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UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA

“JOSE SIMEON CAÑAS”, UCA

Departamento de Mecánica Estructural, Apartado Postal (01)168, Autopista Sur, San

Salvador, El Salvador, América Central Tel: +503-2210 6600. Fax: +503-2210 6664

Laboratorio de: MATERIALES DE CONSTRUCCION

IMPUREZAS ORGÁNICAS EN ARENAS

NORMAS

ASTM C 33-03. Especificación para agregados para concreto.

ASTM C 87-03. Método de prueba para el efecto de impurezas orgánicas del agregado

fino en el esfuerzo del mortero.

OBJETIVOS:

Desarrollar el ensayo de impurezas orgánicas, interpretar sus resultados y la toma de

acción en base a dicho resultado.

DISCUSIÓN TEÓRICA:

(Tomado de JOSEPH J. WADDELL, JOSEPH A. DOBROWSKI, Manual de la

construcción con concreto I, Mc Graw Hill, 3a edición, 1997.)

En los agregados finos naturales a veces se presentan impurezas orgánicas, las cuales

menoscaban la hidratación del cemento y el desarrollo consecuente de la resistencia del

concreto. Normalmente esas impurezas se evitan por medio del despejado adecuado del

depósito, para eliminar por completo la tierra vegetal, y un enérgico lavado en la arena.

La detección del alto contenido orgánico en la arena se lleva a cabo con facilidad por

medio de la prueba colorimétrica con hidróxido de sodio, que detalla la norma ASTM C

40. Algunas impurezas en la arena pueden dar indicación de un elevado contenido

orgánico pero, en realidad, no ser dañino. Se puede determinar esta posibilidad por

medio de desarrollar el ensayo descrito en ASTM C 87.

En resumen la prueba consiste en colocar al interior de unos botes de vidrio claros y

transparentes un determinado volumen de arena, añadiendo a continuación una solución

de hidróxido de sodio al 3% en un volumen ligeramente mayor que el de la arena. Se

tapa el bote se agita vigorosamente de forma tal que la solución se mezcle

completamente con todas las partículas de arena y se deja reposar. Al cabo de 24 horas

se observa la intensidad de coloración de la solución que está por encima de la arena y

se compara a trasluz con un color patrón que puede generarse elaborando una solución

de dicromato de potasio grado reactivo (K2Cr2O7) en ácido sulfúrico concentrado (de 2

gravedad específica 1.84) en una relación de 0.250 g/100 mL de ácido (cuya

elaboración no debe ser de más de 2 horas) y reportar si el color del líquido por encima

de la muestra de arena es más claro, más oscuro o igual al color de la solución de color

patrón. También puede compararse con una placa orgánica de colores la cual contiene 5

vidrios colores estándar montados en un platico perforado de tonos que van amarillo

claro a café oscuro y numeradas del 1 (más claro) al 5 (más oscuro) y cuyo color patrón

es el color No. 3; en este caso se reporta cuál de los cinco vidrios de color estándar es

más cercano al de la muestra (ver figura 1).

Fig.1: Comparación de colores entre la solución con arena (luego de 24 horas) y la

placa orgánica de colores Gardner.

Cuando una muestra sujeta a este procedimiento, produce un color más oscuro que el

color estándar del vidrio No. 3 (color estándar Gardner No. 11) de la placa orgánica, el

agregado fino bajo prueba debe ser considerado que posiblemente contenga impurezas

orgánicas perjudiciales. Este ensayo da advertencia para realizar ensayos adicionales

antes de aprobar el agregado fino para concreto. Un ensayo que se aconseja realizar (si

así es decido por los involucrados) es verificar si la arena que presentó un color más

oscuro que el color patrón, en la prueba de impureza orgánicas tiende a reducir de

manera significativa la resistencia al esfuerzo a compresión en ensayos realizados en

unas probetas cúbicas de 2” de morteros elaborados con la arena cuestionada y arena

con un proceso de limpieza (lavada); el detalle de este procedimiento se describe en la

norma ASTM C 87.

MATERIAL Y EQUIPO:

Material

Arena (aproximadamente 450 g es suficiente para llenar un volumen de 130 ml )

Solución de hidróxido de sodio reactivo al 3%; disolver 3 partes en masa de

hidróxido de sodio grado reactivo (NaOH) en 97 partes de agua.

Solución de dicromato de potasio grado reactivo (K2Cr2O7) en ácido sulfúrico

concentrado (de gravedad específica 1.84) en una relación de 0.250 g/100 mL de

Color

Estándar 3

ácido (cuya elaboración no debe exceder en más de 2 horas al instante de realizar la

comparación de colores).

Nota: La solución se elabora en caso de que no se disponga de una placa orgánica de colores.

Equipo (ver fig 2)

Botes de vidrio incoloro y graduado con una capacidad nominal de 350 a 470 ml

(12 a 16 onzas fluidas de Estados Unidos) y que tengan una sección transversal

aproximadamente ovalada, con tapón hermético y no soluble a la solución

especificada. Asimismo el ancho de los botes no debe ser menor que 40 mm (1.5”)

ni más de 60 mm (2.5”)

1 Placa orgánica de colores

Fig. 2 Equipo requerido para la realización del ensayo de impurezas orgánicas

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO:

Llenar el bote de vidrio con la muestra de agregado fino a nivel de

aproximadamente130ml (4 ½ onzas fluidas).

Añadir al interior del bote de vidrio, la solución de hidróxido de sodio hasta que el

volumen del agregado fino y el líquido posterior al proceso de agitación sean de

aproximadamente 200ml (7 onzas fluidas).

Tapar el bote, agitar vigorosamente (en el tiempo que se estime que la solución de

hidróxido de sodio al 3% y el agregado fino se han mezclado completamente) y dejar

reposar por 24 horas.

Al finalizar el periodo de 24 horas de reposo, se procede a comparar el color del

líquido por encima de la arena en el bote de vidrio de cualquiera de estas 2 maneras:

4

a) Contra una solución de color estándar

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