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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

Especificaciones

Recipiente

Capacidad mínima según NMAS: 6 L (25 mm), 11 L (37.5 mm), 14 L (50 mm), 28 L (75 mm), 70 L (112 mm), 100 L (150 mm).

Compactación

Slump >75 mm: varillado. Slump 25–75 mm: varillado o vibración. Slump <25 mm: vibración.

Capas y golpes

Varillado: 3 capas y 25 golpes (moldes ≤14 L), 50 golpes (28 L) o 1 golpe por 20 cm² (mayores).

Balanza

Precisión de 45 g o 0.3 % de la carga, la que sea mayor.

Registro

Densidad a 1 kg/m³; rendimiento a 0.1 m³; rendimiento relativo a 0.01; aire a 0.1 %.

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.

Checklist de la práctica

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