Norma para cementos hidraulicos

Publicado en “La Gaceta” No. 167 de 5 de setiembre de 1990
DECRETO No. 19872-MEIC
EL PRESIDENTE DE LA REPUBLICA Y
EL MINISTRO DE ECONOMIA INDUSTRIA Y COMERCIO
En uso de las potestades que les confiere el artículo 140, inciso 3 y 18 de la Constitución Política y de
acuerdo con lo dispuesto en la Ley 5292 del 9 de agosto de 1973
DECRETAN:
Artículo 1º- Aprobar la siguiente
NCR 40:1990
Norma para cementos hidraúlicos
1 AMBITO DE APLICACION
La presente norma tiene por objeto dar las definiciones correspondientes a los cementos hidráulicos
normalmente utilizados y a sus componentes, así como establecer la clasificación de dichos cementos por
tipos y fijar las especificaciones para los mismos.
2 DEFINICIONES GENERALES
2.1 conglomerantes hidráulicos: son materiales artificiales de naturaleza inorgánica y mineral, que
finamente molidos y convenientemente amasados con agua forman pastas que fraguan y endurecen a
causa de las reacciones de hidrólisis e hidratación de sus constituyentes, dando lugar a productos
hidratados mecánicamente resistentes y estables, tanto al aire como bajo agua.
2.1.1 cemento Portland: cemento hidráulico producido al pulverizar clinker de cemento Portland,
consistente básicamente de silicatos de calcio hidráulicos y que usualmente contiene una o más formas de
sulfato de calcio como adición de molienda.
2.1.2 cemento Portland modificado con maliza: cemento hidráulico que consiste en una mezcla (nota 1)
íntima y uniforme de cemento Portland y caliza, producido por una molienda conjunta de clinker de cemento
Portland y piedra caliza, y donde la cantidad de caliza es menor al 15% en peso del cemento Portland
modificado.
2.1.3 cemento Portland puzolana: cemento hidráulico que consiste en una mezcla (nota 1) íntima y
uniforme de cemento Portland y puzolana fina y que se produce, ya sea por una molienda conjunta de
clinker de cemento Portland y puzolana, por mezcla de cemento Portland y puzolana finamente dividida, o
por una combinación de ambas técnicas y donde la cantidad de puzolana es del 15 al 40% del peso del
cemento Portland puzolana.
2.1.4 cemento Portland modificado con puzolana: cemento hidráulico que consiste en una mezcla (nota 1)
íntima y uniforme de cemento Portland y puzolana fina y, que se produce ya sea por una molienda conjunta
de clinker de cemento Portland y puzolana, por mezcla de cemento Portland y puzolana finamente dividida,
o por una combinación de ambas técnicas y donde la cantidad de puzolana es menor del 15% en peso del
cemento Portland modificado.
Nota 1. El conseguir la mezcla íntima y uniforme de dos o más tipos de materiales finos es difícil.
Consecuentemente, equipos adecuados y controles específicos deberán ser previstos por el fabricante.
2.2 constituyentes del cemento:
2.2.1 clinker Portland: son los productos artificiales obtenidos por la calcinación y sinterización de las
materias primas (caliza, arcilla), a la temperatura y durante el tiempo necesarios, y por enfriamiento
adecuado subsiguiente, a fin de que dichos productos formen la composición química y la constitución
mineralógica adecuadas (principalmente silicatos de calcio).
2.2.2 rellenos (“fillers”) calizos: son materiales de naturaleza inorgánica y origen mineral carbonatado,
compuestos principalmente por carbonato de calcio en forma de calcita, que molidos conjuntamente con el
clinker de cemento Portland en proporciones determinadas, delimitados por las normas, afectan
favorablemente a las propiedades y al comportamiento de los conglomerados del cemento frescos y
endurecidos. Para efectos de esta norma se especifica que los fillers calizos deben contener no menos del
85% en masa de carbonato de calcio (CaCO3).
2.2.3 materiales puzolánicos: son materias naturales o productos artificiales, capaces de combinarse con la
cal, a la temperatura ambiente y en presencia de agua, para formar compuestos hidráulicos semejantes a
los originados en la hidratación de los constituyentes del clinker portland.
2.2.3.1 puzolanas naturales: son principalmente rocas tobáceas, volcánicas vítreas de naturaleza traquítica
alcalina o pumítica. También son puzolanas naturales las harinas fósiles de naturaleza silícica, como la
diatomita.
2.2.3.2 puzolanas artificiales: son determinados subproductos silíceos vítreos, como las cenizas volantes.
También pueden serlo ciertas arcillas térmicamente activadas y determinadas escorias metalúrgicas.
