NTE INEN 0917: Materiales bituminosos. Determinación

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NTE INEN 0917 (1983) (Spanish): Materiales
bituminosos. Determinación de la penetración
1. OBJETO
1.1 Esta norma establece el método para determinar la penetración de los materiales bituminosos, con
el fin de medir la consistencia o dureza de los mismos.
2. TERMINOLOGIA
2.1 Penetración. Es la distancia, en décimas de milímetros, que una aguja de dimensiones especificadas penetra
verticalmente en la muestra, bajo condiciones específicas de carga, temperatura y tiempo.
3. RESUMEN DEL METODO
3.1 Se calienta la muestra hasta obtener una consistencia fluida, se la deja enfriar bajo condiciones
controladas y se la coloca en un baño de agua a 25°C por un tiempo especificado.
3.2 Se coloca la muestra en el penetrómetro, se deja caer la aguja por un tiempo de 5 segundos y se mide la
penetración.
4. EQUIPO
4.1 Penetrómetro. Cualquier aparato conveniente que permita el movimiento vertical del eje sin causar
fricción apreciable y que indique la profundidad de la penetración con precisión a 0,1 mm. El espesor del
eje debe ser de 47,5 ± 0,05 g; el peso total de la aguja y el ensamblaje del eje debe ser de 50,00 ±
0,05 g. El aparato debe estar provisto de cargas de 50,00 ± 0,05 g y 100,00 ± 0,05 g, para obtener cargas
totales de 100 y 200 g según las condiciones de ensayo. La superficie sobre la cual descansa el
recipiente de la muestra debe ser plana y perpendicular al eje, y éste debe ser fácilmente desmontable.
4.2 Aguja normalizada. De acero inoxidable templado, de grado 440 C o similar, de dureza Rockwell
C 54 a 60, de aproximadamente 50 mm de longitud y 1,0 a 1,02 mm de diámetro (ver figura 1). La
aguja debe ser afilada simétricamente en un extremo, hasta formar un cono cuyo ángulo sea de 9,2 ± 0,5
grados; después de afilada la aguja, se debe recortar la punta para formar un cono truncado cuya base menor
tenga un diámetro de 0,14 a 0,16 mm; la truncación debe ser perpendicular al eje de la aguja dentro de los
dos grados permisibles y el filo debe ser cortante y libre de protuberancias. El acabado de la aguja debe ser
duro y pulido y la longitud expuesta, una vez colocada, debe ser de 40 a 45 mm. Cuando la aguja se coloca en un
herrente, éste debe estar constituido por una varilla cilíndrica de 3,20 ± 0,05 mm de diámetro y 38,1 ± 1,0 mm
de longitud, de acero inoxidable o bronce, en la cual la aguja debe mantenerse rígida y coaxialmente
colocada. El peso del conjunto herrete - aguja debe ser de 2,50 ± 0,05 g.
(Continúa)
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4.3 Recipiente para la muestra. Un recipiente cilíndrico, metálico o de vidrio, de fondo plano (ver nota 1) con las
dimensiones indicadas en la Tabla 1.
TABLA 1. Dimensiones del recipiente.
Penetración
diámetro (mm)
inferiores a 200
200 y 350
profundidad interna (mm)
55
70
35
45
4.4 Baño de agua. Con una capacidad no menor a 10 litros y capaz de mantener una temperatura de
25 ± 0,1 °C. El tamaño del baño debe ser tal, que l a muestra pueda estar sumergida en el agua a una profundidad no
menor de 100 mm, y colocada en un anaquel perforado a una distancia no menor de 50 mm del
fondo del baño. El baño debe estar limpio y libre de contaminaciones, pudiendo utilizarse una solución de salmura para
realizar ensayos a bajas temperaturas (ver nota 2).
4.5 Recipiente de transferencia. De forma cilíndrica y fondo plano, constituido de vidrio, metal o
3
plástico, de 350 cm de capacidad y suficiente profundidad para que el agua cubra el recipiente para la
muestra (ver nota 3).
4.6 Termómetro. El tipo de termómetro a utilizarse depende de las condiciones de ensayo, y los requisitos
para cada caso se indican en la Tabla 2. El termómetro debe sumergirse en el baño de agua a 150
± 15 mm.
