NTP 400.016 – Agregados: Determinación de la inalterabilidad de agregados por medio de sulfato de sodio o sulfato de magnesio. La presente Norma establece un método de ensayo para determinarla resistencia de los agregados a la desintegración por medio de soluciones de sulfato de sodio o sulfato de magnesio. Suministra información útil para juzgar la alterabilidad de los agregados sometidos a la acción de la intemperie, particularmente cuando no se dispone de información adecuada sobre el comportamiento del material expuesto a condiciones atmosféricas reales INALTERABILIDAD DE AGREGADOS POR MEDIO DEL SULFATO DE SODIO  NTP 400.016 – Agregados: Determinación de la inalterabilidad de agregados por medio de sulfato de sodio o sulfato de magnesio. RESEÑA HISTÓRICA: Este Modo Operativo está basado en las Normas ASTM C 88 y AASHTO T 104, las mismas que se han adaptado al nivel de implementación y a las condiciones propias de nuestra realidad. Cabe indicar que este Modo Operativo está sujeto a revisión y actualización continua. Este Modo Operativo no propone los requisitos concernientes a seguridad. Es responsabilidad del Usuario establecer las cláusulas de seguridad y salubridad correspondientes, y determinar además las obligaciones de su uso e interpretación. OBJETIVO: Este método suministra una información útil para juzgar la calidad de los agregados que han de estar sometidos a la acción de los agentes atmosféricos, sobre todo cuando no se dispone de datos sobre el comportamiento de los materiales que se van a emplear, en las condiciones climáticas de la obra. Con él se puede hacer una estimación preliminar de la inalterabilidad de los agregados que se usarán para la fabricación de Concreto de Cemento Portland u otros propósitos. Describe el procedimiento que debe seguirse, para determinar la resistencia a la desintegración de los agregados, por la acción de soluciones saturadas de sulfato de sodio o de magnesio. Se advierte el hecho de que los resultados obtenidos por el uso de las 2 sales difieren considerablemente y se debe tener cuidado en establecer los límites correctos en especificaciones que pueden incluir requerimientos para estos ensayos. APARATOS: Tamices: Se usarán con aberturas cuadradas de los siguientes tamaños, que cumplan con la norma sobre tamices de ensayo normalizados. TAMICES SERIE FINA TAMICES SERIE GRUESA 150 um (No. 100) 8,0 mm (5/16”) 9.50 mm (3/8”) 300 um (No. 50) 12,5 mm (1/2”) 16 mm (5/8”) 600 um (No. 30) 19 mm (3/4”) 25 mm (1”) 1,18 mm (No. 16) 31.5 mm (1 ¼”) 2,36 mm (No. 8) 50 mm (2”) 4,00 mm (No. 5) 63.0 mm (2 ½”) 4,75 mm (No. 4) Tamaños mayores aumentan en 12.7 mm (1/2”) Envases: Utilizados para sumergir las muestras de agregados en la solución, de acuerdo como procedimiento descrito en este método, tendrán perforaciones que permiten un libre acceso de la solución a la muestra y el drenaje sin pérdida de agregado. El volumen de la solución en la cl se sumergen las muestras, será por lo menos 5 veces el volumen de la muestra sumergida en una operación. Regulación de la temperatura. Se dispondrá de un medio apropiado para regular la temperatura de la solución durante el periodo de inmersión. Balanzas: Se usará una balanza con capacidad de 500 g y sensibilidad de 0.1 g, para pesar el agregado fino, y otra con capacidad de 5 kg y sensibilidad mínima de 1 g, para pesar el agregado grueso. Horno de secado: El horno será tal que se pueda calentar continuamente a temperatura de entre 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F) y a una velocidad de evaporación para