NTC 297 (1997-12-17) Método de ensayo para determinar el fraguado rápido del cemento hidráulico (Método de la pasta)

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 297 1997-12-17

INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. CEMENTOS. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL FRAGUADO RÁPIDO DEL CEMENTO HIDRÁULICO (MÉTODO DE LA PASTA)

E:

CIVIL ENGINEERING AND ARCHITECTURE. STANDARD TEST METHOD FOR EARLY STIFFENING OF HYDRAULIC CEMENT (PASTE METHOD)

CORRESPONDENCIA:

DESCRIPTORES:

cemento hidráulico; cemento; aglomerante hidráulico; método de ensayo.

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

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC297 (Segunda actualización)

INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. CEMENTOS. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL FRAGUADO RÁPIDO DEL CEMENTO HIDRÁULICO (MÉTODO DE LA PASTA)

1.

OBJETO

1.1 Esta norma establece el método para determinar el fraguado rápido de pastas de cemento hidráulico. 1.2 Los valores se deben regir de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades, NTC 1000 (ISO 1000) “Metrología”. 1.3 Esta 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 utilización, las prácticas y condiciones tanto de seguridad como de sanidad, así como determinar su aplicación.

2.

TERMINOLOGÍA

2.1

DEFINICIONES

2.1.1 Fraguado rápido: desarrollo rápido de rigidez en pastas de cemento hidráulico, mortero o concreto recién preparados. Incluye el falso fraguado y el fraguado instantáneo. 2.1.2 Falso fraguado: desarrollo rápido de rigidez en pastas de cemento hidráulico, morteros o concretos recién preparados, sin mayor generación de calor. Esta rigidez se puede eliminar y retornar al estado plástico de la mezcla, mediante un amasado inmediato sin adición de agua. 2.1.3 Fraguado instantáneo: es la pérdida inmediata de plasticidad en pastas de cemento hidráulico, mortero o concreto con desprendimiento considerable de calor. La plasticidad no se puede recuperar por un remezclado sin adición de agua, como en el falso fraguado. 3.

RESUMEN DEL MÉTODO DE ENSAYO

Se prepara una pasta con el cemento que se desea ensayar, empleando suficiente agua para darle a la pasta la penetración inicial requerida, medida con el aparato de Vicat a un tiempo establecido después de finalizado el mezclado. Se mide una segunda penetración, llamada penetración final, a un tiempo posterior establecido. Se calcula la relación entre la penetración final y la inicial, en porcentaje. 1

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SIGNIFICADO Y USO

4.1 El propósito de este método de ensayo, es determinar hasta que grado la pasta de cemento desarrolla el fraguado rápido, o establecer si el cemento cumple o nó con los requisitos físicos relativos al tiempo de fraguado rápido. 4.2 Cuando se use para establecer el cumplimiento con el requisito de una norma, éste generalmente se especifica en términos de la penetración final mínima permitida, en porcentaje, calculado de acuerdo con el numeral 10. Cuando se usa para estimar la tendencia relativa de un cemento a manifestar un fraguado rápido, se puede obtener información adicional, mediante la realización del procedimiento de remezclado, descrito en el numeral 9. En ciertas condiciones, se puede juzgar la tendencia relativa de un cemento a manifestar un fraguado rápido, mediante la comparación de los resultados del ensayo inicial y del procedimiento de remezclado, pudiéndose diferenciar una tendencia relativa al fraguado rápido menos severa y persistente, de una más persistente, y consecuentemente, más severa. 4.3 Un falso fraguado muy marcado en un cemento puede causar dificultades, desde el punto de vista de la colocación y manipulación. Pero esto no es probable donde el concreto se mezcla generalmente por un tiempo largo, como ocurre en un camión mezclador, o cuando es remezclado antes de colocarlo o transportarlo, como sucede en operaciones de concreto bombeado. A este se le debe prestar mayor atención, cuando el concreto se mezcla por un corto tiempo en mezcladoras fijas y se transporta en equipos sin agitador, como ocurre en algunos trabajos de pavimentación. 4.4 Los cementos con un falso fraguado muy marcado, generalmente requieren un poco más de agua de mezcla para producir la misma consistencia y se puede esperar como resultado una ligera disminución de la resistencia e incremento de la contracción por secado. 4.5 Un fraguado instantáneo de suficiente intensidad puede causar dificultades, desde el punto de vista de la colocación y manipulación; generalmente hace que el cemento no cumpla con los requisitos de tiempo de fraguado especificados en la NTC 121. 5.

