Designación: C 88 – 99a
Método de Ensayo Estándar para
Sanidad de los Agregados mediante el Uso de Sulfato de Sodio o Sulfato de Magnesio
1. Alcance
1.1 Este método de ensayo cubre la prueba de los agregados para estimar su sanidad cuando son sometidos a la acción del clima en el concreto o en otras aplicaciones. Esto se logra por inmersiones repetidas en soluciones saturadas de sulfato de sodio o sulfato de magnesio, seguido por secado en horno para deshidratar parcial o totalmente la sal depositada en los poros permeables. La fuerza interna de expansión derivada por la rehidratación de la sal por reinmersión, simula la expansión del agua al refrigerarse. Este método de ensayo proporciona información útil para juzgar la sanidad cuando no se dispone de información adecuada de registros de servicio del material expuesto a condiciones climáticas actuales.
1.2 Los valores dados en paréntesis son para propósitos de información solamente.
1.3 Este estándar no pretende señalar los problemas de seguridad, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma, establecer la seguridad apropiada y practicas saludables así como determinar la aplicabilidad de las limitaciones regula-doras antes de su uso.
2. Documentos Referenciados
2.1 Estándares ASTM:
C 33 Especificación de Agregados para Concreto
C 136 Método de Ensayo para Análisis Granulométrico del Agregado Grueso y Fino
C 670 Práctica para Preparar las Declaraciones de Precisión y Tendencia en Métodos de Ensayo para Materiales de Construcción
C 702 Práctica para Reducir Muestras de Agregado a Tamaños de Ensayo.
D 75 Práctica para Muestreo de Agregados
D 3665 Práctica para el Muestreo Aleatorio de Materiales de Construcción
E 11 Especificación para Mallas de Tejido de Alambre para Propósitos de Ensayo
E 100 Especificación para Hidrómetros ASTM
E 323 Especificación para Mallas de Plato perforado para Propósitos de Ensayo
3. Significado y Uso
3.1 Este método de ensayo provee un procedimiento para hacer un estimado preliminar de la sanidad de los agregados para el uso en el concreto u otros propósitos. Los valores obtenidos pueden ser comparados con las especificaciones, por ejemplo la especificación C33, la cual esta diseñada para indicar la conveniencia del agregado para propósitos de uso. Ya que la precisión de este método de ensayo es pobre( sección 12), este puede no ser apropiado para rechazar enfáticamente los agregados sin la confirmación de otros ensayos más cercanamente relacionados al servicio especifico pretendido.
3.2 Los Valores para el porcentaje permitido de perdida por este método de ensayo, son usualmente diferentes para agregados gruesos y finos, un llamado de atención al hecho de que los resultados de ensayo por el uso de dos sales difieren considerable-mente y debe tenerse cuidado al fijar los límites apropiados en cualquier especifica-ción que incluya los requerimientos para estos ensayos. El ensayo es usualmente más severo cuando se emplea sulfato de magnesio; Por consiguiente, los limites para el porcentaje de perdida permitidos cuando el sulfato de magnesio es empleado son normalmente más grandes que los límites para el sulfato de sodio.
Nota 1 – Referir a la secciones apropiadas en la Especificación C33 que establece las condiciones para la aceptación de los agregados gruesos y finos que no aprueban los requerimientos basados en este ensayo.
4. Aparatos
4.1 Mallas – Con aberturas cuadradas siguiendo los tamaños conforme a la Especificación E 11 o E 323, para tamizar las muestras de acuerdo con las secciones 6,7 y 9:
Fino Grueso
150 μm (No. 100) 8.0 mm (5/16 in.)
9.5 mm (3/8 in.)
300 μm (No. 50) 12.5 mm (1/2 in.)
16.0 mm (5/8 in.)
600 μm (No. 30) 19.0 mm (3/4 in.)
25.0 mm (1 in.)
1.18 mm (No. 16) 31.5 mm (1 1/4 in.)
2.36 mm (No. 8) 37.5 mm (1 1/2 in.)
50 mm (2 in.)
4.0 mm (No. 5) 63 mm (2 1/2 in.)
tamaños más grandes por
4.75 mm (No. 4) 12.5 mm (1/2 in.)
Separar.
4.2 Contenedores – Los contenedores para sumergir las muestras de agregado en la solución, de acuerdo con el procedimiento descrito en este método, deben ser perforados de tal manera que permita que la solución tenga libre acceso a la muestra y esta drene de la muestra sin perdida de agregado.
Nota 2 – Canastas hechas con malla de alambre adecuado o tamices con aberturas adecuadas son contenedores apropiados para las muestras.
4.3 Regulación de Temperatura – Un medio adecuado debe ser provisto para regular la temperatura de las muestras durante la inmersión en la solución de sulfato de sodio o sulfato de magnesio.
4.4 Balanzas – Para agregado fino, una balanza o escala con una precisión de 0.1 g sobre el rango requerido para este ensayo; para agregado grueso, una balanza o escala con una precisión de 0.1% o 1 g, lo que sea mayor sobre el rango requerido para este ensayo.
4.5 Horno de Secado – El horno debe ser capaz de ser calentado continuamente a 230 9o F( 110 5o C) y la razón de evaporación a este rango de temperatura, debe ser de al menos 25 g/ h para 4 h, durante el cual las puertas del horno deben mantenerse cerradas. Esta razón debe ser determinada por la perdida de agua en beakers de 1 L, conteniendo inicialmente 500 g de agua a una temperatura de 70 3o F( 21 2o C), colocados en cada esquina y centro de cada repisa del horno. La evaporación requerida es para aplicar a todos los puntos de ensayo cuando el horno esta vacío excepto para los beakers con agua.
4.6 Medidores de Gravedad Específica – Hidrómetros conforme a los requerimientos de la Especificación E 100, o una combinación adecuada de cristalería graduada y balanza, capaz de medir la gravedad específica dentro de 0.001.
5. Soluciones Requeridas Especiales
5.1 Prepare la solución para sumergir las muestras de ensayo en sulfato de sodio o magnesio de acuerdo con 5.1.1 o 5.1.2 (Nota 3). El volumen de la solución debe ser al menos cinco veces el volumen sólido de todas las muestras inmersas en cualquier momento.
