Anillo de contracción según la norma ASTM y AASHTO
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El anillo de contracción según las normas ASTM y AASHTO se utiliza para comparar diferentes mezclas y determinar su susceptibilidad al agrietamiento prematuro debido a la contracción por secado, la contracción autógena y el calor de hidratación. Cumple con las normas ASTM C1581 y AASHTO T334, y cuenta con medidores de tensión y termopares para una captura de datos precisa y en tiempo real.
Con una construcción duradera y registro de datos integrado de tensión, temperatura y humedad opcional, estos anillos son importantes para optimizar los diseños de hormigón y garantizar la calidad del material en la construcción.
| Especificación | Anillo de contracción ASTM | Anillo de contracción AASHTO |
|---|---|---|
| Método estándar | ASTM C1581 | AASHTO T334 |
| Código de pedido | S00031 | S00131 |
| Diámetro exterior del anillo interior | 330 mm | 305 mm (12 pulg) |
| Altura del anillo interior | 150 mm | 150 mm (6 pulg) |
| Grosor del anillo interior | 13 mm | 13 mm (0.5 pulg) |
| ID del anillo exterior | 406 mm (16 pulg) | 457 mm (18 pulg) |
| Espesor de la muestra | 35.5 mm | ~76 mm (3 pulgadas) |
| Volumen de la muestra | 20 L | 20 L |
| Dimensiones de la placa base. | 480 x 480 x 20 mm | 540 x 540 x 20 mm |
| Instrumentación | 4 galgas extensométricas + termopar tipo K | 4 galgas extensométricas + termopar tipo K |
| Data Logger | S0003 (Hasta 6 anillos) | S0003 (Hasta 6 anillos) |
1. Anillo de contracción ASTM
Método de prueba estándar para determinar la edad de agrietamiento y las características de tensión de tracción inducida del mortero y el hormigón bajo contracción restringida

Este método de ensayo describe un procedimiento de laboratorio para determinar la edad de formación de grietas y las características de tensión de tracción inducida de muestras de mortero u hormigón en condiciones de contracción restringida. Ayuda a evaluar el impacto de las distintas proporciones y propiedades de los materiales del mortero u hormigón en las grietas causadas por la contracción por secado, la contracción autógena y el calor de hidratación.
Se compacta una muestra de mortero o de hormigón recién mezclado en un molde circular alrededor de un anillo de acero instrumentado. La deformación por compresión en el anillo de acero, debida a la contracción del mortero o del hormigón, se mide utilizando cuatro extensómetros desde el momento del vaciado.
Una disminución repentina de la deformación del anillo de acero indica la aparición de grietas en la muestra de prueba. La edad en el momento de la aparición de grietas y la velocidad de desarrollo de la tensión de tracción en la muestra proporcionan información sobre la resistencia del material a las grietas bajo una contracción restringida (como se indica en la norma).


Deformación del anillo de acero en función del tiempo. La muestra comienza a agrietarse después de 6.8 días con una deformación de aproximadamente 100 µm/m, según ASTM C1581.
Cada anillo de acero está equipado con un amplificador de galgas extensométricas y una entrada de termopar tipo K. Los datos de hasta seis anillos se transfieren digitalmente al registrador de datos.
El registrador de datos del sistema registra los datos de la galga extensométrica y la temperatura, almacenándolos como archivos ASCII estándar. Opcionalmente, también puede registrar de forma sincronizada la temperatura y la humedad ambientales.
El registrador dispone de una interfaz de red (Ethernet), lo que permite una fácil integración en una intranet local. Mediante un navegador web estándar, puede leer y visualizar los datos. Para un mayor manejo de los datos, recomendamos Microsoft Excel® o cualquier programa de visualización similar. Los datos se muestran en línea tanto de forma gráfica como numérica en la pantalla. No es necesario ningún software especial para PC; solo necesita su software de navegador, como Firefox, Chrome, Edge.
Código de pedido de anillo retráctil: S00031:
Este anillo de contracción ASTM está fabricado en acero (1.0570) e incluye 4 galgas extensométricas. Tiene un espesor de 13 mm, un diámetro exterior de 330 mm, una altura de 150 mm y pesa 15.5 kg. Hay otros tamaños disponibles a pedido.
El amplificador de galgas extensométricas, la entrada de termopar tipo K y la unidad de digitalización están montados dentro del anillo interior. Cuenta con una interfaz de bus SMB digital en serie para el registrador de datos S0003. El anillo exterior está fabricado en acero inoxidable con un diámetro interior de 406 mm y una altura de 150 mm.
El volumen de la muestra es de aproximadamente 6.6 litros (1.74 galones líquidos estadounidenses) con un espesor de muestra de aproximadamente 35.5 mm. La base está hecha de PP y mide 480 x 480 x 20 mm³. Se incluyen pernos, tuercas y arandelas para fijar los anillos a la placa de base. Se proporciona un anillo de acero inoxidable para cubrir la muestra.
Registrador de datos - Código de pedido: S0003:
Este registrador de datos puede interactuar con hasta 6 anillos (S00031). Incluye una interfaz de red y un servidor web integrado con software preinstalado. La frecuencia de muestreo varía de 10 segundos a 1 hora y puede almacenar datos durante al menos 1 año (2 GB). Está disponible una función opcional para la medición de la temperatura y la humedad ambientales (S0016). El registrador de datos viene con un manual de usuario y tiene unas dimensiones de 24 x 21 x 6 cm, con un peso de 1.8 kg. Todas las especificaciones están sujetas a cambios sin previo aviso.
2. Anillo de contracción AASHTO
Método de prueba estándar para estimar la tendencia al agrietamiento del hormigón
Este método de ensayo describe el procedimiento de laboratorio para determinar la edad a la que se produce el agrietamiento y las características de la tensión de tracción inducida de las muestras de mortero u hormigón sometidas a contracción restringida. Puede utilizarse para evaluar el impacto de las variaciones en las proporciones y las propiedades del material del mortero u hormigón en el agrietamiento debido tanto a la contracción por secado como a las deformaciones causadas por la contracción autógena y el calor de hidratación.
Una muestra de mortero o de hormigón recién mezclado se compacta en un molde circular alrededor de un anillo de acero instrumentado. La deformación por compresión en el anillo de acero, causada por la contracción de la muestra de mortero o de hormigón, se mide utilizando cuatro extensómetros desde el momento del colado.
La aparición de grietas en la muestra de ensayo se indica mediante una disminución repentina de la deformación del anillo de acero. La edad en el momento de la aparición de grietas y la velocidad de desarrollo de la tensión de tracción en la muestra de ensayo son indicadores de la resistencia del material a las grietas en condiciones de contracción restringida.

Dimensiones del anillo de contracción AASHTO T334
Las dimensiones del anillo de contracción AASHTO T334 son similares a las del anillo ASTM, pero existen algunas diferencias. El anillo interior tiene un diámetro exterior de 305 mm (12 pulgadas) y una altura de 150 mm (6 pulgadas). El anillo exterior tiene un diámetro de 457 mm (18 pulgadas).
Esto da como resultado una capa de hormigón de aproximadamente 76 mm (3 pulgadas) de espesor y 152 mm (6 pulgadas) de alto.
Como puede observarse, el anillo AASHTO es ligeramente más pequeño (tamaño máximo de 324 mm) que el anillo ASTM (330 mm). Sin embargo, tanto el anillo interior ASTM como el AASHTO actuales tienen una altura especificada de 150 mm. El anillo exterior AASHTO es significativamente más grande, con 457 mm (18 pulgadas), en comparación con los 406 mm (16 pulgadas) del anillo ASTM.
El volumen de muestra requerido para el anillo de contracción AASHTO T334 es de 13.83 litros (3.65 galones estadounidenses).