APARATOS

5.1

APARATO DE VICAT

Debe cumplir con los requisitos establecidos en la NTC 110 (ASTM C187). 5.2

PALUSTRE

El palustre debe ser de acero, la paleta debe tener entre 100 mm y 150 mm de longitud y sus bordes deben ser rectos. 5.3

MEZCLADORA, RECIPIENTE DE MEZCLA, PALETA Y RASPADOR

Deben cumplir con los requisitos establecidos en la NTC 112 (ASTM C305). 5.4

PROBETAS GRADUADAS

Deben cumplir con los requisitos establecidos en la NTC 3938 (ASTM C490).

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PESOS Y ELEMENTOS DE PESAJE

Deben cumplir con los requisitos establecidos en la NTC 4073 (ASTM C 1005). 6.

REACTIVOS

6.1

AGUA DE MEZCLA

El agua potable es apropiada para ensayos rutinarios. Se debe emplear agua destilada o desionizada para ensayos de aceptación o rechazo. 7.

TOMA DE MUESTRAS

Cuando el ensayo se realiza para efectos de aceptación o rechazo, se deben tomar las muestras de acuerdo con el procedimiento de la NTC 108 (ASTM C183). 8.

CONDICIONES AMBIENTALES

8.1 La temperatura ambiente de la sala de trabajo, de los materiales secos, el molde, la placa de base, la paleta y el recipiente de mezcla debe mantenerse entre 20 °C y 27,5 °C. La temperatura del agua de amasado debe mantenerse en 23 °C con una variación permitida de ± 2 °C. 8.2

La humedad relativa en la sala de trabajo no debe ser inferior al 50 %

9.

PROCEDIMIENTO

9.1

PREPARACIÓN DE LA PASTA DE CEMENTO

Se mezclan 500 g de cemento, con la cantidad de agua requerida, para obtener una pasta con una penetración inicial de 32 mm ± 4 mm, empleando el siguiente procedimiento para la preparación de la pasta: 9.1.1

Se colocan la paleta y el recipiente, secos, en posición de trabajo en la mezcladora.

9.1.2

Se introducen los materiales en el recipiente y se mezclan de la siguiente manera:

9.1.2.1 Se vierte el agua de amasado en el recipiente. 9.1.2.2 Se agrega el cemento y se deja 30 s para que absorba el agua. 9.1.2.3 Se pone en movimiento la mezcladora a velocidad lenta de 140 r/min ± 5 r/min durante 30 s. 9.1.2.4 Se detiene la mezcladora 15 s, y durante este tiempo la pasta, adherida a las paredes, se coloca nuevamente en el centro del recipiente. 9.1.2.5 Se pone en movimiento la mezcladora a velocidad media de 285 r/min ± 10 r/min durante 150 s.

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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 9.2

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MOLDEO DE LA MUESTRA DE ENSAYO

Rápidamente se debe moldear la pasta de cemento con las manos enguantadas, dándole forma esférica o de bola. Se presiona la bola, que permanece en la palma de una mano, dentro de la base mayor del molde cónico G el cual se sostiene con la otra mano ( véase la Figura 1), hasta llenar completamente el anillo con la pasta. Se debe quitar el exceso en esta base con un simple movimiento de la palma de la mano. Se coloca el molde sobre su base mayor en una placa de vidrio, H y se remueve el exceso de pasta de la parte superior del molde, con un solo paso del palustre, el cual se debe colocar formando un pequeño ángulo con la base superior del molde. Se debe alisar la parte superior de la muestra, si es necesario, con una o dos pasadas suaves del extremo puntiagudo del palustre. Durante estas operaciones, se debe tener cuidado de no comprimir la pasta. 9.3

DETERMINACIÓN DE LA PENETRACIÓN INICIAL

Se coloca la pasta confinada en el molde, el cual descansa sobre la placa de vidrio H, bajo el vástago B (véase la Figura 1), de tal manera que la aguja C quede en contacto con la superficie de la pasta en un punto que esté, aproximadamente, a un tercio del diámetro del molde a partir de su borde y por medio del tornillo de sujeción E se fija el vástago. Entonces, se ajusta el indicador móvil, F, en el cero de la escala y se libera exactamente 20 s después de completarse el mezclado. El aparato no debe estar sometido a vibración durante el ensayo. Se considera que la pasta tiene consistencia para penetración inicial cuando la aguja penetra 32 mm ± 4 mm bajo la superficie después de 30 s. Se deben hacer pastas de prueba con diferentes porcentajes de agua, hasta obtenerse esta consistencia, la cual corresponde a la penetración inicial, se debe retornar el exceso de pasta al recipiente y luego cubrirlo junto con la paleta de mezcla con una tapa. 9.4

