NTE INEN 1501: Hormigón de cemento portland. Ceniza volante o puzolana natural para su uso en el hormigón de cemento portland. Muestreo y ensayos.

2011·0.68 MB·Spanish

by  Instituto Ecuatoriano de Normalización (INEN)

Republic of Ecuador
≠ EDICT OF GOVERNMENT ±
In order to promote public education and public safety, equal justice for all,
a better informed citizenry, the rule of law, world trade and world peace,
this legal document is hereby made available on a noncommercial basis, as it
is the right of all humans to know and speak the laws that govern them.
NTE INEN 1501 (2011) (Spanish): Hormigón de
cemento portland. Ceniza volante o puzolana
natural para su uso en el hormigón de
cemento portland. Muestreo y ensayos.



INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN

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Quito - Ecuador
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NORMA TÉCNICA ECUATORIANA NTE INEN 1 501:2011

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
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STANDARD TEST METHODS FOR SAMPLING AND TESTING FLY ASH OR NATURAL POSSOLANS FOR USE IN PORTLAND
CEMENT CONCRETE.

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First Edition
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DESCRIPTORES: Hormigón, cemento portland, cenizas volantes o puzolana, ensayos.
CO 02.10-329
CDU: 666.97
CIIU: 3699
ICS: 91.100.30


CDU: 666.97 CIIU: 3699
ICS: 91.100.30  CO 02.10-329


HORMIGÓN DE CEMENTO PORTLAND.
Norma Técnica NTE INEN
CENIZA VOLANTE O PUZOLANA NATURAL PARA SU USO
Ecuatoriana 1 501:2011
EN EL HORMIGÓN DE CEMENTO PORTLAND.
Voluntaria 2011-01
MUESTREO Y ENSAYOS.

1. OBJETO
n
ó
ci 1.1 Esta norma establece los procedimientos para muestreo y ensayo de ceniza volante y puzolana,
c
u crudas o calcinadas para su uso en el hormigón de cemento portland.
d
ro
p
e
r
a la 2. ALCANCE
d
bi
hi 2.1 Esta norma cubre los siguientes temas:
o
r
P
– Numeral Tema
r
o
d
a 3 DEFINICIONES
u
c
E
o- 4 DISPOSICIONES GENERALES
Quit 4.3 Materiales
– 4.4 Tipo y tamaño de la muestra
o
gr 4.5 Procedimiento de muestreo
a
m 4.6 Preparación y almacenamiento de las muestras
Al 4.7 Frecuencia de ensayos
y
29 5 ANÁLISIS QUÍMICOS
8-
o E 5.1 General – Reactivos y equipos
n 5.2 Contenido de humedad
e
r
o 5.3 Pérdida por calcinación
M
o 5.4 Dióxido de sílice, óxido de aluminio, óxido de hierro, óxido de calcio, óxido de magnesio,
z
ri trióxido de azufre, óxido de sodio y óxido de potasio
e
u 5.5 Álcalis disponibles
q
a
B 5.6 Amoníaco
–
9 6 ENSAYOS FÍSICOS
9
9
3 6.1 Densidad
1-
0 6.2 Finura, cantidad retenida mediante tamizado húmedo sobre el tamiz de 45 µm (No. 325)
7-
1 6.3 Incremento de retracción por secado en barras de mortero
a
sill 6.4 Resistencia a la acción de los sulfatos
Ca 6.5 Aire incorporado en el mortero
– 6.6 Índice de actividad de resistencia con cemento portland
N
E 6.7 Requerimiento de agua
N
n, I 6.8 Efectividad de la ceniza volante o de la puzolana natural en el control de las reacciones
ó álcali – sílice
ci
a 6.9 Efectividad de la ceniza volante o de la puzolana natural en la contribución a la
z
ali resistencia a la acción del sulfato
m
r 6.10 Precisión y desviación
o
N
de APÉNDICE X. Comentarios a la efectividad de la ceniza volante o de la puzolana
o natural en el control de las reacciones álcali – sílice
n
a
ri
o
at APÉNDICE Y. Comentarios a la efectividad de la ceniza volante o puzolana natural
u
c en la contribución a la resistencia a la acción del sulfato
E
o
stitut
n
I

