6 Equipo
6.1 Masas y balanzas: La balanza deberá tener una capacidad de al menos 2000 g. 6.2 Probetas: De al menos 250 ml y 500 ml con subdivisiones al menos de 5 ml.
6.3 Moldes para especímenes: Serán cúbicos de 50 mm y cerrados lo más herméticamente posible. Los moldes no tendrán más de tres compartimientos cúbicos y serán separables en no más de dos partes. Las partes de los moldes cuando están ensamblados deberán calzar de manera adecuada. Los moldes estarán hechos de metal duro no reactivo a los morteros de cemento. Los lados del molde serán suficientemente rígidos para prevenir la extensión o la deformación. Las caras interiores de los moldes serán superficies planas.
6.4 Mezcladora, tazón y paleta: Un mezclador mecánico accionado mecánicamente equipado con paleta y tazón de mezclado.
6.5 Tabla de flujo y molde de flujo.
6.6 Mazo: No absorbente, no abrasivo, material no quebradizo tal como compuesto de hule, madera, plástico, el cual tendrá una sección transversal de cerca de 13 mm por 25 mm y un largo conveniente de 120 mm a 150 mm aproximadamente. La cara de apisonamiento será plana y en ángulos rectos a lo largo del mazo.
6.7 Herramienta de afinamiento de superficie: Con una hoja de acero de 100 mm a 150 mm de longitud en ángulos rectos.
6.8 Cabina o cuarto de humedad: Mismas instalaciones de laboratorio donde se prevenga el contacto directo con la luz solar o el calor.
6.9 Máquina de ensayos: El indicador numérico será de largo suficiente para leerlo con facilidad. El incremento numérico será igual o menor que 0,10 % aproximadamente de la escala de carga total de un rango de carga dado. En ningún caso el rango de cargas verificado incluirá cargas inferiores al mínimo incremento numérico multiplicado por 100. La precisión del indicador de carga estará dentro del 1,0 % aproximadamente para cualquier valor mostrado dentro del rango de carga verificado. Estará provista para el ajuste e indicación del cero real a cero cargas. Constará de un indicador de carga máximo que todo el tiempo hasta que se resetee indicará dentro del 1 % de precisión del sistema la carga máxima aplicada al espécimen.
Tabla 1 Variaciones permisibles de los moldes de especímenes Moldes cúbicos de 50 mm
Parámetro Nuevo En uso
Planitud de lados <0,025 mm <0,05 mm Distancia entre lados opuestos 50 mm ± 0,13 mm 50 mm ± 0,50 mm Altura de cada compartimento 50 mm + 0,25 mm
– 0,13 mm 50 mm + 0,25 mm – 0,38 mm Angulo entre la cara adyacente A 90° ± 0,5° 90° ± 0,5°
A Medido en puntos ligeramente retirados de la intersección. Medido separadamente para cada compartimiento entre todas las
6.9.1 El plato superior será un asiento esférico, bloque de metal endurecido firmemente sujetado en el centro de la cabeza superior de la máquina. El centro de la esfera estará en el centro de la superficie del bloque en contacto con el espécimen. El bloque estará estrechamente sujeto al asiento esférico, pero estará libre para inclinarse en cualquier dirección. Un bloque de apoyo de metal endurecido se utilizará por debajo de la muestra para minimizar el desgaste de la platina inferior de la máquina. Para facilitar un centrado preciso de la muestra de ensayo en la máquina de compresión, una de las dos superficies de los bloques de apoyo tendrá un diámetro o diagonal de entre 70,7 mm y 73,7 mm aproximadamente, (nota 1). Cuando la superficie del bloque de apoyo superior cumpla este requisito, la superficie de apoyo del bloque inferior será mayor que 70,7 mm. Cuando la superficie del bloque de apoyo inferior cumpla este requerimiento, el diámetro o diagonal de la parte superior de la superficie del bloque de apoyo será de 70, 7 mm 79,4. Cuando el bloque inferior es el único bloque con diámetro o diagonal entre 70,7 mm y 73,7 mm, el bloque inferior estará centrado con respecto al bloque de apoyo superior y mantener en su posición por los medios adecuados. Estas superficies no se apartarán de superficies planas por más de 0,013 mm cuando los bloques estén nuevos y sean mantenidos dentro de una variación permisible de 0,025 mm.
Nota 1 La diagonal de un cubo de 50 mm es 70,7 mm. 7 Materiales
7.1 Morteros, cementos, etc. 8 Temperatura y humedad
8.1 Temperatura: La temperatura en el entorno en donde se está preparando la mezcla, los materiales secos, moldes, placas base, y el recipiente de mezclado, estarán a una temperatura de 23 °C ± 3 °C. La temperatura
del agua de mezclado, habitación o cuarto de moldeo, y agua en tanque de almacenamiento se ajustará a 23 °C ± 3 °C.
