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• Alan Cegueda Avila

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Contenido

Introducción ........................................................................................................................ 2 Objetivos ................................................................................ Error! Bookmark not defined. Metodología del Trabajo .................................................................................................. 4 Cementos y Morteros……………………………………………………………………7 Normas y uso del cemento ........................................Error! Bookmark not defined. Conclusiones ........................................................................ Error! Bookmark not defined. Aportaciones......................................................................... Error! Bookmark not defined.

Introducción El estudio de la ciencia de materiales, siempre significa un gran avance en lo tecnológico, o en el diseño de estructuras y mega estructuras. con el paso del tiempo estas se van modificando para poder hacer las estructuras mas ligeras y con mayores propiedades mecánicas. Un claro ejemplo de ello son los cementos y concretos con los cuales se constituyen estas estructuras, ya que podemos analizar el proceso de obtención desde el subsuelo y llegar a profundizar dentro de su estructura interna analizando sus fases presentes y asi modificar las propiedades mecánicas de los mismos. Los concretos y cementos son muy versátiles a la hora de experimentar con ellos ya que dentro de ellos pueden integrarse partículas de otro orden quimico pudiendo ser polímeros, catalizadores, compuestos organicos entre muchos otros para modificar su resistencia mecánica o la cinetica de reacción en los procesos desde el klinkerizado hasta el fraguado.

Objetivo general: Evaluar el comportamiento y como es que el poli estireno expandido usado como aditivo en el mortero de CPO afecta a distintos parámetros tales como: reacciones de hidratación, durabilidad y resistencia. Objetivos específicos: Evaluar las reacciones de hidratación del CPO como efecto de la adición de PS en solución. Evaluar la resistencia a la compresión del mortero usando como aditivo el poliestireno expandido a distintas condiciones de mezcla.

Metodología del Trabajo Cuando un cemento se amasa con agua en proporción del 20 al 35 por 100, en peso, se forma una pasta que mantiene su plasticidad durante un tiempo muerto después del cual la pasta empieza a rigidizarse hasta que desaparece su plasticidad a la vez que va aumentando su resistencia de forma gradual. Este fenómeno es consecuencia de las precipitaciones sólidas de gel o cristal que se producen durante las reacciones de hidratación y que dan lugar a un aumento progresivo de la viscosidad de la pasta. Hay que distinguir dos facetas de esta transformación que se conocen como " fraguado" y " endurecimiento" de la pasta de cemento. Durante el fraguado la pasta pierde su plasticidad llegando a adquirir algo de resistencias, mientras que el endurecimiento se caracteriza por la ganancia progresiva de resistencias de una pasta fraguada. El fraguado, es pues, el desarrollo de rigidez de una pasta o mortero de cemento, que cambia su carácter de una masa plástica a un material rígido. El tiempo transcurrido antes del fraguado depende de varios factores, incluyendo la temperatura, la relación Agua Cemento y las características del cemento. Durante el fraguado hay que distinguir dos fases conocidas como "principio de fraguado" y "fin de fraguado" y que son importantes para conocer el tiempo durante el cual la pasta permanece plástica y, por tanto, es trabajable. El principio de fraguado se caracteriza por iniciarse la rigidez de la pasta y, el final del mismo viene marcado por la pérdida de plasticidad de aquella. El principio y fin de fraguado se determinan por medio del aparato de la aguja de Vicat sobre una pasta hecha con el cemento a ensayar y con una cantidad de agua que constituye la de la "pasta de consistencia normal". En el continente americano se dispone de un método alternativo, el método de la aguja de Gillmore. Los dos métodos están basados en la penetración de una aguja en la pasta de cemento y dan resultados similares La pasta de consistencia normal se determina amasando 500 g de cemento con la cantidad de agua que se estime necesaria. Con esta mezcla se llena un molde troncocónico de bases abiertas cuya altura es de 40 mm, el diámetro de la base superior de 70 mm y el de la inferior de 80 mm. Sobre la mezcla moldeada se coloca una sonda cilíndrica de 1 cm de diámetro y 300 g de masa y a los 30 s de haber terminado el amasado se deja que la sonda penetre en la mezcla durante un tiempo de 30 s. Si el agua de amasado utilizada es la de consistencia normal la sonda penetrará entre 9 y 11 mm. Si la penetración es mayor o menor habrá que repetir el ensayo amasando, con menos o más agua, respectivamente. El principio de fraguado se halla midiendo lo que penetra una aguja de 1 mm2 de sección y de 50 mm de longitud, cargada con una masa de 300 g, sobre la pasta de consistencia normal que se encuentra situada en un molde troncocónico idéntico al empleado para la determinación del agua de consistencia normal. Se define como principio de fraguado el tiempo transcurrido, medido con una precisión de 5 min, desde el instante en que termina la adición de agua al cemento para formar la pasta y el

