ntc5147 resistencia a la abrasión de materiales para pisos

8/16/2019 Ntc5147 Resistencia a La Abrasión de Materiales para Pisos

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NORMA TÉCNICA NTCCOLOMBIANA 5147

2002-12-27*

MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LARESISTENCIA A LA ABRASIÓN DE MATERIALESPARA PISOS Y PAVIMENTOS, MEDIANTE ARENA Y DISCO METÁLICO ANCHO

E: TEST METHOD FOR DETERMINING ABRASIONRESISTANCE OF FLOOR AND PAVEMENT MATERIALS BYSAND AND WIDE WHELL

CORRESPONDENCIA:

DESCRIPTORES: resistencia a la abrasión; materialespara pisos y pavimentos.

I.C.S.: 91.100.00

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

*Reaprobada 2003-06-26Prohibida su reproducción Editada 2003-06-27


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PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismonacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.

ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamentalpara brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con elsector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas enlos mercados interno y externo.

La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnicaestá garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este últimocaracterizado por la participación del público en general.

La NTC 5145 fue ratificada por el Consejo Directivo del 2002-12-27.y en la reunión del ConsejoDirectivo de 2003-06-26 se aprobó cambiar la designación por NTC 5147.

La NTC 5145 fue anulada el 2003-06-26.

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

A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma através de su participación en el Comité Técnico 369902 Prefabricados coordinado bajo laSecretaría Técnica de Normalización del ICPC.

CEMEX COLOMBIACONCRETODOINDURAL S.A.INSTITUTO COLOMBIANO DE PRODUCTORESDE CEMENTOS - ICPC

INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANOMANUFACTURAS DE CEMENTO - TITÁNPOSTEQUIPOS S.A.

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

ADOQUINES DE COLOMBIA AGRECON ANGELCOM ARQUIBLOC ATECÓNBALDOSINES DELTABALDOSINES TORINOBLOKESCICCIMBRADOS S.A.COBECCOLBLOQUES

COLOR BLOC LTDA.COLPISOS

CONCONCRETOCONCRETODOCONCRETOS MODULARESCONSTRUFORMSCONSTRUCTORA BOLIVARCONSTRUCTORA COLPATRIACONSTRUCTORA CONCISADUROBLOCKEAABECOMIN LTDA.EMCOCABLESEMPRESA DE ENERGÍA DE BOGOTÁ

EUROTEJAGRANITEX


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HIDROCONCRETE PIPEINDUSTRIAS DIQUE

INDUSTRIAS ROCAINGENIERÍA DEL CONCRETOMEPREDMOSAICOS EGAVIRÍAÓPTIMAPLANEACIÓN DISTRITALPRECOLL

PRECONCRETOPREFABRICADOS EL SOL

PREFABRICADOS OMEGAPREMOLDAPRETECORRC PREFABRICADOS DE CONCRETOTECNOPOSTESUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

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

DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN


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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 5147

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MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR LA RESISTENCIAA LA ABRASIÓN DE MATERIALES PARA PISOS Y PAVIMENTOS,MEDIANTE ARENA Y DISCO METÁLICO ANCHO

1. OBJETO

Esta norma establece procedimientos para la medición, en laboratorio, del desgaste demateriales para pisos y pavimentos (resistencia a la abrasión), utilizando un disco ancho metálicoy un material abrasivo (arena), bajo condiciones normalizadas.

1.2 Los valores se deben regir de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades. Véasela NTC 1000 (ISO 1000).

1.3 Esta norma no pretende señalar todos los problemas de seguridad asociados con su uso.Es responsabilidad del usuario establecer las prácticas de seguridad y salud y determinar laaplicabilidad de las limitaciones reglamentarias.

2. DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO

2.1 GENERALIDADES

El ensayo consiste en someter un espécimen (antes de su incorporación en un piso o pavimento,o extraído de un piso o pavimento ya construido), a desgaste por medio de la abrasión ejercida,bajo condiciones controladas, por un flujo de arena que pasa tangencialmente por entre dichasuperficie y la cara lateral de un disco metálico, que ejerce presión contra ella. Esto genera unahuella, con la forma de la superficie curva del disco metálico, cuya longitud resultante es

inversamente proporcional a la resistencia al desgaste por abrasión, que posee el espécimen.2.2 APARATO

2.2.1 Partes fundamentales

2.2.1.1 La máquina de desgaste (véase la Figura 1), debe estar compuesta, esencialmente, por:el disco metálico (1), para forzar el material abrasivo contra el espécimen de ensayo (2); unatolva para el almacenamiento del material abrasivo (3), con una válvula de control (4) que regulala salida del material abrasivo; una tolva que guía el flujo de este material (5), un carro portaespécimen (6), con un sujetador para el espécimen (7); y un contrapeso (8). Adicionalmente, sepuede contar con: una tolva, para la recolección del abrasivo ya utilizado (9); y los sistemas que

sean necesarios para nivelar y alinear los especimenes (10).


