METHODS AND MATERIALS Experimental Apparatus

Extraído de la norma, (American Society for Testing and Materials (ASTM), 2003)

Objeto

Esta práctica cubre el equipo, materiales y procedimientos para cabecear los cilindros moldeados de concreto fresco con pasta de cemento y los cilindros de concreto endurecidos y núcleos perforados con una pasta de yeso de alta resistencia o con un mortero de azufre.

Ilustración 10. Tipos de fallas

Esta práctica describe procedimientos para proveer superficies planas sobre los extremos de los cilindros moldeados de concreto fresco, de los cilindros endurecidos, o de los núcleos perforados de concreto, cuando no cumplan con los requisitos de planicidad y perpendicularidad de las superficies de los extremos que se indican en las normas aplicables.

Equipo

Ilustración 11. Platos para el Cabeceo

Fuente: propia

Fuente: propia

Ilustración 12. Dispositivos de alineación

Precaución.

Los recipientes de fundición equipados con calentadores periféricos se aseguran contra accidentes durante el recalentamiento de mezclas frías que poseen una sobre superficie costrosa. Se deben usar los recipientes de fundición de azufre en una campana para extraer los gases al exterior. Es peligroso calentar sobre una llama abierta porque el azufre alcanza el punto de inflamación aproximadamente a 227° C (440° F) y la mezcla puede encenderse debido a sobre calentamiento. Si la mezcla se enciende, se debe cubrir para extinguir la llama. Se debe volver a llenar el recipiente con material fresco después de que se extinga la llama.

Ilustración 13. Recipiente de fundición de morteros de azufre.

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=Qu2nS71kPxE

Materiales

La resistencia del material para el refrentado y el espesor de la capa deben cumplir con los requisitos de la siguiente tabla.

Ilustración 14. Campana de extracción de gases

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=Qu2nS71kPxE

Fuente: propia

Tabla 4. Resistencia del material para el refrentado y el espesor de la capa

Resistencia a compresión del cilindro Mpa (psi)

Resistencia mínima del material para cabeceo Máximo espesor promedio del cabeceo Máximo espesor de cualquier parte del cabeceo 3.5 Mpa a 50 Mpa (500 psi a 7000 psi) 35 Mpa (5000 psi) o la resistencia del cilindro la que sea

mayor

6 mm (1/4 pulg) 8 mm (5/16 pulg)

Mayor que 50 Mpa (7000 psi) Resistencia a compresión no menor que la resistencia de los cilindros, excepto como se indica en el aparato 5.1.1 3 mm (1/8 pulg) 5 mm (3/16 pulg) Fuente: ASTM C 617

Si se utiliza mortero de azufre, yeso de alta resistencia y otros materiales excepto pasta de cemento puro para ensayar concreto con resistencia mayor a 50 MPa (7000 psi), el fabricante o el usuario del material deben proveer en la documentación de los siguientes puntos.

1.- Que la resistencia promedio de 15 cilindros cabeceados con el material, no sea menor que el 98 % de la resistencia promedio del conjunto de 15 cilindros cabeceados con pasta de cemento puro o 15 cilindros esmerilados con base plana dentro de 0.05 mm (0.002 pulg).

2.- Que se cumplan los requisitos del espesor de los cabeceos en los ensayos de calificación, y del tiempo de endurecimiento de los cabeceos utilizados.

Ilustración 15. Medición del espesor del refrentado

Fuente: propia

3.- Además la resistencia a compresión de los materiales para cabeceo se debe determinar mediante el ensayo de cubos de 50 mm (2 pulg.) siguiendo el procedimiento descrito en la norma ASTM C 109.

Pasta de Yeso-Cemento de alta resistencia

No se pueden añadir rellenos o adiciones a la pasta de yeso posterior a la fabricación del yeso cementante. Se deben realizar pruebas de calificación para determinar los efectos de la relación agua-cemento y edad de la resistencia a la compresión de los cubos de 50 mm (2 pulg). Se pueden utilizar retardadores para extender el tiempo de trabajo, sin embargo se deben determinar sus efectos en la relación agua-cemento requerida y la resistencia.

Un estuco (yeso calcinado) de baja resistencia, estuco de parís o mezclas de estuco de parís y cemento hidráulico no son adecuadas para el cabeceo.

La relación de agua a yeso cementante puro, debe ser entre 0.26 y 0.30. El uso de bajas relaciones agua-cemento y mezclas vigorosamente mezcladas usualmente permitirán desarrollar 35 MPa (5000 psi) a edades de 1 h o 2 h. Relaciones altas de agua a yeso cementante puro, extienden el tiempo de trabajabilidad, pero reducen la resistencia.

Mortero de Azufre

Morteros de azufre preparados por el laboratorio o patentados se permiten si se dejan endurecer un mínimo de 2 h antes de ensayar concreto con resistencia menos de 35 MPa (5 000 psi). Para resistencias de concreto iguales o mayores

de 35 MPa (5 000 psi), se debe dejar endurecer al menos 16 h antes de ensayar, a menos que se demuestre que sea apropiado un menor tiempo

Procedimiento en concreto endurecido.

Condición del extremo – La distancia de cualquier punto de un extremo sin cabecear al plano que pasa a través del punto más alto de la superficie y que es perpendicular al eje del cilindro no debe exceder de 3 mm (1/8 pulg), si un extremo excede este límite se debe cortar, recubrir o alisar antes de cabecear. Esta medida se hace para controlar las diferencias entre la parte más gruesa y delgada del cabeceo. La distancia se puede verificar usando una escuadra con un brazo tocando el cilindro en forma paralela al eje del mismo y otro brazo tocando el punto más alto del extremo del cilindro. Se mide la distancia entre el brazo de la escuadra y el punto más bajo del extremo del cilindro.

