A. A% A%ent ente! e! modi" modi"i#a i#ador dore! e! de &i!#o! &i!#o!ida idad d.........................................................4 ............................... ..................... ..................... ..................... .............................. ...................4 4 B. S'pe S'perp rpla la!t !ti" i"i# i#an ante te.....................
C. Adit Aditi& i&oo !(p !(per er pla! pla!ti ti"i "i#a #ant ntee..................... ................................ ..................... ..................... ............................. .................. 5 IV. IV.
MAT MATERIA ERIA) )ES E IN INSTR STRUMEN MENTOS...........................................................7
............................... ..................... ............................8 .................8 V. PROCED PROCEDIMI IMIENT ENTO O E*PER E*PERIME IMENT NTA A).....................
Determinación de la Fluidez de pastas de Cemento con Aditivo PLASTIFICANTE y SUPEPLASTIFICANTE
I.
UNT 1/
RESUMEN El presente tra!a"o de la!oratorio titulado# $ DETERMINACI+N DE )A F)UIDE0 DE PASTAS DE CEMENTO CON ADITIVO P)ASTIFICANTE , SUPERP)ASTIFICANTE tiene por o!"etivo analizar la relación del porcenta"e de aditivo plasti%icante y superplasti%icante& as' como la relación a(ua)cemento en la %luidez de la pasta de cemento& adem*s de determinar el porcenta"e óptimo de estos aditivos en la paste de cemento+ Para el desarrollo de la pr*ctica utilizamos el Cono de ,ars-& con el cual se midió el tiempo de paso de la pasta de cemento por .l+ Adem*s se e/perimentó con relaciones de a(ua)cemento de 0+12 y con porcenta"es de aditivos plasti%icantes y superplasti%icantes de 0 a 3+4 5+ Con esta e/periencia se determinó 6ue el superplasti%icante da mayor %luidez a la pasta de cemento 6ue el plasti%icante& adem*s o!servamos 6ue a partir del 0+7 5 el tiempo ad6uiere tendencia lineal& cuyo an*lisis m*s pro%undo se ver* en el desarrollo del presente in%orme+ Concluimos entonces 6ue los plasti%icantes y superplasti%icantes son !ene%iciosos para situaciones donde se re6uiere mayor %luidez de la paste de cemento+ A continuación le presentamos el desarrollo de nuestro tra!a"o de la!oratorio+
II.
OBJETIVOS
III. 1
Determinación de la %luidez de pasta cementosa mediante el Cono de ,ars-+ Determinar el comportamiento del 5 plasti%icante en el tiempo de %luidez para el cemento tipo I+ Determinar el punto de saturación para el cemento tipo I+
FUNDAMENTO TEORICO La!oratorio de Tecnolo('a del Cemento
Determinación de la Fluidez de pastas de Cemento con Aditivo PLASTIFICANTE y SUPEPLASTIFICANTE
UNT 1/
1. Cemento Portland Tipo I De uso (eneral en la construcción& 6ue se emplea en o!ras 6ue no re6uieren propiedades especiales+ Descripción
El cemento portland tipo I es un cemento de uso (eneral 6ue cumple con los re6uisitos de las normas t.cnicas NTP 889+00: y AST, C310+ El cemento portland tipo I se %a!rica mediante la molienda con"unta de Clin;er tipo I y yeso 6ue le !rindan mayor resistencia inicial y menores tiempos de %ra(uado+ Propiedades
! !
,ayores resistencias iniciales ,enores tiempos de %ra(uado
Aplicaciones
! ! ! ! !
