NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3493 1993-02-17
INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. CENIZAS VOLANTES Y PUZOLANAS NATURALES, CALCINADAS O CRUDAS, UTILIZADAS COMO ADITIVOS MINERALES EN EL CONCRETO DE CEMENTO PÓRTLAND.
E:
FLY ASH AND RAM OR CALCINED NATURAL POZZOLAND FORUSE AS A MINERAL ADMIXTURE IN PORTLAND CEMENT CONCRETE.
CORRESPONDENCIA:
DESCRIPTORES:
aditivo; adyuvante; puzolana; roca sedimentaria; cemento Pórtland.
I.C.S: 91.100.20 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. Tel. 6078888 Fax 2221435
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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. 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 3493 fue ratificada por el Consejo Directivo de 1993-02-17. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales.
DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3493
INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. CENIZAS VOLANTES Y PUZOLANAS NATURALES, CALCINADAS O CRUDAS, UTILIZADAS COMO ADITIVOS MINERALES EN EL CONCRETO DE CEMENTO PÓRTLAND
0.
ACLARACIÓN
Esta norma es idéntica a la ASTM C 618-91. 1.
OBJETO
Esta norma establece la utilización de cenizas volantes o puzolanas naturales, calcinadas o crudas, como aditivos minerales para concreto, donde sea deseable la acción cementante o puzolánica, o ambas, o donde puedan considerarse apropiadas otras propiedades, normalmente atribuidas a aditivos minerales finos; o donde se busque lograr ambos objetivos. Nota 1. Los materiales finos pueden tender a reducir el contenido de aire incorporado del concreto. Por lo tanto, si se adiciona un aditivo mineral a un concreto al cual se le especifica aire incorporado, se deberán tomar las precauciones para que se conserve la cantidad de aire indicado mediante ensayos de contenido de aire y de la utilización adicional de un aditivo incorporador de aire, o por medio del uso de una combinación de un aditivo incorporador de aire con un cemento hidráulico con aire incorporado.
2.
DOCUMENTOS DE REFERENCIA
2.1
NORMAS ASTM
C 260 Specification for Air-Entraining Admixture for Concrete. C 311 Methods of Sampling and Testing Fly Ash or Natural Pozzolans for Use as a Mineral Admixture in Pórtland-Cement Concrete.
1
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 3.
TERMINOLOGÍA
3.1
DEFINICIONES
NTC 3493
3.1.1 Cenizas volantes: residuos finos que resultan de la combustión de carbón molido o en polvo. Nota 2. Esta definición de cenizas volantes no incluye el residuo resultante de: 1) la quema de basuras municipales o cualquier otro tipo de desecho junto con carbón; 2) la inyección de cal directamente a la caldera, para remover el azufre, o; 3) la quema de basuras municipales o industriales en incineradores de basuras, comúnmente denominada "ceniza de incinerador de basura".
3.1.2 Puzolanas: materiales silíceos o silíceos y aluminosos que por sí mismos poseen poco o ningún valor cementante, pero que en forma de partículas finas y en presencia de humedad, reaccionan con el hidróxido de calcio a temperaturas normales, para formar compuestos con propiedades cementantes. 4.
CLASIFICACIÓN
4.1
CLASE N
Puzolanas naturales, calcinadas o crudas, que cumplen con los requisitos indicados en esta norma, aplicables a pozulanas como: algunas tierras diatomáceas; pedernales y esquistos opalinos, tobas y cenizas volcánicas o piedra pómez, cualquiera de las cuales pudo haber sido o no procesada por calcinación; así como varios materiales que requieren de este proceso para inducirles propiedades satisfactorias, como algunas arcillas y esquistos. 4.2
CLASE F
Cenizas volantes normalmente producidas en la quema del carbón antracítico o bituminoso, que cumpla con los requisitos aplicables para esta clase, especificados en esta norma. Esta clase de cenizas volantes tiene propiedades puzolánicas. 4.3
CLASE C
Cenizas volantes normalmente producidas a partir de carbón lignítico o sub bituminoso, que cumple con los requisitos aplicables de esta clase, especificados en esta norma. Esta clase de cenizas volantes, además de poseer propiedades puzolánicas, tienen algunas propiedades cementantes. Algunas cenizas volantes de la clase C pueden tener contenidos de cal, mayores que el 10 % 5.
COMPOSICIÓN QUÍMICA
5.1 Las cenizas volantes y las puzolanas naturales deberán cumplir con los requisitos de composición química indicados en la tabla 1. En la tabla 1A, se muestran algunos requisitos químicos suplementarios y opcionales.