TABLA 2. Especificaciones del termómetro
Ensayos a:
- Intervalos de la escala (°C)
- Inmersión (mm)
- Subdivisiones ( °C)
- Líneas largas cada (°C)
- Numeración (°C)
- Error máximo(°C)
- Máximo calentamiento
permitido (°C)
- Longitud total (mm)
- Longitud del bulbo (mm)
- Diámetro externo del bulbo(mm)
- Distancia del fondo del
bulbo a la graduación de(°C)
distancia (mm)
- Distancia del fondo del bulbo
a la graduación de (°C)
- distancia (mm)
°
°
°
°
0C y4C
46,1 C
19a27
total
0,1
0,5
1,0
0,1
-8a32
total
0,1
0,5
1,0
0,1
25a55
total
0,1
0,5
1,0
0,1
100
275 ± 5
25a35
80
379+_5
25 a 35
105
379 ± 5
25 a 35
6a7
6a7
25 C
19
136a 151
-5
77 a 98
25
115 a 135
26,7
21 7a23 6
30
307a330
55
324 a 344
4.7 Cronómetro. Graduado en segundos y con una precisión de ± 0,1 segundo para cada ciclo de 60
segundos; se puede utilizar un cronómetro calibrador automáticamente, unido al penetrómetro.
NOTA 1. Los recipientes sin costura, conocidos comúnmente como cajas o recipientes de hojalata, pueden obtenerse con las
dimensiones requeridas en esta norma.
NOTA 2. Si se va a realizar el ensayo de penetración sin sacar la muestra del baño, será necesario utilizar un anaquel suficientemente
fuerte para soportar el aparato de penetración.
NOTA 3. Se debe asegurar un ajuste firme y que prevenga el movimiento del recipiente para la muestra.
(Continúa)
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5. PROCEDIMIENTO
5.1 Material a ensayar. Una muestra de 200 g de material
bituminoso.
5.2 Preparación de la muestra.
5.2.1 Calentarla muestra hasta alcanzarla fluidez evitando sobrecalentamiento.
5.2.2 Agitar constantemente la muestra y aumentar la temperatura máximo a 90°C por encima del punto
de reblandecimiento si la muestra es asfalto, y a no más de 60°C por encima del punto de
reblandecimiento si la muestra es alquitrán (ver nota 4).
5.2.3 Verter la muestra en el recipiente hasta una profundidad tal, que cuando se enfríe hasta la
temperatura de ensayo, la profundidad de la muestra sea al menos 10 mm mayor que la profundidad a
la que se espera penetre la aguja (ver nota 5).
5.2.4 Cubrir cada recipiente con su contenido para protejerlo del polvo y dejarlo enfriar en condiciones
ambientales a una temperatura no mayor de 30°C y no menor de 15°C, por un tiempo de 90 a 120
3
minutos si se utiliza un recipiente de 177 cm y de 60 a 90 minutos si se utiliza un recipiente de 88,5
3
cm .
5.2.5 Colocar las dos muestras junto con el plato de transferencia en el baño de agua mantenido a la
temperatura especificada, dejando el recipiente pequeño 60 a 90 minutos en el baño, y el grande, 90 a
120 minutos.
5.3 Condiciones de ensayo
5.3.1 Cuando no se especifiquen las condiciones de ensayo, la temperatura, carga y tiempo deberán
ser de: 25°C, 100 g y 5 segundos, respectivamente.
5.3.2 Pueden usarse otras condiciones para ensayos especiales; estas condiciones se indican en la Tabla 3.
TABLA 3. Condiciones especiales de ensayo
Temperatura
carga
tiempo
°C
0
gramos
200
segundos
60
4
200
60
46,1
50
5
5.4 Procedimiento
5.4.1 Asegurar que el herrente y el vástago no contengan agua u otro material extraño; limpiar la aguja
antes de cada ensayo con un pedazo de tela limpia, humedecida con un disolvente adecuado, para
evitar las sustancias bituminosas adheridas a ella, y luego con otro pedazo de tela limpia y seca.
__________________________
NOTA 4. La muestra no debe calentarse por más de 30 minutos y se debe evitar la inclusión de burbujas de aire.
NOTA 5. Verter dos porciones de muestra, separadas por cada variación en las condiciones de ensayo.
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5.4.2 Si no se especifica de otra forma, colocar una carga de 50 gramos sobre la aguja, de manera que la carga
total normal sea de 100 ± 0,1 g para la aguja, eje y accesorios.
5.4.3 Si se realiza el ensayo con el aparato de penetración dentro del baño, deberá colocarse el
recipiente con la muestra directamente sobre la plataforma sumergida del aparato de penetración.
5.4.4 Si se realiza el ensayo con el penetrómetro fuera del baño, deberá colocarse el recipiente con la muestra en
el plato de transferencia, el cual se llena con agua del baño en cantidad tal que cubra completamente el recipiente.
Colocar el plato con el recipiente y la muestra sobre la plataforma del aparato de penetración. En estos casos, el
recipiente debe estar completamente sumergido durante todo el ensayo (ver nota 6).
5.4.5 Para cualquiera de los casos, ajustar la aguja cargada con los pesos especificados, hasta que tome contacto
con la superficie de la muestra; lo cual se logra haciendo el contacto del punto real de la aguja con su imagen
reflejada sobre la superficie de la muestra, mediante una fuente de luz debidamente ubicada (ver nota 7).
