Nuevas Normas IRAM de Cemento Mayor Transparencia y Garantía de Calidad para los Usuarios Ing. Roberto J. Torrent
En el mes de Octubre, se aprobaron dos nuevas Normas IRAM de especificación de cementos: •
IRAM 50000 – Cementos para Uso General
•
IRAM 50001 – Cementos con Propiedades Especiales
El alcance de los cambios introducidos en la normativa nacional de cementos se explica con cierto detalle en esta misma revista. Si bien, desde el punto de vista estrictamente técnico, las nuevas normas no introducen ninguna modificación significativa en los requisitos exigidos para los cementos, las mismas tienen una estructura que facilita la tarea del usuario en lo que hace a seleccionar el tipo de cemento a emplear en una determinada construcción. En efecto, anteriormente, el usuario que debía especificar o seleccionar un cemento, se enfrentaba a 13 normas IRAM diferentes, sin ninguna orientación acerca de si un cemento determinado (por ejemplo, puzolánico) servía para cualquier uso o si se trataba de un cemento especial. La nueva estructura normativa simplifica enormemente la tarea de los usuarios, ya que separa a los cementos en dos grandes grupos, los Cementos para Uso General y los Cementos con Propiedades Especiales. El primer grupo, Cementos para Uso General, incluye 6 tipos de cemento que difieren en su composición, pero que son, en principio, igualmente aptos para su empleo en estructuras corrientes de hormigón simple, armado o pretensado o en tareas de mampostería y albañilería. Básicamente, la diferenciación en prestaciones se establece, por su pertenencia a alguna de las 3 Categorías de Resistencia (30, 40 ó 50 MPa) en que se dividen, más que a su composición. Esto no significa que todos los tipos de cemento incluidos en la Norma 50000 – Cementos para Uso General, tengan un comportamiento idéntico, aun cuando pertenezcan a la misma Categoría de Resistencia. No, seguramente cada cemento tendrá su propia “personalidad”; habrá algunos que presenten mejor trabajabilidad que otros; ciertos cementos podrán tener una ventaja marginal en la resistencia a corta edad, otros en la resistencia a largo plazo. De lo que sí puede estar seguro el usuario, es que cualquiera de los cementos IRAM 50000 estarán diseñados y producidos por el fabricante para tener un desempeño satisfactorio en la gran mayoría de las aplicaciones ingenieriles y arquitectónicas que no presenten exigencias particulares. Para los casos restantes, el usuario puede referirse a los Cementos con Propiedades Especiales, IRAM 50001, donde encontrará productos con una extensa gama de prestaciones específicas, que le permitirán resolver diversos problemas técnicos. Por ejemplo, satisfacer la necesidad de: •
un desarrollo rápido de resistencia (premoldeados, pretensado, clima invernal, etc.)
•
producir un hormigón resistente a la acción de sulfatos en los suelos o aguas con que está en contacto
•
limitar el calor de hidratación (estructuras masivas)
•
controlar la reacción de los álcalis con agregados reactivos, cuando no haya mejor solución que usarlos en hormigones que estarán frecuentemente humedecidos
Si bien, en el aspecto de especificación de productos, las normas no introducen ningún cambio de fondo, sí lo hacen en el aspecto de evaluar la conformidad de los cementos con dichas especificaciones. Las normas IRAM preexistentes no incluían ningún esquema explícito para evaluar dicha conformidad. Las normas IRAM 50000 y 50001 presentan, como importante innovación, un esquema detallado de evaluación de la conformidad de un cemento con las especificaciones correspondientes. Las nuevas normas exigen que el productor de cemento cuente con un sistema de calidad según IRAM-IACC-ISO E 9001 ó 9002, complementado con la certificación de sus productos. Esta certificación será otorgada por un organismo de certificación acreditado (tercera parte), que deberá constatar el cumplimiento de: • • •
que el sistema y control de calidad de la fábrica sean satisfactorios que los resultados de ensayo de auditoría externa cumplan con los requisitos de aceptación que los resultados de autocontrol del fabricante sean conformes
Este esquema conduce a una verificación aún más estricta de la calidad de los cementos que la que ha venido llevando a cabo el CECON-INTI hasta el presente, en el marco de la Res. 130/92 de la Secretaría de Industria y Comercio de la Nación Como continuación natural de esa labor, las tareas de certificación, inspección y ensayo establecidas en las nuevas normas seguirán a cargo del INTI, del CECON y sus laboratorios. Cabe señalar que los laboratorios del CECON tienen acreditados, a través del UKAS (organismo de acreditación del Reino Unido), los ensayos y análisis de cemento, lo que otorga la máxima confiabilidad a los resultados obtenidos. Así, esta nueva normativa no sólo es más amigable para el usuario en cuanto a facilitarle la elección de sus cementos, sino que le brinda la máxima garantía sobre la calidad de los mismos.
