Resulta útil poder mesurar la pérdida de trabajabilidad del concreto y en especial definir, aunque sea arbitrariamente los parámetros del denominado fraguado, de gran interés para la puesta en obra y la consolidación.

Como se sabe el comportamiento del concreto fresco por intervención de los aditivos, temperatura, etc, no se gobierna de la misma manera que el cemento y difieren de sus respectivos valores de fraguado.

La norma peruana 339-082, que tiene como antecedentes la ATSM C 403, especifica un método de ensayo para la determinación del tiempo de fraguado del concreto por la resistencia que ofrece a la penetración.

El procedimiento ha sido objeto de discusión, pero tiene la virtud de haber recuperado información por más de tres décadas, la misma que es útil en la práctica.

Este método puede ser usado par determinar los efectos de variables tales como tipo y contenido de materiales cementantes, contenido de agua y aditivos sobre el tiempo de fraguado del concreto. También para determinar el cumplimiento de especificaciones.

Resumen del Método   

Se obtiene una muestra de mortero por tamizado, representativa del concreto fresco, que se coloca en un recipiente y se almacena a temperatura ambiente especificada. A intervalos regulares de tiempo se mide la resistencia a la penetración de una serie de agujas normalizadas.

De la gráfica de la resistencia a la penetración versus el tiempo transcurrido, se determinan los tiempos de fraguado inicial y final.

El inicio del fraguado se determina por el tiempo transcurrido, luego del contacto inicial del cemento y el agua para que el mortero alcance una resistencia  a la penetración de 500 si (3.5 Mpa) y el tiempo de fraguado final por el tiempo transcurrido para que el mortero alcance una resistencia a la penetración de 400 psi. (27.6 Mpa).

Aparato

El aparato está compuesto por los siguientes elementos principales:

El contenedor

Será rígido, impermeable, no absorbente, no aceitado, de sección cilíndrica o rectangular. La dimensión mínima lateral de 6” (152 mm)y la altura de por lo menos 6”

Las agujas de penetración

Tienen las siguientes áreas de apoyo 1, ½, ¼, 1/10, 1/20 y 1/40 de pulgadas cuadradas (645,323,161,65,32 y  16mm2)

El dispositivo

Para medir la fuerza requerida para la penetración será capaz de medir con una aproximación de + 2lbf (10 N) y con capacidad de por lo menos 130 lbf (6000N)

Ploteo de resultados

Se puede utilizar dos alternativas. El siguiente procedimiento se utiliza para realizar el dibujo a mano. Se prepara un gráfico de resistencia  a la penetración en las ordenadas versus tiempo en las abscisas usando una escala que 500 si (3.5 MPa), y una hora será representada por una distancia de por lo menos ½ pulgada (13mm) .

Para determinar el tiempo de fragua por análisis de regresión lineal de los logaritmos de los datos, se usan un papel logarítmico log-log, la resistencia a la penetración en las ordenadas versus tiempo en minutos en las abscisas. Los limites de resistencia serán desde 10psi (0.69 Mpa) hasta 10,000 psi (69Mpa) y el tiempo desde 10 a 100 min. Si se usan retardadores de fraguado puede ser de 100 a 10,000 min. Se Grafica los valores de penetración como una función de tiempo.

Ejemplo ilustrativo

La resistencia a la penetración (PR) y el tiempo (t) de la tabla 1 (Tema La Forma de los Agregados) se utilizan para el siguiente ejemplo.

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La curva 1 es el ploteo de los datos y fue dibujada a mano con ayuda de un elemento flexible que aproxima visualmente, las intersecciones de la curva con la línea horizontal definen los tiempos de fraguado, en este caso de 289 min. Y 389 respectivamente.

La figura 2 es un ploteo logarítmico de los datos. El ploteo muestra en este caso particular una relación lineal entre los logaritmos de resistencia a la penetración y tiempo transcurrido. La  línea recta se obtiene por análisis re regresión lineal usando los logaritmos de la 3ra, y 4ta. Columna de la tabla.

La ecuación es:

Log (PR) = - 14.196 + 6.871 Log (t)

Donde:

PR = resisitencia a la penetración

t = tiempo transcurrido y

el coeficiente de correlación es 0.999

para obtener el t de fragua se despeja

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 para el t. Inicial se sustituye el valor de PR

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luego: t =(10)2,458=287 min.

Para final:

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Luego t = 102,590 = 389 min.

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