• Author / Uploaded
• Fredis Frez Perez Tovar

• Categories
• Cemento
• Hormigón
• Materiales de construcción
• Agua
• Ingeniería

Citation preview

UNIVERSIDAD DE CARTAGENA Laboratorio de Hormigón, No 3, septiembre de 2015 “CONSISTENCIA NORMAL DEL CEMENTO” Echávez Leyser 1, Hernández Luisa 1, Martínez Luis 1, Pérez Jesús 1, Pérez Fredis 1 Barrios Modesto 2 [1]

Estudiantes de V Semestre del Programa de Ingeniería Civil de Universidad de Cartagena, Laboratorio de Hormigón. [2]

Docente del área de Hormigón de la Universidad de Cartagena.

RESUMEN: Durante el desarrollo de la práctica de Hormigón realizó como tema Consistencia Normal del Cemento; En esta práctica se determinará la consistencia normal de una muestra de 500g de cemento portland fresco, utilizando el Aparato de Vicat, es decir, el porcentaje de agua ideal para obtener una consistencia trabajable en las pastas de cemento hidráulico para definir una curva de relación entre el contenido de agua y la penetración en la pasta del vástago de 1cm de espesor del aparato de vicat , determinando la cantidad de agua por unidad de volumen para que dicho aparato penetre 10 mm, conociendo esta característica se puede determinar el tiempo de fraguado, el calor de hidratación, la estabilidad del volumen y la resistencia mecánica que contiene el cemento con el cual se va a trabajar y de ese modo no excederse con el porcentaje de agua que se debe utilizar. Palabras claves: Consistencia, Aparato De Vicat, Molde, NTC 110, Estabilidad. ABSTRACT: During the development of the practice of Concrete made Consistency Normal theme Cement; In practice the normal consistency of a sample of 500 g of portland cement fresh be determined using the Vicat apparatus, ie E0L percentage ideal water to obtain a workable consistency pastes hydraulic cement to define a curve ratio the water content and the penetration shaft dough 1cm thick Vicat apparatus, determining the amount of water per unit volume to penetrate said apparatus 10mm, knowing this feature can determine the setting time, the heat of hydration, volume stability and mechanical strength which contains the glue with which it will work and thereby not exceed the percentage of water to be used. Keywords: Consistency, Vicat Apparatus, Molde, NTC 110, Stability. INTRODUCCIÓN El cemento como agente conglomerante, necesita del agua para formar la reacción química que permita la hidratación y el desarrollo de sus propiedades tan importantes en la ingeniería: la formación de una roca artificial altamente resistente.

Se llama fraguado al tiempo en que una mezcla de mortero tarda en pasar de su estado plástico al sólido, es decir, a formar la roca. La importancia en las estimaciones de la consistencia normal y el fraguado radica en que los morteros se elaboran con materiales distintos

químicamente entre sí, aunque nace del mismo concepto (cemento, agua y arena) cada material varía su composición de acuerdo a la empresa fabricadora en el caso del cemento, la fuente natural de donde venga la arena, las condiciones químicas del agua, etc. La norma American Standard for Testing Materials (ASTM) C 187 “Normal consistency of hydraulic cement” establece que la consistencia normal se determina utilizando el aparato de Vicat. Dicha consistencia se alcanza cuando la penetración de la aguja de Vicat en la pasta (agua cemento) llega a 10 ± 1 mm. La cantidad de agua de consistencia normal se obtiene de un gráfico de porcentaje de humedad contra penetración (mm). De acuerdo con lo establecido en la norma ASTM C187 el agua de consistencia normal para cementos portland oscila entre un 20% y un 28%. Así el objetivo de la práctica es calcular el porcentaje de agua necesario para obtener la consistencia normal del cemento utilizado.

MARCO TEÓRICO Consistencia normal del cemento: plasticidad ideal del cemento. Es la cantidad de agua necesaria para que el cemento tenga la capacidad de unirse a la grava y la arena para formar el hormigón. C.N =

Peso de agua ∗100 Peso de cemento

La consistencia se mide por medio del aparato de Vicat, utilizando una aguja de 10 mm de diámetro, acondicionado dentro se coloca en la forma prescrita por la norma NTC 110 y se coloca en el molde. Enseguida se coloca el émbolo en contacto con la superficie superior de la pasta y se suelta. Por la acción del propio peso del émbolo, la aguja penetra en la pasta, y la profundidad de penetración depende de la consistencia de la pasta. La pasta se considera de consistencia normal cuando la aguja penetra 10 milímetros +/- 1 milímetro a los 30 segundos de haber sido soltada. El contenido de agua de la pasta se expresa como porcentaje en peso de cemento seco, y el valor normal varía entre 23 a 33 %, es decir entre 115 y 165 ml para 500 gramos de cemento; sin embargo estos valores establecidos varían de acuerdo a las condiciones en que se realice el ensayo. Aparato de Vicat: es un aparato de medida de la dureza denominado en honor al ingeniero francés Louis Joseph Vicat. Se emplea en aquellos materiales que no poseen un punto de fusión definido, tal y como algunos plásticos. Se emplea igualmente en la determinación de los tiempos de fraguado de los hormigones. Consiste en un marco que incorpora un émbolo móvil de 300 g, aguja de 10 mm, en uno de sus extremos está equipado con una aguja extraíble de 1 mm de diámetro y 50mm de longitud.

