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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5653 2008-12-16

DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA, ABSORCIÓN Y VACÍOS EN EL CONCRETO ENDURECIDO.

E:

STANDARD TEST METHOD FOR DENSITY, ABSORPTION, AND VOIDS IN HARDENED CONCRETE

CORRESPONDENCIA:

esta norma es una adopción idéntica (IDT) de su documento de referencia la norma ASTM C642:2006 Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete. ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States.

DESCRIPTORES:

concretos, densidad, fases.

I.C.S.: 91.100.30 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. Tel. 6078888 Fax 2221435

Prohibida su reproducción

Editada 2008-12-24

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. 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 5653 fue ratificada por el Consejo Directivo el 2008-12-16. 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 100 Concretos, morteros, agregados y Grouts coordinado por la secretaria técnica de normalización de la Asociación Colombiana de Productores de Concreto - ASOCRETO-. ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE PRODUCTORES DE CONCRETO -ASOCRETOCEMEX DE COLOMBIA S.A. CONCONCRETO S.A. CONCRELAB LTDA. CONCRETOS ARGOS S.A. EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ. - EAABGRAVILLERA ALBANIA S.A.

HOLCIM COLOMBIA S.A. INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DE CEMENTO - CPCSIKA COLOMBIA S.A. TECNOBRAS LTDA. TOXEMENT S.A. UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS DE AQUINO -USTA-

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas:

A B PROYECTOS S.A. A&G INGENIERÍA LTDA. A.I.U LTDA. A.R.Q. S.A. AB PROYEXTOS S.A. ABC CONSTRUCCIONES S.A. ACC INGENIERIA LTDA. ACI PROYECTOS S.A. ACSAM CONSULTORES CÍA. LTDA. ACUARELA CDO S.A. ACUATÉCNICA LTDA.

ADMINISTRACIÓN COOPERATIVA NACIONAL DE DESARROLLO DE ENTIDADES TERRITORIALES ADMINISTRADORA DE PROYECTOS CIVILES LTDA. AFA CONSULTORES Y CONSTRUCTORES S.A. AFIACOL CONSTRUCCIONES LTDA. AGIL S.A. AGOFER S.A. AGRECON S.A.

AGREGADOS CALCÁREOS LTDA. AGREGADOS GARANTIZADOS DEL NORTE S.A. AGREGADOS Y CONCRETOS S.A. AKERMAN Y ASOCIADOS S.A. ALBERTO GUEVARA VALENCIA INDEPENDIENTEALCA INGENIERÍA LTDA. ALFREDO GIRALDO Y CÍA. LTDA. ALFREDO LÓPEZ Y CÍA. LTDA. ALMACENES CORONA S.A. ALTAIR INGENIERÍA LTDA. ALVARADO & DURING LTDA. ALVARO CANDELA Y CÍA. LTDA. ALVARO HERNANDO NARANJO OLAYA ALVARO MARULANDA MONTES ALVARO PÉREZ ARANGO Y CÍA. LTDA. ALVARO PINTO SERRANO ALVARO SABBAGH INGENIEROS AMARILO S.A. AMCOR PET PACKING DE COLOMBIA S.A. AMERICAN PIPE AND CONSTRUCTION INTERNATIONAL ANÁLISIS AMBIENTAL LTDA. ANDINA DE CONSTRUCCIONES Y ASOCIADOS S.A. ANDRÉS GILBERTO PÉREZ PARRA ÁNGEL ÁVILA & CIA LTDA. ANGEL OSWALDO ZAPATA CARDENAS ANGEL ROA HERNÁNDEZ ANPA TECNOLOGÍA LTDA. ANTONIO CURE YUNEZ ANTONIO JOSÉ VALBUENA RUÍZ APC LTDA. API PROYECTOS DE INGENIERÍA APLICAR LTDA. APLIKA S.A. AQUADATOS S.A. AQUAPRUF S.A. AQUATERRA INGENIEROS CONSULTORES S.A. AR CONSTRUCCIONES ARCESA S.A. ARIEL ALEXANDER ROA CORTÉS ARISTA LTDA. ARISTA S.A. ARM CONSULTING LTDA. ARMETALES S.A. ARPRO ARQUITECTOS INGENIEROS S.A. ARQ LTDA. ARQCLASS LTDA. ARQUICON LTDA.

