NORMA CHILENA
NCh1325-2010
Aridos - Determinación del equivalente de arena en suelos y áridos finos
Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. Esta norma se estudió a través del Comité Técnico Hormigón y mortero, para establecer el procedimiento para determinar el equivalente de arena en suelos y áridos finos que pasan el tamiz de 4,75 mm. Por no existir Norma Internacional, en la elaboración de esta norma se han tomado en consideración las normas ASTM D 2419-09 Standard Test Method for Sand Equivalent Value of Soils and Fine Aggregate y EN 933-8:1999 Test for geometrical properties of aggregates - Part 8: Assessment of fines - Sand equivalent test , y antecedentes técnicos proporcionados por el Comité. La norma NCh1325 ha sido preparada por el Centro Tecnológico del Hormigón y la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio el Comité estuvo constituido por las organizaciones y personas naturales siguientes: Cemento Polpaico S.A. Cementos Bío Bío S.A. Centro Tecnológico del Hormigón, CTH Instituto Nacional de Normalización, INN Laboratorio Pampa Austral
Rafael Cepeda C. Sergio Vidal A. Patricio Downey A. Guillermo Cavieres P. Segundo Parra C.
I
NCh1325 Ministerio de Obras Públicas, Laboratorio Nacional de Vialidad Universidad de Chile - IDIEM Universidad Tecnológica Metropolitana, UTEM
Andrea Salinas C. Carlos Arcos d’ H. M. Cecilia Soto M.
El Anexo A no forma parte de la norma, se inserta sólo a título informativo. Esta norma anulará y reemplazará, cuando sea declarada Norma Chilena Oficial, a la norma NCh1325.Of1978 Aridos - Determinación del equivalente de arena , declarada Oficial de la República por Decreto N° 550, de fecha 10 de agosto de 1978, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 24 de septiembre de 2010.
II
NORMA CHILENA
NCh1325-2010
Aridos - Determinación del equivalente de arena en suelos y áridos finos
1 Alcance y campo de aplicación 1.1 Esta norma establece el procedimiento para determinar el equivalente de arena en suelos y áridos finos (o arenas) que pasan el tamiz de 4,75 mm. 1.2 Este método de ensayo permite determinar, bajo condiciones normalizadas, las proporciones relativas de finos arcillosos o plásticos y polvo, presentes en áridos finos (o arenas) y en suelos granulares.
2 Referencias normativas Los documentos siguientes son indispensables para la aplicación de esta norma. Para referencias con fecha, sólo se aplica la edición citada. Para referencias sin fecha se aplica la última edición del documento referenciado (incluyendo cualquier enmienda). NCh163 NCh164
Aridos para morteros y hormigones - Requisitos generales. Aridos para morteros y hormigones - Extracción y preparación de muestras.
3 Términos y definiciones Para los propósitos de esta norma, se aplican los términos y definiciones siguientes: 3.1 árido fino; arena: material pétreo que pasa por el tamiz de abertura 4,75 mm y queda retenido en el tamiz de abertura 0,075 mm 3.2 equivalente de arena: medida de la cantidad de material libre de contaminación de limo o arcilla en una muestra de árido fino o suelo
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NCh1325 3.3 suelo: sedimentos u otra acumulación de partículas sólidas no consolidadas producidas por desintegración física y química de rocas que pueden o no contener materia orgánica 3.4 Otros términos y definiciones empleados en esta norma se encuentran en NCh163.
4 Aparatos 4.1 Probeta graduada, debe ser de vidrio o acrílico transparente, de 32 mm ± 0,5 mm de diámetro interior y altura total de 431 mm ± 5 mm, graduada en milímetros hasta una altura interior de 380 mm ± 0,5 mm de acuerdo a Figura 1 y provista de un tapón hermético de caucho. Debe tener una base rígida cuadrada o circular de espesor mínimo de 6 mm y dimensiones adecuadas para ser instalada en el agitador mecánico. 4.2 Conjunto pisón, el conjunto pisón se debe escoger de uno de los modelos correspondientes a Figuras 2 ó 3 y estará compuesto por los elementos siguientes:
a) una varilla de bronce de 6 mm de diámetro, con hilo en ambos extremos; b) un pie de bronce troncocónico, con una perforación central con hilo para conectarlo a la varilla; c) una guía que mantenga centrada la varilla en el eje de la probeta; d) una sobrecarga cilíndrica de acero con una perforación central con hilo para conectarla a la varilla, de 55 mm ± 5 mm de diámetro y una altura de modo que el conjunto de varilla, pie, guías y sobrecarga tenga una masa total de 1 000 g ± 10 g. 4.3 Conjunto sifón, debe estar compuesto por los elementos siguientes, de acuerdo a Figura 4:
a) una botella transparente de 3,8 L a 5,0 L, provista de un tapón de caucho con dos perforaciones, a través de las cuales se dispondrá dos tubos de metal, vidrio, caucho o plástico; b) un tubo de entrada de aire que penetre al interior de la botella sin tener contacto con la solución y cuyo tramo exterior debe estar doblado en L; c) un tubo de irrigación que se mantenga siempre dentro de la solución y que no toque el fondo de la botella, cuyo tramo exterior sea una manguera de caucho o plástico de una longitud mayor o igual que 1,5 m provista de un sistema que regule el flujo de la solución (por ejemplo: una pinza con tornillo); y d) un tubo irrigador conectado al extremo exterior del sistema de irrigación, de acero inoxidable, bronce, cobre u otro metal resistente a la corrosión de aproximadamente 500 mm de largo, 4 mm ± 1 mm de diámetro interior y con su extremo libre cerrado en forma de cuña. Debe tener dos perforaciones de 0,5 mm ± 0,1 mm de diámetro, una en cada cara plana de la cuña.
