Re p u b l i co fEc u a d o r ≠ EDI CTOFGOVERNMENT± I no r d e rt op r o mo t ep u b l i ce d u c a t i o na n dp u b l i cs a f e t y ,e q u a lj u s t i c ef o ra l l , ab e t t e ri n f o r me dc i t i z e n r y ,t h er u l eo fl a w,wo r l dt r a d ea n dwo r l dp e a c e , t h i sl e g a ld o c u me n ti sh e r e b yma d ea v a i l a b l eo nan o n c o mme r c i a lb a s i s ,a si t i st h er i g h to fa l lh u ma n st ok n o wa n ds p e a kt h el a wst h a tg o v e r nt h e m.

NTE INEN 0198 (1987) (Spanish): Cementos. Determinación de la resistencia a la flexión y a la compresión de morteros

CDU: 666.94:691.54:620.17

Instituto Ecuatoriano de Normalización, INEN – Casilla 17-01-3999 – Baquerizo Moreno E8-29 y Almagro – Quito-Ecuador – Prohibida la reproducción

  Norma Técnica Ecuatoriana Obligatoria





CEMENTOS. DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LA FLEXION Y A LA COMPRESION DE MORTEROS

CO 02.02-307

INEN 198 Primera revisión 1987-09

1. OBJ ETO 1.1 Esta norma establece los métodos para determinar la resistencia a la flexión y a la compresión de morteros de cemento hidráulico, usando prismas de 40 x 40 x 160 mm. 

2. ALCANCE

2.1 Esta norma se aplica a los cementos hidráulicos empleados en la fabricación de morteros y hormigones.

3. TERMINOLOGIA

3.1 Módulo de rotura, Mr. Es la resistencia a la tracción obtenida cuando a la muestra se ensaya a la flexión, admitiendo que se cumple con la Ley de Hooke.

4. DISPOSICIONES GENERALES

4.1 La determinación se efectuará por triplicado, sobre diferentes prismas realizados con el mismo mortero y para cada edad de ensayo indicada en la Norma INEN 152. 4.2 La temperatura del laboratorio, aparatos y materiales, debe mantenerse entre 18 y 24ºC. 4.3 La temperatura del agua de amasado, cámara de curado y el agua del tanque de almacenamiento, debe mantenerse a 21 ± 2°C. 4.4 La humedad relativa del laboratorio no debe ser menor del 50% y de la cámara de curado no menor del 90%.

5. DISPOSICIONES ESPECÍFICAS

5.1 El método descrito en esta norma, es alternativo para el caso de la compresión; en casos de discrepancia, se aplicará como método de arbitraje el indicado en la Norma INEN 488.

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  6. MÉTODO DE ENSAYO 6.1 Fundamento 6.1.1 El método descrito en esta norma, para el caso de la flexión, se basa en la aplicación de una carga progresiva de flexión a un prisma de mortero de cemento hidráulico hasta determinar su resistencia máxima admisible. 6.1.2 El método descrito en esta norma, para el caso de la compresión, se basa en la aplicación de una carga progresiva de compresión a los trozos de los prismas obtenidos luego del ensayo de flexión, hasta determinar su resistencia máxima admisible. 6.2 Equipo 6.2.1 Balanza, pesas, tamices, probetas graduadas, palustre, máquina de ensayo, deben cumplir con los requisitos indicados en la Norma INEN 488. 6.2.2 Mezcladora, recipiente de mezclado y paleta. Deben cumplir con los requisitos indicados en la Norma INEN 155. 6.2.3 Mesa de flujo y molde de flujo. Deben cumplir con los requisitos indicados en el Anexo A de la Norma INEN195. 6.2.4 Moldes de los prismas. Los moldes para los prismas de 40 x 40 x 60 mm deben ser de tres compartimientos y construidos de tal manera que los especímenes queden moldeados con su eje longitudinal en posición horizontal, tal como se indica en la figura 1 del Anexo A. 6.2.4.1 Deben estar fabricados de un material no atacable por el mortero de cemento y de una dureza Rockwell no menor que HRB 55 y tener las siguientes dimensiones interiores: longitud 160 ± 0,4 mm, ancho y alto 40 ± 0,1 mm. 6.2.4.2 Las paredes de los moldes deben tener un espesor mayor o igual a 6 mm; las dos caras internas opuestas y su base de 40 x 160 mm deben tener una planitud de 0,01 mm y el ángulo entre las caras adyacentes y entre las caras interiores y los planos superior e inferior deben ser de 90 ± 0,5°. 6.2.4.3 Los moldes usados, cuyas dimensiones y forma sean iguales al doble de la tolerancia especificada, deben ser reemplazados. 6.2.5 Apisonador. Debe ser de un material no absorbente, no abrasivo ni frágil, tal como un caucho compuesto, con una dureza Shore A de 80 ± 10, o madera dura, tratada e impermeabilizada por inmersión durante 15.minutos en parafina, a una temperatura de aproximadamente 200º C. La cara apisonadora debe ser de 22 x 83 mm y una longitud total de 200 mm, tal como se indica en la figura 2 del Anexo A. 6.2.6 Guia del apisonador. Sirve para facilitar el llenado y la compactación de los moldes y consiste de un marco de un material de las mismas características que el molde, de tres compartimentos prismáticos de 20 a 40 mm de alto, tal como se indica en la figura 3 del Anexo A, el mismo que, montado, no debe sobrepasar las paredes internas del molde en más de 1 mm.