DETERMINACIÓN DE LA PENETRACIÓN FINAL

Después de realizada la lectura inicial, se retira la aguja de la pasta, se limpia y se coloca el molde junto con la placa en una nueva posición. Esta operación se debe llevar a cabo alterando lo menos posible la pasta confinada en el molde Vicat. Se coloca la aguja nuevamente en contacto con la superficie de la pasta; se ajusta el indicador en el cero de la escala. Transcurridos 5 min, después de terminado el período de mezclado, se suelta la aguja nuevamente, y se determina la penetración final 30 s después de haber soltado la aguja. 9.5

DETERMINACIÓN DE LA PENETRACIÓN DE REMEZCLADO

Si las penetraciones determinadas por los procedimientos descritos muestran un endurecimiento rápido del cemento, se puede obtener información adicional sobre su naturaleza por el siguiente ensayo: 9.5.1 Al terminar la medida de la penetración final, se coloca inmediatamente la pasta del molde en el recipiente de mezcla

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Figura 1. Aparato de Vicat

9.5.2 Se pone en movimiento la mezcladora, se levanta el recipiente a la posición de mezcla y se remezcla a velocidad media de 285 r/min ± 10 r/min durante 1 min. 9.5.3 Se llena el molde y se determina la penetración, de la misma manera como se especifica en los numerales 10.2 y 10.3. 10.

CÁLCULOS

10.1 Se debe calcular el porcentaje de penetración final, basado en la relación de penetración final a la penetración inicial, mediante la siguiente fórmula:

B P (%) = --- X 100 A

Donde: 5

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P

=

porcentaje de penetración final

A

=

penetración inicial, mm y

B

=

penetración final, mm.

11.

INFORME

11.1

Se deben informar los resultados del ensayo como sigue:

Penetración inicial

____ mm

Penetración final

____ mm

Porcentaje de penetración final

____ %

Penetración de remezclado

____ mm

12.

PALABRAS CLAVES

12.1

Fraguado rápido; falso fraguado; fraguado instantáneo; pasta de cemento hidráulico.

13.

APÉNDICE

13.1

NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE

Las siguientes normas contienen disposiciones que mediante la referencia dentro de este texto, constituyen disposiciones 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 108: 1992, Ingeniería Civil y Arquitectura. Cementos. Extracción de muestras y determinación del número de ensayos para cemento hidráulico (ASTM C183). NTC 110: 1991, Ingeniería Civil y Arquitectura. Cementos. Método para determinar la consistencia normal del cemento hidráulico (ASTM C187). NTC 112: 1995, Ingeniería Civil y Arquitectura. Mezcla mecánica de pastas de cemento hidráulico y morteros de consistencia plástica. (ASTM C305) NTC 121: 1982, Ingeniería Civil y Arquitectura. Cemento Pórtland. Especificaciones físicas y mecánicas (ASTM C150). NTC 321: 1977, Ingeniería Civil y Arquitectura. Cemento Pórtland. Especificaciones químicas (ASTM C150). NTC 1000: 1993, Unidades SI y recomendaciones para el empleo de sus múltiplos, así como de otras unidades (ISO 1000).

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NTC 3938: 1996, Ingeniería Civil y Arquitectura. Aparatos para determinar los cambios de longitud de pastas de cemento, mortero y concreto (ASTM C490). NTC 4073: 1996, Ingeniería Civil y Arquitectura. Pesas y equipos de pesaje usados en los ensayos físicos de cementos hidráulicos (ASTM C1005). 13.2

DOCUMENTO DE REFERENCIA

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Test Method for Early Stiffening of Hydraulic Cement (Paste Method). Philadelphia, 1995, 3p. (ASTM C 451-95).

7

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 297 (Segunda actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo el 97-12-17. 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 Secretaría Técnica de Normalización ICPC

CEMENTOS BOYACÁ CEMENTOS PAZ DEL RÍO CONCRETOS PREMEZCLADO

GRUPO DIAMANTE SAMPER ICPC SIKA ANDINA S.A.

Además de las anteriores, En consulta pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ASOCRETO CALES Y CEMENTOS DE TOLUVIEJO CEMENTOS DEL CARIBE CEMENTOS DEL NARE S.A. CEMENTOS EL CAIRO S.A. CEMENTOS HÉRCULES CEMENTOS RIOCLARO

CEMENTOS DEL VALLE COLCLINKER COMPAÑÍA DE CEMENTOS ARGOS S.A. DICEMENTOS 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