Practica N°4: Contracción Lineal Y Volumétrica Volumétrica Por Secado De Un Adobe Estabiliado Con Cemento Determinación de los factores de contracción, bajo norma ASTM D 427 Y AASHO T 92-97
!"
#ESU$EN: En esta práctica de laboratorio se preparó adobes sin estabilizantes y también se preparó agregándole estabilizante de cemento Portland a diferentes porcentajes de este menores al 10%, se experimentó como las propiedades q!micas debido a la composición de los materiales tilizados peden "arias s contracción "olmétrica y lineal, mejorando ciertas propiedades propiedades mecánicas de este, y también también determinamos qe qe el cost costo o de fabr fabric icar ar adobe adobess ament amentaa confo conform rmee le agreg agregam amos os n mejo mejor r estabilizante#
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%&'E(!V%S: $$#1# eterminar el r el porcentaje de contracción lineal y "olmétrica por secado de n adobe# $$#&# omprobar omprobar las peqe(as peqe(as redcciones redcciones de las las dimension dimensiones es del secado#
' de n adobe adobe despés despés
$$#) $$#)## 'omp 'ompre rend nder er las las rela relaci cion ones es exis existe tent ntes es entr entree la cont contra racc cció ión n line lineal al y la contracción "olmétrica
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$arco (e (eórico:
El adobe es na pieza para constrcción *ec*a de na masa de barro +arcilla + arcilla y arena arena mezclada con paja con paja,, moldeada moldeada en en forma de ladrillo ladrillo y secada al sol- con ellos se constryen paredes y mros de "ariad "ariadas as edific edificaci aciones ones## .a técnica técnica de elabor elaborarl arlos os y s so están extendi extendidos dos por todo todo el mndo, mndo, encontr encontránd ándose ose en mc*as mc*as cltr cltras as qe nnca nnca t"ier t"ieron on relación#+1
Estabiliadores )ara el adobe: *eneralidades .a tierra qe no posee las caracter!stic caracter!sticas as deseadas deseadas para na constrcción constrcción particlar particlar pede ser mejorada a(adiendo no o más estabilizadores# 'ada estabilizador pede cmplir no +o a lo smo dos de las sigientes fnciones/
$ncrementa la resistencia a la comprensión y al impacto de la constrcción de tierra, y también redce s tendencia a la dilatación o contracción, aglomerando las part!clas de selo nas a otras# edce o elimina completamente la absorción de aga +qe casa dilataciones, contracciones y erosión sellando todos los "ac!os y poros, y cbriendo las part!clas de arcilla con na pel!cla impermeable# edce el agrietamiento dándole flexibilidad la cal permite qe el selo se expanda o contraiga en alg2n grado# edce la expansión y contracción excesi"a reforzando el selo con material fibroso# El efecto de la estabilización se incrementa generalmente cando el selo se compacta# 3lgnas "oces la compactación sola es sficiente para estabilizar el selo, sin embargo, sin n estabilizador apropiado, el efecto pede no ser permanente, particlarmente en el caso de na mayor exposición al aga#
Cemento Portland .os selos con bajo contenido de arcilla se estabilizan mejor con cemento Portland, el cal aglomera las part!clas de arena y gra"a como el concreto, esto es, reacciona con el aga de la mezcla de selo para prodcir na sstancia qe llena los "ac!os, formando na pel!cla contina alrededor de cada part!cla, aglomerándolas todas nidas# .a reacción del cemento y el aga +conocido como *idratación libera *idróxido de calcio +cal apagada qe reacciona con las part!clas de arcilla para formar n tipo de aglomerante pzolánico# 4i el contenido de arcilla es demasiado bajo, la cal permanece libre# Esto pede remediarse sstityendo na proporción +de 15 a 60% por peso de cemento por na pzolana, qe salmente es más barata qe el cemento# $gal qe los morteros de cemento7arena, las mezclas de selo7cemento se "el"en más trabajables a(adiendo cal# 4i el contenido de arcilla es alto, la cal adicional reacciona con ésta estabilizando más el selo# El contenido de cemento apropiado "ariará de acerdo a los aspectos antes mencionados# 4e recomienda n m!nimo del 5%, mientras qe n contenido de cemento mayor del 10% es considerado inadecado, debido al alto costo de cemento# E selo y el cemento se deben mezclar secos, y el aga debe a(adirse y mezclarse completamente jsto antes de s tilización, ya qe el cemento comienza a reaccionar con el aga inmediatamente# 8na "ez qe el cemento *a empezado a endrecerse, se "el"e inser"ible# El selo7 cemento no pede ser reciclado#
9ientras mejor se mezcle el selo, mayor es la resistencia final, qe se obtiene por compactación +por ejemplo, con apisonador o prensa de bloqes# El 'emento Portland es el estabilizador qe proporciona la mayor resistencia mecánica as! como resistencia a la penetración del aga, a las dilataciones y a las contracciones#
Yeso .a estabilización del selo con yeso no es my com2n en la práctica y la información sobre s comportamiento es my limitada# El yeso se encentra en abndancia en mc*os pa!ses, ya sea como yeso natral o como n sbprodcto indstrial, y es más barato qe la cal o el cemento +se prodce con menos energ!a y eqipamiento# 'omo el yeso mezclado con el aga se endrece rápidamente, los bloqes de adobe estabilizado con yeso no reqieren prolongados per!odos de crado, y peden ser empleados para la constrcción de mros tan inmediatamente despés de prodcidos# 8n contenido de yeso de alrededor del 10% es mejor# .as "entajas de la estabilización con yeso son poca contracción, apariencia lisa y alta resistencia mecánica# 3demás, el yeso se aglomera bien con las fibras +particlarmente con el sisal, es my resistente al fego y no es atacado por insectos o roedores# .a principal des"entaja del yeso es s solbilidad en el aga, por lo cal reqiere de cidadosas medidas de protección/ protección contra la ll"ia en mros exteriores mediante enlcidos, enc*apados o tec*os con aleros amplios- protección de la *medad interna generada, e"itando el "apor de aga +en las cocinas y la condensación- protección contra la absorción capilar mediante membranas impermeables#
Contracciones: .a contracción se expresa generalmente como porcentaje y pede interesar la contracción lineal, sperficial o "olmétrica# .a elección de la medida depende de consideraciones prácticas, es decir qe en el caso de na "arilla es importante la contracción lineal, en tanto qe si se trata de na balbosa pede ser más 2til la contracción lineal# rante el secado de la mestra, los granos indi"idales se atraen conjntamente *asta qe ellos se toqen, resltando en na contracción por secado# .a más grande cantidad de aga presente en la mestra conformada, será la más grande cantidad de contracción por secado# .a contracción l!neal qe es la cantidad por la cal cada dimensión cambia es más com2nmente reportada qe la contracción "olmétrica, qe es la cantidad por la cal el "olmen de todo el articlo cambia# .as dos son directamente relacionadas# +&
Contracción Lineal .a contracción lineal se define como el porcentaje de "ariación en la longitd de na mestra de selo al disminir s contenido de *medad desde el l!mite l!qido *asta el l!mite de contracción, respecto de s longitd original# 4 fórmla es la sigiente/ '. : ++.i 7 .f;.i < 100 donde/ .i / longitd inicial de la barra de selo *2meda .f / longitd final de la barra de selo seca
