UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL COMPORTAMIENTO COMPORTAMIENTO DE MATERIALES Nombre: William
P. Lucero C. Curso: Tercer año de universidad
Paralelo: “D” Tema:
Determinacion del tiempo de fraguado inicial y final del cemento
Práctica: 9 Profesor: Ing.
Wilmer Zambrano
OBJETIVOS:
Conocer el procedimiento que se utiliza para determinar el tiempo de fraguado inicial y final del cemento hig¿draulico ´pr medio de la aguja del vicat. Introducir al estudiante sobre el procedimiento que se utiliza para determinar los tiempos de fraguado inicial y final en pastas de cemento por medio de las agujas de Gillmore. Conocer algunas especificaciones ASTM para diferentes tipos de cemento, en cuanto a tiempos de fraguado
TEORÍA:
CEMENTO PORTLAND El cemento Portland es un conglomerante o cemento cemento hidráulico que cuando se mezcla con áridos, áridos, agua y fibras de acero discontinuas y discretas tiene la propiedad de conformar una masa pétrea resistente y duradera denominada hormigón. hormigón. Es el más usual en la construcción construcción y es utilizado como aglomerante para la preparación del hormigón (en Hispanoamérica concreto). Como cemento hidráulico tiene la propiedad de fraguar fraguar y endurecer en presencia de agua, al reaccionar químicamente con ella para formar un material de buenas propiedades aglutinantes.
La aguja de Vicat En este método se utiliza el aparato de Vicat que se utilizó en la determinación de la consistencia normal, con la diferencia de que en el extremo inferior, en lugar del émbolo, se coloca una aguja de 1 mm de diámetro. El procedimiento resumido es que primero se elabora una pasta con el contenido de humedad determinado en la prueba de consistencia normal, que se introduce en un molde tronco cónico de dimensiones estándar, en cuya parte superior se coloca la aguja de 1 mm de
Confía en ti mismo para conseguir tus objetivos. La espera puede hacerse larga, pero todo esfuerzo tiene su recompensa diámetro, el cual soporta un émbolo con una masa de 300 g y se deja que penetre en la pasta de cemento por su propio peso durante un lapso de 30 s. La primera lectura se realiza en 30 minutos luego que se moldea sin ser alterada en un cuarto de curado y luego se realizan lecturas a 3 intervalos de 15 minutos hasta que se obtenga una penetración de 25 mm o menor. Con esta serie de datos se determina por interpolación el tiempo correspondiente a una penetración de 25 mm y éste será el tiempo de fraguado inicial del cemento. Posteriormente se realizan penetraciones hasta determinar el primer instante en el cual la aguja no deja huella visible en la pasta endurecida de cemento, y se registra como el tiempo de fraguado final
FRAGUADO El fraguado es el proceso de endurecimiento y pérdida de plasticidad del hormigón (o mortero de cemento), producido por la desecación y recristalización de los hidróxidos metálicos — procedentes de la reacción química del agua de amasado — con los óxidos metálicos presentes en el clínker que compone el cemento. También se denomina fraguado al proceso de endurecimiento de la pasta de yeso o del mortero de cal. En el proceso general de endurecimiento del hormigón se presenta un estado de fraguado inicial en que la mezcla pierde su plasticidad. Se denomina fraguado final al estado en el cual la consistencia ha alcanzado un valor muy apreciable. El tiempo comprendido entre estos dos estados se llama tiempo de fraguado de la mezcla que se estima en unas diez horas, aunque varía dependiendo de la humedad relativa, temperatura ambiente, etc. Se pueden añadir aditivos retardantes o acelerantes del fraguado que permiten su mejor manejo en obra.
