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NORMA MEXICANA NMX-C-111-ONNCCE-2004. (Esta norma cancela y sustituye a la NMX-C-111-1988). Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federacin el da 27 de julio de 2004.

INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIN - AGREGADOS PARA CONCRETO HIDRULICO-ESPECIFICACIONES Y MTODOS DE PRUEBA

OBJETIVO: Esta norma mexicana establece los requisitos de calidad que deben cumplir los agregados naturales y procesados, de uso comn para la produccin de concretos de masa normal. CAMPO DE APLICACIN: Esta norma mexicana es adecuada para asegurar agregados satisfactorios para concretos de resistencia normal y de alta resistencia; concretos de masa normal (usualmente de 1 800 kg/m

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a 2 400 kg/m3), elaborados con agregados naturales y procesados. No aplicable a agregados

ligeros (masa especfica del concreto menor que 1 800 kg/m3).

DEFINICIONES: Agregado fino: Material conocido como arena. Agregado grueso: Material generalmente conocido como grava. Intemperismo: Es el efecto de la accin del medio ambiente sobre los agregados en su estado natural. Lmites de consistencia: Tiene por objeto determinar la plasticidad de la porcin de material que pasa por criba 0.425 mm (malla No. 40) y que forma parte de los agregados. La plasticidad es una propiedad de los suelos que les permite cambiar su forma sin agrietarse cuando se les sujeta a una presin, reteniendo su nueva forma cuando desaparece el esfuerzo aplicado. La porcin de material que pasa por las cribas referidas, presenta una consistencia plstica para una humedad comprendida entre dos lmites, el lmite plstico y el lmite lquido y su amplitud es medida como su ndice plstico. (Vase Captulo 9). Mdulo de finura: Es la sumatoria de los porcentajes retenidos acumulados a partir de la criba 4.75 mm (malla No. 4) hasta la criba 0.150 mm (malla No. 100), divididos entre 100. Aplicable al agregado fino. Reactividad potencial: Es la medida de la susceptibilidad para que ocurran reacciones qumicas cuyos efectos son cambios volumtricos adversos a la integridad del concreto, que tienen lugar con cierta clase de agregados cuando stos entran en contacto con la pasta de cemento, las reacciones ocurren entre la slice o el carbonato de ciertas rocas o minerales que forman parte de los agregados y los lcalis (xido de sodio y de potasio), que normalmente provienen del cemento. Estas reacciones se conocen como reaccin lcali-slice y lcali-carbonato. Sustancias nocivas: Se consideran sustancias nocivas en los agregados: terrones de arcilla y partculas deleznables, carbn y lignito, materia orgnica, material fino que pasa la criba 0.075 mm, agregados potencialmente reactivos con los lcalis del cemento, materiales intemperizados, y materiales con limitada resistencia al impacto y la abrasin.

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CLASIFICACIN Y DESIGNACIN DEL PRODUCTO Agregado fino: Material obtenido de manera natural o de la trituracin de rocas, escoria volcnica, concreto reciclado o una combinacin de estos u otros; que pasa por la criba 4.75 mm (malla No. 4) y se retiene en la criba 0.075 mm (malla No. 200). Agregado grueso: Material obtenido de manera natural o de la trituracin de rocas, escoria de alto horno, escoria volcnica, concreto reciclado o una combinacin de estos u otros; que es retenido por la criba 4.75 mm (malla No. 4) y que pasa por la criba 90 mm (malla No. 3 1/2). ESPECIFICACIONES Agregado fino: Debe cumplir con los lmites granulomtricos que se indican a continuacin:

a) Estar dentro de los lmites establecidos en la tabla 1 de esta norma mexicana, excepto en los casos que se indican en los prrafos c y d de este inciso y en 6.3.1.

b) El mdulo de finura debe estar comprendido entre 2.30 y 3.10. El mdulo de finura puede ser determinado con pruebas previas, de no existir stas, se puede determinar con el promedio del valor obtenido de las primeras 10 pruebas consecutivas o el promedio de las pruebas que haya cuando no se completa este nmero.

c) El retenido parcial de la masa total en cualquier criba no debe ser mayor de 45 %.

