NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 397 1997-08-27
INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA EXPANSIÓN POTENCIAL DE MORTEROS DE CEMENTO PÓRTLAND EXPUESTOS A LA ACCIÓN DE SULFATOS
E:
CIVIL ENGINEERING AND ARCHITECTURE. STANDARD TEST METHOD FOR POTENTIAL EXPANSION OF PORTLAND-CEMENT MORTARS EXPOSED TO SULFATE
CORRESPONDENCIA: DESCRIPTORES:
cemento Pórtland; cemento; aglomerante hidráulico; morteros.
I.C.S.: 91.100.10 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado Apartado 14237 Bogotá, Bogotá, D.C. Tel. 6078888 6078888 Fax 2221435 2221435
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Segunda actualización
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 397 (Segunda actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 1997-08-27. 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. Cemento a cargo de la STN:ICPC CEMENTOS CALDAS S.A. CEMENTOS DEL VALLE CEMENTOS PAZ DEL RÍO CEMENTOS SAMPER DIAMANTE S.A.
DIAMANTE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO ICPC SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO
Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ASOCRETO CALES Y CEMENTOS DE TOLUVIEJO CEMENTOS BOYACÁ CEMENTOS DEL CARIBE CEMENTOS DEL NARE S.A. CEMENTOS EL CAIRO S.A. CEMENTOS HÉRCULES
CEMENTOS RIOCLARO COMPAÑÍA DE CEMENTOS ARGOS S.A. CONCRETOS PREMEZCLADOS DICEMENTOS SIKA ANDINA S.A. TOXEMENT S.A.
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 397(Segunda actualización)
INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA EXPANSIÓN POTENCIAL DE MORTEROS DE CEMENTO PÓRTLAND EXPUESTOS A LA ACCIÓN DE SULFATOS
1.
OBJETO
Este método de ensayo es aplicable solamente a cementos Pórtland sin adición, para la 1.1 determinación de la expansión de barras de mortero hechas con una mezcla de cemento Pórtland y yeso, en proporciones tales que la mezcla contenga un 7,0 % de trióxido de azufre (SO3) en masa. Los valores se deben regir de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades. Véase 1.2 la NTC 1000 (ISO 1000). Esta norma no pretende señalar todos los problemas de seguridad asociados con su uso. 1.3 Es responsabilidad del usuario de esta norma, 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 disposiciones 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 111: 1997, Ingeniería Civil y Arquitectura. Método para determinar la fluidez de morteros de cemento hidráulico. (ASTM 230). 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 220: 1992, Ingeniería Civil y Arquitectura. Método para determinar la resistencia a la compresión de morteros de cemento hidráulico usando cubos de 50 mm de lado. (ASTM C 109). NTC 321: 1997, Ingeniería Civil y Arquitectura. Cemento Pórtland. Especificaciones químicas. (ASTM C 150). 1
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NTC 397(Segunda actualización)
NTC 1000: 1993, Metrología. Sistema Internacional de Unidades (ISO 1000). NTC 3512: 1993, Ingeniería Civil y Arquitectura. Cámaras, cuartos húmedos y tanques para el almacenamiento de agua, empleados en los ensayos de cementos hidráulicos y concretos. (ASTM C 511). 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 cementos hidráulicos. (ASTM C 1005). ASTM C 471 Test Methods for Chemical Analysis of Gypsum and Gypsum Products
3.
IMPORTANCIA Y USO
Este método se recomienda principalmente para la determinación de la resistencia 3.1 potencial del cemento Pórtland al sulfato. Este ensayo también se usa para establecer que un cemento Pórtland resistente al sulfato cumple con los requisitos de comportamiento de la NTC 321 (ASTM C 150) y NTC 121 (ASTM C 150).
4.
APARATOS
4.1
PESAS Y ELEMENTOS DE PESAJE
Debe cumplir con los requisitos de la NTC 4073 (ASTM C 1005).
4.2
MESA DE FLUJO
Debe cumplir con los requisitos establecidos en la NTC 111 (ASTM C 230).
