CONCRETOS HIDRAULICOS Laboratorio 1Finura y peso especfico del cemento Portland

YUDY ALEXANDRA DIAZ TAPIAHCTOR ANDRS COLLAZOS ROJASCARLOS ALEJANDRO FRAGA DIAZDIANA CAROLINA GARCS FIGUEROALAURA CAROLINA GOMEZ CERONANGELA VIVIANA BURBANO GUZMAN

PRESENTADO A:ING. JOS ALFREDO JIMENEZ C.

UNIVERSIDAD DE NARIOFACULTAD DE INGENIERIAPROGRAMA DE INGENIERIA CIVILSAN JUAN DE PASTO2014INTRODUCCION

El componente ms costoso del concreto es el cemento. La pasta de cemento (cemento y agua) es el elemento que llena los vacos entre los agregados, provee la trabajabilidad del concreto en estado fresco y proporciona la adherencia entre los agregados una vez que se endurece.Con la intencin de estudiar y analizar profundamente las propiedades de la pasta de cemento, es de suma importancia indagar y evaluar acerca de los rangos, o posibles variaciones que puedan tener stas, para que se encuentre en condiciones ptimas, teniendo como fin ltimo su mejor utilizacin rendimiento y en esta ocasin se analizar la finura el peso especfico de una muestra de cemento de marca Holcing, producido en el Ecuador.El peso especfico se define como la relacin de peso-volumen y vara muy poco de unos cementos a otros, oscilando entre 2.9 y 3.15 (gr/cm3). Este se emplea en el diseo y control de mezclas de concreto, pero no indica la calidad del cemento.La finura del cemento influye en el calor liberado y en la velocidad de hidratacin. A mayor finura del cemento, mayor rapidez de hidratacin y, por lo tanto, mayor desarrollo de resistencia. Los efectos que una mayor finura provoca sobre la resistencia se manifiestan principalmente durante los primeros siete das.

OBJETIVOS

Objetivo generalDeterminar el peso especfico y finura del cemento con el fin de conocer la proporcin de mezclas en volumen e identificar la capacidad de resistencia del concreto.Objetivos especficos Determinar el peso especfico del cemento usado en el ensayo.

Determinar la finura del cemento utilizado en el laboratorio.

Comprender el procedimiento apropiado y correcto manejo de materiales, para obtener resultados correctos.

Realizar los clculos necesarios para obtener los datos de peso especfico y finura.

MARCO TERICOTipos de cemento portland:Los cementos Portland, por lo general, se fabrican en cinco tipos cuyas propiedades se han normalizado. Los tipos se distinguen segn los requisitos fsicos y qumicos. Tipo I: Es un cemento normal. De uso general en todas las obras de ingeniera donde no se requiera cementos especiales. De 1 a 28 das es capaz de realizar del 1 al 100% de su resistencia relativa.

Tipo II: Cemento modificado para usos generales. Resiste moderadamente la accin de los sulfatos, se emplea tambin cuando se requiere un calor moderado de hidratacin. El cemento Tipo II adquiere resistencia ms lentamente que el Tipo I, pero al final alcanza la misma resistencia. Se utiliza en alcantarillados, tubos, zonas industriales. Realiza del 75 al 100% de su resistencia.

Tipo III: Cemento de alta resistencia inicial, recomendable cuando se necesita una resistencia temprana en una situacin particular de construccin. El concreto hecho con el cemento Tipo III desarrolla una resistencia en tres das, igual a la desarrollada en 28 das 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.

Tipo IV: Cemento de bajo calor de hidratacin se ha perfeccionado para usarse en concretos masivos. El bajo calor de hidratacin de Tipo IV se logra limitando los compuestos que ms influyen en la formacin de calor por hidratacin. Sus compuestos tambin producen la resistencia inicial de la mezcla de cemento, al limitarlos se tiene una mezcla que gana resistencia con lentitud. El calor de hidratacin del cemento Tipo IV suele ser de ms o menos el 80% del Tipo II, el 65% del Tipo I y 55% del Tipo III durante la primera semana de hidratacin. Los porcentajes son un poco mayores despus de aproximadamente un ao. Es utilizado en grandes obras, moles de concreto, en presas o tneles. Su resistencia relativa de 1 a 28 das es de 55 a 75%.

