INSTITUTO SUPERIOR PEDRO P. DIAZ

INFORME DE LABORATORIO

PROPIEDADES DE AGLOMERANTES

[Escribir el nombre del autor]

26/04/2011

Los aglomerantes presentan propiedades muy particulares y difieren con otras, es gracias a esto que podemos obtener como resultado mezclas apropiada para nuestros diferentes fines.

INFORME DE LABORATORIO Nª1

COMPETENCIA.-

“Determinar las propiedades de los aglomerantes mediante la humedad, Densidad, Granulometría, Plasticidad y Probetas.”

BASE TEORICA.-

CEMENTO.- La palabra cemento es nombre de varias sustancias adhesivas. Deriva del latín caementum, porque los romanos llamaban opus caementitium (obra cementicia) a la grava y a diversos materiales parecidos al hormigón que usaban en sus morteros, aunque no eran la sustancia que los unía.

Es el material que se emplea para adherir los materiales pétreos en la construcción de edificios y obras de ingeniería civil. También se le conoce como cemento hidráulico, denominación que comprende los aglomerantes que fraguan y se endurecen una vez que se mezclan con agua o estando bajo el agua.

Hoy llamamos cemento por igual a varios pegamentos, pero de preferencia, al material para unir que se usa en la construcción de edificios y obras de ingeniería civil.

De acuerdo con la definición actual, el cemento portland es el que proviene de la pulverización del clínker obtenido por fusión incipiente de materiales arcillosos y calizos, que contengan óxidos de calcio, silicio, aluminio y fierro en cantidades convenientemente dosificadas y sin más adición posterior que yeso sin calcinar, así como otros materiales que no excedan del 1% del peso total y que no sean nocivos para el comportamiento posterior del cemento, como pudieran ser los álcali.

Los principales usos del cemento en la actualidad son la elaboración de mortero y de concreto armado. El primero se utiliza desde épocas milenarias; se le emplea para la fabricación de mamposterías que son la base en la construcción de viviendas. El concreto armado inició su uso desde el siglo XIX; por su resistencia es común su utilización en todo tipo de estructuras, incluidas las de la vivienda.

      Historia del cemento

El barro, material básico de la cerámica, podría decirse que fue el primer “cemento” por sus características plásticas, por ser moldeable a la forma que el artesano deseara. Además cuando el fuego lo endurece da como resultado

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un material que, aunque frágil, es aparentemente indestructible, no se corroe como el metal ni se arruina.

Los griegos y los romanos usaron un material aglutinante como la cal hidráulica. Es decir minerales ricos en silicatos y aluminatos de calcio. Griegos primero y romanos después, usaron cal y cenizas volcánicas para preparar las argamasa de sus construcciones. Esta mezcla reaccionaba lentamente cuando se le agregaba agua.

La sustancia aglomerante de los romanos y casi todas las edificaciones europeas en los primeros 17 siglos de la era cristiana fue muy semejante, aunque la manera de prepararla se fue alterando con el tiempo. En 1824, el inglés Joseph Aspdin, obtuvo una excelente cal hidráulica sobre la base de una mezcla sintética de cal y arcillas cocidas a alta temperatura Aspdín patentó el procedimiento y el nuevo material, al que llamó cemento Pórtland, debido a su parecido con la piedra de Portland, que era muy utilizada para la construcción en Inglaterra..

El primer cemento Portland moderno, hecho de piedra caliza y arcillas o pizarras, calentadas hasta convertirse en carbonilla (o escorias) y después trituradas, fue producido en Gran Bretaña en 1845. En aquella época el cemento se fabricaba en hornos verticales, esparciendo las materias primas sobre capas de coque a las que se prendía fuego. Los primeros hornos rotatorios surgieron hacia 1880. El cemento Portland se emplea hoy en la mayoría de las estructuras de hormigón.

