Cemento Estándar del Grupo COLACEM _ Comparación

resultados de resistencia a compresión según métodos de

ensayo EN y ASTM

Contenido

1.-Objetivo/Alcance

2.-Principios fundamentales del programa 3.-Descripción de las muestras 4.-Breve descripción de los métodos de ensayo

5.-Informe y Análisis estadístico de los datos, y Presentación de los resultados

6.-Comparación resultados de resistencia métodos EN y ASTM

7.-Experiencia de DOMICEM en el programa

8.-Conclusiones

Objetivo/Alcance

A partir del 2009, COLACEM estableció un Programa de Interlaboratorio denominado “Cemento Estándar”, con el

propósito de aumentar el nivel de confiabilidad de los ensayos de resistencia a compresión.

Objetivo/Alcance

Programa interlaboratorio

“ Cemento Estándar”

Circuito

EN

Circuito

ASTM

Objetivo/Alcance

Circuito EN

Laboratorios de Planta

Italia

CAT Túnez

Balldre Albania

Laboratorio Tecnológico Central (LTC)

Objetivo/Alcance

Circuito ASTM

DOMICEM

República Dominicana

CAT Túnez(*)

COLACEM

Canada

(*) Participa en ambos circuitos

Objetivo/Alcance

Los laboratorios involucrados en el circuito EN, también participan en el nacional Italiano “PT Unicemento”, el

cual comprende un total aproximadamente de 50 Laboratorios. Este circuito nacional probablemente sea

acreditado el próximo año por el ente italiano ACCREDIA en base a la norma ISO/IEC 17043.

Principios fundamentales del programa

1.- • Análisis de las muestras de cemento obtenidas

a partir de un lote homogéneo por parte de los laboratorios participantes.

2.-

• Aplicación del mismo método de ensayo, específicamente: EN 196-1 para los que participan en el circuito EN (RC2 y RC28), y ASTM C 109/C 109M para los que participan en el circuito ASTM (RC1,RC2,RC3,RC7 y RC28). Todos se realizan una vez por semana. 3.-

• Uso de los promedios mensuales generales.

Descripción de las muestras

El Laboratorio Tecnológico Central (LTC) es responsable:

de la búsqueda y elección de las muestras, el control de estas y el envío a las plantas que participan en los circuitos.

Descripción de las muestras

Como cemento estándar se usa normalmente el CEM II/A-LL 42.5 R

Cemento Portland con caliza, con un contenido de clinker entre un 80%-94%, y una resistencia inicial a 2 días ≥ 20 MPa y a 28 días ≥ 42.5 MPa (UNI EN

197-1 “Cemento. Parte 1: Composición, especificaciones y criterios de conformidad de los

cementos comunes”)

Descripción de las muestras

La norma (UNI EN 196-2) define repetibilidad - precisión en condiciones de repetibilidad - cuando los resultados

de ensayo individuales son obtenidos en un mismo laboratorio, sobre un material idéntico, mismo método,

operario/analista, equipos y en un corto espacio de tiempo.

Descripción de las muestras

Breve descripción de los métodos de ensayo

UNI EN 196-1 Métodos de ensayo de cementos. Parte 1: Determinación de resistencias mecánicas. Composición del mortero: 1 parte de cemento, 3 partes de arena, ½ de agua (relación de a/c=0.50).

Breve descripción de los métodos de ensayo

Materiales: Arena normalizada CEN.

Temperatura y Humedad: La temperatura del laboratorio se mantiene en (20 ± 2) °C, y la cabina para la conservación de las probetas se mantiene en (20 ± 1) °C. La humedad relativa del laboratorio no debe ser menor de 50%.

Breve descripción de los métodos de ensayo

Moldes: De dimensiones 40 mm x 40 mm x 160 mm. Moldeado de especímenes: La compactación se hace con una compactadora de choque.

Breve descripción de los métodos de ensayo

Determinación de la resistencia: Se utiliza una prensa del tipo hidráulico, la carga se aplica a una velocidad de 2400 N/s. El cálculo se hace en base al promedio de seis resultados individuales, si uno de los seis varia ±10% respecto al promedio, se descarta y se calcula en base a los cinco resultados restantes.

Breve descripción de los métodos de ensayo

ASTM C 109/C 109M Método normalizado de ensayo de resistencia a compresión de morteros de cemento hidráulico (utilizando especímenes cúbicos de 2 pulgadas o 50 mm.

Composición del mortero: 1 parte de cemento, 2.75 partes de arena, y una relación a/c=0.485 para todos los cementos portland y 0.460 para los cementos incorporadores de aire.

Breve descripción de los métodos de ensayo

Materiales: Arena gradada normalizada según ASTM C 778.

Temperatura y Humedad: La temperatura del laboratorio se mantiene en (23 ± 3) °C, y la cabina para la conservación de las probetas se mantiene en (23 ± 2) °C. La humedad relativa del laboratorio no debe ser menor de 50%.

Breve descripción de los métodos de ensayo

Moldes: De dimensiones (2x2X2) pulgadas o (50x50X50) mm.

Moldeado de especímenes: La compactación se hace por apisonamiento manual o por un método alternativo calificado (mesa de vibración o dispositivos mecánicos).

Breve descripción de los métodos de ensayo

Determinación de la resistencia: Se utiliza una prensa del tipo hidráulico, la carga se aplica a una velocidad (900-1800) N/s. El cálculo se hace en base al promedio de tres o dos resultados individuales, el rango máximo admisible entre especímenes de la misma amasada de mortero, a la misma edad de ensayo es 8.7% del promedio para tres cubos y 7.6% para dos cubos.

Breve descripción de los métodos de ensayo

Cuadro resumen Tema Método EN Método ASTM

Composición del mortero 1:3 1:2.75

Relación a/c a/c=0.50 a/c=0.485 y 0.460

Materiales Arena normalizada CEN Arena normalizada ASTM C778

Temperatura y Humedad Lab 20±2/Curado 20±1/Hum > 50% Lab 23±3/Curado 23±2/Hum > 50%

Moldes 40 mm x 40 mmx 160 mm 2 pulg x 2 pulg x 2 pulg

Moldeado de especimenes Compactadora de choque Apisonamiento manual

Velocidad de carga 2400 N/s Velocidad de carga 900-1800 N/s

Promedio de seis resultados

individuales, si uno varia ± 10%, se

descarta y se calcula en base a los

resultados restantes

Promedio de tres o dos resultados

individuales, el rango máximo

admisible entre especímenes de la

misma amasada de mortero, a la

misma edad de ensayo es 8.7% del

promedio para tres cubos y 7.6% para

dos cubos

Determinación de resistencia

Informe de datos

Cada laboratorio realiza el ensayo con la frecuencia establecida (una vez a la semana) y reporta los resultados en el módulo de calidad de SAP.

Análisis estadístico de los datos

Aseguramiento de la calidad calcula mensualmente los índices estadísticos de cada laboratorio. Se han definido una serie de pasos para indicar el orden que debe seguirse en el cálculo de estos:

Análisis estadístico de los datos

• Cálculo de la media aritmética, desviación estándar y coeficiente de variación.

Paso 1

• Cálculo de la media general (M) de los laboratorios y la desviación estándar de reproducibilidad (s). Se considera un CVR de 6% (según norma EN 196-1:1996 y AITEC) para las resistencias a 2 y 28 días. La desviación se calcula como: s = 0.06 x M .

Paso 2

Análisis estadístico de los resultados

• Determinación de la diferencia máxima (∆máx.), en base a la siguiente formula : ∆ max = 1.96 x s/√n. Esta nos permite estimar el intervalo en el que esta incluido el valor real de la media, con una probabilidad de un 95%.

Paso 3

• Cálculo de la diferencia absoluta (∆lab), que es la diferencia entre la media mensual de un laboratorio y la media general.

Paso 4

Análisis estadístico de los resultados

• Calculo de la diferencia relativa, como se indica a continuación: ∆ lab_rel = ∆lab/∆ max.

Paso 5

• Test, permite establecer si en el mes de referencia, el laboratorio ha aportado, respecto al grupo, resultados

estadísticamente aceptables.

Paso 6

Presentación de resultados

Mensualmente se presenta una tabla con los resultados aportados por cada uno de los laboratorios, tanto del

circuito EN como del ASTM. Este reporte indica la cantidad de muestras y los índices estadísticos de las resistencias a

compresión.

Presentación de resultados

Tabla 1: Resultados de la resistencia a 28 dias (RC28)

Paso 3 Paso 4 Paso 5 Paso 6

LaboratorioCantidad de

muestras

Media

(MPa)

Desviación

Estándar

(Mpa)

Coef. Var

(%)

Diferencia

máxima

admisible

Diferencia de

la media

general

Diferencia

relativaTest

01 4 59.6 0.5 0.8 3.4 1.4 0.41 OK

02 5 57.9 0.4 0.8 3.1 -0.3 -0.10 OK

03 4 62.4 0.7 1.1 3.4 4.2 1.23 NO

04 4 58.6 0.4 0.7 3.4 0.4 0.12 OK

05 4 56.8 2.1 3.6 3.4 -1.4 -0.41 OK

06 4 58.3 2.0 3.5 3.4 0.1 0.03 OK

07 4 56.0 0.8 1.4 3.4 -2.2 -0.64 OK

08 4 57.0 0.9 1.7 3.4 -1.2 -0.35 OK

09 4 57.2 2.0 3.6 3.4 -1.0 -0.29 OK

10 5 58.2 0.8 1.4 3.1 0.0 0.00 OK

58.2

3.5

Media general (MPa)

Desviación estándar de

reproducibilidad (MPa)

Paso 1

Paso 2

Presentación de resultados

Gráfica 1: Diferencia relativa _Resistencia a 28 dias

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

Diferencia relativa 0.41 -0.10 1.23 0.12 -0.41 0.03 -0.64 -0.35 -0.29 0.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50 Limite superior de aceptabilidad

Limite inferior de aceptabilidad

Comparación de resultados según métodos EN y ASTM

Aseguramiento de la Calidad descarga mensualmente de SAP los resultados reportados por los laboratorios

participantes y calcula las medias generales mensuales de las resistencias de los circuitos EN y ASTM, con las cuales

se deduce la correlación que existe entre ambos métodos.

Comparación de resultados según métodos EN y ASTM

17

18

19

20

21

ene-13 feb-13 mar-13 abr-13 may-13 jun-13 jul-13 ago-13 sep-13 oct-13 nov-13 dic-13

Cemento estándar COLACEM 2013 -Comparación resistencia a compresión a 2 dias (RC2)

EN 196-1 ASTM C 109/ C 109M

Comparación de resultados según métodos EN y ASTM

35

37

39

41

43

45

47

49

51

ene-13 feb-13 mar-13 abr-13 may-13 jun-13 jul-13 ago-13 sep-13 oct-13 nov-13 dic-13

Cemento estándar COLACEM 2013 -Comparación resistencia a compresión a 28 dias (RC28)

EN 196-1 ASTM C 109/ C 109M

Comparación de resultados según métodos EN y ASTM

Comparación de resultados según métodos EN y ASTM

Ecuación que mejor se aproxima es la siguiente :

RC ASTM = 0.67 * RC EN + 4.46 RC EN = 1.49 * RC ASTM - 6.42

Experiencia de DOMICEM en el programa

DOMICEM es uno de los participantes en el circuito ASTM. El programa interlaboratorio le ha permitido fortalecer la gestión del proceso de medición, destacándose los siguientes aspectos:

Mayor control de los equipos y de las condiciones ambientales del laboratorio.

Experiencia de DOMICEM en el programa

Identificación de situaciones irregulares a tiempo e implementación de las medidas correctivas necesarias.

Mejora en el desempeño de los operarios/analistas.

En sentido general, hemos logrado un mayor nivel de competencia que ha sido comprobado tanto por los clientes como por las entidades de certificación.

Conclusiones

Las siguientes conclusiones son el resultado de reflexiones internas derivadas del análisis de los datos históricos del Grupo COLACEM:

1_ Para obtener información confiable se debe respetar la frecuencia de ensayo, si se reduce la cantidad de muestras, aumenta Δmáx, y se puede llegar a conclusiones equivocadas.

Conclusiones

2- El cemento estándar es un sistema diseñado para resaltar las diferencias de los resultados obtenidos por un laboratorio respecto a la media general, por lo tanto los parámetros principales que hay que vigilar son: (∆ lab), ( ∆lab_rel) y el CV.

3- La correlación entre los resultados de ambos métodos (EN y ASTM) se basa en los datos acumulativos y suponiendo que en el intervalo considerado existe una relación lineal.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!

Juan J. Peña j.pena@financo.it

DOMICEM