ARQUITECTOS E INGENIEROS ASOCIADOS S.A. ARQUITECTURA 21 LTDA. ARQUITECTURA CORPORATIVA LTDA. ARQUITECTURA URBANA LTDA. ARQUITECTURA Y CONCRETO S.A. ARREDONDO MADRID INGENIEROS CIVILES LTDA. AS INGENIERÍA PUNTUAL S.A. ASECON LTDA. ASESORES LÍDERES DE CALIDAD LTDA. ASESORÍA EN INGENIERÍA DE PETRÓLEOS LTDA. ASESORÍAS FORESTALES LTDA. ASESORÍAS INGENIERÍA DE CALIDAD EMAC LTDA. ASESORIAS PRIGAN ASESOR120IAS PRIGAN LTDA. ASESORÍAS Y CONSTRUCCIONES S.A. ASFALTOS LA HERRERA S.A. ASFALTOS VISTA HERMOSA S.A. ASFALTOS Y VÍAS LTDA. ASGECOM LTDA. ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGIENIEROS DE PETROLEOS - ACIPET ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE PRODUCTORES DE AGREGADOS PETREOS - ASOGRAVAS ASOCIACIÓN DE CONSULTORES EN INGENIERÍA S. DE R.L. ASOCIENAGA ATLANTE PROYECTOS DE INGENIERÍA S.A. BATEMAN INGENIERÍA LTDA. BENEDICTO MEDINA SAAVEDRA BENJAMÍN MOYA CASTRO BERNARDO BIOINGENIERÍA TECNOLOGÍA Y AMBIENTE BIOTA S.A. BLUE PLANET S.A. BOCACOLINA S.A. C.I. A.C.D INGENIERÍA E.U. CÁLCULO Y CONSTRUCCIONES E.U. CARLOS EDUARDO BUILES PUERTA COMPAÑÍA COLOMBIANA DE CONSULTORES S.A. CONCRETERA TREMIX S.A. CONCRETODO LTDA. CONCRETOS ARGOS S.A. CONSTRUCCIONES E INTERVENTORÍAS LTDA. CONSTRUCTORA PRECOMPRIMIDOS S.A.

CONVEL S.A. CORONA S.A. DISTRIBUIDORA DE CEMENTOS DEL OCCIDENTE LTDA. ECOPETROL S.A. EMPRESA DE DESARROLLO URBANO DE MEDELLIN ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA FUNDACIÓN UNIVERSIDAD DE AMÉRICA GOBERNACION DE ANTIOQUIA GRUPO ARGOS S.A. HÉCTOR DÍAZ DELGADO -INDEPENDIENTEINDUSTRIAS CONCRETODO S.A. INERGAL S.A. JUAN CARLOS DE LOS RIOS PINEDA (INDEPENDIENTE)

LABORATORIOS CONTECON URBAR S.A. LABORATORIOS CONTECON URBAR S.A. MANUFACTURAS DE CEMENTO S.A. MINISTERIO DE COMERCIO, INDUSTRIA Y TURISMO MUNICIPIO DE CASTILLA - META MURCIA MURCIA S.A. MUROS Y TECHSO S.A. OBRAS CIVILES AMBIENTALES LTDA. PRESIDENCIA DE LA REPÚBLICA SÁNCHEZ GÓMEZ Y CÍA. LTDA. UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA UNIVERSIDAD DE AMÉRICA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES UNIVERSIDAD NACIONAL DE MEDELLIN

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

DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5653

CONTENIDO

Página

1.

