NTC 129

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 129 1995-05-10

INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. PRÁCTICA PARA LA TOMA DE MUESTRAS DE AGREGADOS

E:

STANDARD PRACTICE FOR SAMPLING AGGREGATES

CORRESPONDENCIA:

esta norma es equivalente a la ASTM D 75-1992

DESCRIPTORES:

agregado pétreo; estadística; agregado; granulado, muestreo; preparación muestra de ensayo.

I.C.S.: 91.100.20 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. Tel. 6078888 Fax 2221435

Prohibida su reproducción

Primera actualización

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 129 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo del 1995-05-10. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 369901 Concreto, mortero y agregados. ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE PRODUCTORES DE CONCRETO "ASOCRETO" ASOCIACIÓN DE PRODUCTORES DE AGREGADOS DE LA SABANA "ASOGRAVAS" CEMENTOS BOYACÁ S. A.

CONCRETOS PREMEZCLADOS S. A. INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORES DE CEMENTO "ICPC" SIKA ANDINA S.A. TOXEMENT S.A. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas:

CENTRAL DE MEZCLAS S. A. COLCRETO S. A. CONCONCRETO CONCRETOS BOGOTÁ LTDA. CONCRETOS DIAMANTE S.A.

CONCRETOS Y MORTEROS MÓVILES METROCONCRETO S. A. TECNOCONCRETO S. A. UNIVERSIDAD JAVERIANA

ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN


NTC 129 (Primera actualización)

INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA. PRÁCTICA PARA LA TOMA DE MUESTRAS DE AGREGADOS

1.

OBJETO

1.1 Esta norma abarca la toma de muestras de agregados finos y gruesos para los siguientes propósitos: 1.1.1

La investigación preliminar de la fuente potencial de suministros

1.1.2

El control del producto de la fuente de suministro

1.1.3

El control de las operaciones en el sitio de construcción

1.1.4

La aceptación o el rechazo de los materiales.

Nota 1. Los programas de toma de muestras y los ensayos de control y aceptación, varían de acuerdo con el tipo de construcción en la cual será usado el material. Se debe prestar atención a las normas ASTM E 105 y ASTM D 3665.

1.2 Los valores se regirán de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades (véase la NTC 1000. Metrología). 1.3 Esta norma no pretende señalar todos los problemas de seguridad, si hay alguno, asociado con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer las prácticas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las primordiales regulaciones por usar. 2.

DOCUMENTOS DE REFERENCIA NORMAS ASTM

C 702 Practice for Reducing Field Samples of Aggregate to Testing Size. D 2234 Test Method for Collection of a Gross Sample of Coal. D 3665 Practice for Random Sampling of Construction Materials. E 105 Practice for Probability Sampling of Materials. 1



E 122 Practice for Choice of Sample Size to Estimate de Average Quality of a Lot or Process. E141 Practice for Acceptance of Evidence Based on the Results of Probability Sampling. 3.

SIGNIFICADO Y USO

3.1 La toma de muestras es una actividad tan importante como el procedimiento de ensayo, y la persona que toma la muestra debe tener mucho cuidado al obtenerlas, de tal manera que sean representativas de los materiales. 3.2 Las muestras para los ensayos de investigación preliminar deben ser obtenidas por la parte responsable de la explotación de la fuente potencial (véase la nota 2). Las muestras de materiales para el control de la producción en la fuente o para el control del trabajo en el sitio de construcción deben ser obtenidas por el fabricante, el contratista u otras partes responsables de la ejecución de la obra. Las muestras para los ensayos utilizados en la toma de decisiones de aceptación o rechazo por parte del comprador deben ser obtenidas por parte del comprador o de su representante autorizado. Nota 2. La investigación preliminar y la toma de muestras de los tipos y fuentes potenciales de agregados ocupan un lugar importante en la determinación del aprovechamiento y conveniencia de los mayores constituyentes individuales que entran en la construcción. Esto, desde el punto de vista económico, influye en el tipo de construcción y rige el control del material necesario para asegurar la durabilidad de la estructura terminada, desde el punto de vista de los agregados. Esta investigación sólo puede ser llevada a cabo por una persona responsable entrenada y experimentada. Para una mayor información consultar el Anexo.

4.

