TÉCNICA GUATEMALTECA. COGUANOR NTG h17

Transcripción

1 TÉCNICA GUATEMALTECA COGUANOR NTG h17 Método de ensayo. Determinación de la reactividad alcalina potencial de rocas carbonatadas usadas como agregados para concreto. (Método del cilindro de roca). Esta norma es esencialmente equivalente a la norma ASTM C en la cual está basada e incluye la denominación propia de las normas Guatemaltecas. Aprobada Adoptada Consejo Nacional de Normalización: Comisión Guatemalteca de Normas Ministerio de Economía Edificio Centro Nacional de Metrología Calzada Atanasio Azul 27-32, zona 12 Teléfonos: (502) Fax: (502) info-coguanor@mail.mineco.gob.gt Referencia:

2 2/13 Prólogo COGUANOR La Comisión Guatemalteca de Normas (COGUANOR) es el Organismo Nacional de Normalización, creada por el Decreto No del Congreso de la República del 05 de mayo de Sus funciones están definidas en el marco de la Ley del Sistema Nacional de la Calidad, Decreto del Congreso de la República. COGUANOR es una entidad adscrita al Ministerio de Economía, su principal misión es proporcionar soporte técnico a los sectores público y privado por medio de la actividad de normalización. COGUANOR, preocupada por el desarrollo de la actividad productiva de bienes y servicios en el país, ha armonizado las normas internacionales. El estudio de esta norma, fue realizado a través del Comité Técnico de Normalización de Concreto (CTN Concreto), con la participación de: Ing. Emilio Beltranena Matheu Coordinador de Comité Ing. Luis Alvarez Valencia Representante Instituto del Cemento y del Concreto de Guatemala Ing. José Manuel Vásquez Representante Mixto Listo Arq. Fernando Erales Representante AGREGUA Arq. Jorge Luis Arévalo Representante SOLARC Ing. Joaquín Rueda Representante CEMENTOS PROGRESO Ing. María Alejandra Vega Representante GLOBAL CEMENT Ing. Sergio Quiñónez Representante PRECÓN Ing. José Estuardo Palencia Representante PROQUALITY Ing. Juan Carlos Galindo Representante PISOS CASA BLANCA, S.A. Ing. Orlando Quintanilla

3 3/13 Representante FHA Ing. Dilma Mejicanos Representante CENTRO DE INVESTIGACIONES INGENIERÍA-USAC Ing. Roberto Chang Representante AGIES Ing. Edwin D. Velásquez Representante COLEGIO DE INGENIEROS DE GUATEMALA Ing. Sergio Sevilla Representante PREFABRICADOS CIFA Ing. Jaime Samayoa Representante PRECÓN Ing. Estuardo Herrera Representante ICCG Lic. Rodrigo García Representante MIXTO LISTO Ing. Ramiro Callejas Representante FHA Arq. Luis Fernando Salazar García Representante CENTRO DE INVESTIGACIONES DE ARQUITECTURA-USAC Lic. Luis Velásquez Representante CEMENTOS PROGRESO Juan José Soto Representante Inmobiliaria LA ROCA, S.A. Arq. Paulo César Castro Representante GRUPO MACRO Leonel Morales Representante CEMEX Ing. Ramón Torres Representante TECNOMASTER, S.A.

4 4/13 Índice Página 1. Objeto Documentos citados Terminología 5 4. Resumen de éste método de ensayo Significado y uso Equipo y Material Reactivo Muestreo Especificaciones de ensayo Procedimiento Cálculos Informe Precisión y Sesgo Descriptores. 12 ANEXO X1. INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS. 13

