Ntc4483-Permeabilidad Del Concreto

8/11/2019 Ntc4483-Permeabilidad Del Concreto

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NORMA TCNICA NTCCOLOMBIANA 4483

1998-09-23

INGENIERA CIVIL Y ARQUITECTURA.CONCRETOS. METODO DE ENSAYO PARADETERMINAR LA PERMEABILIDAD DEL CONCRETOAL AGUA

E: CIVIL ENGINEERING AND ARCHITECTURE. CONCRETESTEST METHOD FOR DETERMINATION OF PERMEABILITY

CORRESPONDENCIA:

DESCRIPTORES: concreto; hormign; determinacin depermeabilidad.

I.C.S.: 91.100.30

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

Prohibida su reproduccin


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PRLOGO

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

ICONTECes una entidad de carcter privado, sin nimo de lucro, cuya Misin es fundamentalpara brindar soporte y desarrollo al productor y proteccin al consumidor. Colabora con el sectorgubernamental y apoya al sector privado del pas, para lograr ventajas competitivas en losmercados interno y externo.

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

La NTC 4483 fue ratificada por el Consejo Directivo de 1998-09-23

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

A continuacin se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a travsde su participacin en el Comit Tcnico 369901 Concreto, mortero y agregados de laSecretara Tcnica de Normalizacin de ASOCRETO.

AGRECON ASOCRETOBASF QUMICACOMPAA DE CEMENTOS ARGOS S.A.CONCRETOS PREMEZCLADOS S.A.CONSTRUCTORA COLPATRIAE.A.A.B.ECOPETROL

GRUPO DIAMANTE SAMPERHOLDERBANKICPCKORN WALDMANDLABORATORIOS CONCRELABLABORATORIOS DE INGENIERA URBARSIKA NADINA S.A.TUBESA S.A.

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

RIDOS DE ANTIOQUIACEMENTOS BOYAC S.A.CENTRO DE METROLOGA SICCONCONCRETO S.A.DIRIMPEX LTDA.ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERAINGEYMA

MANUFACTURAS DE CEMENTO TITNMTB-TECNOCONCRETO S. A.SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA YCOMERCIOTOXEMENT S. A.UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

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

DIRECCIN DE NORMALIZACIN


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NORMA TCNICA COLOMBIANA NTC 4483

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INGENIERA CIVIL Y ARQUITECTURA.CONCRETOS. METODO DE ENSAYO PARA DETERMINARLA PERMEABILIDAD DEL CONCRETO AL AGUA

0. INTRODUCCION

El paso del agua a travs de una estructura de concreto genera dos problemas en laconstruccin, el primero la prdida del lquido, la cual puede tener un efecto contaminante o no,dependiendo de la naturaleza del mismo; el segundo el ingreso al concreto de agentesagresivos disueltos en el agua que conducen, con el tiempo, al deterioro de la estructura.

Existen dos formas bien diferenciadas de circulacin del agua a travs del concreto:

Permeabilidad al agua: es un fenmeno por el cual se produce el movimiento del agua a travsdel concreto, como consecuencia de una presin exterior, que se genera, la mayora de lasveces por la altura del nivel del agua sobre el punto considerado. Aqu, si la red de capilaresdel concreto es muy fina, debido a dimetros muy pequeos de los capilares, el caudal decirculacin resulta despreciable.

Absorcin capilar: en el proceso de absorcin capilar, el lquido que se encuentra en contactocon el concreto no saturado, y que penetra en l por absorcin capilar, lo hace con mayorvelocidad a medida que el dimetro de los capilares sea mayor. Por lo tanto, para que unconcreto sea impermeable la red capilar debe ser muy fina, pero por otra parte, entre ms finasea la red capilar mayor es la absorcin del concreto.

En la prctica, y muy frecuentemente, es de mayor inters conocer el grado de absorcin y laporosidad de un concreto, que la permeabilidad; especialmente cuando se trata de una

estructura que va a estar sometida al ataque de sustancias agresivas, disueltas en el agua . Ladeterminacin del coeficiente de permeabilidad (K), es de inters cuando se espera unapresin hidrosttica importante.

1. OBJETO

Este mtodo comprende la determinacin, en el laboratorio, del coeficiente de permeabilidad(K) del concreto endurecido por dos mtodos: flujo constante y profundidad de penetracin. Elprimero se usa para la determinacin del coeficiente de permeabilidad de concretos de altapermeabilidad y el segundo en concretos que, por su diseo, composicin y caractersticas,son de muy baja permeabilidad. La Tabla 1 establece los parmetros de clasificacin de los

concretos aplicables a los dos mtodos relacionados.


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Cualquiera de los dos mtodos de ensayo es aplicable tanto a especmenes moldeados en ellaboratorio o en la obra, como a ncleos extrados de una estructura.