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6.2.7 Aparato para el ensayo de flexión. Tal como el indicado en la figura 4 del Anexo A, que puede acoplarse en la máquina de ensayo a compresión y que reúna las siguientes condiciones: a)

La distancia entre los puntos de apoyo (100 mm) y el punto de aplicación de la carga (50 mm) debe permanecer constante.

b)

La carga debe aplicarse normalmente a la superficie del espécimen sin excentricidades.

c)

La dirección de las reacciones debe mantenerse paralela a la dirección de la carga aplicada durante todo ensayo.

d)

La carga debe aplicarse a una velocidad uniforme y sin impactos.

6.2.8 Aparatos para el ensayo de compresión. Tal como el indicado en la figura 5 del Anexo A, y que consta de lo siguiente: 6.2.8.1 Placas de carga. Deben ser de un metal duro, de 25 mm de espesor y de las siguientes características:

a)

La superficie de las placas de carga que queden en contacto con el espécimen debe ser rectangular, de 40 ± 0,1 mm por 50 mm; tener una dureza Rockwel no menor que HRC 60 y una planicidad no mayor que 0,01 mm para placas nuevas y 0,03 mm para placas en uso;

b)

los lados que miden 50 mm deben colocarse perpendicular al eje longitudinal del espécimen.

6.2.8.2 Dispositivo de centrado del espécimen y aplicación de la carga. Sirve para alinear las placas de carga de manera que se asegure la ubicación adecuada de la placa superior con respecto a la placa inferior. 6.3 Materiales 6.3.1 Cemento. Muestra de cemento tomada y preparada como se indica en la Norma INEN 153. 6.3.2 Arena normalizada gradada. La arena normalizada gradada, usada para hacer los especímenes de ensayo, debe cumplir con los requisitos indicados en la Norma INEN 873 y debe ser preparada de acuerdo con lo indicado en la sección 6.3 de la Norma INEN 488. 6.3.3 Agua. Debe utilizarse agua destilada o potable. 6.3.4 Aceite mineral, vaselina o grasa liviana. 6.4 Preparación de la muestra 6.4.1 Preparación de los moldes para los especímenes. 6.4.1.1 Cubrir ligeramente tanto las superficies de contacto como las caras interiores del molde, con una capa de aceite mineral.

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  6.4.1.2 Ensamblar los moldes y eliminar el exceso de aceite o grasa de las caras interiores y de las superficies superior e inferior de cada molde.

6.4.1.3 Colocar los moldes sobre placas planas y no absorbentes que se han cubierto con una capa delgada de aceite mineral, vaselina o grasa liviana.

