NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 98 2006-12-15 INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR 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 COARSE AGGREGATE TO 37,5mm, BY ABRASION AND IMPACT IN THE LOS ANGELES MACHINE CORRESPONDENCIA: esta norma es una adopción idéntica (IDT) de la ASTM C131-03. DESCRIPTORES: agregado, granulado, grava, pétreo, resistencia al desgaste; ensayo; máquina de Los Ángeles; base granular, abrasión, impacto. I.C.S.: 91.100.20 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435 Prohibida su reproducción Segunda actualización Editada 2006-12-22 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 98 (Segunda actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo del 2006-12-15. 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” de la STN ICONTEC - ASOCRETO. ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE PORDUCTORES DE CONCRETO - ASOCRETO ASOCIACION NACIONAL DEL FABRICANTES DE LADRILLO Y DERIVADOS DE LA ARCILLA –ANFALIT– BRK LTD CAPISO CEMEX CONCONCRETO CONIKA EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTA - EAAB ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIRÍA GRAVILLERA ALBANIA HOLCIM IMOCOM INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DE CEMENTO –ICPC– LAB. CONTECON - URBAR MANOFACTURAS DE CEMENTO MBT METROCONCRETO PROALCO RINA LTDA SIKA COLOMBIA SOCIEDAD COLOMBIANA DE INGENIEROS –SCI– TOXEMENT TREMIX UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: AGOFER S.A. CALCULO Y CONSTRUCCIONES E.U. CAMACOL CONCRELAB LTDA CONCRETERA TREMIX S.A. CONCRETOS DE OCCIDENTE S.A. DEGUSSA- MBT DICENTE LTDA ECOPETROL INSTITUTO TECNOLOGICO METROPOLITANO MINISTERIO DE COMERCIO INDUSTRIA Y TURISMO MURCIA MURCIA S.A. SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO UNIVERSIDAD DE LOS ANDES UNIVERSIDAD JAVERIANA UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 98 (Segunda actualización) CONTENIDO Página 0. INTRODUCCIÓN...............................................................................................................1 1. OBJETO ............................................................................................................................1 2. REFERENCIAS NORMATIVAS ..................................................................................2 3. TERMINOLOGIA...............................................................................................................2 3.1 DEFINICIONES .................................................................................................................2 4. RESUMEN DEL MÉTODO DE ENSAYO.........................................................................2 5. IMPORTANCIA Y USO.....................................................................................................3 6. APARATOS.......................................................................................................................3 6.1 MÁQUINA DE LOS ÁNGELES ........................................................................................3 6.2 TAMICES...........................................................................................................................4 6.3 BALANZA .........................................................................................................................4 6.4 CARGA..............................................................................................................................5 7. MUESTREO ......................................................................................................................5 8. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA DE ENSAYO ..........................................................5 9. PROCEDIMIENTO ............................................................................................................6 10. CÁLCULO .........................................................................................................................6 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 98 (Segunda actualización) Página 11. INFORME ..........................................................................................................................6 12. PRECISIÓN Y SESGO .....................................................................................................6 13. PALABRAS CLAVE .........................................................................................................7 ANEXO X (Informativo) .................................................................................................................8 FIGURA Figura 1. Máquina de ensayo de Los Ángeles .........................................................................4 TABLA Tabla 1. Granulometría de muestras de ensayo ......................................................................5 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 98 (Segunda actualización) CONCRETOS. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL DESGASTE DE AGREGADOS GRUESOS HASTA DE 37,5 mm, UTILIZANDO LA MÁQUINA DE LOS ÁNGELES 0. INTRODUCCIÓN La NTC 98 es una adopción idéntica (IDT) por traducción de la ASTM C131:2003, con los siguientes cambios editoriales: - Se incluyó en el título el diámetro hasta el cual aplica la norma. - Se incluyen en el aparte 2 las referencias a las NTC equivalentes a las normas ASTM referenciadas. - Se incluyen en el aparte 1 las unidades en el Sistema Internacional como normativas. - Aunque en el país no se han realizado ensayos interlaboratorios para determinar la precisión y el sesgo de esta ensayo, a manera de información se relacionan los valores encontrados por la ASTM. 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 (Véase la Nota 1). NOTA 1 El procedimiento de ensayo para agregados gruesos mayores de 19 mm está contenido en la NTC 93. 1.2 Los valores normativos están de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades. Véase la norma NTC-ISO 1000. 1.3 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 regulaciones a usar. 1 de 9 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 2. NTC 98 (Segunda actualización) REFERENCIAS NORMATIVAS Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección). NTC 32, Tejido de alambre y tamices para propósitos de ensayo. (ASTM E11). NTC 77, Concretos. Método de ensayo para el análisis por tamizado de los agregados finos y gruesos (ASTM C136). NTC 93, Ingeniería civil y arquitectura. Determinación de la resistencia al desgaste de agregados gruesos mayores de 19 mm, utilizando la máquina de los ángeles. (ASTM C535). NTC 129, Ingeniería civil y arquitectura. Práctica para la toma de muestras de agregados. (ASTM D75). NTC 385, Ingeniería civil y arquitectura. Terminología relativa al concreto y sus agregados. (ASTM C125). NTC 1000, Metrología. Sistema Internacional de Unidades. (ISO 1000). NTC 3674, Ingeniería civil y arquitectura. Práctica para la reducción del tamaño de las muestras de agregados, tomadas en campo para la realización de ensayos (ASTM C702). ASTM A 6/ A 6M, Specification for General Requirements for Rolled Structural Steel Bars, Plates, Shapes, and Sheet Piling. ASTM C670, Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for Construction Materials. 3. TERMINOLOGIA 3.1 DEFINICIONES Para los términos usados en esta norma, véase la terminología de la NTC 385. 4. RESUMEN DEL MÉTODO DE ENSAYO 4.1 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 tamizado para medir el desgaste como pérdida en porcentaje. 2 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 5. NTC 98 (Segunda actualización) IMPORTANCIA Y USO 5.1 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. 6. APARATOS 6.1 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, con paredes de espesor no menor de 12,4 mm, (Véase la Nota 2), cerrado en ambos extremos, con un diámetro interior de 711 mm ± 5 mm, y una longitud interior de 508 mm ± 5 mm. El cilindro debe estar montado sobre ejes unidos a los extremos del cilindro pero que no entran en él, de tal manera que rota con el eje en posición horizontal dentro de una tolerancia en la pendiente de 1 en 100. El tambor debe tener una abertura para la introducción del material de ensayo. Dicha abertura está provista de una cubierta que debe asegurar un cierre hermético mediante tornillos para impedir la pérdida de material y de polvo. La cubierta debe tener la forma de la pared interna del tambor, excepto en el caso de que por la disposición de una pestaña que se menciona más abajo, se tenga la certeza que el material no puede caer sobre la cubierta o tener contacto con ella 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 (Véase la Nota 3) debe ser tal que las esferas de acero ni la muestra golpearán la cubierta, la lámina que la cubre ni sus alrededores y que la distancia de la pestaña a la abertura, medida a lo largo de la circunferencia exterior del cilindro en la dirección de rotación, no sea menor de 1270 mm. La pestaña se debe revisar periódicamente para verificar que no se ha pandeado en sentido longitudinal ni radial. Si esto ocurre la pestaña se debe reparar o reemplazar antes de hacer más ensayos. NOTA 2 Esta es la mínima tolerancia permitida en platinas de acero laminadas de 12,7 mm como se indica en la especificación de la norma ASTM A 6 / A 6M NOTA 3 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. 6.1.1 La máquina debe ser accionada y contrabalanceada de modo tal que mantenga una velocidad uniforme (véase la Nota 4). 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 4 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. 