(Continúa)

DESCRIPTORES: Hormigón, cemento portland, cenizas volantes o puzolana, ensayos.
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NTE INEN 1 501 2011-01

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2.2 Estos métodos de ensayo se utilizan para elaborar datos para comparación con los requisitos de
la norma ASTM C 618, están basados en ensayos normalizados en el laboratorio y no están
destinados a simular las condiciones de trabajo.

2.2.1 Índice de actividad de la resistencia. El ensayo para el índice de actividad de la resistencia se
utiliza para determinar si los resultados de la adición de ceniza volante o puzolana natural tienen un
nivel aceptable de desarrollo de resistencias, cuando se las utiliza con cemento hidráulico en el
hormigón. Dado que el ensayo se realiza con mortero, los resultados no pueden proporcionar una
correlación directa de cómo la ceniza volante o la puzolana natural contribuirán a la resistencia del
hormigón.

2.2.2 Ensayos químicos. Las determinaciones de la composición química y los límites impuestos para
cada uno, no predicen el rendimiento de una ceniza volante o una puzolana natural con el cemento
hidráulico en el hormigón, pero en conjunto ayudan a describir la composición y uniformidad del
material.

3. DEFINICIONES

3.1 Para los efectos de esta norma se adoptan las definiciones de la NTE INEN 151 y las siguientes:

3.1.1 Muestra compuesta. Una muestra que se compone mediante la combinación de partes iguales
de muestras aleatorias o regulares.

3.1.2 Fuente establecida. Una fuente en la cual está disponible un registro de calidad de por lo menos
los seis últimos meses de producción continua, con una frecuencia de ensayos requerida para una
fuente nueva disponible, muestreando el material en la fuente.

3.1.3 Muestra aleatoria. Una muestra que se toma en una sola operación desde una cinta
transportadora hacia el almacenamiento a granel, desde sacos o desde un embarque a granel. Esta
muestra puede o no, reflejar la composición o las propiedades físicas de un solo lote de ceniza volante
o puzolana natural. Este tipo de muestra puede ser utilizada para caracterizar pequeñas cantidades de
material.

3.1.4 Sitio de trabajo o nueva fuente. Una fuente en la cual, están disponibles registros de menos de
seis meses de producción, muestreando el material en la fuente.

3.1.5 Lote. Cantidad específica de ceniza volante o puzolana natural, ofrecida para la inspección en
cualquier momento. Un lote puede ser un compartimiento de almacenamiento o el contenido de una o
más unidades de transporte que representen al material escogido del mismo compartimiento de
almacenamiento.

3.1.6 Muestra regular. Una muestra que se compone mediante la combinación de partes iguales de
muestras aleatorias que han sido tomadas en tiempos o en lugares predeterminados, de un solo lote
de material.

4. DISPOSICIONES GENERALES

4.1 Esta norma no tiene el propósito de contemplar todo lo concerniente a seguridad, si es que hay
algo asociado con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas
apropiadamente saludables y seguras y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reguladoras
antes de su uso.

4.2 El texto de esta norma hace referencia a notas en pie de página, las cuales proveen material
explicativo; estas notas, excluyendo aquellas en tablas, no deben ser consideradas como requisitos de
esta norma

(Continúa)

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4.3 Materiales

4.3.1 Arena graduada normalizada. La arena utilizada para elaborar los especímenes de ensayo para
el índice de actividad con cal o con cemento portland, debe ser arena natural de sílice que cumpla con
los requisitos de arena graduada normalizada de la NTE INEN 873 (ver nota 1).

4.3.2 Cal hidratada. La cal hidratada utilizada en los ensayos debe ser hidróxido de calcio, de grado
reactivo, al 95% como mínimo calculado como Ca(OH) y debe tener una finura mínima de 2.500
2
m2/kg, determinado de acuerdo con la NTE INEN 196 (ver nota 2).

4.3.3 Cemento portland. El cemento portland utilizado en el ensayo de índice de actividad de la
resistencia con cemento portland, debe cumplir los requisitos de la NTE INEN 152 y tener una
resistencia mínima a la compresión de 35 MPa a los 28 días y un total de álcalis (Na O + 0,658 K O)
2 2
no menor de 0,50% ni mayor de 0,80%.

4.3.3.1 En la determinación del índice de actividad de la resistencia, se permite el uso de un cemento
portland localmente disponible o del cemento de la obra, que pueden no cumplir con los requisitos de
materiales, si las variaciones relacionadas a los materiales son informadas y si se requiere el uso de
tal cemento portland.

4.4 Tipo y tamaño de la muestra

4.4.1 Las muestras aleatorias y regulares deben tener una masa de por lo menos 2 kg.

4.4.2 Las muestras aleatorias o regulares, tomadas a intervalos predeterminados durante un periodo
de tiempo (ver tabla 1), pueden ser combinadas para formar una muestra compuesta, representativa
de las cenizas volantes o de la puzolana natural producidas durante ese período de tiempo.

TABLA 1. Cantidad de muestra mínima y frecuencia de ensayos A

Sitio de trabajo o
Ensayo Tipo de muestra Fuente establecidaB
fuente nueva B
Contenido de humedad,
Diariamente o cada Diariamente o cada
pérdida por calcinación, Regular 90 MgC 360 Mg C
finura
Densidad y otros ensayos
Mensualmente o cada Mensualmente o cada
de la norma ASTM C 618, Compuesta 1.800 MgC 2.900 Mg C
Tablas 1 y 2
A Cabe señalar que la frecuencia mínima de ensayo indicada en la tabla 1, no es
necesariamente la frecuencia requerida por los programas de control de calidad en algunas
cenizas volantes o puzolanas naturales.
B Para definición de este término, referirse a la sección de definiciones
C Lo que suceda primero

4.4.3 Las muestras compuestas deben tener una masa de por lo menos 4 kg.

4.4.4 El muestreo debe ser realizado por, o bajo la dirección, de un representante responsable del
comprador.

4.5 Procedimiento de muestreo

4.5.1 La ceniza volante o la puzolana natural pueden ser muestreadas por cualquiera de los
siguientes métodos:

____________
NOTA 1. Segregación de la arena graduada. La arena graduada normalizada debe ser manejada de tal manera que se evite la
segregación, puesto que las variaciones en la graduación de la arena producen variaciones en la consistencia del mortero. Al
vaciar los compartimentos o los sacos, se debe procurar evitar la formación de montículos o cráteres en la arena, debido a que
las partículas más gruesas pueden rodar. Los compartimentos deben ser de tamaño suficiente para permitir estas
precauciones. No deben utilizarse dispositivos para sacar arena por gravedad.

NOTA 2. El hidróxido de calcio debe ser protegido contra la exposición al dióxido de carbono. No se debe utilizar, para
ensayos posteriores, el material restante de un recipiente abierto.

(Continúa)
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4.5.1.1 Del almacenamiento a granel en el punto de descarga o desde los vagones y camiones
cisterna. Se puede tomar una muestra mediante un tubo sifón durante la carga o mediante un tubo
muestreador, de cada carro cargado o cisterna. Si se toma la muestra de la carga en el punto de
descarga en el carro o camión cisterna, la superficie superior debe ser removida hasta una
profundidad de al menos 200 mm antes de la toma de muestras. La muestra debe ser identificada
con, al menos, la fecha y el número de embarque.

4.5.1.2 De los sacos almacenados. La muestra regular debe comprender incrementos de igual
tamaño tomados por el tubo muestreador de tres sacos seleccionados al azar de un lote de material
ensacado. La muestra debe ser identificada con la fecha y número de lote.

4.5.1.3 De la cinta transportadora hacia el almacenamiento a granel. Tomar una muestra de 2 kg o
más del material que pasa por la cinta. Esto puede ser garantizado mediante la toma de toda la
muestra de ensayo en una sola operación, conocido como el método de muestreo aleatorio o por la
combinación de varias porciones iguales tomadas a intervalos regulares, conocido como el método de
muestreo regular. Se pueden utilizar muestreadores automáticos para obtener las muestras.

4.5.2 Las muestras deben ser tratadas como se indica en el numeral 4.6 (ver nota 3).

4.6 Preparación y almacenamiento de las muestras

4.6.1 Preparar muestras compuestas para los ensayos requeridos en el numeral 4.7, mediante la
disposición de todas las muestras aleatorias o regulares en grupos que cubran el periodo o cantidad a
ser representada por la muestra. Tomar porciones iguales de cada una, suficiente para producir una
muestra compuesta lo suficientemente grande como para los ensayos requeridos. Mezclar
íntegramente la muestra compuesta.

4.6.2 Las muestras deben ser almacenadas en recipientes limpios y herméticos, identificados con la
fuente y el lote o con el periodo de tiempo representado. Las porciones de la muestra que no han sido
ensayadas, se deben mantener durante al menos un mes, después de que hayan sido reportados
todos los resultados de los ensayos.

4.7 Frecuencia de ensayos. General. Cuando se requiera, el usuario debe especificar la cantidad
de ensayos para determinar la disponibilidad de álcalis, reactividad con los álcalis del cemento,
retracción por secado y aire incorporado. Realizar todos los otros ensayos sobre muestras regulares o
compuestas, elegidas como se especifica en la tabla 1.

5. ANÁLISIS QUÍMICOS

5.1 General - Reactivos y equipos

5.1.1 Todos los equipos, reactivos y técnicas, deben cumplir con los requisitos de la NTE INEN 160.

5.1.2 Pureza del agua. A menos que se indique de otra manera, las referencias al agua deben
entenderse en el sentido de agua destilada o agua de igual pureza.

5.2 Contenido de humedad

5.2.1 Procedimiento. Pesar una muestra tal como se recibe y secarla en una estufa entre 105 °C a
110 °C hasta masa constante.

5.2.2 Cálculos. Calcular el porcentaje de humedad, con una aproximación de 0,1%, de la siguiente
manera:

____________
NOTA 3. Algunos métodos de carga o de entrega de cenizas volantes o puzolana natural, particularmente con una corriente de
aire o cinta transportadora, puede crear estratificación o segregación en el flujo de material. Las técnicas de muestreo deben
estar diseñadas para garantizar que la muestra sea representativa del material enviado.

(Continúa)
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Contenido de humedad de la muestra recibida (%) = (A/B) x 100 (1)

donde:

A = masa perdida durante el secado, y
B = masa de la muestra recibida

5.3 Pérdida por calcinación

5.3.1 Procedimiento. Determinar la pérdida por calcinación de acuerdo con los procedimientos
descritos en la NTE INEN 160, Se debe utilizar el material restante de la determinación del contenido
de humedad, se debe calcinar hasta masa constante en un crisol de porcelana descubierto que no
sea de platino, a 750 °C ± 50 °C.

5.3.2 Cálculos. Calcular el porcentaje de pérdida por calcinación, con una aproximación de 0,1%, de
la siguiente manera:

Pérdida por calcinación (%) = (A/B) x 100 (2)

donde:

A = pérdida en masa, entre 105 °C y 750 °C,
B = masa de la muestra utilizada libre de humedad.

5.4 Dióxido de sílice, óxido de aluminio, óxido de hierro, óxido de calcio, óxido de magnesio,
trióxido de azufre, óxido de sodio y óxido de potasio

5.4.1 Procedimiento. Para materiales que tengan un residuo insoluble mayor de 1%, determinar los
porcentajes de estos óxidos, según sea necesario, de conformidad con las secciones aplicables de la
NTE INEN 160, (ver nota 4). Los laboratoristas que determinan el óxido de sodio y el óxido de potasio
deben observar las precauciones correspondientes. La mayoría de las puzolanas se disuelven
completamente en fundentes de borato de litio.

5.5 Álcalis disponibles

5.5.1 Procedimiento

5.5.1.1 Pesar 5,0 g de muestra y 2,0 g de cal hidratada sobre un pedazo de papel para pesar, mezclar
cuidadosamente utilizando una espátula de metal y transferir a una pequeña redoma plástica de
aproximadamente 25 cm³ de capacidad. Añadir a esta mezcla, 10,0 cm³ de agua, sellar la redoma
mediante un tapón de seguridad o con una tapa con cinta (ver nota 5), mezclar por agitación hasta
que la mezcla esté uniforme y almacenarla a 38 °C ± 2 °C.

5.5.1.2 A la edad de 28 días abrir la redoma y transferir el contenido a una fuente de 250 cm³.
Romper y moler la torta con un triturador, añadiendo, si es necesario, una pequeña cantidad de agua,
de manera que se obtenga una pasta uniforme sin grumos (ver nota 6). Añadir suficiente agua para
completar un volumen total de 200 cm³. Dejar reposar por 1 hora a temperatura ambiente con
agitación frecuente. Filtrar a través de un papel filtro de textura media hacia un frasco volumétrico de
500 cm³. Lavar íntegramente con agua caliente (de ocho a diez veces).

____________
NOTA 4. Se pueden emplear métodos rápidos e instrumentales similares a los de las NTE INEN 160 y ASTM D 4.326.

NOTA 5. Para asegurar que no se produzca una pérdida de humedad de la pasta, colocar la redoma sellada en un contenedor
que se lo pueda sellar (tal como una pequeña jarra de muestreo o de albañilería), añadir suficiente cantidad de agua para
cubrir el fondo del contenedor y sellarlo.

NOTA 6. A veces puede ser necesario romper la redoma y retirar el plástico adherido a la torta sólida. En estos casos, se debe
tener cuidado de evitar la pérdida de material y de eliminar todos los materiales sólidos provenientes de los fragmentos de la
redoma. Si la torta es demasiado dura para romper y moler en la fuente se debe utilizar un mortero.

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
5.5.1.3 Neutralizar el filtrado con HCl diluido (1 + 3) y utilizar de una a dos gotas de solución de
fenolftaleina como indicador. Después de neutralizado el filtrado, añadir exactamente 5 cm³ de HCl
diluido. Enfriar la solución hasta temperatura ambiente y llenar el frasco con agua destilada hasta la
marca. Determinar la cantidad de óxidos de sodio y de potasio en la solución, utilizando el
procedimiento de fotómetro de llama, descrito en la NTE INEN 160, excepto que las soluciones
normalizadas deben ser elaboradas con un contenido de 8 cm³ de cloruro de calcio (CaCl ) por litro de
2
solución normalizada y la solución así preparada debe ser utilizada en lugar de la solución de cemento
(ver nota 7).

5.5.2 Cálculos e informe

5.5.2.1 Calcular los resultados como un porcentaje de la masa de la muestra de material original.
Informar como porcentaje equivalente de óxido de sodio (Na O), calculado de la siguiente manera:
2

Equivalente Na O (%) = Na O (%) + 0,658 x K O (%) (3)
2 2 2

5.6 Amoníaco

5.6.1 Procedimiento

5.6.1.1 Pesar 1,00 g de una muestra de ceniza volante y colocarla en un frasco Erlenmeyer de 125
cm³. Añadir 100 cm³ de agua libre de amoníaco. Colocar un tapón de caucho de neopreno en el frasco
y agitar el contenido para mezclar completamente la muestra y el agua.

5.6.1.2 Filtrar la mezcla utilizando un papel filtro de textura media y guardar el líquido filtrado para la
determinación del amoníaco.

5.6.1.3 Determinar la concentración de amoníaco en el filtrado de acuerdo con los procedimientos
descritos en la norma ASTM D 1.426, Método A, Meslerización directa o Método B, electrodo selectivo
de iones.

5.6.1.4 Calcular la concentración de amoníaco en la ceniza volante de la siguiente manera:

Amoníaco (mg/kg) = N x V / W (4)
w w fa

donde:

N = concentración de amoníaco del extracto de agua, determinado mediante la norma ASTM D
w
1.426, mg/cm³,
V = volumen de agua utilizada para la extracción del amoníaco de la muestra de ceniza volante,
w
cm³, y
W = masa de la muestra de ceniza volante utilizada en el ensayo, g.
fa

6. ENSAYOS FÍSICOS

6.1 Densidad

6.1.1 Procedimiento. Determinar la densidad de la muestra de conformidad con el procedimiento
descrito en la NTE INEN 156, a excepción de que se debe utilizar aproximadamente 50 g de ceniza
volante o puzolana natural en lugar de aproximadamente 64 g de cemento, como se recomienda en
dicha norma.

___________
NOTA 7. Las soluciones normalizadas elaboradas con un contenido de 8 cm³ de cloruro de calcio (CaCl2) contiene un
equivalente a 504 ppm de CaO. Los ensayos han demostrado que esta cantidad se aproxima cercanamente a la cantidad de
calcio disuelta en la solución de ensayo.

(Continúa)
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6.2 Finura, cantidad retenida mediante tamizado húmedo sobre el tamiz de 45 µm (No. 325)

6.2.1 Procedimiento

6.2.1.1 Determinar la cantidad de la muestra retenida, mediante tamizado húmedo, sobre el tamiz de
45 µm (No. 325), de acuerdo al procedimiento descrito en la NTE INEN 957, con las siguientes
excepciones.

a) Calibrar el tamiz de 45 µm (No. 325), utilizando una muestra de cemento normalizada (SRM 114).
Calcular el factor de corrección del tamiz de la siguiente manera:

FC = nor – med (5)

donde:

FC = factor de corrección del tamiz, %, (incluir el signo negativo, cuando proceda),
nor = valor del residuo certificado para el SRM,%, y
med = valor del residuo medido para el SRM,%

b) Calcular la finura de la ceniza volante o puzolana natural, con una aproximación de 0,1%, de la
siguiente manera:

R = R + FC (6)
c s

donde:

R = residuo corregido del tamiz, %
c
R = residuo medido para la muestra evaluada, %, y
s
FC = factor de corrección del tamiz, %

Si el residuo retenido con la muestra evaluada es igual a cero (R = 0), entonces el factor de
s
corrección del tamiz, no debe ser sumado al resultado del ensayo para calcular el residuo corregido
del tamiz. En tales casos, la finura corregida debe ser informada como cero (ver nota 8).

6.2.1.2 Ejemplos numéricos para la calibración del tamiz para la finura y el cálculo de la finura
corregida.

a) Calibración del tamiz para la finura (para este ejemplo se utilizó el material de referencia
normalizado NIST SRM 114p o su equivalente):

Residuo retenido certificado sobre un tamiz de 45 µm = 8,24% (obtenido del certificado
normalizado)

Residuo retenido medido sobre un tamiz de 45 µm = 7,12% (medido en el laboratorio)

Factor de corrección (FC) = valor normalizado (nor) - valor medido (med)

= 8,24 – 7,12
= 1,12%

b) Cálculo del valor corregido de finura para un tamiz calibrado (para este ejemplo se utilizó la ceniza
volante A):

Cantidad de ceniza volante retenida sobre el tamiz: R = 15,2% (expresado como porcentaje de la
s
masa de la muestra)

Residuo tamizado corregido para ceniza volante A: R = R + FC
c s
= 15,2 + 1,12
= 16,3%
___________
NOTA 8. Se ha adoptado La NTE INEN 957 para ensayar la finura de la ceniza volante. Sin embargo, ciertos requisitos, tales
como la limpieza de los tamices y la interpretación de los resultados de ensayo, a veces no son las apropiadas para las
cenizas volantes

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