Densidad del cemento hidráulico Grupo 4 LABORATORIO DENSIDAD DEL CEMENTO HIDRÁULICO
GRUPO No. 4 RICARDO ARIEL AGUIRRE ORJUELA JEINY ELIZABETH ARANDA LOPEZ MARITZA NIÑO ROJAS LILIANA PAOLA PARRA GALEANO RUBEN DARIO PIRACON SUAREZ
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTADA FACULTADA DE INGENIERÍA ESCUELA INGENIERÍA TRANSPORTE Y VIAS TUNJA 2011 1
Densidad del cemento hidráulico Grupo 4 LABORATORIO DENSIDAD DEL CEMENTO HIDRÁULICO (INV-E-307-07)
GRUPO No. 4 RICARDO ARIEL AGUIRRE ORJUELA COD. 200821857 YEINY ELIZABETH ARANDA LOPEZ COD. 1127753 MARITZA NIÑO ROJAS COD. 1116915 LILIANA PAOLA PARRA GALEANO COD. RUBEN DARIO PIRACON SUAREZ COD. 200720669 Fecha de realización: 28 de Marzo Fecha de entrega: 05 de Abril Profesor: Ing. MSc. GONZALO PÉREZ BUITRAGO Materia: MATERIALES PARA INGENIERÍA Monitor: Sergio
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTADA DE INGENIERÍA ESCUELA INGENIERÍA TRANSPORTE Y VIAS TUNJA 2011 2
Densidad del cemento hidráulico Grupo 4 TABLA DE CONTENIDO Pag. INTRODUCCION 1. OBJETIVOS 1.1 Objetivo general 1.2 Objetivos específicos 2. MARCO TEÓRICO 3. EQUIPOS Y MATERIALES 4. PROCEDIMIENTO 5. DATOS OBTENIDOS 6. CALCULOS 7. ANALISIS Y CONCLUSIONES 8. BIBLIOGRAFIA E INFOGRAFIA
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Densidad del cemento hidráulico Grupo 4 INTRODUCCION Para poder realizar un ensayo concerniente con el peso específico del cemento, se hace necesario tener conocimiento acerca del concepto en forma general. El peso de una sustancia se define como el peso por unidad de volumen. Se calcula al dividir el peso de la sustancia entre el volumen que ésta ocupa. En el sistema métrico decimal, se mide en kilogramos por metro cúbico (kg/m 3). En el sistema internacional de unidades, en Newton por metro cúbico (N/m 3). Ahora, el peso específico del cemento es un factor de cierta relevancia en el estudio de las propiedades del mismo, aunque cabe destacar que no es un índice de su calidad, sino por el contrario es usado para el cálculo de peso y volúmenes en una mezcla de concreto y para deducir otras características del cemento, principalmente. El valor del peso específico en el cemento se encuentra normalmente entre los siguientes valores: 3,10 gr/cm3 y 3,15 gr/cm3. Es posible que éste valor se encuentre entre 3,00 gr/cm3 a 3,10 gr/cm3, en dicho caso se dice que el cemento es adicionado.
Con el propósito de estudiar a fondo las propiedades de la pasta de cemento, es de suma importancia indagar y evaluar acerca de los rangos o posibles variaciones que puedan tener estas para que se encuentre en situaciones óptimas, teniendo como fin último su mejor rendimiento y utilización. Para este laboratorio, se analizará el peso específico de una muestra de cemento con la ayuda de la NORMA ICONTEC 221 método de ensayo para determinar el Peso Específico del Cemento Hidráulico.
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Densidad del cemento hidráulico Grupo 4 1. OBJETIVOS 1.1 OBJETIVO GENERAL Determinar la densidad del cemento hidráulico dada su importancia en el diseño y control de diferentes mezclas de construcción.
1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Realizar la Mezcla con los 64 gramos de cemento hidráulico con el contenido de
gasolina en el frasco de le chatelier aforado correctamente.
Aplicar los conceptos básicos sobre el cálculo de la densidad.
Hallar el volumen líquido desplazado de la mezcla sin vacíos para el cálculo de la
densidad.
Comparar los resultados obtenidos con las especificaciones de construcción de
carreteras para verificar que tanto cumple el material estas normas y para que puede ser utilizado.
Aprender a usar las normas, como guía experimental para laboratorios de materiales.
