NTC 98 Determinación de la Resistencia al Desgaste de los Agregados Gruesos hasta de 37.5mm, Utilizando la Máquina de los Ángeles.pdf

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 98 1995-06-21

INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA AL DESGASTE DE AGREGADOS GRUESOS HASTA DE 37,5 mm, UTILIZANDO LA MÁQUINA DE LOS ÁNGELES

E:

STANDARD TEST METHOD FOR RESISTANCE TO DEGRADATION OF SMALL - SIZE COARSE AGGREGATE BY ABRASION AND IMPACT IN THE LOS ANGELES MACHINE

CORRESPONDENCIA:

esta norma es equivalente a la ASTM C 131

DESCRIPTORES:

agregado, granulado, resistencia al desgaste; ensayo; máquina de Los Ángeles.

I.C.S.: 91.100.20 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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Primera actualización

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 98 (Primera actualización)

INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA AL DESGASTE DE AGREGADOS GRUESOS HASTA DE 37,5 mm, UTILIZANDO LA MÁQUINA DE LOS ÁNGELES

1.

OBJETO

1.1 Esta norma establece el método de ensayo para determinar la resistencia al desgaste de los agregados gruesos de tamaños menores a 37,5 mm, usando la máquina de Los Ángeles. 1.2 Esta norma no pretende señalar todos los problemas de seguridad, si hay alguno, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer las prácticas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las primordiales regulaciones a usar. Nota 1. El procedimiento de ensayo para agregados gruesos mayores de 19 mm está contenido en la NTC 93.

2.

DOCUMENTOS DE REFERENCIA

2.1

NORMAS TÉCNICAS COLOMBIANAS

Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro de este texto, constituyen la integridad del mismo. En el momento de su 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 32: 1991, Ingeniería civil y arquitectura. Tamices de tejido de alambre para ensayos. (ASTM E 11). NTC 77: 1994, Ingeniería civil y arquitectura. Método para el análisis por tamizado de los agregados finos y gruesos. (ASTM C 136). NTC 93: 1995, Ingeniería civil y arquitectura. Determinación de la resistencia al desgaste de agregados gruesos mayores de 19 mm, utilizando la máquina de los ángeles. (ASTM C 535). NTC 129: 1995, Ingeniería civil y arquitectura. Agregados pétreos. Extracción y preparación de muestras. (ASTM D 75).

1

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 2.2

NTC 98 (Primera actualización)

NORMAS ASTM

C 670 Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials. C 702 Practice for Reducing Field Samples of Aggregate to Testing Size. 3.

RESUMEN DEL MÉTODO DE ENSAYO

El ensayo en la máquina de Los Ángeles es una medida del desgaste de los agregados minerales de gradación normalizada resultante de la combinación de acciones que incluyen abrasión o desgaste, impacto, y trituración en un tambor rotatorio de acero; que contiene un número especificado de esferas de acero; el número de esferas depende de la gradación de la muestra de ensayo. Cuando el tambor rota, una pestaña recoge la muestra y las esferas de acero, arrastrándolas consigo hasta que ellas caen al lado opuesto del tambor, creando un efecto de impacto - trituración. El contenido, entonces, es arrastrado dentro del tambor con una acción abrasiva y trituradora hasta que golpea de nuevo la pestaña y el ciclo se repite. Después del número prescrito de vueltas, el contenido es removido del tambor y la porción de agregado es tamizada para medir el desgaste como pérdida en porcentaje. 4.

IMPORTANCIA Y USO

El ensayo en la máquina de Los Ángeles ha sido ampliamente usado como un indicador de la calidad relativa o competencia de varias fuentes de agregados que tienen composición mineral similar. Los resultados no permiten hacer automáticamente comparaciones válidas entre fuentes de agregados de diferente origen, composición o estructura. Los límites de especificaciones basados en este ensayo deben asignarse, con extremo cuidado, considerando los tipos de agregados disponibles y su historia de desempeño en utilizaciones anteriores. 5.

APARATOS

5.1

MÁQUINA DE LOS ÁNGELES

Se debe usar la máquina de ensayo de Los Ángeles, con todas sus características esenciales, de acuerdo con el diseño mostrado en la Figura. 1. La máquina consiste en un tambor cilíndrico hueco, de acero, cerrado en ambos extremos, con un diámetro interior de 711 mm ± 5 mm, y una longitud interior de 508 mm ± 5 mm. El cilindro está montado sobre ejes unidos a los extremos del cilindro pero que no entran en él, de tal manera que puede rotar con el eje en posición horizontal y dentro de una tolerancia en la pendiente de 1 en 100. El tambor tiene una abertura para la introducción del material de ensayo y de la carga abrasiva. Dicha abertura está provista de una cubierta que debe asegurar un cierre hermético para impedir la pérdida de material y del polvo. La cubierta debe tener la forma de la pared interna del tambor, excepto en el caso de que por la disposición de pestaña que se menciona más abajo, se tenga la certeza que el material no puede tener contacto con la cubierta durante el ensayo. Se debe montar una pestaña removible extendiéndose la longitud total del cilindro y proyectándose hacia adentro 89 mm ± 2 mm en el interior de la superficie del cilindro. La pestaña debe ser de un espesor tal que montada, con tornillos u otros medios adecuados, sea rígida y firme. La posición de la pestaña debe ser tal que la distancia de la pestaña a la abertura, medida 2

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NTC 98 (Primera actualización)

a lo largo de la circunferencia exterior del cilindro en la dirección de rotación, no sea menor de 1,27 m. Esta máquina debe estar provista de un contador de vueltas.

