ORGANISMO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN CERTIFICACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN Y LA EDIFICACIÓN, S. C.

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1 ORGANISMO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN Y CERTIFICACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN Y LA EDIFICACIÓN, S. C. P-NMX-C ONNCCE cancela NMX-C ONNCCE INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN - CONCRETO - DETERMINACIÓN DE LA MASA UNITARIA, CALCULO DEL RENDIMIENTO Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO FRESCO POR EL MÉTODO GRAVIMÉTRICO BUILDING INDUSTRY - CONCRETE- DETERMINATION OF THE UNIT WEIGHT, CALCULATION OF THE YIELD AND AIR CONTENT OF THE FRESH CONCRETE - GRAVIMETRIC METHOD VERSION DEL 30 DE ABRIL 2008 Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación S.C. Constitución No.50, Col. Escandon, Deleg. Miguel Hidalgo, México11800 D.F.,Tel y Derechos de reproducción reservados a Miembros del ONNCCE - CTN-1 REPRODUCCIÓN PROHIBIDA

2 P-NMX-C ONNCCE INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN - CONCRETO - DETERMINACIÓN DE LA MASA UNITARIA, CÁLCULO DEL RENDIMIENTO Y CONTENIDO DE AIRE DEL CONCRETO FRESCO POR EL MÉTODO GRAVIMÉTRICO BUILDING INDUSTRY - CONCRETE- DETERMINATION OF THE UNIT WEIGHT, CALCULATION OF THE YIELD AND AIR CONTENT OF THE FRESH CONCRETE- GRAVIMETRIC METHOD Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y la Edificación S.C. Constitución No.50, Col. Escandon, Deleg. Miguel Hidalgo, México11800, D.F.,Tel y Derechos de reproducción reservados a Miembros del ONNCCE - CTN-1 REPRODUCCIÓN PROHIBIDA 0. PREFACIO COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN DE MATERIALES COMPONENTES Y SISTEMAS ESTRUCTURALES (CTN - 1) SECCIÓN CONSTRUCCIÓN En la elaboración de esta norma, participaron las siguientes empresas e instituciones - LABORATORIOS LIAC, S.A. DE C.V. - ASOCIACIÓN MEXICANA DE LA INDUSTRIA DEL CONCRETO PREMEZCLADO, A.C. - INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO, A.C. - LABORATORIO DE CONTROL, S.A. DE C.V. - LADEMAC, S.A. DE C.V. - LABORATORIOS INAC, S.A. DE C.V. - CONCRETOS METROPOLITANOS, S.A. DE C.V. - CONCRETOS KARYMA, S.A. DE C.V. - EURO-ESTUDIOS, S.A. DE C.V. - GRUPO CORPORATIVO INTERESTATAL, S.A. DE C.V. (TRIBASA) - PRECONCRETO DE ALTA RESISTENCIA, S.A. DE C.V. - TECNOSUELO, S.A. DE C.V. - LABORATORIO DE CALIDAD TOTAL, S.A. DE C.V. - LABORATORIOS DE ALTO NIVEL, S.A. DE C.V. ÍNDICE Página 0. PREFACIO OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN REFERENCIAS DEFINICIONES EQUIPO PREPARACIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA 4 6. CONDICIONES AMBIENTALES PROCEDIMIENTO CÁLCULOS Y RESULTADOS PRECISIÓN INFORME DE LA PRUEBA BIBLIOGRAFÍA CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES... 9 PNMX - C ONNCCE 2/9

3 1. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN Esta Norma Mexicana establece el procedimiento para la determinación de la masa unitaria, cálculo del rendimiento y contenido de aire del concreto fresco por el método gravimétrico; *Nota: No es aplicable a los concretos secos o de bajo revenimiento, tales como los que se usan en la fabricación de elementos precolados. 2. REFERENCIAS Esta norma se complementa con las siguientes Normas Mexicanas en vigor: NMX-C-156-ONNCCE NMX-C-161-ONNCCE Industria de la construcción - Determinación del revenimiento en el concreto fresco. Industria de la construcción - Concreto fresco - Muestreo. 3. DEFINICIONES Para los efectos de esta norma se establece la definición siguiente: 3.1. Masa unitaria Cantidad de materia contenida en un metro cúbico de concreto fresco (kg/m 3 ) Rendimiento El volumen de concreto fresco producido por una cantidad de ingredientes, obtenido del cociente del valor de la masa total de los mismos entre el valor de la masa unitaria del concreto fresco Contenido de aire El volumen de vacíos en la pasta de concreto o mortero excluyendo el espacio de los poros en las partículas del agregado, usualmente expresado como un porcentaje del volumen total de la mezcla de concreto o mortero. 4. EQUIPOS 4.1. Balanza o báscula Con división mínima de 50g para ejecución de la prueba y del 0,3 % de la carga de verificación para obtener el factor del recipiente, desde la masa del recipiente vacío hasta la masa del mismo lleno de agua Vibrador de inmersión Con una frecuencia de vibración de o más vibraciones por minuto El diámetro externo o la dimensión lateral del cabezal no debe ser menor de 20 mm ni mayor de 40 mm. La longitud combinada de la flecha y el cabezal debe exceder la profundidad máxima de la sección que se vibre en por lo menos 100 mm Mazo o martillo Con cabeza de neopreno y mango de madera, con una masa de 600 g ± 200 g para recipientes de 14 L o menores y de 1000 g ± 200 g para recipientes con capacidad mayor de 14 L Equipo auxiliar - Recipiente no absorbente. - Franela o estopa - Escoba o cepillo - Cucharón - Grasa a gruesa) - Agua potable o destilada PNMX - C ONNCCE 3/9

4 - Estopa o franela Placa enrasadora Una placa de acero o vidrio recta y plana de al menos 6 mm de espesor o una placa de acrílico de al menos 12 mm de espesor; con un ancho y largo de al menos 50 mm mayor que el diámetro del recipiente. Los extremos de la placa deben ser rectos y lisos, con una tolerancia de + 2 mm Placa de verificación De vidrio con un espesor de al menos de 6 mm y 50 mm mayor que el diámetro del recipiente que va a ser verificado Recipiente o unidad de medición Se debe emplear un recipiente cilíndrico de metal no atacable por la pasta de cemento, estanco que conserve sus dimensiones bajo condiciones de uso. De preferencia provisto de elementos de sujeción. El borde superior del recipiente debe ser plano, lo cual se verifica al no poder insertar una laminilla de 0,5 mm entre el borde y la placa de verificación. Su capacidad debe estar de acuerdo con la tabla 2. Las dimensiones deben estar de acuerdo a la tabla 1. Tabla 1. Capacidad mínima del recipiente recomendadas Tamaño máximo nominal del agregado grueso Pulgadas (mm) ½ Capacidad del recipiente (L) Nota: La capacidad del recipiente puede tener una tolerancia de ± 5 % respecto a su capacidad nominal 4.8. Termómetro De 0 C a 50 C con una división mínima de 1 C Varilla para la compactación La varilla debe ser lisa, de sección circular, de acero, recta, de ,5 mm de diámetro y mm de longitud, cuando menos con uno de los extremos semiesféricos, del mismo diámetro. 5. PREPARACIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA La muestra se obtiene de acuerdo a lo indicado en la NMX-C-161, (véase 2 referencias). Una vez obtenida la muestra se coloca en el recipiente y se compacta. En los recipientes de capacidad menor de 10 L el método de compactación debe ser varillado para evitar pérdida excesiva de aire incluido. En recipientes de 10 L de capacidad o mayores, el método de compactación puede ser por varillado o por vibración interna. La selección del método de compactación debe basarse en el revenimiento, a menos que se establezca otro procedimiento en las especificaciones particulares de la obra. Debe varillarse el concreto que tenga un revenimiento mayor de 80 mm. Los revenimientos de 80 mm a 30 mm pueden varillarse o vibrarse. Deben vibrarse los concretos con revenimientos menores de 30 mm 6. CONDICIONES AMBIENTALES Este método de prueba se realiza de acuerdo a las condiciones ambientales del lugar en el que se lleva acabo la prueba. 7. PROCEDIMIENTO 7.1. Varillado PNMX - C ONNCCE 4/9

5 Se coloca el concreto en tres capas de aproximadamente igual volumen. Cada capa se compacta con el extremo redondeado de la varilla con 25 penetraciones en recipientes de 14 L o menores; y con 50 penetraciones en recipientes de 28 L. En la primer capa La varilla debe penetrar todo su espesor, pero sin golpear con fuerza el fondo del recipiente. Se distribuyen las penetraciones uniformemente en todo el espesor de la capa. Para las dos capas superiores, la varilla debe penetrar aproximadamente 20 mm en la capa inmediata inferior. Después de varillar cada capa para eliminar el aire contenido y las oquedades que produce la varilla, se golpean las paredes alrededor del molde con el mazo o martillo el mínimo de veces necesarias para que el agregado grueso comience a desaparecer de la superficie y esta tenga un aspecto relativamente liso; Un exceso de golpes puede producir segregación. Terminada la compactación, el recipiente no debe contener exceso o falta de concreto. El contenido óptimo es aquel en que el concreto sobresale unos 3 mm aproximadamente sobre el borde superior del recipiente. Se puede agregar una pequeña porción de concreto para completar la cantidad óptima. Si el recipiente contiene una cantidad considerable de concreto, este excedente se retira con una cuchara de albañil inmediatamente después de terminar la compactación y antes de que se enrase Vibración interna Se llena el recipiente y se vibra el concreto en dos capas de igual volumen aproximadamente. Se inserta el vástago del vibrador en tres puntos diferentes de cada capa evitando tocar los lados del recipiente. Durante la compactación de la capa inferior, no se debe de apoyar o tocar con el vibrador el fondo. En la compactación de la capa superior, el vibrador debe penetrar en la capa anterior 20 mm aproximadamente. Se debe tener cuidado de extraer lentamente el vástago, de tal manera de no dejar burbujas de aire en la muestra. El tiempo requerido de vibración depende de la trabajabilidad del concreto y de la eficiencia del vibrador. En general el vibrado es suficiente tan pronto como la superficie del concreto se vuelve relativamente lisa y el agregado grueso tiende a desaparecer. Se debe tener cuidado de no sobrevibrar ya que esto causa segregación y pérdida de una apreciable cantidad de aire incluido y mantener una duración uniforme de vibrado para cada tipo particular de concreto, vibrador y recipiente usados. Terminada la compactación, el recipiente no debe contener exceso o falta de concreto. El contenido óptimo es aquel en que el concreto sobresale unos 3 mm aproximadamente sobre el borde superior del recipiente. Se puede agregar una pequeña porción de concreto para completar la cantidad óptima. Si el recipiente contiene una cantidad considerable de concreto, este excedente se retira con una cuchara de albañil inmediatamente después de terminar la compactación y antes de que se enrase Enrase Al terminar la compactación, se coloca la placa enrasadora sobre la superficie del concreto cubriendo dos tercios de ella, y haciendo presión se avanza con movimientos de sierra hasta que la placa quede fuera del recipiente. Se coloca nuevamente la placa sobre la superficie del concreto cubriendo los dos tercios enrasados y presionando la placa se avanza con movimientos de sierra hasta que se deslice completamente fuera del recipiente. Se puede tomar el excedente de la lechada que queda en el borde del recipiente para llenar las posibles oquedades que tenga la superficie, finalmente se da el mínimo de pasadas inclinando el canto de la placa hasta dejar un terminado uniforme evitando el sangrado del concreto, hasta obtener el brillo acuoso y un terminado liso en la superficie del concreto. PNMX - C ONNCCE 5/9

6 7.4. Determinación de la masa Después de enrasar, se limpia todo el exceso de concreto adherido en el exterior del recipiente y se determina la masa del concreto, cuidando que la báscula se encuentre nivelada y fuera de corrientes de aire. 8. CÁLCULOS Y RESULTADOS 8.1. Factor del recipiente El calculo de este factor se debe realizar por lo menos una vez al año, para ello es necesario medir la temperatura del agua contenida en el mismo para obtener la masa en kg/m 3 contenida en el recipiente. Se coloca en el borde superior grasa gruesa, para evitar fugas de agua, se pesa el recipiente vacío con una precisión de 0,3 %, se llena el recipiente con agua potable a temperatura ambiente y se cubre con la placa de verificación, se eliminan las burbujas y el exceso de agua con una pipeta o pizeta. Se pesa determinando la masa de la muestra requerida para llenar el recipiente, con una precisión de 0,3 %. Se mide la temperatura del agua y se determina la masa volumétrica de la misma según su temperatura, de acuerdo a la tabla 2. Tabla 2. Temperatura y Masa Volumetrica del agua. Temperatura Masa volumétrica K ( C) (kg/m 3 ) ,10 998,58 997,95 997,50 997,30 996,52 995,97 Se calcula el factor del recipiente dividiendo la masa volumétrica del agua, entre la masa de la muestra requerida para llenarlo. PNMX - C ONNCCE 6/9

7 F = Mv Mm F = Factor del recipiente, en 1/m 3 Mv = Masa Volumetrica del agua, en kg/m 3 Mm = Masa de la muestra requerida para llenarlo 8.2. Masa unitaria Se calcula la masa neta del concreto en kilogramos, restando la masa del recipiente de la masa bruta. Se calcula la masa unitaria Mu, multiplicando la masa neta del concreto por el factor del recipiente, utilizando la siguiente formula: Mu = (Mb Mr)xF Mu = Masa unitaria (masa por metro cúbico de concreto), en kg/m 3 Mb = Masa bruta (masa del concreto + masa del recipiente), en kg Mr = Masa del recipiente, en kg F = Factor del recipiente, en 1/m Rendimiento Se calcula el rendimiento R (volumen real de concreto obtenido por mezcla), dividiendo la masa total de todos los materiales incluidos en una mezcla M 1, entre la masa unitaria Mu determinada en 9.2. La masa total de todos los materiales incluidos en una mezcla es la suma de las masas del cemento, del agregado fino, del agregado grueso en las condiciones que se usan, del agua de mezclado agregada a la mezcla y de cualquier otro material, sólido o líquido que se adicione y se calcula utilizando la siguiente formula: R = M 1 Mu R = Volumen real de concreto obtenido por mezcla, en m 3. M 1 = Masa total de todos los materiales incluidos en una mezcla, en kg. Mu = Masa unitaria, en kg/m Rendimiento relativo Es la relación entre el volumen real de concreto obtenido y el volumen de diseño teórico de una mezcla, calculado como sigue: R Rr = V t Rr = Rendimiento relativo R = Volumen real de concreto obtenido por mezcla (rendimiento), en m 3. V t = Volumen de concreto teórico que produce una mezcla en m 3. Un valor de Rendimiento Relativo mayor de 1,0 indica un exceso de concreto producido, mientras que un valor menor que 1.0 indica que la mezcla de diseño resulto escasa Contenido de cemento Se calcula el contenido real de cemento como sigue: Cc = Mc R PNMX - C ONNCCE 7/9

8 Cc = Contenido real de cemento, en kg/m 3 Mc = Masa del cemento por mezcla, en kg R = Volumen real del concreto obtenido por mezcla (rendimiento), en m Contenido de aire Se calcula el contenido de aire como sigue: A = M Mu x100 M t t o bien: A = R Va x100 R A = Contenido de aire del concreto, en % M t = Masa teórica del concreto, considerándolo libre de aire, en kg/m 3 Mu = Masa unitaria del concreto obtenido por mezcla, en kg/m 3 R = Volumen real del concreto obtenido por mezcla (rendimiento), en m 3 Va = Volumen total absoluto de los ingredientes que componen la mezcla, en m 3 La masa teórica ( M t ) del concreto por metro cúbico, se determina en el laboratorio y es el valor que se considera constante para todas las mezclas elaboradas, usando idénticos ingredientes y proporciones; se calcula con la expresión: P M 1 t = Va M t = Masa teórica del concreto, considerándolo libre de aire, en kg/m 3 P 1 = Masa total de todos los materiales incluidos en una mezcla, en kg Va = Volumen total absoluto de los ingredientes que componen una mezcla, en m 3 El volumen absoluto de cada ingrediente en m 3 es igual al cociente de la masa de dicho ingrediente en kg, dividida entre mil veces la masa específica, para los agregados debe ser el que corresponda a la condición de saturados y superficialmente secos. 9. PRECISIÓN Precisión de un solo operador- la desviación estándar para un operador máxima considerada al efectuar la prueba de masa unitaria es de 10,4kg/m3 (1s), así mismo dos determinaciones obtenidas por un mismo operador no deben diferir en mas de 29,6 kg /m3 (d2s9) Precisión de varios operadores- la desviación estándar para varios operadores máxima considerada al efectuar la prueba de masa unitaria es de 13,1kg/m3 (1s), así mismo dos determinaciones obtenidas por diferentes operadores no deben diferir en mas de 37,0 kg/m3 (d2s9) 10. INFORME DE LA PRUEBA El informe debe incluir lo siguiente: - Datos del concreto muestreado - Masa de los materiales por mezcla (cuando se requiere) - Masa unitaria del concreto calculada en kg/m 3 - Rendimiento del concreto en m 3 o en % (cuando se requiere) - Cantidad en % del contenido de aire en el concreto (cuando se requiere) PNMX - C ONNCCE 8/9

9 La masa unitaria se debe expresar con una aproximación de 1,0 kg/m 3. El rendimiento se debe reportar con una aproximación de 0,01 de m 3. El contenido de aire en el concreto fresco 0,1 %. 11 BIBLIOGRAFÍA NOM-008-SCFI-2002 Sistema general de unidades de medida NMX-C-160-ONNCCE-2004 Industria de la construcción - Concreto - Elaboración de especimenes cilíndricos de concreto en campo NMX-C-251-ONNCCE-1997 Industria de la construcción - Concreto - Terminología NMX-Z Guía para la redacción, estructuración y presentación de las normas oficiales mexicanas ASTM -C Unit weight, yield, and air content (Gravimetric). NMX-C ONNCCE Industria de la construcción - Cementantes hidráulicos - Método de prueba para la determinación del peso específico de cementantes hidráulicos. NMX-C-414-ONNCCE-2004 Industria de la construcción - Cemento hidráulico - Especificaciones y métodos de prueba. 12. CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES Esta norma no es equivalente con ninguna norma internacional por no existir referencia alguna en el momento de su elaboración. A. APÉNDICE INFORMATIVO A.1. Vigencia La presente norma entrará en vigor a los sesenta días siguientes de la declaratoria de vigencia publicada por la secretaria de Economía (SE) en el Diario Oficial de la Federación. PNMX - C ONNCCE 9/9