Tipo V: Cemento con alta resistencia a la accin de los sulfatos, se especifica cuando hay exposicin intensa a los sulfatos. Las aplicaciones tpicas comprenden las estructuras hidrulicas expuestas a aguas con alto contenido de lcalis y estructuras expuestas al agua de mar. Realiza su resistencia relativa del 65 al 85 %

Peso especfico:El peso especfico expresa la relacin entre la muestra de cemento y el volumen dado de la muestra a una determinada temperatura (la temperatura a la cual se haga la prueba no ocasiona mucha diferencia en los resultados, pero es recomendable mantener este valor constante). El valor del peso especfico debe encontrarse entre 3.10 y 3.15 g/cm. Se puede tener el caso en que el valor del peso especfico se encuentre entre 3.0 y 3.10 g/cm; en dicha situacin se dice que el cemento es adicionado. Tambin es utilizado para determinar otras caractersticas del cemento.El valor del peso especfico del cemento no indica la calidad de un tipo de cemento, su principal utilidad est relacionada con el diseo y control de las mezclas de concreto. Para determinar el peso especfico del cemento existen cuatro mtodos: Mtodo De Le Chatelier Mtodo de Schuman. Mtodo de Candlot. Mtodo Picnmetro.

Figura 1: Tubo de Le ChatelierCon cualquiera de estos cuatro mtodos mencionados podemos obtener el peso especfico del cemento. Para la aplicacin de nuestro ensayo trabajaremos con el mtodo de Le Chatelier en donde un frasco normalizado (Ver figura 1). Los datos requeridos de tolerancia considerados como longitud, espaciamiento y uniformidad de graduacin, deben ser tomados con gran cuidado. El rango de lectura debe estar entre 0 y 1. Adems, se debe considerar que el lquido no debe reaccionar con el cemento; para evitar eso se hace el uso del kerosene.Para determinar el peso especfico del cemento se hace uso de la siguiente ecuacin:

donde: Peso especfico del cemento, en g/cm Masa de la muestra de cemento. Volumen desplazado.

Finura: La finura del cemento es una caracterstica ntimamente ligada al valor hidrulico del cemento ya que influye de una manera decisiva en la velocidad de las reacciones qumicas durante el fraguado inicial y primer endurecimiento. Al entrar en contacto con el agua, los granos de cemento se hidratan solo en una profundidad de 0.01 mm por lo que, si dichos granos fuesen muy gruesos, su rendimiento sera muy pequeo al quedar en su interior un ncleo prcticamente inerte. Si el cemento posee una finura excesiva, su retraccin y calor de fraguado son muy altos (lo que en general resulta muy perjudicial); el conglomerante resulta ser ms susceptible a la meteorizacin (envejecimiento) tras un almacenamiento prolongado y disminuye su resistencia a las aguas agresivas. Pero siendo as que las resistencias mecnicas aumentan con la finura, se llega a una situacin de compromiso: el cemento Portland debe estar finamente molido pero no en exceso.La finura de un cemento se mide por sus residuos en dos tamices (malla #100 y #200) o bien determinando su superficie especfica por algn procedimiento adecuado, siendo el mtodo de Blaine el que se emplea ms comnmente. En l se determina y expresa en cm la superficie de un gramo de material cuyas partculas estuviesen totalmente sueltas. Los dos mtodos indicados, tamizado y superficie especfica, no son equivalentes, siendo ms expresivo el segundo.Si el porcentaje de finura es menor al 5%, significa que ste es un cemento Portland de endurecimiento rpido. De igual manera, si el porcentaje es menor al 10%, es que es un cemento Portland para uso ordinario.

Para calcular el porcentaje de finura tenemos en cuenta la siguiente ecuacin:

PROCEDIMIENTO

La finura del cemento influye en el calor de hidratacin que es liberado durante la reaccin y la velocidad a la cual se hidrata. Es importante conocer la finura del cemento porque cuanto ms fino es ste, ms rpida es su hidratacin y por lo tanto tendr mayor resistencia. A continuacin se describe el procedimiento:

Implementos:

1. Cemento de diferentes marcas2. Tamiz No. 2003. 2 Recipientes4. Balanza

Desarrollo:

a. Se toma una muestra de 50 gramos de cemento Cemex y una de la misma cantidad de cemento Chimborazo.b. Utilizar la balanza para que el peso sea exacto (Figura 2).

Figura 2. Pesaje de la muestrac. Se pasa cada muestra por el tamiz No. 100 y se anota el peso retenido en esta malla.d. Luego, con otra muestra del mismo peso de las mismas marcas de cementos se lo pasa por el tamiz No. 200.e. Se deposita el material retenido en un recipiente y se lo pesa.

Tabla 1. Cementos ensayadosCementoInicial (gr)Retenido No. 100 (gr)Retenido No. 200 (gr)

Cemex500.110.6

Chimborazo500.061.3

Peso especfico del cemento

Implementos

1. 3 muestras de cementos diferentes2. 3 recipientes3. Balanza4. Aparato Bao Mara5. Kerosene6. 3 tubos de Le Chatelier 7. Embudos

Desarrollo:

1. Se utilizan los recipientes y la balanza para pesar 64 gramos de cada muestra de cemento2. Se llena el tubo de Le Chatelier con kerosene hasta que ste encuentre la marca de 0 y 1 ml. Es importante que el tubo est limpio y libre de impurezas ya que pueden afectar los datos observados.3. Con ayuda de un embudo se depositan los 64 gramos de material en cada tubo.4. Una vez que estn los tubos con el material se los lleva a la mquina de bao mara (Figura 3) que debe estar con temperatura constante de 20C durante 8 horas. Se debe medir el volumen inicial.

Figura 3. Bao Mara

5. Pasadas las 8 horas se deber anotar el nuevo volumen, el cual corresponde al desplazado por el cemento.

CALCULOS Peso especifico

Para calcular el peso especfico del cemento debemos hacer uso de la siguiente frmula:

donde:

Peso: peso del cemento utilizado : Lectura final del recipiente: Lectura inicial del recipienteDespus de realizar el procedimiento descrito anteriormente con dos marcas distintas de cemento obtuvimos los siguientes datos:Tabla 2. Cementos usadosMarca de cementoPeso (g) Peso especfico

Cemex640.921.43.12

Chimborazo640.922.13.02

Holsing64122.42.99

FinuraUna vez realizado el procedimiento respectivo, procedemos a calcular el porcentaje de finura por medio de la siguiente frmula:

Por lo tanto, los datos y resultados obtenidos son:Tabla 3. Tamiz no.100Marca de cementoPeso inicial (g)Peso final (g)% finura

Chimborazo5049.940.12

Cemex5049.890.22

Holsing5049.930.14

Tabla 4. Tamiz no.200Marca de cementoPeso inicial (g)Peso final (g)% finura

Chimborazo5048.72.6

Cemex5049.41.2

Holsing5048.43.2

CONCLUSIONESTeniendo en cuenta que el valor del peso especfico de un cemento varia muy poco en relacin con un cemento portland normal, cuando no hay adiciones distintas al yeso, suele estar comprendido entre 3.10 y 3.15 g/cm podemos decir que el cemento Cemex cumple con esta especificacin. Por consiguiente es un cemento de buena calidad. Sin embargo, en el caso de cementos con adiciones, desde luego ese valor es menor, ya que el contenido de Clinker por tonelada de cemento disminuye y su valor puede estar comprendido entre 3.00 y 3.10 g/cm3 tal como sucede con el cemento de marca Chimborazo y el Holsing que contienen un gran porcentaje de adiciones.