6.4.1.4 Aplicar a las Iíneas de contacto exteriores de los moldes y a las placas de base, una mezcla de 3 partes de parafina a 5 partes de resina vegetal, en masa, calentando hasta una temperatura entre 110 y 120°C, para obtener juntas herméticas entre los moldes y las placas de base. 6.4.2 Dosificación, consistencia y mezclado de los morteros. Debe hacerse de acuerdo con lo indicado en la sección 6.4.2 de la Norma INEN 488. 6.4.3 Determinación del flujo. Debe hacerse de acuerdo a la sección 6.4.3 de la Norma 1NEN 488.

6.4.4 Moldeo de los especímenes de ensayo

6.4.4.1 Se realizarán los pasos 6.4.4.1, 6.4.4.2 y 6.4.4.3 indicados en la Norma INEN 488.

6.4.4.2 Inmediatamente después del remezclado y con la guía del apisonador acoplado al molde, colocar una capa de mortero de aproximadamente 20 mm de espesor, en cada compartimiento prismático y apisonar; el motero de cada compartimiento prismático, doce veces en alrededor de 15 segundos, en tres etapas de 4 golpes cada una, siguiendo la dirección indicada en la figura 1:

FIGURA 1. Orden de apisonamiento en el molde de los especímenes (tres etapas)

1

2

4

3

6.4.4.3 Para cada golpe, levantar la cara del apisonador horizontalmente a 25 mm del nivel del mortero y directamente con la suficiente fuerza, de tal manera que se consiga una presión de apisonado uniforme

6.4.4.4 Una vez terminado el apisonado de la primera capa en todos los compartimentos prismáticos, se llenan los mismos con el mortero sobrante y se apisona igual que la primera capa.

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6.4.4.5 Retirar la guía del apisonador y alisar el espécimen, pasando el lado plano del palustre con el borde cortan ligeramente levantado, una sola vez en el sentido longitudinal del molde, luego, con el fin de nivelar el mortero que sobresale la parte superior del molde, se pasa el borde recto del palustre, sostenido casi perpendicular al molde, con un movimiento de aserrado a lo largo del mismo, y realizando dos o tres pasadas longitudinales del palustre, para alisar adecuadamente esta cara del prisma.

6.4.5 Almacenamiento de los prismas de ensayo. Debe hacerse de acuerdo con la sección 6.4.5 de la Norma INEN 488. 6.4.6 Tratamiento del prisma previo al ensayo 6.4.6.1 Ensayar los prismas inmediatamente después de sacarlos de la cámara de curado húmedo en el caso de los especímenes de 24 horas (ver nota 1) o del agua del tanque de almacenamiento en todos los otros prismas: a)

Si se saca de la cámara de curado húmedo más de un prisma, a la vez, para los ensayos a las 24 horas, deben mantenerse cubiertos con plástico impermeable hasta el momento del ensayo.

b)

si se saca del agua del tanque de almacenamiento más de un prisma, a la vez, para ensayarlos, deben mantenerse en agua a una temperatura de 23 ± 2°C y a una profundidad suficiente para que cubra completamente los prismas hasta el momento del ensayo.

6.4.6.2 Todos los prismas correspondientes a determinada edad de ensayo deben ensayarse dentro de la tolerancia permisible de tiempo que se indica en la Tabla 1.

TABLA 1. Tolerancias de tiempo

Edad del prisma

Tolerancia permisible

24 horas 3 días 7 días 28 días

± 0,5 horas ± 1 hora ± 3 horas ± 12 horas

6.4.6.3 Secar la superficie de cada prisma con un paño ligeramente húmedo y eliminar los granos sueltos de arena u otras incrustaciones de aquellas caras que estarán en contacto con los puntos de soporte y aplicación de la carga.

NOTA 1. La resistencia a la flexión de los prismas queda afectada por el secado, lo cual produce tensión

superficial en los

mismos y arroja resistencias bajas; por lo tanto, los prismas que van a ensayarse a las 24 horas deben desmoldarse a esa edad y ensayarse inmediatamente y, si hay un retardo en el ensayo, los

prismas deben envolverse en plástico impermeable

y colocarse en la cámara de humedad hasta el momento del ensayo.