Tipos de cemento

Clasificación del Cemento por sus Adiciones

CPO Cemento Pórtland Ordinario

CPP Cemento Pórtland Puzolanico

CPEG Cemento Pórtland con Escoria Granulada de Alto Horno

CPC Cemento Pórtland Compuesto

CPS Cemento Pórtland con Humo de Sílice

CEG Cemento con Escoria Granulada de Alto Horno

Clasificación por Características Especiales

RS Resistente a los Sulfatos

BRA Baja Reactividad Álcali - Agregado

BCH Bajo Calor de Hidratación

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B Blanco

 Clasificación por su Clase Resistente

Resistencia N/mm2

Mínimo a 3 días

Mínimo a 28 días

Máximo a 28 Días

20 -- 20 40

30 -- 30 50

30 R 20 30 50

40 -- 40 --

40 R 30 40 --

 La letra R indica que un cemento es de resistencia inicial alta, las unidades de reporte se modificaron a N/mm2, en vez de kg/cm2 (1 N/mm2 = 10.2 kg/cm2)

La Nomenclatura es ahora la siguiente::

Consideremos un Cemento Portland Ordinario de Clase resistente 30, de resistencia inicial alta y con las características especiales de Resistente a los Sulfatos, se debe presentar como: CPO 30 R RS

Consideremos un Cemento Portland Puzolanico de Clase resistente 30, de resistencia inicial alta y con las características especiales de Resistente a los Sulfatos, Baja Reactividad Álcali Agregado, se debe presentar como: CPP 30 R RS/BRA

• Cemento hidráulico. Es un material inorgánico finamente pulverizado, que al agregarle agua, -ya sea sólo o mezclado con arena, grava, asbesto u otros materiales similares-, tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas durante la hidratación y que, una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad.

• Cemento portland ordinario. Es el cemento producido a base de clínker portland y usualmente contiene sulfato de calcio.

• Cemento portland puzolánico. Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clínker portland, materiales puzolánicos y usualmente contiene sulfato de calcio.

• Cemento portland con escoria granulada de alto horno. Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clínker portland, escoria granulada de alto horno y usualmente contiene sulfato de calcio.

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• Cemento portland compuesto. Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clinker portland que usualmente contiene sulfato de calcio y una mezcla de materiales puzolánicos, escoria de alto horno y caliza. En el caso de la caliza, ésta puede ser componente único.

• Cemento portland con humo de sílice. Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clinker portland, humo de sílice y, usualmente, sulfato de calcio.

• Cemento con escoria granulada de alto horno. Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clinker portland, escoria granulada de alto horno y, usualmente, sulfato de calcio.

• Cementos resistentes a sulfatos. Se consideran cementos con una alta resistencia al ataque de sulfatos aquellos que por su comportamiento cumplen con el requisito de expansión limitada, de acuerdo con el método de prueba establecido.

• Cementos de baja reactividad álcali-agregado. Se consideran cementos de baja reactividad álcali-agre-gado aquellos que cumplen con el requisito de expansión limitada en la reacción álcali-agregado, de acuerdo con el método de prueba establecido.

• Cementos de bajo calor de hidratación. Se consideran cementos de bajo calor de hidratación aquellos que desarrollan un calor de hidratación igual o inferior al especificado en la norma oficial.

• Cementos blancos. Se consideran cementos blancos todos aquellos cuyo índice de blancura es igual o inferior al especificado en la norma oficial.

Usos del cemento

En la vivienda El cemento es un material muy útil en la construcción y a la vez

insustituible para muchos trabajos Mezclándolo con arena muy fina y agua se le emplea para

aplicación de lechada en las cubiertas de los techos construidos con ladrillo.

Revuelto con arena y agua se utiliza como mortero para pegar el tabique, bloque o tabicón, y en cimentaciones, para unir la piedra. También para el aplanado de los muros, tanto interiores como exteriores.

Al mezclarlo con arena, grava y agua se obtiene el concreto.

Otros usos

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Pero no sólo se le utiliza en la vivienda, sino también para construir caminos, aeropuertos, puentes, fábricas, etc.

Además, la construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales, drenajes y acueductos se hace con este producto.

El cemento es un excelente estabilizante de residuos tanto municipales como industriales, que deben ser tratados antes de ir a rellenos sanitarios.

La industria del cemento puede colaborar también para mejorar el ambiente. Su mejor aporte en este sentido consiste en la utilización de los hornos de fabricación de clinker para eliminar de una manera segura y definitiva una gran cantidad de residuos. Los hornos tienen la característica de aceptar como combustible muchos subproductos que tienen energía térmica (generan calor), municipales, llantas, plásticos, finos de coque, residuos hospitalarios, aserrín y viruta de madera, residuos de coco, subproductos de la industria química, cáscara de arroz, etcétera.