EQUIPOS Y MATERIALES Los materiales empleados para la elaboración satisfactoria de la práctica fueron: Cemento Portland, Tabla de vidrio, Agua, Balanza Digital, Aparato de Vicat, Espátula, Molde en forma de cono, Probeta de 250mL

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Para el desarrollo de la experiencia, primeramente se pesaron 500g de Cemento portland tipo I, luego se tomó la cantidad de agua correspondiente al 24% respecto al peso del cemento para luego agregarlas a al espécimen de cemento. Posteriormente se homogeneizo la mezcla durante 90 segundos para obtener la pasta de cemento, a continuación se formó una bola con la pasta y se pasó de una mano a otra, con una distancia apropiada (15cm). Luego se presionó la muestra homogeneizada colocada en el cono truncado con una placa de vidrio hasta llenarse. Teniendo ya realizado lo anterior se retiró el exceso de pasta en el extremo de menor diámetro con la espátula y se puso ras con la superficie de la pasta sin comprimirla, instantáneamente se colocó el molde en el Aparato de Vicat. Dicho aparato fue graduado en el punto cero y se ubicó el extremo de la aguja de Vicat en ligero contacto con la pasta de cemento, por último se soltó la aguja de 10 mm (1.00 cm) hasta penetrar cierta profundidad en 30 segundos y finalmente se realizó la lectura de la penetración en el Índice Ajustable.

Este procedimiento fue realizado por varias veces variando el porcentaje de agua aplicado (26%, 28%, 30% y 32%) de agua respecto al peso del cemento.

ANÁLISIS Y RESULTADOS Tras realizar el procedimiento descrito anteriormente, se obtuvieron los siguientes resultados:

Volumen de Agua (cm3)

Penetraci ón (mm)

Contenido húmedo (%)

120 130 140

2.0 4.0 5.0

24 26 28

150

9.0

30

160

12.0

32

Tabla 1. Porcentaje de agua vs Penetración de la aguja. Volumen de Agua Vs Penetración 200 150 Volumen de Agua (cm3)

100 50 0 2 4 5 912

Penetración (mm)

Se tabularon los datos obtenidos el laboratorio, obteniendo así gráfica que se muestra antes. halló, por interpolación lineal,

en la Se el

porcentaje de agua que se necesitaría para obtener una penetración de 10mm, y este valor fue de 30,76%. Finalmente, se pueden mencionar los errores asociados al proceso de medición que tienen que ver con la subjetividad de la persona que realiza las lecturas, entre ellos el error de paralaje tanto en la lectura de los meniscos como en las lecturas de las penetraciones. Así mismo estuvieron presentes los errores instrumentales asociados con la incertidumbre del equipo utilizado especialmente en el caso de la balanza electrónica que presentaba cierta inestabilidad en los decimales a la hora de pesar el cemento.

CONCLUSIONES La obtención de la consistencia normal del cemento mediante este método depende mucho de las condiciones del medio ambiente y el cuidado que se tenga al preparar la pasta, pues como hemos observado el tiempo juega un papel muy importante ya que el cemento reacciona inmediatamente al ponerse en contacto con el agua. También hay que tener en cuenta los diferentes cambios de temperatura y las impurezas que

contiene el agua, aun así el valor obtenido está dentro de las referencias dadas en clase sobre el valor de consistencia normal del cemento REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICA -

http://descom.jmc.utfsm.cl/pr oi/materiales/CEMENTO/CEME NTO.htm

-

http://laboratoriosdehormigon es.blogspot.com/2010/06/con sistencia-normal-delcemento-tiempos.html

-

American Standard for Testing Materials (ASTM). Norma C187-04 “Standard Test Method for Normal Consistency of Hydraulic Cement”

-

Muñoz, F. Componentes principales de las mezclas de concreto. Editorial UCR.

-

Neville, A. Tecnología del concreto. Editorial Limusa.

-

Aparato de Vicat manual. Pinzuar LTDA. http://www.pinzuar.com.co/pi nzuar/index.php? option=com_virtuemart&view =productdetails&virtuemart_ product_id=100&virtuemart_ category_id=25&Itemid=157 &lang=es