preciso para que la penetración de la aguja se quede entre 4±1 mm del fondo. Al principio del ensayo la aguja penetra totalmente la pasta, pero conforme se va rigidizando o fraguando el cemento la penetración va siendo menor, debido a esto, hay que realizar penetraciones con la aguja de Vicat cada 10 min y en puntos diferentes de la probeta. El falso fraguado se produce como consecuencia de una accidental deshidratación parcial del yeso al molerlo con el clinker en el molino de cemento y provocada por una elevación excesiva de la temperatura de la mezcla en el mismo. En este caso, el yeso dihidrato (CaSO4.2H2O) se transforma en yeso hemihidrato (CaSO4. 1 2 H2O) o en anhidrita (CaSO4) y al mezclar el cemento con el agua se produce una hidratación rápida de estos últimos sulfatos agarrotándose la pasta. No debe confundirse el falso fraguado con el fraguado relámpago producido por la hidratación del C3A. En el primer caso no hay desprendimiento apreciable de calor y además la masa recupera su plasticidad inicial si se vuelve a mezclar. No debe adicionarse más cantidad de agua a la mezcla para solventar este inconveniente de falso fraguado por el peligro de reducir las resistencias mecánicas de los morteros y hormigones. Otra causa de falso fraguado puede tener su origen en la carbonatación de los álcalis del cemento durante el almacenaje del mismo. Los carbonatos alcalinos formados reaccionan con la portlandita liberada en la hidratación del silicato tricálcico formando carbonato cálcico que rigidiza a la pasta. 4.- Resistencia. La aplicación fundamental del cemento es la fabricación de morteros y hormigones destinados a la construcción de elementos en los que, generalmente, la propiedad más interesante es su resistencia mecánica. Por consiguiente, los cementos, junto con los áridos, tienen que conferírsela y esto lo logran porque al amasarlos con agua dan lugar a pastas que endurecen y tiene una gran cohesión y, cuya porosidad va disminuyendo a la vez que las resistencias mecánicas van creciendo con el paso del tiempo, presentando, además, las mismas una gran adherencia con los áridos que componen el mortero y el hormigón. Todas las fases del cemento que hidratan pueden, potencialmente, contribuir al desarrollo de resistencias. El desarrollo de resistencias iniciales (es decir, hasta 28 días a 20 °C) está dominado por la hidratación del C3S soportado por el C3A, mientras las fases de C2S y C4AF, que hidratan más lentamente, contribuyen al desarrollo de resistencias finales.

2.1 OBTENCION DE TAMAÑO FINO DE PARTICULAS DE POLIESTIRENO Como se mencionó el poliestireno a utilizar es de desecho, ya sea de productos para fiestas, o de algún embalaje de productos electrónicos. Para el poliestireno que proviene de utensilios desechables se cortaron los utensilios en pequeños cuadros, estos tenían una geometría cuadrada con dimensiones de 1mm x 1mm.

Los que provenían de embalajes de productos electrónicos se desgranaron y quedaron pequeñas esferas de 1mm de diámetro. Este material se lavó solamente con agua para quitar la grasa y suciedad que pudieran contener, después se pusieron a secar completamente a temperatura ambiente.

Figura 6 poliestireno en perlas

2.1.1 MEZCLADO DE MORTERO CON POLIESTIRENO Se colocan la paleta mezcladora y el recipiente de mezcla secos en su posición de trabajo en la mezcladora. Luego se introducen los materiales para una amasada en el recipiente y se mezclan. 1. Se vierte toda el agua de mezclado en el recipiente. 2. Se agrega el cemento al agua y se deja reposar 30 segundos mientras se absorbe el agua. 3. Se mezcla durante 30 segundos a velocidad lenta (140 ± 5 r/min) 4. Se para la mezcladora por 15 segundos y durante este tiempo se arrastra la pasta adherida a la pared del recipiente hacia el fondo, con el raspador. 5. Se mezcla durante 60 segundos a velocidad media (285 ± 10r/min). 6. Se agrega el poliestireno lavado y secado con la cantidada adecuada a evaluar. 7. Se mezcla durante 30 segundos a velocidad lenta (140 ± 5 r/min)

