NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 225 1999-07-28
INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. CEMENTOS. FRAGUADO RÁPIDO DEL CEMENTO PÓRTLAND (MÉTODO DEL MORTERO)
E:
STANDARD TEST METHOD FOR EARLY STIFFENING OF PORTLAND CEMENT (MORTAR METHOD)
CORRESPONDENCIA: DESCRIPTORES:
esta norma es equivalente (EQV) a la ASTM C 359 cemento; método de ensayo; fraguado rápido
I.C.S.: 91.100.10 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado Apartado 14237 Santafé Santafé de Bogotá, D.C. - Tel. 3150377 3150377 - Fax 2221435 2221435
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Tercera actualización
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 225 (Tercera actualización)
INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. CEMENTOS. FRAGUADO RÁPIDO DEL CEMENTO PÓRTLAND (MÉTODO DEL MORTERO)
1.
OBJETO
1.1 Esta norma establece el método para determinar el fraguado rápido de morteros de cemento Pórtland. 1.2 Los valores se deben regir de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades (Véase la NTC 1000 (ISO 1000). 1.3 Esta norma no pretende señalar todos los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario establecer las prácticas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias. 2.
NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE
Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro de este texto, constituyen la integridad de esta norma. En el momento de la publicación eran válidas las ediciones indicadas. Todas las normas están sujetas a actualización, los participantes, mediante acuerdos basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de aplicar la última versión de las normas mencionadas a continuación. NTC 108:1998, Ingeniería Civil y Arquitectura. Cementos. Extracción de muestras y determinación del número de ensayos para cemento hidráulico (ASTM C 183). NTC 110:1991, Ingeniería Civil y Arquitectura. Cementos. Método para determinar la consistencia normal del cemento hidráulico (ASTM C 187). NTC 112:1995, Ingeniería Civil y Arquitectura. Mezcla mecánica de pastas de cemento hidráulico y morteros de consistencia plástica (ASTM C 305). NTC 121:1982, Ingeniería Civil y Arquitectura. Cemento Pórtland. Especificaciones físicas y mecánicas (ASTM C 150). NTC 224:1995, Ingeniería Civil y Arquitectura. Método para determinar el contenido de aire en morteros de cemento hidráulico (ASTM C 185).
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NTC 321:1977, Ingeniería Civil y Arquitectura. Cemento Pórtland. Especificaciones químicas (ASTM C 150). NTC 1000:1993, Metrología. Sistema Internacional de Unidades (ISO 1000). NTC 3937:1996, Ingeniería Civil y Arquitectura. Arena normalizada para ensayos de cemento hidráulico (ASTM C 778). NTC 3938:1996, Ingeniería Civil y Arquitectura. Aparatos para la determinación de cambios de longitud en pasta de cemento, mortero y concreto (ASTM C 490). NTC 4073:1996, Ingeniería Civil y Arquitectura. Pesas y equipos de pesaje usados en los ensayos físicos de cemento hidráulico (ASTM C 1005). ASTM C 670:1996, Standard Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials. ASTM 1193:1991, Standard Specification for Reagent Water. ASTM E 1:1995, Standard Specification for ASTM Thermometers. 3.
TERMINOLOGÍA
3.1
DEFINICIONES
3.1.1 Fraguado rápido: desarrollo rápido de rigidez en pastas de cemento Pórtland, mortero o concreto recién preparados. Incluye el falso fraguado y el fraguado instantáneo. 3.1.2 Falso fraguado: desarrollo rápido de rigidez en pastas de cemento Pórtland mortero o concreto recién preparados, sin mayor generación de calor. Esta rigidez se puede eliminar y retornar el estado plástico de la mezcla, mediante un amasado inmediato sin adición de agua. 3.1.3 Fraguado instantáneo: pérdida inmediata de plasticidad en pastas de cemento Pórtland mortero o concreto recién preparados, con desprendimiento apreciable de calor, y en la que la plasticidad no puede ser recuperada con un remezclado. También se conoce como fraguado relámpago. 4.
RESUMEN DEL MÉTODO DE ENSAYO
4.1 Se prepara un mortero con una cantidad determinada de cemento que se va a ensayar, arena normalizada y agua. Luego de iniciado el procedimiento de mezclado, se realizan una serie de mediciones de penetración a intervalos establecidos, usando un aparato de Vicat modificado. Una vez finalizada la primera serie de mediciones de penetración, se retorna el mortero a la mezcladora para ser remezclado. Finalizada esta operación, se determina una penetración adicional. Se elabora un informe en forma de tabla con las mediciones de penetración. 5.