esta temperatura de 25 g/h, durante 4 horas, periodo en el cual deberá permanecer cerrada la puerta del horno. Esta velocidad se determinará por la pérdida de agua, en vasos precipitados, Griffin, de un litro que contengan cada uno 500 g de agua a la temperatura de 21 ± 2 °C (70 ± 3 °F), colocados en cada rincón y en el centro de cada bandeja del horno, durante el citado período de 4 horas. SOLUCIONES NECESARIAS Solución de sulfato de sodio. La solución saturada de sulfato de sodio, se prepara disolviendo el peso necesario de sal del tipo "comercial", en agua a la temperatura de 25 a 30°C (77 a 86 °F). Se añade suficiente cantidad de sal, bien de la forma anhidra (Na2SO4) o cristalizada (Na2SO4.10H2O), para asegurar no solamente que la solución esté saturada, sino también que quede un exceso de cristales cuando la solución esté preparada. Se agita bien la solución mientras se está preparando. Se enfría la solución a 21 ± 1 °C (140 ± 2° F) y se mantiene a esta temperatura por lo menos durante 48 horas antes de emplearla; se agita bien, inmediatamente antes de usarla, y en este momento debe tener un peso específico entre 1.151 y 1.174. La solución que presente impurezas debe filtrarse y debe volverse a comprobar su peso específico. Nota 1. La comprobación del peso específico debe hacerse frecuentemente, por lo menos para cada 50 kg de sal, o cuando esté la solución descolorida en cuyo caso habría que filtrarla o descartarse. Para conseguir la saturación a 22 °C (71.6 °F) de 1 dm 3 (Lt.) de agua, son suficientes 215 g de la sal anhidra o 700 g de la hidratada. No obstante, como estas sales no son completamente estables y puesto que es preferible que haya un exceso de cristales en la solución, se recomienda como mínimo, el empleo de 350 g de la sal anhidra y 750 g de la sal hidratada. Lo más económico es el empleo del sulfato comercial en polvo, que puede considerarse prácticamente como anhidro. Solución de Sulfato de Magnesio: Se prepara disolviendo el peso necesario de sal del tipo "comercial", en agua a la temperatura de 25 a 30 °C (77 a 86 °F). Se añade suficiente cantidad de sal, bien de la forma anhidra (MgSO4) o cristalizada (MgSO4.7H2O), para asegurar no solamente que la solución esté saturada, sino también que quede un exceso de cristales cuando la solución esté preparada. Se agita bien la solución mientras se está preparando. Se enfría la solución a una temperatura de 21 ± 1 °C (70 ± 2 °F), y se mantiene a esta temperatura por lo menos durante 48 horas antes de emplearla; inmediatamente antes de usarla se agita bien, y en este momento tendrá un peso específico comprendido entre 1.295 y 1.302. La solución que presente impurezas debe filtrarse y debe volverse a comprobar su peso específico. (Véase Nota 1). Para conseguir la saturación a 23 °C (73.4 °F) de 1 dm3 de agua, son suficientes 350 g de la sal anhidra o 1230 g de la hidratada. No obstante, como estas sales no son completamente estables y la forma anhidra es la menos estable, y puesto que es necesario que haya un exceso de cristales en la solución, se recomienda el empleo de 1400 g, como mínimo, de sal hidratada por litro de agua. Lo más económico es el empleo de sulfato comercial en polvo, que puede considerarse prácticamente como anhidro. MUESTRAS Agregado fino. La muestra del agregado fino debe pasar toda por el tamiz de 9.5 mm (3/8”). La muestra tendrá el peso suficiente para poder obtener 100 g de cada una de las fracciones que se indican a continuación, que estén presentes en la muestra en cantidad mayor del 5%. Fracciones