ASEGURAMIENTO DE LAS MUESTRAS

4.1

GENERALIDADES

Donde resulte factible, las muestras para ensayos de calidad deben obtenerse del producto terminado. Las muestras obtenidas a partir del producto terminado, que se destinan a los ensayos de pérdidas por abrasión no deben someterse a trituraciones o a reducciones manuales del tamaño de las partículas en la preparación para el ensayo de abrasión, a no ser que el tamaño del producto terminado sea tal que requiera una reducción interior para propósitos del ensayo. 4.2

REVISIÓN

El material debe ser revisado para determinar las variaciones perceptibles. El proveedor debe suministrar el equipo apropiado necesario para la correcta revisión y la toma de muestras conveniente. 4.3

PROCEDIMIENTO

4.3.1

Toma de muestras a partir de una corriente de flujo de agregados (descarga de depósito o de bandas)

Se selecciona de la producción las unidades a ser ensayadas por un método aleatorio, como el de la norma ASTM D 3665. Obtener como mínimo tres porciones aproximadamente iguales, seleccionadas aleatoriamente de la unidad que va a ser muestreada, y combinarlas para formar una muestra de yacimiento 2



cuya masa iguale o exceda el valor mínimo recomendado en el numeral 4.4.2. Se toma cada porción, de la totalidad de la sección transversal del material a medida que éste es descargado. Usualmente es necesario tener un dispositivo especialmente construido para usarse en cada planta. Este dispositivo consiste de un recipiente de tamaño suficiente como para interceptar la totalidad de la sección transversal de la corriente de descarga y que es capaz de retener la cantidad de material requerido sin desbordarse. Un juego de rieles puede ser necesario para guiar el recipiente cuando éste pasa bajo la corriente de descarga. En cuanto sea posible, se debe conservar el depósito completamente lleno o cerca de su máxima capacidad, para reducir la segregación del material. Nota 3. La toma de muestras a la descarga inicial o las últimas reservas del depósito o de la banda transportadora, aumenta las posibilidades de obtener material segregado. Por lo tanto, esta toma de muestras debe ser evitada.

4.3.2

Toma de muestras a partir de la banda transportadora.

Se selecciona de la producción las unidades que van a ser muestreadas, a partir de un método aleatorio, como el de la norma ASTM D 3665. Se obtiene como mínimo tres porciones aproximadamente iguales, seleccionadas aleatoriamente de la unidad a ser muestreada, combinándolas para formar una muestra representativa cuya masa iguale o exceda la cantidad mínima recomendada en el numeral 4.4.2. Se detiene la banda transportadora durante la obtención de las porciones de muestra. Se insertan dos plantillas, cuyas formas se ajusten a la forma de la banda, en la corriente de agregados en la banda, y se separan de tal manera que el material contenido entre ellas produzca un incremento de la masa requerida. Se vacía cuidadosamente todo el material contenido entre las plantillas en un contenedor apropiado, y se recogen los finos en la banda con una escobilla y un recogedor para adicionarlos al contenedor. 4.3.3

Toma de muestras a partir de pilas almacenadas o unidades de transporte

Se evita en lo posible la toma de muestras de agregado grueso o de mezclas de agregados gruesos y finos a partir de pilas almacenadas o unidades de transporte, particularmente cuando la toma de muestras se hace con el propósito de determinar las propiedades del agregado que pueden ser dependientes de la gradación de la muestra. Si las circunstancias hacen necesaria la obtención de muestras a partir de una pila almacenada de agregado grueso o de una pila almacenada de agregados finos y gruesos combinados, se debe diseñar un plan de muestreo para el caso específico bajo consideración. Esta aproximación debe permitir la operación de colección de muestras usando un plan de muestreo que suministre resultados confiables a partir de las mismas, de la manera que convenida por todas las partes interesadas, sea aceptable para la situación considerada. El plan de muestreo debe definir el número de muestras necesarias para representar lotes o sublotes de tamaños específicos. Los principios generales para la toma de muestras a partir de las pilas almacenadas, son aplicables a la toma de muestras a partir de camiones, vagones, barcazas u otras unidades de transporte. Para una mayor información acerca de la toma de muestras a partir de pilas almacenadas, véase el Anexo. 4.3.4

Toma de muestras para carreteras (Bases y Subbases)

Se seleccionan las unidades de toma de muestras de la construcción a través de un método aleatorio, como el de la norma ASTM D 3665. Se obtiene como mínimo tres porciones aproximadamente iguales, obtenidas aleatoriamente de la unidad que va a ser muestreada, combinándolas para formar una muestra representativa cuya masa iguale o exceda la cantidad mínima recomendada en el numeral 4.4.2. Se toman todas las porciones de la mayor profundidad del material de la carretera, teniendo cuidado de excluir cualquier material subyacente. Se debe 3



marcar claramente las áreas específicas de las cuales fueron removidas las diferentes porciones de material. La colocación de una plantilla metálica sobre el área ofrece una guía definida para asegurar la recolección de porciones de material con masas similares. 4.4