YESO.- El yeso es un producto preparado a partir de una piedra natural denominada aljez (sulfato de calcio dihidrato: CaSO4· 2H2O), mediante deshidratación, al que puede añadirse en fábrica determinadas adiciones de otras sustancias químicas para modificar sus características de fraguado, resistencia, adherencia, retención de agua y densidad, que una vez amasado con agua, puede ser utilizado directamente. También, se emplea para la elaboración de materiales prefabricados. El yeso, como producto industrial, es sulfato de calcio hemihidrato (CaSO4·½H2O), también llamado vulgarmente "yeso cocido". Se comercializa molido, en forma de polvo. Una variedad de yeso, denominada alabastro, se utiliza profusamente, por su facilidad de tallado, para elaborar pequeñas vasijas, estatuillas y otros utensilios.

Propiedades generales del cemento

Buena resistencia al ataque químico.

Resistencia a temperaturas elevada. Refractario.

Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Conversión interna.

Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad.

Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotérmico.

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Está prohibido el uso de cemento aluminoso en hormigón pretensado. La vida útil de las estructuras de hormigón armado es más corta.

El fenómeno de conversión (aumento de la porosidad y caída de la resistencia) puede tardar en aparecer en condiciones de temperatura y humedad baja.

El proyectista debe considerar como valor de cálculo, no la resistencia máxima sino, el valor residual, después de la conversión, y no será mayor de 40 N/mm2.

Se recomienda relaciones A/C ≤ 0,4, alta cantidad de cemento y aumentar los recubrimientos (debido al pH más bajo).

Propiedades físicas del cemento de aluminato de calcio

Fraguado: Normal 2-3 horas.

Endurecimiento: muy rápido. En 6-7 horas tiene el 80% de la resistencia.

Estabilidad de volumen: No expansivo.

Calor de hidratación: muy exotérmico.

Aplicaciones

El cemento de aluminato de calcio resulta muy adecuado para:

Hormigón refractario.

Reparaciones rápidas de urgencia.

Basamentos y bancadas de carácter temporal.

Cuando su uso sea justificable, se puede utilizar en:

Obras y elementos prefabricados, de hormigón en masa o hormigón no estructural.

Determinados casos de cimentaciones de hormigón en masa.

Hormigón proyectado.

No resulta nada indicado para:

Hormigón armado estructural.

Hormigón en masa o armado de grandes volúmenes.(muy exotérmico)

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Es prohibido para:

Hormigón pretensado en todos los casos.

Usos comunes del cemento de aluminato de calcio

Alcantarillados.

Zonas de vertidos industriales.

Depuradoras.

Terrenos sulfatados.

Ambientes marinos.

Como mortero de unión en construcciones refractarias.

CAL.- La cal viva se encuentra presente en la naturaleza, se puede sintetizar a partir del agua marina, que contiene concentraciones regulares de carbonatos de calcio y magnesio; mediante reacciones químicas y procesos fisicoquímicos, el carbonato es llevado a hidróxido de calcio, una última calcinación producirá óxido de calcio.

Antiguamente se usaba «cal» en vez de «calcio», en algunos nombres de compuestos donde interviene este elemento, como el "talco" o "aljez" (sulfato de calcio dihidratado, CaSO4•2H2O) o el mármol o "gis" (carbonato de calcio, CaCO3).

Los depósitos sedimentarios de carbonato de calcio se llaman caliches.

Este material utilizado para hacer mortero de cal se obtiene de las rocas calizas calcinadas a una temperatura entre 900 y 1200 °C, durante días, en un horno rotatorio o en un horno tradicional, romano o árabe. En estas condiciones el carbonato es inestable y pierde una molécula de óxido de carbono (IV).

El óxido de calcio reacciona violentamente con el agua, haciendo que ésta alcance los 90 °C. Se forma entonces hidróxido de calcio, también llamado cal apagada, o Ca (OH)2.

El hidróxido de calcio reacciona otra vez con el óxido de carbono (IV) del aire para formar de nuevo carbonato de calcio (cal). En esta reacción la masa se

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endurece. Por esto el óxido de calcio forma parte de formulaciones de morteros, especialmente a la hora de enlucir paredes de color blanco.