Tabla 1. Relacin de la permeabilidad del concreto con el coeficiente de permeabilidad

y la profundidad de penetracin

DeterminacinUnidades

Permeabilidad

Baja Media Alta

Coeficiente de permeabilidad alagua

m/s < 10-12 10-12 a 10 -10 >10-10

Profundidad de penetracin mm < 30 30 a 60 > 60

2. ALCANCE Y USO

El ensayo para determinar el coeficiente de permeabilidad K, implica ejercer sobre la cara delespcimen una presin equivalente a 0,5 MPa (50 m de agua). Es claro que, en la mayora delos casos, supera en mucho la presin de servicio de la estructura. La justificacin consiste enque al evaluar K a presiones mucho menores, el tiempo de ensayo se prolonga demasiado,haciendo poco prctico el ensayo.

Una vez determinado K, de acuerdo al mtodo propuesto, se puede emplear, posteriormente, junto con la presin de servicio real, bien sea para comprobar el adecuado dimensionamientode los diferentes elementos, en el caso de una estructura nueva; o bien para determinar laprofundidad de penetracin del agua, para un tiempo dado, en una estructura ya construida, loque indica al diseador la suficiencia de la misma o la necesidad de aplicar un recubrimientoimpermeable extra sobre su superficie.

3. DISPOSITIVO DE ENSAYO

El dispositivo de ensayo comprende cualquier tipo de aparato cuyo funcionamiento sea similaral de la Figura 1. Se trata de una celda compuesta por dos platos, con orificios centrales. Sobrelos platos se encuentran adheridos unos empaques, los cuales forman un sello contra lafiltracin del agua a presin.

Entre los dos platos se coloca un espcimen de ensayo, al cual se ajustan los anillosejerciendo presin mediante el mecanismo previsto para ello. El agua acta a presin sobreuna de las caras del espcimen y, dependiendo de la permeabilidad del concreto, alcanza o nola cara opuesta, al terminar el tiempo previsto de ensayo.


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Nota 1. Es recomendable que el dispositivo de ensayo disponga de una probeta graduada, la cual almacena el aguaque va a permear el concreto, de esta manera se puede controlar, con mnima prdida y mxima precisin, el caudalen el ensayo de flujo constante.

10

20

30

40

Agua

Registro de presin

Indicador de nivel de agua

Agua a presin

Compresor

Espcimen Anillos deestanqueidad

Recubrimiento Impermeable

Figura 1. Dispositivo de ensayo


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4. ESPECMENES DE ENSAYO

El ensayo debe realizarse sobre especmenes cilndricos cuyo dimetro sea como mnimo de100 mm y su altura de por lo menos 100 mm. Se debe determinar tanto el dimetro como laaltura del espcimen previamente al ensayo de permeabilidad.

Se deben evaluar por lo menos tres especmenes en cada ensayo, de forma que se puedandescartar valores dispersos. Cuando el ensayo tenga por fin establecer comparativos entrevarios concretos, debe evaluarse la permeabilidad, en lo posible, sobre especmenes deiguales dimensiones.

5. PREPARACION Y ALMACENAMIENTO DE LOS ESPECMENES

5.1 PREPARACIN

Los especmenes se elaboran y se curan de acuerdo con la NTC 1377 (ASTM C192). Losncleos se extraen y se almacenan de acuerdo con la NTC 3658 (ASTM C42). Se debe retirarpor medios mecnicos (grata, buzarda), la capa superficial de cemento y/o mortero de ambascaras de los especmenes elaborados para evitar lecturas errneas de permeabilidad, lascuales se dan cuando el agua empieza a atravesar la superficie de afinado del espcimen, lacual tiene comnmente caractersticas diferentes a las del interior del espcimen.

Cuando se cortan con un disco diamantado, ncleos y especmenes cilndricos de altura mayora la requerida para el ensayo, la superficie de corte debe prepararse, antes del ensayo, deigual manera a lo descrito en el prrafo anterior, ya que el corte colmata a menudo los porosdel concreto.

La superficie lateral de los especmenes, as como un pequeo sector circular de la cara sobrela cual va a trabajar el agua a presin (generalmente el rea que va a cubrir el empaque), serecubren con una capa gruesa de pintura epxica, para evitar la penetracin de agua por lasmismas y garantizar un flujo unidireccional estable.

5.2 EDAD DE LOS ESPECMENES

Tanto los especmenes elaborados para el ensayo de permeabilidad, y los ncleos, debentener una edad superior a 28 d cuando se les practique el ensayo de permeabilidad. En funcinde especificaciones particulares, otras edades pueden ser elegidas.