FIGURA 1. Cemento Pacasmayo Tipo I utilizado en la investigacin
. Pla!ti"i#ante Se de%ine como aditivo 6ue permite& para una misma docilidad& una reducción de la cantidad de a(ua en un -ormi(ón dado o 6ue& para una misma cantidad de a(ua aumentan considera!lemente esta docilidad o& incluso permiten o!tener estos dos e%ectos simult*neamente+
2
El aumento de docilidad permite la colocación del -ormi(ón en estructuras complicadas& con alta densidad de armadura o con e%ectos super%iciales especiales sin necesidad de incrementar cantidad de a(ua de amasado y por consi(uiente la dosis de cemento para o!tener las resistencias especi%icadas+ La!oratorio de Tecnolo('a del Cemento
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UNT 1/
La disminución de la dosis de a(ua y en consecuencia de la razón a(ua= cemento& manteniendo una determinada tra!a"a!ilidad& permite aumentar la compacidad del -ormi(ón y& por consi(uiente& su resistencia& impermea!ilidad y dura!ilidad+ Por la misma razón& la retracción y en consecuencia& la tendencia a la %isuración se ven disminuidas+
La acción de los aditivos plasti%icantes puede ser causada por el e%ecto com!inado de acciones de tipo %'sico& 6u'mico y %'sico=6u'mico& dependiendo la preponderancia de al(una de ellas de su composición+ La acción %'sica deriva principalmente de la incorporación de aire 6ue producen al(unos aditivos& cuyas !ur!u"as& al actuar como especies de rodamientos entre las part'culas sólidas& disminuyen la %ricción interna+ La acción 6u'mica proviene principalmente de una disminución de la velocidad de -idratación de los constituyentes del cemento& especialmente de los aluminatos+ Se o!tiene de este modo una acción m*s completa >me"or mo"ado? de los (ranos de cemento& lo 6ue permite tam!i.n disminuir el roce interno entre las part'culas+
.1.
E"e#to
El principal e%ecto producido por los aditivos plasti%icadores = reductores de a(ua incide so!re la tra!a"a!ilidad del -ormi(ón en su estado %resco+ Este e%ecto puede traducirse en una reducción de la dosis de a(ua& si se mantiene constante la docilidad o %luidez del -ormi(ón& o en un aumento de su docilidad& si se mantiene constante la dosis de a(ua del -ormi(ón+
$. Adi#ione! Las adiciones constituyen los distintos tipos de %inos 6ue se emplean en la ela!oración del concreto con la %inalidad de o!tener caracter'sticas espec'%icas y 6ue son (eneralmente utilizados como material reemplazante del cemento con el o!"eto de reducir costos y me"orar la tra!a"a!ilidad de las mezclas+ Estos 6uedan de%inidos por el tama@o m*/imo de sus part'culas& las cuales var'an normalmente entre 70 y 341 micras+ El o!"etivo principalmente al utilizarlos es el de proporcionarle a la mezcla la co-esión adecuada para evitar la se(re(ación de los *ridos (ruesos y la e/udación del a(ua durante su colocación& as' como tam!i.n me"orar sus propiedades en estado %resco as' como en estado endurecido+ A. A%ente! modi"i#adore! de &i!#o!idad Es un aditivo dise@ado especialmente para colar concretos 6ue carece de %inos o de !a"o contenido de material cementante& evita la separación de los a(re(ados de la pasta de cemento& (arantiza en el !om!eo una e/celente lu!ricación en la tu!er'a sin pro!lema al(uno+ Es li!re de cloruros2 adem*s puede usarse en com!inación con los aditivos 3
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UNT 1/
reductores de a(ua de alto ran(o+ Una dosi%icación recomendada es de 0+3 a 3+1 5 so!re el consumo de cemento considerado en el dise@o+
Cara#ter2!ti#a! − Incrementa la tra!a"a!ilidad+ − ,ayor co-esión y tra!a"a!ilidad+ − No incluye aire al concreto+ − Facilidad de !om!ear el concreto+ − El %lu"o de descar(a de concreto es continuo+ − educe la %ricción entre las paredes y el concreto+ −
