NORMA TÉCNICA GUATEMALTECA

Transcripción

1 NORMA TÉCNICA GUATEMALTECA COGUANOR NTG h23 Método de ensayo. Determinación de la velocidad de absorción de los concretos de cemento hidráulico Esta norma es esencialmente equivalente a la norma ASTM C , en la cual está basada, e incluye la denominación propia de las Normas técnicas 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 Norma COGUANOR NTG h23 2/15 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 Coordinador de Comité Ing. Gabriel Granados Representante PRECSA Ing. Max Schwartz Representante INFOM Lic. Rodrigo García Representante MIXTO LISTO Ing. Joaquín Rueda Representante Cementos Progreso Ing. Dilma Mejicanos Representante CII-USAC Ing. Leonel Morales Representante CEMEX Guatemala Ing. Roberto Chang Representante AGIES Ing. Sergio Quiñónez Representante PRECÓN Arq. Jorge Luis Arévalo Representante SOLARC Ing. Rafael Sazo

3 Norma COGUANOR NTG h23 3/15 Representante CEMEX Guatemala Ing Estuardo Herrera Rodas Representante ICCG Ing. Israel Orellana Representante FORCOGUA Arq. Paulo César Castro Representante MACROMIX Lic. Luis Velásquez Representante Cementos Progreso Ing. María Alejandra Vega Representante CEMEX Guatemala Ing. Sergio Sevilla Representante CIFA Ing. Ing. Oscar Sequeira Representante AGCC Ing. Estuardo Palencia Representante PROQUALITY Ing. Joel Velarde Representante MEGAPRODUCTOS Ing. Marcelo Quiñónez Representante FORCOGUA Ing. José Manuel Vásquez Representante MIXTO LISTO Ing. Orlando Quintanilla Representante FHA Ing. Xiomara Sapón Roldán Representante ICCG Ing. Ramiro Callejas Representante FHA Ing. Marlon Portillo Representante Municipalidad de Guatemala Ing. Luis Caná Representante Grupo FFACSA

4 Ing. Javier Quiñónez Representante CONCYT Ing. Luis Alvarez Valencia Representante ICCG Ing. Héctor Herrera Representante COGUANOR Norma COGUANOR NTG h23 4/15

5 Norma COGUANOR NTG h23 5/15 Índice 1 Objeto... 2 Documentos citados... 3 Terminología.. 4 Significación y uso Equipo. 6 Reactivos y materiales Especificaciones de ensayo Acondicionamiento de la muestra.. 9. Procedimiento Cálculos Informe. 12. Precisión y sesgo Descriptores Apéndice. Página

6 1. OBJETO Norma COGUANOR NTG h23 6/ Este método de ensayo se usa para la determinación de la velocidad de absorción de agua (absortividad) por un concreto de cemento hidráulico, midiendo el incremento de masa del espécimen, resultante de la absorción de agua en función del tiempo, cuando solamente una superficie del espécimen está expuesto al agua. El espécimen se acondiciona en un ambiente a una humedad relativa estándar, para inducir una condición de humedad consistente en el sistema de poros capilares. La superficie expuesta del espécimen se sumerge en el agua, y el ingreso del agua en el concreto no saturado está dominado por la succión capilar durante el contacto inicial con el agua. 1.2 Los valores dados en unidades SI deben ser considerados como el estándar. No se incluyen otras unidades de medida en esta norma. 1.3 Este estándar no tiene el propósito de tratar todos los aspectos de seguridad, si los hubiere, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma, el establecer las prácticas apropiadas de seguridad y salubridad y determinar la aplicabilidad de limitaciones regulatorias, previo a su uso. 2. DOCUMENTOS REFERENCIADOS 2.1 Normas NTG (ASTM) NTG (ASTM C31/C31M) NTG (ASTM C42/C42M) NTG (ASTM C125) NTG (ASTM C192/C192M) NTG h21 (ASTM C642) NTG (ASTM C1005) Práctica para la elaboración y curado de especímenes de ensayo de concreto en la obra. Método de ensayo. Obtención y ensayo de núcleos perforados y vigas aserradas de concreto. Terminología referente al concreto y agregados para concreto. Práctica para la elaboración y curado de especímenes de ensayo de concreto en el laboratorio. Método de ensayo. Determinación de la densidad, la absorción y los vacíos en el concreto endurecido. Masas de referencia y dispositivos para determinar la masa y el volumen para uso en los ensayos físicos de los cementos hidráulicos. Especificaciones. (ASTM C1202) Método de ensayo. Determinación de la indicación eléctrica de la habilidad del concreto a resistir la penetración de iones cloruro.