NÚMERO Y MASAS DE LAS MUESTRAS DE YACIMIENTO Tabla 1. Tamaño de las muestras Tamaño máximo nominal de agregados (*) (mm)

Masa mínima aproximada de las muestras de yacimiento (**) (Kg)

Agregado Fino 2,36 4,75

(No. 8) (No.4)

10 10 Agregado Grueso

9,5 12,5 19,0 25,0 37,5 50,0 63,0 75,0 90,0

10 15 25 50 75 100 125 150 175

*

Para el agregado procesado, el tamaño nominal máximo de las partículas es el mayor tamaño de tamiz, listado en la norma aplicable, sobre el cual se permite la retención de cualquier material.

**

Para los agregados finos y gruesos combinados (para base y subbase por ejemplo), la masa mínima debe ser el mínimo del agregado grueso más 10 Kg.

4.4.1 El número de muestras de yacimiento requeridas (obtenidas por uno de los métodos descritos en el numeral 4.3) depende tanto de la criticidad como de la variabilidad en las propiedades que van a ser medidas. Antes de la toma de muestras designe cada una de las unidades de las que van a abstenerse las muestras de yacimiento que van a ser utilizadas para la obtención de las muestras. El número de muestras de yacimiento de la producción debe ser el suficiente para dar la confiabilidad deseada en los resultados del ensayo. Nota 4. En las normas ASTM D 2234, ASTM E 105, ASTM E 122 y ASTM E 141 se encuentran algunas guías útiles para la determinación del número de muestras requerido con el fin de obtener el nivel de confiabilidad deseado en los resultados de los ensayos.

4.4.2 Las masas de las muestras de yacimiento aquí citadas son tentativas. Las masas deben basarse en el tipo y número de ensayos a los cuales se va a someter el material y se debe proveer el material suficiente para la ejecución apropiada de estos ensayos. Los ensayos de control y las normas aceptadas se encuentran cubiertos por las normas ASTM, así como las especificaciones de las porciones de las muestras de yacimiento requeridas para cada ensayo específico. Generalmente hablando, las cantidades especificadas en la Tabla 1 proveen el material adecuado para el análisis habitual de calidades y gradaciones. Las porciones de las muestras para ensayo se deben extraer de la muestra de campo de acuerdo con la Norma C 702 o como se requiera. 4

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 5.


EMPAQUE Y TRANSPORTE DE MUESTRAS

5.1 Se empacan y transportan los agregados en sacos u otros recipientes especialmente construidos para evitar las pérdidas o la contaminación de cualquier parte de la muestra, o el daño del contenido por manipulación inadecuada durante el transporte. 5.2 Los recipientes para transportar las muestras de agregado deben tener una identificación asegurada y protegida, de tal manera que facilite la elaboración del informe de campo, así como el almacenamiento de la información en el laboratorio y el informe del ensayo.

6.

PALABRAS CLAVES

Agregados, exploración de las fuentes potenciales; agregados, número y tamaños necesarios para estimar sus características; agregados, toma de muestras. 7.

APÉNDICE DOCUMENTO DE REFERENCIA

AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Practice for Sampling Aggregates. Philadelphia, 1992, p (ASTM D 75).

5


NTC 129 (Primera actualización) Anexo X

(Información no obligatoria)