3 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 98 (Segunda actualización) Pared de acero de 13 de espesor Empaque Empaque Plaqueta de relleno del mismo espesor del empaque Plaqueta de relleno de espesor 13 más espesor del empaque Pestaña de ángulo de 152 x 102 x 13 Pestaña de acero de 89 por 25,4 por 508 89 Placa de cubierta de 190 x 7 89 Placa de cubierta de 190 x 7 Diseño preferido de pestaña y tapa en platina Diseño alternativo con pestaña de ángulo Dirección de rotación Extremos en acero fundido laminado no menores de 13 de espesor 508 Empaque Apertura de 152 No menor de 1270 medidos por fuera del tambor Ø 711 Motor sugerido no menor de 1 H.P. El apoyo de eje será en plias de concreto u otros apoyos rígidos Pila de concréto Bandeja para recolección del espécimen Dimensiones en mm Figura 1. Máquina de ensayo de Los Ángeles 6.2 TAMICES Conforme a la NTC 32. 6.3 BALANZA Una balanza o báscula con una precisión de 0,1 % de la carga en el rango requerido para este ensayo. 4 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 6.4 NTC 98 (Segunda actualización) CARGA La carga debe consistir en esferas de acero con diámetro promedio de 46,8 mm y con una masa entre 390 g y 445 g, cada una. 6.4.1 La carga, (Véase la Nota 5) dependiendo de la gradación de la muestra como se describe en el numeral 8, se debe usar 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 5 Esferas de acero de diámetros 46,0 mm y 47,6 mm y masas de 400 g y 440 g respectivamente, se consiguen fácilmente, así como esferas de 46,8 mm y 420 g de masa . La carga puede consistir en una mezcla de estos tamaños conforme a las tolerancias de los numerales 6.4 y 6.4.1. 7. MUESTREO 7.1 La muestra de campo se obtiene de acuerdo con la NTC 129 y reducida al tamaño de la porción de ensayo de acuerdo con la NTC 3674. 8. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA DE ENSAYO 8.1 La muestra de ensayo debe ser lavada y secada al horno a una temperatura entre 105 °C y 115 °C hasta obtener una masa constante (véase el numeral 9.1.1), 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 se registra con una aproximación de 1 g. Tabla 1. Granulometría de muestras de ensayo Tamaño del tamiz, mm (abertura cuadrada) Masa de los tamaños indicados, g Granulometría Pasa Retenido en 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 5 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 9. NTC 98 (Segunda actualización) PROCEDIMIENTO 9.1 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 rpm y 33 rpm hasta alcanzar 500 vueltas (Véase la Nota 6). 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 (No. 12). Se tamiza la porción fina en un tamiz de 1,70 mm según lo establece la NTC 77 (ASTM C136). Se lava el material más grueso que el tamiz 1,70 mm (No. 12), se seca en el horno a una temperatura entre 105 °C y 115 °C hasta obtener una masa constante (Véase el numeral 9.1.1) y se pesa con una aproximación de 1 g. (Véase la Nota 7) 9.1.1 Si el agregado está esencialmente libre de elementos adheridos y polvo, el requerimiento de lavado después del ensayo es opcional. Sin embargo, debe hacerse el lavado en el caso de un ensayo decisorio. NOTA 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 lavar 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 de fractura, a la máquina de ensayo para las 400 vueltas finales requeridas para completar el ensayo. NOTA 7 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. 10. CÁ90 LCULO 10.1 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 (Véase la Nota 8). NOTA 8 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 NTC 93. 11. INFORME 11.1 Se incluye lo siguiente en el informe: 11.1.1 Identificación de la fuente, tipo y tamaño nominal máximo del agregado 11.1.2 Granulometría usada para el ensayo, de acuerdo con la Tabla 1 11.1.3 Pérdida por abrasión e impacto, expresada como porcentaje de la masa y registrada con una aproximación del 1 %. 12. PRECISIÓN Y SESGO 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. 6 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 98 (Segunda actualización) 12.1 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 % (probabilidad del 95 %)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 % (probabilidad del 95 %) de su promedio 1) 12.2 Sesgo. Ya que no hay material de referencia aceptado apropiado para determinar el sesgo para este procedimiento, no se hace ningún planteamiento sobre sesgo. 13. PALABRAS CLAVE 13.1 Abrasión; Agregado (grueso; tamaño pequeño); degradación; impacto; máquina de Los Ángeles 1) Estos números representan, respectivamente, los límites (1s %) y (D2s %) descritos en la norma ASTM C670. 7 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 98 (Segunda actualización) ANEXO X (Informativo) 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 uniformidad de los ensayos, es recomendable que la altura de las ondas no exceda de 2 mm. 8 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 98 (Segunda actualización) DOCUMENTO DE REFERENCIA ASTM INTERNATIONAL. Standard Test Method for Resistance to Degradation of Small - Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine. Philadelphia; 2003, 4p, 1il (ASTM C131:2003). 9