2
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PROPIEDADES FÍSICAS
6.1 Las cenizas volantes y las puzolanas naturales deberán cumplir con los requisitos físicos indicados en la tabla 2. En la tabla 2A, se muestran algunos requisitos físicos suplementarios y opcionales. 7.
MÉTODOS DE MUESTREO Y ENSAYO
7.1 Se muestra y ensaya el aditivo mineral de acuerdo con los requisitos indicados en la norma ASTM C 311. 7.2 En todos los ensayos en que se requiera la utilización de cemento hidráulica, se debe emplear cemento del mismo tipo del que ha sido propuesto para la obra y, si es posible, de la fábrica propuesta como fuente proveedora de cemento. 8.
ALMACENAMIENTO E INSPECCIÓN
8.1 El aditivo mineral se debe almacenar de forma que permita un fácil acceso para una adecuada inspección e identificación de cada despacho. Se deben suministrar al comprador todas las facilidades necesarias para que se realice el muestreo e inspección cuidadosa, ya sea en la fuente o en la obra, según lo especifique el comprador. 9.
RECHAZO
9.1 El aditivo mineral se podrá rechazar si no cumple con cualquiera de los requisitos establecidos en esta norma. 9.2 Los paquetes que varíen en más de un 5% del peso declarado, se podrán rechazar. Si el peso promedio de los paquetes, en cualquier despacho, obtenido mediante el pesaje de 50 paquetes escogidos aleatoriamente es menor que el especificado, se podrá rechazar todo el despacho. 9.3 A un aditivo mineral almacenado por un período superior a seis meses, se le debe verificar la finura; si no cumple con el requisito establecido en esta norma se rechazará y no podrá ser despachado.
10.
ROTULADO Y EMBALAJE
10.1 Cuando el aditivo mineral se suministra en paquetes, cada uno de éstos deberá tener claramente marcado: la clase, el nombre y la marca del productor, al igual que el peso del material que contiene. En las facturas que acompañen el envío de aditivos minerales en paquete o a granel, se deberá suministrar información similar.
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Tabla 1. Requisitos químicos
Requisitos N
F
C
70.00
70.0
50.0
- Trióxido de azufre (SO3). ( % máx.)
4.0
5.0
5.0
- Contenido de humedad, (% máx.)
3.0
3.0
3.0
- Pérdida al fuego, (% máx.)
10.0
6.0
- Dióxido de sílice (SiO2) + óxido de aluminio (Al2O3) + óxido de hierro (Fe2O3) , (% mín.)
A
Clase de aditivo mineral
A
6.0
La utilización de una puzolana clase F que contenga hasta un 12% de pérdida al fuego, puede ser aprobada por el usuario si se suministran los registros de un desempeño aceptable, o los resultados de los ensayos de laboratorio.
Tabla 1A. Requisito químico suplementario y opcional
Nota. Este requisito opcional se aplica únicamente cuando es solicitado de manera específica.
Requisitos
Álcalis disponible como Na2O A (máx. %)
A
Clase de aditivo mineral N
F
C
1,5
1,5
1,5
Únicamente es aplicable cuando el comprador lo requiere, específicamente para un aditivo mineral que se va a utilizar en un concreto que contenga un agregado reactivo y cemento, con el fin de cumplir con una limitante en el contenido de álcalis.
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Tabla 2. Requisitos físicos
Requisitos
Clase de aditivo mineral N
F
C
34
34
34
Finura: - Cantidad retenida cuando se realiza un tamizado húmedo con un tamiz A de 45 µm (No 325), (% máx.) a
Índice de actividad de resistencia. . - Con cemento Pórtland a los siete días mínimo, porcentaje de control.
75
D
75
D
75
D
- Con cemento Pórtland a los 28 d, mínimo, porcentaje de control.
75
D
75
D
75
D
- Con cal. a los siete días. mínimo (kPa). - Agua requerida máx. porcentaje de control. Estabilidad:
5 500
5 500
-
115
105
105
0.8
0.8
0,8
c
- Contracción o expansión en el autoclave. % máx. Requisitos de uniformidad : La gravedad específica y finura de las muestras individuales no deberá diferir del promedio establecido por los diez ensayos anteriores o de todos los ensayos anteriores, si su numero es menor que 10, en más de:
Continúa.
5
..