Instrumentación y registro de datos
Cada anillo de acero está equipado con un amplificador de galgas extensométricas y una entrada de termopar tipo K. Los datos de hasta seis anillos se transfieren digitalmente al registrador de datos.
El registrador de datos, suministrado con el sistema, registra los datos de la galga extensométrica y la temperatura, almacenándolos como archivos ASCII estándar. Opcionalmente, también puede registrar de forma sincronizada la temperatura y la humedad ambientales.
El registrador cuenta con una interfaz de red (Ethernet), lo que permite una fácil integración en una intranet local. Mediante el uso de un software de navegador web estándar, puede leer y visualizar los datos. Para un manejo más detallado de los datos, recomendamos Microsoft Excel® o cualquier programa de visualización similar.
Los datos se muestran en línea tanto de forma gráfica como numérica en la pantalla. No es necesario ningún software especial para PC; solo necesita su navegador, como Firefox, Chrome, Edge, Opera o Internet Explorer®. El sistema es compatible con los sistemas operativos Windows, MacOS, Android y Linux.
Código de pedido de anillo retráctil: S00131:
El anillo de contracción AASHTO está fabricado en acero (1.0570) e incluye 4 galgas extensométricas. El anillo interior tiene un diámetro exterior de 305 mm (12 pulgadas) y una altura de 150 mm (6 pulgadas). El espesor del anillo es de 13 mm (0.5 pulgadas).
El amplificador de galgas extensométricas, la entrada de termopar tipo K y la unidad de digitalización están montados dentro del anillo interior. Cuenta con una interfaz de bus SMB digital en serie para el registrador de datos S0003. El anillo exterior está hecho de acero inoxidable con un diámetro interior de 457 mm (18 pulgadas) y una altura de 150 mm (6 pulgadas).
El volumen de la muestra es de aproximadamente 13.8 litros (3.65 galones líquidos estadounidenses) con un espesor de aproximadamente 76 mm (3 pulgadas). La base es de PP y mide aproximadamente 540 x 540 x 20 mm³. Se incluyen tornillos, tuercas y arandelas para fijar los anillos a la placa de tierra. Se proporciona un anillo de acero inoxidable para cubrir la muestra.
Registrador de datos - Código de pedido: S0003:
Este registrador de datos puede interactuar con hasta 6 anillos (S00031). Incluye una interfaz de red y un servidor web integrado con software preinstalado. La frecuencia de muestreo varía de 10 segundos a 1 hora y puede almacenar datos durante al menos 1 año (2 GB).
Está disponible una función opcional para la medición de la temperatura y la humedad ambientales (S0016). El registrador de datos se entrega con un manual de usuario y tiene unas dimensiones de 24 x 21 x 6 cm, con un peso de 1.8 kg. Todas las especificaciones están sujetas a cambios sin previo aviso.
La instrumentación y la construcción del sistema responden a los requisitos de precisión y durabilidad de las pruebas de contracción de larga duración.
- Medición de la deformación: Cuatro galgas extensométricas adheridas por anillo con un amplificador y digitalizador integrados montados dentro del núcleo de acero, minimizando el ruido del cable.
- Medición de la temperatura: Termopar tipo K por anillo para compensación térmica y monitorización del calor de hidratación.
- Registrador de datos (S0003): Se conecta con hasta seis anillos simultáneamente, toma muestras a intervalos de 10 segundos a 1 hora, almacena al menos un año de datos (2 GB) e incluye una interfaz de red Ethernet con un servidor web integrado.
- Acceso a los datos: Visualización basada en navegador (no requiere software propietario), exportación de archivos ASCII compatible con Microsoft Excel y programas similares.
- Sensor opcional (S0016): Medición de la temperatura y la humedad ambiental para el registro climático síncrono
- Material del anillo: Anillo interior de acero (1.0570), anillo exterior de acero inoxidable, placa base de PP
- Variante ASTM (S00031): 330 mm de diámetro exterior, 150 mm de altura, 13 mm de espesor de pared, volumen de muestra aproximado de 6.6 L.
