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DETERMINACION DE LA FINURA DEL CEMENTO

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INDICE 1. INTRODUCCION…………………………………………………………………………………………………..1 2. OBJETIVOS…………………………………………………………………………………………………………..3 2.1. OBJETIVO GENERAL…………………………………………………………………………………..3 2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS…………………………………………………………………….….3 3. EQUIPO A UTILIZAR………………………………………………………………………………………….3 4. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO………………………………………………………………….8 5. DATOS Y CALCULOS……………………………………………………………………………………………10 5.1. REGISTRO DE DATOS……….…………………………………………………………………………10 5.2. CALCULOS………………………………………………………….……………………………………………..10 6. CUESTIONARIO……………………………………………………………………………………………..………12 7. CONCLUSION Y DISCUSIÓN DEL TRABAJO…………………………………………………15 7.1. CONCLUCION……………………………………………………………………………….……………………15 7.2. DISCUSION DEL TRABAJO……………………………………………………..…………………..15 8. REFERENCIAS…………………………………………………………………………………………………………..16

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DETERMINACION DE LA FINURA DEL CEMENTO (ASTM: C 184-44)

1. INTRODUCCION El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas que tiene la propiedad de endurecerse después de ponerse en contacto con el agua. El producto resultante de la molienda de estas rocas es llamada Clinker y se convierte en cemento cuando se le agrega una pequeña cantidad de yeso para evitar la contracción de la mezcla al fraguar cuando se le añade agua y al endurecerse posteriormente. En el medio de la construcción, y más específicamente en el de la fabricación de concreto para estructuras, es reconocido que al mencionar cemento portland, o cemento a base de portland, el cual tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia de agua, ya que con ella experimenta una reacción química. Este proceso se llama hidratación, por lo cual son también llamados cementos hidráulicos. PROPIEDADES FISICAS Las propiedades físicas y mecánicas del cemento portland permiten completar las propiedades químicas y conocer algunos aspectos otros aspectos de su bondad como material cementante. Dentro de estas propiedades físicas se destaca entre otras la finura o superficie especifica. SUPERFICIE ESPECÍFICA O FINURA

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La finura del molido es una de las propiedades físicas más importantes del cemento, ya que está íntimamente ligada a su valor hidráulico. Puesto que la hidratación de los granos de cemento ocurre desde la superficie hacia el interior, el área superficial total de las partículas de cemento constituye el material de hidratación. El tamaño de los granos, o sea la finura del cemento, tiene una gran influencia sobre sus propiedades, especialmente sobre la velocidad de hidratación, desarrollo de calor, retracción y aumento de resistencia con la edad. Así, una molienda muy fina da lugar a cementos que endurecen más rápidamente y por lo tanto también tienen un desarrollo rápido de resistencia. Sin embargo, un alto grado de finura representa un costo considerable debido a que aumenta el tiempo de molienda; además, cuanto más fino sea un cemento, se deteriorará con mayor rapidez por la exposición a la atmosfera (es más higroscópico). Adicionalmente, libera mayor cantidad de calor de hidratación dando una mayor retracción y por lo tanto es más susceptible a la fisuración. Pero un cemento fino exuda menos que uno grueso, debido a que retiene mejor el agua al tener mayor superficie de hidratación. Por otro lado, los cementos con granos muy gruesos se hidratan y endurecen muy lentamente y pueden producir exudación de agua por su escasa capacidad para retenerla. De hecho, la hidratación de los granos de cemento es muy lenta y se estima que la velocidad de hidratación es del orden de 3.5 micras en 28 días, lo cual significa que las partículas relativamente gruesas pueden durar varios años en hidratarse e inclusive no llegar a hidratarse nunca en forma total, quedando en su interior un núcleo anhídrido, lo cual daría un rendimiento pequeño. De acuerdo con lo anterior, se puede observar entonces que la finura es una propiedad vital del cemento, que tiene que someterse a un control cuidadoso. La medida de la finura, hoy en día, se expresa por el área superficial de las partículas contenidas en un

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gramo del material, lo cual se denomina “superficie específica” y se mide en cm 2/g. la finura se puede medir por métodos directos o indirectos. 2. OBJETIVOS

2.1. OBJETIVOS GENERALES 

El objetivo de esta práctica es la determinación de la finura del cemento hidráulico, por medio del tamiz N°200, según la norma ASTM: C184-44.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 

Se deberá tener un conocimiento previo sobre el método que se va a realizar para este ensayo y con ello tener un mejor aprovechamiento en la práctica en laboratorio.