B. S'perpla!ti"i#ante Corresponden a una nueva (eneración de aditivo plasti%icadores en !ase a productos melam'nicos o na%talinicos& constituyendo una evolución de los aditivos reductores de a(ua& en 6ue la a!sorción y la capacidad de dispersión del cemento es muc-o m*s acentuada+ Esto se traduce en un enorme aumento de la tra!a"a!ilidad del -ormi(ón& sin modi%icar la cantidad de a(ua+ El resultado es un -ormi(ón muy %luido >autonivelante?& de !a"a tendencia a la se(re(ación+ Pueden utilizarse tam!i.n como reductores de a(ua& siendo posi!le en este caso& dado su aprecia!le e%ecto& alcanzar disminuciones en la cantidad de a(ua entre 405 y 805+ Ello permite o!tener un %uerte incremento en las resistencias& especialmente en las primeras edades& por lo 6ue pueden utilizarse como aceleradores de endurecimiento o aditivos para -ormi(ones de alta resistencia+
E"e#to! 3 Estos superplasti%icantes& actan so!re las part'culas de cemento impidiendo la %loculación& mediante repulsión electrost*tica+ = Los superplasti%icadores se emplean en dosis mayores 6ue los plasti%icadores reductores de a(ua& >0+7 a 85? y pueden ser a(re(ados al %inal del amasado sin diluir previamente en el a(ua+ = El e%ecto so!re la tra!a"a!ilidad del -ormi(ón se mantiene entre 80 y B0 minutos se(n el aditivo& caracter'stica 6ue -ace conveniente a(re(arlo inmediatamente antes del t.rmino del amasado y o!li(a a una r*pida colocación+ = El e%ecto se termina una vez transcurrido el tiempo se@alado& volviendo el -ormi(ón a su docilidad inicial+ Eventualmente puede a(re(arse una nueva dosis& remezclando el -ormi(ón con el %in de prolon(ar el e%ecto por otro periodo+ = Los -ormi(ones %luidos o!tenidos con estos aditivos pueden ser colocados con (ran %acilidad& pues son pr*cticamente autonivelantes y por lo tanto se reduce el tra!a"o de colocación y se elimina la necesidad de vi!rar salvo en zonas densamente armadas+ 4
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UNT 1/
=
Cuando los aditivos %luidi%icantes se emplean como reductores de a(ua se o!tiene un incremento de al(unas caracter'sticas del -ormi(ón endurecido& especialmente su resistencia& dura!ilidad e impermea!ilidad+ = Por otra parte& de!ido a 6ue no producen incorporación de aire& el e%ecto en las resistencias es superior al o!tenido con los plasti%icantes=reductores de a(ua& especialmente en las primeras edades& lo 6ue resulta muy conveniente para su empleo en -ormi(ones pretensados& pre%a!ricado y o!ras en 6ue se re6uiere desarrollo r*pido de resistencias+ =
C. Aditi&o !(per pla!ti"i#ante Red'#tor de a%'a de alto ran%o 4 SUPERPLASTIFICANTE EUCO Es un aditivo reductor de a(ua de alto ran(o& superplasti%icante y optimizador de mezclas de concreto >altas reducciones de cemento)m8? Aplicaciones principales
= Como Superplasti%icante # Proporciona a la mezcla del concreto un incremento en el asentamiento sin necesidad de a(re(ar m*s a(ua & %acilitando la colocación del mismo -aci.ndolo apto para el !om!eo+ = Como eductor de A(ua de Alto an(o# Permite reducir -asta apro/imadamente un 805 de a(ua lo(rando o!tener un concreto con tra!a"a!ilidad& impermea!ilidad y con altas resistencias en todas las edades >esistencia a la Compresión? = Como A-orrador de Cemento# Al disminuir la cantidad de a(ua elación a)c se consi(ue un incremento en las resistencias+ Al reducir cemento manteniendo la relación a)c inicial se consi(uen i(uales o superiores resistencias a las 5
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UNT 1/
dise@adas se(n patrón reduciendo el costo por metro c!ico de concreto+ Caracteristicas/beneficios
= Como Superplasti%icante # Proporciona mane"a!ilidad para !om!ear las mezclas a lar(as distancias+ Se puede re dosi%icar -asta 8 veces el aditivo en la mezcla+ Adicionado en la planta& permite 6ue el concreto sea transportado a lar(as distancias+ Por el alto asentamiento 6ue proporciona al concreto permite una !uena colocación del mismo evitando la %ormación de can(re"eras+ Incrementa la co-esividad del concreto %luido as' tam!i.n disminuye la se(re(ación+ = Como eductor de A(ua de Alto an(o # educe la permea!ilidad del concreto+ Incrementa la resistencia a la compresión+ ,e"ora el aca!ado del concreto >te/tura? Reni!iento"
EUC< 8 se dosi%ica del 0+1 al 45 peso del cemento& de acuerdo a las caracter'sticas deseadas+ Especificaciones/nor!as
Cumple por completo con los re6uerimientos de AST, C=9:9& aditivos Tipo A y F+
IV.
