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• Manuel Layza

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA

PRÁCTICA N° 05

DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES MORTEROS CEMENTO/ ARENA INTRODUCCIÓN: La presente práctica desarrolla la temática para la determinación de las propiedades de las propiedades de diferentes dos grupos experimentales de mortero cemento arena, con arena del río Chonta – Cajamarca y la utilización de un aditivo impermeabilizante. impermeabilizante Los grupos os experimentales consiste en 05 especímenes cúbicas de morteros de 5cm x 5cm x 5cm, las cuáles serán de cemento Portland, siendo un grupo el experimental y otro otro el de evaluación con la adición de un aditivo impermeabilizante. Las actividades están divididas en 03 0 partes, las correspondientes a Elaboración laboración de especímenes de mortero de Cemento Portland y arena, Determinación de propiedades físicas e hidráulicas de los morteros y finalmente las propiedades mecánicas específicamente resistencia a la compresión. Dentro de las propiedades a desarrollar en la presente práctica están: Peso específico aparente, Grado de absorción, capilaridad, permeabilidad, y resistencia ia a la compresión uniaxial.

Figura N° 01: Moldes para elaboración de probetas

Figura N° 02: Ensayo de resistencia a compresión

Figura N° 03: Aditivo impermeabilizante

MATERIALES: Se deberá traer los siguientes materiales. - 02 kg de cemento. - 05 kg de arena del río Chonta, seca bajo sombra. EQUIPO EQUIPO Nº 01: EQUIPO Nº 02: EQUIPO Nº 03: EQUIPO Nº 04: EQUIPO Nº 05: EQUIPO Nº 06:

TIPO DE CEMENTO Cemento Pórtland I-Co Cemento Pórtland MS Cemento Pórtland I Cemento Pórtland I-Co Cemento Pórtland MS Cemento Pórtland I

HERRAMIENTAS: Se deberá traer las siguientes herramientas para el desarrollo de la práctica: - 01 bandeja de plástico de 50cm x 50 cm aproximadamente. - 01 balde de 04 litros de plástico. - 01 bandeja plástica. Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA -

01 saco para todos su desperdicios y eliminar basura. 04 bolsas de polietileno medianas. 01 Escobilla o brocha. 01 palustre o badilejo. 01 cuchara metálica pequeña. 01 franela de 30 cm * 30 cm aproximadamente. 10 moldes prismáticos de 5cm * 5cm * 5cm de un material no absorbente de agua. 02 moldes cilíndricos de PVC de 2 pulgadas de diámetro por 1 pulgada de altura. 02 abrazaderas metálicas de 2”. 01 ligadura de 30cm. 12 Trozos de papel bond de 6cm x 6cm de tamaño. 01Tijera mediana. 01 Espátula, 01Cámara fotográfica. 01 Cronómetro Hojas de recopilación de datos.

Deberán estar correctamente etiquetados, para evitar que se extravíen. A) ELABORACIÓN DE ESPECÍMENES DE MORTERO CEMENTO / ARENA. a. OBJETIVOS - Realizar el diseño de un mortero de cemento-arena. - Elaborar 05 especímenes de mortero cemento/arena control y otras 05 con el uso de aditivo. - Experimentar y conocer técnicas de control de error. - Comparar resultados con otros equipos. - Realizar el análisis físico y estadístico de los resultados obtenidos. b. FUNDAMENTO TEÓRICO La composición del mortero será siguiendo el procedimiento de la norma de referencia NTP 334.051 / ASTM C-109, donde las proporciones en peso de materiales para el mortero serán determinados por métodos analíticos con los valores de sus ensayos de agregado fino (agregado del rio Chonta – Baños del Inca. c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR EQUIPOS — Balanza con sensibilidad de 0.1 gr. — Estufa, Temperatura de 100 ±10º C. — Probeta con precisión de 1 mL. HERRAMIENTAS. - Bandeja plástica o de aluminio para elaborar la mezcla. - 10 moldes de material no absorbente de 5cm X 5cm x 5cm. - 01 badilejo. - Destornillador plano y cruz. - 01 Barra metálica liza para enrazar. - Aguja o navaja para colocar nombre. - Par de Guantes. - Cinta masking para etiquetar. - Plumón indeleble. - Balde plástico de 4L. Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina

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Balde plástico de 18L. Bandeja plástica. Hoja de reporte. Bolígrafo. Cronómetro. Cámara fotográfica.