Refrentado con yeso de alta resistencia

No se debe exceder de la relación agua-cemento determinada en los ensayos de calificación. Formar la capa utilizando los platos para cabecear para lograr la alineación requerida. Generalmente los platos de cabeceo pueden ser removidos dentro de los 45 min con pastas de yeso-cemento y después de 12 h con pastas de cemento puro sin dañar visiblemente el cabeceo.

Refrentado con mortero de azufre

Preparar el mortero de azufre calentándolo a temperatura entre 130 y 145°C (265 y 290° F) determinada por un termómetro de metal insertado cerca del

centro de la masa. Se debe verificar la temperatura a intervalos de aproximadamente una hora durante el cabeceo.

Se debe vaciar el recipiente y volverlo a llenar con material fresco a intervalos para asegurar que el material anterior en el recipiente no se haya utilizado más de cinco veces. Cuando se cabecean cilindros de concreto con resistencias mayores a 35 MPa (5 000 psi) no se permite reutilizar un compuesto de material recuperado de operaciones para cabecear o de cabeceado antiguos. Los morteros de azufre frescos se deben secar al tiempo de su colocación en el recipiente ya que la humedad puede causar espuma. Mantener el agua alejada del mortero de azufre fundido por la misma razón. El plato o dispositivo para cabecear se debe calentar antes de ser utilizado para retardar la tasa de endurecimiento y permitir la producción de capas delgadas.

Se deben aceitar ligeramente los platos para cabecear y remover el mortero de azufre fundido inmediatamente antes de verterlo en cada capa.

Ilustración 16. Calentado de azufre

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=Qu2nS71kPxE

Los extremos de los especímenes curados en húmedo deben estar lo suficientemente secos al momento de cabecear para evitar la formación de bolsas de vapor o espuma más grandes que 6 mm (1/4 pulg) de diámetro abajo en la capa de cabeceo. Se debe reemplazar los cabeceos con bolsas de vapor o vacíos mayores a 6 mm (1/4 pulg).

Ilustración 17. Aceitado de plato de refrentado

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=Qu2nS71kPxE

Fuente: propia

Ilustración 18. Vertiendo el compuesto en el dispositivo de alineamiento

Precaución.

Se puede producir sulfuro de hidrógeno durante el refrentado cuando el mortero de azufre se contamina con materiales orgánicos como parafina o aceite. El gas es incoloro y tiene un mal olor notorio de huevos podridos; sin embargo, el olor no debe verse como signo de advertencia, ya que la sensación al olor desaparece rápidamente a la exposición. Altas concentraciones son letales y

Ilustración 19. Colocando la probeta en el dispositivo

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=Qu2nS71kPxE

Fuente: propia

Ilustración 20. Probeta refrentada

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=Qu2nS71kPxE

dosis menores de concentración pueden producir náusea, malestar estomacal, mareo, dolor de cabeza o irritación en los ojos. Por esta y otras razones, el recipiente de fundido se debe colocar debajo de una campana con un ventilador de extracción y el área de cabeceo debe estar bien ventilada.

Verificación diaria

Durante cada día de operación del cabeceo, se debe verificar la planicidad de los cabeceos antes de los ensayos a compresión en al menos tres especímenes, seleccionados en forma aleatoria, y que representen el inicio, medio y final de la operación. Verificar la planicidad con una regla recta o con un medidor de espesores, realizando un mínimo de tres medidas en diferentes sentidos diametrales para asegurar que la superficie de la capa de cabeceo no se desvíe del plano por más de 0.05 mm (0.002 pulg). Se debe revisar también por áreas huecas, se debe registrar los resultados de estas determinaciones en la documentación del control de calidad del laboratorio. Si los cabeceos fallan en satisfacer los requisitos de planicidad o tienen áreas hundidas, remover y volver a elaborar los cabeceos.

Después de la operación diaria de ensayar la resistencia a compresión, se debe verificar el espesor de los coronamientos en al menos tres especímenes seleccionados al azar, desde el inicio, medio y final del día de la operación. Después de finalizar el ensayo de compresión, recolectar al menos seis piezas del material para cabecear de la superficie del espécimen seleccionado. Las piezas se deben seleccionar al azar y se deben distribuir en el área entera de la

corona. Las piezas seleccionadas se deben desligar del concreto por completo. Se debe medir y registrar el espesor de las piezas lo más cercano a 0.2 mm (0.01

pulg) usando un micrómetro calibrador y otro dispositivo para medir el espesor. Comparar el promedio y el máximo espesor con los valores de la Tabla 1. Se debe registrar los resultados de las determinaciones de espesor en la documentación de control de calidad del laboratorio.

Protección de especímenes después de refrentar

Se debe mantener los especímenes curados en húmedo en una condición húmeda entre el final del refrentado y el inicio del ensayo, regresándolos al almacenamiento húmedo o envolviéndolos con una doble capa de arpillera húmeda. No almacenar los especímenes con cabeceos de yeso con cemento inmerso en agua o por más de 4 h en una cámara de humedad. Proteger los cabeceos de yeso, del goteo de agua.

No ensayar especímenes refrentados antes que el material haya tenido el tiempo suficiente para desarrollar la resistencia requerida.

1.7 Práctica para el uso de tapas no adheridas en la determinación de la