NTC 221 Cementos. Método de Ensayo Para Determinar La Densidad Del Cemento Hidráulico

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 221 1999-07-28

INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. CEMENTOS. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DEL CEMENTO HIDRÁULICO

E:

STANDARD TEST METHOD HYDRAULIC CEMENT

FOR

DENSITY

OF

CORRESPONDENCIA:

esta norma es equivalente (EQV) a la ASTM C 188

DESCRIPTORES:

cemento; ensayo; densidad

I.C.S.: 91.100.10 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Santafé de Bogotá, D.C. - Tel. 3150377 - Fax 2221435

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Segunda actualización

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NTC 221 (Segunda actualización)

INGENIERíA CIVIL Y ARQUITECTURA. CEMENTOS. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DEL CEMENTO HIDRÁULICO

1.

OBJETO

1.1 Está norma establece el método de ensayo para determinar la densidad del cemento hidráulico. Su principal utilidad está relacionada con el diseño y control de las mezclas de concreto 1.2 La densidad del cemento hidráulico se define como la masa del volumen unitario de sólidos. 1.3 Los valores se deben regir de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades. Véase la NTC 1000 (ISO 1000). 1.4 Está norma puede involucrar materiales, maniobras y equipos peligrosos, sin embargo no implica referirse a los problemas de seguridad asociados con su empleo. Es responsabilidad del usuario constatar antes de su empleo las prácticas y condiciones tanto de seguridad como de sanidad, así como determinar su aplicación. 2.

NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE

Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro de este texto, constituyen la integridad 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 184:1967, Cementos hidráulicos. Métodos de análisis químicos. (ASTM C 114). NTC 1000:1993, Metrología. Sistema Internacional de Unidades (ISO 1000). ASTM C 670:1996, Standard Practice for Preparing, Precisión and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials.

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APARATOS

3.1

FRASCO DE LE CHATELIER

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El frasco normalizado de sección circular debe cumplir con las dimensiones indicadas en la Figura 1 (véase la Nota 1). Se deben observar rigurosamente los requisitos en lo que respecta a la tolerancia, inscripción y longitud, separación y uniformidad de las graduaciones. Debe existir un espacio de 10 mm por lo menos entre la marca de graduación más alta y la más baja del esmerilado del tapón de vidrio. 3.1.1 El material con el cual se fabrica el frasco debe ser vidrio de la mejor calidad, transparente y libre de estrías, debe ser químicamente resistente y debe tener una pequeña histéresis térmica. El frasco debe estar completamente templado antes de la graduación, y debe tener un espesor suficiente para asegurar una adecuada resistencia a la rotura. 3.1.2 El cuello debe estar graduado desde 0 ml a 1 ml y desde 18 ml a 24 ml con graduaciones cada 0,1 ml. El error de cualquier capacidad indicada no debe exceder de 0,05 ml. 3.1.3 Cada frasco debe llevar un número de identificación permanente, y un tapón, a menos que sea intercambiable, debe tener el mismo número de identificación. Si el tapón y el frasco son intercambiables, se deben marcar ambos elementos con el símbolo estándar T, seguido por la designación de tamaño. Debe tener indicada la temperatura patrón, y la unidad de capacidad debe mostrar las letras "ml" por encima de la marca más alta. 3.2 En la determinación de la densidad se debe emplear kerosene libre de agua, o nafta con una densidad mayor a 0,73 g/ml a 23 °C ± 2 °C. 3.3 El uso de equipos o métodos alternos para la determinación de la densidad, se permite siempre y cuando un solo operador pueda obtener resultados dentro de ± 0,03 Mg/m³ con respecto a los obtenidos por éste método. Nota 1. Con el diseño se intenta garantizar el drenaje completo del frasco cuando éste se desocupa y la estabilidad en posición vertical sobre el nivel de la superficie, así como la exactitud y la precisión de la lectura.

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Figura 1. Frasco de Le Chatelier para el ensayo de densidad

Nota. Se pueden esperar variaciones de unos pocos milímetros en dimensiones tales como, altura total del frasco, diámetro de la base, entre otros y no ser causa suficiente de rechazo. Las dimensiones del frasco, indicadas en esta figura, se aplican solamente a frascos nuevos y no a frascos en uso, los cuales cumplen con los demás requisitos de este método de ensayo.

4.

PROCEDIMIENTO

4.1 Se determina la densidad del cemento tal como éste se recibe, a menos que se especifique lo contrario. Si para la determinación de la densidad se requiere una muestra sometida previamente al ensayo de la pérdida por calcinación, primero se debe calcinar como se indica en el procedimiento descrito en el numeral 16.1 de la NTC 184 (ASTM C 114). 4.2 Se debe llenar el frasco (nota 2) con cualquiera de los líquidos especificados en el numeral 3.2 hasta un punto situado entre las marcas 0 ml y 1 ml. Si es necesario se debe secar el interior del frasco por encima del nivel del líquido, después de verterlo. Se anota la primera lectura después de sumergir el frasco en el baño de agua (nota 3) como se indica en el numeral 4.4. 3

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Notas: 2)

Al mover o al llenar el frasco, se recomienda apoyarlo sobre una almohadilla de caucho.

