Sección 4 de 7
Densidad (peso unitario) y rendimiento
Determinar la densidad del concreto fresco, el rendimiento de la amasada y el contenido de aire gravimétrico con un recipiente calibrado.
Norma de referencia: ASTM C138 / NMX-C-162
Normativa — Densidad, rendimiento y aire gravimétrico
1. Alcance de la norma
La ASTM C138/C138M determina la densidad (peso unitario) del concreto recién mezclado y proporciona fórmulas para calcular:
- El rendimiento de la amasada.
- El rendimiento relativo.
- El contenido de cemento.
- El contenido de aire gravimétrico.
La densidad es la masa por unidad de volumen. El término “peso unitario” es la denominación histórica de esta propiedad.
2. Símbolos
| Símbolo |
Significado |
| D |
Densidad del concreto, kg/m³ |
| Mc |
Masa del molde lleno de concreto, kg |
| Mm |
Masa del molde vacío, kg |
| Vm |
Volumen del molde, m³ |
| M |
Masa total de todos los materiales de la amasada, kg |
| V |
Volumen absoluto de los componentes, m³ |
| T |
Densidad teórica calculada sobre base libre de aire, kg/m³ |
| Y |
Rendimiento, m³ |
| Yd |
Volumen de concreto diseñado para la amasada, m³ |
| Ry |
Rendimiento relativo |
| Cb |
Masa de cemento en el volumen, kg |
| C |
Contenido real de cemento, kg/m³ |
| A |
Contenido de aire, % |
3. Equipo
| Elemento |
Requisito |
| Balanza |
Precisión de 45 g (0.1 lb) o 0.3 % de la carga, la mayor |
| Varilla |
Acero liso, 16 ± 2 mm, longitud ≥100 mm sobre el molde y ≤600 mm |
| Vibrador interno |
≥9000 vibraciones/min (150 Hz); diámetro 19–38 mm; eje ≥75 mm más largo que la sección |
| Molde |
Cilíndrico de acero u otro metal adecuado; borde superior plano dentro de 0.3 mm |
| Placa de enrasado |
Metal ≥6 mm o vidrio/acrílico ≥12 mm; al menos 50 mm mayor que el diámetro del molde |
| Mazo |
600 ± 200 g para moldes ≤14 L; 1000 ± 200 g para moldes >14 L |
| Cucharón |
Tamaño suficiente para porciones representativas sin derramar |
4. Capacidad del molde según el NMAS
| NMAS |
Capacidad mínima |
| 25 mm (1 in) |
6 L (0.2 ft³) |
| 37.5 mm (1½ in) |
11 L (0.4 ft³) |
| 50 mm (2 in) |
14 L (0.5 ft³) |
| 75 mm (3 in) |
28 L (1.0 ft³) |
| 112 mm (4½ in) |
70 L (2.5 ft³) |
| 150 mm (6 in) |
100 L (3.5 ft³) |
El volumen real del molde debe ser al menos el 95 % del volumen nominal. El molde se calibra determinando la masa de agua necesaria para llenarlo y dividiéndola por la densidad del agua a la temperatura de ensayo.
5. Compactación según el asentamiento
| Asentamiento |
Método |
| > 75 mm (3 in) |
Varillado |
| 25–75 mm (1–3 in) |
Varillado o vibración |
| < 25 mm (1 in) |
Vibración |
Varillado
- 3 capas de volumen aproximadamente igual.
- 25 golpes por capa en moldes ≤14 L.
- 50 golpes por capa en moldes de 28 L.
- 1 golpe por cada 20 cm² en moldes mayores.
- Penetrar 25 mm en la capa anterior.
- Golpear los costados 10 a 15 veces con el mazo después de cada capa.
Vibración
- 2 capas de volumen aproximadamente igual.
- 3 inserciones del vibrador por capa, distribuidas uniformemente.
- No apoyar el vibrador en el fondo ni en las paredes.
- Penetrar 25 mm en la capa anterior.
- Vibrar hasta que la superficie esté relativamente lisa; evitar sobrevibración.
6. Cálculos
- D = (Mc − Mm) / Vm
- T = M / V
- Y = M / D (m³) o Y = M / (D × 27) (yd³)
- Ry = Y / Yd
- C = Cb / Y
- A = [(T − D) / T] × 100
7. Precisión
| Condición |
1s |
d2s |
| Mismo operador |
10.4 kg/m³ |
29.6 kg/m³ (1.85 lb/ft³) |
| Operadores distintos |
13.1 kg/m³ |
37.0 kg/m³ (2.31 lb/ft³) |
8. Informe
Reportar identificación, fecha, volumen del molde (0.01 L), densidad (1 kg/m³), densidad teórica, rendimiento (0.1 m³), rendimiento relativo (0.01), contenido de cemento (0.5 kg) y contenido de aire (0.1 %), cuando se soliciten.