Nota 3 – Algunos agregados que contienen carbonato de calcio o magnesio, son atacados químicamente por la solución de sulfato fresca, resultando erróneamente en altas medidas de perdida. Si esta condición se sospecha o es encontrada, repetir el ensayo usando una solución filtrada que ha sido usada previamente para ensayos con el mismo tipo de rocas con carbonato, probar que la solución se encuentre dentro de los requerimientos de 5.1.1 y 5.1.2
5.1.1 Solución de Sulfato de Sodio – Prepárese una solución saturada de sulfato de sodio por disolver un USP o de grado igual de la sal en agua a una temperatura de 77 a 86o F( 25 a 30o C). Agregar suficiente sal (Nota 4), de Sulfato de Sodio Anhídrido (Na2SO4), o en forma de cristales (Na2SO4..10H2O), para asegurar no solo saturación, sino también la presencia de exceso de cristales, cuando la solución esta lista para el uso en el ensayo. Agitar vigorosamente la mezcla durante la adición de la sal y agitar a intervalos frecuentes hasta ser usada. Para reducir la evaporación y prevenir la contaminación, mantenga todo el tiempo la solución cubierta cuando no se utilice. Dejar la solución enfriar a 70 2 oF (21 1oC). De nuevo agitar, y dejar la solución reposar a la temperatura designada por al menos 48 h antes de ser utilizada. Antes de cada uso, diluir los trozos de sal, si hay alguno en el contenedor, agitar vigorosamente la solución y determínese la gravedad específica. Cuando se utilice, la solución tendrá una gravedad específica no menor que 1.151 y no más que 1.174. Deseche la solución si esta descolorida o fíltrela y chequee su gravedad específica.
Nota 4 – para la solución, 215 g de sal anhídrida o 700 g de sal decahídratada por litro son suficien-tes para la saturación a 71.6oF(22o C). Sin embargo, dado que estas sales no son completamente estables y que es deseable que un exceso de cristales este presente, el uso de no menos de 350g de sal anhídrida o 750 g de sal decahídratada por litro es recomendado.
5.1.2 Solución de Sulfato de Magnesio – Prepárese una solución saturada de sulfato de magnesio por disolver un USP o de grado igual de la sal en agua a una tempera-tura de 77 a 86o F( 25 a 30o C). Agregar suficiente sal (Nota 5), de Sulfato de magnesio anhídrido (MgSO4), o en forma de cristales (MgSO4..7H2O) (sal de Epsom), para asegurar la saturación y la presencia de exceso de cristales, cuando la solución esta lista para el uso en el ensayo. Agitar vigorosamente la mezcla durante la adición de la sal y agitar a intervalos frecuentes hasta ser usada. Para reducir la evaporación y prevenir la contaminación, mantenga todo el tiempo la solución cubierta cuando no se utilice. Dejar la solución enfriar a 70 2º F (21 1º C). De nuevo agitar, y dejar la solución reposar a la temperatura designada por al menos 48 h antes de ser utilizada. Antes de cada uso, diluir los trozos de sal, si hay alguno en el contenedor, agitar vigorosamente la solución y determínese la gravedad específica. Cuando se utilice, la solución tendrá una gravedad específica no menor que 1.295 y no más que 1.308 Deseche la solución si esta descolorida o fíltrela y chequee su gravedad específica.
Nota 5 – para la solución, 350 g de sal anhídrida o 1230 g de sal heptahídratada por litro son sufici-entes para la saturación a 73.4oF(23o C). Sin embargo, dado que estas sales no son completamente estables, con la sal hidratada siendo la más estable de las dos y que es deseable que un exceso de cristales este presente, es recomendado que la sal heptahídratada sea usada en una cantidad de no menos de 1400g/litro de agua.
5.1.3 Solución de Cloruro de Bario – Preparar 100 ml de solución al 5 % de cloruro de bario, disolviendo 5 g de BaCl2 en 100 ml de agua destilada.
6. Muestreo
6.1 La muestra debe ser obtenida en general de acuerdo con la práctica D 75 y reducida tamaño de prueba de acuerdo a C 702.
6.2 Agregado Fino – El agregado fino para el ensayo debe pasar a través de la malla 9.5 mm ( 3/8”). La muestra debe ser de tamaño tal que rinda no menos de 100 g para cada una de las siguientes mallas, las cuales deben estar en cantidades de 5% o más, expresado en términos de las siguientes mallas:
Pasa la Malla Retenido en la Malla
600 μm (No. 30) 300 μm (No. 50)
1.18 mm (No. 16) 600 μm (No. 30)
2.36 mm (No. 8) 1.18 mm (No. 16)
4.75 mm (No. 4) 2.36 mm (No. 8)
9.5 mm (3/8 pulg) 4.75 mm (No. 4)
6.3 Agregado Grueso – El agregado grueso para el ensayo debe consistir de material retenido sobre la malla No. 4. La muestra debe ser de tamaño tal que rinda las siguientes cantidades de los tamaños indicados que estén en cantidades de 5% o más:
Tamaño ( Mallas con aberturas cuadradas) Masa, g
9.5 mm (3/8 pulg) a 4.75 mm (No. 4) 300 5
19.0mm (3/4 pulg) a 9.5 mm (3/8 pulg) 1000 10
Material consistente de:
12.5 mm (1/2 pulg) a 9.5 mm (3/8 pulg) 330 5
19.0 mm (3/4 pulg) a 12.5 mm (1/2 pulg) 670 10
37.5mm (1 1/2 pulg) a 19.0 mm (3/4 pulg) 1500 50
Material consistente de:
25.0 mm (1 pulg) a 19.0 mm (3/4 pulg) 500 30
19.0 mm (1 1/2 pulg) a 12.5 mm (1 pulg) 1000 10
63mm (2 1/2 pulg) a 37.5 mm (1 1/2 pulg) 5000 300
Material consistente de:
50 mm (2 pulg) a 37.5mm (1 1/2 pulg) 2000 200
63mm (2 1/2 pulg) a 50mm (2 pulg) 3000 300
Tamaños más grandes por 25 mm (1 pulg)
Separados en tamaños de malla, cada fracción 7000 1000
6.4 Cuando el agregado a ser ensayado contiene cantidades apreciables de material grueso y fino, teniendo una granulometría con más del 10% en peso de agregado grueso mayor que la malla 9.5 mm (3/8 pulg) y también más del 10% en peso de finos que la malla 4.75 mm (No. 4), ensayar las muestras separadas, la fracción menor que la No. 4 y la fracción mayor que la No. 4, de acuerdo con los procedimi-entos para agregados finos y gruesos, respectivamente. Reportar los resultados separadamente para la fracción fina y la fracción gruesa, dando los porcentajes de fracciones gruesa y fina referidos a la granulometría inicial.
