ASTM C191 — Métodos de ensayo del cemento

Tiempo de fraguado de cemento hidráulico por aguja Vicat

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Aviso legal

La información de esta página es un resumen elaborado por Vector Scientific Testing Devices a partir de una revisión de la norma aplicable; no sustituye el texto oficial de la norma. Para el texto completo y vinculante, obtenga la norma del organismo correspondiente (p. ej., su instituto nacional de normalización, ASTM International, CEN) por los canales oficiales. Vector no asume responsabilidad por pérdidas directas o indirectas derivadas del uso de este resumen.

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1. Propósito y alcance

Esta norma cubre métodos de ensayo para determinar los tiempos de fraguado de cementos hidráulicos mediante una aguja Vicat. Se proporcionan dos procedimientos:

1. Procedimiento A (método de ensayo de referencia): operación manual de un aparato Vicat estándar.
2. Procedimiento B (procedimiento automático): uso de una máquina Vicat automática que cumple los requisitos de calificación de este método de ensayo.

Importante: las mezclas frescas de cemento hidráulico son cáusticas y pueden causar quemaduras químicas en la piel y los tejidos con exposición prolongada. La determinación de las prácticas de seguridad y salud adecuadas es responsabilidad del usuario.

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2. Ambiente y condiciones de laboratorio

Para mediciones estandarizadas del tiempo de fraguado, controle el ambiente de la siguiente manera:

• Sala de mezclado: la temperatura, la humedad y la temperatura del agua de mezclado deben cumplir ASTM C511.
• Ambiente de curado: el gabinete húmedo o la cámara húmeda deben cumplir ASTM C511.
• Materiales: antes del ensayo, todos los materiales secos deben estar dentro del mismo rango de temperatura que la sala de mezclado.
• Agua: el agua potable es aceptable para ensayos de rutina; debe usarse agua reactiva para ensayos de arbitraje y cooperativos.

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3. Aparato Vicat y equipo (Procedimiento A manual)

El aparato Vicat (como se describe en la Fig. A1.1) debe cumplir los siguientes requisitos.

3.1 Bastidor y vástago móvil

• Vástago móvil (B): la masa debe ser 300 ± 0.5 g. El vástago puede ser reversible y se fija con un tornillo de ajuste (E).
• Indicador (F): indicador ajustable que se desplaza a lo largo de una escala en milímetros.

3.4 Otro equipo

• Paleta: hoja de acero de 100–150 mm de longitud con borde recto afilado; desviación de rectitud del borde no mayor de 1 mm.
• Mezcladora y cubeta: mezcladora mecánica conforme a ASTM C305.

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4. Preparación y moldeado de la pasta

La pasta debe llevarse a consistencia normal antes del ensayo de tiempo de fraguado.

4.1 Mezclado

1. Preparar un lote nuevo con 650 g de cemento y el porcentaje de agua requerido para consistencia normal (Método de ensayo C187).
2. Mezclar mecánicamente conforme a ASTM C305. (Opcionalmente, puede usarse pasta remanente del ensayo de consistencia normal (C187) o de expansión en autoclave (C151).)

4.2 Moldeado (Procedimiento A)

1. Formar rápidamente la pasta mezclada en una bola con las manos enguantadas.
2. Lanzar la bola seis veces de mano en mano con las manos separadas unos 150 mm (6 in).
3. Presionar la bola en el extremo grande del anillo cónico (G) hasta llenar completamente el anillo.
4. Retirar el exceso en el extremo grande con un movimiento de la palma.
5. Colocar el anillo en la placa base (H) con el extremo grande hacia abajo.
6. Nivelar el exceso en el extremo superior pequeño con un solo golpe oblicuo de la paleta.
7. Si es necesario, retocar ligeramente la superficie superior (sin compactar la pasta).
8. Colocar el espécimen inmediatamente en el gabinete húmedo y mantenerlo allí excepto durante las mediciones.