Se tendrá que realizar el ensayo teniendo como 50 gr de cemento tratando que este no pase de los tres meses de vida útil para poder realizar el ensayo de mejor manera.



Realizado el ensayo se obtendrá datos con los que se calculara la finura del cemento como porcentaje de peso, y con ello llegar al objetivo general.

3. EQUIPO A UTILIZAR       

Tamiz N° 200 y N°40 Balanza de capacidad 50 gr y de sensibilidad al 0.05 Brocha Cemento portland fancesa Tara Guantes y secadores Espátula

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TAMIZ N°200 Y N°40 Utensilio que se usa para separar las partes finas de las gruesas de algunas cosas y que está formado por una tela metálica o rejilla tupida que está sujeta a un aro, también es conocido por cedazo o criba. Tomaremos el concepto tamices desde un punto de vista industrial, en sus aplicaciones más generales. Un tamiz es simplemente una malla de filamentos que se entrecruzan dejando unos huecos cuadrados. Es importante que esos cuadrados tengan todos el mismo tamaño, ya que éste determinará el tamaño de lo que va a atravesar el hueco, también conocido como "luz de malla". La gran variedad de tipos, tamaños y formas constructivas de tamizadoras obliga a dotar a los fondos de tamiz de las características necesarias. Se definen por cuatro parámetros: 

Abertura nominal del tamiz para la tela metálica, también conocida como Tamaño de la malla



Diámetro



Altura



Material en que está construido

BALANZA DE CAPACIDAD 50 GR Y DE SENSIBILIDAD AL 0.05 Las balanzas digitales son instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático que utilizan la acción de la gravedad para determinación de la masa. Se compone de un único receptor de carga (plato) donde se deposita el objeto para medir. Una célula de carga de carga mide la masa a partir de la fuerza (peso) ejercida por el cuerpo sobre el receptor de carga. El resultado de esa medición (indicación) aparecerá reflejado en un dispositivo indicador. La balanza digital suele ser un equipo de laboratorio y resultan equipos imprescindibles en operaciones químicas, analíticas y de formulación en industrias y en laboratorios de calidad.

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En cuanto a su exactitud y precisión es necesario calibrar balanza digital para trabajar conforme a un sistema de calidad.

BROCHA

Una brocha es un instrumento consistente en un conjunto de cerdas unidas a un mango que se utiliza para pintar, maquillarse o para otros fines.

CEMENTO PORTLAND FANCESA Existen tipos de cementos tan antiguos como la propia construcción. Y a medida que las técnicas de construcción avanzaban y cambiaban los cementos también lo hacían. El cemento portland es un tipo de cemento moderno que apareció en torno a la revolución industrial. El término cemento portland se refiere a cualquier tipo de cemento que endurece al combinarse con agua. De este tipo son la mayoría de cementos utilizados actualmente.

Cuándo un cemento hidráulico seco se mezcla con agua tienen lugar algunas reacciones químicas en la mezcla en las que se forman compuestos que contienen agua. Es la formación de estos compuestos la que provoca que la mezcla de agua y cemento endurezca, lo que se conoce como fraguar. Los compuestos formados en estas reacciones son totalmente insolubles en agua. Esto hace que el cemento endurecido pueda mantener su fuerza y dureza incluso si se sumerge en agua. Debido a esta característica, los cementos hidráulicos son ideales para construcciones en climas húmedos, estructuras portuarias y otras muchas aplicaciones dónde exista una alta humedad o incluso contacto directo con agua.

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Es importante aclarar que el cemento y el hormigón no son la misma cosa. Aunque ambos términos se suelan utilizar de forma indistinta, se refieren a productos diferentes. El hormigón es la combinación de agua, algún tipo de cemento y algún de tipo de aglomerado (grava, arena, etcétera). Uno de los tipos de cemento hidráulico más utilizado en la fabricación de hormigón es el llamado cemento Portland.