8.2 Humedad: La humedad relativa del laboratorio no será menor al 80 %. 9 Especímenes de ensayo
9.1 Fabrique dos o tres especímenes de un lote de mortero para cada periodo de ensayo o edad de ensayo. 10Preparación de los moldes para especímenes
10.1 Aplique una capa delgada de agente desmoldante en el interior de las caras del molde y al plato base no absorbente. Aplique aceites y grasas usando un trozo de tela impregnado u otros medios adecuados. Limpie las caras del molde y el plato base con la tela tanto como sea necesario para remover cualquier exceso de agente desmoldante y para asegurar capa delgada en las superficies interiores. Cuando use un lubricante en aerosol, rocíe el agente desmoldante directamente sobre las caras del molde y el plato base desde una distancia de 150 mm a 200 mm para lograr una cobertura completa. Después de rociar, limpie la superficie con una tela tanto como sea necesario para remover cualquier exceso de lubricante en aerosol. El recubrimiento de la capa residual será sólo lo suficiente para permitir que la impresión de una huella permanezca ligeramente tras la presión con el dedo. (Nota 2).
10.2 Selle las superficies donde las mitades del molde se unen mediante la aplicación de una capa de grasa fina tal como vaselina. La cantidad será suficiente para extrudir ligeramente cuando las dos mitades se unan. Remueva cualquier exceso de grasa con la tela.
10.3 Después de colocar el molde sobre su plato base (y su fijación, si es de tipo pinza) remueva cuidadosamente con una tela seca cualquier exceso de aceite o grasa de la superficie del molde y el plato base al cual el sellador a prueba de agua va a ser aplicado. Como sellador, use parafina, cera micro cristalina.
Nota 2 Debido a que los lubricantes en aerosol se evaporan, los moldes serán revisados para asegurar una capa suficiente de lubricante inmediatamente antes del uso. Si un periodo extenso de tiempo ha ocurrido desde el tratamiento, puede que sea necesario volver a aplicarlo.
11Método
11.1 Composición del mortero:
11.1.1 La composición del mortero será realizada tal como indique el cliente interno, o de acuerdo a la ficha técnica del producto aportada por el fabricante.
11.2 Preparación del mortero: 11.2.1 Mezcle mecánicamente. 11.3 Determinación del flujo:
11.3.1 Determine el flujo.
11.3.2 Para el cemento portland y cemento Portland con inclusor de aire, solamente registre el flujo.
11.3.3 En el caso de otros cementos además del portland y el cemento portland con inclusor de aire, realice morteros de prueba con diferentes porcentajes de agua hasta que se obtenga el flujo especificado si es que este se solicita. Realice cada prueba con mortero fresco.
11.3.4 Inmediatamente después de la finalización de la prueba de flujo, regrese el mortero de la tabla de flujo al recipiente de mezclado. Rápidamente raspe los lados del molde y transfiérala dentro del lote el mortero que haya podido recolectar en los lados del tazón y remezcle el lote completo por 15 segundos a velocidad media. Al término del mezclado, la paleta de mezcla se agitará para eliminar el exceso de mortero en el tazón.
11.3.5 Cuando un lote adicional de mortero se va a realizar inmediatamente para especímenes adicionales, el ensayo de flujo puede ser omitido y el mortero se deja en reposo en el tazón de mezclado por 90 s sin cubrir. Durante los últimos 15 segundos del intervalo, rápidamente raspe los lados del tazón y transfiera en el lote el mortero que se haya podido recoger de los lados del tazón. Vuelva a remezclar por 15 min a velocidad media.
11.4 Moldeo de los especímenes de ensayo
11.4.1 Complete la consolidación del mortero en los moldes, ya sea por apisonamiento manual o por un método alternativo calificado. Los métodos alternativos incluyen, pero no se limitan al uso de una mesa vibratoria o dispositivos mecánicos.