- Variante AASHTO (S00131): 305 mm (12 pulg.) de diámetro exterior, 150 mm (6 pulg.) de altura, 13 mm (0.5 pulg.) de espesor de pared, aproximadamente 13.8 L de volumen de muestra.
La configuración AASHTO produce un anillo de hormigón más grueso (aproximadamente 76 mm frente a 35.5 mm para la variante ASTM). Esta diferencia afecta al grado de restricción, al perfil del gradiente de humedad y, por consiguiente, a la edad de fisuración.
Anillo de retracción para la evaluación de fisuras por retracción restringida: Evalúe la tendencia al agrietamiento del hormigón antes de que llegue a la obra.
La fisuración prematura en losas de hormigón, tableros de puentes y revestimientos conlleva reparaciones costosas y una menor vida útil. El ensayo de anillo de retracción proporciona a los ingenieros un método de laboratorio fiable para comparar mezclas y clasificar su propensión a la fisuración antes de que el hormigón salga de la planta. Mediante la creación de un anillo de hormigón alrededor de un anillo de acero instrumentado y el monitoreo de la deformación en tiempo real, el ensayo revela con precisión cuándo se fisura una mezcla y con qué rapidez se acumula la tensión de tracción bajo condiciones restringidas.
Este sistema cumple con las normas ASTM C1581/C1581M y AASHTO T334, los dos estándares principales para el ensayo de retracción restringida de materiales cementicios. Ambas variantes utilizan cuatro galgas extensométricas adheridas y un termopar tipo K por anillo, que envían datos digitales a un registrador centralizado que registra la deformación, la temperatura y, opcionalmente, la humedad ambiental de forma continua durante un máximo de un año.
Cómo funciona la prueba del anillo de contracción
El ensayo de anillo de retracción mide la resistencia al agrietamiento de una muestra de hormigón al restringir su contracción volumétrica mediante un núcleo rígido de acero. A medida que la muestra pierde humedad o experimenta cambios químicos de volumen, tiende a contraerse. El anillo de acero impide la contracción libre, transformando dicha contracción en una tensión circunferencial dentro del hormigón. Cuando esta tensión supera la resistencia a la tracción que desarrolla el hormigón, se produce una fisura.
Los fenómenos que impulsan la contracción del hormigón:
Tres mecanismos impulsan la contracción volumétrica que el anillo restringe.
La retracción por secado se produce cuando el agua se evapora de la pasta de cemento endurecida. La tensión capilar en la red de poros tira de la microestructura hacia adentro, provocando la contracción del hormigón. Las muestras más delgadas y la menor humedad ambiental aceleran esta pérdida de humedad.
La retracción autógena se produce por el consumo químico de agua durante la hidratación del cemento (un proceso denominado autodesecación). Las mezclas con una baja relación agua/cemento experimentan una retracción autógena más pronunciada debido a que queda menos agua libre en el sistema de poros.
La contracción térmica se produce tras la hidratación. A medida que la reacción exotérmica de hidratación calienta el hormigón y la temperatura desciende posteriormente, el material se contrae. En vertidos masivos o mezclas con alto contenido de cemento, este ciclo térmico puede generar importantes tensiones de tracción.
Cómo el anillo de acero captura datos de agrietamiento
Cuatro extensómetros, conectados en configuración de puente de Wheatstone, se adhieren a la superficie interior del anillo de acero a intervalos circunferenciales iguales. A medida que la muestra de hormigón se contrae alrededor del anillo, comprime el acero, y los extensómetros registran una deformación por compresión creciente con el tiempo.
Una caída repentina en la deformación compresiva indica la formación de una grieta en la muestra: la grieta libera la restricción localmente y el anillo de acero se descarga parcialmente. El registrador de datos registra la edad al momento de la fisuración (en días desde la fundición) y la velocidad de deformación previa al evento. Posteriormente, los ingenieros calculan la tensión de tracción neta y la velocidad de tensión al momento de la fisuración, dos indicadores clave definidos por las normas ASTM C1581 y AASHTO T334.