Pasa tamiz Retenido en tamiz 9,5 mm 4,75 mm 2,36 mm 1,18 mm 600 µm (3/8”) (Nº 4) (Nº 8) (Nº 16) (Nº 30) 4,75 mm 2,36 mm 1,18 mm 600 µm 300 µm (Nº 4) (Nº 8) (Nº 16) (Nº 30) (Nº 50) Agregado grueso. La muestra del agregado grueso debe ser un material del que se han eliminado todas las fracciones inferiores- al tamiz de 4.75 mm (No. 4). Estos tamaños eliminados se ensayan de acuerdo con el procedimiento para el agregado fino. La muestra debe tener, como mínimo, el peso suficiente para obtener de ella, las cantidades de, las fracciones indicadas en la Tabla 1, que estén presentes en cantidad de 5% como mínimo. Tabla 1 TAMICES MM (PULGADAS) PESO (g) Compuesto de material: de 4.75 mm a 9.5 mm de 9.5 mm a 19.0 mm (Nº 4 a 3/8”) (3/8” a 3/4") 300 ± 5 1000 ± 10 Compuesto de material: de 9.5 mm a 12.5 mm de 12.5 mm a 19.0 mm de 19.0 mm a 37.5 mm (3/8” a 3/4") (1/2” a 3/4") (3/4” a 1 1/2") 33% 67% 330 ± 5 670 ± 10 5000 ± 300 Compuesto de material: de 19.0 mm a 25.0 mm de 25.0 mm a 37.5 mm de 37.5 mm a 63 mm (3/4” a 1") (1” a 1/2") (1 1/2” a 2 1/2") 33% 67% 500 ± 30 1000 ± 50 5000 ± 300 Compuesto de material: de 37.5 mm a 50 mm de 50 mm a 63 mm (1 1/2" a 2”) (3/8” a 3/4") 40% 40% 2000 ± 200 3000 ± 300 Tamices mayores obtenidos en Incrementos de 25 mm (1”) 7000 ± 1000 PREPARACIÓN DE LAS MUESTRAS: Agregado fino. La muestra de agregado fino se lava bien sobre un tamiz de 300 µm (No. 50); se seca hasta peso constante, a una temperatura de 110 ±5 °C (230 ± 9°F) y se separa en las diferentes fracciones por medio de un tamizado realizado de la siguiente manera: Se hace primero una separación aproximada, por medio de una serie de los tamices indicados en el numeral 4.1. De cada una de las fracciones obtenidas de esta forma se separa la suficiente cantidad de muestra para poder obtener 100 g, después de tamizar sobre el correspondiente tamiz hasta rechazo (en general, son suficientes unos 110 g). Las partículas de agregado fino que quedan encajadas en la malla del tamiz, no se emplean en la preparación de la muestra. Las muestras de 100 g, de cada una de las fracciones, después del tamizado final, se pesan y colocan por separado en los recipientes para ensayo. Agregado grueso. La muestra de agregado grueso se lava bien, se seca hasta peso constante, a una temperatura de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F) y se separa en las diferentes fracciones indicadas en el numeral 4.2, por tamizado hasta rechazo. La cantidad requerida de cada una de estas fracciones, se pesa y se coloca, por separado, en los recipientes para ensayo. En el caso de las fracciones con tamaño superior a 19 mm (3/4"), se cuenta también el número de partículas. Cuando son rocas deberán ser rotas en fragmentos uniformes, se pesaran 100 gr, de c/u. La muestra de ensayo pesará 5000 gr. ± 2%. La muestra será bien lavada y secada antes del ensayo. PROCEDIMIENTO Inmersión de las muestras en la solución. Las muestras se sumergen en la solución de sulfato de sodio o de magnesio, durante un periodo no menor de 16 horas ni mayor de 18 horas, de manera que el nivel de la solución quede por lo menos 13 mm por encima de la muestra. El recipiente se cubre para evitar la evaporación y la contaminación con sustancias extrañas. Las muestras sumergidas en la solución, se mantienen a una temperatura de 21 ± 1°C (70 ± 2 °F), durante todo el tiempo de inmersión. Secado de las muestras después de la inmersión: Luego de un período de inmersión se saca la muestra de agregado de la solución, se deja escurrir durante 15 ± 5 minutos y se la introduce en el