IMPORTANCIA Y USO
5.1 El propósito de este método de ensayo es determinar hasta que grado el mortero de cemento desarrolla el fraguado rápido. Esta dirigida principal mente a quienes están interesados 2
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en investigar sobre los métodos para determinar el falso fraguado potencial del cemento Pórtland. 5.2 Se puede estimar la tendencia relativa de un cemento a manifestar un fraguado rápido, mediante la comparación de las series de penetración (véanse los numerales 10.4.1 y 10.4.2) y el procedimiento de remezcla (véase el numeral 10.4.3), para diferenciar una tendencia relativa al fraguado rápido menos severa y menos persi stente, con respecto a una más persistente y en consecuencia más severa. 5.3 Un falso fraguado muy marcado en un cemento puede causar dificultades desde el punto de vista de manejo y colocación, pero esto no es probable donde el concreto se mezcla generalmente por un largo tiempo, como ocurre en un camión mezclador, o cuando es remezclado antes de colocarlo o transportarlo, como sucede en operaciones de bombeo de concreto. Este se nota más, probablemente cuando el concreto se mezcla por un corto periodo de tiempo en mezcladoras fijas y se transporta en equipos sin agitador, como sucede en algunos trabajos de pavimentación. 5.4 Los cementos con un falso fraguado muy marcado generalmente, requieren un poco más de agua de mezcla para producir la misma consistencia, y se puede esperar como resultado una ligera disminución de la resistencia e incremento de la contracción por secado. 5.5 Un fraguado instantáneo de suficiente intensidad para causar dificultades desde el punto de vista del manejo y colocación, generalmente hace que el cemento no cumpla con los requisitos del tiempo de fraguado de la NTC 121 (ASTM C 150). 6.
APARATOS
6.1
APARATO DE VICAT MODIFICADO.
Debe cumplir con lo especificado en la NTC 110 (ASTM C 187), con las siguientes modificaciones: 6.1.1 La aguja de 1 mm debe remplazarse por un peso tal que el conjunto del émbolo de 10 mm, el indicador y el peso adicional sean de 400 g ± 0,5 g. 6.2
CUCHARA
Debe cumplir con lo especificado en la NTC 224 (ASTM C 185). 6.3
MEZCLADORA MECÁNICA, PALA, TAZÓN Y RASPADOR
Deben cumplir con lo especificado en la NTC 112 (ASTM C 305). 6.4
PROBETAS GRADUADAS
Deben cumplir con lo especificado en la NTC 3938 (ASTM C 490). 6.5
PESAS Y EQUIPOS DE PESAJE
Deben cumplir con lo especificado en la NTC 4073 (ASTM C 1005).
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 6.6
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TERMÓMETRO
Debe cumplir con lo especificado en la norma ASTM E 1. 6.7
PALUSTRE
El palustre debe tener una hoja de acero de 100 mm a 150 mm de longitud y de bordes rectos. 6.8
CRONÓMETRO
6.9
RECIPIENTES
Las dimensiones interiores deben ser aproximadamente 50 mm x 50 mm x 150 mm (véase la Fígura 1). Estos recipientes pueden ser hechos de cualquier material adecuado, como lámina metálica o plástica; deben ser rígidos, impermeables y con una profundidad mínima de 50 mm.
Dimensiones en mm Figura 1. Recipiente
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7.
MATERIALES Y REACTIVOS
7.1
ARENA GRADADA NORMALIZADA 20-30 Y ARENA GRADADA
Deben cumplir con lo especificado en la NTC 3937 (ASTM C 778). 7.2
AGUA DE MEZCLA
El agua empleada en los ensayos de rutina debe ser potable. Para ensayos de cooperación y de incertidumbre el agua de mezcla debe ser de grado tipo III o tipo IV, que cumpla con las especificaciones de la norma ASTM D 1193. 8.
MUESTREO
8.1
El muestreo de cemento debe ser conforme a la NTC 108 (ASTM C 183)
9.
CONDICIONES AMBIENTALES
9.1 La temperatura ambiente de la sala de trabajo, los materiales secos, la paleta, el platón y los recipientes, deben mantenerse entre entre 20 °C y 28 °C. La temperatura del agua de mezclado no debe variar de 23 °C en más ± 2 °C. 9.2
La humedad relativa del laboratorio no debe ser menor del 50 %
10.