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NTC 3493 Tabla 2. (Final)
Requisitos
Gravedad especifica máxima, variación respecto al promedio, %. - Porcentaje retenido en el tamiz 45 µm (No. 325). Variación máxima puntos de porcentaje con respecto al promedio.
Clase de aditivo mineral N
F
C
5
5
5
5
5
5
A
Se deberá tener cuidado de no retener aglomeraciones de material extremadamente fino.
B
Ni el índice de actividad de resistencia con el cemento Pórtland, ni el índice de actividad puzolánica con la cal, se consideran como medida de la resistencia a la compresión del concreto que contenga el aditivo mineral. El índice de actividad de resistencia con el cemento Pórtland se determina mediante un ensayo acelerado, a través del cual se intenta evaluar la contribución que se espera del aditivo mineral al mayor desarrollo de la resistencia del concreto. La masa (cantidad) del aditivo mineral, especificado para el ensayo mediante el cual se determina el índice de actividad de resistencia con cemento Pórtland, no se debe considerar como la proporción recomendada para el concreto que se va a utilizar en obra. La cantidad óptima de aditivo mineral para cualquier proyecto específico, se determina por las propiedades requeridas del concreto y de los otros constituyentes del concreto, y se debe establecer mediante ensayos. El índice de actividad de resistencia con el cemento Pórtland es una medida de la reactivada con un cemento dado, y puede variar tanto con la fuente de las cenizas volantes como con el cemento.
C
Si el aditivo mineral constituye más del 20% por masa del material cementante en el diseño de mezcla para el proyecto, los especímenes de ensayo para la expansión en autoclave deben contener ese porcentaje anticipado. Una expansión excesiva en el autoclave es altamente significativa, en casos en los cuales las proporciones entre el agua y los aditivos minerales y el cemento son bajas, por ejemplo: en mezclas para bloques o para concreto lanzado.
D
El satisfacer el índice de actividad de resistencia de siete días o de 28 días, indica que se cumple con la norma.
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Tabla 2A. Requisito físicos suplementarios opcionales Nota. Estos requisitos opcionales se aplican, únicamente, cuando son solicitados de manera específica.
Requisitos
Clase de aditivo mineral N
F
C
Factor múltiple, calculado como el producto de la pérdida al fuego y la finura, la cual corresponde a la cantidad retenida al realizar un tamizado húmedo con un tamiz de A 45 µm (No 325), máx., %
-
255
-
Incremento de la contracción por secado de barras de mortero, a los D 28 d máx., % .
0,03
0,03
0,03
20
20
20
75
-
-
0,020
0,020
0,020
Requisitos de uniformidad: Cuando se especifique concreto con aire incorporado, la cantidad de agente incorporador requerido para producir un contenido de aire del 18,0% por volumen de mortero, no deberá variar del promedio establecido por los diez en ensayos precedentes, o por todos los ensayos precedentes. Si su número es menor que 10, en masa de: %. Reactivada c cemento:
con
los
álcalis
del
- Reducción de la expansión del mortero a los 14 d mínimo %. - Expansión de mortero a los 14 d máx. %.
A
Aplicable únicamente para aditivos minerales clase F, dado que la pérdida al fuego predomina para la clase C.
B
La determinación de la conformidad o no conformidad con el requisito relacionado con el incremento de la contracción por secado, se hará únicamente por petición del comprador.
C
Los ensayos indicados para la reactivada con los álcalis del cemento, son requisitos opcionales y alternativos, los cuales se deben aplicar, únicamente, por petición del comprador. No es necesario solicitarlos, a menos que las cenizas volantes o puzolanas se vayan a utilizar con agregados, que se considere reaccionarán en forma inadecuada con los álcalis del cemento. El ensayo para la reducción de la expansión de mortero se puede realizar mediante el empleo de cualquier cemento con un alto contenido de álcalis, de acuerdo con la norma ASTM C 311, sección 35.1, si se desconoce el cemento Pórtland que se va a utilizar en la obra, o no se encuentra disponible en el momento en que se ensaye el aditivo mineral. Si se conoce el cemento Pórtland que se va a emplear en la obra y éste es disponible, se prefiere el ensayo de la expansión de mortero sobre el ensayo, para lograr una reducción de la expansión del mismo. El de expansión del mortero se debe realizar con cada uno de los cementos que se utilicen en la obra.
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 11.
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DOCUMENTO DE REFERENCIA
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Fly Ash and Raw o Calcined Natural Pozzolan for use as a Mineral Admixture in Pórtland Cement Concrete. Philadelphia, ASTM, 1991, 3 p. (ASTM C 618-91).
8