2.2.3.3 cenizas volantes: son los residuos sólidos que se recogen por precipitación electrostática, o por
captación mecánica de los polvos que acompañan a los gases de combustión de los quemadores de
centrales termoeléctricas alimentadas con carbones pulverizados.
2.2.4 sulfato de calcio: en la manufactura de cemento se entiende como un producto compuesto
esencialmente por sulfato de calcio en forma de anhidrita (CaSO4) o yeso (CaSO4.2H2O).
2.2.5 aditivos: material que es molido o mezclado en cantidades limitadas con un cemento hidráulico
durante su manufactura, ya sea como una "adición de proceso" si se utiliza como ayuda en la fabricación o
manejo del cemento, o como una "adición funcional" si modifica el comportamiento del producto terminado
(producto mezcla de concreto).
2.2.6 reguladores de fraguado: son materiales naturales o productos artificiales que añadidos a los
clinkeres portland y a otros constituyentes eventuales de los cementos, en proporciones adecuadas y
molidos conjuntamente con ellos, proporcionan cementos que cumplan con los requisitos de la Tabla Nº1.
El regulador de fraguado más usual es el sulfato de calcio en algunas variedades, o en mezclas de ellas.
2.3 hidratación: reacción química que sucede entre el cemento hidraúlico (en el caso de la manufactura del
concreto) y el agua para formar nuevos compuestos, la mayoría de los cuales poseen propiedades
productoras de dureza.
3 CLASIFICACION DE LOS CEMENTOS
3.1 Cementos Hidráulicos Portland Tipo I. Son los conglomerantes hidráulicos constituidos con base en
clinker portland en proporción no menor de 90% en masa, y de cualquiera de los otros constituyentes
definidos en esta norma, o mezclas de ellos, en proporción total no mayor del 10% en masa. Este 10%
incluye el regulador de fraguado hasta 5% (que deberá añadirse al mismo en la proporción adecuada).
3.2 Cementos Portland 1 Modificados con Puzolana - Tipo I (MP). Para uso en construcciones generales de
concreto. El uso del cemento tipo I (MP) no puede efectuarse en aquellos casos donde se desean las
características especiales atribuibles a las mayores cantidades de puzolana que se utilizan en el cemento
Tipo P.
3.3 Cementos Portland Puzolánicos - Tipo P. Cemento Portland Puzolana para uso en construcciones
donde no sean necesarias altas resistencias a la compresión a tempranas edades.
3.4 Cementos Portland I Modificado con Caliza - Tipo I (MC). Para uso en construcciones generales de
concreto.
3.5 Cemento Portland - Tipo II. De uso general, especialmente para cuando se requiera una resistencia
moderada al ataque de sulfatos o de un moderado calor de hidratación.
3.6 Cemento Portland - Tipo III. Para uso cuando se requiera una alta y temprana resistencia a la
compresión.
3.7 Cemento Portland - Tipo IV. Para uso cuando se requiera un bajo calor de hidratación.
3.8 Cemento Portland Tipo V. Para uso cuando se desea una alta resistencia al ataque de sulfatos.
Nota. Los cementos tipos I, II, III y P pueden tener características especiales (resistencia moderada a
los sulfatos, alto contenido de aire, bajo calor de hidratación, etc.), en tales casos se debe especificar, por
adición, tipos de denominación, de los sufijos (MS), (A) y (MH).
4 COMPOSICION QUIMICA
Los cementos hidráulicos descritos anteriormente deben cumplir las especificaciones químicas normales
establecidas en la Tabla Nº 1. Adicionalmente pueden solicitarse las especificaciones químicas opcionales
que se muestran en la Tabla Nº 2.
5 PROPIEDADES FISICAS
5.1 Los cementos hidráulicos descritos anteriormente deben cumplir con las especificaciones físicas
establecidas en la Tabla 3. Adicionalmente pueden solictarse las especificaciones físicas mostradas en la
Tabla Nº 4.
Notas.
Para el control de calidad, la precisión y la exactitud de los resultados de las pruebas químicas y
físicas se rige por la Norma ASTM-E 177-71 (l980), o por sus próximas revisiones.
Para determinar la precisión de los resultados interlaboratorios de las pruebas químicas y
físicas, se rigen por la Norma ASTM-C 802-80, o por sus próximas revisiones.
6 MUESTREO
6.1 Cuando el comprador desea que el cemento sea muestreado y probado para verificar el cumplimiento
de esta especificación, el muestreo debe efectuarse según lo establece el método ASTM - C183-83a o por
sus próximas revisiones.
6.2 El método ASTM - C183-83a no está diseñado para el control de calidad del manufacturador del
cemento, por lo que no lo requiere el fabricante para la emisión de su certificado.
