HORMIGON

HORMIGON
Ensayo de prueba.

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EL HORMIGON Y SUS COMPONENTES

Propendemos en las entradas siguientes, de referirnos a cada uno de los componentes del concreto y sus ensayos requeridos por la norma nacional, junto con los resultados de los ensayos adelantados por el laboratorio.

lunes, 28 de junio de 2010

PESO ESPECÍFICO DEL CEMENTO



ENSAYO Nº 1
PESO ESPECÍFICO DEL CEMENTO

OBJETIVO

El presente ensayo tiene como objetivo fundamental determinar el peso específico del cemento mediante el frasco volumétrico de Le Chatelier.

El laboratorio adelantará periódicamente ensayos de estos mismos cementos que ahora se hacen y otros que en el medio se utilizan para la construcción de obras. Con esto, podremos comparar una de las propiedades en el tiempo de los diferentes cementos. Los resultados se publicarán posteriormente.

FUNDAMENTO TEÓRICO

El peso específico real varia muy poco de unos cementos a otros, oscilando entre 2.9 y 3.15 [gr/cm3]. La determinación del peso especifico relativo de los cementos consiste en establecer la relación entre una masa de cemento (gr) y el volumen (ml) de líquido que ésta masa desplaza en el matraz de Le Chatelier.

El Frasco de de Le Chatelier es un recipiente de cristal de formas definidas por normas. Este recipiente esta lleno, por ejemplo, de tetracloruro de carbono, petróleo, bencina, escencia de trementina, kerosene, Xilol (dimetil benceno) o cualquier líquido cuyo peso específico sea menor a 1 [gr/cm3]. Se debe llenar el matraz hasta un punto comprendido entre las marcas 0 ml y 1 ml. Luego se sumerge el matraz en el baño de temperatura constante donde permanecerá hasta que su contenido haya alcanzado la temperatura del agua. Se efectúa la primera lectura, registrando el volumen evitando variaciones en la temperatura del líquido mayores de ±1 ºC.



Se pesa una porción de masa, de cemento y se le agrega al líquido contenido en el matraz teniendo cuidado de evitar salpicaduras y que el cemento se adhiera a las paredes interiores del matraz en la parte sobre el nivel del líquido.

Se hace girar el matraz en una posición inclinada hasta que termine el desprendimiento de burbujas de aire.
Registrar el volumen final V2 después de haber dejado sumergido el matraz en el baño de temperatura ambiente.

La diferencia V2 - V1 es el volumen del líquido desplazado por el peso del cemento usado en el ensayo.


El peso especifico del cemento (P. e.) en [gr/cm3] esta dado por la relación:

Volumen Desplazado = V2 - V1 (cm3)



El rango aceptable en el cual debe estar el peso específico es entre:
2.90[gr/cm3] <>

MATERIALES, EQUIPOS Y ACCESORIOS


Los materiales que se utilizaron en este ensayo fueron:


MATERIALES:


• 64 gramos de cada tipo de cemento (2 tipos de cemento)

• Xilol (Ya que el Kerosene no se consigue fácilmente en nuestro sitio), la densidad del xilol es 0.865 g/cm³).


EQUIPOS:


• Frasco volumétrico de Le Chatelier.

• Balanza de precisión.

• Termómetro.

• Vaso de precipitado.

• Embudo de vidrio.



ACCESORIOS:



• Recipientes.
• Espátula.
• Brocha.
• Hornilla.
• Guantes de goma.
• Toallas pequeñas o paños.
• Pipeta de vidrio
• Papel estañado.


PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

• Se dejó a peso constante en el horno a 105 [ºC], por 24 horas, las dos muestras de cemento.



• Pesamos 64 gramos de cemento en la balanza electrónica LEXUS.



• Introducimos en el frasco de Le Chatelier el Xilol con la ayuda de un embudo de vidrio; La norma indica usar cualquier liquido cuya densidad sea menor a 1[gr/cm3], por ejemplo kerosene, bencina, escencia de trementina, o Xilol como en el caso nuestro.


• La cantidad de Xilol en el frasco de Le Chatelier debe estar entre 0 y 1 ml


• Dado que nuestra temperatura ambiente varia normalmente entre los 20 y 30 ºC, el ensayo lo dejamos a la temperatura que se presenta en el momento. introducimos el frasco de e Chatelier en baño maría, con el fin de estabilizar la temperatura y por ende el volumen del Xilol por un lapso de 5 minutos.


• Tomamos la temperatura del Xilol, la registramos como la temperatura inicial, al igual que el volumen que debe estar entre 0 y 1 ml como ya mencionamos anteriormente, éste ha de ser el volumen inicial.


• Usando un embudo preferentemente de papel estañado vamos introduciendo la muestra de cemento en el frasco de Le Chatelier teniendo el máximo de cuidado en no perder o dejara caer parte de la muestra fuera del frasco.


• Una vez introducido el cemento en el frasco inclinamos el frasco aproximadamente 45º y la hacemos girar con el fin de llenar los vacios y sacar el aire que podría contener la muestra.


• Nuevamente introducimos el frasco en el baño maría donde la dejamos por un momento para estabilizar nuevamente su temperatura, que no debe variar mas de 1 [ºC] de la temperatura inicial.


• Tomamos la temperatura de la muestra con Xilol y si no varia mas de 1 [ºC] como mencionamos ya, entonces esa es la temperatura final, en ese mismo momento tomamos la lectura del volumen final, con lo cual finaliza la parte de toma de datos.



OBTENCION DE DATOS

1. Cemento Boyacá




Peso de la muestra: 64 g


Volumen Inicial: 0.40 ml


Temperatura Inicial: 25.3 ºC


Volumen Final: 21.2 ml


Temperatura Final: 25.0 ºC




2 Cemento Argos:




Peso de la muestra: 64 g


Volumen Inicial: 0.35 ml


Temperatura Inicial: 24.5 ºC


Volumen final: 21.9 ml


Temperatura Final: 24.5 ºC



CALCULOS

CONCLUSIONES

El peso específico de un cemento ideal es 3.15 [gr/cm3], nuestros resultados están un poco alejados de este, sin embargo ambos están dentro del rango de aceptación que como ya mencionamos en el fundamento teórico esta entre 2.9 y 3.15 según las normas colombianas. El presente informe indican resultados satisfactorios de pesos específicos, situando como mas recomendable usar el cemento Boyacá (3.08 [gr/cm3]) aunque el cemento Argos (2.97 [gr/cm3]) también cumple las normas mínimas para poder ser utilizado en una construcción, como conclusión indicaremos que las los 2 tipos de cementos son recomendables ya que cumplen las normas colombianas mínimas sobre peso específico. Sin embargo el mejor resultado es Boyacá.

Peso específico (Boyacá) = 3.08 [gr/cm3]
Peso específico (Argos) = 2.97 [gr/cm3]

RECOMENDACIONES:

• Tener el máximo cuidado de introducir todo el cemento pesado (64 gramos), dentro del frasco, sin que se adhieran partes del cemento a las paredes del matraz. Para ello es útil el papel estañado.

• Durante el proceso de introducción del cemento en el frasco de Le Chatelier, es importante estar pendiente del cuello de la botella para evitar que este se bloquee, se hizo uso de un alambre para controlar que el cemento no se acumule en estos lugares críticos.

• Se ha observado la gran importancia que tiene el baño maría pues al calentarse el xilol aumentaba su volumen en magnitud considerable, es muy importante tener el control de las temperaturas en el transcurso del ensayo y ratificando la recomendación que no debe variar mas de 1 [ºC] de la temperatura inicial y la final.

• En lo posible tratar de no mantener mucho contacto de las manos con la parte cercana a la base del frasco de Le Chatelier, pues la temperatura de la mano podría hacer variar mucho la temperatura del Xilol y el cemento aunque el baño maría tendría que estabilizar nuevamente la temperatura pero mientras menos factores externos influyan en el ensayo el resultado es mas óptimo.

viernes, 25 de junio de 2010

PROPIEDADES FISICAS DEL CEMENTO PORTLAND



Las propiedades físicas del cemento Portland permiten conocer su bondad como material cementante.

Los ensayos que se practican al cemento se pueden clasificar según la forma y el estado en que se encuentre; así hay ensayos sobre el cemento puro, sobre la pasta, sobre el mortero y finalmente sobre el concreto.

ENSAYOS SOBRE EL CEMENTO PURO

Sobre el cemento puro se hacen dos ensayos principalmente 1) Peso especifico 2) Finura.

PESO ESPECIFICO

El peso especifico del cemento se determina generalmente con el frasco de Le Chatelier. Este frasco permite determinar el volumen correspondiente a un cierto peso de cemento por el desplazamiento un líquido colocado dentro del frasco. El liquido empleado es el petróleo, ya que no es posible emplear agua pues el cemento iniciaría sus reacciones de fraguado.

El peso especifico del cemento varía entre límites estrechos, siendo su valor de 2.90 a 3.15 g/cm³.

FINURA:
La finura del cemento es una característica física muy importante por que la hidratacion de los granos que lo componen es muy lenta y depende naturalmente del diámetro del grano. Se estima que la velocidad de hidratación es del orden de 3.5 micras en 28 dias, lo cual significa que la parte central de los granos relativamente gruesos pueden durar varios años en hidratarse, e inclusive no llegar jamás a hidratarse totalmente. Es claro que en estas circustancias cuanto más fino sea el cemento, mayor será la cantidad que se hidrata, ya que la superficie total expuesta al agua es mucho mayor. Al hidratarse un mayor porcentaje del peso total del cemento, se obtiene una resistencia mayor.

La medida de la finura se expresa por el área de las partículas contenidas en un gramo del material, lo cual se denomina SUPERFICIE ESPECIFICA y se mide en cm² por gramo.

MEDIDA DE LA FINURA:

La finura se puede medir por sistemas directos o por sistemas indirectos. Dentro de los primeros están los procedimientos de tamizado, como son el tamiz número 200 y el 325.
Sin embargo estos métodos no tienen gran valor, puesto que no indican necesariamente que la pulverización sea adecuada ya que simplemente sirven para comprobar que un determinado porcentaje de la muestra pasa por el tamiz, pero puede ocurrir que haya muy pocas partículas finas, que como se sabe son las que aportan mayor superficie especifica al cemento.

Dentro de los métodos indirectos hay dos los usuales: el turbidímetro de Wagner y el metodo de permeabilidad al aire o método de Blaine.

En el Turbidímetro de Wagner se fundamente en la variación de la turbidez de una suspensión de cemento en un líquido en función del tiempo y la ley Stokes que relaciona este tiempo con la sedimentación de las partículas de la sustancia en suspensión.

En el método de Blaine para determinar la superficie específica de un cemento se basa en la medida de la permeabilidad que ofrece una capa de cemento, en determinadas condiciones de compactación, al paso del aire.

jueves, 24 de junio de 2010

CEMENTO

La palabra cemento se emplea para designar a toda sustancia que posea propiedades ligantes, cualquiera que sea su origen. Dada la alta producción de cemento portland, con relación a los otros cementos, su uso se ha generalizado.
El cemento portland es un cemento hidráulico, producido de materiales calcáreos seleccionados, pulverizados y mezclados.Esta mezcla se calcina a 1.350 ºC y da como resultado un clinker, el cual se muele y se le adiciona yeso para regular el fraguado.
El cemento, tal como se usa en el hormigón, tiene la propiedad de formar una pasta al mezclarse con el agua, dicha pasta se endurece con el tiempo sin que las partículas lleguen a separarse, este proceso de endurecimiento de la pasta se denomina fraguado.
A mayor cantidad de cemento en una mezcla, mayor sera su resistencia, pero al mismo tiempo mayor será la retracción del fraguado y mayor el costo de la misma.
La reacción del cemento con el agua es exotérmica, libera calor, al enfriarse la mezcla presenta contracción del hormigón (retracción del fraguado), lo cual constituye un aspecto desfavorable del cemento. Al colocar el hormigón en forma masiva, se libera gran cantidad de calor, la cual va acompañada de una gran retracción del fraguado que genera grietas o fisuras que desmejoran la resistencia de la estructura.

Clases de cemento:

. Tipo 1 : Para hacer hormigones de uso general en la construcción, tiene una amplia aplicación en la elaboración de pastas y lechadas de inyección, morteros de albañilería, morteros de mampostería, hormigones simples y reforzados y obras de hormigón en general.

. Tipo 2 : Para empleo cuando se desea un bajo calor de hidratación, como es el caso de masas de hormigón, estribos de puentes y grandes muros de contención.

. Tipo 3: Es un cemento de uso estructural a temprana edad, su aplicación es especialmente recomendada en la producción de hormigones de alta resistencia inicial, sin el uso de aditivos acelerantes. Sin embargo, tambien es ampliamente recomendado en la elaboración de hormigones de alto desempeño, como aquellos de mas de 420 kgf/cm² de resistencia final a la compresión.

. Tipo 4: Para obras donde se requiera el empleo de hormigón en masa y en donde se requiera un bajo calor de hidratacion.

. Tipo 5: Para obras donde se requiera alta resistencia al ataque químico, bajo calor de hidratación y en donde no se requieran altas resistencias iniciales. Es el cemento especial para obras marítimas, hormigones en contacto con suelos que contengan sulfatos y en la construcción de grandes masas de hormigón.

Aquí en COLOMBIA se fabrican los cementos tipo 1 y 3, los otros se producen bajo pedido especial.