UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO TRUJILLO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
TÍTULO:
"DETERMINACIÓN DE LA ABSORCIÓN DE AGUA, DENSIDAD APARENTE, POROSIDAD APARENTE Y GRAVEDAD ESPECÍFICA APARENTE EN CERÁMICOS COCIDOS COCIDOS Y CONCRETO CURSO
:
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
DOCENTE
:
Ing. Palomino Becerra, Corali
ALUMNOS
: -
CICLO
:
TURNO
:
Garcia Segovia ,Ulises Ramirez Carbajal, Javier Solórzano Rodríguez ,Peter Sulla Mendieta ,Edward III viernes (7 am-9am)
TRUJILLO – PERÚ PERÚ 2016 1
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ÍNDICE
I.
RESUMEN:……………………………………………………………. 3
II.
OBJETIVOS:………………………………………………………….. 3
III.
MARCO TEÓRICO:……………………………………………….…… 3
IV.
EQUIPOS, MATERIALES E INSTRUMENTOS:…………………… 7 4.1. Materiales: ………………………………………………
7
4.2. Instrumentos: ……………………………………………
7
4.3. Equipos: …………………………………………………….
7
V.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL…………………………………7
VI.
DATOS EXPERIMENTALES ……………………………………………..8
VII.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………
VIII.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
10
8.1.
CONCLUSIONES: ……………………………………… 11
8.2.
RECOMENDACIONES: ……………………………… 11
IX.
BIBLIOGRAFÍA………………………………………………………… 11
X.
ANEXOS 10.1.
FOTOS:………………………………………………
2
12
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DETERMINACION D LA ABSORCIÓN DE AGUA, ABSORCION APARENTE, POROSIDAD APARENTE Y GRAVEDAD ESPECÍFICA APARENTE EN CERÁMICOS COCIDOS Y CONCRETO (ASTM C 373) I.
RESUMEN El presente informe tuvo como finalidad determinar las características físicas y comparar el comportamiento físico de muestras de (ladrillo de 24 huecos , ladrillos de 16 huecos , cerámica ,ladrillo pandereta, ladrillo refractario, ladrillo de cemento) bajo la norma ASTM C 373 .Para ello se recolecto no más de 50 gr de cada una de las muestras las cuales fueron llevadas al laboratorio y pesadas, luego se puso a secar por un tiempo de 2 minutos y luego pesadas nuevamente (peso D ) . Dichas muestras fueron colocadas en un recipiente y puestas a hervir en unos intervalos de 15 a 20 minutos; después de este tiempo las muestras se volvieron a pesar (peso suspendido S) y por ultimo seco las nuestras y pesamos para sacar el (peso saturado M ).
II. OBJETIVOS 2.1.Determinación las características físicas como la absorción de agua, densidad de masa, porosidad aparente y gravedad específica aparente en cerámicos cocidos, bajo norma ASTM C 373. 2.2.Comparar el comportamiento físico de la absorción de agua, densidad de masa, porosidad aparente y gravedad específica aparente en cerámicos. III.
FUNDAMENTO TEORICO
3.1.Porosidad: Se sabe que los materiales cerámicos tienen porosidades abiertas y también porosidades cerradas y en función a ellos varían sus propiedades. Como ya se dijo, los poros se dividen en poros abiertos los que están conectados a la superficie del material directamente y poros cerrados los que están aislados en el interior del material. Fig. 1. La densidad es la concentración de la materia (medida por la cantidad de masa) presente en una unidad de volumen. Sin embargo, dependiendo de si la porosidad está presente y cómo ésta es tratada, diferentes volúmenes pueden ser determinados para el mismo objeto. Usando cada uno de estos volúmenes diferentes en el cálculo de la densidad dará un valor diferente para la densidad. Fig. Nº 1: Poros en los materiales cerámicos: A (abiertos), C (cerrados). Fuente:descom.jmc.utfsm.cl
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3.2.Densidad teórica o verdadera: De un material sólido es la densidad del material compactado, es decir, excluido toda la porosidad. El volumen empleado para determinar esta densidad es el volumen verdadero (Vs) que es el volumen que ocupa únicamente la porción sólida. Esta densidad para una sustancia cristalina sola es calculada utilizando la constante de red de su celda unitaria, su peso de la formula química incluida en la celda unitaria, y el número de Avogadro. Para sustancias que contienen fases cristalinas múltiples o que incluyen fases vidriosas es determinado por medición.