MATERIA)ES E INSTRUMENTOS
MATERIA)ES Cemento
Re#ipiente
"
INSTRUMENTOS Balan5a
Cronometro
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UNT 1/
Cono de MARS6
A%'a
Aditi&o 7pla!ti"i#ante8
V. 7
7SUPERpla!ti"i#ante8
PROCEDIMIENTO E*PERIMENTA) La!oratorio de Tecnolo('a del Cemento
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UNT 1/
3+ ,ezclamos 3 ;( de cemento tipo I con 3 lt de a(ua >relación cemento a(ua# 3?& removemos !ien -asta para 6ue se d. una mezcla -omo(.nea+ Tam!i.n se puede tra!a"ar con una relación cemento a(ua de 0+1
FIGURA #. Mezclando la pasta de cemento - agua
4+ La mezcla se vierte al em!udo tapando con el dedo la parte in%erior del em!udo para 6ue no se sal(a la mezcla+
FIGURA $. Vertiendo la mezcla al cono
8+ Se 6uita el dedo de la parte in%erior del em!udo y se calcula cuanto tiempo demora en pasar toda la mezcla atreves del em!udo+
FIGURA %. Ensayo con el cono.
8
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UNT 1/
9+ A la mezcla con la 6ue se est* tra!a"ando se le a(re(a aditivo >plasti%icante?& el aditivo es el 0+45 del cemento usado en dic-a pr*ctica& y se vuelve a repetir la pr*ctica+ 1+ Terminado con el 0+45& se le a(re(a un porcenta"e de plasti%icante de 0+95& 0+B5& 0+75& y se tra!a"a de la misma %orma como se -a venido -aciendo& se toma nota de los datos para lue(o -acer la respetiva (r*%ica+
FIGURA &. Datos tomados del ensayo
VI.
RESU)TADOS
Ta9la 1: tiempo de paso por el cono de ,ars- a di%erentes porcenta"es de aditivo en di%erentes relaciones a)c+ TIE,P< DE PAS< P< EL Ca)c? 0&1 3 Adición PLASTIFIC SUPEPLASTIF PLASTIFIC SUPEPLASTIF >5? ANTE ICANTE ANTE ICANTE 0 443&14 443&:1 9B&B7 9B&B 0&4 373&1 30:&74 9B&91 9B&43 0&9 39:&9 308&3: 9B&88 91&:: 0&B 390&07 :4&31 9B&4 9B&07 0&7 307&13 79&9 9B&49 9B&0 3 30B&B9 7&:9 9B&48 91&7: 3&4 303&33 1&94 9B&44 91&7: #
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UNT 1/
-r;"i#a 1: tiempo de paso por el cono de ,ars- vs el porcenta"e de aditivo plasti%icante+ Para una relación a)c0+1+
PLASTIFICANTE 250 200 150 $%a&c' ( 0)5
tiemp (!) 100 50 0 0
0.2 0.4 0." 0.8
1
1.2 1.4
adición de platifcante (%)
-r;"i#a : tiempo de paso por el cono de ,ars- vs el porcenta"e de aditivo plasti%icante+ Para una relación a)c3+0+ 10
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UNT 1/
PLASTIFICANTE 4".8 4".7 4"." 4".5 4".4
$%a&c' ( 1
tiemp (!) 4".3 4".2 4".1 4" 45.# 0
0.2 0.4 0." 0.8
1
1.2 1.4
adición de platifcante (%)
-r;"i#a $: tiempo de paso por el cono de ,ars- vs el porcenta"e de aditivo superplasti%icante+ Para una relación a)c0+1+
11
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UNT 1/
SUPERPLASTIFICANTE 250 200 150 $%a&c' ( 0)5
tiemp (!) 100 50 0 0
0.2 0.4 0." 0.8
1
1.2 1.4
adición de !"pe#platifcante (%)
-r;"i#a /: tiempo de paso por el cono de ,ars- vs el porcenta"e de aditivo superplasti%icante+ Para una relación a)c3+0+
12
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UNT 1/
SUPERPLASTIFICANTE 4".8 4"." 4".4 4".2 tiemp (!)
$%a&c' ( 1
4" 45.8 45." 45.4 0
0.2 0.4 0." 0.8
1
1.2 1.4
adición de !"pe#platifcante (%)
VII.