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Disco metálico anchoEspécimen de ensayo

Tolva (superior) paraalmacenamiento de arena

Válvula de regulacióndel flujo de arena

Tolva (inferior) para regulacióndel flujo de arena

Carro porta espécimen

Dispositivo para lafijación del espécimen

Contrapeso

Recipiente colector de arena utilizada

Sistema de nivelación yalineación del espécimen

Figura 1. Componentes del aparato para el ensayo de abrasión

2.2.2 Disco metálico

2.2.2.1 El disco metálico debe ser de acero A 36, que cumpla con la norma ASTM A36, tratadocon una dureza Brinell de 200 HB ± 20 HB.

2.2.2.2 Su diámetro debe ser 200 mm ± 1 mm, y su ancho debe ser 70 mm ± 1 mm. Si el disco sehace aligerado en su interior (con una sección de “I”, con aletas en cada extremo, al cortar porcualquier diámetro; o perforaciones en el alma de la “I” en sentido del eje del disco), tanto elespesor del tubo exterior (aletas), como el del disco interior (alma), no deben ser inferiores a 10 mm.

2.2.2.3 El disco debe girar a una tasa de 75 revoluciones en 60 s ± 3 s, tanto en estado librecomo durante la ejecución del ensayo, por lo cual el sistema de manejo del disco debe tener la

potencia adecuada.

NOTA 1 Se sugiere que el disco sea movido por un motor eléctrico, con un motoreductor que garantice lasrevoluciones especificadas, y un sistema automático de detención, por cuentavueltas, para detenerlo al completar losgiros especificados para el ensayo.

2.2.3 Carro porta espécimen

2.2.3.1 El carro porta espécimen debe ser rígido y debe ir montado sobre un sistema de rieles yrodamientos, que garantice su libre desplazamiento, bajo la acción de un contrapeso, endirección perpendicular al eje de rotación del disco metálico. Debe poseer un sistema para lasujeción del espécimen, que permita sujetarlo, nivelarlo y alinearlo, con el fin de que la superficie

a ser ensayada, sea lo más paralela posible al plano tangente del disco de abrasión en el puntode contacto entre dicha superficie y el disco metálico.


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2.2.4 Tolvas

2.2.4.1 Se debe tener una tolva (superior) para el almacenamiento del material abrasivo, la cualdebe alimentar otra tolva (inferior) para el control de flujo, de menor tamaño. La superior, que porlo general tiene forma cilíndrica, cerrada en la parte inferior, debe tener, al menos, una válvula,

que regule el flujo que alimenta la tolva inferior. Cuando se opta por tener dos válvulas, la dearriba se puede usar para abrir o cerrar el flujo; y la de abajo (que puede estar permanentementeabierta a una determinada graduación), para regular la magnitud del flujo.

2.2.4.2 La tolva (inferior) para el control de flujo, debe tener forma de cuña. Su sección debe serun triángulo rectángulo, con su extremo más agudo dispuesto hacia abajo, o sea, con el catetomayor coincidiendo con la vertical. Debe ser abierta por la cara superior, o sea por el catetomenor. Consecuentemente, el cuerpo de esta tolva debe tener: uno de sus lados, inclinado (lahipotenusa), y el otro, debe ser vertical (cateto mayor), adicionalmente, a modo de prolongacióndel extremo inferior, debe tener una boquilla de salida con una ranura cuyas dimensionesinteriores deben ser: longitud 45 mm ± 1 mm, ancho 4 mm ± 1 mm, y profundidad 25 mm ± 5 mm(véase la Figura 2). El ancho total de la tolva de control de flujo, en la dirección paralela al eje del

disco de abrasión, debe ser al menos de 65 mm.

Vista superior

Corte B - B

Corte A - A

BB

A

A

(4 ± 1) mm

( 4

5 ± 1 ) m m

> 6 5 m m

Ranura de salida

> 2 5 m m

( 2 5 ± 5 ) m m

(4 ± 1) mm

Ranura de salida

Figura 2. Tolva (inferior) para regulación de flujo


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2.3 FLUJO DE MATERIAL ABRASIVO

2.3.1 Material abrasivo

2.3.1.1 El material abrasivo a utilizar deber ser una arena de cuarzo angulosa (triturada), con la

granulometría que se indica en la Tabla 1.