ALCANCE ....................................................................................................................1

2.

SIGNIFICADO Y USO ..................................................................................................1

3.

APARATOS..................................................................................................................1

3.1

BALANZA.....................................................................................................................1

3.2

TANQUE.......................................................................................................................1

4.

ESPÉCIMEN ENSAYO.................................................................................................2

5.

PROCEDIMIENTO........................................................................................................2

5.1

MASA SECA EN HORNO ............................................................................................2

5.2

MASA SATURADA DESPUÉS DE INMERSIÓN.........................................................2

5.3

MASA SATURADA DESPUÉS DE HERVIDA.............................................................2

5.4

MASA SUMERGIDA ....................................................................................................2

6.

CÁLCULOS ..................................................................................................................2

7.

EJEMPLO.....................................................................................................................3

8.

PRECISIÓN Y SESGO .................................................................................................5

8.1

PRECISIÓN ..................................................................................................................5

8.2

SESGO .........................................................................................................................5

9.

DOCUMENTO DE REFERENCIA ...............................................................................5

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 5653

DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA, ABSORCIÓN Y VACÍOS EN EL CONCRETO ENDURECIDO

1.

ALCANCE

1.1 Este método de ensayo cubre la determinación de la gravedad específica (densidad aparente), porcentaje de absorción y porcentaje de vacíos (porosidad abierta) en el concreto endurecido. 1.2 El texto de este método de ensayo referencia notas y pie de páginas que proveen información explicativa. Estas notas y pies de página, excluyendo las de tablas y figuras, no deben ser consideradas como requerimientos de esta norma. 1.3 Los valores normativos se encuentran indicados en unidades del Sistema Internacional de Unidades – SI, los valores entre paréntesis son informativos.

2.

SIGNIFICADO Y USO

2.1 Este método de ensayo es útil para determinar la información necesaria para realizar conversiones entre masa y volumen del concreto. Este método es usado para determinar la conformidad con las especificaciones para el concreto y también para mostrar variaciones de un lugar a otro dentro de una masa de concreto.

3.

APARATOS

3.1

BALANZA

Debe tener una sensibilidad del 0,025 % de la masa del espécimen. 3.2

TANQUE

Debe ser de dimensiones apropiadas para sumergir el espécimen y tener un alambre adecuado para suspender dicho espécimen en el agua.

1 de 5

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4.

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ESPÉCIMEN ENSAYO

4.1 La muestra debe estar constituida por diferentes porciones individuales de concreto, cada una para ser ensayada separadamente. Las porciones individuales pueden ser pedazos de cilindros, núcleos o vigas de cualquier tamaño o forma, siempre y cuando el volumen de cada pedazo no sea inferior a 350 cm³, para un concreto de peso normal el pedazo puede ser de aproximadamente 800 g. Cada porción debe estar libre de grietas, fisuras o bordes rotos observables a simple vista.

5.

PROCEDIMIENTO

5.1

MASA SECA EN HORNO

Determine la masa de las muestras y séquelas por lo menos 24 h, en un horno a una temperatura entre 100 °C – 110 °C. Luego de retirar cada espécimen del horno déjelo al aire fresco y seco, preferiblemente en un desecador, a una temperatura de 20 °C a 25°C y determine la masa. Si el espécimen estaba relativamente seco cuando se determinó su masa por primera vez y la segunda masa se acerca bastante a la primera, se debe considerar seco el espécimen. Si el espécimen estaba húmedo cuando se determino la masa por primera vez, colóquelo nuevamente en el horno para un segundo tratamiento de secado durante 24 h y determine otra vez su masa. Si la tercera masa coincide con la segunda considere el espécimen seco, en caso de cualquier duda, seque de nuevo el espécimen por un período de 24 h hasta que las masas de control coincidan. Si la diferencia entre los valores obtenidos entre dos masas sucesivas excede el 0,5 % del valor mas bajo, retorne el espécimen al horno por otro período de secado de 24 h y repita el procedimiento hasta que la diferencia entre dos masas sucesivas sea inferior al 0,5 % de la menor masa obtenida. Designe “A” a este último valor. 5.2