Pueden aumentarse los porcentajes del retenido acumulado de la masa ensayada en las cribas 0.300 mm (No. 50) y 0.150 mm (No. 100) a 95 % y 100 % respectivamente, siempre y cuando el contenido de cemento del concreto en que se vaya a utilizar el agregado sea mayor de 240 kg/cm

2 para concreto con aire incluido, o mayor de 300

kg/m3 para concreto sin aire incluido, o bien aadiendo un adicionante (cementante)

que supla la deficiencia de material que pase por estas cribas.

d) En el caso de que los agregados que se pretendan emplea no cumplan con las tolerancias indicadas en los incisos a, b, y c, estos, pueden usarse siempre y cuando se tenga antecedentes de comportamiento aceptable en el concreto elaborado con ellos, o bien, que los resultados de las pruebas realizadas a estos concretos sean satisfactorias; los agregados se pueden usar siempre que se haga un ajuste apropiado en el proporcionamiento del concreto, para compensar las deficiencias en la granulometra.

TABLA 1.- Lmites de granulometra para agregado fino

Agregado grueso: Debe cumplir con los lmites granulomtricos que establece la tabla 2 de esta norma mexicana. Cuando se tengan agregados gruesos fuera de los lmites indicados en la tabla 2, se deben procesar para que satisfagan dichos lmites.

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En el caso de aceptar que los agregados no cumplan con estos lmites debe de ajustarse el proporcionamiento del concreto para compensar las deficiencias granulomtricas, por lo tanto, debe demostrarse que el concreto elaborado tiene un comportamiento adecuado. TABLA 2.- Lmites granulomtricos del agregado grueso, en masa, en porcentaje que pasa.

Coeficiente volumtrico (de forma) Los agregados gruesos deben tener un coeficiente volumtrico mayor o igual de 0.20 En caso de utilizar agregados con coeficiente volumtrico menor que 0.20, debe realizarse un estudio que muestre el impacto de su uso, y hacer los ajustes correspondientes en las mezclas de concreto, para satisfacer los requisitos de cohesin, trabajabilidad mdulo de elasticidad y contraccin requeridos por el cliente. Esta especificacin se verifica de acuerdo con lo establecido en 8.2. Sustancias nocivas Los lmites establecidos para las sustancias nocivas son los que se indican del inciso 6.3.1. al 6.3.4. Sustancias nocivas en el agregado fino La cantidad de partculas deleznables y carbn o lignito en el agregado fino no debe exceder los lmites que establece la tabla 3 de esta norma mexicana.

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TABLA 3.- Lmites mximos de partculas deleznables y carbn o lignito en agregados finos.

Impurezas orgnicas (Materia orgnica) Los agregados finos deben estar libres de cantidades perjudiciales de impurezas orgnicas. Los agregados despus de efectuar la prueba, que den un color ms oscuro que la coloracin No. 3, deben rechazarse, excepto, si se demuestra que la coloracin es debida a la presencia de pequeas cantidades de carbn, lignito o partculas semejantes, o bien, si se demuestra que el efecto de las impurezas orgnicas en morteros ensayados a la edad de 7 das, dan resistencias calculadas no menores del 95 %, conforme al mtodo que establece la NMX-C-076-ONNCCE. Materiales finos que pasan por la criba 0.075 (No. 200). Para determinar si los agregados finos satisfacen este requisito, se deben cumplir con las condiciones establecidas en la tabla 4. TABLA 4.- Materiales finos que pasan por la criba 0,075 mm (No. 200).

(1) En caso de agregados triturados, s el material que pasa por la criba 0,075 mm (malla No. 200) es el resultado de la pulverizacin de rocas exentas de arcilla y/o pizarras, este lmite puede incrementarse a 6 % y 10 %, respectivamente.

