METODO PARA DETERMINAR LA FINURA DEL CEMENTO PRACTICA No. 2
Paula Andrea Chávez Calderón
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Jaime Eduardo Ramírez Medicis
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Nancy Carolina Roa Bohórquez
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Presentado a: Ing. Guillermo Toro Acuña
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Facultad de Ingeniería Programa de Ingeniería Civil Laboratorio de materiales Febrero, 2013
METODO PARA DETERMINAR LA FINURA DEL CEMENTO PRACTICA No. 2
Paula Andrea Chávez Calderón Jaime Eduardo Ramírez Medicis Nancy Carolina Roa Bohórquez
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Facultad de Ingeniería Programa de Ingeniería Civil Laboratorio de materiales Febrero, 2013
INTRODUCCION
En el siguiente informe se revela y publica un método por medio del cual se puede determinar el módulo de finura del cemento por medio de la práctica experimental. Las propiedades físicas del cemento, deben ser estudiadas para determinar las características y comportamiento del mismo. En esta ocasión estudiamos la finura del cemento, esta es una propiedad muy importante por ello tiene que someterse a un control cuidadoso; Las partículas de cemento, por ser muy pequeñas, no pueden ser separadas por mallas, por esta razón, el grado de finura del cemento se mide por otro tipo de métodos y parámetros. El parámetro de medición de la finura del cemento es el área específica, expresada como el área de la superficie total en cm2 por gramo de cemento (o m2 por Kg de cemento). El área específica en cm2/g significa la cantidad de superficie que un gramo de partículas de cemento puede cubrir. Así, un cemento con área específica mayor será más fino que otro con área específica menor. Un aumento en la finura del cemento tiene los siguientes efectos:
Hidratación temprana: un alto grado de finura eleva la cantidad de yeso requerido para propiciar un efecto retardante adecuado, puesto que en cementos más finos, existe más cantidad de aluminato tricálcico (C3A) libre para una velocidad de hidratación rápida. Desarrollo rápido de la resistencia a la compresión en el concreto, especialmente a edades mayores o cercanas a los 7 días. Por esta razón, el cemento tipo III (alta y temprana resistencia) es molido más finamente y con mayores proporciones de silicato tricálcico (C3S) y aluminato tricálcico (C3A). El concreto hecho con tipo III tiene a los 3 días una resistencia a la compresión igual a la del tipo I a los 7 días.
Aun así, moler las partículas del cemento hasta obtener un alto grado de finura presenta ciertas desventajas:
Representa un proceso con costos considerables.
Las partículas de cemento al ser más finas se deterioran con mayor rapidez por la atmósfera. Experimentan una reacción más fuerte con los agregados reactivos alcalinos. Forman una pasta con mayor contracción y más susceptibilidad de agrietamiento, la cual influye en el calor liberado y en la velocidad de hidratación, entonces, se dice que a mayor rapidez de hidratación del cemento mayor desarrollo de la resistencia.
Este informe se hace una herramienta esplendida para quien necesita determinar la conducta que puede tomar el cemento, por medio de una de sus propiedades físicas (finura), al reaccionar con algún otro material.
OBJETIVOS
Establecer un método para reconocer la finura del cemento. Reconocer el aparato de Blaine y sus partes, para usarlo correctamente a la hora de hacer la práctica. Calibrar correctamente el aparato para disminuir el margen de error de la práctica. Identificar y llevar acabo correctamente el procedimiento para realizar la práctica y obtener resultados óptimos, con el menor margen de error.
Determinar la finura del cemento utilizado en el laboratorio.
Identificar la importancia de conocer la finura del cemento.
MATERIALES
Líquido de llenado: Ftalato de dibutilo
Cronómetro
10g de cemento Portland Tipo I, peso específico: 3,15, superficie especifica entre el rango de 2800 – 5800 m2/Kg, densidad: 3.15g/m3 y módulo de finura 0.50 ± 0.5
Aparato de Blaine: (Imagen 1) El cual usa un método de permeabilidad al aire. La superficie específica se determina haciendo pasar una cantidad definida de aire por una muestra preparada en una determinada forma, la cantidad de aire que pasa es función del tamaño y de la distribución de tamaños de las partículas. En la siguiente imagen se pueden identificar cada una de las partes del aparato de Blaine con el fin de entender el procedimiento tanto de calibración como de desarrollo del experimento.
Calibración del aparato de Blaine (previamente realizada para esta pr áctica) Se hace empleando una muestra patrón (muestra 114 del National Bureau of Standard, USA). En el momento del ensayo, la muestra debe estar a la temperatura ambiente Determinación de la capa de cemento
Colocar 2 discos de papel filtro en la celda de permeabilidad. Llenar el tubo con mercurio y enrasar, sacar el mercurio y pesarlo, registrando ese valor como PA. Quitar del tubo uno de los discos de papel filtro. Colocar en el tubo 2,8 g de cemento y luego el 2° disco de papel filtro, compactando el cemento. Llenar el espacio que queda en la parte superior con mercurio y enrasar nuevamente. Vaciar el mercurio, pesar y registrar dicho peso como PB. Calcular el volumen de cemento según la siguiente f órmula:
Dónde:
V= Volumen de la capa de cemento en cm3 = Peso específico del mercurio a la temperatura de ensayo en g/cm3
Preparación de la muestra patrón
Introducir la muestra patrón inmediatamente antes de ser utilizada, en un frasco de 100 a 150 cm3 de capacidad y agitar vigorosamente durante 2 minutos de modo de deshacer los grumos y obtener su esponjamiento. Calcular el peso de la muestra patrón según la siguiente fórmula. El peso será tal que permita lograr una capa de cemento con una porosidad de 0,500 0,005.
