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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 %.

Procedimientos — Densidad y rendimiento

Recipiente calibrado, capas y fórmulas de la ASTM C138

1. Calibración del volumen del recipiente

  1. Limpia y seca el recipiente.
  2. Pesa el recipiente vacío y registra Mm.
  3. Llena el recipiente con agua a temperatura ambiente hasta el borde.
  4. Desliza una placa de vidrio para eliminar el exceso y las burbujas.
  5. Pesa el recipiente lleno de agua.
  6. Calcula el volumen: Vm = (masa de agua) / (densidad del agua a la temperatura).
  7. Registra el volumen al 0.01 L más cercano.
  8. Repite la calibración si el recipiente se golpea, deforma o repara.

2. Preparación de la muestra

  1. Obtén la muestra conforme a C172.
  2. Humedece el interior del recipiente y elimina el agua estancada.
  3. Coloca el recipiente sobre una superficie plana, nivelada y firme.
  4. Determina la masa del recipiente vacío.
  5. Mide el asentamiento para seleccionar el método de compactación.

3. Llenado y compactación

Varillado (slump >75 mm; o 25–75 mm si se elige)

  1. Llena en 3 capas de volumen aproximadamente igual.
  2. Mueve el cucharón alrededor del perímetro para distribuir sin segregar.
  3. Compacta cada capa con 25 golpes (moldes ≤14 L), 50 golpes (28 L) o 1 golpe/20 cm² (mayores).
  4. Penetra 25 mm en la capa anterior.
  5. Golpea los costados 10 a 15 veces con el mazo después de cada capa.
  6. Ajusta la última capa para evitar sobrellenado.

Vibración (slump <25 mm; o 25–75 mm si se elige)

  1. Llena en 2 capas de igual volumen.
  2. Coloca todo el concreto de la capa antes de vibrar.
  3. Inserta el vibrador en 3 puntos por capa, sin tocar fondo ni paredes.
  4. Penetra 25 mm en la capa anterior.
  5. Vibra hasta que la superficie esté relativamente lisa; evita la sobrevibración.

4. Enrasado y pesaje

  1. Retira el exceso de concreto con llana o cucharón.
  2. Enrasa con la placa: cubre dos tercios, retira con movimiento de sierra, vuelve a colocar y avanza hasta cubrir toda la superficie.
  3. Limpia completamente el exterior del recipiente.
  4. Pesa el recipiente lleno y registra Mc.
  5. Calcula la densidad y los parámetros solicitados.

5. Cálculos

Parámetro Fórmula Unidad
Densidad D = (Mc − Mm) / Vm kg/m³
Densidad teórica T = M / V kg/m³
Rendimiento Y = M / D m³
Rendimiento relativo Ry = Y / Yd adimensional
Contenido de cemento C = Cb / Y kg/m³
Aire gravimétrico A = [(T − D) / T] × 100 %

6. Errores frecuentes

  • Usar un recipiente cuya capacidad no corresponde al NMAS.
  • No calibrar el volumen o usar un volumen nominal en lugar del real.
  • Compactar con el método incorrecto para el slump.
  • Dar menos golpes o no golpear los costados.
  • Enrasar con el recipiente inclinado o con exceso de concreto.
  • No limpiar el exterior antes de pesar.
  • Confundir densidad con densidad teórica.
  • Reportar el rendimiento sin indicar si es absoluto o relativo.

7. Registro mínimo

Dato Ejemplo
Obra / elemento Columna C-4
Camión / amasada 512 / 15:10
Volumen del molde 14.27 L
Masa del molde vacío 8.89 kg
Masa del molde lleno 41.78 kg
Asentamiento 110 mm
Método de compactación Varillado
Densidad 2305 kg/m³
Responsable Técnico ACI

Checklist de la práctica

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