5.4.6 Anotar la lectura indicada sobre la escala del penetrómetro o colocar el indicador de lecturas en posición
cero.
5.4.7 Soltar la aguja rápidamente por el tiempo especificado y ajustar el instrumento para medir la
distancia penetrada en décimas de milímetro (ver nota 8).
5.4.8 Realizar por lo menos tres penetraciones sobre la superficie de la muestra en puntos distantes de 10
mm uno del otro (ver nota 9).
5.4.9 Para valores de penetración mayores de 200, utilizar por lo menos tres agujas, dejándolas en la
muestra hasta completar las tres terminaciones.
6. ERRORES DE METODO
6.1 Precisión. Los criterios para juzgar la aceptabilidad del ensayo son los siguientes:
6.1.1 Repetibilidad. Dos resultados obtenidos por un mismo operador sobre la misma muestra, en el
mismo laboratorio, con los mismos equipos, deberán considerarse aceptables si no difieren en más de las
cantidades indicadas en la Tabla 4.
6.1.2 Reproducibilidad. Dos resultados obtenidos por diferentes operadores, en diferentes laboratorios,
deberán considerarse aceptables si no difieren en más de los valores indicados en la Tabla 4.
_______________
N O T A 6 . Para ensayos de arbitraje, la penetración a temperaturas diferentes a 25°C debe realizarse sin sacar la
muestra del baño.
N O T A 7 . Se puede facilitar la colocación de la aguja en la posición adecuada, utilizando un tubo de metil - metacrilato
iluminado.
NO T A 8 . S i se observa que el recipiente con la muestra se mueve cuando se aplica la aguja, deberá descarta se el
ensayo.
NOTA 9. Si se utiliza el plato de transferencia, deberá colocarse el plato con el recipiente y la muestra en el baño de
agua, después de cada penetración.
(Continúa)
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TABLA 4. Precisión
Repetibilidad
Producto
Reproducibilidad
Asfalto a 25°C con una pene
tración menor de 50
1 unidad
4 unidades
Asfalto a 25°C con una penetración igual o mayor de 50
3% de la
media
8% de la
media
15% de la
media
4 unidades
Alquitrán a 25°C
7. INFORME DE RESULTADOS
7.1 Informar el resultado con aproximación al número entero más cercano, como el promedio al menos de tres
penetraciones, cuyos valores no difieran en más de las cantidades indicadas en la Tabla 5.
TABLA 5. Resultados aceptables
Penetración
Máxima diferen
cia entre el mayor
y menor valor en
contrado
0a49
2
50a 149
4
150 a 249
6
sobre 250
8
7.2 Debe mencionarse, además, cualquier condición no especificada en esta norma, o considerada como
opcional, así como cualquier circunstancia que pueda haber influido sobre el resultado.
7.3 Deben incluirse todos los detalles para la completa identificación de la muestra.
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FIGURA 1. Aguja normalizada (dimensiones en mm).
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APENDICE Z
Z.1 NORMAS A CONSULTAR
INEN 922. Materiales bituminosos. Muestreo.
Z.2 BASES DE ESTUDIO
Designation ASTM D 5. Penetration of bituminous materials American Society for Testing and Materials.
Filadelfia, 1982.
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INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA
Documento:
NTE INEN 917
TITULO: MATERIALES BITUMINOSOS. DETERMINACIÓN
DE LA PENETRACIÓN.
ORIGINAL:
Fecha de iniciación del estudio:
Código:
PE 03.04-313
REVISIÓN:
Fecha de aprobación anterior por Consejo Directivo
Oficialización con el Carácter de
por Acuerdo No.
de
publicado en el Registro Oficial No.
de
Fecha de iniciación del estudio:
Fechas de consulta pública: de 1980-11-04
a
1981-01-15
No hubo Subcomité Técnico por considerarlo así la Dirección General
Subcomité Técnico:
Fecha de iniciación:
Integrantes del Subcomité Técnico:
NOMBRES:
Fecha de aprobación:
INSTITUCIÓN REPRESENTADA:
Otros trámites: 4 Esta norma sin ningún cambio en su contenido fue DESREGULARIZADA, pasando de
OBLIGATORIA a VOLUNTARIA, según Resolución de Consejo Directivo de 1998-01-08 y oficializada
mediante Acuerdo Ministerial No. 235 de 1998-05-04 publicado en el Registro Oficial No. 321 del 1998-05-20
El Consejo Directivo del INEN aprobó este proyecto de norma en sesión de
Oficializada como: OBLIGATORIA
Registro Oficial No. 507 de 1983-06-06
1982-12-09
Por Acuerdo Ministerial No. 196 de 1983-05-18

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