MATERIALES. - Se requiere 2000 gr de agregado fino de la cantera del rio Chonta. - Agua potable. - Aditivo hidrófugo. d. PROCEDIMIENTO - Se prepararán 05 especímenes de mortero cemento/ arena simple y 05 especímenes de mortero cemento / arena, con aditivo impermeabilizante, para evaluar su influencia en la absorción, capilaridad y resistencia a la compresión. Todos los morteros serán elaborados en presencia de supervisión del docente en el laboratorio. - Usando una relación C/A= ¼ y agua – aditivo según el siguiente detalle: Cantidad de Aditivo, EQUIPO N°

Cabezas de Equipo

TIPO DE CEMENTO

(Relación Aditivo / agua. En volumen)

Pórtland I-Co

1:4

Pórtland MS

1:5

Pórtland I

1:10

Pórtland I-Co

1:12

Pórtland MS

1:15

Pórtland I

1:20

Cabanillas Risco - Cerdán Peréz– García Gonzales – Carrasco Mori Cabrera Soriano Mejía Delgado – Cerna Vásquez Fernández Díaz – Salazar Torres Lopez Alaya – Culqui Bringas

01 02 03 04 05 06

Las cantidades que deben ser mezcladas para formar la bachada para cinco cubos de ensayo, serán calculados con los datos obtenidos de su práctica 3 y de la práctica 4, referente al peso especifico de masa del cemento, arena, pesos unitarios, y porcentaje de absorción, es importante que se realice en ensayo de contenido de humedad pues este valor varía con la humedad relativa del medio ambiente y no tengan problemas de trabajabilidad con su mezcla. El modo de cálculo se detalla a continuación: A.2) DISEÑO DE MORTERO DE CEMENTO /ARENA PARA GRADO ABSORCIÓN, CAPILARIDAD Y ENSAYO A COMPRESIÓN UNIAXIAL 1.1

DATOS: Tamaño de probeta:

Ancho:

5.00 cm

Largo:

5.00 cm

Altura

5.00 cm

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS AGUA P.E. P.U.S.S

CEMENTO 1

3.10 1500

ARENA 2.56 gr/cm3 1493.03 kg/m3

Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina

3

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C.H. %

-

4.28%

ABS %

-

2.40%

RELACIÓN AGUA/CEMENTO

= C/A = 1 / 4 Aire incluido

CANTIDAD DE AIRE INCLUIDO 1.2.

1

%

* Proporcionamiento: (en volumen) Cemento / Arena Relación agua/cemento: W/MC= 0.75 Dosificación

= 1:4/0.75

Porcentaje por desperdicios

10%

Diseño del mortero: 1.2.1. * Volúmenes aparentes Cemento = 1pie3

3 1 pie

Agregado fino = 4pie3

3 4 pie

W /MC =

0.75

1.2.2. * Materiales secos: Cemento =

42.50 kg 169.11 kg

Agregado fino = ( 4*1493.03)/ 35.315 = = 0.75 * 42.5 Agua =

31.88 kg

. 1.2.3. * Volúmenes absolutos: Cemento

0.013710 m3

Agregado fino = 169.11/(2.56 * 1000) =

0.066059 m3

Agua diseño = 0,03187

0.031875 m3 0.111643 m3

Sub total: Aire

1 %

0.001116 m3 0.112760 m3

TOTAL =

. 1.2.4.

*Cantidad de Materiales por metro cúbico N° de bolsas = 1/0.11276 =

8.87 bls

* Materiales por M3: Cemento = Agregado fino = Agua diseño = 1.2.5.

Materiales secos 8.87 bls

376.98 kg

1.004 m3

1499.00 kg

282.68 L

* Corrección por humedad: Cemento = Agregado fino =1499.00212*(1+(0.0428-0.024))=

282.68 kg Materiales húmedos

376.98 kg

376.98 kg

1527.18 kg

1527.18 kg 253.97 kg

Agua de aporte = 1527.183359856*(0.0428-0.024)

28.71 L

Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA Agua Efectiva = A. Diseño - Agua de aporte:

253.97 L

*Cantidades de materiales para 5 probetas:

5

Volumen 1 especimen = 5cm*5cm*5cm=

125 cm3

625 cm3

Volumen 5 especimenes:

0.00063 m3

.