8. Se para la mezcladora por 15 segundos y durante este tiempo se arrastra la pasta adherida a la pared del recipiente hacia el fondo, con el raspador. 9. Se mezcla durante 60 segundos a velocidad media (285 ± 10r/min). 10. En caso de que el mortero requiera de un nuevo período de mezclado, el material adherido a la pared del recipiente debe ser rápidamente arrastrado hacia el fondo con el raspador, antes de iniciar el mezclado adicional. Determinación del tiempo de fraguado del Cemento Pórtland. Alcance: Este método de prueba se refiere a la determinación del tiempo de fraguado de las pastas de cementantes hidráulicos, midiendo su resistencia con el aparato Vicat, este método de prueba es aplicable a cualquier tipo de Cemento Pórtland que se ocupe para la elaboración de concreto. Objetivo: Determinar el tiempo de fraguado del cemento Pórtland para la elaboración de concreto hidráulico. Equipo y material: • Agua destilada. • Balanza.- Balanza calibrada con aproximación al 0.1 gr. y capacidad de por lo menos 1kg. • Probeta.- Deberá ser una probeta con una capacidad de no menos de 500ml. • Aparato Vicat. • Cemento Pórtland (cualquier tipo). • Tela impermeable. • Cuchara de albañil. • Mezclador. Condiciones de trabajo: La temperatura ambiente del laboratorio, así como de los materiales y equipo requeridos en la prueba deberán estar entre 20 °C y 27 °C. La temperatura del agua de mezclado y del lugar de curado de los especimenes deberá conservarse a 23 °C

Procedimiento: 1) Con ayuda de la cuchara y el mezclador, prepare una pasta de cemento de 650 grs.

(cemento y agua con proporción 1:3). 2) Introduzca la pasta de cemento en la probeta. 3) Una vez terminada la probeta, envuélvala con una tela impermeable para que no pierda su humedad, y déjela reposar durante 30 minutos. 4) Coloque la probeta en el Vicat y determine la penetración con la aguja del aparato (dejando caer la aguja en un intervalo de 30 segundos a partir de la colocación de la muestra) cada 15 minutos hasta que se logre una penetración de 25mm. 5) Registre todas las penetraciones y por interpolación determine el tiempo correspondiente a la penetración de 25mm; este es el tiempo de fraguado inicial. El tiempo de fraguado final es aquel en el que la misma aguja no penetra visiblemente en la pasta.

Conclusiones Después del desarrollo del estudio se pudo concluir que con PS con una resistencia a la compresión entre 13 y 40 MPa se puede concebir mediante la sustitución de parte de los agregados gruesos por “perlas” de poliestireno. Durante el estudio, macroscópicamente se pudo observar que el agregado de poliestireno mostró una distribución uniforme en el mortero y en la matriz de concreto; sin que se adicionara ningún agente especial de unión. En general, el PS mostró una buena trabajabilidad y podría ser fácilmente compactado y acabado. Por otra parte, debido a su baja capacidad térmica específica mostró mayores niveles de aceleración de desarrollo de la resistencia a edades tempranas que las de la mezcla de control; siendo esta situación más representativa en las mezclas con mayor proporción de poliestireno. Como era de esperar; tanto la densidad del concreto, como la resistencia a la compresión, como el módulo elástico, se redujeron a medida que las proporciones de poliestireno fueron siendo mayores. En lo que respecta a las fallas de tensión y compresión, se pudo observar que en las muestras con agregado de poliestireno, no existió rotura frágil sino que por el contrario, se mostró una gran compresibilidad en el material. Aportaciones: Al agregar Ps al mortero podemos encontrar cambios significativos en las propiedades mecánicas de este, dentro de ellas podemos encontrar que la resistencia a la compresión baja de una manera significativa. Pero el mortero adquiere propiedades de elasticidad comparado con una muestra sin PS. El fraguado del material aumenta su velocidad en las reacciones de hidratación, esto quiere decir que e PS actúa como un acelerador de fraguado. Esto evita que se llegara a presentar un fraguado falso.