El cemento en sí mismo se fabrica calentando a altas temperaturas (1.400 – 1.500 ºC) piedra caliza y, en menor proporción, otros ingredientes como arcilla, hierro y otros minerales. Tras el calentamiento de la mezcla se obtiene un producto pétreo conocido como clinker. El clinker se pulveriza finamente junto a una pequeña cantidad de yeso para obtener el producto final, el cemento. La proporción exacta de cada ingrediente dará lugar a diferentes tipos de cementos, cada uno idóneo para aplicaciones concretas.

TARA

Es un recipiente cóncavo y por lo general redondeado que dispone de un borde y que se utiliza para poner en ella muestras ya sea de suelo u otras.

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GUANTES O SECADORES

En los entornos de trabajo existen riesgos químicos a los que deben hacer frente los trabajadores. La protección personal debe tener en cuenta, además del equipo de protección individual, un complemento indispensable como son los guantes. Los riesgos químicos están presentes en todo tipo de aplicaciones: en los talleres cuando se manipulan piezas aceitosas; en los laboratorios, por las salpicaduras y el contacto con sustancias citostáticas; en la agricultura, por el uso de pesticidas; y en las labores de pintura, limpieza de graffitis y de herramientas, etc. Los secadores son de mucha ayuda al agarre de objetos sometidos a calor por ello es su necesidad de nombrarlos. ESPATULA

La espátula es una lámina plana angosta que se encuentra adherida a un mango hecho de madera, plástico o metal. Es utilizada principalmente para tomar pequeñas cantidades de compuestos o sustancias sólidas, especialmente las granulares. Esta herramienta es clasificada como los materiales de metal que residen en el laboratorio

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4.- PROCEDIMIENTO RECOMENDADO  Conectar la balanza digital a una energía eléctrica de 220V  Calibrar la balanza, pesar la tara, una vez pesada presionar TARE, sin importar el peso de la tara, esta balanza volverá a 00.00, lo que significa que ya estará calibrada con el peso de la tara. De esa manera la balanza de precisión solo muestra, el peso neto del suelo.  Pesar 50 gr. de cemento para determinar su finura. Y verter en los tamices Nº 40 y Nº 200 con base.

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 Agitar la muestra, utilizando tamices de malla Nº 40 y Nº 200 con base y tapa, en el vibrador mecánico (Rot-Tap).  NOTA: Cuando no se dispone de vibrador mecánico, se agita los tamices de malla Nº 40 y Nº 200 con base y tapa imprimiendo con ambas manos movimientos horizontales y verticales, con golpes laterales de vez en cuando.  El tiempo de agitado dependerá de la cantidad de finos en la muestra, pero por lo general no debe ser menos de 10 min.

 Se quita la tapa y se separa el tamiz Nº 40 vaciando la fracción de cemento que podría ser retenida en ella, sobre un papel bien limpio. A las partículas que han quedado atrancadas sobre los hilos de la malla no hay que forzarlas a pasar a través de ella; inviértase el tamiz y con ayuda de una brocha despréndase y agréguese en el papel.

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 Pesar cuidadosamente la fracción de cemento obtenido en el paso anterior en una tara y se anota el dato obtenido.  Se hace el mismo procedimiento para la fracción de cemento retenido en el tamiz Nº 200. Y lo que quedo en la base, se anotan los datos.

 Limpiar tara y todo lo usado, guardar la balanza de presicion. 5.- DATOS Y CALCULOS 5.1. REGISTRO DE DATOS De la práctica elaborada se obtuvieron los siguientes datos: N°

TAMIZ

1 2 3 4 5

N°40 N°200 PERDIDAS BASE TOTAL

PESO RETENIDO Pr (gr) 2.51 25.54 0.35 21.60 50

5.2. CALCULOS Para la tabulación se tiene como dato inicial el peso de la muestra de cemento:

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WCEMENTO = 50 gr Se utilizara la siguiente formula: 𝑷𝒓

