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• Sebastian Hernandez Cubillos

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MARCO TEORICO La consistencia aunque esta relacionada con el concepto de manejabilidad, no es su sinónimo. En términos generales, la consistencia se refiere a su estado de fluidez, e decir, que tan dan dura o blanda es una mezcla de concreto cuando se encuentra en estado plástico, por lo cual se dice que es el grado de humedad de la mezcla. La cantidad de agua que se le agrega al cemento le comunica una determinada fluidez, la cual aumenta al incrementarse el contenido del agua. Existe una determinada fluidez para la cual debe agregarse cierta cantidad de agua. Esta fluidez es lo que se le llama consistencia normal DESCRIPCION En el ensayo de laboratorio se utiliza un aparato conocido con el nombre de Aparato de Vicat, dicho aparato tiene la función de proporcionarnos la penetración lograda por una de sus agujas en cada una de las muestras utilizadas. Consiste en un soporte con un vástago móvil que pesa 300g, uno de sus extremos se llama sondeo, tiene 10 mm de diámetro y 50 mm de longitud y el otro una aguja de 1 mm de diámetro y 50 mm de longitud el vástago es reversible y se ajusta a través de un tornillo, tiene un índice ajustable que se mueve sobre una escala graduada en milímetros, rígidamente unida al soporte. El molde en el cual se coloca la pasta debe ser de forma tronco-cónica y su base mayor debe reposar sobre una placa de vidrio, el molde debe ser de material no absorbente que resista física y químicamente el ataque de la pasta de cemento. Según la norma, el aparato de Vicat debe tener las siguientes especificaciones: Peso de la sonda 300 - 5 grs Diámetro de la sonda 10 - 0.05 mm Diámetro de la aguja 1 - 0.05 Diámetro interior de la base mayor del molde 70 - 3 mm Diámetro interior de la base menor del molde 60 - 3 mm Altura de molde 40 - 1mm Para la realización del ensayo, se tuvieron en cuenta las especificaciones de las normas: o NORMA ICONTEC 110 Método para determinar la consistencia normal del Cemento Hidráulico. o ASTM C – 187 Method of test for Normal Consistency of hydraulic cement. Sobre una superficie no absorbente, se colocaron 500gr de cemento Portland en forma de cono, previamente pesados en la balanza, haciendo un orifico en su interior sobre el cual se vertió agua y se llenó el orifico con el cemento seco que lo rodea utilizando el palustre. A continuación se mezcló con las manos, para darle a la pasta una forma esférica y pasarla 6 veces de mano a mano. Al finalizar, se llenó el molde por la parte inferior colocando sobre esta base la placa de vidrio, volteando todo el conjunto de tal manera que se niveló con palustre la pasta en la base menor. El conjunto constituido por la placa, la pasta y el molde se llevó al aparato y se

centra bajo el vástago, el cual se hace descender hasta que la sonda toque la superficie de la pasta y se fija en esta posición luego se lleva la escala al cero superior. Finalmente esta se deja caer durante 30 segundos. EJEMPLO Para llevar a cabo el ensayo, se utilizaron muestras de 500gr de cemento Portland, el procedimiento se repitió varias veces para identificar a qué relación de agua cemento, la aguja del aparato de Vicat de 1cm de diámetro, penetrara 10mm en la mezcla. Experiencia 1 2 3 4 5 6 Muestra (gr) 500 500 500 500 500 500 Volumen de Agua (ml) 110 120 125 128 135 140 Penetración de la aguja (mm) 0 4 7 13 15 16 Relación agua cemento (%) 22 24 25 25.6 27 28 1. OBJETO 1.1 Esta norma establece el método de ensayo para determinar la consistencia normal del cemento hidráulico mediante el aparato de Vicat 1 . 1.2 Los valores de esta norma están expresados de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades, véase la NTC ISO 1000, los valores entre paréntesis se dan de manera informativa. 1.3 Esta norma no pretende señalar todos los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario establecer las prácticas de seguridad y salud así como aplicar los limites reglamentarios. Las mezclas frescas de cemento hidráulico son cáusticas y pueden causar irritaciones en la piel y tejidos. Se recomienda el uso de guantes, traje de protección y protección visual. En cualquier caso de exposición, se debe tener asistencia médica idónea y remover la ropa y accesorios contaminados. 2. REFERENCIAS NORMATIVAS

Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección). NTC 112, Ingeniería civil y arquitectura. Mezcla mecánica de pastas de cemento hidráulico y morteros de consistencia plástica. (ASTM C305) NTC 3938, Cementos. Aparatos para la determinación de cambios de longitud en pasta de cemento, mortero y concreto. (ASTM C490). NTC 4073, Cementos. Masa de referencia y equipos para determinación de masa y volumen usados en los ensayos físicos de cementos hidráulicos. (ASTM C1005). 1 En esta norma el aparato de Vicat es sinónimo del equipo de Vicat. Se expresa de acuerdo con el término más comúnmente utilizado en el país para su denominación. NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 110 (Segunda actualización) 2 NTC-ISO 1000, Metrología. Sistema internacional de unidades. ASTM D1193, Standard Specification for Reagent Water. ASTM E177, Standard Practice for Use of the Terms Precision and Bias in ASTM Test Methods. 3. IMPORTANCIA Y USO 3.1 Este método de ensayo se debe usar para determinar la cantidad de agua requerida para preparar pastas de cemento hidráulico para ensayo.

4. EQUIPOS 4.1 Masas de referencia y equipos para la determinación de masa, los cuales deben estar conformes a los requisitos de la NTC 4073. Los equipos para la determinación de masa deben estar evaluados para precisión y sesgo en una carga total de 1 000 g. 4.2 Probetas graduadas de 200 ml o 250 ml de capacidad y que estén conformes con los requisitos de la NTC 3938. 4.3 Aparato de Vicat. El aparato de Vicat (véase la Figura 1) consiste de un soporte rígido (A) que sostiene un vástago móvil (B), que pesa 300 g. Uno de sus extremos (C) es el émbolo, el cual tiene 10 mm de diámetro y una longitud mínima de 50 mm; el otro extremo tiene una aguja removible (D) de 1 mm de diámetro y 50 mm de longitud. El vástago (B) es reversible, puede sostenerse en la posición deseada por medio de un tornillo (E) y tiene un índice ajustable (F) que se mueve sobre una escala graduada en milímetros y rígidamente unida al soporte. La pasta se coloca en un molde fijo de forma tronco-cónica (G), que está apoyado sobre una placa de base no absorbente (H) de aproximadamente 100 cm². El vástago (B) debe ser de acero inoxidable con una dureza no menor de 35 HRC (véase la Nota 1) y debe estar sobre el mismo eje que el émbolo (C). El molde debe ser de material anticorrosivo, no absorbente, además debe tener un diámetro interior de 70 mm en la base mayor y 60 mm en la base menor y una altura de 40 mm. NOTA 1 El requisito que especifica que el vástago sea de acero inoxidable, se aplica solamente a los aparatos de Vicat nuevos o a los vástagos de repuesto y no a los equipos en uso que cumplen con los requisitos de esta norma. El aparato de Vicat también puede estar constituido por un vástago no reversible, pero en este

caso, debe tener un dispositivo de compensación de su peso que permita cambiar el émbolo por la aguja. Las secciones terminales de la aguja y del émbolo deben ser planas y perpendiculares al eje del vástago. El aparato de Vicat y el molde deben cumplir con los siguientes requisitos: Peso del vástago móvil 300 g ± 0,5 g Diámetro de émbolo al final del vástago 10 mm ± 0,05 mm Diámetro de la aguja 1 mm ± 0,05 mm Diámetro interior de la base mayor del molde 70 mm ± 3 mm Diámetro interior de la base menor del molde 60 mm ± 3 mm Altura del molde 40 mm ± 1 mm NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 110 (Segunda actualización) 3 La escala graduada, comparada con una escala patrón con exactitud de ± 0,1 mm en todos sus puntos, no debe tener en ninguna parte una desviación mayor de 0,25 mm. 4.4 Palustre, con una hoja de acero, afilada y recta de 100 a 150 mm de longitud. 5. TEMPERATURA Y HUMEDAD 5.1 La temperatura ambiente en la sala de trabajo, la zona de mezclado, el cemento seco, los moldes y las placas de base, excepto la del agua, debe mantenerse entre 23 °C ± 4 °C. La temperatura del agua de amasado debe ser de 23 °C ± 2 °C. 5.2 La humedad relativa en la sala de trabajo debe ser mayor al 50 %. 6. PROCEDIMIENTO 6.1 PREPARACIÓN DE LA PASTA DE CEMENTO