X.1

TOMA DE MUESTRAS DE AGREGADOS A PARTIR DE PILAS ALMACENADAS O UNIDADES DE TRANSPORTE

X.1.1 Objeto En algunas situaciones es inevitable tomar muestras de agregados que han sido almacenados en pilas o cargados en vagones, barcos o camiones. En esos casos, el procedimiento debe asegurar que la segregación no introduzca variaciones apreciables en los resultados. X.1.2 Toma de muestras a partir de pilas almacenadas X.1.2.1 En la toma de muestras de material a partir de pilas de almacenaje es muy difícil asegurar muestras no sesgadas, debido a que siempre ocurre la segregación del material cuando se apila, con las partículas gruesas rodando hacia el exterior de la base de la pila. Para agregados gruesos o mezclas de agregados gruesos y finos, se deben hacer todos los esfuerzos para conseguir los servicios de equipos mecánicos o motorizados para crear una pila de muestreo pequeña, separada, constituida por materiales traídos de varios niveles y sitios de la pila principal, después de lo cual, diversas porciones pueden combinarse para obtener la muestra de campo. Si es necesario, para estimar el grado de variabilidad existente dentro de la pila principal, se puede tomar muestras separadas para diferentes sitios de la pila. X.1.2.2 Si no hay disponibilidad de equipos mecánicos o motorizados, las muestras provenientes de pilas almacenadas deben hacerse utilizando como mínimo tres porciones tomadas del tercio superior, medio e inferior del volumen de la pila respectivamente. Una tabla colocada verticalmente en la pila justo bajo el punto de muestreo ayuda en la prevención de nuevas segregaciones. En la toma de muestras de pilas de agregado fino la capa externa, que puede sufrir segregación, debe removerse y la muestra se debe tomar del material cercano. Los tubos de muestreo de 30 mm por 2 m de longitud pueden insertarse en la pila en sitios aleatorios, para extraer un mínimo de 5 porciones de material para formar la muestra. X.1.3 Toma de muestras a partir de unidades de transporte X.1.3.1 En la toma de muestras de agregados gruesos desde vagones o barcazas, se deben hacer los mayores esfuerzos para conseguir los servicios de un equipo apropiado capaz de exponer el material a diferentes niveles y sitios aleatorios. Si no hay disponibilidad de equipo, el procedimiento habitual requiere la excavación de tres o más surcos a través de la unidad en los puntos que, a simple vista, pueden dar un estimativo de las características del conjunto. El fondo de los surcos debe ser lo más nivelado posible y debe tener una sección mínima de 0,3 m. Se debe tomar un mínimo de tres porciones de material de puntos igualmente espaciados a lo largo de cada surco, empujando una pala dentro del material. La toma de muestras del agregado grueso en camiones puede hacerse de igual manera a la de los vagones y barcazas, excepto por el ajuste del número de porciones de acuerdo con el tamaño del camión. Para agregado fino, puede usarse como se describe en el literal X.1.2, un tubo muestreador con el fin de extraer un número apropiado de porciones para formar la muestra.

6

NORMA TÉCNICA COLOMBIANA X.2


EXPLORACIÓN DE LAS FUENTES POTENCIALES DE AGREGADOS

X.2.1 Objeto X.2.1.1 La toma de muestras para la evaluación de las fuentes potenciales de agregados se debe efectuar por una persona responsable, capacitada y con experiencia. Debido a la gran variedad de condiciones bajo las cuales se puede realizar el muestreo, no es posible describir en detalle los procedimientos aplicables a cada circunstancia. Este anexo suministra una guía general y presenta referencias adecuadas. X.2.2 Toma de muestras de rocas de canteras o lechos X.2.2.1 Inspección. La superficie de los lechos o canteras debe ser inspeccionada para determinar variaciones apreciables o estratos. Se deben registrar diferencias en color y estructura. X.2.2.2 Toma de muestras y tamaño de la muestra. Para cada estrato diferenciable se debe obtener una muestra individual de 25 kg mínimo. La muestra no debe incluir material meteorizado a tal punto que dificulte cumplir el propósito para el cual se tomo la muestra. Cada muestra debe constar de por lo menos un espécimen de las siguientes dimensiones: 150 mm por 150 mm por 100 mm con el plano de buzamiento claramente establecido y los especímenes deben estar libres de grietas o fracturas. X.2.2.3 Informe. Junto con la información general que debe acompañar a todas las muestras, la siguiente información debe adicionarse a las muestras obtenidas de las superficies de lechos o canteras: X.2.2.3.1 Cantidad disponible aproximada (si la cantidad es muy grande, puede considerarse prácticamente como ilimitada). X.2.2.3.2 Cantidad y características del descapote. X.2.2.3.3 Un informe detallado que muestre los límites y localización del material representado por cada muestra. Nota X.2.1. Para este propósito se recomienda el bosquejo trazado en planta y perfil del depósito, que muestre los espesores y la localización de sus diferentes capas o estratos.

X.2.3 Toma de muestras en bancos de arena y depósitos de grava X.2.3.1 Inspección. Las fuentes potenciales de bancos de arena y grava pueden incluir sitios previamente trabajados en los cuales se han descubierto depósitos potenciales o superficies de material expuesto, a través de fotointerpretación, exploración geofísica o de otros tipos de investigación de terreno. X.2.3.2 Toma de muestras. Las muestras deben seleccionarse de cada uno de los estratos diferenciables en el depósito. Se debe realizar un estimativo de la cantidad de materiales presentes en el depósito. Si éste es trabajado como un banco o mina a cielo abierto, las muestras deben tomarse por medio de canales verticales de la cara expuesta, desde el fondo hasta la superficie, con el fin de poder tener una muestra representativa del material propuesto para ser usado. El material de cubierta, o que presenta alteraciones, no debe ser incluido en la muestra. Los orificios para muestreo se deben excavar o perforar en numerosos sitios del depósito, para determinar la calidad del material y la extensión del depósito más allá de la 7