Dimensiones en mm Figura 1. Máquina de ensayo de Los Ángeles

Nota 2. Se prefiere el uso de una pestaña de acero resistente al desgaste, de sección rectangular y montada independientemente de la cubierta. Sin embargo, se puede usar un perfil laminado en ángulo como pestaña, montado apropiadamente sobre el interior de la placa de cubierta, previendo que la dirección de rotación sea tal que la carga sea recogida sobre la cara exterior del ángulo. Si la pestaña se deforma de su estado original hasta una condición en la que no se cumplan los requisitos dados en el literal X.1.2 del Anexo de esta norma, debe ser reparada o reemplazada antes de hacer ensayos adicionales.

5.1.1 La máquina debe ser accionada y contrabalanceada de modo tal que mantenga una velocidad uniforme (véase la nota 3). Si se usa un ángulo como pestaña, la dirección de rotación debe ser tal que la carga sea recogida sobre la cara exterior del ángulo.

Nota 3. Un mecanismo impulsor con juego o desprendido puede generar probablemente resultados que no sean duplicados por otras máquinas de Los Ángeles que produzcan una velocidad periférica constante.

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5.2

NTC 98 (Primera actualización)

TAMICES

Conforme a la NTC 32. 5.3

BALANZA

Una balanza o báscula con una precisión de 0,1 % de la carga en el rango requerido para este ensayo. 5.4

CARGA

La carga consiste en esferas de acero con diámetro promedio de 46,8 mm y con una masa entre 390 g y 445 g, cada una. 5.4.1 La carga, dependiendo de la gradación de la muestra como se describe en la Sección 7, se usa así: Gradación

Número de esferas

Masa de la carga. g

A

12

5 000 ± 25

B

11

4 584 ± 25

C

8

3 330 ± 20

D

6

2 500 ± 15

Nota 4. La carga puede consistir en una mezcla de estos tamaños conforme a las tolerancias de los numerales 5.4 y 5.4.1.

6.

MUESTREO

La muestra de campo deberá obtenerse de acuerdo con la NTC 129 y reducida al tamaño de la porción de ensayo de acuerdo con la norma ASTM C 702. 7.

MUESTRA DE ENSAYO

La muestra de ensayo debe ser lavada y secada al horno a una temperatura entre 105 °C y 110 °C hasta obtener una masa constante (véase la Nota 5), separada en fracciones de tamaño individual, y recombinada con la gradación de la Tabla 1 que más se acerque al rango de tamaños correspondiente en el agregado suministrado para el trabajo. La masa de la muestra previo al ensayo debe ser registrada con una aproximación de 1 g. 8.

PROCEDIMIENTO

Se coloca la muestra de ensayo y la carga abrasiva en la máquina de Los Ángeles y se gira el tambor a una velocidad entre 30 y 33 rpm hasta alcanzar 500 vueltas. Después del número prescrito de vueltas, se descarga el material de la máquina y se hace una separación preliminar de la muestra en un tamiz mayor de 1,70 mm. Se tamiza la porción fina en un tamiz de 1,70 mm según lo establece la NTC 77. Se lava el material más grueso que el tamiz 1,70 mm (véase 4

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la Nota 5), se seca en el horno a una temperatura entre 105 °C y 110 °C hasta obtener una masa constante y se pesa con una aproximación de 1 g. Notas: 5)

Si el agregado está libre de elementos adheridos y polvo, no se requiere el lavado antes ni después del ensayo. La eliminación del lavado después puede reducir algunas veces las pérdidas medidas en más de un 0,2 % de la masa original de la muestra.

6)

Se puede obtener información valiosa concerniente a la uniformidad de la muestra bajo ensayo determinando la pérdida después de 100 vueltas. Esta pérdida debe ser determinada sin l avar el material más grueso que el tamiz 1,70 mm. La relación de la pérdida después de 100 vueltas a la pérdida después de 500 vueltas no debe ser mayor de 0,20 para un material de dureza uniforme. Cuando se hace esta determinación, se debe tener cuidado para evitar la pérdida de cualquier parte de la muestra; se retorna la muestra completa, incluyendo el polvo por la fractura, a la máquina de ensayo para las 400 vueltas finales requeridas para completar el ensayo. Si se desea algún uso especifico se pueden efectuar mediciones diferentes intermedias para elaborar una curva de desgaste e incluso usar mayor número de vueltas.