11.4.2 Apisonamiento manual: Inicie el moldeo de los especímenes dentro de un tiempo total transcurrido de no más de 2,5 min después de la finalización del mezclado original del lote de mortero. Coloque una capa de mortero de aproximadamente 25 mm (aproximadamente la mitad de la profundidad del molde) en todos los compartimientos cúbicos. Apisone el mortero en cada compartimiento cubico 32 veces en alrededor de 10 s en 4 rondas, cada ronda estará en ángulo recto con respecto a la otra y constar de 8 golpes adyacentes sobre la superficie del espécimen, como se ilustra en la figura 1. La presión de apisonamiento será solo la suficiente para asegurar un llenado uniforme de los moldes. Las cuatro rondas de apisonamiento (32 golpes) del mortero se completarán en un cubo antes de ir al siguiente. Cuando el apisonamiento de la primera capa se ha completado en todos los compartimientos cúbicos, llene los compartimientos con el mortero restante y luego apisone como se especifica para la primera capa. Durante el apisonamiento de la segunda capa vuelva a introducir el mortero que ha sido forzado a salir sobre la parte superior del molde después de cada ronda de apisonamiento, y complete el apisonamiento de cada ronda antes de iniciar la siguiente. Una vez completado el apisonamiento, la parte superior de todos los cubos quedará con un leve exceso de mortero por encima de la parte superior de los moldes. Introduzca el mortero que ha sido forzado a salir sobre la parte superior de los moldes con una espátula, alise los cubos por arrastre del plano de la espátula (con el borde ligeramente levantado) a través de la parte superior de cada cubo en ángulo recto a la longitud del molde. Luego, con el propósito de nivelar el mortero y hacer que el exceso de mortero que sobresale en la parte superior del molde quede de un espesor más uniforme, arrastre el lado plano de la espátula (con el borde ligeramente levantado) ligeramente, una vez a lo largo de la longitud del molde. Corte el mortero para lograr una superficie plana nivelada con la parte superior del molde por arrastre del lado recto de la espátula (sostenida aproximadamente perpendicular al molde) con un movimiento de corte de cierra sobre la longitud del molde.
11.4.3 Métodos alternativos: Cualquier método de consolidación que cumpla los requerimientos de calificación de esta sección podrá ser usado. El método de consolidación consiste de un procedimiento específico, equipo, y dispositivo de consolidación, seleccionado y usado de manera consistente por un laboratorio específico. El tamaño del lote de mortero del método puede ser modificado para adaptarse al aparato.
11.5 Almacenamiento de los especímenes de ensayo
11.5.1 Mantenga todos los especímenes de ensayo, después del moldeo, en los moldes sobre los platos base, en un lugar alejado de vibraciones y luz solar directa entre 20 y 72 horas. Si los especímenes son removidos de los moldes antes de las 24 h manténgalos húmedos envolviéndolos en una toalla de papel ligeramente humedecida hasta que cumplan 24 h, seguidamente sumerja los especímenes en agua, excepto aquellos que van a ser ensayados a 24 h. Mantenga el agua limpia cambiándola cuando sea necesario.
11.6 Determinación del esfuerzo a compresión
11.6.1 Ensaye los especímenes inmediatamente después de la remoción de los moldes para aquellos que sean de 24 h, y del tanque de almacenamiento en al caso de todos los otros especímenes: Todos los especímenes de ensayo para una edad dada serán fallados dentro de la tolerancia permisible prescrita como sigue:
Edad de ensayo Tolerancia Permisible
24 h ± ½ h
3 días ± 1 h
7 días ± 3 h
28 días ± 12 h
Tabla 2 Tolerancias de falla
Si más de un espécimen es removido a la vez es removido de los moldes para el ensayo de 24 h, mantenga estos especímenes cubiertos con una toalla de papel ligeramente húmeda hasta el momento del ensayo. Si más de un espécimen es removido a la vez del tanque de almacenamiento para el ensayo, mantenga estos especímenes en agua a una temperatura de 23 °C ± 3 °C y de suficiente profundidad para sumergir completamente cada espécimen hasta el momento del ensayo.
11.6.2 Lleve cada espécimen hasta una condición de superficie seca, y remueva granos de arena sueltos o incrustaciones de las caras que van a estar en contacto con los bloques de carga de la máquina de ensayos. Verifique estas caras mediante la aplicación de una regla (nota 3). Si hay una curvatura apreciable, lime la cara o caras hasta una superficie plana o descarte el espécimen.
Nota 3 Caras de espécimen: Resultados mucho más bajos que los esfuerzos reales se obtendrán si las caras de carga del espécimen cúbico no son realmente superficies planas. Por lo tanto, es esencial que los moldes para especímenes se mantengan escrupulosamente limpios, de otra manera, grandes irregularidades en las superficies podrían llegar a ocurrir. Los instrumentos para limpiar los moldes serán siempre más suaves que el metal en los moldes para prevenir el deterioro. En el caso de que sea necesario esmerilar las caras del espécimen para lograr una superficie plana, puede ser mejor pulir los especímenes frotándolos sobre una hoja de papel de lija fina, se usará solamente una presión moderada.
11.6.3 Aplique la carga a las caras del espécimen que estaban en contacto con las superficies planas del molde. Cuidadosamente coloque el espécimen en la máquina de ensayo debajo del centro del bloque de carga superior. Antes del ensayo de cada cubo, es acertado revisar que el bloque de asiento esférico este libre para girar. No use materiales como relleno o colchón. Ponga el bloque de asiento esférico en contacto uniforme con la superficie del espécimen. Aplique la tasa de carga a una velocidad relativa de movimiento entre las placas superior e inferior correspondiente a una carga sobre el espécimen de 900 N/s a 1800 N/s aproximadamente. Obtenga esta velocidad designada de movimiento de los platos durante la primera mitad de la carga máxima anticipada y no realice ajustes en la velocidad del movimiento de los platos en la segunda mitad de la carga, especialmente cuando los cubos estén fluyendo antes de la falla.
Nota 4 Es recomendable aplicar una pequeña capa de aceite mineral ligero al asiento esférico de la placa superior.
12Calculo 12.1 No aplica. 13Reporte
13.1 Reporte el valor obtenido en la máquina de ensayo en el formulario “Reporte de cubos a fallar” al kN más cercano.
14Especímenes defectuosos y reensayos
14.1 En la determinación de la resistencia a la compresión, no se consideran especímenes que son manifiestamente defectuosos.
14.2 El rango máximo permisible entre especímenes de un mismo lote de mortero, a la misma edad de ensayo es 8,7 % del promedio cuando tres cubos representan una edad de ensayo, y 7,6 % cuando dos cubos representan una edad de ensayo. (Nota 5).
Nota 5 La probabilidad de exceder estos rangos es 1 en 100 cuando el coeficiente de variación de la mezcla sea de 2,1 %. El 2,1 % es un promedio para los laboratorios que participan en los programas de referencia de muestras de cemento portland y cemento para mampostería del “Cement and Concrete Reference Laboratory” 14.3 Si el rango de tres especímenes excede el máximo en 14.2 descarte el resultado que difiera más del promedio y
verifique el rango de los restantes dos especímenes. Realice un nuevo ensayo de la muestra si menos de dos especímenes quedan después de descartar ejemplares defectuosos o descartar ensayos que no cumplan con el rango máximo permisible de dos especímenes.
Nota 6 Los resultados de resistencia confiables dependen de una cuidadosa observancia de todos los requerimientos y procedimientos específicos. Resultados erráticos en un periodo de ensayo dado indican que alguno de los requerimientos o procedimientos no han sido cuidadosamente observados; por ejemplo, los que cubren el ensayo de los especímenes como se describe en 11.6.2 y 11.6.3. El centrado incorrecto de los especímenes resultan en fracturas oblicuas o movimiento lateral de una de las cabezas de la máquina de ensayos durante la carga causará resultados de resistencia más bajos.
15Precisión y sesgo
15.1 Precisión: Las declaraciones de precisión para este método de ensayo se indican en la tabla 3 y están basadas en resultados del “Cement and Concrete Reference Laboratory Reference Sample Program”. Esto es desarrollado de datos donde un resultado de ensayo es el promedio de la resistencia a la compresión de tres cubos moldeados de una sola mezcla de mortero y ensayados a la misma edad. No se apreciarán cambios significativos en la precisión cuando un resultado de ensayo es el promedio de dos cubos en lugar de tres. 15.2 Estas declaraciones de precisión son aplicables a morteros elaborados con cementos mezclados, y ensayados a
las edades como ha señalado. Los límites apropiados son probablemente, algo más grandes para ensayos a edades más tempranas y ligeramente más pequeños para ensayos a edades mayores.
15.3 Sesgo: El procedimiento en este método de ensayo no tiene sesgo porque el valor del esfuerzo a compresión está definido del método de ensayo.
Tabla 3 Precisión
Edad de ensayo días Coeficiente de variación 1s % A Rango aceptable de resultados de ensayos d2s % A Cementos portland Relación constante agua cemento Un laboratorio 3 4,0 11,3 7 3,6 10,2 Promedio 3,8 10,7 Multilaboratorio 3 6,8 19,2 7 6,4 18,1 Promedio 6,6 18,7 Cementos adicionados Mortero de flujo constante Un laboratorio 3 4,0 11,3 7 3,8 10.7 28 3,4 9,6 Promedio 3,8 10,7 Multilaboratorio 3 7,8 22,1 7 7,6 21,5 28 7,4 20,9 Promedio 7,6 21,5 Cementos de Albañilería Mortero de flujo constante Un laboratorio 7 7,9 22,3 28 7,5 21,2 Promedio 7,7 21,8 7 11,8 33,4 28 12,0 33,9 Promedio 11,9 33,7
AEstos números representan, respectivamente, los límites de (1s %) y (d2s %). 16Palabras clave
16.1 Resistencia a compresión, mortero de cemento hidráulico, resistencia de cemento hidráulico, resistencia de mortero, resistencia.
Elaborado por: Esteban Saborío C Firma:_________________________________ Aprobado por: Ing. Gastón Laporte M Firma:_________________________________