4.3
MEZCLADORA, RECIPIENTE Y PALETA MEZCLADORA
Debe cumplir con los requisitos de la NTC 112 (ASTM C 305).
4.4
PALUSTRE Y COMPACTADOR
Debe cumplir con los requisitos de la NTC 220 (ASTM C 109).
4.5
PROBETAS GRADUADAS, MOLDES Y COMPARADOR DE LONGITUDES
Debe cumplir con los requisitos de la NTC 3938 (ASTM C 490).
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5.
TEMPERATURA Y HUMEDAD
5.1
SALA DE TRABAJO, MATERIALES SECOS Y AGUA DE MEZCLADO
La temperatura ambiente en la sala de trabajo, así como la de los materiales secos y el agua de mezclado, deben mantenerse entre 20 °C y 28 °C. La humedad relativa de la sala de trabajo no debe ser inferior al 50 % .
5.2
CÁMARA O CUARTO HÚMEDO
Debe cumplir con los requisitos de la NTC 3512 (ASTM C 511).
6.
MATERIALES
La arena utilizada para hacer el mortero de ensayo debe cumplir con los requisitos para 6.1 arena normalizada, definidos en la NTC 3937 (ASTM C 778). El yeso usado como adición al cemento Pórtland debe ser yeso natural de buena calidad 6.2 (mínimo 40,0 % de SO 3), que cumpla con la siguiente granulometría:
Abertura Tamiz (µm) 150 (No. 100)
% que pasa 100
75 (No. 200)
≥ 94
45 (No. 325)
≥ 90
Se calcula el porcentaje de cemento y de yeso requeridos para proveer una mezcla que contenga un 7,0 % de SO3 en masa, de acuerdo con las siguientes expresiones:
Cemento(%)
Yeso (%) =
=
y − 7,0 y − c x 100
7,0 − c y − c x 100
Donde: c
=
contenido de S03 en el cemento Pórtland, en porcentaje
y
=
contenido de S03 en el yeso, en porcentaje
7,0
=
contenido de S03 en la mezcla de cemento y yeso, en porcentaje
3
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Si se desconoce el contenido de S0 3 del yeso, éste debe determinarse de acuerdo con la 6.3 norma ASTM C 471, con una aproximación del 0,1 % .
7.
NÚMERO Y DIMENSIONES DE LOS ESPECíMENES DE ENSAYO
Normalmente, deben prepararse seis especímenes de 25 mm x 25 mm x 285 mm para 7.1 cada muestra de cemento, haciendo dos mezclas separadas y tomando tres especímenes de cada una. En ensayos de rutina, pueden emplearse especímenes de 25 mm x 25 mm x 160 mm, 7.2 pero en caso de que se encuentren discrepancias, deben regir los resultados obtenidos con los especímenes establecidos en el numeral 7.1
8.
PREPARACIÓN DE LOS MOLDES
8.1
Los moldes deben prepararse de acuerdo con lo establecido en la NTC 3938 (ASTM C 490).
9.
PROPORCIÓN, CONSISTENCIA Y MEZCLADO DEL MORTERO.
Las cantidades de materiales secos requeridos para cada preparación deben ser 400 g 9.1 (cemento más yeso) y 1 100 g de arena normalizada. La cantidad de agua de mezclado debe ser de 194 ml para cementos Pórtland sin aire incluido y 184 ml para cemento Pórtland con aire incluido Se mezcla el mortero de acuerdo con el procedimiento descrito en la NTC 112 (ASTM 9.2 C 305), excepto que después de agregar el agua de mezclado en el recipiente, se debe añadir el yeso e iniciarse el mezclado a velocidad baja de 140 r/min ± 5 r/min durante 15 s, se detiene entonces la mezcladora, se agrega el cemento, y se continúa tal como se describe en el documento en mención.
10.