La cal se ha usado, desde la más remota antigüedad, de conglomerante en la construcción; también para pintar (encalar) muros y fachadas de los edificios construidos con adobes o tapial, habitual en las antiguas viviendas mediterráneas, en la fabricación de fuego griego. En algunos países de Latinoamérica, la cal se utiliza para el proceso de nixtamal, proceso utilizado para hacer sémola de maíz y masa para tortillas.

MATERIAL EQUIPO Y MUESTRAS.-

-Balanza

-Caja de Pesas

-Taras

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-Capsulas

-Espátula

-Varilla ahuecada y Maciza

-Muestra de Cemento

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-Muestra de Cal

-Muestra de Yeso

-Muestra de Diablo Fuerte

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-Rotaf

-Horno Secador

-Probetas

-Badilejo

Página 12

-Balde

PROCESO EXPERIMENTAL.-

GRANULOMETRIA

Pesamos una cantidad de muestra. Colocamos la muestra en el Rotaf. Pesamos las cantidades retenidas por Malla para a si obtener

nuestro margen de error.

GRUPO 1CANT 50 gr. TIPO CEMENTO

Nº Ø MALLACANTIDAD RETENIDA

PESO QUE

PASA EN GR.

% RETENIDO %PESO%SUMATORI

A

1 22.01 0.01 49.99 0.02% 99.98% 0.02%2 9.95 0.02 49.97 0.04% 99.94% 0.06%3 6 0.07 49.9 0.14% 99.80% 0.20%4 9.15 0.06 49.84 0.12% 99.68% 0.32%5 12.57 0.21 49.63 0.42% 99.26% 0.74%6 6.7 1.21 48.42 2.42% 96.84% 3.16%7 11.1 1.27 47.15 2.54% 94.30% 5.70%8 2 1.57 45.58 3.14% 91.16% 8.84%9 7 12.71 32.87 25.42% 65.74% 34.26%

10 3.95 16.57 16.3 33.14% 32.60% 67.40%11 4.34 8.75 7.55 17.50% 15.10% 84.90%12 10.92 5.2 2.35 10.40% 4.70% 95.30%

47.65ERROR 2.35% DE ERROR 4.70%

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0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% 120.00%

%PESO% RETENIDO

GRUPO 2CANT 50 gr. TIPO YESO

Nº Ø MALLACANTIDAD RETENIDA

PESO QUE

PASA EN GR.

% RETENIDO %PESO%SUMATORI

A

1 22.01 0.22 49.78 0.44% 99.56% 0.44%2 9.95 0.61 49.17 1.22% 98.34% 1.66%3 6 1.11 48.06 2.22% 96.12% 3.88%4 9.15 3.1 44.96 6.20% 89.92% 10.08%5 12.57 5.23 39.73 10.46% 79.46% 20.54%6 6.7 3.07 36.66 6.14% 73.32% 26.68%7 11.1 13.33 23.33 26.66% 46.66% 53.34%8 2 8.25 15.08 16.50% 30.16% 69.84%9 7 10.15 4.93 20.30% 9.86% 90.14%

10 3.95 2.05 2.88 4.10% 5.76% 94.24%11 4.34 1.76 1.12 3.52% 2.24% 97.76%12 10.92 0.84 0.28 1.68% 0.56% 99.44%

49.72ERROR 0.28% DE ERROR 0.56%

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101112

0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% 120.00%

%PESO% RETENIDO

GRUPO 3CANT 100 gr. TIPO CAL

Nº Ø MALLACANTIDAD RETENIDA

PESO QUE

PASA EN GR.

% RETENIDO %PESO%SUMATORI

A

1 22.01 0.58 99.42 0.58% 99.42% 0.58%2 9.95 3.5 95.92 3.50% 95.92% 4.08%3 6 6 89.92 6.00% 89.92% 10.08%4 9.15 7.06 82.86 7.06% 82.86% 17.14%5 12.57 8 74.86 8.00% 74.86% 25.14%6 6.7 16.5 58.36 16.50% 58.36% 41.64%7 11.1 24 34.36 24.00% 34.36% 65.64%8 2 13.58 20.78 13.58% 20.78% 79.22%9 7 15.58 5.2 15.58% 5.20% 94.80%

10 3.95 3.03 2.17 3.03% 2.17% 97.83%11 4.34 1 1.17 1.00% 1.17% 98.83%12 10.92 0.55 0.62 0.55% 0.62% 99.38%

99.38ERROR 0.62

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0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% 120.00%

%PESO% RETENIDO

GRUPO 4CANT 50 gr. TIPO CEMENTO

Nº Ø MALLACANTIDAD RETENIDA

PESO QUE

PASA EN GR.