horno, cuya temperatura se habrá regulado previamente a 110 ± 5 °C. Se secan las muestras hasta obtener un peso constante a la temperatura indicada. Durante el periodo de secado se sacan las muestras del horno y se pesan, a intervalos de 2h a 4h. Se puede considerar que se ha alcanzado un peso constante, cuando dos pesadas sucesivas de una muestra, difieren menos de 0.1 g en el caso del agregado fino, o menos de 1.0 g en el caso del agregado grueso. Después de haber conseguido el peso constante, se enfría la muestra a temperatura ambiente y luego se sumerge en la solución, como se indica en el numeral 6.1. Número de ciclos. Se repite el proceso alternado de inmersión y secado de las muestras, hasta completar el número de ciclos que se requeridos. EXAMEN CUANTITATIVO Después completar el ciclo final enfriada la muestra a temperatura ambiente se lava cada fracción por separado para eliminar el sulfato de sodio. Los últimos lavados serán hechos con agua destilada y mediante la reacción con cloruro de bario (BaCl2) podrá comprobarse si el agua de lavado está libre de sales anteriores. Después de eliminar todo el sulfato de sodio o de magnesio, cada fracción de la muestra se seca hasta obtener un peso constante, a una temperatura de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F). Se tamiza el agregado fino sobre los mismos tamices en que fue retenido antes del ensayo El agregado grueso e tamizará para cada tamaño apropiado de partícula, indicados en la siguiente tabla. Tamaño del Agregado Tamiz empleado 63 mm – 37,5 mm 37,5 mm – 19,0 mm 19,0 mm – 9,5 mm 9,5 mm – 4.75 mm (2 ½” – 1 ½”) (1 ½” – 3/4") ( 3/4" – 3/8”) (3/8” – Nº 4) 3.15 mm 16.0 mm 8.0 mm 4.00 mm (1 1/4") (5/8”) (5/16”) (Nº 5) El método y duración del tamizado del agregado fino fue el mismo de la preparación de la muestra. El tamizado del agregado grueso fue realizado a mano, con una agitación suficiente solamente para asegurar que el material de menor medida pase. Se pesó el material retenido en cada malla. La diferencia entre cada una de las cantidades y el peso inicial de la fracción ensayada es la pérdida de peso y será expresada como porcentaje del peso inicial utilizada Nota: No se empleó manipulación extra para que las partículas sean forzadas a pasar la malla. EXAMEN CUALITATIVO Las fracciones de la muestra con tamaño mayor de 19.0 mm (3/4") se examinan cualitativamente después de cada inmersión. El examen cualitativo constará de dos partes: 1) la observación del efecto que produce la acción del sulfato de sodio o de magnesio y la naturaleza de esta acción, y 2) el recuento del número de partículas afectadas. La acción del sulfato puede manifestarse de muy diversas maneras; en general, podrá clasificarse como desintegración, resquebrajamiento, desmenuzamiento, agrietamiento, formación de lajas, descascaramiento, etc. Aunque sólo se requiere el examen cualitativo de las partículas con tamaño mayor de 19.0 mm (3/4"), se recomienda que también se examinen los tamaños inferiores, para observar si se produce un resquebrajamiento excesivo. INFORME En el informe se reportará los siguientes datos: Peso de cada fracción de la muestra antes del ensayo. Material de cada fracción, más fino que el tamiz especificado en el numeral 7.2, en el cual quedó retenido el material después del ensayo, expresado como tanto por ciento con respecto al peso total de la fracción original. Pérdida media, calculada por medio del tanto por ciento de pérdida de cada fracción, teniendo en cuenta la granulometría del material según la NTP 400.012. teniendo en