7. Preparación de la Muestra de Ensayo
7.1 Agregado Fino – Lavar vigorosamente la muestra de agregado fino sobre la malla No.50, secar a peso constante a 230 9o F( 110 5o C), y separar en los diferentes tamaños por tamizado, como sigue: haga una separación aproximada de la muestra graduada por medio de un juego de mallas estándar especificadas en 6.2. de las fracciones obtenidas, seleccionar las muestras de suficiente tamaño para rendir 100g después de tamizado de descarte. ( En general, una muestra de 110 g será suficien-te) No utilizar agregado fino atrapado en las mallas en la preparación de la muestra. Pese las muestras consistentes de 100 0.1 g para cada una de las fracciones sepa-radas después del tamizado final y colocarlas en contenedores separados para el ensayo.
7.2 Agregado Grueso – Lavar vigorosamente y secar la muestra de agregado grueso a peso constante 230 9o F( 110 5o C) y separar en los diferentes tamaños como se muestra en 6.3 por tamizado para descarte. Pesar las cantidades de los diferentes tamaños dentro de las tolerancias de 6.3 y cuando la porción consiste de dos tama-ños, combinarlas para el designado peso total. Registrar los pesos de las muestras e ensayo y sus componentes fraccionarias. En el caso de las partículas más grandes que 19.0 mm (3/4”), registre el número de partículas en las muestras de ensayo.
8. Procedimiento
8.1 Almacenamiento de muestras en la solución – Sumérjanse las muestras en la solución preparada de sulfato de sodio o sulfato de magnesio por no menos de 16 horas y no más de 18 horas, de tal manera que la solución cubra las muestras como mínimo ½ pulgada. (Nota 6). Cúbrase los depósitos para reducir la evaporación y prevenir la adición accidental de substancias extrañas. Manténgase la muestra sumergida en la solución a una temperatura de 70 2o F( 21 1o C) por el período de inmersión
Nota 6 – Una parrilla de alambre de peso adecuado colocada sobre la muestra permitirá que los agregados de peso muy ligero alcancen a cubrirse.
8.2 Secado de las muestras después de la inmersión – Después del período de inmersión, remover la muestra de agregado de la solución y permitir que drene por 15 5 min, posteriormente colocarla en el horno de secado. La temperatura del horno debe haber sido alcanzada previamente a 230 9o F( 110 5o C). Secar las muestras a la temperatura especificada hasta alcanzar peso constante. Establezca el tiempo requerido para alcanzar peso constante de la siguiente manera: con el horno conteniendo todas las muestras, revise las perdidas de peso de las muestras de ensayo, sacándolas y pesándolas, sin enfriar a intervalos de 2 a 4 horas; hacer sufici-entes revisiones para establecer el tiempo de secado requerido para el lugar menos favorable del horno (ver 4.5) y la condición de la muestra (Nota 7). El peso constante podrá ser considerado que ha sido alcanzado cuando la perdida de peso sea menor que 0.1% del peso de la muestra en 4 horas de secado. Después que el peso cons-tante ha sido alcanzado, dejar las muestras enfriar a temperatura ambiente, hasta que sean de nuevo inmersas en la solución preparada como se describe en 8.1.
Nota 7 – El tiempo requerido de secado para alcanzar peso constante puede variar considerablemente por varias razones. La eficiencia del secado será reducida al acumularse los ciclos por la sal adherida a las partículas y en algunos casos por el incremento del área superficial debido a las partiduras. Los diferentes tamaños de fracciones de agregados tienen diferentes razones de secado. Los tamaños más pequeños tenderán a secarse mas despacio debido a sus áreas de superficie más grandes y vacíos restringidos, pero esta tendencia puede cambiar por los efectos del tamaño y tipo del recipiente.
.
8.3 Número de Ciclos – Repita los procesos alternos de inmersión y secado hasta obtener el número de ciclos.
8.4 Después de completar el ciclo final y la muestra se ha enfriado, lavar la muestra con agua para quitarle el sulfato de sodio o sulfato de magnesio, lo cual se determina por la reacción del cloruro de bario (BaCl2) con el agua de lavado. Lavar con agua que circule a 110 10o F(43 6o C) a través de las muestras en sus recipientes. Esto puede ser hecho, colocándolas en un tanque en el cual el agua caliente puede ser introducida en el fondo. En la operación de lavado, las muestras no deben estar sujetas a impacto o abrasión que pueda tender a quebrar las partículas.
Nota 8 – El agua de grifo contiene sulfato la cual cuando es usada para el agua de lavado esta se turbará cuando se ensaye con la solución de sulfato de sodio. Lo turbio de una solución de agua de grifo y cloruro de bario puede ser evaluado que cuando se utiliza como agua de lavado del ensayo con el mismo grado de turbidez, puede asumirse que esta libre del sulfato del ensayo.
9. Examen Cuantitativo.
9.1 Haga el examen cuantitativo como sigue:
9.1.1 Después que la solución de sulfato de sodio o sulfato de magnesio ha sido re-movida, secar cada fracción de la muestra a peso constante a 230 9o F(110 5o C). Tamizar el agregado fino sobre las mismas mallas sobre las cuales fue retenido antes del ensayo, y tamice el agregado grueso sobre las mallas que se muestran abajo para el tamaño apropiado de la partícula. Para el agregado fino, el método y duración del tamizado será el mismo que fue usado en la preparación de las muestras. Para el agregado grueso, tamizar manualmente, con agitación suficiente para asegurar que todo el material de tamaño más pequeño pase la malla designada. No hay que em-plear manipulación extra para quebrar las partículas o hacer que pasen las mallas. Pesar el material retenido en cada malla y registrar cada cantidad. La diferencia entre las cantidades y el peso inicial de la fracción de la muestra ensayada es la perdida en el ensayo y es expresado como un porcentaje del peso inicial para uso en la tabla 1.