DISCUSI+N DE RESU)TADOS -r;"i#a <: In%luencia de di%erentes porcenta"es de aditivo adicionados a una mezcla cementante de relación a)c 3+0+
13
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14
UNT 1/
La l'nea azul representa el comportamiento del aditivo plasti%icante a@adido en di%erentes porcenta"es a una mezcla cementante+
La l'nea ro"a representa el comportamiento del aditivo superplasti%icante a@adido en di%erentes porcenta"es a una similar mezcla cementante+
Notamos 6ue al a@adir 0+95 de cada aditivo& lue(o de ser evaluado el tiempo 6ue cada una de estas mezclas tardan en descender2 el aditivo superplasti%icante desciende 0+89 se(undos m*s r*pido 6ue el aditivo plasti%icante+
A8# corresponde a la m*/ima di%erencia de tiempo >0+89 se(undos?& cuando se -a utilizado 0+95 de aditivo+ La m*/ima di%erencia de tiempo a la cual nos re%erimos& nos indicar'a la cantidad óptima 6ue de!emos utilizar cuando deseamos o!tener la mayor venta"a al utilizar el aditivo SUPEPLASTIFICANTE en una mezcla cementante de relación a)c 3+0+
Posteriormente al utilizar porcenta"es di%erentes y superiores a este >0+95? la variación de tiempo en cada l'nea es de 0+33 para el aditivo PLASTIFICANTE y de 0+30 para la l'nea de aditivo SUPEPLASTIFICANTE+
A9# corresponde a la di%erencia de tiempo casi constante >0+88 se(undos? cuando se -a utilizado 3+45 de aditivo para la mezcla cementosa+
A1# la razón considerada para el aumento de tiempo ocurrido en los porcenta"es de aditivo a@adido >0+B5 y 0+75? puede ser de!ido a 6ue& en el ensayo realizado la mezcla %ue la misma >se inició el ensayo con una mezcla para el porcenta"e 02 para la evaluación de una mezcla con 0+45 de aditivo se utilizó la ensayada anteriormente& por lo 6ue podemos suponer 6ue de!ido al tiempo trascurrido& los materiales cementantes comenzaron con su proceso de -idratación -aciendo la mezcla m*s pastosa?+ Lue(o de ello& a partir del 3+05 de aditivo a@adido& el ensayo se realizó con una nueva mezcla+ La!oratorio de Tecnolo('a del Cemento
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UNT 1/
-r;"i#a =: In%luencia de di%erentes porcenta"es de aditivo adicionados a una mezcla cementante de relación a)c 0+1+
15
A3# corresponde a la m*/ima di%erencia de tiempo >3+B7 se(undos?& cuando se -a utilizado 0+45 de aditivo+ La m*/ima di%erencia de tiempo a la cual nos re%erimos& nos indicar'a la cantidad óptima 6ue de!emos utilizar cuando deseamos o!tener la mayor venta"a al utilizar el aditivo SUPEPLASTIFICANTE en una mezcla cementante de relación a)c 0+1+
A4# corresponde a la di%erencia de tiempo casi constante >41+B: se(undos? cuando se -a utilizado 3+45 de aditivo para la mezcla cementosa+ G 6ue a partir de este porcenta"e de aditivo a@adido& la disminución de tiempo 6ue pueden alcanzar las posteriores mezclas a las cuales se les a@ada mayor porcenta"e de aditivo plasti%icante como superplasti%icante es m'nimo+
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VIII.
UNT 1/
CONC)USIONES , RECOMENDACIONES
Al estar la mezcla en el cono tend'a volverse no -omo(.nea& ya 6ue por acción de la (ravedad el cemento pasa!a a la parte in%erior y el a(ua a la parte superior& para evitar ello se de!er'a estar (olpeando constantemente el cono con una !arrita met*lica y as' evitar el asentamiento+
El plasti%icante %unciona me"or >le da mayor %luidez? en las pastas con menor relación cemento a(ua& por ende es recomenda!le ser usado en las pastas con poca cantidad de a(ua en la cual 6ueremos aumentar la %luidez+
Se lle(ó a esta!lecer un porcenta"e óptimo de adición de un aditivo& en la cual el aditivo tra!a"e y cumpla con lo re6uerido& evitando a@adir en e/ceso lo cual da el mismo resultado+ EC<,ENDACIHN#
El ensayo se de!e realizar lo m*s r*pido posi!le y as' evitar 6ue el cemento comience su proceso de %ra(uado+ Usar -erramientas e instrumentos adecuados en el momento de pesar los porcenta"es de cada aditivo a usar+
I*.
BIB)IO-RAFIA
1"
company& + e+ >43 de "unio de 4001?+ ecuperado el 04 de diciem!re de 4039& de -ormi(on=altas=prestaciones+com# -ttp#))JJJ+-ormi(on=altas= prestaciones+com)aditivo=superplasti%icante
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reolo(T:+ >31 de enero de 4000?+ ecuperado el 03 de diciem!re de 4039& de 8+ucn+cl# -ttp#))JJJ8+ucn+cl)FacultadesInstitutos)la!oratorio)reolo(T:+-tm