7 Norma COGUANOR NTG h23 7/15 3. TERMINOLOGÍA 3.1 Para definiciones de los términos usados en esta norma, referirse a la norma de Terminología, NTG (ASTM C125). 4. SIGNIFICACIÓN Y USO 4.1 El desempeño del concreto sujeto a muchos ambientes agresivos, es en gran medida una función de la penetrabilidad del sistema de poros. En un concreto no saturado, la velocidad de ingreso del agua y otros líquidos es controlada en gran medida por la absorción debida al ascenso capilar. Este método de ensayo está basado en el método Hall 1 llamó al fenómeno absortividad del agua. 4.2 La absorción de agua de una superficie de concreto depende de varios factores que incluyen: (a) Las proporciones de la mezcla de concreto; (b) La presencia de aditivos químicos y de materiales cementantes suplementarios; (c) La composición y características físicas del componente cementante y de los agregados (d) El aire incorporado en el concreto (e) El tipo y duración del curado; (f) El grado de hidratación a la edad del concreto (g) La presencia de micro-fisuras; (h) La presencia de tratamientos superficiales, tales como los selladores a base de aceite; e (i) El método de colocación incluyendo la consolidación y el acabado. La absorción de agua es también fuertemente afectada por la condición de humedad del concreto al momento de su ensayo. 4.3 Este método pretende determinar la susceptibilidad de un concreto no saturado, a la penetración de agua. En general la velocidad de absorción en la superficie difiere de la velocidad de absorción de una muestra tomada del interior. La superficie exterior es a menudo sujeta a un curado menor que el previsto y está expuesta a condiciones potencialmente adversas. Este método de ensayo se usa para medir la velocidad de absorción tanto en la superficie como en el interior del concreto. Mediante la perforación de un núcleo y el corte del mismo a profundidades seleccionadas se puede evaluar la absorción a diferentes distancias de la superficie expuesta. El núcleo puede ser perforado vertical y horizontalmente. 4.4 Este método de ensayo difiere del método de ensayo NTG h21 (ASTM C642) en el cual los especímenes son secados al horno, sumergidos completamente en agua a 21 C y luego hervidos en agua por 5 horas. En el presente método de ensayo, solo una superficie es expuesta al agua a una temperatura ambiente del cuarto de ensayo mientras todas las otras superficies son selladas, simulando la absorción de agua que ocurre en un elemento de concreto que está en contacto con el agua solo por un lado. El método de ensayo NTG h21 (ASTM C642) por otra parte es usado para estimar la máxima cantidad de agua que puede ser absorbida por un espécimen seco y por lo tanto provee una medida del total del espacio de poros permeables al agua. 1 Hall,C - Absortividad de los morteros y concretos: Una revisión Magazine of Concrete research, Vol. 41, No. 147, Junio 1989, pp