Tamaño del agregado Malla usada para determinar la perdida
2 ½ pulg a 1 ½ pulg 1 ¼ pulg
1 ½ a ¾ pulg 5/8 pulg
¾ a 3/8 pulg 5/16 pulg
3/8 pulg No. 5
10. Examen Cualitativo
10.1 Hacer un examen cualitativo de las muestras de ensayo más grandes que 19.0 mm (3/4”) como sigue (Nota 9):
10.1.1 Separa las partículas de cada muestra de ensayo en grupos de acuerdo con el efecto producido por el ensayo (Nota 9)
10.1.2 Anote el número de partículas que manifieste cada tipo de daño
Nota 9 – muchos tipos de efectos pueden esperarse. En general pueden ser clasificados como, desintegración, partidas, desmenuzadas, agrietadas, escamadas, etc)
11. Reporte
11.1 Reporte los siguientes datos (Nota 10):
11.1.1 El peso de cada fracción de cada muestra antes del ensayo
11.1.2 El material de cada fracción de la muestra más fino que la malla designada en la sección 9.1.1 por tamizado después del ensayo, expresado como un porcentaje del peso original de la fracción.
11.1.3 El pesado promedio calculado de acuerdo con el método de ensayo C 136 del el porcentaje de perdida de cada fracción, basado en la graduación de la muestra cuando recibida o preferiblemente en la graduación promedio del material de la porción del suministro del cual la muestra es representativa excepto que:
11.1.3.1 Para agregados finos (con menos del 10% de gruesos mayores que la malla 3/8”), asumir que los tamaños más finos que la malla No. 50 tienen 0% de perdida y tamaños más gruesos que la malla de 3/8” tienen la misma perdida que el próximo tamaño más pequeño, para el cual el dato de ensayo es aceptable.
11.1.3.2 Para agregado grueso (con menos del 10% de finos menores que la malla No.4), asumir que los tamaños más finos que la No. 4 tienen la misma perdida que el próximo tamaño más grande, para el cual el dato del ensayo es aceptable.
11.1.3.3 Para un agregado que contiene cantidades apreciables de agregado grueso y fino, ensayarlo en dos muestras separadas como requerido en 6.4, calcular los promedios de pesos de perdida separadamente, para las fracciones menores que la malla No. 4 y los mayores que la No. 4 basados en las graduaciones recalculadas considerando la fracción fina como 100% y la fracción gruesa como 100%. Reporte los resultados separadamente dando los porcentajes del material menores que la No. 4 y mayores que la No.4 en la graduación original.
11.1.3.4 Para los propósitos de calculo del promedio de peso, considerar cualquier tamaño en 6.2 y 6.3 que contengan menos del 5% de la muestra, los cuales tendrán la misma perdida como el promedio del próximo menor y el próximo mayor o si uno de estos tamaños esta ausente, que tenga la misma pérdida del próximo mayor o próximo menor, del cual este presente.
11.1.4 Reporte los porcentajes de perdida de peso al entero mayor.
11.1.5 En el caso de las partículas mayores que la malla 19.0 mm (3/4”), efectuar antes de ensayar: (1) El número de las Partículas de cada fracción (2) El número de partículas afectadas, clasificadas como el número y desintegradas, partidas, desme-nuzadas agrietadas, escamadas, etc. Como se muestra en la Tabla 2.
11.1.6 Clase de solución (Sulfato de sodio o magnesio) y si la solución fue fresca o de uso previo.
Tabla 1 Forma sugerida para registrar los datos de ensayo (con valores de ensayo)
Ensayo de Sanidad del Agregado Fino
Tamaño de Malla Graduación de la muestra original
(%) Peso de Fracciones , antes de ensayo, g Porcentaje que pasa la malla designada después del ensayo Porcentaje de perdida pesados
Menos que No 100 6 … … …
No. 50 a No. 100 11 … … …
No. 30 a No. 50 26 100 4.2 1.1
No. 16 a No. 30 25 100 4.8 1.2
No. 8 a No. 16 17 100 8.0 1.4
No. 4 a No, 8 11 100 11.2 1.2
3/8 “ a No. 4 4 … 11.2ª 0.4
Totales 100.0 … … 5
A El porcentaje de perdida (11.2%) del tamaño próximo menor es usado como porcentaje de perdida para este tamaño, dado que el tamaño contiene menos del 5% de la muestra original.
Ensayo de Sanidad del Agregado Grueso
Tamaño de Malla Grupos Graduación de la muestra original Peso de Fracciones , antes de ensayo Porcentaje pasa la malla designada después del ensayo Porcentaje de perdida pesados
2 ½” a 2” - 2825 g … … …
2 “ a 1 ½” – 1958 g 2 ½ a 1 ½ “ 20 4783 4.8 1.0
1 ½” a 1” - 1012 g
1” a ¾” - 513 g 1 ½ a ¾ “ 45 1525 8.0 3.6
¾ a ½” - 675 g
½” a 3/8” - 333 g ¾ a 3/8 “ 23 1008 9.6 2.2
3/8 “ a No. 4 - 298 g 12 298 11.2 1.3
Totales 100.0 … … 8
Tabla 2 Forma sugerida para el examen cualitativo (con valores de ensayo)
Defectos en las partículas
Tamaño de Malla Partidas Desmenuzadas Agrietadas Escamadas Total de Partículas antes del ensayo
No. % No. % No. % No. %
2 ½ “ a 1 ½” 2 7 … … 2 7 … … 29
1 1/22 a ¾ “ 5 10 1 2 4 8 … … 50
12.0 Precisión
12.1 Para agregado grueso con perdidas de sanidad de peso promedio, en los rangos de 6 a 16% para sulfato de sodio y 9 a 20% para magnesio, los índices de precisión son los siguientes:
Coeficiente de Diferencia entre dos
Variación (1S%), %A ensayos (D2S %)
% promedioA
Multilaboratorio:
Sulfato de Sodio 41 116
Sulfato de Magnesio 25 71
Operador Simple:
Sulfato de Sodio 24 68
Sulfato de Magnesio 11 31
AEstos números representan respectivamente, los límites de (1S%) y (D2S%) como se describe en la Práctica C 670
12.2 Tendencia – Dado que no existe material adecuado aceptable de referencia para determinar la tendencia para este proceso, ninguna declaración sobre la tendencia esta siendo hecha.
13. Palabras clave
13.1 agregados, sulfato de sodio; sulfato de magnesio; sanidad; intemperismo.