Nota 2. Se recomienda tener en cuenta que la aplicacin de presiones muy grandes a especmenes de concretomuy jvenes, que no han desarrollado an suficiente resistencia mecnica, puede dar lugar a microfisuras queconducen a valores falsos de permeabilidad.

6. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

6.1 DETERMINACION DE LA PERMEABILIDAD POR FLUJO CONSTANTE

El ensayo se realiza llevando a la celda de ensayo el espcimen o el ncleo y aplicando sobreuna de sus caras horizontales una presin de 0,5 MPa durante 4 d. Una vez saturado elespcimen, e iniciado el flujo por la cara opuesta, se hacen mediciones sucesivas de caudal,hasta verificar que dicho flujo se ha hecho constante.


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Una vez se establece flujo constante, se determina el volumen de agua que atraviesa elespcimen en un tiempo determinado, bien sea haciendo mediciones de nivel de agua en laprobeta graduada o midiendo el flujo en un recipiente contra el tiempo. Una vez se hadeterminado el caudal, dividiendo el volumen de agua en la unidad de tiempo, se procede acalcular el coeficiente de permeabilidad del concreto mediante la ecuacin (1).

)1(PALgQK =

Donde:

K = coeficiente de permeabilidad en m/s

= densidad del agua en kg/m 3

L = longitud del espcimen en m

g = aceleracin de la gravedad en m/s 2

Q = caudal de agua en m 3 /s

P = presin del agua en N/m

A = rea transversal del espcimen en m 2

La aplicacin de la presin debe hacerse en el sentido del vaciado del concreto, a excepcin delos ensayos sobre ncleos, donde generalmente no es posible cumplir con este requisito, encaso de que al terminar el perodo de ensayo determinado, an no se ha producido flujoconstante, o no a aparecido agua en la cara opuesta del espcimen, se procede a determinarel coeficiente de permeabilidad del concreto de acuerdo con la medicin de la profundidad depenetracin.

6.2 DETERMINACION DE LA PROFUNDIDAD DE PENETRACION

Una vez cumplidos los 4 d sin haber registrado flujo constante, inmediatamente se secciona elespcimen perpendicularmente a la cara sobre la cual se aplic la presin de agua y se midela profundidad promedio de penetracin. El ensayo de traccin indirecta (vase la NTC 722(ASTM C496)) es normalmente el mtodo ms adecuado para seccionar el espcimen.

Una vez se ha determinado la profundidad promedio de penetracin, es posible deducir elcoeficiente de permeabilidad por medio de la ecuacin (2).

)2(Th2

vDK2

=


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Donde:

K = coeficiente de permeabilidad en m/s

D = profundidad de penetracin en m

T = tiempo para penetrar la profundidad D en s

h = cabeza de presin en m

v = porosidad del concreto en ensayo determinada mediante lanorma ASTM C-642.

Nota 3. La condicin necesaria para que la profundidad de penetracin se pueda convertir en un coeficiente depermeabilidad, es que el flujo sea unidireccional. Para que esto se cumpla, se requiere que la profundidad depenetracin sea considerablemente ms pequea que el dimetro del espcimen. Esto conlleva a que en concretosde alta permeabilidad, la profundidad de penetracin no se pueda convertir en un coeficiente de permeabilidad.

El grado de permeabilidad del concreto se relaciona con el coeficiente de permeabilidad y laprofundidad de penetracin como se muestra en la Tabla 1. Vase el numeral 2.

7. APNDICE

7.1 NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE

Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro de este texto,constituyen disposiciones de esta norma. En el momento de la publicacin eran vlidas lasediciones indicadas. Todas las normas estn sujetas a actualizacin, los participantes, medianteacuerdos basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de aplicar la ltima versin delas normas mencionadas a continuacin:

NTC 722:1996, Ingeniera Civil y Arquitectura. Mtodo para la determinacin de la resistencia a latensin indirecta de especmenes cilndricos de concreto (ASTM C496)

NTC 1377:1994, Ingeniera Civil y Arquitectura. Elaboracin y curado de especmenes deconcreto para ensayos de laboratorio. (ASTM C192).

NTC 3658:1994, Ingeniera Civil y Arquitectura. Mtodo para la obtencin y ensayo de ncleos

extrados y vigas de concreto aserradas (ASTM C42). ASTM C642:1990, Test Method for Specific Gravity, Absorption and Voids in Hardened Concrete.


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Anexo A (Informativo)

Equivalencias

Con el fin de una mejor comprensin de la naturaleza del ensayo y las presiones que se usanpara determinar K, se listan a continuacin algunas equivalencias de unidades de presin.

1 kgf/cm2 = 0,0981 N/mm2 1Mpa = 1 N/mm2 1 kgf/cm2 = 10 m H2O1 Mpa = 102 m H2O

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