8 5. EQUIPO Norma COGUANOR NTG h23 8/ Bandeja Una bandeja a prueba de agua, de polietileno o de otro material resistente a la corrosión y de tamaño lo suficientemente grande para acomodar los especímenes de ensayo con las superficies a ser ensayadas, expuestas al agua. 5.2 Dispositivos de soporte, rodos, pines u otros dispositivos hechos de materiales resistentes a la corrosión por agua o soluciones alcalinas, y que dejen libre el acceso del agua a la superficie expuesta del espécimen durante su ensayo. Alternativamente, los especímenes pueden ser soportados sobre varias capas de papel secante o papel filtro con un espesor total de por lo menos 1mm. 5.3 Una báscula de plato superior, de conformidad con la especificación NTG (ASTM C1005) y de suficiente capacidad para pesar los especímenes de ensayo y con una exactitud de por lo menos ± 0.01g. 5.4 Dispositivo medidor de tiempo. Un cronómetro u otro dispositivo adecuado para medir el tiempo con una exactitud de ± 1s. 5.5 Toallas de papel o de tela absorbente, para limpiar el exceso de agua de las superficies del espécimen. 5.6 Sierra enfriada por agua, con discos de diamante impregnado, para el corte de especímenes de muestras de mayar tamaño. 5.7 Cámara ambiental Una cámara que permita la circulación de aire y capacidad de mantener una temperatura de 50 ± 2 C y una humedad relativa de 80 ± 3%. Alternativamente, un horno capaz de mantener una temperatura de 50 ± 2 C y un desecador lo suficientemente grande para contener los especímenes a ser ensayados. La humedad relativa (HR) se controla en el desecador a 80 ± 0.5% con una solución saturada de bromuro de potasio. La solubilidad del bromuro de potasio es 80.2g/100g de agua a 50 C. La solución debe ser mantenida a su punto de saturación durante todo el ensayo. La presencia de cristales visibles en la solución provee una evidencia aceptable de la saturación. 5.8 Contenedores de polietileno para almacenaje, con tapas de sello hermético y de tamaño suficiente para contener por lo menos un espécimen, pero no mayores que 5 veces el volumen del espécimen. 5.9 Calibrador, para la medición de las dimensiones con una aproximación de 0.1mm. 6. REACTIVOS Y MATERIALES 6.1 Bromuro de potasio de grado reactivo, requerido si se una el sistema de horno y desecador descrito en Material de sellado. Puede ser a base de tiras de láminas adhesivas de baja permeabilidad, pintura epóxica, cinta aislante de vinilo (como la usada por los

9 Norma COGUANOR NTG h23 9/15 electricistas) cinta adhesiva a cinta de aluminio. El material no debe requerir de un tiempo de curado mayor de 10 minutos. 6.3 Bolsas de plástico o películas de plástico, que puedan ser usadas para forrar el espécimen para controlar la evaporación de las superficies no expuestas al agua. Se requiere de una banda elástica para mantener la bolsa o la película en su lugar durante las mediciones. 7. ESPECIMEN DE ENSAYO 7.1 El espécimen estándar es un disco de un diámetro de 100 ± 6mm y una longitud de 50 ± 3mm. Los especímenes pueden ser obtenidos de cilindros moldeados elaborados de acuerdo con las Prácticas NTG (ASTM C31/C31M) o NTG (ASTM C192/C192M) o de núcleos perforados obtenidos de acuerdo con el Método de ensayo NTG (ASTM C42/C42M). El área de la sección transversal del espécimen no debe variar en más de 1% del tope al fondo del espécimen. Cuando se perforan los núcleos, los mismos deben ser marcados (véase Nota 1) de modo que la superficie a ser ensayada, respecto a su localización original en la estructura, quede señalada claramente. NOTA 1 La superficie a ser expuesta al agua durante el ensayo no debe ser marcada o de otra forma alterada de tal forma que pueda modificar la velocidad de absorción del espécimen. 7.2 Un resultado de ensayo está constituido por el promedio de los resultados de ensayo de por lo menos dos (2) especímenes (véase Nota 2). Las superficies de ensayo deben estar a la misma distancia de la superficie original expuesta del concreto. NOTA 2 El concreto no es un material homogéneo. Así mismo, la superficie exterior de un espécimen rara vez tiene la misma porosidad que el interior del concreto. Por lo tanto, las mediciones replicadas deben ser tomadas de especímenes tomados de la misma distancia a la superficie expuesta para reducir la dispersión de los datos obtenidos. 8. ACONDICIONAMIENTO DE LAS MUESTRAS 8.1 Antes de acondicionar los especímenes de núcleos perforados obtenidos en la obra, los mismos deben ser pre-saturados de acuerdo con el procedimiento de saturación al vacío indicado en el método de ensayo ASTM C1202, pero omitiendo el peso de recubrir los lados del espécimen. 8.2 Después de la saturación, se mide y registra la masa de cada espécimen de ensayo con una aproximación de 0.01g. 8.3 Luego se colocan los especímenes en una cámara ambiental a una temperatura de 50 ± 2 C y una humedad relativa (HR) de 80 ± 3% por un período de 3 días. Alternativamente, se colocan los especímenes en un desecador, dentro de un horno de secado a la temperatura de 50 ± 2 C por tres días. Cuando se usa el desecador, el control de humedad relativa en el desecador puede lograrse con una