MASA SATURADA DESPUÉS DE INMERSIÓN

Después de haber secado, enfriado y determinado la masa el espécimen sumérjalo en agua a 21 °C (aprox.) por un tiempo no menor a 48 h hasta que dos controles de masa llevados a cabo con una diferencia de 24 h, muestren un aumento de masa menor al 5 % de la masa mayor. Para determinar la masa, seque la humedad superficial con una toalla. Designe “B” a este último valor. 5.3

MASA SATURADA DESPUÉS DE HERVIDA

Coloque el espécimen, procesado de acuerdo al numeral 5.2, en un recipiente adecuado, cúbralo con agua y hiérvalo durante 5 h. Déjelo que se enfrié por pérdida natural de calor por no menos de 14 h hasta una temperatura final de 20 °C a 25°C. Retire la humedad superficial con una toalla y determine la masa del espécimen. Designe “C” la masa del espécimen hervido, saturado y superficialmente seco. 5.4

MASA SUMERGIDA

Suspenda el espécimen, después de su inmersión y hervido, con una cuerda o alambre y determine su masa en el agua. Designe este valor “D”.

6.

CÁLCULOS

6.1 Usando las masas determinadas de acuerdo con los procedimientos del numeral 5, realice los siguientes cálculos: 2

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Absorción después de inmersión, % = [(B – A)/A] x 100 Absorción después de inmersión y hervido, % = [(C – A)/A] x 100 Densidad seca, g1 = [A/(C – D)] ρ Densidad después de inmersión, = [B/(C – D)] ρ Densidad después de inmersión y hervido, = [C/(C – D)] ρ Densidad aparente, g2 = [A/(A - D)] ρ Volumen de poros permeables (vacíos), % = (g2 – g1) / g2 x 100 o también (C – A) / (C – D) x 100

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

en donde A

=

Masa en gramos de la muestra seca al horno, g

B

=

Masa en gramos de la muestra saturada y superficialmente seca después de inmersión, g

C

=

Masa en gramos de la muestra saturada y superficialmente seca al aire después de inmersión y hervido, g

D

=

Masa en gramos de la muestra en agua después inmersión y hervido, g

g1

=

Densidad seca, Mg/m3

g2

=

Densidad aparente, Mg/m

ρ

=

Densidad del agua = 1 Mg/m3 = 1 g/cm3

3

7.

EJEMPLO

7.1

Asuma que una muestra tiene las siguientes características:

7.1.1

Masa del espécimen = 1 000 g

7.1.2 Volumen total del espécimen (incluyendo sólidos, vacíos permeables y vacíos impermeables) = 600 cm³ 7.1.3

Gravedad específica absoluta de la parte sólida de espécimen = 2,0 g/cm³

7.1.4

Los espacios de vacíos en el espécimen contienen inicialmente sólo aire (no agua).

7.2 Entonces estos son 500 cm³ de sólidos y 100 cm³ de vacíos que componen el total del espécimen y el contenido de vacíos es 1/6 = 16,67 %. 7.3

Asuma que bajo inmersión son absorbidos 90 ml de agua.

7.4

Asuma que después de hervido son absorbidos 95 ml de agua.

7.5 Basados en las suposiciones realizadas en los numerales 7.1 a 7.4 los valores que se podrían calcular siguiendo los procedimientos consignados en el numeral 5 son los siguientes: 7.51

Masa seca al horno, A = 1 000 g

7.5.2

Masa en aire después de inmersión, B = 1 090 g

7.5.3

Masa en aire después de inmersión y hervido, C = 1 095 g

7.5.4

Masa aparente en agua después de inmersión y hervido, D = 495 g. 3

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NOTA 1 Como la pérdida de masa en el agua es igual a la masa del agua desplazada y el volumen del espécimen es 600 cm³, entonces la masa del espécimen en agua después de inmersión y hervido es 1 095 – 600 = 495 g.