Tabla N° 1. Densidad y porosidad de rocas de edificación.
Fuente: http://petro.uniovi.es/Docencia/mro/21DenPoros06.pdf
3.3.Densidad global o Bulk: De un material sólido es el cociente de su masa seca (m) dividida por el volumen global o “Bulk” (Vb), en el que se incluyen los poros. El volumen global o “bulk” es la suma del volumen del sólido (Vs) más el volumen de los
poros abiertos (Vpa) más el volumen de los poros cerrados (Vpc). 4
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m V s
V pc
V pa
3.4.La densidad aparente: De un material sólido es el cociente de su masa seca dividida por el volumen aparente (Va), en el que viene a ser la suma del volumen del sólido (Vs) más el volumen de los poros cerrados (Vpc)
m V s
V pc
La densidad aparente es la característica usada generalmente para el cálculo del volumen ocupado por el agregado en diferentes tipos de mezclas, incluyendo el concreto de cemento Portland, el concreto butiminoso, y otras mezclas que son proporcionadas o analizadas sobre la base de un volumen absoluto. La densidad aparente es también usada en el cálculo de los vacíos en el agregado en la NTC 1926. El principio utilizado para medir estas dos últimas densidades es el principio de Arquímedes. Fig. 02. Un objeto situado en un fluido pierde una cantidad de peso igual al peso del fluido que este desplaza. Si un objeto es pesado en aire y luego es completamente sumergido en un líquido tal como el agua y pesado de nuevo (mientras está sumergido), la diferencia en peso es igual al peso del agua que el objeto desplaza. Consecuentemente, dividiendo la pérdida en peso del objeto sumergido por la densidad del líquido (ρ L) utilizado da el volumen sumergido del objeto.
Volumen Aluminio = 100cm 3 Densidad Aluminio = 2,7 g/cm3 Masa del Aluminio = 270 g Peso del Aluminio = 2,7 N
100cm
100cm3
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3
Vol. Agua desplazada = 100cm 3 Densidad Agua = 1,0 g/cm 3 Masa Agua desplazada = 100 g Peso Agua desplazada = 1,0 N
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Fig. Nº 2: Demostración del principio de Arquímedes. Fuente: sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos
V b
Basado en esto, para determinar el Vb (volumen bulk o global) y Va (volumen aparente) solo se necesita de tres pesadas: el peso del objeto seco (Wd), el peso del objeto saturado (Ws) y el peso sumergido del objeto saturado (Wss). Con dichos valores se determina: W s W d W s W ss V pa
L
L
Puesto que también V a V b V pa , reemplazando obtenemos:
V a
W d
W ss
L
Por lo tanto las expresiones resultantes son: L
W d V b
W d x L W s
W ss
a
W d V a
W d x L W d
W ss
3.5.Absorción de agua: Esta prueba sirve para clasificar a los pisos a nivel mundial. El porcentaje de absorción de agua en el cuerpo de la loseta determina si la loseta cerámica es cuerpo porcelánico, vítrea, semi-vítrea, o no-vítrea. La norma ASTM C-373 describe el método de prueba estándar para determinar el porcentaje de agua absorbida por el cuerpo de una loseta cerámica. Los resultados son expresados en el porcentaje del peso del agua absorbida en referencia al peso de la loseta seca. El ensayo se efectúa normalmente sobre unidades de baldosas enteras o sobre probetas con un área mínima de 100 cm². La superficie de la probeta tiene que ser plana, estar limpia de restos de polvo, protuberancias pegadas o elementos adheridos que se limpian con un cepillo metálico. La determinación se efectúa en una muestra de cuatro baldosas o probetas. Se empieza secando las probetas a una temperatura de (105 ± 5) ºC hasta masa constante (se considera masa constante cuando la diferencia entre dos pesadas efectuadas dentro de un período de tiempo de 24 horas no varía más de un 0,1 %). Se anota el valor del peso