10 Norma COGUANOR NTG h23 10/15 solución saturada de bromuro de potasio (véase 5.7), pero debe cuidarse que el espécimen no entre en contacto con la solución. NOTA 3 Si la humedad relativa (HR) es controlada usando una solución saturada de bromuro de potasio, la solución debe colocarse en el fondo del desecador, más bien que en un contenedor separado, para maximizar el área superficial expuesta de la solución. 8.4 Después de los tres días de acondicionamiento se coloca cada espécimen en un contenedor de almacenaje sellable como el indicado en 5.8. Cada espécimen se almacena en un contenedor separado. Se deben tomar precauciones para permitir el libre flujo de aire alrededor del espécimen, asegurando el contacto mínimo del espécimen con las paredes del contenedor. 8.5 El contenedor de almacenaje con el espécimen debe dejarse en reposo a una temperatura de 23 ± 2 C por un período de 15 días antes de iniciar el procedimiento del ensayo de velocidad de absorción. NOTA 4 El almacenaje en el contenedor sellado de por lo menos 15 días da por resultado alcanzar un equilibrio en la distribución de humedad dentro de los especímenes de ensayo y se han encontrado 2 que se proveen humedades relativas internas de 50 a 70%. Estas son similares a las humedades encontradas relativas encontradas cerca de la superficie en algunas estructuras en las condiciones de obra. 3, PROCEDIMIENTO 9.1 Remover el espécimen del contenedor de almacenaje y obtener la masa del espécimen condicionado con una aproximación de 0.01g antes del sellado. 9.2 Medir por lo menos cuatro diámetros sobre la superficie del espécimen que será expuesta al agua. La medición de los diámetros debe hacerse con una aproximación de 0.1mm y luego se calcula el diámetro promedio con una aproximación de 0.1mm. 9.3 Se sella la superficie lateral de cada espécimen con una material de sellado adecuado. Se sella también el extremo del espécimen que no estará expuesto al agua, usando una película de plástico unida ligeramente (Véase 6.2 y 6.3). La película de plástico puede ser asegurada usando una banda elástica u otro sistema equivalente (véase figura 1). 9.4 Se usa el procedimiento detallado en 9.5 para la determinación del porcentaje de absorción en función del tiempo de exposición al agua. El procedimiento de absorción se lleva a cabo a una temperatura ambiente de 23 ± 2 C con agua potable acondicionada a la misma temperatura. 2 Bentz. D.P, Ehlen M.A., Ferraris C.F. y Winpigler J.A. Service Life Predictions based on sorptivity for Highway Concrete Exposed to Sulfate Attack and Freeze Thaw Conditions. FHWA-RD-OR 162, DeSouza S.J., Hooton R.D., and Bickley J.A. Evaluation of Laboratory Drying Procedures Relevant to Field Conditions for Concrete Sorptivity Measurements, Cement Concrete Aggregates 19: (2), Dec 1997, pp DeSouza S.J., Hooton R.D., and Bickley J.A., A Fieled Test for Evaluating High Performance Concrete Covercrete Quality, Can J Civil Eng, 25: (3), Jun 1998, pp