Cemento =

0.236 kg

Materiales con 10% despercicios 0.259 kg

0.0006275 m =

0.954 kg

1.050 kg

0.176675 L =

0.177 kg

0.194 kg

0.0055438 bls = 3

Agregado fino húmedo = Agua efectiva = Aditivo 1/

20

Aditivo 1/

4%

10

0.010 kg 0.019 kg

Aditivo 1/

4

0.049 kg

19%

7%

Dosificaciones Iniciales en peso estado húmedo. Cemento

Código (kg)

A B C D

376.98

Agregado Fino (Bls)

8.87

FOTO 042: Extracción de arena en cantera. materiales diseñado .

(kg)

1527.18

Agua 3

(m )

1.00

(L)

253.97

Aditivo Hidrofugo (L)

Aditivo / Cemento %

12.7 25.4 63.5 0

3.4% 6.7% 16.8% 0.0%

FOTO 05: Homogeneización de mezcla de mortero con la cantidad de

- Los moldes serán de un material impermeable (metal, vidrio, acrílico, etc.) o en su defecto madera pero barnizada, de modo que no absorba agua de amasado. Llenado de los compartimientos: Se coloca una capa de más o menos 25mm (1”) de espesor (aproximadamente la mitad del molde), en cada uno de los compartimientos, y se apisonan con 32 golpes que se aplican sobre la superficie, en 4 etapas de 8 golpes adyacente cada una como se ilustra en la siguiente figura: Figura N° 06:

Orden de compactado.

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA

5.00

5.00

4

8

3

7

2

6

1

5

Primera y tercera capa

1

2

3 4

5

6

7

8

Segunda y cuarta capa

Fuente: Elaboración propia, basado en ASTM C 109.

Los golpes de cada etapa se dan siguiendo una dirección perpendicular a los de la anterior, la presión del compactador (13mm * 16 mm * 150 mm según NTP 334.003:2002 - ASTM C 230); es tal que asegure el llenado de los compartimientos. Se completa las cuatro etapas de compactación, en cada compartimiento, antes de seguir con la siguiente. Una vez terminada la etapa de de la primera capa en todos los compartimientos, se llenan con una segunda capa y se procede como la primera. Al finalizar la compactación las caras superiores de los cubos deben quedar un poco más altas que el borde superior de los moldes. La superficie de los cubos debe ser alisada con la parte plana de la espátula, retirando el mortero sobrante con un movimiento de vaivén. (NTP 334.051:1998 - ASTM C 109) para finalmente, rotularlos a las probetas de mortero elaborados. Tener cuidado con la manipulación del cemento, debido que es caustico y puede irritar la piel, si hay contacto directo.

Figura N° 07: Moldes para muestras

Figura N° 08: Colocado de mezcla en molde.

- Luego de 24 horas de fraguado, proceder a desencofrar, para poder etiquetarlo.

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FOTO 09: Vaciado de mortero en molde

Figura N° 11:Curado de las probetas de mortero.

FOTO 10: Vista de las 06 especímenes listas

Figura N° 12: Desencofrado de probetas

Iniciar el proceso de curado, por un tiempo mínimo de 07 días. - Finalmente, dejar secar a temperatura ambiente hasta el día de la práctica. Asegurarse de que estén bien etiquetados. - Cuidar sus especímenes, pues pueden ser perdidos, para ello encargarlo y dejarlo a buen recaudo.

B.) DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS E HIDRÁULICAS B.1) DETERMINACIÓN DE LA CAPILARIDAD DE MORTERO. a. OBJETIVOS - Determinar la capilaridad de seis muestras de mortero normal y 06 muestras de mortero con aditivo. - Realizar la comparación y análisis de los resultados. - Experimentar y conocer técnicas de control de error. - Comparar resultados con otros equipos. - Realizar el análisis de los resultados obtenidos. b. FUNDAMENTO TEÓRICO CAPILARIDAD • Es la propiedad que tiene un mortero y que consiste en el ascenso del agua que está en contacto con sus caras, a través de los poros capilares. c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina

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EQUIPOS - Balanza, capacidad 300 gr - Horno de 50Lt. Temperatura 100 ±5ºC - Termómetro ambiental. HERRAMIENTAS. — Vernier. — Wincha. — Bandeja metálica. — Hoja de reporte. — Cronómetro. — Cámara fotográfica. MATERIALES. - Probetas normalizadas para ensayo. Las probetas serán cúbicas de 5cm x 5cm x 5cm de tamaño, elaboradas en laboratorio. - Traer Bandeja de plástico de fondo plano, de altura mayor a 8cm. d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES. - Se realiza a una edad de mínimo 07 días de fraguado. - Medir las muestras con el vernier y determinar el promedio de cada dimensión. - Colocar en el Horno a una temperatura de 100ºC ± 5ºC por 24 horas, hasta peso constante y Determinar el peso seco de la muestra. - Colocar unos tacos de 0.5 a 1cm de altura dentro de la bandeja. - Colocar las muestras de mortero sobre los tacos en la bandeja, - Marcar 1 cm de altura medidos desde la base de los morteros. - Echar el agua y hacer que esta alcance la marca de 1cm. - Dejar las muestras por un tiempo de 03 horas dentro del agua. - Sacar de la bandeja las muestras y secar las caras con mucho cuidado. - Obtener peso del mortero con el agua absorbida. - Por diferencia de pesos obtener la cantidad de agua absorbida (P) - Medir el fleco capilar en cm2, que es el área humedecida del mortero a partir del 01 centímetro medido. (S) - Determinar la capilaridad mediante las siguientes expresiones:
S = 2(a + b ) * hi

Donde:


a: Ancho promedio de la muestra. b: Profundidad o largo de la muestra hi: Altura que alcanza la humedad de la muestra. P: Peso del agua absorbida (gr) S: Área lateral del fleco capilar. (cm2) t: Tiempo de exposición con el agua. (min)

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA

Figura N° 13: Muestra inicial

Figura N° 14: Ensayo de capilaridad

Figura N° 16:: Ensayo de capilaridad.

Figura N° 15: Muestra final

Figura N° 17: Peso de agua ag absorbida.

a. EJEMPLO DE RESULTADOS:

Espécimen N°

CAPILARIDAD 1 2

Peso seco gr.

299

3

4

5

288

298

296

292.65

309.5

301.6

308.2

308.22

305.2

Agua absorbida gr. (p)

10.5

13.6

10.2

12.22

12.55

Ancho promedio cm.

5.135

5.17

5.148

5.108

5.046

Profundidad cm.

5.165

5.21

5.13

5.13

5.13

1.166

1.301

1.246

1.384

1.543

24.0196 27.00876 25.61278 28.33878

31.40314

Peso muestra absorbida gr.

Altura de fleco cm. Área de fleco capilar (S) cm

2

Tiempo min. (t) K capilaridad

180

180

180

180

180

78.69

90.64

71.68

77.62

71.94

Capilaridad Promedio= gr*t/cm2 : Desviación estándar Coeficiente de variación

: :

78.11 7.696378363 9.85%

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B.2 DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO APARENTE DE MORTEROS. a. OBJETIVOS - Determinar el peso específico aparente de seis muestras de morteros. - Experimentar y conocer técnicas de control de error. - Comparar resultados con otros equipos. - Realizar el análisis físico y estadístico de los resultados obtenidos. b. FUNDAMENTO TEÓRICO PESO ESPECÍFICO APARENTE • Es la propiedad que tiene los morteros, que relaciona el peso de una muestra y su volumen aparente. c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR EQUIPOS - Balanza, capacidad 300 gr - Horno de 50L. Temperatura 100 ±5ºC - Termómetro ambiental. HERRAMIENTAS. — Vernier. — Wincha. — Hoja de reporte. — Cámara fotográfica. MATERIALES. - 12 Probetas normalizadas para ensayo. Las probetas serán cúbicas de 5cm x 5cm x 5cm, obtenidas en laboratorio d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES. - Medir las muestras con el vernier y determinar el promedio de cada dimensión. - Determinar el volumen aparente de cada espécimen. - Colocar en el Horno a una temperatura de 100ºC ± 5ºC por 24 horas, hasta peso constante y Determinar el peso seco de la muestra. - Determinar el peso especifica aparente. - Usar la siguiente expresión:

Figura N° 18

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA e. Resultados: Para peso específico aparente PROBETA Nº

LARGO (prom.) ANCHO (prom.) cm: cm:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 PROMEDIO LÍMITE INFERIOR LÍMITE SUPERIOR RANGO DESCARTADAS NUEVO PROMEDIO DESVIACIÓN ESTANDAR COEFICIENTE DE VARIACIÓN RELACIÓN C/B

5.05 5.00 5.06 4.99 5.03 4.96 5.02 5.07 5.05 5.10

5.04 4.99 5.05 5.07 5.03 4.98 4.98 5.07 4.92 5.05

=

1.69

= = = = = : ± = =

1.61 1.79 0.18

ALTO (prom.) cm:

PESO SECO (gr.)