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NCh1325 4.4 Medida, un recipiente cilíndrico de aproximadamente 57 mm de diámetro, con una capacidad volumétrica de 85 cm 3 ± 5 cm3. 4.5 Tamiz, de tela de alambre y abertura cuadrada, de 4,75 mm de abertura nominal. 4.6 Agitador mecánico, debe tener un desplazamiento horizontal de 203 mm una velocidad de agitación de 178 ciclos por minuto ± 5 ciclos por minuto.
± 5
mm y
4.7 Herramientas y accesorios, embudos, botellas y recipientes para reactivos y solución de ensayo, regla de enrase, termómetro, cronómetro, balanza, papel filtro, entre otros.
5 Reactivos 5.1 Solución base 5.1.1 Componentes
Se deben emplear los materiales siguientes en las cantidades que se indican: a) 240 g de cloruro de calcio anhidro, grado para análisis. b) 1 085 g de glicerina USP, 99% mínimo de glycerol. c) 25 g de formaldehído (solución 40% volumen/volumen). NOTA - La solución de formaldehído 40% volumen/volumen es equivalente a una solución de 37% peso/peso, lo que comercialmente se conoce como formalina al 100%, que corresponde a una solución saturada de formaldehído.
5.1.2 Preparación
Disolver el cloruro de calcio en 1 L de agua destilada y filtrar. Agregar la glicerina y el formaldehído a la solución filtrada, mezclar bien y diluir a 2 L con agua destilada. 5.1.3 Solución de ensayo
Tomar 22,5 ml de la solución base y diluir a 1 L con agua destilada.
6 Condiciones generales 6.1 El lugar de ejecución de los ensayos debe estar libre de golpes o vibraciones que puedan alterar el período de decantación. 6.2 Cuando se empleen probetas de acrílico se deben proteger de la luz solar directa.
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NCh1325 6.3 La temperatura de trabajo de la solución de ensayo durante los ensayos se debe mantener a 22°C ± 3°C. 6.4 La solución de ensayo se debe desechar después de cumplir dos semanas desde la fecha de su preparación. 6.5 Una nueva solución de ensayo no puede ser mezclada o adicionada a la solución antigua. 6.6 El recipiente que se usa para la solución de ensayo se debe limpiar minuciosamente antes de llenarlo con una nueva solución de ensayo. 6.7 Ocasionalmente puede ser necesario eliminar la formación de hongos en el recipiente y en los tubos de irrigación. Para ello, se debe preparar una solución de hipoclorito de sodio diluida en una cantidad igual de agua. Llenar el recipiente y los tubos de irrigación con la solución y mantener por al menos una noche. Después de este reposo, hacer fluir la solución a través de los tubos del conjunto sifón. Finalmente lavar todo cuidadosamente con agua limpia. 6.8 En el caso de obstruirse los orificios del irrigador con partículas de arena y si éstas no pueden ser retiradas mediante limpieza con agua u otro método simple, se puede utilizar un alfiler u otro objeto afilado tomando la precaución de no ensanchar el tamaño de las aberturas de los orificios.
7 Muestreo 7.1 Las muestras se deben extraer y preparar de acuerdo con NCh164. 7.2 La muestra de ensayo original debe ser tal que a lo menos 1 500 g de ésta pase el tamiz de 4,75 mm. NOTA - Se recomienda que la muestra original no sea menor que 2 000 g.
8 Preparación de la muestra de ensayo 8.1 Tamizado Pasar la muestra original en estado húmedo por un tamiz de 4,75 mm para obtener como mínimo la cantidad indicada en 7.2. Disgregar manualmente los terrones de material arcilloso. Si el material retenido en el tamiz de 4,75 mm tiene adheridas capas de material fino, éstas se deben remover secando el material retenido y frotándolo entre las manos sobre un recipiente. El polvo resultante se debe incorporar a la muestra y el material retenido en el tamiz de 4,75 mm se debe desechar.
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NCh1325 El estado de humedad de la muestra debe ser tal que no se produzca pérdida de material fino por efecto del tamizado. En el caso de requerirse, la muestra se puede humedecer para realizar el tamizado.
8.2 Reducción Reducir por cuarteo el material que pasa el tamiz de 4,75 mm hasta obtener material suficiente para llenar cuatro medidas enrasadas.