5 5/13 1. OBJETO 1.1 Este método de ensayo trata sobre la determinación de la expansión de un espécimen de roca carbonatada, mientras está sumergido en una solución de hidróxido de sodio (NaOH) a la temperatura ambiente. Los cambios de longitud que ocurren durante esta inmersión indican el nivel general de reactividad de la roca y si deben realizarse adicionalmente ensayos para determinar el efecto del agregado preparado de ésta roca, sobre el cambio de volumen en el concreto. 1.2 Esta norma no tiene el propósito de indicar todas las medidas de seguridad si las hubiere, asociadas con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma el establecer las prácticas apropiadas de seguridad y salud ocupacional antes de su uso. 1.3 Los valores indicados en unidades SI deben ser considerados como el estándar. No se incluyen otras unidades de medida en la presente norma. 2. DOCUMENTOS CITADOS 2.1 Normas NTG (ASTM) (ASTM C 294) Nomenclatura descriptiva de los constituyentes de los agregados para concreto. (ASTM C 295) NTG h18 (ASTM C 1105) NTG (ASTM D 75) (ASTM D1248) (ASTM D 177) Guía para el examen petrográfico de los agregados para concreto. Método de ensayo. Determinación del cambio de longitud del Concreto debido a la reactividad álcali-carbonato de la roca. Práctica para el muestreo de los agregados. Materiales de extrusión de plástico de polietileno para al alambre y cable. Práctica para el uso de términos de precisión y sesgo en los métodos de ensayo de la ASTM. 3. TERMINOLOGIA 3.1 Para definiciones de los términos relacionados con los agregados usados en este método de ensayo, referirse a la nomenclatura descriptiva de la norma ASTM C 294.

6 6/13 4. RESUMEN DEL METODO DE ENSAYO 4.1 Los cilindros pequeños de roca se sumergen en una solución de hidróxido de sodio, excepto cuando se sacan de la misma para determinar su cambio de longitud. El cambio de longitud de cada espécimen se determina periódicamente. 5. SIGNIFICADO Y USO 5.1 Este método de ensayo pretende dar una indicación relativamente rápida de la reactividad expansiva potencial de ciertas rocas carbonatadas que pueden ser usadas como agregados para concreto. Este método de ensayo ha sido usado satisfactoriamente en (1) Investigación y en (2) Evaluación preliminar de fuentes de agregados, para indicar la presencia de material con un potencial de expansión perjudicial cuando se use en concreto. 5.2 Este método de ensayo debe usarse más como un método de investigación y de evaluación, que como base para un requisito de especificación. Su objetivo es complementar los datos de los registros de servicio de campo, exámenes petrográficos de acuerdo con la Guía ASTM C 295 y los ensayos del agregado en concreto de acuerdo con el método de ensayo C Los álcalis que participan en las reacciones expansivas con los componentes del concreto son derivados usualmente del cemento hidráulico; y bajo ciertas circunstancias pueden provenir de otros constituyentes del concreto o de fuentes externas. Se reconocen dos tipos de reactividad alcalina de los agregados: (1) La reacción álcali-sílice que involucra ciertas rocas silíceas, minerales o vidrios artificiales y (2) La reacción álcali-carbonato que involucra a la dolomita de ciertas dolomitas calciticas, calizas dolomíticas y dolomías. Este método de ensayo no es el apropiado para la detección de la reacción álcali-sílice. 6. EQUIPO Y MATERIAL REACTIVO 6.1 Solución de hidróxido de sodio 1N Se disuelven 40 ± 1g de hidróxido de sodio (NaOH) de grado reactivo, con un litro (1L) de agua destilada y se guarda en un frasco de polietileno. 6.2 Sierras, taladros y equipo de molienda Adecuados para la preparación de los especímenes como se indica en la sección 8. Esto requerirá de una o más sierras, dependiendo el tamaño de la muestra original, un taladro provisto de un barreno de diamante pequeño para cortar y obtener un núcleo cilíndrico y una esmeriladora o torno adecuadamente modificado para conformar los extremos de los especímenes. 6.3 Frascos de almacenamiento De aproximadamente de 50 a 100 ml de capacidad con tapas y aberturas de suficiente tamaño para facilitar la inmersión y remoción de los especímenes. Los frascos de polietileno deben ser seleccionados para guardar la solución y asegurar que la misma no sea modificada por la reacción