(2) Este valor, queda condicionado por los parmetros de contraccin por secado y

deformacin diferida del concreto cuando as se solicite en el proyecto, y por la naturaleza de estos finos como se establece en las tablas 5 y 6.

El contenido mximo de material fino que pasa por la criba 0,075 mm (No. 200), est en funcin de los lmites de consistencia (Limites de Atterberg, obtenidos de acuerdo a lo indicado en la NMX-C-416-ONNCCE), los cuales determinan las propiedades de plasticidad de estos finos, y no deben exceder los limites que establece la tabla 6 de esta norma mexicana.

TABLA 5.- Cantidades de material mximas permisibles menor que la criba 0,075 mm (No. 200) en agregados finos.

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La contraccin lineal de los finos no debe ser mayor que el 2 % en todos los casos. NOTA 1: La aceptacin del material en base a estos lmites de plasticidad est condicionado al cumplimiento del contenido de materia orgnica (vase 6.3.1.2) Sustancias nocivas en el agregado grueso Se deben cumplir con los lmites que establece la tabla 6 de esta norma mexicana, tomando como base la severidad del intemperismo de la regin donde se construya la obra (vase figura 1). El mapa de la figura 1, sirve solamente de gua de una probable severidad de intemperismo.

FIGURA 1.- Intemperismo: grado de severidad (Tamayo J.L.)

Para aquellas construcciones localizadas en los lmites de regiones (vase figura 1), deben considerarse los parmetros que correspondan al mayor grado de severidad de intemperismo de ambas zonas, o bien, para evaluar mejor el intemperismo que pueda esperarse, se deben consultar las cartas de riesgo de congelacin y deshielo, as como las isotrmicas de la oficina meteorolgica local (vase figuras 2 y 3) o, en ausencia de sta, de la unidad rectora de esta informacin a nivel nacional (INEGI). Estos datos deben usarse para asignar el grado de severidad del intemperismo y, con base en ello, establecer las especificaciones para el agregado grueso. Para construcciones de concreto en regiones cuya altitud sea mayor de 3 000 m sobre el nivel del mar, los valores de estos requisitos deben reducirse en uno por ciento (vase nota 4, de la tabla 6.).

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FIGURA 2.- Carta de riesgo de congelacin y deshielo (Tamayo J.L.)

FIGURA 3.- Carta isotrmica correspondiente a las temperaturas mnimas extremas absolutas

1941 - 1977 (Tamayo J.L.)

Puede aceptarse el agregado grueso cuyos resultados en las pruebas no cumplan los lmites que establece la tabla 6, si se demuestra que en concretos de propiedades semejantes, elaborados con agregados del mismo banco, acusan un comportamiento satisfactorio en condiciones de intemperismo semejantes a las que va a someterse al nuevo concreto. Esta especificacin se debe verificar de acuerdo con lo establecido en 8.4.2 Es de esperarse que los lmites para el agregado grueso correspondientes a cada clase designada, sean suficientes para asegurar un comportamiento satisfactorio del concreto para los diferentes tipos y partes de la obra. Cuando no puedan conseguirse los agregados con la calidad adecuada para satisfacer por lo menos alguno de los usos mencionados, stos pueden cumplir al ser sometidos al tratamiento adecuado.

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Nota 2: Esta limitacin se aplica a materiales donde el pedernal se encuentra como impureza; no es aplicable a agregado grueso que es predominantemente pedernal. Limitaciones de uso de tales agregados en cuanto a intemperismo, deben basarse en antecedentes de servicio donde se pretende emplear tales materiales. Nota 3: En caso de agregados triturados, si el material que pasa por la criba 0.075 (malla No. 200) es el resultado de la trituracin de rocas exentas de arcilla y/o pizarras, este lmite puede incrementarse en 1.5 %. Nota 4: La prdida por abrasin del agregado debe ser determinada en una muestra con granulometra lo ms cercana a la que va a ser usada en la produccin de concreto. Cuando se use ms de un tamao o ms de una granulometra en un solo tamao, el lmite de abrasin debe de aplicarse a cada una de ellas. Las escorias de altos hornos enfriadas al aire y trituradas quedan excluidas de los requisitos de abrasin; la masa volumtrica compactada con varilla de estos materiales debe ser mayor que 1120 kg/m

3.