LLENADO DE LOS MOLDES
10.1 Inmediatamente después de finalizado el ensayo de fluidez, se regresa el mortero al recipiente de mezcla, se limpia el mortero de las paredes del mismo y se vuelve a mezclar a velocidad media de 285 r/min ± 10 r/min durante 15 s. Se remueve la paleta y el recipiente de la mezcladora y se coloca el exceso de mortero de la paleta dentro del recipiente de mezclado. Se llena el molde en dos capas, compactando cada una con el compactador. Se moldea el mortero de las esquinas, alrededor de los tornillos de ajuste, y a lo largo de la superficie del molde con el compactador, hasta que se obtiene un espécimen homogéneo. Después de compactada la capa superior se alisa y se nivela la superficie con unos golpes suaves. 11.
ALMACENAMIENTO DE LOS ESPECÍMENES DE ENSAYO
11.1
ALMACENAMIENTO INICIAL
Los especímenes deben curarse dentro de los moldes en la cámara húmeda a una temperatura de 23 °C ± 2 °C durante 22 h a 23 h. Los especímenes se remueven de los moldes, se identifican adecuadamente y se sumergen en agua a temperatura de 23 °C ± 2 °C por lo menos 30 min antes de realizar la medición de la longitud inicial. 4
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 11.2
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ALMACENAMIENTO SUBSIGUIENTE
Después de medidas las barras, se almacenan horizontalmente en agua a la misma temperatura establecida en el numeral anterior. Las barras se deben almacenar separadas entre sí a una distancia mínima de 6 mm, por todos los lados, excepto en los soportes necesarios, y deben estar cubiertas por 13 mm de agua como mínimo. La relación entre el volumen de agua y el volumen de las barras no debe exceder de 5 a 1, para prevenir una excesiva percolación. El agua debe renovarse cada 7 d durante los primeros 28 d y, posteriormente, cada 28 d.
12.
MEDICIÓN DE LA LONGITUD
12.1 Se mide cada una de las barras con el comparador de longitudes, secándolas previamente con un trapo húmedo, después de retirarlas de su almacenamiento en agua. 12.2 La primera lectura debe hacerse 24 h ±15 min después de mezclar el cemento y el agua. La barra debe medirse nuevamente a los 14 d. Nota 1. Puede obtenerse información adicional colocando nuevamente las barras en el agua de almacenamiento, después del ensayo de 14 d y tomando medidas adicionales a otras edades.
13.
CÁLCULOS
13.1 Se calcula la diferencia de longitud del espécimen a las 24 h y a los 14 d, con una aproximación del 0,001 % de la longitud efectiva y se informa como la expansión del espécimen durante ese período. Todos los especímenes que se vayan a quedar después de los 14 d para la misma muestra de cemento deben conformar un grupo de por lo menos tres especímenes con un rango permisible de variación que dependa del número de los especímenes restantes, como sigue:
14.
No. de especímenes 3
Rango máximo permisible, % 0,010
4
0,011
5
0,012
6
0,012
INFORME
14.1 Se debe informar el promedio de los especímenes ensayados para la misma muestra de cemento, con una aproximación de 0,001 % . 15.
PRECISIÓN Y SESGO
Esta información corresponde a resultados obtenidos en ensayos interlaboratorios de Estados Unidos
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 15.1
NTC 397(Segunda actualización)
PRECISIÓN
15.1.1 La desviación estándar para ensayos conducidos por un solo operario ha sido encontrada en 0,003% para expansiones entre 0,01 % y 0,04 % . Por consiguiente, los resultados de dos ensayos adecuadamente conducidos por un mismo operario sobre el mismo material no deben diferir uno del otro en más de un 0,009 % . 15.1.2 La desviación estándar para ensayos hechos en diferentes laboratorios ha sido del 0,005 % para expansiones entre 0,01 % y 0,04 %. Por consiguiente, los resultados de dos ensayos conducidos adecuadamente en el mismo material y en dos laboratorios diferentes no deben diferir uno del otro en más de 0,014 %. 15.2
SESGO
Dado que no hay un material de referencia adecuado y aceptado para determinar el sesgo para este ensayo, no se hace ninguna referencia al respecto.
16.
DOCUMENTO DE REFERENCIA
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Test Method for Potential Expansion of Portland Cement Mortars Exposed to Sulfate. Philadelphia, 1995, 2 p (ASTM C 452-89)
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