F=100-( 𝑷𝒊 ∗ 𝟏𝟎𝟎) Dónde: F=Finura del cemento expresado como porcentaje en peso, del residuo que no pasa el tamiz N°200 Pr= Peso del residuo que no pasa el tamiz N°200 en gr. Pi= Peso inicial de la muestra Teniendo que: Pr = 28.05 gr Pi = 50 gr Por tanto se tendrá que: 𝑷𝒓

F=100-( 𝑷𝒊 ∗ 𝟏𝟎𝟎) F=100-(

𝟐𝟖.𝟎𝟓 𝒈𝒓 𝟓𝟎 𝒈𝒓

∗ 𝟏𝟎𝟎)

F=100-(𝟎. 𝟓𝟔𝟏 ∗ 𝟏𝟎𝟎) F=100-𝟓𝟔. 𝟏𝟎 F=43.90

Realizado el cálculo se tiene que la finura del cemento que es igual a:

F= 43.90 %

Para poder obtener el porcentaje de finura según el peso de la muestra de cemento teniendo la siguiente formula:

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𝑷𝒓

F=100-( 𝑷𝒊 ∗ 𝟏𝟎𝟎) Dónde: F=Finura del cemento expresado como porcentaje en peso, del residuo que no pasa el tamiz N°200 Pr= Peso del residuo que no pasa el tamiz N°200 y el tamiz N°40 en gr. Pi= Peso inicial de la muestra

Por ejemplo si tendríamos que:

Pr= Peso del residuo que no pasa el tamiz N°200 y el tamiz N°40 en gr.= 0 gr Pi= Peso inicial de la muestra = 50 gr Tendríamos que: 𝑃𝑟

F=100-( 𝑃𝑖 ∗ 100) 0 𝑔𝑟

F=100-(50 𝑔𝑟 ∗ 100) F=100-(0 ∗ 100) F=100% Lo que indicaría que la muestra de cemento seria de finura parecida a la del limo y por consiguiente muy fresca y mejor calidad para su utilización.

6.- CUESTIONARIO

1. Defina los siguientes conceptos a. Cemento Portland Standard El cemento Portland, es un tipo de cemento hidráulico, que al realizarse la mezcla con áridos, agua y fibras de acero se produce una transformación

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en la cual obtendremos una masa muy duradera y resistente, denominada hormigón. Por tanto, decir, es el que más se utiliza en la construcción y al ser un tipo de cemento hidráulico, su principal característica es la de fraguar y endurecerse al entrar en contacto con el agua. Como consecuencia de dicha reacción adquiriremos un inmejorable material con excelentes cualidades aglutinantes.

b. Cemento Portland Blanco El cemento portland blanco es un cemento portland distinto del gris básicamente en el color. Este cemento se produce de acuerdo con las especificaciones de la ASTM C 150, normalmente tipo I o tipo III. El proceso de producción se controla de tal manera que el producto final sea blanco.

El cemento portland blanco se fabrica con materias primas seleccionadas que contienen cantidades insignificantes de óxidos de hierro y magnesio, pues son estas substancias las que le dan el color gris al cemento. El cemento portland blanco se usa principalmente con finalidades arquitectónicas en muros estructurales, concreto prefabricado (premoldeado) y concreto reforzado con fibras de vidrio (CRFV), paneles de fachada, superficies de pavimento, estuco, pinturas en cemento, mortero para ladrillos y concreto decorativo Se recomienda su empleo siempre que sean deseados concretos, lechadas o morteros blancos o coloridos. Se debe especificar el cemento portland blanco como: cemento portland atendiendo a las especificaciones ASTM C 150, tipos (I, II, III o V). El cemento blanco también se usa en la fabricación de cemento de albañilería (masonería o mampostería) blanco de acuerdo con la norma