8.3 Secado Secar hasta masa constante en horno a una temperatura de 110ºC ± 5°C y dejar enfriar a temperatura ambiente de la sala de ensayo en el laboratorio.
9 Procedimiento a) colocar la botella del sifón con la solución de ensayo en una repisa a 90 cm ± 5 cm sobre la superficie de trabajo; de forma que el nivel de la solución de ensayo se mantenga entre 90 cm y 120 cm; b) sifonear la solución de ensayo en la probeta hasta que alcance un nivel de 100 mm ± 5 mm; c) con el material obtenido según 8.2 y 8.3 llenar una medida, asentar el material golpeando el fondo de la medida contra la mesa de trabajo a lo menos cuatro veces, enrasar y verter en la probeta; d) golpear firmemente el fondo de la probeta con la palma de la mano hasta eliminar las burbujas de aire; e) dejar la probeta en reposo por un período de 10 min ± 1 min; f) al término de los 10 min, colocar el tapón y soltar la arena del fondo inclinando y sacudiendo la probeta; g) después de soltar el material del fondo, agitar la probeta y su contenido mediante uno de los procedimientos siguientes:
- Agitación manual: sujetar
la probeta en posición horizontal y agitarla vigorosamente con un movimiento lineal y un desplazamiento entre 20 cm y 25 cm, durante 90 ciclos en aproximadamente 30 s; NOTA - Un ciclo corresponde a un movimiento completo ida y vuelta. Se recomienda agitar sólo con los antebrazos, manteniendo relajados el cuerpo y los hombros.
- Agitación mecánica: fijar la probeta en el agitador mecánico y agitar durante un período de 45 s ± 1 s.
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NCh1325 h) colocar la probeta sobre la mesa de trabajo, destaparla y lavar sus paredes interiores mediante el irrigador; i)
introducir el irrigador hasta el fondo de la probeta con un movimiento lento de penetración y torsión para remover todo el material;
j)
retirar el irrigador en forma similar, regulando el flujo de la solución de modo de ajustar el nivel final de 380 mm ± 0,5 mm;
k) dejar sedimentar por un período de 20 min ± 15 s; l)
al final del período de sedimentación, leer y registrar el nivel superior de la arcilla ( N t ), aproximando al milímetro. Si después de 20 min no se ha formado una clara línea de sedimentación, dejar reposar el tiempo necesario. Registrar el tiempo de sedimentación, en minutos;
m) introducir el pisón en la probeta, y hacerlo descender suavemente hasta que quede apoyado en la arena. Registrar el nivel superior de la arena ( N a) aproximando al milímetro. Cuando el nivel superior de la arcilla o de la arena quede entre graduaciones, registrar la graduación superior como N t o N a según corresponda.
10 Expresión de los resultados 10.1 Calcular el equivalente de arena de acuerdo con la fórmula siguiente, aproximando al 1%;
(
)
EA = N a / N t × 100
(%)
en que: EA
= equivalente de arena, expresado en porcentaje (%);
N
= nivel superior de la arena, expresado en milímetros (mm); y
N
= nivel superior de la arcilla, expresado en milímetros (mm).
a
t
10.2 Calcular el equivalente de arena de cada muestra como el promedio aritmético de los resultados de dos ensayos paralelos, con aproximación al 1% superior.
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11 Precisión 11.1 Se debe aceptar la determinación del equivalente de arena solamente cuando la diferencia entre dos resultados obtenidos por el mismo operador, en ensayos paralelos sobre muestras gemelas, sea menor o igual que 4 puntos porcentuales. 11.2 Se deben ensayar dos nuevas muestras gemelas cuando no se cumpla con lo especificado en 11.1 (ver Anexo A).
12 Informe El informe debe incluir lo siguiente: a) nombre del solicitante; b) procedencia de la muestra; c) indicar el tipo de conjunto pisón usado; d) procedimiento de agitación; e) si se usa un procedimiento de agitación mecánica, indicar el tipo de máquina; f) resultados del ensayo, indicando el valor del equivalente de arena y el tiempo de sedimentación; g) cualquier otra información específica relativa al ensayo o al árido; y h) referencia a esta norma.
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Anexo A (Informativo)
Examen de operadores Antes de autorizar a un operador para realizar el ensayo de equivalente de arena, éste debe ser capaz de obtener resultados sobre muestras representativas de cualquier material ensayadas de acuerdo con el procedimiento normal. Los resultados se consideran consistentes si los valores individuales de tres ensayos realizados por el mismo operador sobre muestras gemelas no varían en más de ± 4 puntos porcentuales respecto al promedio de esos ensayos. Si un operador no es capaz de obtener resultados consistentes, no se le debe autorizar a efectuar este ensayo hasta que perfeccione su técnica y obtenga resultados que cumplan con los límites especificados.
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INSTITUTO
NACIONAL
DE
NORMALIZACION
1325-2010
INN-CHILE
Aridos - Determinación del equivalente de arena en suelos y áridos finos Aggregates - Determination of sand equivalent of soils and fine aggregate
Primera edición : 2010
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