Contracción +olumétrica ,CV.a contracción "olmétrica es n dato qe nos indica el porcentaje en pérdida de "olmen de n material al pasar s contenido de *medad de na frontera a otra# 8na de estas fronteras será el l!mite de contracción por ser la más significati"a y la otra podrá ser elegida sigiendo "arios criterios# Para nestros fines, saremos el l!mite l!qido, qedando as! definida la contracción "olmétrica por la sigiente fórmla+) '= : ++=.. 7 =.';=.. < 100 onde/ '=/ contracción "olmétrica =../ "olmen del selo en el l!mite l!qido =.'/ "olmen del selo en el l!mite de contracción#
!" #$%&OS MAT#'A(#S # )ST'%M#)TOS $=#1#
Eqipo
7>alanza de precisión de 0#5 gr# $=#&#
9ateriales
73ga potable 7ecipientes
79olde para adobes 71)5?g de arena de mestra tomada de los alrededores del pabellón de $ng# de 9ateriales# 7&5#@5m) de aga 7@#A&5?g de cemento Portland
V"
$.(%D% E/PE#!$EN(AL: =#1# Primero tomamos mestra del terreno qe se encentra en los alrededores de la escela de ingenier!a# .ego cernimos la mestra con la intención de retirar residos de basras y qitar las piedras# =#&# espés de tener la mestra cernida, tomamos 5 mestras con diferentes pesos de arena y cemento, y arena cernida +de 1 Bg de mezcla entre arena y cemento, tomamos qe el % ten!a qe ser de cemento para na de las mestras, lego cambiamos el porcentaje de cemento para las sigientes mestras en 5%,A#5% y 10% del mismo componente# =#)# .ego determinamos qe cantidad de aga resltar!a de mezclar la arena sola, lego con el cemento a diferentes porcentajes ya mencionados, para ello se forma na bola de mezcla cando se le "a agregando aga *asta obtener na compacticidad qe no contenga mc*a aga, obteniendo la máxima densidad# =#6# espés de realizar el paso +5, *icimos cálclos pero para na ne"a cantidad de mestra de &A?g +arena Ccemento a diferentes porcentajes adicionándole s cantidad de aga necesaria y &A?g de arena sola más s respecti"a cantidad de aga# =#5# En segida empezamos a trabajar de forma ordenada a *acer nestros ladrillos, empezando primero *acer el de arena con aga, lego de *acer 5 mestras, pasamos *acer arena C cemento a diferentes porcentajes de cemento# =#@# .o dejamos secar desde el d!a sábado *asta el momento#
Figura N° 1: Terreno donde se extrajo muestra para hacer nuestros ladrillos
FUENTE: Cámara de celular
!"
'#S%(TADOS*
Ensa0o de contracción lineal 0 +olumétrica )or secado al aire de los adobes" (abla N% 1: "alores de las dimensiones iniciales del adobe imensiones
0 % de
% de
5% de
+cm 3ltra 3nc*o .argo
cemento# A#@ 16 &6 &55)#@
cemento# A#@ 16 &6 &55)#@
cemento A#@ 16 &6 &55)#@
Volumen
A#5 % de cemento#
10 % de cemento#
A#@ 16 &6 &55)#@
A#@ 16 &6 &55)#@
inicial cm2 Tabla n+ 2" =alores de las dimensiones de las mestras +adobes secadas al aire +6 d!as a los diferentes porcentajes de cemento# imensiones
0 % de
% de
5 % de
A#5 % de cemento#
10 % de cemento#
+cm 3ltra 3nc*o .argo
cemento# A#5 1)#A &)#A
cemento# A#5 1)#D &)#A5
cemento A#55 1)# &)#
A#55 1)#D &)#D
A#@ 1)#D5 &)#D5
&6)5#1
&6A5#D6
&6AD#A&
&50#1D
&5)D#1
Volumen 3inal ,cm2 -
Tabla n+" Porcentajes de contracción lineal contracción !olum"trica de las di#erentes muestras $ado%es&'
de cemento en las di3erentes muestras"
contracción lineal
contracción +olumétrica"
1"56
4"74
1"84
2"84
% de cemento# 5 % de cemento
8"92
5"9
A#5 % de cemento#
8"45
1";9
10 % de cemento#
8"51
8"67
0 % de cemento#
V!!"
D!SCUS!
V!!!"