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ASTM C91 y el cemento plástico blanco de acuerdo con la ASTM C 1328 (PCA1999).El cemento blanco se produjo por primera vez en EE. UU. En York, Pensilvania en 1907. Consulte Farny (2001) para más informaciones. c. Cemento de Alta Resistencia Inicial Recomendable cuando se necesita una resistencia temprana en una situación particular de construcción. El concreto hecho con el cemento Tipo III desarrolla una resistencia en tres días, igual a la desarrollada en 28 días para concretos hechos con cementos Tipo I y Tipo II ; se debe saber que el cemento Tipo III aumenta la resistencia inicial por encima de lo normal, luego se va normalizando hasta alcanzar la resistencia normal. Esta alta resistencia inicial se logra al aumentar el contenido de C3S y C3A en el cemento, al molerlo más fino; las especificaciones no exigen un mínimo de finura pero se advierte un límite practico cuando las partículas son tan pequeñas que una cantidad muy pequeña de humedad prehidratada el cemento durante el almacenamiento manejo. Dado a que tiene un gran desprendimiento de calor el cemento Tipo III no se debe usar en grandes volúmenes. Con 15% de C3A presenta una mala resistencia al sulfato. El contenido de C3A puede limitarse al 8% para obtener una resistencia moderada al sulfato o al 15% cuando se requiera alta resistencia al mismo, su resistencia es del 90 al 100%. 2. ¿Qué características tiene el cemento portland a mayor o menor finura de molido? La finura del cemento influye en el calor liberado y en la velocidad de hidratación. A mayor finura del cemento, mayor rapidez de hidratación del cemento y por lo tanto mayor desarrollo de resistencia. Los efectos que una mayor finura provoca una mejor resistencia en las construcciones presentan mayormente durante los 7 días, mientras cuando son gruesas no tienen resistencia mejorable. 3. ¿Qué es el calor de hidratación y de que depende? El calor de hidratación es el calor que se genera por la reacción entre el cemento y el agua. La cantidad de calor generado depende, primariamente, de la composición química del cemento, siendo el C3Ay el C3S los compuestos más importantes para la evolución de calor. Relación agua-cemento, finura del

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cemento y temperatura de curado también son factores que intervienen. Un aumento de la finura, del contenido de cemento y de la temperatura de curado aumenta el calor de hidratación. A pesar del cemento portland poder liberar calor por muchos años, la tasa de generación de calor es mayor en las edades tempranas. Se genera una gran cantidad de calor en los tres primeros días, con la mayor tasa de liberación de calor normalmente ocurriendo a lo largo de las primeras 24 horas. 7.- CONCLUSION Y DISCUSION DEL TRABAJO 7.1.-CONCLUSION 





No se cumplió el objetivo general de la práctica realizada, ya que el cemento de la muestra estaba vencido, o sea sobrepasó más de los 30 días de la fecha en que fue elaborada. Más del 50% del cemento de la muestra no logro pasar el tamiz Nº 200, por que el cemento ya estaba fraguado por causa de la humedad ambiental. Realizada la parte experimental se obtuvo el siguiente resultado:

F= 43.90 % Dónde: F: Finura del cemento Tal resultado nos indica que el cemento utilizado para el ensayo, nos indica que el cemento está por debajo del rango que se debería obtener entre 90% y 95%. Por tanto el cemento está en malas condiciones para ser utilizado en una obra estructural, pero se puede dar otros usos como en pisos, revoques, etc.

7.2.- DISCUSION DE TRABAJO

Realizando la parte experimental notamos que en el laboratorio de tecnología del hormigón se debe mejorar el equipamiento y el mantenimiento de los equipos. Se pudo notar que el laboratorio de tecnología del hormigón carecía de algunos equipos que nos serviría en la realización del ensayo y mejor apreciación de los resultados obtenidos como por ejemplo el vibrador mecánico.

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8.- REFERENCIAS

http://ingevil.blogspot.com/ http://www.femto.es/balanza-digital https://curiosoando.com/que-es-el-cemento-hidraulico http://insutecmza.blogspot.com/2011/06/tamices-definicion.html http://www.monografias.com/trabajos72/instrumentos-laboratoriohttps://www.tplaboratorioquimico.com/laboratorio-quimico/materiales-einstrumentos-de-un-laboratorio-quimico/espatula.html http://www.umacon.com/noticia.php/es/que-es-el-cemento-portland-tipos-ycaracteristicas/413 http://notasdeconcretos.blogspot.com/2011/04/cemento-portland-blanco.html http://html.rincondelvago.com/el-hormigon.html http://notasdeconcretos.blogspot.com/2011/04/calor-de-hidratacion-delhormigon.html

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