Nota 5: Para construcciones de concreto en regiones cuya altitud sea mayor de 3 000 m sobre el nivel del mar, estos requisitos deben reducirse en uno por ciento.

TABLA 6.- Lmites mximos de contaminacin y requisitos fsicos de calidad del agregado grueso.

La tabla 7 establece los contenidos mximos permisibles de sustancias nocivas en las gravas: grumos de arcilla y partculas desmenuzables, pedernal no denso, material ms fino que malla No. 200, carbn y lignito, y material con limitaciones en cuanto a su resistencia a la abrasin y a su resistencia a los efectos de cristalizacin de sales de sulfato de magnesio.

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Material ms fino que la malla 200 en mezcla de agregados finos y gruesos El contenido mximo de material fino que pasa por la criba 0.075 mm (malla No. 200), est en funcin de los lmites de consistencia (lmites de Atterberg, obtenidos de acuerdo con lo especificado en la NMX-C-416-ONNCCE) y no debe exceder los lmites que establece la tabla 7. Tabla 7.- Material mximo permisible menor de la criba 0,075mm (No. 200) en agregados

finos y gruesos.

La contraccin lineal de los finos no debe ser mayor que el 2 % en todos los casos. Esta especificacin se verifica de acuerdo con lo establecido en 8.4.3. Reactividad potencial (reaccin lcali-agregado). Para la elaboracin de concreto debe evitarse el uso de agregados, finos y gruesos que contengan rocas y minerales identificados como potencialmente reactivos con los lcalis. Esto es aplicable cuando el concreto en servicio vaya a estar en contacto permanente, o en periodos

prolongados, con agua o rodeado de condiciones hmedas (humedad relativa 80 %). Los

mapas de las figuras 4 y 5 sirven de gua para delimitar las regiones con rocas silceas y carbonatadas, potencialmente reactivas con los lcalis. Si las expansiones obtenidas rebasan los lmites mximos permisibles, tal como se ilustra en las figuras 6 y 7, se considera confirmado el carcter reactivo de los agregados y su empleo debe quedar condicionado a la aplicacin de la siguiente medida: FIGURA 4.- Regiones con materiales silceos potencialmente reactivos con los lcalis.

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FIGURA 5.- Regiones con materiales carbonatados potencialmente reactivos con los lcalis.

-Utilizar un cemento Portland con bajo contenido de lcalis: menor o igual que 0,60 % (de la masa del cemento) si la reaccin es lcali - slice y menor o igual que 0,40 %, si la reaccin es lcali carbonato. O bien hacer ajustes necesarios al diseo para que el contenido total de lcalis en la mezcla de concreto, aportados por sus diversos componentes no exceda de 3,0 kg por m3. Si este recurso no es factible, entonces la medida pertinente consiste en incorporar al concreto un material (por ejemplo: adicionante mineral) que sea efectivo para inhibir la accin lcali agregado. -En el caso de la reaccin lcali -slice, ciertos adicionantes minerales en la mezcla de concreto son capaces de inhibir satisfactoriamente sus efectos deletreos, lo cual puede verificarse mediante pruebas de expansin en mortero como se indica en el mtodo de prueba de la NMX-C-298, (vase Captulo 3). -Cuando la reaccin es lcali-carbonato, hay menos expectativas de xito con el uso de adicionantes minerales para inhibir sus efectos. En este caso, la capacidad inhibidora del adicionante puede verificarse con pruebas de expansin en concreto con agregados reactivos en cuestin y un cementante compuesto por el cemento de uso previsto y el adicionante propuesto, determinando la expansin por medio de la NMX-C-272-ONNCCE (vase Captulo 3). Si an as la expansin resulta excesiva, las opciones que deben evaluarse para evitar el riesgo de una reaccin deletrea lcali-carbonato, son: a) Cambiar la fuente de suministro de los agregados por otra no reactiva Efectuar una explotacin selectiva de los bancos o canteras para desechar el material reactivo o bien mezclar con otro material para reducir su proporcin, en ambos casos a no ms del 15 % en total de los agregados. Deben efectuarse las pruebas correspondientes para determinar la expansin resultante. Seleccionar el cemento cuyo contenido de lcalis sea menor a los lmites antes mencionados, para obtener una expansin tolerable del concreto conforme al mtodo de prueba correspondiente. Sanidad (intemperismo acelerado) Agregados finos Los agregados finos se sujetan a cinco ciclos, con sulfato de sodio o con sulfato de magnesio. La prdida resultante en la prueba de intemperismo no debe exceder los valores indicados en la tabla 5.