5.03 4.95 4.99 4.86 4.93 4.95 4.94 4.85 5.06 4.92

206.04 212.90 214.10 202.90 218.75 219.08 210.03 215.95 203.06 206.30

VOLUMEN APARENTE PEA. (cm3) (gr./cm3) γ

127.90 123.50 127.38 122.71 124.36 122.27 123.50 124.55 125.59 126.59

1.61 1.72 1.68 1.65 1.76 1.79 1.70 1.73 1.62 1.63

0.85 1.437 1.15 1.944

una 1,90 1.69 0.062321 4.05%

B.3 ENSAYO DE GRADO DE ABSORCIÓN MORTERO CEMENTO / ARENA. a. OBJETIVOS - Determinar el grado de absorción de un mortero de cemento / arena - Experimentar y conocer técnicas de control de error. - Comparar resultados con otros equipos. - Realizar el análisis físico y estadístico de los resultados obtenidos. b. FUNDAMENTO TEÓRICO El Grado de absorción o coeficiente de absorción viene a ser la cantidad de agua que un material puede absorber en un tiempo determinado. c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR EQUIPOS - Balanza, capacidad 300 gr - Horno de 50Lt. Temperatura 100 ±5ºC - Termómetro ambiental. HERRAMIENTAS. — Hoja de reporte. — Balde de capacidad de 18L. — Cronómetro. Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA — Cámara fotográfica. MATERIALES. - Probetas normalizadas para ensayo. Las probetas serán cúbicas de 5cm x 5cm x 5cm de tamaño, elaboradas en laboratorio. d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES. - Colocar en el Horno a una temperatura de 100ºC ± 5ºC por 24 horas, hasta peso constante. - Determinar el peso seco de la muestra. - Colocar dentro del agua por un tiempo de 24 horas. - Obtener peso saturado de cada muestra. - Determinar el grado de absorción bsorción mediante la siguiente expresión:

FOTO N° 19: Saturado de muestra de mortero

FOTO N° 20: Secado en horno, de muestras, por mínimo 24 horas.

.

B.4 DETERMINACIÓN DE LA A PERMEABILIDAD DE UN MORTERO CEMENTO - ARENA. a. OBJETIVOS - Determinar la permeabilidad de especímenes de morteros. - Conocer los factores que influyen en la permeabilidad de los morteros. - Experimentar y conocer técnicas de control de error. - Comparar resultados con otros equipos. - Realizar el análisis físico y estadístico de los resultados obtenidos. b. FUNDAMENTO TEÓRICO PERMEABILIDAD AL AGUA: Es la cantidad de migración de agua a través del concreto o mortero cuando el agua se encuentra a presión, o a la capacidad del concreto de resistir la penetración de agua u otras sustancias (líquido, quido, gas, iones, etc.). Generalmente las mismas propiedades que convierten al concreto o al mortero menos permeable también mbién lo vuelven más hermético. La permeabilidad total del concreto al agua es una función de la permeabilidad de la pasta, de la permeabilidad y granulometría del agregado, y de la proporción relativa de la pasta con respecto al agregado. La disminución de e permeabilidad mejora la resistencia resistencia del concreto a la compresión, compresió al ataque de sulfatos y otros productos químicos y a la penetración del ion cloruro. La permeabilidad también afecta la capacidad de destrucción por congelamiento en condiciones de saturación. Aquí la permeabilidad de la pasta es de particular importancia porque la pasta recubre a todos los constituyentes del concreto. La permeabilidad de la pasta depende de la relación Agua – Cemento y del agregado, de hidratación del cemento o duración duración del curado húmedo. Un concreto de baja permeabilidad requiere de una relación Agua – Cemento baja y un periodo de curado húmedo Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA adecuado. Inclusión de aire ayuda a la hermeticidad aunque tiene un efecto mínimo sobre la permeabilidad aumenta con el secado. secado. La permeabilidad de una pasta endurecida madura mantiene continuamente rangos de humedad de 0.1x10-12 cm por seg para relaciones Agua –

Cemento que varían de 0.3 a 0.7. 0.7 ADITIVO HIDRÓFUGO: Es un aditivo que se adiciona a un mortero o concreto, es un impermeabilizante a base de materiales inorgánicos de forma coloidal, que obstruye los poros y capilares del concreto o mortero mediante el gel incorporado. Un aditivo hidrófugo tiene como mecanismo de acción la de repeler al agua (efecto hidrófobo), con lo cual disminuye la permeabilidad del mortero de cemento/arena c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR EQUIPOS - Balanza, precisión de 0.01gr - Horno a una temperatura de 100 ±5ºC - Termómetro ambiental.