cuenta la granulometría media del material del cual se obtuvo la muestra enviada al laboratorio. En estos cálculos, los tamaños inferiores al tamiz de 300 µm (N° 50) se supone que no tienen pérdida. En el caso de partículas con tamaño superior a 19.0 mm (3/4"), antes del ensayo: Número de partículas de cada fracción antes del ensayo. Número de partículas afectadas, clasificadas según la acción en la siguiente forma: agrietadas, partidas, escamosas, desintegradas, vueltas lajas, etc. Tipo de solución (sulfato de sodio o sulfato de magnesio). Los resultados del ensayo se deben presentar entonces, en forma similar a como se indica en el ejemplo de las páginas siguientes, dado en forma de tablas. PRECISIÓN Para agregado grueso con pérdida en el rango de 6% a 16% con sulfato de sodio y 9% a 20% con sulfato de magnesio. Inalterabilidad del agregado grueso: análisis cuantitativo Fracción (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Pasa Retiene Gradación original % Peso retenido antes de ser ensayada (g) N° de partículas Peso retenido después del ensayo (g) Pérdida total % Pérdida corregida % N° de partículas 37,5 mm (1 1/2”) 25 mm (1 ”) 35,8 745 13 726 2.6 0.9 10 25 mm (1 “) 19 mm ( 3/4") 17,6 203 7 179 11.8 2.1 5 19 mm (3/4”) 12,5 mm ( 1/2") 23,7 366 20 350 4.4 1.0 12,5 mm (1/2 ”) 9,5 mm (3/8”) 11,9 436 11 279 36 4.3 9,5 mm (3/8 “) 4,75 mm (Nº 4) 10,9 250 12 206 17.6 1.9 TOTALES 100,0 2000 5348 10.24 (2) Fracciones pesadas de acuerdo con límites de la tabla 1. (3) Partículas contadas antes del ensayo. (4) Fracciones pesadas después del ensayo. (5) = (6) = (7) Se cuentan todas aquéllas no desintegradas después del ensayo. Inalterabilidad del agregado fino: análisis cuantitativo Fracción (1) (2) (3) (4) (5) Pasa Retiene Gradación original % Peso de la fracción ensayada (g) Peso retenido después del ensayo (g) Pérdida total % Pérdida Corregida % 9,5 mm (3/8”) 4,75 mm (Nº 4) 4.6 - - 21 0,97 4,75 mm (Nº 4) 2,36 mm (Nº 8) 1.08 100 79 21 2,27 2,36 mm (Nº 8) 1,18 mm (Nº 16) 17.0 100 81 19 3,23 1,18 mm (Nº 16) 600 µm (Nº 30) 25.2 100 83 17 4,28 600 µm (Nº 30) 300 µm (Nº 50) 26.0 100 80 20 5,2 300 µm (Nº 50) 150 µm (Nº 100) 11.4 100 86 14 1,60 150 µm (Nº 100) 5.0 - - - TOTALES 100,0 500 409 17,55 (*) Cantidades mínimas; se pueden emplear muestras de mayor tamaño. Se utiliza la pérdida de la fracción más próxima por ser el porcentaje original < 5%. (2) Fracciones pesadas con límites de la Tabla 1. (3) Fracciones pesadas después del ensayo (4) = (2) − (3) x100 (2) (5) = (4) − (1) (100) Tabla 4:Analisis cualitativo Análisis Cualitativo Número de partículas después del ensayo Ciclo Fracción N° de Partículas preensayo En buen estado Agrietadas Partidas Escamosas Desintegradas I 1 2 3 4 0 0 5 36 0 0 3 31 0 0 1 1 1 0 0 2 2 II 1 2 3 4 0 0 2 29 0 1 1 0 0 0 1 0 1 2 0 1 3 III 1 2 3 4 0 0 1 25 1 3 1 4 1 1 1 1 3 1 2 2 4 Fracción 1: 63 mm (2 1/2’’) - 50 mm (2’’) Fracción 2: 50 mm (2’’)- 37.5 mm (1 1/2'’) Fracción 3: 37.5 mm (1 1/2'’) - 25.0 mm (1’’) Fracción 4: 25.0 mm (1’’)- 19 mm (3/4’’) CONCLUSIONES: Los valores de porcentaje de pérdidas admisibles, resultantes de aplicar este método, generalmente difieren para agregados finos y agregados gruesos. El sulfato de sodio es un mineral que se puede encontrar en la naturaleza por ello viendo los efectos como desintegración, resquebrajamiento, desmenuzamiento, agrietamiento y otro es recomendable realizar estudios sobre las zonas de extracción de agregados LABORATORIO N° O1: “ANALISIS DE AGREGADOS DE RECUAY” LABORATORIO N° O1: “ANALISIS DE AGREGADOS DE RECUAY” 13 13