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Los agregados finos que no cumplan con lo descrito en el prrafo anterior, pueden aceptarse si existen antecedentes escritos del empleo de los mismos de concreto con propiedades semejantes, elaborados con agregados del mismo banco, que acusen un comportamiento satisfactorio en condiciones de intemperismo semejantes a las que se va a someter al nuevo concreto. Los agregados finos que no cumplan con lo requerido en prrafos anteriores, pueden aceptarse si se obtienen por el usuario resultados satisfactorios en concretos que se sometan a la prueba de congelacin y deshielo. Agregado grueso Estos agregados deben cumplir los lmites establecidos en la tabla 7 de esta norma mexicana. En caso de no cumplir, se pueden utilizar si se obtienen por el usuario resultados satisfactorios en concretos que se sometan a la prueba de congelamiento y de deshielo. Abrasin (desgaste) Los agregados gruesos deben cumplir con los lmites que establece la tabla 6 de esta norma mexicana, conforme al mtodo de prueba de la NMX-C-196 (vase Captulo 3) determinado con base a la granulometra original de la muestra. Esto es aplicable en casos donde el concreto vaya a ser sometido a efectos de abrasin y deba mostrar un buen desempeo. MUESTREO Debe tomarse una muestra representativa de los agregados conforme a la NMX-C-030-ONNCCE y reducirla por cuarteo conforme a la NMX-C-170-ONNCCE (vase Captulo 3), hasta dejar una muestra del tamao requerido para poder hacer las pruebas que indica la presente norma Mexicana. MTODOS DE PRUEBA Granulometra La determinacin de la granulometra del agregado fino objeto de la presente norma mexicana se debe realizar de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-077-ONNCCE (vase Captulo 3.). La determinacin de la granulometra del agregado grueso objeto de la presente norma mexicana se debe realizar de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-077-ONNCCE (vase Captulo 3.). Coeficiente volumtrico (de forma) La determinacin del coeficiente volumtrico (de forma) en los agregados objeto de la presente norma mexicana se debe realizar de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-436-ONNCCE (vase Captulo 3). Sustancias nocivas En el agregado fino La determinacin del contenido de terrones y partculas deleznables en los agregados finos se debe realizar de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-071-ONNCCE (vase Captulo 3). En el agregado grueso La determinacin del contenido de terrones y partculas deleznables en los agregados gruesos se debe realizar de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-071-ONNCCE (vase Captulo 3).