C%NCLUS!%NES Y #EC%$ENDAC!%NES: V!!!"1"Conclusiones =$$$#1#1# 4e logró determinar satisfactoriamente el porcentaje de contracción lineal y "olmétrica por secado de n adobe# =$$$#1#&# 4 e logró 'omprobar las peqe(as redcciones de las dimensiones de n adobe despés del secado# =$$$#1#)# 'omprendimos las relaciones existentes entre la contracción lineal y la contracción "olmétrica#
V!!!"5"#ecomendaciones V!!!"5"1" ealizar las medidas correctas de las materias al momento de mezclar# V!!!"5"5" 8tilizar re"oqe para darle n acabo sperficial óptimo al adobe#
V!!!"5"2" 3l retirar el molde *acerlo con cidado para e"itar imperfecciones sobre el adobe# =$$$## Es aconsejable emplear los adobes antes de )0 d!as de fabricado, debido a qe obtendremos na mejor resistencia a la compresión en el transcrso de este rango de d!as# =$$$## Experimentar con selos de la sierra liberte(a, dado qe ss composiciones q!micas peden aydar a qe el adobe tenga nas mejores propiedades mecánicas#
!/"
&!&L!%*#A=>A: $I#1# *ttp/;;es#Ji?ipedia#org;Ji?i;3dobe;+bscado el &0;06;&015 $I#&# *ttp/;;apntesingenieroci"il#blogspot#com;&010;11;normal707false7false7 falseK&)#*tml;+bscado el &0;06;&015 +& $I#)# *ttps/;;JJJ#scribd#com;doc;10@A0655&;$ndice7de7'ontraccion;+bscado el &0;06;&015 +) $I#6# ?Contracción@, *ttp/;;atorneto#com;referencia;ciencia;limites7de7 contraccion;# +>scado el &0;06;15# $I#5# ?$ecanismos de Secado@, *ttp/;;JJJ#cnpml#org;*tml;arc*i"os;Ponencias;Ponencias7$5D#pdf # +>scado el &1;06;15 $I#@# ?$ecnica de los suelos@B *ttp/;;*tml#rincondel"ago#com;relacion7 "olmetrica7y7ga"imetrica7de7los7selos#*tml# +>scado el &6;06;10# $I#A# ?Contracción )or secado@, *ttp/;;icc#c"#cl;geotecnia;0)Kdocencia;0&Klaboratorio;manalKlaboratorio;limit es#pdf # +>scado el &1;06;15#
!/" ANE/%S: "1" CALCULAND% EL DE C%N(#ACC!%N L!NEAL DE CADA $UES(#A ,AD%&ES LDS=
A −B A
x 100
ónde/
LDS/ Porcentaje de contracción lineal# A/ .ongitd de la pieza conformada inicial# &/ .ongitd de la pieza secada al aire# 8 de cemento:
•
LDS=
24 −23.7 24
x 100
%LDS =1.25
5"6 de cemento:
LDS
=
%LDS
24 −23.75 24
1.04
=
•
LDS
x 100
=
6 de cemento:
24 −23.8 24
x 100
%LDS = 0.83
•
LDS
=
;"6 de cemento:
24 −23.9 24
x 100
%LDS = 0.42
•
LDS
=
18 de cemento:
24 −23.95 24
x 100
%LDS = 0.21
"5" CALCULAND% EL DE C%N(#ACC!%N V%LU$.(#!CA DE CADA $UES(#A"
VDS
=
Vi Vf x 100 Vi −
ónde/ %VDS / Porcentaje de contracción "olmétrica# Vi: =olmen de la pieza conformada inicial#
Vf / =olmen de la pieza secada al aire#
8 de cemento:
•
VDS
=
2553.6 −2435.18 2553.6
x 100
%VDS = 4.64
5"6 de cemento:
VDS =
%VDS
2553.6 −2475.94 2553.6
3.04
=
•
VDS
x 100
=
6 de cemento:
2553.6 −2479.72 2553.6
x 100
%VDS=2.89
•
VDS =
;"6 de cemento:
2553.6 −2508.19 2553.6
x 100
%VDS=1.78
•
VDS
=
18 de cemento:
2553.6 −2539.18 2553.6
%VDS =0.56
x 100