Se mezclan 650 g de cemento con una determinada cantidad de agua limpia de acuerdo con el procedimiento descrito en la NTC 112. El agua debe estar de acuerdo a los requisitos de la especificación ASTM D1193 para reactividad Tipo III o Tipo IV. 6.2 LLENADO DE MOLDES La pasta de cemento preparada como se describe en el numeral 6.1, se moldea rápidamente con las manos con el empleo de guantes de caucho para darle forma de bola. Luego se lanza seis veces de una mano a otra a través de una distancia de unos 150 mm con el fin de producir una masa aproximadamente esférica que puede insertarse fácilmente dentro del molde de Vicat y minimizar la manipulación adicional. Se presiona la bola, que permanece en la palma de una mano, dentro de la base mayor del molde cónico (G) (véase la Figura 1), el cual está sostenido con la otra mano, hasta llenar completamente el anillo con la pasta. Luego se remueve el exceso de ésta de la base mayor, con un solo movimiento de la palma de la mano. Se coloca el anillo con su base mayor sobre la placa de base (H) y con la ayuda de un palustre inclinado levemente con respecto al anillo, se quita el exceso de pasta de la base menor con un solo movimiento. Finalmente, si es necesario, se suaviza la superficie de la pasta con ayuda del palustre. Durante estas operaciones se debe tener cuidado de no comprimir la pasta. 6.3 DETERMINACIÓN DE LA CONSISTENCIA El conjunto constituido por la placa de base, la pasta y el molde se lleva al equipo y se centra debajo del vástago (B) (véase la Figura 1), se hace descender el émbolo hasta que haga contacto con la superficie de la pasta y se fija en esta posición por medio del tornillo (E). Se desplaza el índice hasta que coincida con el cero superior o se con una lectura inicial y se

suelta inmediatamente. Este período no debe exceder 30 s después de finalizar el mezclado. El equipo no debe estar sometido a ningún tipo de vibración durante el ensayo. Se considera que la pasta tiene consistencia normal cuando el émbolo penetra 10 mm ± 1 mm en la superficie original 30 s después de haber sido soltado. Se debe repetir el ensayo nuevamente, variando la cantidad de agua, hasta obtener la consistencia normal. En cada repetición se debe emplear cemento fresco.

7. CALCULOS 7.1 Calcule la cantidad de agua requerida para obtener una pasta de cemento con una consistencia normal, se debe calcular con aproximación de 0,1 % y se debe expresar con aproximación de 0,5 % del peso del cemento seco. 8. PALABRAS CLAVE Consistencia, consistencia normal, agujas de Vicat.

5 ANEXO X (Informativo) PRECISION Y SESGO La precisión de un operador-instrumento se ha establecido en 0,25 (1S), y la precisión multilaboratorio se ha establecido en 0,35 (1S) como se define en la práctica ASTM E177, por lo tanto los resultados de dos pruebas conducidas por el mismo operador en un laboratorio

deberían tener 0,7 % de diferencia porcentual y los resultados de las pruebas entre dos laboratorios deberían estar de acuerdo con una diferencia porcentual del 1,0 % el 95 % de las veces. CONCLUCION Atendiendo a los datos recolectados en el ensayo de la consistencia normal al cemento Portland y a la norma respectiva, la cual enuncia que una pasta de cemento se considerará que tendrá consistencia normal cuando la aguja de Vicat de 10mm de diámetro la penetre 10mm; podemos concluir que la consistencia normal del cemento utilizado para llevar a cabo la experiencia se encuentra entre una relación agua cemento entre el 25% y el 27%, es decir, que la muestra de 500gr de cemento alcanzará una plasticidad ideal y una fluidez óptima cuando se mezcle con una cantidad de agua entre 125ml y 128ml.