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6.4.6.4 Revisar las caras pasando una regla; si hay una curvatura apreciable se lijan las caras hasta obtener superficies planas o se desecha el prisma. 6.5 Procedimiento 6.5.1 Determinación de la resistencia a la flexión 6.5.1.1 Colocar el prisma en el aparato de ensayo de resistencia a la flexión con una cara lateral del moldeado sobre los cilindros de apoyo y con su eje longitudinal perpendicular a estos apoyos. 6.5.1.2 Aplicar la carga verticalmente, colocando el cilindro de carga sobre la cara lateral opuesta del prisma, en un punto equidistante a los puntos de apoyo y aumentando progresivamente a una velocidad de 50 ± 10 N/s hasta la rotura. 6.5.1.3 Registrar la carga de rotura (Pf) y conservar húmedos los trozos resultantes del ensayo de flexión hasta el momento de ensayarlos a compresión después de máximo 10 minutos para los prismas ensayados a horas y de 30 minutos para las otras edades. 6.5.2 Determinación de la resistencia a la compresión 6.5.2.1 Colocar un trozo de prisma en el aparato de ensayo a la compresión, de tal manera que la carga se aplique en las caras laterales del moldeo y sobre una superficie de sección cuadrada de 40 mm de lado entre las placas de apoyo. 6.5.2.2 La velocidad de aplicación de la carga debe ser tal que la presión sobre la muestra aumente entre 1 y 2 MPa/s, pudiendo aumentarse la rapidez hasta la mitad de la carga de rotura prevista, pero, en todo caso, el ensayo no debe hacerse en menos de 10 s. 6.5.2.2 Registrar la carga de rotura (Pc) 6.6 Cálculos 6.6.1 La resistencia a la flexión se calcula mediante la siguiente ecuación:

R

f

=

6M 3 b

= 1,5

Pf.1 3 b

Siendo:

Rf

= Resistencia a la flexión, en MPa (ver nota 2).

NOTA 2. 1 MPa = 1 MN/m2 = 10,1972 kg/cm2 10 kgf/cm2

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   M = Momento flector (módulo de rotura), en Nmm. b

= arista de la sección cuadrada del prisma, en mm.

Pf = Carga de rotura a la flexión, en N. l

= distancia entre los apoyos, en mm.

6.6.1.1 Como I =100mm y b = 40 mm, la ecuación anterior puede simplificarse a:

Rf = 0,0023437 Pf 6.6.2 La resistencia a la compresión se calcula mediante la siguiente ecuación:

 =

 

Siendo: Rc = Resistencia a la compresión, en MPa. Pc = Carga de rotura a la compresión, en N. b

= Lado de la sección cuadrada en la que se aplica la carga, en mm.

6.6.2.1 Como b = 40 mm, la ecuación anterior puede simplificarse a: Rc = 0,000625 Pc 6.7 Errores del método. (Ver Anexo B)

6.7.1 Los prismas defectuosos o aquellos que tengan una resistencia que varíe en más del 10% del valor promedio obtenido de todos los prismas ensayados, y que fueron elaborados de la misma muestra y en el mismo período no deben considerarse en el cálculo de la resistencia a la flexión o a la compresión.

6.7.2 Si después de rechazar los prismas defectuosos o los valores de la resistencia a la flexión o la compresión, quedan menos de 2 valores de las respectivas resistencias para el cálculo de las mismas, debe realizarse una nueva determinación.

6.8 Informe de resultados

6.8.1 Debe elaborarse un informe que contenga los siguientes datos: a)

Marca y tipo de cemento,

b)

Fechas de fabricación, muestreo y ensayo,

c) hombre del laboratorista, d) temperatura del laboratorio, cámara de curado, recipiente con agua y agua de amasado,

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 e)

humedad relativa del laboratorio y de la cámara de curado húmedo,

f)

edad de ensayo de los prismas,

g)

dimensiones de los prismas,

h)

tiempo comprendido entre los ensayos de flexión y compresión,

i)

resistencias a la flexión y a la compresión (ver Anexo B),

j)

cualquier otro detalle para la completa identificación de los prismas ensayados,

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     ANEXO B B.1 Precisión

B.1.1 Son aplicables las siguientes precisiones cuando un resultado del ensayo es el promedio de los ensayos de resistencia a la flexión de tres prismas o de los ensayos de resistencia a la compresión de seis cubos modificados, usando las porciones de los prismas rotos en la flexión, moldeados de una misma pilada de mortero y ensayada a la misma edad, y son aplicables a morteros hechos con cemento tipo I y ensayados a 3, 7 o 28 días ya morteros hechos con cemento tipo III y ensayados a 1, 3 o 7 días.