Figura N° 21: Muestra cilíndrica de 2” de diámetro y 1” de alto.

HERRAMIENTAS. o Vernier. o Wincha. o Hoja de reporte. o Cámara fotográfica. o 02 moldes de 2” de diámetro y 1” de alto, de PVC. o 02 abrazaderas metálicas álicas de 2” de diámetro. o 01 ligadura de jebe. o Probeta graduada. o Destornillador Figura N° 22: Abrazadera

MATERIALES. - 01 Probetas de 2” de diámetro y 1” de alto, de mortero normal. - 01 Probetas de 2” de diámetro y 1” de alto, de mortero con aditivo.. d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES. - Medir las muestras con el vernier y determinar el promedio de diámetro y altura. - Saturar la muestra por mínimo m una hora. - Colocar en el tubo (permeámetro permeámetro) la muestra, con la ligadura en su alrededor para evitar la fuga de agua por las paredes. - Ajustar con la abrazadera, apretándolo. - Colocar en posición ón vertical y echar agua, dejando un margen libre de de 1 o 2 cm del borde superior. Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA

-

Colocando como base un depósito. Dejar por 5 días. Medir la cantidad de agua en una probeta, que ha percolado por la muestra de mortero

Abrazadera 2" 1 " e=16 Tubería de PVC φ 2"

100.00

1 Jebe de e=16 " ligadura Probeta de mortero C:A

5.08

Figura N° 24: detalle de muestra en permeámetro. Abrazadera 2" 1 e=16 " Tubería de PVC φ 2" 1 Jebe de e=16 " ligadura Probeta de mortero C:A

5.08

Reducción PVC de φ 2" a φ 1"

Figura N° 23: Permeámetro

Figura N° 25: Colocado de muestra

NOTA: El procedimiento no es normalizado, pero es válido para la determinación de la permeabilidad de un mortero. RESULTADOS. Se puede determinar con la siguiente ecuación: K=Q/A/t Q= Cantidad de agua percolada. 135ml A= Área a través de la cual ha pasado el agua. = 19.79 cm2 t= Tiempo de ensayo. = 5 días = 432000 K= 1.57889E-05 = 0.00001579 ml/cm2/seg

seg

C. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL MORTERO. a. OBJETIVOS Determinar aspectos importantes de la resistencia y, que pueden servir para el control de calidad, especificaciones técnicas, y modos de falla de morteros de cemento hidráulico que se expende y arena existente en Cajamarca. o Ensayar a compresión especímenes de mortero. Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA

o Comparar resultados con otras brigadas. o Realizar el análisis de los resultados obtenidos.