Comportamiento de Materiales
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INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN EL FRAGUADO DEL HORMIGÓN El hormigón puede ser considerado como un sistema de tres fases, agua, partículas sólidas y aire. Justo después de mezclar el agua con el cemento, las partículas sólidas se encuentran desconectadas o conectadas por fuerzas de Van der Waals, con lo que el hormigón se comporta c omo un líquido viscoplástico cuya resistencia última depende de la fracción de volumen de sólidos. Conforme la hidratación tiene lugar, las partículas de cemento construyen puentes entre ellas (percolan),incrementando gradualmente la fracción volumétrica de sólidos e interrumpiendo la porosidad capilar, que se encuentra rellena de agua. Estos puentes generados por los productos de hidratación son mucho más fuertes que las fuerzas interparticulares de Van der Waals, que hacen que floculen existiendo un momentoen el que la resistencia de la masa crece más rápidamente que la fracción volumétrica de sólidos, formando de esta manera el esqueleto sólido del hormigón. El fraguado inicial indica el momento en el cual la masa ya no puede ser vibrada debido a que e ha adquirido la resistencia suficiente en la cual puede dañar la estructura interna. Por lo tanto, el conocimiento del comportamiento de fraguado del hormigón se puede plantear los tiempos de acabado d el pavimento.
EQUIPO A EMPLEARSE:
Probeta graduada, capacidad de 100 a 200 cm3. Aparato de vicat. Molde tronco – cónico. Aceite. Cemento. Espátula. Balanza. Agua potable. Recipiente metálico.
PROCEDIMIENTO:
Se aplica una capa delgada de aceite mineral sobre la placa de vidrio y la superficie interna del molde. Se toma 500 gr de cemento de la muestra a ensayarse. Utilizando una probeta graduada se mide una cantidad exacta de agua destilada o potable, para ser más exactos 150 ml. Se vierte una pequeña cantidad de agua en la vasija metálica de la batidora, continuamente vertimos el cemento y encendemos la batidora, dejándola funcionar por un lapso de 30 segundos máximo. Sacamos el contenido y lo colocamos en el molde por la parte más ancha hasta llenarlo completamente.
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Se remueve el exceso evitando comprimir la masa, utilizando la espátula se enrasa con el borde del molde. Inmediatamente se lleva el conjunto debajo del extremo de la aguja, el cual se coloca suavemente a ras de la superficie. Se mide la temperatura y se procede a soltar el vástago con la aguja, esperamos 30 seg. Y toamos la primera lectura. Con la misma muestra repetimos la penetración con la aguja en intervalos de 15 min, hasta que a penetración de la aguja sea cero.
MEDICIONES Y CÁLCULOS:
Determinar por INTERPOLACIÓN EL TIEMPO REQUERIDO PARA UNA PENETRACIÓN CORRESPONDIENTE A 25 mm, el cual se reportará como EL TIEMPO DE FRAGUADO INICIAL Datos: % de agua a utilizar: 32% Peso de cemento: 500 g Volumen de agua : 500(32/100) = 160 g = 160cm³
N° HORA AL LECTURA AMBIENTE 1 9:25 AM 2 10:25AM 3 11:10AM 4 11:55AM 5 12:15PM 6 12:30PM 7 12:45PM 8 13:00PM 9 10
11
13:15PM 13:30pm 13:45pm
TIEMPO PENETRACION % DE TRANSCURRIDO [mm] AGUA
TEMPERATURA(°c)
0 1h 1h45min 2h30min 2h50min 3h05min 3h20min
42,5 42,5 29 14 3 1
32 32 32 32 32 32
20 20 26 26 22,5 25
3h35min
1
32
3H50min
1
32
4h05min 4h20min
0,5 0
32 32
26 26 25 22
En la lectura 11 no se observa marcas
CALCULO DE INTERPOLACION
Donde X corresponde a los mm de penetracion Donde Y Corresponde al tiempo de fraguado
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Fuente: http://es.ncalculators.com/geometry/linear-interpolation-calculadora.htm
DIBUJOS O GRÁFICOS:
CONCLUSIONES:
Concluimos que el tiempo de fraguado inicial se encuentra entre la lectura N°4 Y N°5(entre 29 mm y 14 mm) resolviendo la interpolación para 25 mm nos da un tiempo de 2.58 horas, que equivale a 155.66 min.
El tiempo de fraguado final se encuentra en la lectura N°11 donde no se aprecia marca visible en la muestra, y corresponde a un tiempo de 4h20min ó 260 min.
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