Recientemente, se aprobaron dos importantes nuevas normas IRAM de especificación de cementos: •
IRAM 50000:2000. Cementos para Uso General
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IRAM 50001:2000. Cementos con Propiedades Especiales
Tal como lo muestra la Fig. 1, las dos nuevas normas engloban a un conjunto de cementos que antes tenían normas de especificación individuales.
l a r e n e G o s U a r a p s o t n e m e C s e d a d e i p s e l o r i a P / c c e s p s o t E n e m e C
IRAM 1503 IRAM 1592 IRAM 1636
IRAM 1730 IRAM 1651-1 IRAM 1630 IRAM 1646 IRAM 1656-1
IRAM 1669-1 IRAM 1669-2 IRAM 1670 IRAM 1671 IRAM 1691
Cemento Portland Normal Cemento Portland con Filler Calcáreo Cemento Portland con Escoria de Alto Horno Cemento Portland Compuesto Cemento Portland Puzolánico Cemento de Alto Horno de Alta Resistencia Inicial Moderadamente Resistente a los Sulfatos Altamente Resistente a los Sulfatos de Bajo Calor de Hidratación Resistente a la Reacción Alcali-Agregado Blanco
0 0 0 2 : 0 0 0 0 5 M A R I a m r o N
0 0 0 2 : 1 0 0 5 M A R I a m r o N
Fig. 1 – Esquema básico de modificación de la Normativa de Cementos
Es importante destacar dos aspectos importantes de las nuevas Normas: •
Que establecen un esquema de evaluación de conformidad y de certificación de producto, que implican un sistema externo de verificación de la calidad aún más riguroso que el llevado a cabo hasta la fecha.
•
Que estas normas no introducen un cambio en los requisitos exigidos en la especificación de los cementos, que continúan siendo esencialmente los mismos.
La Norma IRAM 50000:2000, “Cementos para Uso General” Especificación de Producto Se entiende por cementos para uso general a aquéllos que son aptos para aplicaciones estructurales y no estructurales en la construcción. O sea, que incluye a los cementos que pueden usarse indistintamente en la elaboración de hormigones estructurales, simples, armados o pretensados y también en aplicaciones no estructurales, solos o en combinación con otros aglomerantes. Esta Norma no cubre a los cementos de albañilería, no aptos para uso estructural, cuya especificación continúa siendo cubierta por la Norma IRAM 1685. La Norma IRAM 50000:2000 condensa en un único documento las especificaciones de los tipos de cemento preexistentes, como se indica en la Tabla I.
Tabla I: Normativa Antigua y Actual de Especificación de Cementos para Uso General
Norma IRAM 50000
Normativa Antigua
Tipo de Cemento CPN Cemento Portland Normal CPF Cemento Portland con Filler Calcáreo CPE Cemento Portland con Escoria de Alto Horno CPC Cemento Portland Compuesto CPP Cemento Portland Puzolánico CAH Cemento de Alto Horno
Tipo de Cemento Idem Idem
Norma IRAM 1503:1999 1592:1999
Idem
1636:1998
Idem 1730:1997 Idem 1651-1:1999 Cemento de Escoria 1630:1999 de Alto Horno
El enfoque de englobar los distintos tipos de cemento en una única norma, sigue los lineamientos de la Norma Europea de cementos, CEN 197:2000. Como se indica en la Tabla I, el único cambio en las especificaciones es el del nombre del Cemento de Escoria de Alto Horno, que creaba confusión con el Cemento Portland con Escoria de Alto Horno, por lo que se convino en designarlo Cemento de Alto Horno, para una mejor diferenciación. Los requisitos de composición, químicos y físico-mecánicos no han sido alterados.
La Tabla II muestra los tipos, nomenclatura y composición de los Cementos para Uso General.
Tabla II - Tipos de cemento y composición
Tipo de cemento
Nomenclatura
Composición (g/100 g) Clínker + “Filler” sulfato de Puzolana Escoria calcáreo calcio (F) (P) (E)
Cemento pórtland normal
CPN
100-90
Cemento pórtland con “filler” calcáreo
CPF
99-80
Cemento pórtland con escoria
CPE
Cemento pórtland compuesto
CPC
98-65
dos ó más, con P + E + F ≤ 35
Cemento pórtland puzolánico
CPP
85-50
15-50
Cemento de alto horno
CAH
65-25
0-10 1-20
89-65
11-35
35-75
En particular, se conserva sin alteraciones la diferenciación de los cementos por categorías de resistencia CP 30, CP 40 y CP 50, que indican los valores mínimos de resistencia a compresión (en MPa) que deben poseer los cementos, cuando se los ensaya en mortero normal a 28 días de edad, según la Norma IRAM 1622. La Tabla III muestra los requisitos mecánicos especificados en la Norma IRAM 50000 para las tres categorías de resistencia (nótese que para las categorías 30 y 40 se establece, además del valor mínimo a 28 días, un valor máximo de resistencia a compresión).
Tabla III - Requisitos mecánicos Resistencia a la compresión (MPa) Categoría 2d CP 30
7d
-
mín. 16
CP 40
mín. 10
-
CP 50
mín. 20
-
28 d mín. 30
máx. 50
mín. 40
máx. 60
mín. 50
-
N o t a :
En todos los casos, los valores de resistencia obtenidos a los 28 d deberán ser mayores que los obtenidos a los 2 d y a los 7 d.
Evaluación de la Conformidad El otro aspecto importante y completamente novedoso de las nuevas Normas IRAM 50000 y 50001 es que estipula el esquema para la Evaluación de la Conformidad de un cemento dado con los requisitos exigidos en su correspondiente especificación de producto.
El capítulo 8, de Evaluación de la Conformidad establece las condiciones para el otorgamiento, por tercera parte, de una certificación de conformidad. Asimismo, establece reglas técnicas para el control de calidad en planta por el fabricante y para las tareas de dicha tercera parte. Las Normas IRAM 50000 y 50001 exigen que el productor de cemento cuente con un sistema de calidad según IRAM-IACC-ISO E 9001 ó 9002, complementado con la certificación de sus productos. Esta certificación será otorgada por un organismo de certificación acreditado (tercera parte), que deberá constatar el cumplimiento de: •
que el sistema y control de calidad de la fábrica sean satisfactorios
•
que no se registren más de un ensayo de auditoría (ensayos realizados por un laboratorio de ensayos externo, sobre muestras extraídas por un organismo de inspección independiente) cumplan con el criterio de conformidad establecido en la Norma respectiva
•
que los resultados de autocontrol del fabricante cumplan con el criterio de conformidad establecido en la Norma respectiva
La Norma IRAM 50001:2000, “Cementos con Propiedades Especiales” Los “Cementos con Propiedades Especiales” son aquéllos que poseen determinadas propiedades especiales que los hace recomendables para ciertas aplicaciones particulares. Esta Norma se refiere en realidad a ciertos cementos que corresponden a los tipos y categorías de resistencia definidos en la Norma IRAM 50000:2000 (descritos en las Tablas II y III de este artículo) los que, aparte de cumplir los requisitos de composición, químicos y físico-químicos establecidos en esa Norma, poseen características especiales que les confieren ventajas para ciertas aplicaciones específicas. Los Cementos con Propiedades Especiales se listan en la Tabla IV.
Tabla IV: Normativa Antigua y Actual de Especificación de Cementos con Propiedades Especiales Norma IRAM 50001
Normativa Antigua
Denominación del Cemento
Denominación
Norma IRAM
ARI
de Alta Resistencia Inicial
Idem
1646:1967
MRS
Moderadamente Resistente a los Sulfatos
Idem
1656-1: 1984
ARS
Altamente Resistente a los Sulfatos
Idem
1669-1: 1984 y 1669-2: 1987
BCH
de Bajo Calor de Hidratación
Idem
1670:1970
RRAA
Resistente a la Alcali-Agregado
Idem
1671:1970
B
Blanco
Idem
1691:1973
Reacción
La Norma IRAM 50001:2000 establece los requisitos específicos que hacen que un cemento dado, encuadrado en los tipos y categorías de resistencia especificados en la Norma IRAM 50000:2000, pueda ser considerado, además, como un cemento con una o más propiedades especiales de la Tabla IV.