Tabla Nº 2. Clasificación según la absorción del agua que tiene un material cerámico. Capacidad de absorción de agua Absorción de agua muy baja
< 0.5%
Absorción de agua baja
0.5% - 3% 6
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Absorción de agua media - baja
3% - 6%
Absorción de agua media - alta
6% - 10%
Absorción de agua alta
> 10%
3.6.Gravedad específica: Relación de la masa de una unidad de volumen de un material a una temperatura determinada a la masa del mismo volumen de agua destilada libre de gas a la misma temperatura. La gravedad específica de un suelo se utiliza en el cálculo de las relaciones de fase de los suelos, en los cálculos de los ensayos de granulometría por sedimentación, compresibilidad y potencial de expansión. El término partículas sólidas significa partículas minerales que ocurren naturalmente y no son solubles fácilmente en agua. En consecuencia la gravedad específica de los materiales que contengan materias extrañas (como cemento, cal y similares), materia soluble en agua (como el cloruro de sodio), y los suelos que contengan partículas con una gravedad especifica menor que uno requieren un tratamiento especial o una definición calificada de su gravedad específica.
IV.
EQUIPOS, MATERIALES E INSTRUMENTOS 4.1.Equipos Balanza digital marca H.W. Kessel S.A., serie FX – 3000 i; de 3200 gr. (precisión ± 0.01 gr). Horno de secado, termostáticamente controlado, capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5 °C. Cámara digital 4.2.Materiales Muestras: Trozos pequeños de ladrillo refractario, ladrillo para techo (de 24 Y 16 huecos), ladrillo pandereta , mayólica y concreto (no interesa forma geométrica)
4.3.Instrumentos Probeta de vidrio graduada de 250 ±0.05ml. Una vasija de porcelana de 115 mm (4 ½”) de diámetro aproximadamente. Desecador, de tamaño apropiado que contenga sílica gel o fosfato de calcio anhidro, etc. Utensilios para manipulación de recipientes, se requiere el uso de guantes, tenazas o un sujetador apropiado para mover y manipular los recipientes calientes después de que se hayan secado.
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V.
Otros utensilios, se requiere el empleo de cuchillos, espátulas. cucharas, lona para cuarteo, guantes, espátula, etc. Canastilla de alambre. Sistema de suspensión cuando se sumerge en agua la muestra. Vaso de precipitación. Recipiente para hervir agua.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Las muestras se preparan al cortar o 5.1. romper, procediendo a obtener una porción cuyo peso no debería ser mayor a 50 gramos, remover todas las partículas adherentes de cada muestra.
Secar la muestra de ensayo calentándola 5.2. en una estufa a 110 +/- 5 º C durante un tiempo de 2 minutos, luego permitir enfriarla en un desecador a atmósfera controlada (recipiente hermético con CuSO4) hasta la temperatura ambiente; pesar para determinar
la masa seca, “D”.
Seguidamente las muestras se sumergen 5.3. en agua, se hierve por 5 horas manteniendo sumergida la muestra, evitando el contacto con las paredes y el fondo del recipiente, al término de las 5 horas se deja enfriar por 24 horas.
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Luego pesar la muestra cuando esta se 5.4. encuentre suspendida en agua, es decir se
obtiene la masa “S”, empleando un dispositivo de densidad basado en el principio de Arquímedes.