% RETENIDO %PESO%SUMATORI

A

1 22.01 0 50 0.00% 100.00% 0.00%2 9.95 0 50 0.00% 100.00% 0.00%3 6 0 50 0.00% 100.00% 0.00%4 9.15 0.97 49.03 1.94% 98.06% 1.94%5 12.57 1.3 47.73 2.60% 95.46% 4.54%6 6.7 1.89 45.84 3.78% 91.68% 8.32%7 11.1 1.79 44.05 3.58% 88.10% 11.90%8 2 1.79 42.26 3.58% 84.52% 15.48%9 7 14.21 28.05 28.42% 56.10% 43.90%

10 3.95 20.63 7.42 41.26% 14.84% 85.16%11 4.34 4.2 3.22 8.40% 6.44% 93.56%12 10.92 3.23 -0.01 6.46% -0.02% 100.02%

50.01ERROR -0.01% DE ERROR -0.02%

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-20.00%0.00%

20.00%

40.00%

60.00%

80.00%

100.00%

120.00%

%PESO% RETENIDO

PROBETAS

Necesitamos unas Probetas de 6” x 3” que serán los recipientes. Pesaremos una cantidad de Mezcla y una cantidad de agua. Para que juntas me den una mezcla que podamos trabajar con las

Probetas. Echamos el agua hasta ver que esté listo para el trabajo sin

excesos de agua, para hacer el vaciado esperando llegar a tener una muestra de 6” x 3”.

DENSIDAD

Pesamos 50gr de una cantidad de muestra, para luego vaciarlo a la probeta.

Una vez ya vaciado a la probeta observaremos el volumen de este para lo cual debemos de asentar el aglomerante por medio de golpes pequeños de la base para que se acomode.

Medimos 50 de agua y ahí mismo mezclamos el aglomerante. Inmediatamente miramos el resultado de la cantidad en la

mezcla obtenida en la probeta.

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% Porosidad

CEMENTOCALYESO

HUMEDAD

Pesamos una cantidad de material muestra como cemento, yeso y cal

Lo pesamos junto con el peso de las capsulas. Lo colocamos al horno secador por un tiempo de entre 20 a 30

minutos. Sacamos la muestra seca y la pesamos para asi obtener la

cantidad de humedad q poseía.

DESCRIPCION P. CAP P.CAP+M. P.+M.SECA P. MUEST. P. HU. % DE HU.CEMENTO 46.6 56.6 56.5 10 0.1 1.00%CAL 47.35 57.35 57.22 10 0.13 1.30%YESO 55.6 66.6 64.85 11 1.75 15.91%

CEMENTO 44.6 50 49.95 5.4 0.05 0.93%CAL 46.7 50 50 3.3 0 0.00%YESO 49 60 59.26 11 0.74 6.73%

PROMEDIOCEMENTO 0.96%YESO 0.65%CAL 11.32%

% DE HUMEDAD

CEMENTOCALYESO

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PLASTICIDAD

Pesamos 50gr de Muestra. Y Pesamos 50 gr de agua. Hacemos una mezcla hasta que tenga una consistencia

gelatinosa, pero no excediendo mucho tus hojos. Luego dejarlo unos 5 minutos. Agarrar la bola y lanzarla a 50 cm sobre la superfici de la que se

encuentra.

GRUPO: 1MUESTRA: Cemento

Peso de Muestra: 50 gr Agua : 26 cc

GRUPO: 2MUESTRA: YESO

Peso de Muestra: 50 grAgua : 50 cc

GRUPO: 3

MUESTRA: CAL

Peso de Muestra: 50 grAgua : 21.05 cc

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Bajo % de agrietamiento

Medio % e agrietamiento

Alto % de agrietamiento