La única modificación introducida a las especificaciones es que ahora, cualquier tipo de cemento puede encuadrarse como ARI, siempre que cumpla con los requisitos de finura y de resistencia a compresión a 1, 2, 3, 7 y 28 días de edad (estos requisitos son idénticos a los preexistentes en la Norma IRAM 1646). Anteriormente los cementos con adiciones minerales estaban excluidos de esta posibilidad.
Designación de los Cementos Los cementos se designarán de la siguiente manera (ver esquema en Fig. 3): •
Tres letras, correspondientes a su Nomenclatura (ver Tabla II) que indican el tipo de cemento, referido a su composición (p.ej. CPN: Cemento Portland Normal; CPF: Cemento Portland con Filler Calcáreo, etc.)
•
Dos dígitos que indican la categoría de resistencia a la que pertenece el cemento (30, 40 ó 50)
•
Si el cemento posee una o más propiedades especiales, se agregará entre paréntesis, las series de letras, separadas por comas, que indican su/s propiedades especiales (p.ej. ARI: Alta Resistencia Inicial; BCH: Bajo Calor de Hidratación, etc.)
Tipos de Cemento CPN CPF CPE CPC CPP CAH
Categorías de Resistencia 30 40 50
(Propiedades Especiales) ARI MRS ARS BCH RRAA B
CPN50 (ARI); CPF40; CPN40 (MRS) CPP30 (ARS, BCH, RRAA) Fig. 3 – Esquema de Designación de los Cementos según IRAM 50000 y 50001
Ejemplos: CPN50 (ARI):
Cemento Portland Normal, Categoría 50 MPa, de Alta Resistencia Inicial
CPF40:
Cemento Portland con Filler Calcáreo, Categoría 40 MPa
CPP30 (ARS, BCH, RRAA): Cemento Portland Puzolánico, Categoría 30 MPa, Altamente Resistente a los Sulfatos, de Bajo Calor de Hidratación y Resistente a la Reacción Alcali-Agregado CPN40 (MRS):
Cemento Portland Normal, Categoría Moderadamente Resistente a los Sulfatos
40
MPa,
Adecuación de las Especificaciones a la Nueva Normativa La desaparición de las normas anteriores y su reemplazo por las nuevas normas IRAM 50000 y 50001, obliga a una revisión y adecuación de las especificaciones en vigencia a la nueva normativa.
En particular, muchas especificaciones de mediana y larga data, suelen hacer referencia al Cemento Portland Normal (ex Norma IRAM 1503), como cemento a usar “por default”. Ello reflejaba la situación del mercado anterior a los años ’90, donde dicho tipo de cemento era el de mayor producción y venta en el país. Esta situación se ha revertido y hoy, merced a la incorporación de modernas tecnologías de producción en la mayoría de las plantas de cemento del país, la tendencia es a producir cementos con mayor contenido de adiciones minerales, pero de desempeño equivalente y, en algunos aspectos, incluso superior al del Cemento Portland Normal. Esto redunda en las siguientes ventajas: •
mayor protección de los recursos naturales no-renovables
•
menor consumo energético en la producción de cemento
•
mayor empleo de subproductos industriales
•
disminución de emisiones gaseosas a la atmósfera
En términos generales, podemos decir que cuanto mayor sea el contenido de adiciones minerales, más “ecológico” será un tipo de cemento dado. Por ello, respondiendo a la necesidad de una industria sustentable, la producción de Cemento Portland Normal está siendo desplazada crecientemente por la de los distintos cementos con adiciones minerales. Por ello nuestra recomendación es que, para aquellas aplicaciones clásicas del cemento, tales como hormigón simple, armado y pretensado, sea para estructuras de edificios, pavimentos, pisos, obras hidráulicas, etc. se especifique simplemente Cemento para Uso General, IRAM 50000:2000, indicando la categoría de resistencia deseada. Según lo especifica el CIRSOC 201, dicha categoría puede ser cualquiera para hormigones hasta la Clase H-21 exclusive y las CP40 ó CP50 para las Clases H-21 ó superiores. Si razones bien fundadas aconsejan o desaconsejan el uso de uno o algunos Tipos de Cemento específicos, entonces se los especificará de manera taxativa. Para estructuras o condiciones de exposición particulares, que requieran el empleo de Cementos con Propiedades Especiales, de entre los normalizados en la Norma IRAM 50001, se los especificará explícitamente.