Secar la muestra ligeramente con paño de algodón (libre de 5.5. hilachas) humedecido para remover toda el agua en exceso de la superficie de la muestra y determinar la masa de la muestra saturada
en agua, es decir pesar para obtener el peso saturado “M”.
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VI.
RESULTADOS Y DISCUSION Tabla N° 3Resultado de las masas de los materiales (M, S y D). Muestras
Pesos menos de 50 (gr) Ladrillo de 24 huecos 48.75 Ladrillo de 16 huecos 49.75 47.93 cerámica 49.92 Pandereta 39.60 Ladrillo refractaria 45.96 Ladrillo de cemento
M (gr)
S (gr)
D (gr)
55.04 55.71 41.51 54.95 43.01 47.08
31.44 32.73 22.46 29.57 24.40 26.12
48.59 49.55 37.78 49.83 39.28 45.79
Considerar ρH20 = 1gr/cm3 a
temperatura ambiente Para las mediciones realizadas considerar: M = masa saturada en agua S = masa sumergida en agua D = masa seca o en seco
Tabla N° 4. Datos obtenidos experimentalmente de diferentes tipos de materiales cerámicos.
MASA )
) D M
g(
MATERIAL
Ladrillo de 24 huecos Ladrillo de 16 huecos Cerámica
) g(
48.59
55.04
49.55
55.71
37.78
Pandereta
49.83
refractario Ladrillo de cemento
39.28 47.79
41.51 54.95 43.01 47.08
)
g(
31.49
mc (
S
) 3
3
V
mc
(a V
p
) 3
mc
mc / A
(I V
P
g(
T
B
P
6.45
17.15
27.33
13.27
2.83
2.06
22.98
6.16
16.8
26.81
12.43
2.95
2.16
22.46
19.05
3.73
15.32
19.52
9.87
2.47
1.98
29.57
30.38
5.12
20.26
16.85
10.32
2.46
1.64
29.40
18.61
3.73
14.88
20.04
9.52
3.98
2.11
26.12
20.96
1.29
19.64
-3.39
2.82
2.33
2.18
32.73
23.6
) 3
Calcular:
Volumen Global o Bulk ,
V = (M - S)/ ρH20
Volumen de poros abiertos, V pa
V pa = (M - D)/ ρH20
Volumen de porciones impermeables, V PI
VPI = (D - S)/ ρH20
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VII.
Porosidad Aparente,
P = {(M – D)/V)} x 100
Absorción de agua,
A = {(M – D)/D)} x 100
Gravedad específica aparente,
T = D / (D - S)
Densidad global o Bulk,
B=D/V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 8.1.
CONCLUSIONES:
Los estándares establecidos por la norma ASTM C737-88 no fueron cumplidos en su totalidad debido a causas diversas ya sea error en el procedimiento, influencia del medio ambiente así como también fallas técnicas en la producción en masa de las empresas ladrilleras.
Concluimos que es importante determinar el valor porcentual de absorción, densidad de masa, porosidad aparente y gravedad específica para una correcta elaboración del mortero haciendo que su durabilidad, eficacia, trabajabilidad y resistencia mecánica sean óptimas para la construcción civil.
8.2.
RECOMENDACIONES:
Se a de procurar que las muestras de los ladrillos no presenten fisuras ni materiales químicos adheridos a su superficie. Las muestras no deben tener alteraciones por agentes atmosféricos (intemperización) Controlar la temperatura del agua mediante un termómetro así como también el tiempo de inmersión de las muestras en agua.
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFIAS
https://es.scribd.com/doc/220741291/Laboratorio-Determinacionde-La-Absorcion-de-Agua-Densidad http://www.duratiles.com.tr/eng/pdf/Su-Emme.pdf http://infostore.saiglobal.com/store/details.aspx?ProductID=840955
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IX.
ANEXOS Muestras de cada una de las masas sin secar:
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