NORMA TCNICA COLOMBIANA

NTC 33

MTODO PARA DETERMINAR LA FINURA DEL CEMENTO HIDRULICO POR MEDIO DEL APARATO BLAINE DE PERMEABILIDAD AL AIRE.

OBJETO: este mtodo de ensayo se basa en la determinacin de la finura del cemento hidrulico por medio del aparato Blaine de permeabilidad al aire, es decir que tan grueso o fino pueden ser los granos del cemento que se est trabajando, que expresa en trminos de superficie especfica, como rea total en centmetros cuadrados por kilogramo de cemento. Esta norma se ha empleado y puede emplearse para determinar la finura de otros materiales, sin embargo es de anotar que los valores obtienen con respecto a la finura son relativos y no absolutos.

FUENTE: NTC 33

RESUMEN: este mtodo consiste en que por medio del aparato Blaine de permeabilidad al aire consiste en hacer que pase cierta cantidad de aire a travs de una capa de cemento de porosidad definida. En donde se determina la velocidad del flujo del aire a travs de la capa, del nmero y tamao de los poros existentes en mencionada capa.

MARCO TERICO

La finura del cemento es una propiedad muy importante, por lo cual es necesario someterlo a un control cuidadoso, principalmente por parte de sus fabricantes.

Debido a que las partculas del cemento son demasiado pequeas, no pueden ser separadas por mallas por lo cual el cemento de mido por otro tipo de mtodos y parmetros.

Como se mencionaba anteriormente el parmetro de medicin de la finura del cemento es el rea especfica expresada como el rea de la superficie total en cm2 por gramo de cemento (o m2 por Kg de cemento). El rea especificada en cm2/g significa la cantidad de superficie que un gramo de partculas de cemento puede cubrir. Lo cual nos permite definir que un cemento con rea especfica mayor ser ms fino que otro con rea especfica menor.

El aumento en la finura del cemento tiene los siguientes efectos: Hidratacin temprana: un alto grado de finura eleva la cantidad de yeso requerido para propiciar un efecto retardante adecuado, puesto que en cementos ms finos, existe ms cantidad de aluminato triclcico (C3A) libre para una velocidad de hidratacin rpida.

Desarrollo rpido de la resistencia a la compresin en el concreto, especialmente a edades mayores o cercanas a los 7 das. Por esta razn, el cemento tipo III (alta y temprana resistencia) es molido ms finamente y con mayores proporciones de silicato triclcico (C3S) y aluminato triclcico (C3A). El concreto hecho con tipo III tiene a los 3 das una resistencia a la compresin igual a la del tipo I a los 7 das.

Fuente: Laboratorio de Materiales de Construccin Determinacin de la finura del cemento portland usando el aparato de permeabilidad al aire de blaine disponible en: http://www.uca.edu.sv/mecanica-estructural/materias/materialesCostruccion/guiasLab/ensayoCemento/DETERMINACION%20DE%20LA%20FINURA%20DEL%20CEMENTO%20PORTLAND.pdf

EQUIPO Y MATERIALES

Aparato Blaine Consta de las siguientes partes: cmara de permeabilidad, disco perforado, mbolo y manmetro.

FUENTE: NTC 33

Fuente: http://www.ingenieracivil.com/2007_09_01_archive.html

PROCEDIMIENTO

Temperatura del cemento: Es necesario que la muestra a emplear se encuentre a temperatura ambiente en el momento de realizar el ensayo

Cantidad de la muestra: La muestra debe tener la misma masa que la muestra patrn (muestras patrn certificadas, tales como la No. 114 del National Institute of Standards and Technology-NIST.), la cual fue utilizada en la calibracin, teniendo en cuenta las excepciones: cuando se vaya a determinar la finura de un cemento tipo 3, u otros cementos finamente molidos, cuyo volumen para esta masa sea tan grande que la presin normal del dedo pulgar no hace que el reborde del mbolo toque el extremo superior de la cmara. La masa de la muestra en este caso, debe ser la necesaria para obtener una capa con porosidad de 0,530 0,005.