7. METODOS DE ANALISIS
7.1
7.2
Los análisis químicos se rigen por la norma ASTM c114-83ª, o por sus próximas revisiones.
El cálculo de la composición mineralógica, se rige por la norma ASTM C 150-83ª , o por sus
próximas revisiones.
7.3 Las pruebas físicas se rigen por las siguientes normas ASTM 109-80, ASTM C 151-77 (1983), ASTM
185-80, ASTM C 191-82, ASTM C204-81, ASTM C 266-77 o por sus próximas revisiones.
8 INSPECCIONES
La inspección del material debe llevarse de común acuerdo entre el comprador y el vendedor como una
parte del contrato de compra.
9 EMPAQUE Y MARCADO
El cemento debe estar seco y ser empacado en bolsas o sacos de 50 kg, hechos de papel Kraft u otro
material adecuado. Deben estar marcados con el nombre de CEMENTO, así como su tipo, en un tamaño
no menor de 6 cm. Debe cumplir además con, los requisitos establecidos en la Norma Oficial de Etiquetado
para Productos no Alimenticios.
10 CORRESPONDENCIA
Para la elaboración de este documento fueron consultados los siguientes
documentos:
Costa Rica. Ministerio de Economía, Industria y Comercio. Norma oficial para cemento Portland Tipo I. San
José, Costa Rica: Imprenta Nacional, 1979.
U.S.A. American Society for Testing Materials. ANNUAL BOOK OF ASTM STANDARDS. Section 4.
Cement; lime; gypsum. Easton MD: 1985
España. Instituto Español de Normalización. UNE 80-301-85 CEMENTOS. Definiciones, clasificación y
especificaciones. Madrid: julio 1985
España. Instituto Español de Normalización. UNE 80-301-87 CEMENTOS. Definiciones, clasificación y
especificaciones. Primer complemento. Madrid: julio 1987
España. Instituto Español de Normalización. UNE 80-302-85 CEMENTOS. Especificaciones químicas para
sus constituyentes. Madrid: octubre 1985
España. Instituto Español de Normalización. UNE 80-303-86 CEMENTOS. Cementos con características
especiales. Madrid: noviembre 1986
France. L' ASSOCIATION FRANCAISE DE NORMALISATION (AFNOR). NF P 15-301, Liants hidrauliques.
Definitions, classification et specifications des ciments. Paris: décembre 1978
Brasil. ABNT. EB 758 Ciminto Portland pozolanico. Brasil: 1974
United Kingdom. British Standards Institution. BS 12:1978 Ordinary and rapid-hardening Portland cement.
London: 1978 y literatura técnica.
10 TABLAS
Las condiciones de cumplimiento obliglatorio fijadas por esta Norma aparecen: para las propiedades
químicas, en la Tabla N} 1 y para las propiedades físicas en la Tabla N} 3. Adicionalmente, las Tablas N} 2
y 4 presentan condiciones opcionales, que pueden ponerse de acuerdo entre suplidor y comprador. Las
tablas usadas en esta norma fueron consultadas del ASTM 1983, Annual Book of ASTM Standards. Volume
04.01 Cement; lime; gypsum.
TABLA Nº 1 fue consultada de la Norma ASTM C 150 -83a
TABLA Nº 2 fue consultada de la Norma ASTM C 150 -83a
TABLA Nº 3 fue consultada de la Norma ASTM C 150 -83a
TABLA Nº 4 fue consultada de la Norma ASTM C 150 -83a
Tabla Nº 1. Especificaciones químicas normales de los cementos hidráulicos (1,2)
COMPOSICION
Oxido de Sílice (SiO2), % mín
Oxido de aluminio (Al2O3), %
max
Oxido de hierro (Fe2O3), %
max
Oxido de magnesio (MgO), %
max
Trióxido de azufre (SO3), %
max
Cuando C3A es 8% o
menor
Cuando C3A es mayor que
8%
Pérdida por ignición, % max
Residuo insoluble, % max
Silicato tricálcico (C3S), %min
Silicato dicálcico (C2S), % min
Aluminato tricálcico (C3A), %
max
(C4AF+2(C3A) o (C4AF+C2F),
%max
I
II
20,0
6,0
III
6,0
5,0
TIPOS DE CEMENTO
IV
V
I(MP) I(MC)
6,5
6,0
6,0
6,0
6,0
5,0
5,0
4,0
3,0
3,0
3,5
5,0
3,0
P
3,5
2,3
NA
4,5
NA
NA
3,0
0,75
3,0
0,75
3,0
0,75
8,0
15,0
2,5
0,75
35,0
40,0
7,0
(1)
2,3
(1
5,0
4,0
3,0
(1
3,5
5,0
7,0
5,0
5,0
5,0
20,0
(2)
Notas
(1) NA no aplicable.