Reference: Annual Book of ASTM Standards, 2003
Volume: 04.02 Concrete and Aggregates
Método de Ensayo Estándar para
Sanidad de los Agregados mediante el Uso de Sulfato de Sodio o Sulfato de Magnesio
1. Alcance
1.1 Este método de ensayo cubre la prueba de los agregados para estimar su sanidad cuando son sometidos a la acción del clima en el concreto o en otras aplicaciones. Esto se logra por inmersiones repetidas en soluciones saturadas de sulfato de sodio o sulfato de magnesio, seguido por secado en horno para deshidratar parcial o totalmente la sal depositada en los poros permeables. La fuerza interna de expansión derivada por la rehidratación de la sal por reinmersión, simula la expansión del agua al refrigerarse. Este método de ensayo proporciona información útil para juzgar la sanidad cuando no se dispone de información adecuada de registros de servicio del material expuesto a condiciones climáticas actuales.
1.2 Los valores dados en paréntesis son para propósitos de información solamente.
1.3 Este estándar no pretende señalar los problemas de seguridad, asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma, establecer la seguridad apropiada y practicas saludables así como determinar la aplicabilidad de las limitaciones regula-doras antes de su uso.
2. Documentos Referenciados
2.1 Estándares ASTM:
C 33 Especificación de Agregados para Concreto
C 136 Método de Ensayo para Análisis Granulométrico del Agregado Grueso y Fino
C 670 Práctica para Preparar las Declaraciones de Precisión y Tendencia en Métodos de Ensayo para Materiales de Construcción
C 702 Práctica para Reducir Muestras de Agregado a Tamaños de Ensayo.
D 75 Práctica para Muestreo de Agregados
D 3665 Práctica para el Muestreo Aleatorio de Materiales de Construcción
E 11 Especificación para Mallas de Tejido de Alambre para Propósitos de Ensayo
E 100 Especificación para Hidrómetros ASTM
E 323 Especificación para Mallas de Plato perforado para Propósitos de Ensayo
3. Significado y Uso
3.1 Este método de ensayo provee un procedimiento para hacer un estimado preliminar de la sanidad de los agregados para el uso en el concreto u otros propósitos. Los valores obtenidos pueden ser comparados con las especificaciones, por ejemplo la especificación C33, la cual esta diseñada para indicar la conveniencia del agregado para propósitos de uso. Ya que la precisión de este método de ensayo es pobre( sección 12), este puede no ser apropiado para rechazar enfáticamente los agregados sin la confirmación de otros ensayos más cercanamente relacionados al servicio especifico pretendido.
3.2 Los Valores para el porcentaje permitido de perdida por este método de ensayo, son usualmente diferentes para agregados gruesos y finos, un llamado de atención al hecho de que los resultados de ensayo por el uso de dos sales difieren considerable-mente y debe tenerse cuidado al fijar los límites apropiados en cualquier especifica-ción que incluya los requerimientos para estos ensayos. El ensayo es usualmente más severo cuando se emplea sulfato de magnesio; Por consiguiente, los limites para el porcentaje de perdida permitidos cuando el sulfato de magnesio es empleado son normalmente más grandes que los límites para el sulfato de sodio.
Nota 1 – Referir a la secciones apropiadas en la Especificación C33 que establece las condiciones para la aceptación de los agregados gruesos y finos que no aprueban los requerimientos basados en este ensayo.
4. Aparatos
4.1 Mallas – Con aberturas cuadradas siguiendo los tamaños conforme a la Especificación E 11 o E 323, para tamizar las muestras de acuerdo con las secciones 6,7 y 9:
Fino Grueso
150 μm (No. 100) 8.0 mm (5/16 in.)
9.5 mm (3/8 in.)
300 μm (No. 50) 12.5 mm (1/2 in.)
16.0 mm (5/8 in.)
600 μm (No. 30) 19.0 mm (3/4 in.)
25.0 mm (1 in.)
1.18 mm (No. 16) 31.5 mm (1 1/4 in.)
2.36 mm (No. 8) 37.5 mm (1 1/2 in.)
50 mm (2 in.)
4.0 mm (No. 5) 63 mm (2 1/2 in.)
tamaños más grandes por
4.75 mm (No. 4) 12.5 mm (1/2 in.)
Separar.
4.2 Contenedores – Los contenedores para sumergir las muestras de agregado en la solución, de acuerdo con el procedimiento descrito en este método, deben ser perforados de tal manera que permita que la solución tenga libre acceso a la muestra y esta drene de la muestra sin perdida de agregado.
Nota 2 – Canastas hechas con malla de alambre adecuado o tamices con aberturas adecuadas son contenedores apropiados para las muestras.
4.3 Regulación de Temperatura – Un medio adecuado debe ser provisto para regular la temperatura de las muestras durante la inmersión en la solución de sulfato de sodio o sulfato de magnesio.
4.4 Balanzas – Para agregado fino, una balanza o escala con una precisión de 0.1 g sobre el rango requerido para este ensayo; para agregado grueso, una balanza o escala con una precisión de 0.1% o 1 g, lo que sea mayor sobre el rango requerido para este ensayo.
4.5 Horno de Secado – El horno debe ser capaz de ser calentado continuamente a 230 9o F( 110 5o C) y la razón de evaporación a este rango de temperatura, debe ser de al menos 25 g/ h para 4 h, durante el cual las puertas del horno deben mantenerse cerradas. Esta razón debe ser determinada por la perdida de agua en beakers de 1 L, conteniendo inicialmente 500 g de agua a una temperatura de 70 3o F( 21 2o C), colocados en cada esquina y centro de cada repisa del horno. La evaporación requerida es para aplicar a todos los puntos de ensayo cuando el horno esta vacío excepto para los beakers con agua.
4.6 Medidores de Gravedad Específica – Hidrómetros conforme a los requerimientos de la Especificación E 100, o una combinación adecuada de cristalería graduada y balanza, capaz de medir la gravedad específica dentro de 0.001.
5. Soluciones Requeridas Especiales
5.1 Prepare la solución para sumergir las muestras de ensayo en sulfato de sodio o magnesio de acuerdo con 5.1.1 o 5.1.2 (Nota 3). El volumen de la solución debe ser al menos cinco veces el volumen sólido de todas las muestras inmersas en cualquier momento.