Un termopar tipo K ubicado en el interior de cada anillo registra simultáneamente la temperatura de la muestra. Dado que el módulo de elasticidad del anillo de acero varía con la temperatura, esta lectura permite al operador compensar los datos de deformación por efectos térmicos y controlar el calor de hidratación durante las primeras horas posteriores al vertido.
El papel de la relajación del estrés
El hormigón no es puramente elástico. Bajo una carga de tracción sostenida, la fluencia viscoelástica relaja gradualmente una parte de la tensión acumulada. Una mezcla con mayor capacidad de fluencia puede retrasar o incluso evitar el agrietamiento al redistribuir la tensión a lo largo del tiempo. El ensayo de anillo restringido capta esta interacción automáticamente, ya que la deformación medida refleja el resultado neto de la retracción menos la relajación por fluencia. Por esta razón, el ensayo se correlaciona mejor con el agrietamiento en obra que un simple ensayo de retracción libre como el ASTM C157.
Aplicaciones e Industrias
1. Diseño de la plataforma del puente y de la mezcla de pavimento
Las agencias de transporte suelen exigir pruebas de retracción controlada para homologar las mezclas de hormigón destinadas a tableros de puentes y pavimentos. Las pruebas AASHTO T334 ayudan a los departamentos de transporte a evaluar las mezclas antes de su colocación en obra, reduciendo el riesgo de agrietamiento transversal prematuro que acelera la corrosión del refuerzo.
2. Control de calidad del hormigón premezclado
Los productores de hormigón premezclado utilizan el anillo de retracción para validar que los cambios en la fuente de los áridos, la marca del cemento o los materiales cementicios suplementarios (MCS), como las cenizas volantes, la escoria o el humo de sílice, no aumenten la tendencia al agrietamiento más allá de los límites aceptables.
3. Investigación y desarrollo de mezclas
Los laboratorios universitarios y corporativos utilizan esta prueba para evaluar la eficacia de los aditivos reductores de retracción (SRA), los agentes de curado internos, el refuerzo de fibras y los sistemas de aglutinantes alternativos. El registro continuo de deformación proporciona un conjunto de datos más completo que una simple observación de aprobado/reprobado.
4. Especificación para revestimiento y reparación de hormigón
Los morteros de reparación y los recubrimientos delgados son particularmente susceptibles a la fisuración por retracción restringida debido a que se adhieren a un sustrato rígido. El ensayo de anillo ayuda a los especificadores a comparar los materiales de reparación candidatos en condiciones controladas.
Cómo elegir entre la configuración ASTM y AASHTO
La selección de la configuración de anillo correcta depende de la norma a la que haga referencia la especificación de su proyecto, del tamaño máximo del agregado en su mezcla y del grado de restricción que necesite simular.
El anillo ASTM C1581 produce un anillo de hormigón más delgado (aproximadamente 35.5 mm). Esta sección más delgada se seca más rápido, lo que acelera el ensayo y permite obtener resultados en menos días. Sin embargo, limita el tamaño máximo nominal del agregado a 13 mm (0.5 pulgadas) e impone una mayor restricción a la muestra.
El anillo AASHTO T334 produce una sección de hormigón más gruesa (aproximadamente 76 mm). Esto permite el uso de agregados de mayor tamaño y genera un menor grado de restricción, que algunos investigadores consideran más representativo de las condiciones reales, especialmente en aplicaciones de tableros de puentes. La contrapartida es un mayor tiempo hasta la fisuración y un mayor volumen de la muestra (aproximadamente 13.8 L frente a 6.6 L).
Tenga en cuenta estos factores al especificar:
- Norma de gobierno: Si una especificación del DOT menciona AASHTO T334, utilice el anillo AASHTO; si un laboratorio de materiales sigue ASTM C1581, utilice el anillo ASTM.