Tabla 1. Granulometría para la arena utilizada como material abrasivo

Tamiz NTC 32

(ASTM E11)Tamiz ASTM Porcentaje que pasa

850 µm No. 20 100 - 100

600 µm No. 30 95 - 100

425 µm No. 40 50 - 60

300 µm No. 50 10 - 20250 µm No. 60 2 - 10

180 µm No. 80 0 - 4

2.3.1.2 La totalidad del material abrasivo que conforma un lote, se debe mezclar previamente a latoma de muestras para comprobar su granulometría.

2.3.1.3 El material abrasivo solo se debe utilizar una vez.

2.3.2 Flujo

2.3.2.1 El flujo del material abrasivo, proveniente de la tolva (inferior) de control de flujo, debe serconstante, con un caudal, mínimo, de 2,5 l/min. El nivel mínimo del material abrasivo en la tolva(inferior) de control de flujo debe ser al menos de 25 mm, medidos por encima del nivel superiorde la boquilla (ranura) (véase la Figura 3).

2.3.2.2 La distancia de caída, entre la ranura de la tolva de control de flujo (nivel superior dela boquilla) y el plano horizontal que coincide con el del eje del disco metálico, debe ser100 mm ± 5 mm. El plano (vertical) de caída del flujo de material abrasivo debe estarentre 1 mm y 5 mm a partir del plano del espécimen (plano tangente al disco metálico) y hacia elcentro del disco de abrasión.

2.4 HERRAMIENTAS

2.4.1 Las herramientas adicionales que se deben usar para el ensayo son: una lupa(preferiblemente equipada con luz), una regla metálica y un calibrador.

3. CALIBRACIÓN DEL APARATO

3.1 FRECUENCIA

3.1.1 El aparato debe ser calibrado cada que haya producido 400 huellas o cada dos meses (lo

que ocurra primero) y cada vez que se tenga un nuevo operador, un nuevo lote de materialabrasivo o un nuevo disco metálico.


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Vista superior

Tolva de regulación

Disco metálico

( 7 0 ± 1 ) m m

(1 a 5) mm

(200 ± 1) mm

Espécimen

Vista lateralEspécimen

Tolva de regulación

Disco metálico

Boquilla

Vista superior

Altura de la tolva > 25 mm

Altura de la caída (100 ± 5) mm

Figura 3. Disposición de la tolva (inferior) durante el ensayo

3.2 VERIFICACIÓN DE LA DENSIDAD Y EL FLUJO DEL MATERIAL ABRASIVO

3.2.1 Para verificar el flujo de material abrasivo, se debe calcular primero su densidad. Paraesto se debe contar con un recipiente rígido, con bordes suaves y de peso conocido. Debe teneruna altura de 90 mm ± 10 mm y un volumen, aproximado, de 1 l, cuando se llena hasta el bordesuperior. Se debe verter el material abrasivo dentro del recipiente, desde una altura aproximadade 100 mm, ajustando la altura de caída, a medida que se va llenando el recipiente, paramantenerla constante. Cuando el recipiente se llena, se debe enrasar y pesar, para determinar lamasa del material abrasivo. Conociendo el volumen del recipiente, se puede determinar ladensidad del material abrasivo.


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3.2.2 Luego, se debe dejar pasar, libremente, el material abrasivo, a través de las tolvas, por unperíodo de 60 s ± 1 s, y se recoge por debajo del disco metálico, en un recipiente de pesoconocido al menos de 3 l de capacidad. Se debe pesar el recipiente con el abrasivo, y con baseen la densidad, calculada previamente, se debe verificar el caudal del flujo de material abrasivo,el cual debe ser al menos de 2,5 l/min.

3.3 MATERIAL DE CALIBRACIÓN

3.3.1 La máquina se debe calibrar, usando el procedimiento descrito en el numeral 3.4, con unmaterial de referencia, dispuesto en forma de tabletas con un espesor mínimo de 20 mm, cuyassuperficies que se van a emplear para la calibración, se deben pulir, previamente, con un esmerilde grano 100/120.

3.3.2 En el momento de la calibración, las tabletas deben estar limpias y secas.

3.3.3 Como material de referencia se deben empelar “Mármol Gris de Rioclaro”, con lassiguientes características: mármol gris, de estructura masiva, no foliada o débilmente foliada, sin

discontinuidades (venas o fracturas), de grano medio equigranular, con cristales de 2 mm a 3 mmde diámetro, de color gris claro medio, variando a gris claro y a gris medio (colores N6, N7 y N5,respectivamente, según la Rock Color Chart), compuesto 100 % por calcita (recristalizada, contextura cristaloblástica - granoblástica),y con una densidad de, aproximadamente, 2,6 t/m3.