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5. Determinación de los tiempos de fraguado (Procedimiento A)

5.1 Procedimiento de lectura y temporización

1. Reposo inicial: tras el moldeado, mantener el espécimen sin perturbar en el gabinete húmedo durante 30 minutos.
2. Frecuencia: a los 30 minutos, realizar la primera penetración con la aguja de 1 mm. Repetir cada 15 minutos (cada 10 minutos para cemento Tipo III) hasta que la penetración sea 25 mm o menos.
3. Penetración:
   • Bajar el vástago hasta que la punta de la aguja contacte justo la superficie de la pasta.
   • Apretar el tornillo de ajuste (E); poner a cero el indicador o registrar la primera lectura.
   • Liberar el tornillo de ajuste rápidamente; permitir 30 segundos de penetración.
   • Leer la profundidad de penetración del indicador tras 30 segundos.
4. Separación: cada penetración debe estar al menos a 5 mm de cualquier impresión previa y al menos a 10 mm de la pared del molde.

(Consejo: para lecturas tempranas muy blandas, la caída puede ralentizarse a mano para evitar doblar la aguja de 1 mm; para lecturas que determinan los tiempos de fraguado, liberar el vástago por completo abriendo solo el tornillo de ajuste.)

5.2 Tiempo de fraguado inicial

• Tiempo transcurrido desde el primer contacto del cemento con el agua hasta que la aguja penetra exactamente 25 mm.
• Si no se observan 25 mm directamente, calcular por interpolación.

5.3 Tiempo de fraguado final

• El fraguado final es la primera lectura en la que la aguja no produce una impresión circular completa en la superficie.
• Al detectarlo, realizar dos penetraciones adicionales en áreas distintas para verificación dentro de los 90 segundos posteriores a la primera lectura de fraguado final.

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6. Cálculos e informe

6.1 Tiempo de fraguado inicial (interpolación)

Informar el tiempo de fraguado inicial en minutos, redondeado al 1 minuto más cercano:

T = E + ((25 − C) × (H − E)) / (D − C)

Donde:

• E = minuto de la última lectura de penetración mayor que 25 mm
• H = minuto de la primera lectura de penetración menor que 25 mm
• C = profundidad de penetración (mm) en el tiempo E
• D = profundidad de penetración (mm) en el tiempo H

(C y D delimitan el umbral de 25 mm; si el denominador es cercano a cero, tomar lecturas adicionales.)

6.2 Informe

• Fraguo inicial: redondear el resultado de la fórmula al 1 minuto más cercano.
• Fraguo final: tiempo total desde el contacto agua–cemento hasta cumplir el criterio de fraguado final; redondear al 5 minutos más cercano.
• Informar si se usó el Procedimiento A o el Procedimiento B.

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7. Procedimiento automático (Procedimiento B) — diferencias clave

1. Intervalo de medición: el equipo debe poder medir y registrar automáticamente a intervalos no mayores de 10 minutos.
2. Moldeado: similar al procedimiento manual; el acabado de la superficie superior puede ser más sistemático (paleta ~30°, movimiento de sierra, girar 90° y repetir). Los equipos automáticos suelen referenciar el borde superior del molde — la planitud de la superficie es crítica.
3. Calificación: para ensayos de aceptación/rechazo, el aparato automático debe demostrar equivalencia con el Procedimiento A según el Anexo A2 usando tres cementos que cumplan C150/C150M, C595/C595M o C1157/C1157M. Puede aplicarse normalización matemática para corregir sesgo.

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8. Precisión — Procedimiento A

• Un solo operador (dentro del laboratorio): desviación estándar 12 min (inicial), 20 min (final). Dos ensayos no deben diferir en más de 34 min (inicial) o 56 min (final).
• Multilaboratorio: desviación estándar 16 min (inicial), 43 min (final). Los resultados no deben diferir en más de 45 min (inicial) o 122 min (final).