- Tamaño del agregado: Las mezclas con agregados de tamaño superior a 13 mm requieren la configuración AASHTO.
- Tiempo de respuesta de la prueba: La muestra ASTM más delgada generalmente se agrieta antes, lo que resulta adecuado para programas de cribado de alto rendimiento.
- Volumen de la muestra: El anillo AASHTO requiere aproximadamente el doble de volumen de hormigón por ensayo, una consideración práctica para laboratorios con capacidad de mezcla limitada.
Ambas configuraciones comparten el mismo registrador de datos (S0003), por lo que un laboratorio puede operar con anillos ASTM y AASHTO en un solo sistema.
Preguntas frecuentes
¿Qué mide una prueba de anillo de contracción?
El ensayo de anillo de retracción mide la edad de fisuración y la tensión de tracción inducida en una muestra de hormigón o mortero bajo condiciones restringidas. El anillo de acero impide la retracción libre, sometiendo la muestra a tracción. Los extensómetros del acero registran la acumulación y la liberación repentina de la tensión de compresión cuando la muestra se fisura. Esto permite a los ingenieros comparar directamente la tendencia a la fisuración entre diferentes diseños de mezcla.
¿Cuánto tiempo dura una prueba de anillo de contracción restringido?
La duración de la prueba depende del diseño de la mezcla y la configuración del anillo. Las mezclas con alta propensión al agrietamiento pueden agrietarse en pocos días, mientras que las mezclas con baja retracción o alta capacidad de fluencia pueden durar varias semanas o más. La norma ASTM C1581 especifica que si una muestra no se agrieta en 28 días, la tasa de tensión a los 28 días caracteriza la mezcla. La mayoría de los estudios comparativos se realizan durante 28 a 56 días.
¿Cuál es la diferencia entre el anillo de contracción ASTM y el AASHTO?
El anillo ASTM C1581 tiene un diámetro exterior de 330 mm y produce un anillo de hormigón de aproximadamente 35.5 mm de espesor. El anillo AASHTO T334 tiene un diámetro exterior de 305 mm, pero un molde exterior más grande (457 mm), lo que produce un anillo de hormigón de aproximadamente 76 mm de espesor. La probeta AASHTO, al ser más gruesa, admite áridos de mayor tamaño y proporciona un grado de restricción diferente. Ambos utilizan la misma instrumentación, con cuatro extensómetros y un termopar tipo K.
¿Puede la prueba del anillo de contracción sustituir a la prueba de contracción libre?
Las dos pruebas responden a preguntas diferentes. La prueba de retracción libre (ASTM C157/AASHTO T 160) mide el cambio de longitud sin restricciones a lo largo del tiempo. La prueba de anillo restringido captura la interacción entre la retracción, el desarrollo de la resistencia a la tracción, el aumento del módulo elástico y la relajación de la tensión debida a la fluencia. Dado que las estructuras reales restringen el movimiento del hormigón, la prueba de anillo se correlaciona más directamente con el comportamiento de fisuración en obra. Muchas especificaciones ahora requieren ambas pruebas para una caracterización completa de la retracción.
¿Qué datos registra el sistema?
El registrador de datos registra la deformación del anillo de acero y la temperatura de la muestra de cada anillo conectado a intervalos definidos por el usuario (de 10 segundos a 1 hora). Con el módulo opcional S0016, también registra la temperatura y la humedad ambiente. Todos los datos se almacenan como archivos ASCII accesibles a través de cualquier navegador web mediante una conexión Ethernet, sin necesidad de software propietario.
¿Cuántos anillos puede admitir un registrador de datos?
Un único registrador de datos S0003 se conecta simultáneamente con hasta seis anillos de contracción. Esto permite a un laboratorio realizar múltiples comparaciones de mezclas en paralelo, lo cual es esencial para proyectos que requieren probar varias mezclas candidatas en condiciones ambientales idénticas.