b. FUNDAMENTO: De manera similar como lo que ocurre con las rocas, los morteros de cemento hidráulico, la resistencia más significativa es a compresión, porque éste material va a trabajar a compresión dentro del contexto de cualquier estructura. Para determinar este ensayo el procedimiento es similar a los del ensayo a compresión de roca. Es evidente la importancia de las prácticas en el laboratorio para que el alumno adquiera conocimiento directo de los ensayos en los que se comprueba el comportamiento real de los materiales en los diversos aspectos que pueden interesar, y se proporciona al alumno la oportunidad de conocer el proceso investigador que conduce desde la teoría hasta la preparación de normas o especificaciones aplicables a cada material. El mortero de cemento Pórtland es el mejor aglomerado para trabajos de importancia en la construcción, como son muros, bóvedas, macizos muy cargados, buenos cimientos, forjados de cornisa, pavimentos, revoques impermeables, enlucidos exteriores de fosas, cisternas, depósitos y, en general, todos aquellos trabajos que necesitan gran resistencia o preservarse del agua o de los agentes atmosféricos. Este tiene la propiedad de endurecerse en menos de dos horas debajo del agua. Debemos advertir que al hablar del cemento Pórtland nos referimos al Pórtland artificial, y que si bien el natural puede tener las mismas propiedades, es corrientemente de calidades irregulares, lo que no lo hace tan aplicable en estos tipos de trabajo. El agua necesaria para obtener un mortero de Pórtland oscila entre el 16 y 25 % del volumen de los materiales empleados. Relación agua-cemento (en peso) Las dos propiedades esenciales del mortero fraguado son su duración y resistencia. Ambas propiedades están estrechamente relacionadas con la densidad. En general, cuanto más compacto es el mortero más resistente y duradero será. El mortero debe ser denso para que resulte impermeable al agua y proteja los refuerzos metálicos debidamente. La resistencia y durabilidad del mortero viene determinada por la cantidad de agua utilizada para la mezcla pero la granulación general del agregado tiene un efecto indirecto. Los agregados finos exigen más agua que los gruesos para conseguir el mismo grado de docilidad. De ello se desprende que en la práctica la granulación del agregado incide en la cantidad de agua que debe agregarse. Se ha demostrado que la resistencia del mortero depende primordialmente de las proporciones relativas de agua y cemento. Cuanto mayor es la proporción de agua, más débil será el mortero. Hay que tener siempre en cuenta un margen para la humedad presente en la arena. c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR c.1. EQUIPOS - Balanza, capacidad 8kg. - Prensa hidráulica 100 Tn.f - Cronómetro. - Termómetro ambiental. c.2. HERRAMIENTAS. — Vernier. — Wincha. — Hoja de reporte. Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA — 20 trozos de papel de 6cm X 6cm — Cronómetro. — Cámara fotográfica. c.3. MATERIALES. - 05 Probetas normalizadas para ensayo de compresión. Las probetas serán cúbicas de 5 x 5 x 5 cm y 05 Probetas de mortero con aditivo. Las probetas serán cúbicas de 5 x 5 x 5 cm Figura N°10:Secado de especimenes

d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES. ANTES DEL ENSAYO: 1° Determinar las dimensiones promedio de la probeta, es decir el valor promedio de a, b y c por lo menos con la lectura de tres valores, esto nos garantizará el valor más cercano a la realidad que tiene cada una de sus dimensiones. Los valores de sus tres dimensiones nos dará el valor más probable del área resistente así como de la dimensión que se va a deformar. Determinar el área neta que soportará la carga y marcarlo para identificarlo.

Figura N° 26. Medición de probeta

FOTO 08: Medición de probeta a los 7 días de fraguado 2° Verificar el paralelismo de las caras que van a ser comprimidas, esto en la medida que la máquina de ensayo no registra el valor de la carga si sus caras comprimidas no estén paralelas sin embargo, si se registra deformaciones: y entonces el diagrama Esfuerzo vs Deformación Unitaria puede tener una anomalía como la que se muestra en el grafico, es decir una deformación inicial sin ningún nivel de carga.

Gráfica N°27: Esfuerzo deformación no deseable 3° Para determinar este ensayo se coloca la probeta estándar entre los platillos de la prensa, colocando una lámina de papel de un espesor de 1mm entre la cara del mortero y el platillo, esto para impedir el contacto directo del acero con el mortero. Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA DURANTE DEL ENSAYO: - Marcar y codificar cada espécimen. - Medir el área resistente. - Revisar que las caras estén paralelas, caso contrario uniformizarlas. - Colocar papel en la base y en la parte superior del espécimen. - Llevar el espécimen a la prensa hidráulica. - Medir carga y deformación longitudinal en la máquina de compresión. Se debe observar en forma permanente el limbo de carga. Resulta interesante e importante observar permanentemente el limbo de carga porque antes que se produzca el fallamiento total de la probeta las agujas suelen tratar de regresar en vez de avanzar; esto se traduce o interpreta como que la probeta ha fallado parcialmente; luego las agujas seguirán un movimiento en ascenso. También resulta importante registrar el tiempo que dura el ensayo (minutos) porque esto tiene que ver con la velocidad de ensayo (kg/min). Este parámetro es normado y existen valores mínimos para que el ensayo se asemeje a un ensayo estático. 2° Comenzar a registrar el tiempo de ensayo. 3° Observar las fallas que se van produciendo. Luego se comienza a aplicar de una manera ascendente una carga compresional (P) hasta que se produzca la rotura. Cada tipo de mortero tiene una forma peculiar de romperse. Así por ejemplo, las mortero duros y compactos se rompen haciendo prismas rectos, en cambio los morteros blandos se rompen siguiendo planos inclinados de un ángulo menor igual 45° con sus caras. El esfuerzo a la compresión se determina entre la carga actuante y el área resistente:  = P/A 4° Se deben observar las fallas que se van produciendo y numerarlos a medida como aparecen Y dibujarlo, para luego analizarlo.