(2) No se aplica cuando la expansión sulfática es especificada en la Tabla Nº 4.
Tabla Nº 2. Especificaciones químicas opcionales de los cementos.
COMPOSICION
Aluminato Tricálcico (C3A)
Aluminato Tricálcico (C3A)
(C3S + C3A)
AlcalisS = (Na2O+0,658 K2O)
I
0,60
II
58
0,60
Notas
1. Para moderada resistencia a los sulfatos
TIPOS DE CE MENT O
III
IV
V
Característica especial
8
(1)
5
(2)
(3)
0,60
0,60
0,60
(4)
2.
3.
4.
Para alta resistencia a los sulfatos.
Para moderado calor de hidratación.
Para cementos de bajo contenido de álcalis.
Tabla Nº 3. Especificaciones físicas de los cementos hidráulicos.
CARACTERISTICAS FISICAS Y
MECANICAS
Clinker, % mínimo
Adiciones permitidas Filler calizo
%
Puzolana %
Regulador fraguado % máximo
Contenido de aire en el mortero,
% vol. Máximo
Prueba de permeabilidad al aire
2
m /kg mínimo
Contracción o expansión
autoclave % máximo
Resistencia a compresión
mínima, según edades, Mpa
1 día
3 días
7 días
28 días
Vicart
Fraguado inicial, mínimo en
minutos
Fraguado final, máximo en
minutos
Guilmore:
Fraguado inicial, mínimo en
minutos
Fraguado final, máximo en horas
I
T I P O S D E C E M E N T O S H I D R A U L I C OS
I (MP) I (MC) P
II
III
IV
V
90,0
0-5
80,0
0-5
80,0
5-l5
55,0
0-5
95,0
0
95,0
0
95,0
0
95,0
0
5
12
0-15
5
12
0
5
12
0-40
5
12
0
5
12
0
5
12
0
5
12
0
5
12
280
300
300
300
280
280
280
0,80
0,50
0,50
0,50
0,80
0,80
0,80
12,4
l9,3
12,4
l9,3
12,4
l9,3
6,9
17,2
8,3
l5,2
20,7
45
45
45
45
45
45
45
45
375
375
375
375
375
375
375
375
60
60
60
60
60
60
60
60
10
10
10
10
10
10
10
10
0,80
1
l0,3
20,7
10,3 (6,9 )
1
l7,2 (ll,7 )
12,4
24,l
Nota. Cuando el calor de hidratación opcional o la suma de silicato tricálcico y aluminato tricálcico es
especificado.
Tabla Nº 4. Especificaciones Físicas Opcionales de los Cementos Hidráulicos.
CARACTERISTICAS FISICAS Y
MECANICAS
Falso fraguado, penetración final,
mínimo %
Calor de hidratación
7 días máximo J/g
28 días máximo J/g
Resistencia a la compresión
mínima: 28 días Mpa
I
50
TIPOS DE CEMENTO0
II
III
IV
50
290
50
(1)
27,6
50
250
290
27,6
V
50
22,1
(1)
Expansión sulfática, 14 días,
máximo %
0,045
(2)
(1)Cuando el calor de hidratación es especificado, la suma de silicato tricálcico y aluminato tricálcico no se
toman en cuenta. Estas especificaciones de resistencia se aplican cuando el calor de hidratación, o la suma
de silicato tricálcico y aluminato tricálcico están especificados.
(2) Cuando la expansión sulfática se especifica, esto puede aplicarse en lugar de límites de (C3A) y (C4AF +
2(C3A)) de Tabla Nº 1.
Artículo 2º - A toda persona que haciendo uso de esta norma, encuentre errores tipográficos, ortográficos,
inexactitudes o ambigüedades, se le solicita notificarlo a la OFICINA NACIONAL DE NORMAS Y
UNIDADES DE MEDIDA, sin demora, aportando, si es posible, la información correspondiente, para hacer
las investigaciones necesarias y tomar las previsiones del caso.
Artículo 3º - Este decreto deroga el Decreto Ejecutivo Nº 8318 MEIC del 21 de marzo de 1978.
Artículo 4º - Serán sancionados de acuerdo con las leyes penales quienes incumplan con lo dispuesto en la
presente norma.
Artículo 5º - Rige a partir de su publicación.
Dado en la Presidencia de la República. San José, a los veintisiete días del mes de agosto de mil
novecientos noventa.
RAFAEL A. CALDERÓN F..- -El Ministro de Economía, Industria y Comercio, Gonzalo Fajardo Salas
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