3)

Antes de agregar el cemento al frasco, puede ser de gran utilidad usar un anillo de plomo alrededor de este o un sujetador de bureta con el fin de mantenerlo en posición vertical durante el baño de agua.

4.3 Se agrega una cantidad de cemento pesado con una aproximación de 0,05 g (aproximadamente 64 g de cemento Pórtland) en pequeñas cantidades, a la misma temperatura que el líquido (véase la Nota 2), procurando evitar salpicaduras y observando que el cemento no se adhiera a las paredes del frasco por encima del liquido. Se puede usar un vibrador para acelerar la adición del cemento dentro del frasco y así evitar que este permanezca en el cuello. Después de agregar todo el cemento debe colocarse el tapón en el frasco (véase la Nota 2) y girar el frasco con cuidado en círculos horizontales, hasta que no asciendan burbujas a la superficie del líquido, para sacarle el aire. Si se ha añadido una cantidad apropiada de cemento, el nivel del líquido debe estar en su posición final en cualquier punto de la serie superior de graduaciones. Se toma la lectura final una vez que el frasco se haya sumergido en el baño de agua de acuerdo con el numeral 4.4. 4.4 Se sumerge el frasco en un baño de agua a temperatura constante por períodos suficientes, con el fin de evitar variaciones en la temperatura del frasco mayores a 0,2 °C, entre la lectura inicial y final. 5.

CÁLCULOS

5.1 La diferencia entre las lecturas inicial y final representa el volumen del líquido desplazado por la masa de cemento usada en el ensayo. 5.2

La densidad del cemento, ρ , se calcula de la siguiente forma:

ρ ( Mg / m 3 ) = ρ ( g / cm 3 ) =

Masa del cemento , g Volumen desplazado ,cm 3

Notas: 4)

El volumen desplazado en mililitros es numéricamente equivalente al desplazado en centímetros cúbicos.

5)

La densidad en megagramos por metro cúbico (Mg/m³) es numéricamente equivalente a gramos por centímetro cúbico (g/cm³). Se calcula la densidad del cemento, " ρ " con tres cifras decimales y se aproxima a 0,01 Mg/m³.

6)

En relación con el diseño y el control de las mezclas de concreto, la densidad puede ser más útil si se expresa como densidad relativa, la cual es un número adimensional. Se debe calcular la densidad relativa mediante la siguiente ecuación:

Densidad relativa =

Densidad del cemento Densidad del agua a 4 °C

(a 4 °C la densidad del agua es 1 Mg/m³ (1 g/cm³)

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6.

PALABRAS CLAVES

6.1

Densidad; Cemento hidráulico; Densidad relativa. DOCUMENTO DE REFERENCIA

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS. Standard Test Method for Density of Hydraulic Cement. Philadelphia, 1995, 2p, 1 il (ASTM C 188-95).

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Anexo A (Informativo) Precisión y sesgo

A.1 Se ha encontrado que la desviación estándar para cemento Pórtland de un mismo operario es de 0,0121. En consecuencia, los resultados para dos ensayos correctamente conducidos por el mismo operario sobre el mismo material, no deben diferir en más de 0,031. A.2 La desviación estándar para cemento Pórtland en ensayos multilaboratorios se ha encontrado que es de 0,0371. En consecuencia los resultados de dos ensayos correctamente conducidos de dos laboratorios diferentes sobre muestras del mismo cemento, no deben diferir en más de 0,101. A.3 Debido a que no han sido aceptados materiales de referencia adecuados para determinar el sesgo, no se puede hacer ninguna afirmación con relación al mismo en este método de ensayo.

1

Estos números representan los límites 1s y d2s descritos en la norma ASTM C 670.

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PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. El 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 221 (Segunda actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo el 99-07-28. 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 "Cementos" a cargo de la STN:ICPC. CEMENTOS ARGOS CEMENTOS BOYACÁ CEMENTOS DEL CARIBE

CEMENTOS DEL VALLE CEMENTOS PAZ DEL RÍO ICPC

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ASOCRETO CALES Y CEMENTOS DE TOLUVIEJO S. A. CEMENTOS DEL NARE S. A. CEMENTOS EL CAIRO CEMENTOS RIOCLARO COMPAÑÍA COLOMBIANA DE CLINKER S. A. COMPAÑÍA DE CEMENTOS HERCULES CONCRETOS PREMEZCLADOS S. A.

DICEMENTOS ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA GRUPO DIAMANTE SAMPER SIKA ANDINA SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO TOXEMENT S. A.

El ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN