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NORMA TCNICA NTCCOLOMBIANA 4088

2009-05-20

CEMENTOS.MTODO PARA DETERMINAR EL TIEMPO DEFRAGUADO DE MORTEROS DE CEMENTOHIDRULICO MEDIANTE EL APARATO DE VICATMODIFICADO

E: CEMENTS. STANDARD TEST METHOD FOR TIME OFSETTING OF HYDRAULIC CEMENT MORTAR BY MODIFIEDVICAT HEEDLE

CORRESPONDENCIA: esta norma es una adopcin portraduccin y modificada (MOD)respecto al documento de referencia,la norma ASTM C807:2005.Copyright ASTM International. 100Barr Harbor Drive, PO Box C700,West Conshohocken, PA 19429-2959. United States.

DESCRIPTORES: mtodo de ensayo; cemento; tiempode fraguado Vicat modificado.

I.C.S.: 91.100.10

Editada por el Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin (ICONTEC)Apartado 14237 Bogot, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435

Prohibida su reproduccin Primera actualizacinEditada 2009-05-29

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PRLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Tcnicas y Certificacin, ICONTEC, es el organismonacional de normalizacin, segn el Decreto 2269 de 1993.

ICONTEC es una entidad de carcter privado, sin nimo de lucro, cuya Misin es fundamentalpara brindar soporte y desarrollo al productor y proteccin al consumidor. Colabora con elsector gubernamental y apoya al sector privado del pas, para lograr ventajas competitivas enlos mercados interno y externo.

La representacin de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalizacin Tcnicaest garantizada por los Comits Tcnicos y el perodo de Consulta Pblica, este ltimocaracterizado por la participacin del pblico en general.

La NTC 4088 (Primera actualizacin) fue ratificada por el Consejo Directivo de 2009-05-20.

Esta norma est sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda entodo momento a las necesidades y exigencias actuales.

A continuacin se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma atravs de su participacin en el Comit Tcnico 099 Cementos a cargo de la STN:ICPC.

ASCOLFIBRAS

CALDESACEMENTOS ANDINOCEMENTOS ARGOSCEMENTOS TEQUENDAMA

CEMEX COLOMBIA

HOLCIM COLOMBIAICPCSIKA COLOMBIA

Adems de las anteriores, en Consulta Pblica el Proyecto se puso a consideracin de lassiguientes empresas:

A.C.I.M. LTDA.CAMACOLCEMENTOS DEL ORIENTE S.A.ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERA

INDUSTRIAS ALIADAS S.A.

INSTITUTO TECNOLOGICOMETROPOLITANOMINISTERIO DE COMERCIOMURCIA MURCIA S.A.

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES

ICONTEC cuenta con un Centro de Informacin que pone a disposicin de los interesadosnormas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados.

DIRECCIN DE NORMALIZACIN

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CONTENIDO

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1. OBJETO .......................................................................................................................1

2. REFERENCIAS NORMATIVAS ...................................................................................1

3. TERMINOLOGA ..........................................................................................................2

4. RESUMEN DEL MTODO DE ENSAYO.....................................................................2

5. IMPORTANCIA Y USO.................................................................................................2

6. APARATOS..................................................................................................................2

6.1 PISN Y PALUSTRE ...................................................................................................2

6.2 APARATO DE VICAT...................................................................................................3

6.3 MOLDE PARA CONSISTENCIA Y TIEMPO DE FRAGUADO....................................3

6.4 MEZCLADORA, RECIPIENTE DE MEZCLADO, PALETA Y RASPADOR ................3

6.5 PROBETAS GRADUADAS..........................................................................................3

6.6 PESAS Y ELEMENTOS DE PESAJE..........................................................................3

7. REACTIVOS Y MATERIALES .....................................................................................3

7.1 ARENA NORMALIZADA GRADADA ..........................................................................3

7.2 AGUA DE MEZCLADO ................................................................................................3

8. MUESTREO..................................................................................................................3

9. TEMPERATURA Y HUMEDAD....................................................................................3

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10. PROCEDIMIENTO........................................................................................................4

10.1 PREPARACIN DEL MORTERO................................................................................4

10.2 ENSAYO DE CONSISTENCIA.....................................................................................4

10.3 ENSAYO PARA DETERMINAR EL TIEMPO DE FRAGUADO...................................4

10.4 PRECAUCIONES .........................................................................................................5

11. CLCULOS ..................................................................................................................5

12. INFORME......................................................................................................................5

13. PRECISIN Y SESGO .................................................................................................5

14. PALABRAS CLAVE.....................................................................................................6

DOCUMENTO DE REFERENCIA............................................................................................7

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CEMENTOS.MTODO PARA DETERMINAR EL TIEMPO DE FRAGUADODE MORTEROS DE CEMENTO HIDRULICO MEDIANTE ELAPARATO DE VICAT MODIFICADO

1. OBJETO

1.1 Este mtodo de ensayo es aplicable en la determinacin del tiempo de fraguado demorteros de cemento hidrulico, por medio del aparato de Vicat modificado.

1.2 Los valores se deben expresar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades(vase la NTC 1000 (ISO 1000).

1.3 Esta norma no pretende sealar todos los problemas de seguridad asociados con su uso.Es responsabilidad del usuario establecer las prcticas de seguridad y salud y determinar laaplicabilidad de las limitaciones reglamentarias. Las mezclas frescas de cemento hidrulico soncusticas y pueden causar irritaciones en la piel y tejidos, debido a exposicin prolongada. Serecomienda el uso de guantes, traje de proteccin y proteccin visual. En caso de exposicin,lavar la parte afecta con abundante agua. En el caso de los ojos, se deben lavar con agua limpiapor lo menos durante 15 min. Se debe evitar el contacto del cuerpo con el agua residual delmortero, concreto, pasta o lechada. Retire el traje contaminado inmediatamente luego de laexposicin. En cualquier caso, se debe tener asistencia mdica idnea.

2. REFERENCIAS NORMATIVAS

Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicacin deeste documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica nicamente la edicin citada.

Para referencias no fechadas, se aplica la ltima edicin del documento normativo referenciado(incluida cualquier correccin).

NTC 108, Cementos. Extraccin de muestras y cantidad de ensayos para cemento hidrulico(ASTM C183).

NTC 110, Mtodo para determinar la consistencia normal del cemento hidrulico (ASTM C187).

NTC 112, Mezcla mecnica de pastas de cemento hidrulico y morteros de consistenciaplstica (ASTM C305).

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NTC 220, Determinacin de la resistencia de morteros de cemento hidrulico usando cubos de50 mm o 50,8 mm de lado. (ASTM C109).

NTC 3512, Cementos. Cuartos de mezclado, cmaras y cuartos hmedos y tanques para elalmacenamiento de agua, empleados en los ensayos de cementos hidrulicos y concretos.

(ASTM C511).

NTC 3937, Cementos. Arena normalizada para ensayos de cemento hidrulico (ASTM C778).

NTC 4073, Cementos. Masa de referencia y equipos para determinacin de masa y volumenusados en los ensayos fsicos de cementos hidrulicos (ASTM C1005).

NTC 4578, Ingeniera civil y Arquitectura. Cementos. Cemento Hidrulico Expansivo (ASTM C845).

ASTM C219, Terminology Relating to Hydraulic Cement.

ASTM C670 Practice for Preparing Precision and Bias Statements for Test Methods for

Construction Materials

ASTM D1193, Specification for Reagent Water.

3. TERMINOLOGA

Los trminos empleados en esta norma estn definidos en la norma ASTM C219.

4. RESUMEN DEL MTODO DE ENSAYO

4.1 Se prepara un mortero con el cemento a ser ensayado, utilizando cantidadesespecificadas de cemento y agua, y la cantidad necesaria de arena normalizada para obtenerla consistencia requerida, tal como se determina mediante una penetracin especificada,utilizando el mbolo del aparato de Vicatmodificado. El mortero de consistencia apropiada seensaya entonces para determinar el tiempo de fraguado, utilizando la aguja del aparato deVicat modificado para determinar una penetracin especificada. El tiempo requerido paraobtener la penetracin especificada de la aguja del Vicatmodificado, es el tiempo de fraguado.

5. IMPORTANCIA Y USO

5.1 El propsito de este mtodo de ensayo es establecer si el cemento cumple o no con unlmite especfico en el tiempo de fraguado. Particularmente aplicable en la determinacin deltiempo de fraguado de cementos expansivos (vase la NTC 4578).

6. APARATOS

6.1 PISN Y PALUSTRE

De acuerdo con los requisitos de la NTC 220.

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6.2 APARATO DE VICAT

De acuerdo con los requisitos de la NTC 110, con las siguientes modificaciones:

6.2.1 Para la determinacin de la consistencia, el extremo del mbolo macizo del vstago

mvil debe ser de (17,5 0,5) mm de dimetro, en lugar de 10 mm; y la masa total del vstagomvil (incluyendo el mbolo macizo de 17,5 mm) debe ser de (400 0,5) g.

6.2.2 Para la determinacin del tiempo de fraguado, una aguja de acero inoxidable de(2 0,05) mm debe sustituir la aguja de 1 mm. La masa total del vstago mvil con la aguja de2 mm, debe ser de (300 0,5) g.

6.3 MOLDE PARA CONSISTENCIA Y TIEMPO DE FRAGUADO

Un anillo cilndrico liso de bronce de (76 0,5) mm de dimetro interior por (40 1) mm dealtura, adherido a una placa plana no absorbente o un vaso cilndrico liso de bronce con lasmismas dimensiones.

6.4 MEZCLADORA, RECIPIENTE DE MEZCLADO, PALETA Y RASPADOR

De acuerdo con los requisitos de la NTC 112.

6.5 PROBETAS GRADUADAS

De acuerdo con los requisitos de la NTC 4073.

6.6 PESAS Y ELEMENTOS DE PESAJE

De acuerdo con los requisitos de la NTC 4073.

7. REACTIVOS Y MATERIALES

7.1 ARENA NORMALIZADA GRADADA

De acuerdo con los requisitos de la NTC 3937.

7.2 AGUA DE MEZCLADO

El agua potable es satisfactoria para los ensayos de rutina. Para todos los ensayos de arbitraje

se debe utilizar agua Tipo III y Tipo IV, de acuerdo con los requisitos de la norma ASTM D1193.

8. MUESTREO

Cuando el ensayo hace parte de un ensayo de aceptacin, tome la muestra de cemento deacuerdo con la NTC 108.

9. TEMPERATURA Y HUMEDAD

9.1 La temperatura del cuarto, los materiales secos, la paleta, el recipiente de mezclado y

los moldes, se deben mantener entre (23 4) C.

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9.2 La temperatura del agua de mezclado, el cuarto hmedo o la cmara hmeda, debenestar de (23 2) C.

9.3 La humedad relativa del laboratorio no debe ser menor del 50 %.

9.4 La cmara o el cuarto hmedo deben cumplir con los requisitos de la NTC 3512.

10. PROCEDIMIENTO

10.1 PREPARACIN DEL MORTERO

10.1.1 Se mezclan 750 g de cemento, 375 ml de agua, y la cantidad de arena gradadarequerida para dar la consistencia especificada en el numeral 10.2, siguiendo el procedimientode mezclado del mortero descrito en la NTC 112.

10.1.2 Despus de completar el mezclado, se coloca una capa de mortero de

aproximadamente 20 mm de espesor en el molde y se compacta con el pisn. Se sostiene elpisn con la cara de 25 mm paralela al radio del molde y se dan 14 golpes igualmenteespaciados alrededor del borde exterior del molde. Se aplican cuatro golpes suaves adicionalesal centro de la muestra con el eje longitudinal del pisn en el centro del molde, y se rota elpisn 45 entre cada golpe. Se llena el molde con mortero y se apisona tal como se especificpara la primera capa. Se retira el mortero sobrante para lograr una superficie plana, enrasandopor la parte superior del molde en dos operaciones. Primero, con el palustre sostenido en unngulo de aproximadamente 20, se empieza en un lado del molde, 10 mm sobre el molde y setermina cortando el mortero del borde superior del molde en el lado opuesto. Segundo, seempieza con la direccin opuesta, se retira el mortero de la parte superior del molde pasando elborde recto del palustre (sostenido perpendicularmente al molde) con un movimiento de sierraa lo largo del borde superior del molde.

10.2 ENSAYO DE CONSISTENCIA

Se centra el mortero confinado en el molde bajo el vstago mvil del aparato de Vicatmodificado descrito en el numeral 6.2. Se coloca el mbolo en contacto con la superficie delmortero y se aprieta el tornillo de ajuste. Se coloca el indicador mvil en la marca superior decero en la escala, o se toma una lectura inicial y se libera el vstago. Esta operacin debetomar de 35 s a 50 s contados a partir del inicio del llenado del molde. El mortero tendr laconsistencia deseada cuando el vstago haya penetrado (20 4) mm, 30 s despus de habersido liberado. Se debe cubrir el recipiente de mezclado que contiene el resto del mortero,mientras se est realizando el ensayo de consistencia. Se hacen morteros de prueba con

varios porcentajes de arena normalizada, hasta obtener la consistencia deseada.

10.3 ENSAYO PARA DETERMINAR EL TIEMPO DE FRAGUADO

Se mezcla el mortero restante en el recipiente a velocidad media (285 10 ) r/min durante 30 s,despus de que se haya encontrado que el mortero tiene la consistencia apropiada. Luego definalizar el mezclado completo, se moldea la muestra de ensayo, tal como se especifica en elnumeral 10.1.2. Inmediatamente despus del moldeado, se coloca la muestra de ensayo en lacmara o cuarto hmedo, donde debe permanecer, excepto cuando se estn haciendo losensayos de penetracin. Se deja la muestra de fraguado en la cmara o cuarto hmedodurante 30 min, sin vibrarla. Entonces, utilizando el aparato de Vicatmodificado, se coloca laaguja en contacto con la superficie del mortero y se aprieta el tornillo de ajuste. Se coloca el

indicador mvil en la marca de cero en la escala, o se toma una lectura inicial. Se liberarpidamente el vstago aflojando el tornillo de ajuste y se permite que la aguja repose por 30 s.

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Se determina la penetracin de la aguja en este momento y cada 30 min de ah en adelantehasta que la penetracin sea inferior a 40 mm. Se hacen ensayos de penetracin cada 10 min,hasta obtener una penetracin de 10 mm o menos. No se debe efectuar ningn ensayo depenetracin a una distancia menor de 10 mm con relacin a cualquier otro ensayo previo depenetracin, o al borde interior del molde. Se registran los resultados de todos los ensayos de

penetracin y por interpolacin se determina el momento en que se obtiene la penetracin de10 mm. La diferencia en minutos, entre el momento de contacto del cemento y el agua en elprocedimiento de mezclado del mortero, y el momento en que se obtenga una penetracin de10 mm, es el tiempo de fraguado inicial.

10.4 PRECAUCIONES

Todos los aparatos deben estar libres de vibracin durante los ensayos de penetracin. No sedebe aceitar el vstago macizo del aparato de Vicat en ningn momento, pero se debenmantener ste y la gua de carga limpias en todo momento. Al comienzo de cada ensayodiariamente se puede frotar una pelcula de grafito seco sobre el vstago macizo.

11. CALCULOS

11.1 Calcule el tiempo de fraguado al minuto ms cercano como se indica a continuacin

( )

+

ACx

DC

AB10

en donde

A = tiempo, en minutos, de la ltima penetracin mayor a 10 mm,

B = tiempo, en minutos, de la primera penetracin menor de 10 mm,

C = lectura de penetracin en el tiempo A, y

D = lectura de penetracin en el tiempo B

12. INFORME

12.1 El informe debe indicar el tiempo de fraguado en minutos, aproximando al minuto mscercano.

13. PRECISIN Y SESGO

Los valores de precisin y sesgo que se presentan a continuacin, son valores reportados porla ASTM y se relacionan como referencia y a manera de informacin dado que corresponde acondiciones de los Estados Unidos de Amrica.

13.1 El margen de error normalizado para ensayos interlaboratorios es de 15,2 min. Porconsiguiente, los resultados de dos ensayos conducidos adecuadamente en dos laboratoriosdiferentes sobre muestras del mismo cemento, no deben diferir en ms de 43 min (vase laNota 1).

13.2 No se presenta informacin en cuanto al sesgo en el procedimiento de este mtodo deensayo para medir el tiempo de fraguado, debido a que no hay disponible un material quetenga un valor de referencia aceptado.

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NOTA 1 Estos nmeros representan, respectivamente los lmites 1s y d2s como se define en la ASTM C670.

14. PALABRAS CLAVE

Mortero de cemento hidrulico, tiempo de fraguado, aparato de Vicat, expansivo.

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DOCUMENTO DE REFERENCIA

ASTM INTERNATIONAL. Standard Test Method for Time of Setting of Hidraulic Cement Mortarby Modified Vicat Needle. Philadelphia, 2005, 2 p. (ASTM C807).