B.1.2 Precisión para varios laboratorios. El coeficiente de variación ha sido establecido en 8,4% para la resistencia a la flexión y en 6,3% para la resistencia a la compresión. Por esta razón, los resultados de los ensayos realizados adecuadamente, de la misma pilada, para dos laboratorios diferentes, no deben diferir en más de 23,8% de su promedio, para la resistencia a la flexión, ni en más de 17,8% de su promedio para la resistencia a la compresión.

B.1.3 Precisión para un solo laboratorio. El coeficiente de variación ha sido establecido en 5,1% para la resistencia a la flexión y en 3,5% para la resistencia a la compresión. Por esta razón, los resultados de dos ensayos realizados adecuadamente de una misma pilada de mortero fabricados con los mismos materiales

ya

sea en el mismo día o dentro de la misma semana, no deben diferir uno del otro en más de 14,4% de su promedio, para la resistencia a la flexión, ni más de 9,9% de su promedio para la resistencia a la compresión.

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  APÉNDICE Z Z.1 NORMAS A CONSULTAR INEN 152. Cemento Portland. Requisitos. (Primera revisión). INEN 153. Cemento hidráulico. Muestreo. (Primera Revisión). INEN 155. Cementos. Preparación de pastas y morteros de consistencia plástica. Método mecánico. (Primera Revisión). INEN 195. Cementos. Determinación del contenido de aire en morteros. (Primera Revisión). INEN 488. Cementos. Determinación de la resistencia a la compresión de morteros en cubos de 50 mm de arista. (Primera Revisión). INEN 873. Arena normalizada. Requisitos Z.2 BASES DE ESTUDIO Norma Americana ANSI/ASTM C 348-82. Standard test method for flexural strength hydraulic cement mortars. American National Standard Institute/American Society for Testing and Materials. Filadelfia, 1982. Norma ASTM C 349-82. Standard test method for compresive strength of hydraulic cement mortars (using portions of prisms broken in flexure). American Society for Testing and Materials. Filadelfia, 1986. Norma Venezolana COVENIN 497-76. Cementos. Método de ensayo para determinar la resistencia a la tracción por flexión de morteros de cementos hidráulicos. Comisión Venezolana de Normas Industriales. Caracas, 1976. Norma Venezolana COVENIN 498-76. Cementos. Método de ensayo para determinar la resistencia a la compresión de morteros de cementos hidráulicos, usando las porciones de prismas rotos por flexión. Comisión Venezolana de Normas Industriales. Caracas, 1976. RC-75. Pliego de prescripciones técnicas generales para la recepción de cementos. Ministerio de Obras Públicas de España. Madrid, 1975. Norma COPANT 560-1974. Cementos. Métodos de ensayo de resistencia a la flexión y a la compresión del mortero plástico. Comisión Panamericana de Normas Técnicas. Buenos Aires, 1974. Recomendación ISO R 679-1968 (E). Method of testing strength of cements. Compresive and flexural strengths of plastic mortar. (Rilem - cembureau method). International Organization for Standardization. Ginebra, 1968. Norma Chilena NCh 158. (inditecnor 30-41 Ch). Cemento. Ensayo de flexión y compresión de mortero de cemento. Instituto Nacional de Investigaciones Tecnológicas y Normalización. Santiago, 1968. Norma IRAM 1622-1963. Cemento Portland. Métodos de determinación de las resistencias a la compresión ya la flexión. Instituto Argentino de Racionalización de Materiales. Buenos Aires, 1963.

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INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA               1976-03-03   Obligatoria  342 de 1980-03-12   155 de 1980-03-26 

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Fecha de aprobación: 

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