7.6 Usando los datos consignados arriba para realizar los cálculos descritos en la numeral 6, se obtiene los siguientes resultados (Véase la Nota 2): Absorción después de la inmersión, % = [(B – A)/A] x 100 = [(1090 – 1 000)/1 000] x 100% = 9,0%

(8)

Absorción después de inmersión y hervido, % = [(C – A)/A] x 100 = [(1 095 – 1 000)/1 000] x 100% = 9,5%

(9)

Densidad seca, g1

= A/(C – D) ρ = [(1 000/(1 095 – 495)]x1 = 1,67 g/cm³ = g1

(10)

Densidad después de inmersión, = B/(C – D) ρ = [1 090/(1 095 – 495)]x1 = 1,82 g/cm³

(11)

Densidad después de inmersión y hervido, = C/(C – D) ρ = [1 095/(1 095 – 495)] = 1,83 g/cm³

(12)

= A/(A / D) ρ = [1 000/(1 000 – 495)]x1 = 1,98 g/cm³ = g2

Densidad aparente g2

Volumen de poros permeables (vacíos) % = (g2 – g1)/ g2 x 100 = [(1,98 – 1,67)/ 1,98] x 100 = 15,8 cm3 ó también = (C – A)/(C – D) x 100 = [(1 095 – 1 000)/(1 095 – 495)] x 100 = 15,7 cm3

(13) (14)

NOTA 2 Este método de ensayo no involucra el cálculo de la densidad absoluta. Por lo tanto aquellos espacios de poros que pueden existir en el espécimen y que no se desocupan durante el secado o no se saturan de agua durante la inmersión y hervido o ambos, son considerados “impermeables” y no se diferencian de la porción sólida del espécimen para los cálculos, especialmente para el cálculo del volumen de vacíos. En el ejemplo se asumió que la densidad absoluta era de 2,0 g/cm³, el espacio total de vacíos de 16,67 % y que los vacíos impermeables eran 5 cm³. Sí el procedimiento se realizó de acuerdo con el numeral 5 y los cálculos se desarrollaron de acuerdo al numeral 6, tienen el efecto de asumir que hay 95 cm³ de poros y 505 cm³ de sólidos e indican que el material sólido tiene una densidad aparente de 1,98 g/cm³ en lugar de una densidad absoluta de 2,0 g/cm³ y el espécimen tiene un porcentaje de vacíos de 15,8 en lugar de 16,67.

Dependiendo de la distribución del tamaño de poros y de los radios de poro de entrada en el concreto y el propósito para el cual los resultados del ensayo son deseados, los procedimientos de este ensayo pueden ser adecuados y suficientemente rigurosos. En el caso de que se 4

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desee saturar más poros que los que se llenan con la inmersión y hervido, se usan varias técnicas que involucran el uso de tratamiento de vacíos o incrementos de presión. Si se desea hacer una medida rigurosa del total de poros sólo se podrá hacer determinando la densidad absoluta reduciendo primero la muestra de partículas discretas suficientemente pequeñas como para que no queden poros impermeables en ninguna partícula. Si la densidad absoluta fuera determinada se debería llamar g3. Entonces: El volumen total de vacíos, % = (g3 – g1)/ g3 x 100 = (2,00 – 1,67)/ 2,00 x 100 = 16,5

8.

PRECISIÓN Y SESGO

8.1

PRECISIÓN

Actualmente no hay suficientes datos disponibles que justifiquen llevar a cabo un reporte de precisión para este método de ensayo. 8.2

SESGO

El sesgo para este método de ensayo no puede ser determinado dado que no hay una norma de referencia disponible para hacer la comparación.

9.

DOCUMENTO DE REFERENCIA

ASTM C642-06 Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete. ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States.

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