superficie expuesta, si existe. El número y profundidad de los orificios para muestreo dependen tanto de la calidad del material necesitado, la topografía del área, la naturaleza del depósito, las características del material y del valor potencial de los materiales en el depósito. Si una inspección visual indica que existe una variación considerable en el material, se deben seleccionar muestras individuales de material en cada estrato definido. Si es necesario, cada muestra debe ser muy bien mezclada y cuarteada para que la muestra de campo así obtenida sea como mínimo de 12 kg en arenas y de 35 kg si el depósito contiene una cantidad apreciable de agregado grueso. X.2.3.3 Informe. Junto con la información general que debe acompañar a todas las muestras, debe adicionarse a las de los bancos de arena y grava lo siguiente: X.2.3.3.1 Localización del suministro. X.2.3.3.2 Estimativo aproximado de la cantidad de material disponible. X.2.3.3.3 Cantidad y características del material de descapote. X.2.3.3.4 Longitud de la distancia de acarreo hasta el sitio de trabajo. X.2.3.3.5 Características del acarreo ( tipo de vía, pendiente máxima, etc.). X.2.3.3.6 Detalles de la extensión y localización del material representado por cada una de las muestras. Nota X.2.2. Para este propósito, se recomienda la representación en la planta y perfil del depósito, mostrando el espesor y la localización de los diferentes estratos muestreados.

X.3

NÚMERO Y TAMAÑO DE LAS PORCIONES NECESARIAS PARA ESTIMAR LAS CARACTERÍSTICAS DE LA UNIDAD MUESTREADA

X.3.1 Objeto X.3.1.1 Este anexo presenta el razonamiento usado por el comité responsable del desarrollo de esta norma. X.3.2 Descripción de los términos específicos utilizados en esta norma X.3.2.1 Muestra de campo. La cantidad de material a ser ensayada, del tamaño suficiente para proveer un estimativo aceptable de la calidad media de la unidad. X.3.2.2 Lote. La cantidad aislada de un volumen de material de tamaño adecuado, proveniente de una sola fuente, que se asume ha sido obtenida por un mismo proceso (por ejemplo, un día de producción, o una masa o volumen específico). X.3.2.3 Porción de ensayo. La cantidad de material de suficiente tamaño extraída de la muestra de campo principal por un procedimiento diseñado para asegurar una representación precisa de la muestra de campo, y por tanto, de la unidad muestreada. X.3.2.4 Unidad. Una bachada o una subdivisión finita de un lote de material a granel (por ejemplo, una carga de camión o un área específica cubierta).

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X.3.3 Unidad de ensayo, tamaño y variabilidad X.3.3.1 La unidad que es representada por una única muestra de campo no debe ser tan grande como para encubrir los efectos de la significativa variabilidad dentro de la unidad y no debe ser tan pequeña como para ser afectada por la variabilidad inherente entre pequeñas porciones de cualquier material a granel. X.3.3.2 Una unidad de material a granel compuesta por agregado gradado o por mezclas de agregado puede consistir de una carga completa de volqueta. Si es posible, debe ensayarse la carga completa de manera práctica, componiendo una muestra de campo a partir de tres o más incrementos seleccionados aleatoriamente del material tal como ha sido cargado, o cuando ha sido descargado del camión. Los estudios indican que con este procedimiento se consigue una estimación aceptable de la gradación media que puede ser medida a partir de 15 ó 20 porciones de la carga del camión. X.3.3.3 La variación significativa de un lote de material, cuando existe, puede ser indicada por mediciones estadísticas, como las de la desviación estándar entre las unidades seleccionadas aleatoriamente del lote de material. RESUMEN DE CAMBIOS Esta sección identifica la localización de los cambios seleccionados para esta norma, que han sido incorporados desde su última publicación. Para la conveniencia del usuario, el Comité D-4 de la ASTM ha resaltado aquellos cambios que pueden afectar el uso de esta norma. Esta sección puede incluir las descripciones de los cambios o las razones que los impulsaron, o ambas. (1)

Se ha adicionado el Anexo X.3.

9



Unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades

Magnitud

Unidad básica SI

Símbolo

longitud

metro

m

1m

39,370 1 pulgadas 3,280 84 pies

masa

kilogramo

kg

1 kg

2,204 52 libras

tiempo

segundo

s

presión

pascal

Pa

1 Pa

1N/m 2 0,101 972 kgf/mm -2 2 2,088 54 x 10 lbf/pie

temperatura celcius

grado celcius

°C

fuerza

newton

N

1N

0,101 972 Kgf 0,224 809 lbf

10

Equivalencia

2

NTC 129

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