Nota 3 – Algunos agregados que contienen carbonato de calcio o magnesio, son atacados químicamente por la solución de sulfato fresca, resultando erróneamente en altas medidas de perdida. Si esta condición se sospecha o es encontrada, repetir el ensayo usando una solución filtrada que ha sido usada previamente para ensayos con el mismo tipo de rocas con carbonato, probar que la solución se encuentre dentro de los requerimientos de 5.1.1 y 5.1.2
5.1.1 Solución de Sulfato de Sodio – Prepárese una solución saturada de sulfato de sodio por disolver un USP o de grado igual de la sal en agua a una temperatura de 77 a 86o F( 25 a 30o C). Agregar suficiente sal (Nota 4), de Sulfato de Sodio Anhídrido (Na2SO4), o en forma de cristales (Na2SO4..10H2O), para asegurar no solo saturación, sino también la presencia de exceso de cristales, cuando la solución esta lista para el uso en el ensayo. Agitar vigorosamente la mezcla durante la adición de la sal y agitar a intervalos frecuentes hasta ser usada. Para reducir la evaporación y prevenir la contaminación, mantenga todo el tiempo la solución cubierta cuando no se utilice. Dejar la solución enfriar a 70 2 oF (21 1oC). De nuevo agitar, y dejar la solución reposar a la temperatura designada por al menos 48 h antes de ser utilizada. Antes de cada uso, diluir los trozos de sal, si hay alguno en el contenedor, agitar vigorosamente la solución y determínese la gravedad específica. Cuando se utilice, la solución tendrá una gravedad específica no menor que 1.151 y no más que 1.174. Deseche la solución si esta descolorida o fíltrela y chequee su gravedad específica.
Nota 4 – para la solución, 215 g de sal anhídrida o 700 g de sal decahídratada por litro son suficien-tes para la saturación a 71.6oF(22o C). Sin embargo, dado que estas sales no son completamente estables y que es deseable que un exceso de cristales este presente, el uso de no menos de 350g de sal anhídrida o 750 g de sal decahídratada por litro es recomendado.
5.1.2 Solución de Sulfato de Magnesio – Prepárese una solución saturada de sulfato de magnesio por disolver un USP o de grado igual de la sal en agua a una tempera-tura de 77 a 86o F( 25 a 30o C). Agregar suficiente sal (Nota 5), de Sulfato de magnesio anhídrido (MgSO4), o en forma de cristales (MgSO4..7H2O) (sal de Epsom), para asegurar la saturación y la presencia de exceso de cristales, cuando la solución esta lista para el uso en el ensayo. Agitar vigorosamente la mezcla durante la adición de la sal y agitar a intervalos frecuentes hasta ser usada. Para reducir la evaporación y prevenir la contaminación, mantenga todo el tiempo la solución cubierta cuando no se utilice. Dejar la solución enfriar a 70 2º F (21 1º C). De nuevo agitar, y dejar la solución reposar a la temperatura designada por al menos 48 h antes de ser utilizada. Antes de cada uso, diluir los trozos de sal, si hay alguno en el contenedor, agitar vigorosamente la solución y determínese la gravedad específica. Cuando se utilice, la solución tendrá una gravedad específica no menor que 1.295 y no más que 1.308 Deseche la solución si esta descolorida o fíltrela y chequee su gravedad específica.
Nota 5 – para la solución, 350 g de sal anhídrida o 1230 g de sal heptahídratada por litro son sufici-entes para la saturación a 73.4oF(23o C). Sin embargo, dado que estas sales no son completamente estables, con la sal hidratada siendo la más estable de las dos y que es deseable que un exceso de cristales este presente, es recomendado que la sal heptahídratada sea usada en una cantidad de no menos de 1400g/litro de agua.
5.1.3 Solución de Cloruro de Bario – Preparar 100 ml de solución al 5 % de cloruro de bario, disolviendo 5 g de BaCl2 en 100 ml de agua destilada.
6. Muestreo
6.1 La muestra debe ser obtenida en general de acuerdo con la práctica D 75 y reducida tamaño de prueba de acuerdo a C 702.
6.2 Agregado Fino – El agregado fino para el ensayo debe pasar a través de la malla 9.5 mm ( 3/8”). La muestra debe ser de tamaño tal que rinda no menos de 100 g para cada una de las siguientes mallas, las cuales deben estar en cantidades de 5% o más, expresado en términos de las siguientes mallas:
Pasa la Malla Retenido en la Malla
600 μm (No. 30) 300 μm (No. 50)
1.18 mm (No. 16) 600 μm (No. 30)
2.36 mm (No. 8) 1.18 mm (No. 16)
4.75 mm (No. 4) 2.36 mm (No. 8)
9.5 mm (3/8 pulg) 4.75 mm (No. 4)
6.3 Agregado Grueso – El agregado grueso para el ensayo debe consistir de material retenido sobre la malla No. 4. La muestra debe ser de tamaño tal que rinda las siguientes cantidades de los tamaños indicados que estén en cantidades de 5% o más:
Tamaño ( Mallas con aberturas cuadradas) Masa, g
9.5 mm (3/8 pulg) a 4.75 mm (No. 4) 300 5
19.0mm (3/4 pulg) a 9.5 mm (3/8 pulg) 1000 10
Material consistente de:
12.5 mm (1/2 pulg) a 9.5 mm (3/8 pulg) 330 5
19.0 mm (3/4 pulg) a 12.5 mm (1/2 pulg) 670 10
37.5mm (1 1/2 pulg) a 19.0 mm (3/4 pulg) 1500 50
Material consistente de:
25.0 mm (1 pulg) a 19.0 mm (3/4 pulg) 500 30
19.0 mm (1 1/2 pulg) a 12.5 mm (1 pulg) 1000 10
63mm (2 1/2 pulg) a 37.5 mm (1 1/2 pulg) 5000 300
Material consistente de:
50 mm (2 pulg) a 37.5mm (1 1/2 pulg) 2000 200
63mm (2 1/2 pulg) a 50mm (2 pulg) 3000 300
Tamaños más grandes por 25 mm (1 pulg)
Separados en tamaños de malla, cada fracción 7000 1000
6.4 Cuando el agregado a ser ensayado contiene cantidades apreciables de material grueso y fino, teniendo una granulometría con más del 10% en peso de agregado grueso mayor que la malla 9.5 mm (3/8 pulg) y también más del 10% en peso de finos que la malla 4.75 mm (No. 4), ensayar las muestras separadas, la fracción menor que la No. 4 y la fracción mayor que la No. 4, de acuerdo con los procedimi-entos para agregados finos y gruesos, respectivamente. Reportar los resultados separadamente para la fracción fina y la fracción gruesa, dando los porcentajes de fracciones gruesa y fina referidos a la granulometría inicial.