11 9.5 Procedimiento de absorción. Norma COGUANOR NTG h23 11/ Se mide la masa del espécimen sellado como se indica en 9.3, con una aproximación de 0.01g y se registra esta como la masa inicial para los cálculos para de la absorción Se coloca el dispositivo de soporte sobre el fondo de la bandeja y se llena la misma con agua potable hasta que el nivel de agua quede de 1mm a 3mm arriba del tope del dispositivo de soporte. Se debe mantener el nivel de agua de 1mm a 3mm sobre el tope del dispositivo de soporte, durante la duración de los ensayos. NOTA 5 Un método para mantener el nivel de agua constante consisten en instalar una botella de agua boca abajo, de modo que la abertura de la botella quede en contacto con el agua al nivel deseado Se arranca el cronómetro o dispositivo tomador de tiempo e inmediatamente se coloca el espécimen con su superficie de ensayo sobre el dispositivo de soporte (véase la Figura 1) se registra la fecha y hora del contacto inicial con el agua Se toma y se registra la masa a los intervalos indicados en el cuadro 1, después del primer contacto con el agua. Usando el procedimiento indicado en 9.5.5, el primer punto debe ser a 60 ± 25 y el segundo punto a 5 min ± 10s. Las mediciones subsecuentes deben ser a 10 min ± 2 min, 20 min, 30 min y 60 min. El tiempo actual debe ser registrado con una aproximación de ± 10s. Luego se continúan las mediciones cada hora ± 5 min, hasta las 6h del primer contacto del espécimen con el agua, registrando el tiempo con una aproximación de ± 1 min. Después de las 6h iniciales, se toman mediciones cada día hasta 3 días, seguidos de 3 mediciones, separadas por 24 horas, durante los días 4 a 7; se toma luego una medición final que esté por lo menos 24h después de la medición a 7 días. El tiempo actual de las mediciones debe hacerse con una aproximación de ± 1 min. Esto dará como resultado el contar con siete puntos de contacto registrados entre

12 Norma COGUANOR NTG h23 12/15 los días 2 y 8. El cuadro 1 proporciona los tiempos para la toma de mediciones y las tolerancias para esos tiempos Para cada determinación de masa, se debe remover espécimen de la bandeja, se detiene el cronómetro o medidor de tiempo si el tiempo de contacto es menor de 10 min se quita cualquier agua superficial con la toalla de papel o trapo húmedo. Después de remoción del exceso de agua superficial, se invierte el espécimen para que la superficie húmeda del mismo no haga contacto con el plato de la balanza (para evitar tener que secar el plato de la balanza). Después de 15s de haber removido el espécimen de la bandeja, se mide su masa con una aproximación de 0.01g. Inmediatamente después se coloca el espécimen sobe su soporte en la bandeja y se arranca de nuevo el cronómetro o medidor de tiempo. 10. CALCULOS 10.1 La absorción 1, es el cambio de masa dividido por el producto del área transversal del espécimen por la densidad del agua. Para el propósito de este ensayo, se hace caso omiso de la dependencia de la densidad del agua de la temperatura y se usa una densidad del agua de 0.001g/mm³. Las unidades de I son mm. donde: I = la absorción, en mm mi = El cambio de masa en gramos, del espécimen en un tiempo t, d = La densidad del agua en g/mm³ 10.2 La velocidad inicial de absorción de agua (mm/s ½ se define como la pendiente de la línea que es el mejor ajuste en la gráfica de 1 ploteada contra la raíz cuadrada del tiempo en segundos (s ½ ). Se obtiene ésta pendiente usando el método análisis de regresión por mínimos cuadrados del ploteo de 1 contra la raíz cuadrada del tiempo en segundos. Para el análisis de regresión se deben usar todos los puntos desde 1 min hasta 6h, excluyendo los puntos para aquellos tiempos que después de ploteados indiquen un cambio de pendiente definido. Si los datos entre 1 min y 6h no siguen una relación lineal (tienen un coeficiente de correlación menor de 0.98) y muestran una curvatura sistemática, la velocidad inicial de absorción de agua no puede ser determinada. NOTA 6 En el Apéndice X1 se da un ejemplo de los datos de absorción y de los resultados del análisis de regresión de los mismos La velocidad secundaria de absorción de agua (mm/s ½ ) se define como la pendiente de la línea que es el mejor ajuste en la gráfica de 1 ploteada contra la raíz cuadrada del tiempo en segundos (s ½ ), usando todos los puntos desde 1 día hasta 7 días. Se usa la regresión lineal por mínimos cuadrados para determinar la pendiente. Si los datos entre 1 día y el de 7 días no siguen una relación lineal (tienen

