Método de prueba estándar ASTM C642 para densidad, absorción y huecos en hormigón endurecido

La norma "ASTM C642 Método de Ensayo Estándar para Densidad, Absorción y Poros en Hormigón Endurecido", desarrollada por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM), describe un método de ensayo para determinar la densidad, el porcentaje de absorción y el porcentaje de poros en el hormigón endurecido. Este método de ensayo es útil para generar los datos necesarios para las conversiones entre masa y volumen del hormigón. Puede utilizarse para determinar la conformidad del hormigón con las especificaciones y para demostrar las variaciones entre puntos dentro de una masa de hormigón.

Siempre que sea posible, la muestra debe consistir en varias piezas de hormigón, cada una de las cuales debe ensayarse por separado. Estas piezas pueden ser cilindros, núcleos o vigas de cualquier forma o tamaño, pero cada una debe tener un volumen mínimo de 350 cm³ (o aproximadamente 800 g para hormigón de densidad normal) y no debe presentar grietas, fisuras ni bordes rotos visibles.

El procedimiento se especifica en la norma de la siguiente manera:

• Masa secada al horno: La masa de las porciones se determina y se seca en un horno a una temperatura de 100 °C a 110 °C durante al menos 24 horas. Tras retirar cada muestra del horno, se deja enfriar a una temperatura de 20 a 25 °C en aire seco (preferiblemente en un desecador) y se determina su masa. Si la muestra está relativamente seca al determinar la masa por primera vez y la segunda masa se asemeja bastante a la primera, se considera seca.

Si la muestra está húmeda al determinar su masa por primera vez, se coloca en el horno durante un segundo secado de 24 horas y se vuelve a determinar. Si el tercer valor controla el segundo, la muestra se considera seca. En caso de duda, la muestra se seca de nuevo a intervalos de 24 horas hasta obtener valores de control de masa. Si la diferencia entre los valores obtenidos a partir de dos valores de masa consecutivos supera el 0,5 % del valor inferior, las muestras se devuelven al horno durante un nuevo secado de 24 horas y el proceso se repite hasta que la diferencia entre dos valores consecutivos sea inferior al 0,5 % del valor inferior obtenido.

• Masa saturada tras inmersión: Tras el secado final, el enfriamiento y la determinación de la masa, la muestra se sumerge en agua a aproximadamente 21 °C durante al menos 48 horas, hasta que dos lecturas consecutivas de la masa de la muestra secada superficialmente, a intervalos de 24 horas, muestren un aumento de masa inferior al 0,5 % del valor superior. La superficie de la muestra se seca eliminando la humedad superficial con una toalla y se determina la masa.
• Masa saturada tras la ebullición: La muestra, procesada como se describe anteriormente, se coloca en un recipiente adecuado cubierto con agua del grifo y se hierve durante 5 horas. Se deja enfriar a una temperatura final de 20 a 25 °C por disipación natural de calor durante al menos 14 horas. Se elimina la humedad superficial con una toalla y se determina la masa de la muestra.
• Masa aparente sumergida: Después de la inmersión y la ebullición, la muestra se suspende mediante un alambre y se determina su masa aparente en agua.

Utilizando los valores de masa determinados, se realizan los siguientes cálculos según la fórmula dada en la norma:

• Porcentaje de absorción después de la inmersión
• Porcentaje de absorción después de la inmersión y ebullición.
• Densidad aparente seca
• Densidad aparente después de la inmersión
• Densidad aparente después de la inmersión y la ebullición
• Densidad evidente
• Porcentaje de volumen de poros permeables (vacíos)

En resumen, la norma ASTM C642 es una norma ampliamente utilizada que proporciona procedimientos estandarizados para determinar las propiedades físicas básicas del hormigón endurecido, como la densidad, la absorbencia y el volumen de huecos permeables. Estas propiedades son indicadores importantes de la calidad, durabilidad y resistencia del hormigón a daños ambientales como ciclos de congelación y descongelación, penetración de agua y ataque químico.

El propósito de esta norma es evaluar el grado de absorción de agua de una muestra de hormigón. Esto refleja su porosidad y su potencial de durabilidad en ambientes agresivos. Este método de ensayo es aplicable a muestras de hormigón endurecido de formas y tamaños estándar, como cilindros o núcleos, y se utiliza frecuentemente en el control de calidad y las evaluaciones de durabilidad.

Los parámetros de prueba básicos de esta norma son:

• Densidad (volumen, aparente y seca en horno): mide la masa por unidad de volumen del hormigón, incluidos y excluidos los poros permeables.
• Absorción: Indica el porcentaje de aumento de peso cuando el hormigón se sumerge en agua y representa la absorción de agua a través de los poros capilares.
• Volumen de huecos permeables: Representa la porción de hormigón constituida por huecos interconectados capaces de absorber agua u otros líquidos.

Una mayor absorción y contenido de vacíos generalmente se traduce en una menor durabilidad. Esta norma se utiliza para comparar diferentes mezclas de concreto o métodos de curado. Garantiza que los materiales cumplan con los niveles de rendimiento específicos del proyecto o requeridos por la normativa. Los métodos descritos son valiosos para optimizar las mezclas de concreto y los aditivos, mejorando así su durabilidad y rendimiento.

La norma ASTM C642 es importante por las siguientes razones:

• La durabilidad del hormigón se indica mediante: La absorbencia y el contenido de huecos están directamente relacionados con el comportamiento del hormigón en entornos agresivos (p. ej., ciclos de congelación y descongelación, zonas marinas o zonas expuestas a sustancias químicas). Una alta absorción de agua generalmente indica una mayor permeabilidad, lo que puede permitir la entrada de sustancias nocivas como cloruros o sulfatos, lo que provoca corrosión o deterioro.
• Facilita la selección de materiales y el diseño de mezclas: Esta norma ayuda a los ingenieros a optimizar los diseños de mezclas para requisitos específicos de durabilidad mediante la comparación de los resultados de pruebas de diferentes mezclas de concreto. Es especialmente útil en proyectos que requieren concreto de baja permeabilidad (p. ej., presas, puentes y embalses).
• Ayuda a predecir el rendimiento a largo plazo: El contenido de vacíos y la densidad determinados por esta prueba son útiles para predecir la vida útil y las necesidades de mantenimiento. Ayuda a predecir problemas como agrietamiento, contracción o pérdida de resistencia debido al movimiento interno del agua.
• Facilita el control y aseguramiento de la calidad: se utiliza en pruebas rutinarias de producción para garantizar la consistencia y la conformidad con las especificaciones. Proporciona un parámetro medible para la aceptación o el rechazo de lotes de hormigón.
• Evalúa los efectos del curado y la compactación: El curado y la compactación adecuados reducen los huecos y aumentan la densidad.
• Importante para infraestructuras expuestas al agua: En túneles, estructuras marinas, instalaciones de aguas residuales y estacionamientos, el hormigón está constantemente expuesto a la humedad. Esta norma garantiza que el material sea poco permeable y resistente a los daños causados ​​por el agua.
• Requerido en las normas: Muchos códigos de construcción nacionales e internacionales y especificaciones de hormigón hacen referencia a esta norma para la evaluación de la durabilidad.

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