7. Preparación de la Muestra de Ensayo
7.1 Agregado Fino – Lavar vigorosamente la muestra de agregado fino sobre la malla No.50, secar a peso constante a 230 9o F( 110 5o C), y separar en los diferentes tamaños por tamizado, como sigue: haga una separación aproximada de la muestra graduada por medio de un juego de mallas estándar especificadas en 6.2. de las fracciones obtenidas, seleccionar las muestras de suficiente tamaño para rendir 100g después de tamizado de descarte. ( En general, una muestra de 110 g será suficien-te) No utilizar agregado fino atrapado en las mallas en la preparación de la muestra. Pese las muestras consistentes de 100 0.1 g para cada una de las fracciones sepa-radas después del tamizado final y colocarlas en contenedores separados para el ensayo.
7.2 Agregado Grueso – Lavar vigorosamente y secar la muestra de agregado grueso a peso constante 230 9o F( 110 5o C) y separar en los diferentes tamaños como se muestra en 6.3 por tamizado para descarte. Pesar las cantidades de los diferentes tamaños dentro de las tolerancias de 6.3 y cuando la porción consiste de dos tama-ños, combinarlas para el designado peso total. Registrar los pesos de las muestras e ensayo y sus componentes fraccionarias. En el caso de las partículas más grandes que 19.0 mm (3/4”), registre el número de partículas en las muestras de ensayo.
8. Procedimiento
8.1 Almacenamiento de muestras en la solución – Sumérjanse las muestras en la solución preparada de sulfato de sodio o sulfato de magnesio por no menos de 16 horas y no más de 18 horas, de tal manera que la solución cubra las muestras como mínimo ½ pulgada. (Nota 6). Cúbrase los depósitos para reducir la evaporación y prevenir la adición accidental de substancias extrañas. Manténgase la muestra sumergida en la solución a una temperatura de 70 2o F( 21 1o C) por el período de inmersión
Nota 6 – Una parrilla de alambre de peso adecuado colocada sobre la muestra permitirá que los agregados de peso muy ligero alcancen a cubrirse.
8.2 Secado de las muestras después de la inmersión – Después del período de inmersión, remover la muestra de agregado de la solución y permitir que drene por 15 5 min, posteriormente colocarla en el horno de secado. La temperatura del horno debe haber sido alcanzada previamente a 230 9o F( 110 5o C). Secar las muestras a la temperatura especificada hasta alcanzar peso constante. Establezca el tiempo requerido para alcanzar peso constante de la siguiente manera: con el horno conteniendo todas las muestras, revise las perdidas de peso de las muestras de ensayo, sacándolas y pesándolas, sin enfriar a intervalos de 2 a 4 horas; hacer sufici-entes revisiones para establecer el tiempo de secado requerido para el lugar menos favorable del horno (ver 4.5) y la condición de la muestra (Nota 7). El peso constante podrá ser considerado que ha sido alcanzado cuando la perdida de peso sea menor que 0.1% del peso de la muestra en 4 horas de secado. Después que el peso cons-tante ha sido alcanzado, dejar las muestras enfriar a temperatura ambiente, hasta que sean de nuevo inmersas en la solución preparada como se describe en 8.1.
Nota 7 – El tiempo requerido de secado para alcanzar peso constante puede variar considerablemente por varias razones. La eficiencia del secado será reducida al acumularse los ciclos por la sal adherida a las partículas y en algunos casos por el incremento del área superficial debido a las partiduras. Los diferentes tamaños de fracciones de agregados tienen diferentes razones de secado. Los tamaños más pequeños tenderán a secarse mas despacio debido a sus áreas de superficie más grandes y vacíos restringidos, pero esta tendencia puede cambiar por los efectos del tamaño y tipo del recipiente.
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8.3 Número de Ciclos – Repita los procesos alternos de inmersión y secado hasta obtener el número de ciclos.
8.4 Después de completar el ciclo final y la muestra se ha enfriado, lavar la muestra con agua para quitarle el sulfato de sodio o sulfato de magnesio, lo cual se determina por la reacción del cloruro de bario (BaCl2) con el agua de lavado. Lavar con agua que circule a 110 10o F(43 6o C) a través de las muestras en sus recipientes. Esto puede ser hecho, colocándolas en un tanque en el cual el agua caliente puede ser introducida en el fondo. En la operación de lavado, las muestras no deben estar sujetas a impacto o abrasión que pueda tender a quebrar las partículas.
Nota 8 – El agua de grifo contiene sulfato la cual cuando es usada para el agua de lavado esta se turbará cuando se ensaye con la solución de sulfato de sodio. Lo turbio de una solución de agua de grifo y cloruro de bario puede ser evaluado que cuando se utiliza como agua de lavado del ensayo con el mismo grado de turbidez, puede asumirse que esta libre del sulfato del ensayo.
9. Examen Cuantitativo.
9.1 Haga el examen cuantitativo como sigue:
9.1.1 Después que la solución de sulfato de sodio o sulfato de magnesio ha sido re-movida, secar cada fracción de la muestra a peso constante a 230 9o F(110 5o C). Tamizar el agregado fino sobre las mismas mallas sobre las cuales fue retenido antes del ensayo, y tamice el agregado grueso sobre las mallas que se muestran abajo para el tamaño apropiado de la partícula. Para el agregado fino, el método y duración del tamizado será el mismo que fue usado en la preparación de las muestras. Para el agregado grueso, tamizar manualmente, con agitación suficiente para asegurar que todo el material de tamaño más pequeño pase la malla designada. No hay que em-plear manipulación extra para quebrar las partículas o hacer que pasen las mallas. Pesar el material retenido en cada malla y registrar cada cantidad. La diferencia entre las cantidades y el peso inicial de la fracción de la muestra ensayada es la perdida en el ensayo y es expresado como un porcentaje del peso inicial para uso en la tabla 1.