DESPUÉS DEL ENSAYO: 1° Se debe extraer la probeta de la máquina y luego observar. 2° Dibujar el tipo de falla que se ha producido, finalmente 3° Se registrará el tiempo del ensayo. Si se divide: Carga de rotura entre tiempo total de ensayo entonces se determina la velocidad de ensayo. (Kg/min) 4° Determinar demás cálculos en gabinete, como esfuerzo de compresión, deformaciones unitarias, módulo de elasticidad (E). e. Resultados: Determinar la resistencia de cada uno de los 6 especímenes de mortero. - Determinar la deformación unitaria de cada espécimen.

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P5: PROPIEDADES DE MORTEROS CEMENTO ARENA Donde: Ar : Área resistente en cm2. ci: Esfuerzo a la compresión i. - Determinar el promedio de la resistencia a la compresión. - Determinar la velocidad de carga. (kg/min)

Tiempo: 64.67seg Carga de rotura: 1755 kg.f/ cm2. Área resistente: 25.91 cm2 Tiempo de ensayo: 64.67 segundos. Velocidad de ensayo: 27.14 Kg.f/seg Luego de realizar le ensayo, proceder a la eliminación de sus residuos y material de desperdicios, fuera del campus de la UPN, para ello revisare la Hoja de supervisión de eliminación de material fuera de campus firmado por Sr., Victor o por mi persona. - La velocidad no será mayor de 7000 Kg.f/cm2 por minuto ó 116Kg.f/cm2 por segundo. Se repite para las seis probetas, luego se obtiene la resistencia promedio, desviación estándar, y coeficiente de variación. - Ajustar tramo elástico y encontrar módulo de elasticidad.

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Figura N° 29. Grafica que muestra la forma de fisuras y rotura de la muestra de mortero sin aditivo.

f. ANÁLISIS … D) -

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E)

CONSIDERACIONES ESPECIALES: Leer con cuidado la presente guía, para poder conocer que actividades se realizaran. Equipo que no traiga los materiales y herramientas no podrá realizar la práctica y no será admitido en el Laboratorio. Las actividades que no puedan ser realizadas en las horas del curso de Materiales de Construcción, se pueden realizar por las mañanas, previa coordinación, para la supervisión respectiva. Las hojas de apuntes, serán firmadas o visadas para que tengan validez. Se evaluará su comportamiento y responsabilidad en los ensayos. De realizar mal el ensayo u tomar mal los datos, el equipo deberá repetir el ensayo. Todo material luego de ser utilizado deberá ser sacado del Campus universitario y eliminarlo en un lugar adecuado fuera de la Universidad, bajo responsabilidad del equipo, para lo cual se revisara la hoja de eliminación del material fuera de la Universidad. Dejar los equipos e instrumentos limpios y en perfecto estado, bajo responsabilidad del equipo.

DEL INFORME: e.1) Partes Obligatorias de los Informes. I. Contenido General. II. Introducción. III. Objetivos. IV. Justificación.

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V. Metodología y Procedimiento. VI. Presentación y Discusión de Resultados. VII. Conclusiones. VIII. Recomendaciones. IX. Referencias Bibliográficas y/o Electrónicas. X. Anexos. - Panel fotográfico. - Hojas de Reporte, firmadas. - Otros. e.2) Valoración de los informes. F) -

Presentación: Integridad: Nivel Científico/Técnico: Actitudinal: Redacción y Ortografía:

04 puntos. 05 puntos 07 puntos. 02 puntos 02 puntos.

DE LA FECHA DE PRESENTACIÓN: FECHA DE ENSAYO: SEMANA 11. LUGAR: LABORATORIO DE INGENIERÍA CIVIL – UPN CAJAMARCA. SE PRESENTARÁ UN INFORME POR EQUIPO DEL ENSAYO, EN FÍSICO Y DIGITAL FECHA DE PRESENTACIÓN MÁXIMA: SEGÚN LO INDICADO EN CLASE. NOTA FINAL QUE FORMA PARTE DEL T02. Para cualquier duda o consulta hacerla llegar en la Sala de Docentes de la UPN o vía e-mail: [email protected] o [email protected] “El éxito es la habilidad de ir de fracaso en fracaso sin perder el entusiasmo” Winston Churchill - Ex primer ministro británico.

WAM/wam Archivo 2011.

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