Dónde:
P= Peso de la muestra patrón en gramos V= Volumen de la capa de cemento en cm3, previamente determinado. e = Porosidad de la capa de cemento (0,500 0,005).
Preparación de la capa compacta de cemento patrón
Asentar el disco perforado en el reborde de la celda de permeabilidad. Colocar un disco de papel filtro sobre el disco perforado y presionar sus bordes hacia abajo con una barra cilíndrica de diámetro, ligeramente inferior a la del tubo. Poner en la celda la cantidad de cemento previamente determinada y pesar con una tolerancia de 0,001 g. Golpear suavemente el tubo a fin de nivelar la capa de cemento. Colocar sobre la capa de cemento otro disco de papel filtro. Comprimir el cilindro con el émbolo, hasta que el reborde de éste se asiente en la parte superior del tubo. Sacar lentamente el émbolo.
PROCEDIMIENTO DE IDENTIFICACIÓN DE LA FINURA
Armar el aparato de Blaine, garantizando que el manómetro esté lleno entre la tercer y cuarta raya de Ftalato de dibutilo (Imagen 2). Identificar si la bomba está funcionando. Reconocer el volumen de la cámara para así saber cuánto pesa el volumen del cemento (preparación de la capa compacta de cemento) el dato exacto de cemento fue 2.90 g (Imagen 3). Colocar un filtro metálico en la cámara de permeabilidad y poner un filtro de papel y un embudo para adicionar el cemento ya pesado (Imagen 4).
Compactar con el embolo girándolo 90 grados sacarlo de la cámara. Aplicar vaselina al manómetro para hacer un estilo de sello o bien dicho para que no entre aire y poner la cámara. Con la ayuda del cronometro tomar el tiempo que se tarde el aceite en llegar entre la segunda y la tercera línea del manómetro. Repetir este paso 2 veces (Imagen 5 y 6). Teniendo los datos del tiempo del ensayo y el tiempo y superficie especifica de la muestra patrón, hallar la superficie especifica del cemento usando la siguiente ecuación:
Dónde:
√
S = Superficie especifica de la muestra en ensayo. Sp = Superficie específica de la muestra patrón. t = Intervalo de tiempo en segundos, para que baje el
menisco del líquido en el manómetro de la segunda a la tercera marca, durante el ensayo, en este caso promedio de los dos datos tomados. tp = Intervalo de tiempo en segundos, para que baje el menisco del líquido en el manómetro de la segunda a la tercera marca, durante la calibración de la muestra patrón.
TOMA DE DATOS Sp = 3818 cm2/g = 3.818 m2/Kg tp = 92 s t1 = 2’ 31’’ 48 = 151.48 s t2 = 2’ 29’’ 15 = 149.15 s t = 150.315 s
CÁLCULOS
√ √ √
ANÁLISIS DE RESULTADOS
De acuerdo con los resultados obtenidos, se encontró que el valor de la superficie especifica del cemento que se utilizó en el ensayo está dentro del rengo de referencia para el cemento portland. Sin embargo, el resultado obtenido debería dar más cercano al límite superior del intervalo ya que el cemento utilizado era cemento adicionado y por tanto, el módulo de finura de este tendría que ser más alto, haciendo el análisis respectivo atribuimos esta diferencia a los posibles errores cometidos durante el desarrollo de la práctica, en especial al momento de tomar el tiempo que tarda el líquido en desplazarse con la muestra de ensayo.
CONCLUSIONES
Se estableció un método para la determinación de la finura del cemento portland tipo I. Se estudió y observó el aparato de Blaine en cada una de sus partes, antes de comenzar el ensayo, para asegurar el buen funcionamiento de este y el correcto manejo del mismo por parte de los practicantes durante el ensayo. Previo a la práctica se calibró adecuadamente el aparato de Blaine, para determinar la cantidad exacta de cemento que se debía util izar en el ensayo. Se siguieron apropiadamente los pasos de realización del ensayo, obteniendo un resultado a grandes rasgos acertado pues está dentro del rango establecido, aunque con errores sistemáticos mínimos que generaron un resultado un poco más bajo del esperado. Se determinó la finura del cemento utilizado en el laboratorio. Se concluyó que es importante conocer la finura del cemento con el cual se está trabajando para determinar la permeabilidad del mismo y así precisar el correcto funcionamiento del cemento para la función en que se desea emplear.
BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFÍA
http://www.uca.edu.sv/mecanicaestructural/materias/materialesCostruccion/guiasLab/ensayoCemento/DETE RMINACION%20DE%20LA%20FINURA%20DEL%20CEMENTO%20PORT LAND.pdf http://www7.uc.cl/sw_educ/construccion/materiales/html/lab_m/cemento5.ht ml Norma Técnica Colombiana ntc 33 para la determinación de la finura del cemento portland
ANEXOS Documentación fotográfica
Imagen 1
Imagen 3
Imagen 5
Imagen 2
Imagen 4
Imagen 6