Tamaño del agregado Malla usada para determinar la perdida
2 ½ pulg a 1 ½ pulg 1 ¼ pulg
1 ½ a ¾ pulg 5/8 pulg
¾ a 3/8 pulg 5/16 pulg
3/8 pulg No. 5
10. Examen Cualitativo
10.1 Hacer un examen cualitativo de las muestras de ensayo más grandes que 19.0 mm (3/4”) como sigue (Nota 9):
10.1.1 Separa las partículas de cada muestra de ensayo en grupos de acuerdo con el efecto producido por el ensayo (Nota 9)
10.1.2 Anote el número de partículas que manifieste cada tipo de daño
Nota 9 – muchos tipos de efectos pueden esperarse. En general pueden ser clasificados como, desintegración, partidas, desmenuzadas, agrietadas, escamadas, etc)
11. Reporte
11.1 Reporte los siguientes datos (Nota 10):
11.1.1 El peso de cada fracción de cada muestra antes del ensayo
11.1.2 El material de cada fracción de la muestra más fino que la malla designada en la sección 9.1.1 por tamizado después del ensayo, expresado como un porcentaje del peso original de la fracción.
11.1.3 El pesado promedio calculado de acuerdo con el método de ensayo C 136 del el porcentaje de perdida de cada fracción, basado en la graduación de la muestra cuando recibida o preferiblemente en la graduación promedio del material de la porción del suministro del cual la muestra es representativa excepto que:
11.1.3.1 Para agregados finos (con menos del 10% de gruesos mayores que la malla 3/8”), asumir que los tamaños más finos que la malla No. 50 tienen 0% de perdida y tamaños más gruesos que la malla de 3/8” tienen la misma perdida que el próximo tamaño más pequeño, para el cual el dato de ensayo es aceptable.
11.1.3.2 Para agregado grueso (con menos del 10% de finos menores que la malla No.4), asumir que los tamaños más finos que la No. 4 tienen la misma perdida que el próximo tamaño más grande, para el cual el dato del ensayo es aceptable.
11.1.3.3 Para un agregado que contiene cantidades apreciables de agregado grueso y fino, ensayarlo en dos muestras separadas como requerido en 6.4, calcular los promedios de pesos de perdida separadamente, para las fracciones menores que la malla No. 4 y los mayores que la No. 4 basados en las graduaciones recalculadas considerando la fracción fina como 100% y la fracción gruesa como 100%. Reporte los resultados separadamente dando los porcentajes del material menores que la No. 4 y mayores que la No.4 en la graduación original.
11.1.3.4 Para los propósitos de calculo del promedio de peso, considerar cualquier tamaño en 6.2 y 6.3 que contengan menos del 5% de la muestra, los cuales tendrán la misma perdida como el promedio del próximo menor y el próximo mayor o si uno de estos tamaños esta ausente, que tenga la misma pérdida del próximo mayor o próximo menor, del cual este presente.
11.1.4 Reporte los porcentajes de perdida de peso al entero mayor.
11.1.5 En el caso de las partículas mayores que la malla 19.0 mm (3/4”), efectuar antes de ensayar: (1) El número de las Partículas de cada fracción (2) El número de partículas afectadas, clasificadas como el número y desintegradas, partidas, desme-nuzadas agrietadas, escamadas, etc. Como se muestra en la Tabla 2.
11.1.6 Clase de solución (Sulfato de sodio o magnesio) y si la solución fue fresca o de uso previo.
Tabla 1 Forma sugerida para registrar los datos de ensayo (con valores de ensayo)
Ensayo de Sanidad del Agregado Fino
Tamaño de Malla Graduación de la muestra original
(%) Peso de Fracciones , antes de ensayo, g Porcentaje que pasa la malla designada después del ensayo Porcentaje de perdida pesados
Menos que No 100 6 … … …
No. 50 a No. 100 11 … … …
No. 30 a No. 50 26 100 4.2 1.1
No. 16 a No. 30 25 100 4.8 1.2
No. 8 a No. 16 17 100 8.0 1.4
No. 4 a No, 8 11 100 11.2 1.2
3/8 “ a No. 4 4 … 11.2ª 0.4
Totales 100.0 … … 5
A El porcentaje de perdida (11.2%) del tamaño próximo menor es usado como porcentaje de perdida para este tamaño, dado que el tamaño contiene menos del 5% de la muestra original.
Ensayo de Sanidad del Agregado Grueso
Tamaño de Malla Grupos Graduación de la muestra original Peso de Fracciones , antes de ensayo Porcentaje pasa la malla designada después del ensayo Porcentaje de perdida pesados
2 ½” a 2” - 2825 g … … …
2 “ a 1 ½” – 1958 g 2 ½ a 1 ½ “ 20 4783 4.8 1.0
1 ½” a 1” - 1012 g
1” a ¾” - 513 g 1 ½ a ¾ “ 45 1525 8.0 3.6
¾ a ½” - 675 g
½” a 3/8” - 333 g ¾ a 3/8 “ 23 1008 9.6 2.2
3/8 “ a No. 4 - 298 g 12 298 11.2 1.3
Totales 100.0 … … 8
Tabla 2 Forma sugerida para el examen cualitativo (con valores de ensayo)
Defectos en las partículas
Tamaño de Malla Partidas Desmenuzadas Agrietadas Escamadas Total de Partículas antes del ensayo
No. % No. % No. % No. %
2 ½ “ a 1 ½” 2 7 … … 2 7 … … 29
1 1/22 a ¾ “ 5 10 1 2 4 8 … … 50
12.0 Precisión
12.1 Para agregado grueso con perdidas de sanidad de peso promedio, en los rangos de 6 a 16% para sulfato de sodio y 9 a 20% para magnesio, los índices de precisión son los siguientes:
Coeficiente de Diferencia entre dos
Variación (1S%), %A ensayos (D2S %)
% promedioA
Multilaboratorio:
Sulfato de Sodio 41 116
Sulfato de Magnesio 25 71
Operador Simple:
Sulfato de Sodio 24 68
Sulfato de Magnesio 11 31
AEstos números representan respectivamente, los límites de (1S%) y (D2S%) como se describe en la Práctica C 670
12.2 Tendencia – Dado que no existe material adecuado aceptable de referencia para determinar la tendencia para este proceso, ninguna declaración sobre la tendencia esta siendo hecha.
13. Palabras clave
13.1 agregados, sulfato de sodio; sulfato de magnesio; sanidad; intemperismo.
Reference: Annual Book of ASTM Standards, 2003
Volume: 04.02 Concrete and Aggregates