9.

CÁLCULO

Se expresa la pérdida (diferencia entre la masa original y la masa final de la muestra de ensayo) como un porcentaje de la masa original de la muestra de ensayo. Se reporta este valor como la pérdida porcentual. Nota 7. La pérdida porcentual determinada por medio de este método no guarda una relación con la pérdida porcentual cuando se ensaya el mismo material con el Método de Ensayo descrito en la norma NTC 93.

10.

PRECISIÓN

La siguiente información corresponde a estudios efectuados en los Estados Unidos de América. Por lo tanto y mientras no se efectúen los mismos tipos de estudio en Colombia, esta información será simplemente una referencia. 10.1 Para un agregado grueso de tamaño máximo nominal de 19 mm con pérdidas porcentuales en intervalo de 10 % a 45 %, se ha encontrado que el coeficiente de variación multilaboratorios es 4,5 %1). Por lo tanto, los resultados de dos ensayos adecuadamente realizados de dos laboratorios diferentes sobre muestras de los mismos agregados gruesos no deben diferir uno del otro en más del 12,7 %1) de su promedio. Se ha encontrado que el coeficiente de variación para un solo operador es 2,0 %.1) Por lo tanto, los resultados de dos ensayos realizados adecuadamente por el mismo operador sobre el mismo agregado grueso no deben diferir uno del otro en más de 5,7 % de su promedio.1) 10.2 Sesgo. Ya que no hay material de referencia aceptado apropiado para determinar el sesgo para este procedimiento, no se hace ningún planteamiento sobre sesgo.

1)

Estos números representan, respectivamente, los límites (1S %) y (D2S %) descritos en la Norma ASTM C 670.

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NTC 98 (Primera actualización)

Tabla 1. Gradaciones de muestras de ensayo Tamaño del tamiz, mm

Masa de los tamaños indicados, g

(abertura cuadrada) Pasa

Gradación A

B

C

D

37,5

25,0

1 250 ± 25

-

-

-

25,0

19,0

1 250 ± 25

-

-

-

19,0

12,5

1 250 ± 10

2 500 ± 10

-

-

12,5

9,5

1 250 ± 10

2 500 ± 10

-

-

9,5

6,3

-

-

2 500 ± 10

-

6,3

4,75

-

-

2 500 ± 10

-

4,75

2,36

-

-

-

5 000 ± 10

5 000 ± 10

5 000 ± 10

5 000 ± 10

5 000 ± 10

Total

11.

Retenido en

DOCUMENTO DE REFERENCIA

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Test Method for Resistance to Degradation of Small - Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine. Philadelphia; 1989, 4P, 1il (ASTM C 131)

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NTC 98 (Primera actualización) ANEXO X

X.1

MANTENIMIENTO DE LA PESTAÑA

X.1.1 La pestaña de la máquina de Los Angeles está sujeta a desgaste e impacto. Con el uso, la superficie de la pestaña es abollada por las esferas y tiende a desarrollar una ondulación del metal paralela y a unos 32 mm de la unión de la pestaña y la superficie interna del tambor. Si la pestaña está hecha con un perfil laminado en ángulo, no solamente podría desarrollarse esta ondulación, sino que ésta podrá inclinarse longitudinalmente o transversalmente de su posición apropiada. X.1.2 La pestaña debe ser inspeccionada periódicamente para determinar que no ha girado de su posición longitudinal o radial con respecto al tambor. Si se encuentra alguna de estas condiciones, la pestaña debe ser reparada o reemplazada antes de efectuar otros ensayos. No es conocida la influencia sobre los resultados de ensayos realizados con placas con ondas desarrolladas por abolladuras. Sin embargo, para condiciones uniformes de ensayos, es recomendable que la altura de las ondas no exceda de 2 mm en altura.

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Unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades Magnitud

Unidad básica SI

Símbolo

Equivalencia

longitud

metro

m

1m

39,370 1 pulgadas 3,280 84 pies

masa

kilogramo

kg

1 kg

2,204 52 libras

tiempo

segundo

s

presión

pascal

Pa

1 Pa

1 N/m 2 0,101 472 kgf/mm2 2,088 54 x 10-2 lbf/pie2

temperatura celcius

grado celcius

°C

fuerza

newton

N

1N

0,101 972 kgf 0,224 809 lbf

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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 98 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo el 95-06-21. 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 369901 Concreto, mortero y agregados de la STN ICONTEC - ASOCRETO. ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE PRODUCTORES DE CONCRETO "ASOCRETO" CONCRETOS PREMEZCLADOS S.A. SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO SIKA ANDINA S.A. TOXEMENT S.A. Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: CENTRAL DE MEZCLAS S.A. CONCRELAB LTDA. CONCONCRETO S.A. CONCRETO CPR CONCRETOS DIAMANTE 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