En el caso que se pretenda determinar la finura de materiales que sean diferentes al cemento portland puro, o en caso de que para una muestra de cemento portland puro no se logre obtener las porosidades necesarias, es necesario que la masa de la muestra se ajuste de manera que del proceso de compactacin se obtenga una capa firme y dura. Es de anotar que en ninguno de los casos debe emplearse una presin mayor que la que se produce con el dedo pulgar para obtener una capa con porosidad adecuada, ni esta presin debe producir un rebote o resalto del embolo fuera del extremo superior de la cmara, cuando se libere esta presin.

FUENTE: NTC 33

PREPARACIN DE LA CAPA DE CEMENTO

La capa de cemento para el ensayo debe prepararse atendiendo los siguiente pasos:

Se coloca el disco perforado en el reborde de la cmara de permeabilidad con la cara marcada hacia abajo.

Se pone un disco de papel de filtro sobre el disco metlico y se presiona con una varilla de dimetro ligeramente menor que el dimetro de la cmara.

Se aade cemento que tenga una porosidad de 0,500 0,005 y se dan unos ligeros golpes en sus paredes para que la capa de cemento quede nivelada.

Se coloca un disco de papel de filtro sobre el cemento y se compacta, haciendo bajar el mbolo hasta que su reborde toque el extremo superior de la cmara.

Se saca el mbolo lentamente a una distancia corta, se gira aproximadamente 90, se baja nuevamente hasta que haga contacto y se saca lentamente. Para cada determinacin es necesario utilizar nuevos discos de papel de filtro.

FUENTE: NTC 33

ENSAYO DE PERMEABILIDAD

El ensayo de permeabilidad se debe efectuar atendiendo los siguientes pasos, con la excepcin de que slo es necesaria una determinacin del tiempo de flujo para la capa de cemento.

La cmara de permeabilidad se conecta al manmetro, verificando que haya una conexin hermtica (Nota 6 - NTC 33 Una pequea vlvula engrasada puede utilizarse como conexin. La eficiencia de esta puede apreciarse al tapar la parte superior de la cmara (despus de haber colocado el manmetro), haciendo salir aire parcialmente, de uno de los brazos del mismo y cerrando luego la llave. Un descenso continuo del menisco es indicio de falla en el sistema.) y cuidando que la capa de cemento no se altere.

El aire contenido en el brazo del manmetro que tiene las marcas, se elimina lentamente hasta que el lquido alcance la marca ms alta, luego la vlvula se cierra hermticamente. Se hace funcionar el cronmetro en el momento en que el menisco del lquido llegue a la segunda marca (la que sigue a la ms alta) y se detiene en el momento en que el menisco llegue a la tercera marca. Se registra el intervalo de tiempo observado en segundos y tambin la temperatura en que se realiza el ensayo en grados Celsius.

Para la calibracin del aparato se realizan como mnimo tres determinaciones del tiempo de flujo en cada una de tres capas diferentes de la muestra patrn (Nota 7 - NTC 33 Se puede volver a usar la misma muestra patrn para preparar las capas de cemento, volvindola a aflojar siempre que se mantenga seca y se hagan los ensayos dentro de las 4 h siguientes a la apertura de la muestra.). Preferiblemente la calibracin debe realizarla la misma persona que va a efectuar las determinaciones de finura.

FUENTE: NTC 33

CLCULOS

La superficie especfica se calcula mediante las siguientes frmulas:

S = superficie especfica de la muestra en ensayo, en cm/g m2/kg

Sp = superficie especfica de la muestra patrn, empleada en la calibracin del aparato, en cm/g m2/kg

T = intervalo de tiempo observado en el descenso del manmetro para la muestra en ensayo, en s (Nota 9 - NTC 33 Los valores de n , e3 y T se toman de las Tablas 1, 2 y 3, respectivamente.)