3.3.4 Se puede usar un material de referencia alternativo, si se establece una adecuadacorrelación entre el material alternativo y el de referencia, establecido en el numeral 3.3.3, la cualdebe estar debidamente documentada para su verificación por parte de quienes ordenan elensayo.

3.4 PROCEDIMIENTO DE CALIBRACIÓN

3.4.1 Se debe verificar la ortogonalidad de los soportes del espécimen, del carro portaespécimen, y de su sistema de desplazamiento. Además, se debe verificar que el sistema decontrapeso y el carro porta espécimen, se desplacen libremente y con facilidad.

3.4.2 Sobre el material de calibración se deben producir tantas huellas como sea necesario (deacuerdo con el procedimiento descrito en los numerales 5 y 6), ajustando el contrapeso(aumentando o disminuyendo su masa) hasta que el disco metálico, después de 75 revolucionesen 60 s ± 3 s, produzca una huella con una longitud de 20 mm ± 0,5 mm en dicho material.

3.4.3 La huella se debe medir usando el procedimiento descrito en el numeral 6, con unaaproximación de 0,1 mm. Una vez se ha entrado en el rango de calibración descrito en el

numeral 3.4.2, se debe tomar el promedio de tres mediciones.

3.4.4 La huella en el material de calibración debe ser rectangular, definida como tal con base enque la diferencia de medidas a lo largo de ambas líneas CD (véase la Figura 4), en los extremosde la huella, no debe ser mayor de 0,5 mm. En caso de que la diferencia exceda 0,5 mm, sedebe verificar que la muestra haya sido colocada con su plano paralelo a un plano tangencial deldisco de desgaste; que el carro porta espécimen y la ranura de la tolva de control de flujo esténparalelos al eje del disco; que el flujo del abrasivo sea uniforme a través de toda la longitud de laranura de la tolva (inferior) de control de flujo; y que no se presente fricción ni en el sistema derieles y rodamientos del carro porta muestras ni en el sistema de contrapesos.


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A

A

Espécimen

Corte A - A

Huella

A

B

X X

L1

L2

Huella

A

B

C

D

E

F

> 15 > 1510 ± 1 10 ± 1

Figura 4. Descripción gráfica de una huella generada sobre un espécimen, medidas en mm

3.4.5 Como factor de calibración (Fc) de la máquina se debe tomar el valor de la huellaobtenida como resultado de la calibración, que debe estar entre 20 mm ± 0,5 mm.

4. PREPARACIÓN DEL ESPÉCIMEN4.1 El espécimen de ensayo debe ser una unidad completa, o un trozo de unidad. Pueden sernuevos o extraídos de un piso o pavimento existente, y producto de uno o varios cortes, siemprey cuando incorporen la parte superior del material (cara de desgaste), con una dimensión mínimade 100 mm x 70 mm.

4.2 La cara superior del espécimen (cara de desgaste), que es la que se ensaya al desgaste,debe ser plana, con una tolerancia de ± 1 mm, en dos direcciones perpendiculares, medidasobre, al menos, 100 mm. La tolerancia de planitud se debe determinar mediante una regla rectay laminillas calibradas (galgas) de acero.

4.3 Si la cara superior presenta una textura rugosa o está por fuera de las toleranciasdescritas, se debe pulir con mucho cuidado, hasta alcanzar la tolerancia requerida.

4.4 En el caso de que el material a ensayar tenga relieves o texturas muy pronunciadas, lanorma correspondiente a dicho material debe determinar la manera de proceder para ajustar elnivel de la superficie, bien sea por pulido o por llenado de las depresiones del relieve con undeterminado material, hasta alcanzar la tolerancia requerida.

4.5 El espécimen de ensayo debe estar limpio y seco. Su superficie se debe limpiar con unabrocha, justo antes del ensayo, y se debe rayar con un marcador de tinta indeleble, con punta defieltro, de un color contrastante con el del espécimen, para facilitar la determinación de la huella.

4.6 El espécimen se debe fijar firmemente al carro porta espécimen, y se debe verificar sualineación y libertad de desplazamiento.


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5. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

5.1 La tolva de almacenamiento se debe llenar con el material abrasivo, en estado seco, y sedebe colocar un recipiente vacío, bajo el disco metálico, para recoger el material abrasivo que fueusado para el ensayo.