13 Norma COGUANOR NTG h23 13/15 un coeficiente de correlación menor de 0.98) y muestran una curvatura sistemática, la velocidad secundaria de absorción de agua no puede ser determinada. 11. INFORME 11.1 Se debe informar lo siguiente: La fecha en que se muestreó el concreto o se moldearon los especímenes de ensayo Fuente de la muestra Información pertinente sobre el concreto de la muestra tal como: proporciones de la mezcla, historia de curado, tipo de acabado y edad, si fueren disponibles Dimensiones del espécimen antes de su sellado Masa del espécimen: antes de su acondicionamiento, antes de su sellado y después de su sellado La gráfica del ploteo de la absorción 1, en mm, contra la raíz cuadrada del tiempo en s½ La velocidad inicial de absorción de agua promedio calculada con la aproximación de 0.1 x 10.4 mm/s ½ y las velocidades iniciales de absorción individuales para dos o más especímenes ensayados La velocidad secundaria de absorción de agua promedio calculada con una aproximación de 0.1 x 10-4 mm/s ½, y las velocidades secundarias de absorción individuales para dos o más especímenes ensayados. 12. PRECISIÓN Y SESGO 12.1 Precisión El coeficiente de variación de repetibilidad se ha determinado ser de 6.0% en la medición preliminares de absorción medidas por este método para un operador individual de un solo laboratorio. Está en proceso de realización la realización de un programa interlaboratorios para desarrollar valores de repetibilidad y reproducibilidad Sesgo Este método no tiene sesgo, ya que la velocidad de absorción de agua determinada por el mismo, solo puede ser definida en términos de éste método de ensayo. 13. DESCRIPTORES 13.1 Concreto; mortero; velocidad inicial de absorción de agua; velocidad secundaria de absorción de agua; velocidad de absorción.

14 Norma COGUANOR NTG h23 14/15 APENDICE (Información no obligatoria) X1. EJEMPLO DEL ENSAYO DE VELOCIDAD DE ABSORCIÓN DE AGUA. CUADRO X1.1 Ejemplo de datos obtenidos y cálculos -Muestra F-6 8 -Fecha moldeo 2/3/99 -Acondicionamiento: moldeada, curada a vapor -Mezcla de concreto: Mezcla No. 1 -Cara de ensayo: superficie superior -Edad a extracción: se desconoce de núcleo -Edad muestra: 378 días -Masa después de sellado del espécimen: 761.8g -Masa de disco acondicionado: 750.5g (antes de -Área expuesta: 8107 mm² sellado de los lados) -Diámetro (mm): Fecha de ensayo: 14/3/00 -Espesor (mm): Temperatura del agua: 20.7 C Días Temperatura A Masa A Masa masa/área/densidad de ensayo tiempo (s½) (g) (g) del agua = 1 s (mm)

15 Norma COGUANOR NTG h23 15/15 Cálculos: Absorción inicial: 1 = si t + b (punto medidos hasta 6h) La velocidad inicial de absorción es: Si = 3.5 x 10.4 mm/ s r = 0.99 Absorción secundaria: 1 = Ss t + b (puntos medidos después del primer día) La velocidad secundaria de absorción es: Ss = 1.1 x10-4mm/ s Figura X1.1 Ejemplo de gráfica de los datos indicados en el cuadro X Última línea --