Tp = intervalo de tiempo observado para la muestra patrn empleada en la calibracin del aparato, en s (Nota 9 - NTC 33 Los valores de n , e3 y T se toman de las Tablas 1, 2 y 3, respectivamente.)

n = viscosidad del aire a la temperatura del ensayo, en mPa.s (vase la Nota 9)

np = viscosidad del aire a la temperatura en que se efecta la calibracin del aparato, en mPa.s (vase la Nota 9)

e = porosidad de la capa de la muestra ensayada (vase la nota 9)

ep = porosidad de la capa de muestra patrn empleada en la calibracin del aparato (vase la Nota 9)

d = densidad de la muestra ensayada, en g/cm3

dp = densidad de la muestra patrn empleada en la calibracin del aparato, en g/cm3

b = constante, apropiada para la muestra de ensayo (para cemento hidrulico se debe usar un valor de 0,9)

bp = 0,9, constante apropiada para la muestra patrn empleada en la calibracin del aparato

Las frmulas (3) y (4) se deben emplear para cemento Prtland puro, cuando las porosidades de la muestra en ensayo y de la muestra patrn sean las mismas. En particular, se debe emplear la (3), si las temperaturas de dichas muestras no difieren en ms de 3 C entre s; y la (4), si ocurre lo contrario.

Las frmulas (5) y (6) se deben emplear para cemento Prtland, cuando las porosidades de la muestra en ensayo y de la muestra patrn sean distintas. La (5) se debe utilizar cuando las temperaturas no difieran en ms de 3 C entre s; y la (6) cuando la diferencia sea mayor.

Las frmulas (7) y (8) se deben emplear para materiales distintos del cemento hidrulico. La (7) en los casos en que las temperaturas de la muestra en ensayo y la muestra patrn no difieran en ms de 3 C entre s; y la (8) en caso contrario.

Se recomienda que los valores de "b" sean determinados en mnimo tres muestras del material en cuestin. Se debe ensayar cada muestra empleando cuatro porosidades diferentes sobre un rango de porosidad de mnimo 0,06. Se debe elaborar una grfica indicando el valor de ( e3 T ) en la abscisa y el de (e) en la ordenada. El valor de porosidad, "b", es el valor de (e), donde una lnea recta que pasa por todos los puntos, intersecta el valor de ( e3 T ) igual a cero. Los coeficientes de correlacin de las lneas rectas anteriores deben ser mayores de 0,9970. (Vase el anexo A)

Para calcular la superficie especfica en m/kg, se multiplica el valor en cm/g por el factor 0,1.

Se pueden aproximar los valores en cm/g a la siguiente decena por ejemplo, 3 447 cm/g se aproxima a 3 450 cm/g 345 m/kg.

FUENTE: NTC 33

FUENTE: NTC 33

FUENTE: NTC 33

CONCLUSIONES

Es importante conocer los pasos o procedimientos a seguir para determinar la finura del cemento toda vez que a mayor finura del cemento, mayor rapidez de hidratacin del cemento y por lo tanto mayor desarrollo de resistencia.

Es necesario e importante conocer que entre ms fino sea el cemento ms rpido es el contacto con el agua.

BIBLIOGRAFA

Laboratorio de Materiales de Construccin Determinacin de la finura del cemento portland usando el aparato de permeabilidad al aire de blaine disponible en: http://www.uca.edu.sv/mecanica-estructural/materias/materialesCostruccion/guiasLab/ensayoCemento/DETERMINACION%20DE%20LA%20FINURA%20DEL%20CEMENTO%20PORTLAND.pdf

Norma tcnica Colombiana NTC 33 Mtodo para determinar la finura del cemento hidrulico por medio del aparato blaine de permeabilidad al aire.

Norma INV E-302-07 universidad del Cauca, Instituto Nacional de Vas finura del cemento portland metodo del aparato Blaine disponible en: ftp://ftp.unicauca.edu.co/Facultades/FIC/IngCivil/Especificaciones_Normas_INV-07/Normas/Norma%20INV%20E-302-07.pdf