5.2 Se debe retirar el carro porta espécimen, separándolo del disco metálico, y se debecolocar el espécimen, de tal manera que la huella se produzca, al menos, a 15 mm de distanciade cualquier borde del espécimen. Se debe fijar el espécimen, al carro porta espécimen.

5.3 El espécimen se debe poner en contacto con el disco metálico; luego se debe abrir laválvula de control de flujo y, simultáneamente, se debe encender el motor, de tal manera que eldisco metálico complete 75 revoluciones en 60 s ± 3 s. Luego de las 75 revoluciones del disco, sedebe suspender el flujo del material abrasivo y se debe detener el disco.

5.4 Siempre que sea posible, se deben producir dos huellas en cada espécimen.

6. MEDICIÓN DE LA HUELLA

6.1 TRAZADO DEL CONTORNO DE LA HUELLA

6.1.1 Se debe colocar el espécimen debajo de una lupa grande de al menos, 2 aumentos,preferiblemente equipada con una luz, que facilite la medición de la huella.

6.1.2 Con un lápiz, cuya mina debe tener un diámetro de 0,5 mm y una dureza entre 5H y 7H,se deben dibujar los límites superior e inferior de la huella (L1 y L2), por medio de la reglametálica (véase la Figura 4).

6.1.3 Se debe trazar la línea AB en el medio de la huella, perpendicular a la línea central de lamisma. Para determinar la longitud de la huella medida, se deben colocar las puntas delcalibrador en los puntos A y B, en el borde interno de los límites longitudinales de la huella (L1 y L2) yse debe registrar la medición con una aproximación de 0,1 mm. Se deben determinar,adicionalmente, las medidas a los 10 mm ± 1 mm, de los extremos de la huella (líneas CD y EF), y seregistran estas dimensiones.

NOTA 2 El material abrasivo puede remover la coloración de algunos marcadores, por fuera de la huella. Esto sedebe ignorar al trazar las líneas L1 y L2, que deben quedar en el sitio a partir del cual fue desgastado el espécimen.

6.2 ACEPTACIÓN O RECHAZO DE LA HUELLA

6.2.1 La longitud de la huella medida AB se debe considerar aceptable, si la diferencia entre lasmedidas determinadas sobre las líneas CD y EF (véase la Figura 4) es menor que 1 mm, exceptopara propósitos de calibración, en cuyo caso dicha diferencia debe ser menor de 0,5 mm.

7. RESULTADOS

7.1 Como resultado del ensayo de abrasión se debe tomar la longitud de la huella, medidasegún se indica en el numeral 6, corregida por el factor de calibración, obtenido según se indicaen el numeral 3.4. El resultado, que se debe presentar con una aproximación de 0,5 mm, debeser la suma de la huella medida AB y la diferencia (positiva o negativa) entre 20,0 mm y el factor

de calibración (Fc). El resultado.


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lh = AB + (20,0 -Fc)

en donde:

lh = Longitud de la huella resultante (mm)

Fc = Factor de calibración (mm)

AB = Longitud de la huella medida (mm)

NOTA 3 Por ejemplo, si el factor de calibración Fc = 19,6 mm, y la longitud de la huella medida es 22,5 mm, lalongitud de la huella resultante debe ser: lh = AB + (20,0 mm - Fc ) = 22,5 + (20,0 - 19,6) = 22,9, el cual se debeaproximar a 23,0 mm. Si, el valor de Fc = 20,4, el resultado debe ser: lh = 22,5 mm + (20,0 - 20,4) = 22,1 mm, el cual sedebe aproximar a 22,0 mm.

7.2 Si se realizan dos huellas en un espécimen, se debe tomar el valor mayor de amboscomo resultado del ensayo.

8. INFORME

8.1 Como resultado del ensayo se debe dar la longitud corregida de la, o de las huellas, sobrecada uno de los especimenes.

9. APÉNDICE

REFERENCIAS NORMATIVAS

Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de

este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada.Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado(incluida cualquier corrección).

NTC 32:1991, Ingeniería Civil y Arquitectura. Tamices de tejido de alambre para ensayos.(ASTM E11)

NTC 1000:1993, Metrología. Sistema Internacional de Unidades (ISO 1000).

ASTM A36:2001, Standard Specification for Carbon Structural Steel


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ANEXO A(Informativo)

BIBLIOGRAFÍA

A.1 European Committee for Standardization - CEN. Concrete Paving Blocks. Requirementsand Test Methods. Annex G (Normative). Measurement of Abrasion Resistance. Brussels, 2000. p.v.(prEN 1338).

A.2 Ingeominas. Análisis petrográfico microscópico de muestra de mármol gris Rioclaro.Medellín, 2001. 1p.

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