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Impurezas orgnicas (Materia orgnica) La determinacin del contenido de impurezas orgnicas en los agregados finos se debe realizar de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-088-ONNCCE (vase Captulo 3). Materiales finos que pasan por la criba 0,075 mm (No. 200) Agregados finos La determinacin del contenido mximo de material fino qu pasa por la criba 0,075 mm (No. 200), est en funcin de los lmites de consistencia de Atterberg, obtenidos de acuerdo a la norma mexicana NMX-C-416-ONNCCE (vase Captulo 3). Agregados gruesos La determinacin del contenido mximo de material grueso que pasa por la criba 0,075 mm (No. 200), est en funcin de los lmites de consistencia de Atterberg, obtenidos de acuerdo a la norma mexicana NMX-C-416-ONNCCE (vase Captulo 3). Mezcla de agregados finos y gruesos La determinacin del contenido mximo de material de la mezcla de finos y gruesos que pasa por la criba 0,075 mm (No. 200), est en funcin de los lmites de consistencia de Atterberg, obtenidos de acuerdo a la norma mexicana NMX-C-416-ONNCCE (vase Captulo 3). Reactividad potencial (reaccin lcali-agregado) Para determinar la reactividad potencial de los agregados, debe realizarse un examen petrogrfico con el mtodo de prueba de la NMX-C-265 (vase Captulo 3). Si los agregados disponibles son potencialmente reactivos y no hay al parecer alternativa de cambio, debe hacerse lo siguiente: En el caso de los agregados constituidos por slices, primero se hace un anlisis qumico conforme al mtodo de prueba de la NMX-C-271-ONNCCE, (vase Captulo 3). Tras confirmar su potencial reactivo, se determina entonces la expansin conforme al mtodo de prueba de la NMX-C-180-ONNCCE, (vase Captulo 3). Para los agregados constituidos por carbonatos se determina la expansin en roca con el mtodo de prueba de laNMX-C-272-ONNCCE, (vase Captulo 3). En el caso de la reaccin lcali -slice, ciertos adicionantes minerales en la mezcla de concreto son capaces de inhibir satisfactoriamente sus efectos deletreos, lo cual puede verificarse mediante pruebas de expansin en mortero como se indica en el mtodo de prueba de la NMX-C-298, (vase Captulo 3). La capacidad inhibidora del adicionante mineral puede verificarse con pruebas de expansin en concreto con agregados reactivos en cuestin y un cementante compuesto por el cemento de uso previsto y el adicionante mineral propuesto, determinando la expansin por medio de la NMX-C-272-ONNCCE (vase Captulo 3.). Sanidad (intemperismo acelerado) Agregados finos La determinacin de la sanidad en los agregados finos se realiza de acuerdo con la norma mexicana ONNCCE (vase Captulo 3). La determinacin de la resistencia del concreto a la congelacin y el deshielo acelerados se realiza de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-205 (Vase Captulo 3).

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Agregado grueso La determinacin de la sanidad en los agregados gruesos se realiza de acuerdo con la norma mexicana ONNCCE (vase Captulo 3). La determinacin d la resistencia del concreto a la congelacin y el deshielo acelerados se realiza de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-205 (vase Captulo 3). Abrasin (desgaste) La determinacin de la abrasin de los agregados objeto de la presente norma mexicana se realiza de acuerdo con la norma mexicana NMX-C-196 (vase Captulo 3) determinado con base a la granulometra original de la muestra. BIBLIOGRAFA

1. NMX-C-251-1997-ONNCCE INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIN CONCRETO TERMINOLOGA.

2. ASTM-C-33-2001 STANDARD SPECIFICATIONS FOR CONCRETE AGGREGATES

3. Suplemento Mexicano al informe del ACI 201 Gua para la durabilidad del

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4. Titulo No. 85 M 44207. 5R ROLLER COMPACTED MASS CONCRETE REPORTED BY ACI COMMITTEE 207 (SEPTEMBER - OCTOBER 1988)

5. CONCRETE MANUAL U.S. DEPARTMENT OF THE INTERIOR, BUREAU OF

RECLAMATION (1975)

6. ASTM C 1105 STANDARD METHOD FOR LENGTH CHANGE OF CONCRETE DUE TO ALKALI -CARBONATE ROCK REACTION (2000)

7. Secretara de Comunicaciones y Transportes.- SCT, Normas para muestreo y

pruebas de materiales, equipos y sistemas. Carreteras y Autopistas. Materiales para Terraceras. Libro 6.01.01, Captulo 6.01.01.002