7 7/13 con el material del frasco incluyendo pigmentos u otros aditivos o por la transpiración de fases a través de las paredes del frasco. Los frascos con paredes de no menos de 0.50mm de espesor y compuestos de un polietileno de alta densidad que cumpla con los requisitos de la norma ASTM D 1248 para materiales tipo III, clase A se consideran adecuados. 6.4 Comparador de longitud Para la medición conveniente y rápida de las longitudes del espécimen, el comparador debe ser de tal diseño, que provea, las siguientes características. Un tipo de comparador que se ha considerado satisfactorio se ilustra en la Fig Debe tener un medio de contacto con las puntas cónicas del espécimen para asegurar una medición reproducible, de la longitud. Al respecto se han usado satisfactoriamente una variedad de puntas de contacto. Se debe tener el cuidado de asegurar que cuando se usa un espécimen de puntas cónicas como el descrito en 8.3, el contacto se haga en el extremo a lo largo de un círculo que es concéntrico alrededor del eje longitudinal del espécimen. Si el dispositivo de medida es un micrómetro de barril, este debe estar provisto de un tope con reten que produzca una presión constante sobre el espécimen.

8 8/ Un micrómetro de barril o de cuadrante graduado para leer en unidades de o de mm ( pulg) y con una exactitud dentro de los mm ( pulg) en cualquier rango de mm ( pulg) y una exactitud dentro de mm ( pulg) en cualquier rango de mm ( pulg). El dispositivo de medición debe ser calibrado en todo su rango para determinar los errores tanto periódicos como acumulativos, para la corrección apropiada de los datos registrados Se requiere de un rango de medición suficiente que permita medir pequeñas diferencias entre las longitudes de varios especímenes. Si se tiene cuidado en la fabricación de los especímenes, un dispositivo de medición con una carrera de no menos de 7.5 mm (0.3 pulg) proporcionará un amplio rango para el instrumento Se requiere de una barra de referencia para comprobar el dispositivo de medición a intervalos reguladores. Esta barra sirve como referencia del comparador de longitud y debe tener una longitud total de 35 ± 2 mm (1.38 ± 0.08 pulg). La longitud de la barra debe tener una exactitud de mm ( pulg). La barra debe ser de sílice fundida o de una aleación de acero que tenga un coeficiente de expansión térmica no mayor de 1.0 X 10-6 / C. Cada extremo debe estar maquinado en la misma forma que el extremo del espécimen de roca. Si se usa una aleación de acero la misma debe ser pulida (Véase Nota 1). La barra de referencia debe ser colocada en el instrumento en la misma posición cada vez que se hace una lectura. Se debe comprobar el ajuste micrométrico del dispositivo de medición, con el uso de la barra de referencia cuando menos al inicio y al final de las lecturas efectuadas durante un medio día, cuando el aparato se conserve en un lugar a temperatura constante. Se debe comprobar más a menudo cuando se mantienen en un cuarto cuya temperatura ambiente no es constante. NOTA 1 Los aceros de aleación de bajo coeficiente de expansión térmica no deben ser sometidos a un tratamiento de calor, porque pierden su bajo coeficiente de expansión térmica. 7. MUESTREO 7.1 La roca se muestrea de acuerdo con los requisitos aplicables del a norma NTG (ASTM D 75), excepto que la masa de roca obtenida de cada estrato discernible debe ser de por lo menos 1 kg, y que los trozos individuales sean no menores de 75 X 75 X 75 mm de tamaño. 7.2 El muestreo debe hacerse bajo la dirección de un individuo capaz de distinguir las diferencias en litología, y la muestra de roca obtenida debe representar solo la litología particular bajo consideración tomando en cuenta la significación y limitaciones del presente método, indicadas en la sección 5. Cada muestra de roca debe ser una pieza de suficiente tamaño para preparar los especímenes de ensayo requeridos. 7.3 Un espécimen debe representar suficientemente la muestra de roca, a menos de que estén presentes uniones de esquistos u otras discontinuidades o el encamamiento de la roca no es discernible. En estos casos, se recomienda la preparación de tres especímenes perpendiculares entre sí. De estos tres

9 9/13 especímenes, se debe continuar el ensayo en aquel que muestre mayor cambio de longitud después de los 28 días de inmersión en la solución de hidróxido de sodio, y se descartan los otros dos. 8. ESPECÍMENES DE ENSAYO 8.1 Los especímenes de ensayo deben ser cilindros rectos o prismas de sección cuadrada, con sus extremos cónicos, o planos y paralelos, a menos de que se especifique en otra forma. 8.2 El espécimen debe tener una longitud total de 35 ± 5 mm (1.38 ± 0.2 pulg) en un diámetro o lados de 9 ± 1 mm (0.35 ± 0.04 pulg) para cilindros y para prismas, respectivamente. Se debe tener cuidado en la preparación de los especímenes para evitar cualquier alteración de la superficie cilíndrica al pulimentarla, o por materiales que puedan afectar la velocidad de penetración de la solución alcalina en la roca. 8.3 El ángulo de tallado de los extremos cónicos debe ser de aproximadamente Los especímenes que tengan caras de los extremos planas y paralelas deben fabricarse de tal forma que se asegure de sus caras sean paralelas entre sí y perpendiculares al eje mayor del espécimen (Véase Nota 2). NOTA 2 Las caras de los extremos paralelas entre sí y perpendiculares al eje longitudinal del espécimen, pueden ser hechas colocando el espécimen en un torno pequeño y usando acero de herramienta para cortar los extremos. 9. PROCEDIMIENTO 9.1 Se marca una señal en cada espécimen para colocarlos en el comparador de longitud, siempre en la misma posición durante las mediciones subsiguientes. 9.2 Se mide la longitud del espécimen de ensayo. 9.3 Se sumerge el espécimen en agua destilada a la temperatura ambiente dentro de un rango de 20 a 27.5 C (68 a 81.5 F). 9.4 A intervalos, se saca el espécimen, se seca con papel absorbente el exceso de agua de la superficie y se mide hasta que el cambio de longitud durante un período de inmersión de 24h no exceda de 0.02% como se calcula en La longitud en esta condición se toma como la longitud de referencia. Esta longitud de referencia usualmente se alcanza después de 1 a 4 días de inmersión. 9.5 Se sumergen luego los especímenes saturados en agua en un frasco que contiene un mínimo de 35 ml de la solución 1N NaOH por espécimen a la temperatura ambiente y se cierra herméticamente. Se recomienda sumergir no más de dos especímenes en un frasco.

10 10/ Se mide la longitud de los especímenes después de 7 días, 14 días, 21 días y 28 días de inmersión en la solución de NaOH (hidróxido de sodio), y luego con intervalos de 4 semanas. 9.7 Cuando se hacen las mediciones, se saca el espécimen del frasco, se enjuaga con agua destilada, se seca con un papel absorbente para remover el exceso de agua de la superficie y se determina su longitud en la misma posición en que se hizo la medición inicial. 9.8 Después de la medición, inmediatamente se regresa el espécimen al frasco y se vuelve a cerrar herméticamente. 9.9 Se debe reemplazar la solución de NaOH cada seis meses durante el período de ensayo. 10. CALCULOS 10.1 Se calcula el cambio de longitud aproximando al más cercano 0.01% de la longitud de referencia, como sigue: (1) donde: = % del cambio de longitud a la edad de ensayo. = Longitud en mm a la edad de ensayo = Longitud de referencia en mm, después de su inmersión en agua como se indica en INFORME 11.1 Se informa lo siguiente: Identificación de la muestra El equipo y fuente de la roca La forma y medidas del espécimen, si el mismo es diferente a un cilindro recto El cambio de longitud en porcentaje al más cercano 0.01% en cada tiempo de medición. Cuando no se tengan tiempos de medición específicamente requeridos, los datos deben presentarse para por lo menos las siguientes edades: 1, 4,8 y 16 semanas y a la edad de la medición final.

11 11/ Las características significativas reveladas por el examen del espécimen durante y después de su almacenamiento en la solución de Na(OH), tales como grietas, alabeos, descascaramientos, etc., y Otra información de importancia que se estime necesaria, tal como los análisis petrográficos y químicos efectuados. 12. PRECISIÓN Y SESGO 12.1 Precisión Si los resultados de especímenes duplicados medidos por el mismo operador y que presumiblemente representan el mismo material, difieren en más de 0.10% para expansiones menores de 1.0%, es altamente probable que los especímenes representen rocas que son significativamente diferentes en composición química, textura o ambas La precisión entre los resultados obtenidos por un mismo operador, el mismo comparador de longitud y el mismo espécimen, se ha encontrado que es ± 0.02% correspondiente al punto (3S) como se define en la práctica ASTM E La precisión de los resultados obtenidos por múltiples operadores, el mismo comparador y el mismo espécimen, se ha encontrado que es ± 0.03% correspondiente a (3S) como se define en la práctica ASTM E La precisión de los resultados obtenidos por múltiples operadores, múltiples comparadores y el mismo espécimen se ha encontrado que es ± 0.05% correspondiente a (3S) como se define en la práctica ASTM E En un estudio efectuado en un solo laboratorio con un solo operador, sobre el rango de expansión de pares de cilindros procedentes de 29 muestras de roca de una sola cantera (cada par de cilindros se cortó de bloques diferentes de tamaño de 75 X 75 X 50 mm), se obtuvieron los datos siguientes: Para pares de especímenes que dieron una expansión promedio de menos de 0.50 %, el promedio de la desviación estándar fue de %³; por lo tanto, la diferencia en expansión entre paredes de cilindros cortados de un solo bloque, solo deben exceder de 0.072%³, una vez en veinte, cuando la expansión promedio es menor que 0.50% Para pares de especímenes que dieron una expansión promedio de más de 0.50%, el promedio de la desviación estándar fue de 0.095%; por lo tanto la diferencia en expansión entre pares de cilindros cortados de un mismo bloque, solo deben exceder 0.269% una vez en veinte, cuando la expansión promedio es mayor que 0.50% Sesgo El procedimiento en este método de ensayo para medir la expansión no tiene sesgo, porque la expansión puede ser definida solamente en términos de éste método.

12 12/ DESCRIPTORES 13.1 Agregado; reactividad álcali-carbonato; rocas carbonatadas; concreto; expansión perjudicial.

13 13/13 ANEXO (Información no obligatoria) X1. INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS X1.1 Puesto que la expansión causada por las reacciones entre los álcalis del cemento y los agregados de rocas carbonatadas es sensible a cambios ligeros en la litología de los agregados, los resultados de las mediciones pueden interpretarse mejor, contando con un conocimiento completo de las variables que pueden afectar los resultados obtenidos. La aceptación o rechazo de las fuentes de agregado basada solamente en los resultados de este ensayo, no es recomendable, puesto que en la producción comercial pueden presentarse materiales expansivos y no expansivos muy próximos unos a otros y es tarea muy difícil asegurarse que las muestras sean adecuadamente representativa de las fuentes de producción, requiriéndose de los esfuerzos de una persona entrenada en distinguir las diferencias en las litologías. X1.2 La relación de los resultados con el comportamiento de grandes cantidades de roca de una fuente dada, dependerá del grado en que las propiedades petrográficas y químicas de la roca varían dentro de la fuente. X1.3 Los resultados de las investigaciones han indicado que el comportamiento expansivo de un agregado en el concreto puede ser predecible cualitativamente por los resultados del ensayo del cilindro de roca. La predicción cuantitativa de la expansión del concreto conteniendo agregado reactivo depende de: (1) el grado de reactividad del agregado (2) La cantidad de constituyentes reactivos (3) El contenido de álcalis del cemento, y (4) del medio ambiente. Una expansión apreciable puede indicar la necesidad de más ensayos. De acuerdo con el conocimiento actual, parece ser que las expansiones en exceso de 0.10% son indicativas de reacciones químicas y deben hacerse ensayos adicionales preferiblemente en el concreto, usando el método de ensayo NTG h18 (ASTM C 1105). Usualmente las tendencias expansivas son evidentes después de 28 días de inmersión en la solución alcalina, sin embargo se han notado excepciones a lo anterior. Las expansiones perjudiciales del concreto parece ser que depende de la magnitud y de la velocidad de expansión del agregado y del tiempo al cual se inicia. Sin embargo, todavía no es posible hacer predicciones cuantitativas de la expansión del concreto en servicio, derivadas únicamente de los resultados de éste método de ensayo Última línea