PROCEDIMIENTO
10.1
BACHADA
Las cantidades de materiales que se deben mezclar a la vez son: 600 g de cemento, 300 g de arena gradada, 300 g de arena gradada normalizada 20-30 y 180 ml de agua. Cuando el ensayo se hace con cemento tipo III y tipo III A, la cantidad de agua se aumenta a 192 ml. 10.2
MEZCLA DEL MORTERO
Se debe hacer en la mezcladora mecánica como sigue: 10.2.1 Se colocan la arena y el cemento en el tazón seco y se mezclan durante unos pocos segundos con la cuchara. 10.2.2 Se coloca el tazón en la mezcladora con la paleta ajustada en su sitio y se mezclan los materiales secos a la velocidad lenta (140 r/min ± 5 r/min) durante 10 s. 10.2.3 Con la mezcladora operando a velocidad lenta (140 r/min ± 5 r/min) se agrega toda el agua de mezcla en 5 s. Se detiene la mezcladora y rápidamente se cambia a velocidad media (285 r/min ± 10 r/min) y se continúa el mezclado durante 1 min contados desde la adición de la primera cantidad de agua. 10.2 4 Se detiene la mezcladora y se raspan las paredes del tazón de mezclado con el raspador de caucho, se coloca rápidamente el termómetro dentro del mortero y se deja quieto durante 45 s contados a partir del momento en que se detuvo la mezcladora. 5
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10.2.5 Anotada la temperatura, se retira el termómetro y se pone en movimiento la mezcladora durante 15 s a velocidad media (285 r/min ± 10 r/min). Si la temperatura del mortero no es de 23 °C ± 2 °C, se descarta la bachada y debe ajustarse la temperatura del agua o de la arena, o ambas, hasta obtener dicha temperatura. 10.3
LLENADO DEL RECIPIENTE
10.3.1 Inmediatamente después de completarse el mezclado se retira el tazón de la mezcladora y se distribuye uniformemente una parte de mortero con la cuchara, dentro del recipiente hasta llenarlo completamente. Pronto y suavemente se coloca cada cucharada de mortero en el recipiente. Cuando se retire el mortero del tazón no se quita el material pegado a sus paredes y a la paleta. Después que el recipiente sea llenado, se monta la mezcladora nuevamente, se cubre el platón con una tapa y se guarda el mortero sobrante para un ensayo de remezcla que puede ser ejecutado posteriormente. El mortero se compacta en el recipiente: se levanta aproximadamente 80 mm de la mesa, con ambas manos y se golpea dos veces contra su superficie. 10.3.2 Se corta el mortero con el borde principal del palustre, se coloca ligeramente inclinado a lo largo de la longitud del molde. Luego se retira el exceso de mortero por medio de un movimiento de corte de sierra, con el borde recto del palustre a lo largo de la longitud del recipiente, en dirección opuesta a la realizada anteriormente. Finalmente, se alisa la superficie del mortero con un solo paso del palustre. 10.4
ENSAYO DE PENETRACIÓN
10.4.1 Inmediatamente después de llenarse el recipiente, debe colocarse el émbolo de 10 mm del aparato de Vicat (Véase la Figura 1 de la NTC 110 (ASTM C187)) en contacto con la superficie del mortero, en el punto medio del recipiente sobre la línea central longitudinal. Se ajusta el índice móvil en cero. Se suelta el émbolo 3 min después de comenzada la mezcla y se anota, como penetración inicial, la profundidad en milímetros que alcance dicho émbolo durante 10 s. Generalmente, el émbolo se coloca a voluntad en el fondo del recipiente y la penetración inicial se anota como 50 (+) mm. Inmediatamente debe sacarse el émbolo y limpiarse. 10.4.2 En forma similar se determinan, después de mover el aparato de Vicat al sitio deseado, las penetraciones a los 5 min, 8 min y 11 min después de iniciada la mezcla. El recipiente lleno no se mueve hasta terminar estas mediciones. Todas las penetraciones se hacen a lo largo de la línea longitudinal central del recipiente. Las penetraciones a los 5 min y 8 min se toman a una distancia aproximada de 40 mm de los extremos del recipiente y la penetración a los 11 min se determinada a un punto aproximadamente en la parte media, de las penetraciones hechas al inicio y a los 5 min. 10.4.3 Al terminar la medición de la penetración a los 11 min, se pasa inmediatamente el mortero del recipiente al tazón; se mueve la mezcladora se eleva el tazón dentro de la posición de mezclado y se remezcla el contenido de éste a velocidad media (285 r/min ± 10 r/min). Durante 1 min se llena un recipiente limpio, como se estableció en los numerales 10.3.1 y 10.3.2 y se determina la penetración 45 s después de terminado el mezclado. 11.
INFORME
11.1
El informe que indica la profundidad de la penetración debe hacerse como sigue:
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA Penetración
NTC 225 (Tercera actualización) Profundidad de penetración, mm
Inicial A los 5 min A los 8 min A los 11 min Al remezclarse
12.
PRECISIÓN Y SESGO
12.1 Los datos de los ensayos interlabortorios para la determinación de la precisión y el sesgo de acuerdo con la norma ASTM C 670 están siendo evaluados. Estos resultados serán incluidos en la próxima revisión de este método de ensayo. 13.
PALABRAS CLAVES
13.1
Fraguado rápido; Falso fraguado; Fraguado instantáneo; Mortero de cemento Pórtland. DOCUMENTO DE REFERENCIA
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Test Method for Early Stiffening of Portland Cement (Mortar Method). Philadelphia, ASTM, 1995, 3p, 1 il (Standard ASTM C 359)
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PRÓLOGO
El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. El ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 225 (Tercera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo el 99-07-28. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 369201 "Cementos" a cargo de la STN: ICPC. CEMENTOS ARGOS CEMENTOS BOYACÁ CEMENTOS DEL CARIBE CEMENTOS PAZ DEL RÍO CEMENTOS RIOCLARO
GRUPO DIAMANTE SAMPER ICPC LABORATORIO CONTECON-URBAR SIKA ANDINA
Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ASOCRETO CALES Y CEMENTOS DE TOLUVIEJO S. A. CEMENTOS DEL NARE S. A. CEMENTOS DEL VALLE S. A. CEMENTOS EL CAIRO COMPAÑÍA COLOMBIANA DE CLINKER S. A. COMPAÑÍA DE CEMENTOS HERCULES
CONCRETOS PREMEZCLADOS S. A. DICEMENTOS ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO TOXEMENT S. A.
El ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN