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Densidad del cemento hidráulico Grupo 4 2. MARCO TEÓRICO La densidad del cemento desempeña un papel significativo en su producción y funcionamiento. Los minerales crudos se calientan en hornos enormes para promover cambios químicos en éstos. De este proceso se obtiene lo que comúnmente es llamado “clinker”. Los pasos finales en la fabricación del cemento implican la molienda y el mezclado,
los cuales producen precisamente ese polvo fino al que llamamos cemento. Cada paso en la fabricación del cemento es verificado por frecuentes pruebas físicas, al igual que el producto terminado, a fin de asegurar que este cumple con todas las especificaciones necesarias. El cemento se muele hasta una finura determinada puesto que la influencia del tamaño de partícula tanto en su cinética de hidratación así como en el desarrollo de la resistencia de este es bien conocida. Para un contenido de cemento dado, una reducción en los tamaños de partícula medios, produce generalmente una resistencia compresiva más alta. Consecuentemente, la finura de los cementos de Pórtland se ha ido aumentando con el paso de los años a fin de mejorar características tales como altas resistencias tempranas. Sin embargo, algunos otros efectos del aumento de la finura, tales como demandas más altas de agua y generación más rápida de calor en el concreto no pueden ser pasados por alto. A pesar de la disponibilidad de diversos métodos instrumentales para medir distribuciones de tamaño de partícula, el método clásico de penetración de aire (Blaine) todavía es muy usado. La densidad del cemento debe ser conocida en conexión con el diseño y control de mezclas de concreto
Tamaño De Partícula El permeámetro asociado lo más de cerca posible a la industria del cemento es el aparato de Blaine. Este método requiere a operador embalar una cama del polvo hasta la porosidad del 50%, +/- 0,5% presiones del pulgar que usan solamente. Esto significa que la densidad verdadera del cemento bajo prueba esté sabida, a excepción del cemento de Pórtland cuando una densidad de 3,15 g/cm 3 se asume. A pesar de las dificultades experimentales, el método puede solamente ser tan exacto como el valor de densidad asumió. Más bien que si se asume 6
Densidad del cemento hidráulico Grupo 4 que una densidad, o midiendo por un cierto método mojado, se recomienda para utilizar un picnómetro seco del gas. Estos dispositivos, como el Ultrapycnometer, pueden mejorar perceptiblemente la precisión debido a de la medida de Blaine y se prefieren sobre métodos mojados su modo de operación intrínsecamente limpio y eliminación de los problemas solventes de la disposición.
Densidad Por si está necesitada para el Blaine, o como valor en la su propia derecha, la densidad ha sido determinada históricamente la dislocación líquida usando, por ejemplo, el keroseno o naptha. Es necesario al termóstato el líquido a dentro +/- 0.2 oC. La disposición de la muestra usada, mojada no se considera generalmente en métodos estándares y las medidas múltiples incurren en necesariamente esfuerzo mucho del operador. No tanto con los picnómetros automáticos del gas. Las muestras tan grandes como 135 cc de volumen a granel se pueden acomodar (de tal modo mejorando estadística del muestreo), purgado del aire automáticamente, funcionan épocas múltiples automáticamente y un informe impreso generado dentro de minutos. La muestra es para ilesa recuperado y se seca, y muy la misma parte alícuota se puede utilizar el análisis subsecuente de Blaine o la otra prueba. Este método ha sido adoptado ya por un número de compañías del cemento por todo el mundo, y es estándar en usos tales como coque del petróleo, echada, capas, carbón, plásticos celulares, suelos, cerámica, catalizadores, etc. La densidad “real” del cemento ó peso específico es aproximadamente 3 g/cm3. No obstante se utiliza mucho la densidad “aparente”
del cemento, (la que se utiliza por ejemplo para calcular el cemento que se puede almacenar en un volumen determinado), que es aproximadamente 1,1 g/cm3.
3. EQUIPOS Y MATERIALES
Frasco patrón de le chatelier
Muestra de cemento hidráulico Pórtland
Petróleo
Balanza 7
Densidad del cemento hidráulico Grupo 4 4. PROCEDIMIENTO
Se pesaron aproximadamente 64 gramos de cemento hidráulico Portland en una balanza de precisión.
Se llenó el frasco de Le Chatelier hasta el 0 de la marca de aforo con petróleo, que fue el líquido usado con el cual el cemento no reacciona al entrar en contacto.
Se vertió cuidadosamente la totalidad del cemento pesado al frasco con petróleo.
Se procedió a sacar los vacíos de la mezcla mediante agitación manual, hasta ver que no se presentaban burbujas en ella.
Una vez estuvo la mezcla sin vacíos se procedió a tomar la lectura final que aumento debido al cemento adicionado
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Densidad del cemento hidráulico Grupo 4 5. DATOS OBTENIDOS
Petróleo en chatelier
Cemento 61 gr
CONCEPTO Lectura inicial
VALOR 0,2 ml (marca)
Lectura final
23,4 ml (marca)
Cemento Desperdicio Desperdicio
64 gr 4 gr 5%
6. CALCULOS La diferencia entre las lecturas inicial y final representa el volumen líquido desplazado por el peso de cemento usado en el ensayo:
Entonces,
Para el cálculo de la densidad se hace:
Luego, la densidad del cemento hidráulico es:
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Densidad del cemento hidráulico Grupo 4 7. ANALISIS Y CONCLUSIONES Antes de querer dr una valorización a nuestro valor obtenido en el laboratorio, hay que analizar qué tanto se aproxima éste valor al valor teórico proporcionado por la norma, el cual aparece de 3 gr/ml 3. Por esta razón se proseguirá a hallar el Error relativo
) ( Obtenido ya el valor del error relativo de 8%, si bien no es muy grande y se puede decir que es aceptable, es necesario encontrar cuáles han sido las causas de q se produjera este error. Una densidad da menor que la que debería ya sea: a. Debido a que el masa de cemento fue menor al dato que se tomó b. Si el volumen fue mayor al que debió ser. Por el lado el error de la masa, podría atribuírsele a la balanza. Es posible, por el hecho de presentar valores sólo hasta las unidades, haya redondeado un valor de la masa, que pudiera estar entre 64 gr y 64,5 gr. Por eso, a la hora de verter el cemento sobre el petróleo, se echaron algo más de 64 gr, el volumen aumentó más de lo debido, pero se trabajó en los cálculos solo el valor entero de la masa. El error del volumen, es probable que éste se encontrara en el cemento mismo. A la hora de verterlo en el petróleo, este llevó algo de aire entre sus partículas. Era necesario hacer vibrar el recipiente hasta hacer subir todo el aire, sin embargo esta labor difícilmente se logra en su totalidad, más aún teniendo en cuenta el hecho de que se contaba con un limite de tiempo, y era necesario hacer la actividad rápidamente. 10
Densidad del cemento hidráulico Grupo 4 El dato obtenido en el laboratorio de la densidad del cemento hidráulico fue de 2,76 gr/ml 3 que de acuerdo con la teoría consultada y los datos usados generalmente en ingeniería en los cuales su densidad es de aproximadamente 3 gr/ml 3., revelan un cemento menos denso que el comúnmente usado, esto puede deberse a la naturaleza del cemento, a su proceso de creación, o a errores en la realización del ensayo que pueden ser el escape de fluido o de cemento o también puede estar asociado a una mala agitación del frasco que no permitió el desalojo de todos los vacíos.
Después de realizado el ensayo para determinar la densidad del cemento portland, y teniendo en cuanta que los valores típicos para el cemento normal y el cemento adicionado según lo consultado son de 3,10 gr/ml 3 a 3,15 gr/ml3 y de 3,00 gr/ml3 a 3,10 gr/ml3 respectivamente, se puede aseverar de manera confiable que el cemento utilizado para la práctica de laboratorio es un cemento adicionado. Conocer la densidad de los elementos que se han de agregar a la mezcla de concreto es de vital importancia para cuando se quiera establecer las proporciones en dicha mezcla. Es por esto que dichas densidades deben ser lo más cercanas posible al valor real. Este valor es fácil hallarlo cuando se cuenta con herramientas de gran precisión, y cuando se cuenta con el tiempo necesario para que las pruebas salgan debidamente, además, las pruebas se realizan repetidamente hasta conseguir una buena acumulación de valores. Sin embargo, al tratarse esta de una labor académica, cuanta más el hecho de conocer el procedimiento que obtener precisamente el valor real, por lo tanto no se seria tan exigente con los resultados. Es indispensable conocer cada paso de fabricación del cemento con el cual se va a trabajar y mas si vamos hallar la densidad de este ya que debe ser verificado por frecuentes pruebas físicas, al igual que el producto terminado, a fin de asegurar que este cumple con todas las especificaciones necesarias.
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Densidad del cemento hidráulico Grupo 4 8. BIBLIOGRAFIA E INFOGRAFIA LABORATORIO DE SUELOS Y PAVIMENTOS – LSP. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Facultad de Ingeniería. Escuela de Transporte y Vías. Curso de Materiales para Ingeniería. Tunja I semestre de 2008. BADILLO Juárez y RODRIGUEZ Rico. MECANICA DE SUELOS FUNDAMENTOS. Editorial limusa. México. 1977. Densidad del cemento hidráulico INVE – 307 – 07 Norma de referencia NTC 221
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