El hormigón autocompactante (SCC) está diseñado para fluir y llenar el encofrado por su propio peso sin necesidad de vibración mecánica. Sin embargo, una buena fluidez no siempre significa que el hormigón pueda pasar fácilmente a través de armaduras colocadas a poca distancia entre sí. Por este motivo, se utiliza el ensayo de anillo J para evaluar la capacidad de paso del hormigón autocompactante.

El ensayo de anillo J es un ensayo importante del hormigón fresco para laboratorios, control de calidad y diseño de mezclas de SCC. La norma ASTM C1621/C1621M-17(2023), Standard Test Method for Passing Ability of Self-Consolidating Concrete by J-Ring, establece específicamente el método para determinar la capacidad de paso del SCC mediante un anillo J y un molde.

I. ¿Qué mide la prueba del anillo en J?

El ensayo del anillo en J (J-Ring) evalúa la facilidad con la que el hormigón autocompactante fresco fluye a través de espacios restringidos formados por las barras de refuerzo.

Durante el ensayo, se coloca un anillo en J, provisto de varillas de acero equidistantes, alrededor de un cono de asentamiento. Se vierte el hormigón autocompactante fresco en el cono y, a continuación, este se levanta verticalmente. El hormigón fluye hacia el exterior a través de los espacios entre las varillas de acero.

Se mide la extensión resultante para determinar el flujo del anillo en J. Esto proporciona información sobre la capacidad del hormigón para atravesar el refuerzo sin sufrir bloqueos significativos.

En términos sencillos:

Flujo de extensión (Slump Flow) → evalúa la fluidez en condiciones sin obstrucciones

Flujo con anillo en J (J-Ring Flow) → evalúa la fluidez al pasar a través del refuerzo

Diferencia entre el flujo de extensión y el flujo con anillo en J → indica la capacidad de paso

La norma ASTM C1621/C1621M establece que la diferencia entre el flujo de extensión y el flujo con anillo en J puede utilizarse como indicador de la capacidad de paso del hormigón autocompactante (SCC).

II. ¿Por qué es importante la capacidad de paso del SCC?

El hormigón autocompactante se utiliza con frecuencia en estructuras con armaduras densas, secciones estrechas o encofrados complejos. En estas aplicaciones, el hormigón debe ser capaz de desplazarse a través de espacios reducidos y llenar correctamente el encofrado.

Si el hormigón presenta una capacidad de paso insuficiente, los áridos gruesos pueden quedar bloqueados entre las barras de refuerzo. Esto puede provocar un llenado incompleto, una distribución no uniforme del hormigón u otros problemas durante la construcción.

Por lo tanto, el ensayo de la capacidad de paso puede proporcionar información útil para el diseño de mezclas de SCC y el control de la calidad del hormigón fresco.

III. ¿Cómo funciona la prueba del anillo J?

Una prueba típica de anillo J (J-Ring) utiliza un anillo J, un cono de asentamiento y una placa base.

El procedimiento general de la prueba incluye:

1. Colocar la placa base sobre una superficie firme y nivelada.

2. Situar el cono de asentamiento en el centro de la placa base.

3. Colocar el anillo J alrededor del cono de asentamiento.

4. Llene el cono de asentamiento con hormigón autocompactante fresco, sin vibrado ni apisonado.

5. Enrase el exceso de hormigón en la parte superior del cono.

6. Levante el cono de asentamiento verticalmente y permita que el hormigón fluya libremente.

7. Mida la extensión del hormigón una vez que el flujo se haya estabilizado.

8. Compare la extensión obtenida con el anillo J con la extensión de asentamiento correspondiente, cuando así lo requiera el método de ensayo.

El procedimiento exacto, la configuración del equipo, el método de medición y los requisitos de presentación de los resultados deben seguir la norma de ensayo aplicable.

IV. Flujo en anillo J y flujo de asentamiento

La prueba del anillo J (J-Ring) se utiliza a menudo junto con la prueba de flujo de asentamiento, ya que ambas proporcionan información complementaria.

La prueba de flujo de asentamiento evalúa la capacidad del hormigón autocompactante (HAC) para extenderse sin obstrucciones. La norma ASTM C1611/C1611M abarca la determinación del flujo de asentamiento del hormigón autocompactante.

El ensayo de anillo J introduce una obstrucción formada por barras de acero. La comparación de los dos resultados ayuda a indicar si el hormigón experimenta una restricción significativa al fluir a través de las armaduras.

De acuerdo con ASTM C1621/C1621M-17(2023), una diferencia inferior a 25 mm entre la extensión de asentamiento y la extensión con anillo J indica una buena capacidad de paso, mientras que una diferencia superior a 50 mm indica una capacidad de paso deficiente según el método de ensayo ASTM.

Estos valores deben interpretarse específicamente de acuerdo con la norma aplicable y las condiciones de ensayo.

V. ¿Qué factores pueden afectar los resultados de la prueba del anillo en J?

Varias características del hormigón fresco pueden afectar su capacidad de paso, entre ellas:

El tamaño y el contenido de árido grueso;

La forma y la granulometría de los áridos;

La viscosidad del hormigón;

El esfuerzo de fluencia;

La dosificación de la mezcla;

Propiedades de la pasta y el mortero;

Espaciamiento del refuerzo;

Riesgo de bloqueo por el agregado;

Resistencia a la segregación.

Por esta razón, el ensayo del anillo en J (J-Ring) puede resultar útil para comparar diferentes mezclas de hormigón autocompactante (HAC) durante el desarrollo de la mezcla en laboratorio y el control de calidad.

La norma ASTM C1621/C1621M-17(2023) limita el método de ensayo al hormigón autocompactante con un tamaño máximo nominal del agregado de hasta 25 mm (1 pulg.).

VI. Aparato de ensayo de anillo J para hormigón autocompactante (SCC)

Un equipo típico de ensayo de anillo en J (J-Ring) para hormigón autocompactante (HAC) consta de un anillo rígido con varillas de acero dispuestas a su alrededor. Por lo general, se utiliza junto con un cono de asentamiento y una placa base.

El equipo proporciona una configuración de ensayo controlada para evaluar la capacidad de paso y el comportamiento de flujo del hormigón autocompactante en estado fresco.

Para los ensayos de laboratorio, un anillo en J adecuado debe tener dimensiones estables y varillas de refuerzo dispuestas correctamente, a fin de garantizar condiciones de ensayo reproducibles.

VII. Conclusión

El ensayo del anillo en J (J-Ring) para hormigón autocompactante se utiliza para evaluar una propiedad importante del hormigón autocompactante en estado fresco: su capacidad para atravesar espacios restringidos y armaduras.

Al comparar el flujo del anillo en J con el flujo de asentamiento (*slump flow*), los ingenieros y técnicos de laboratorio pueden obtener información útil sobre la capacidad de paso de una mezcla de hormigón autocompactante. Por consiguiente, este ensayo resulta valioso para el diseño de mezclas, la investigación de laboratorio, el control de calidad en la construcción y la evaluación del hormigón fresco.

Para los laboratorios que realizan ensayos de hormigón autocompactante, un equipo de ensayo de anillo en J adecuadamente diseñado ofrece un método sencillo y práctico para llevar a cabo pruebas de capacidad de paso conforme a las normas de ensayo aplicables.