INFORME _ YESO

UNC I. INTRODUCCIN

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION

El estudio de los materiales de construccin, es sin lugar a dudas, algo inherente en la formacin de todo ingeniero civil, ya que de esto depender su buen desenvolvimiento a lo largo de su vida profesional. Es as que en el presente informe se tratar del estudio de un material muy importante en la rama de la construccin civil como es el yeso, debido a sus propiedades fsicas y mecnicas. El yeso es un material aglomerante calcreo, que posee propiedades que tienen relacin con sus grados de pureza y fabricacin ya que no todos utilizan las mismas tcnicas y maquinarias para su fabricacin. En el campo de la ingeniera es indispensable investigar las propiedades que posee este material y a partir de ello determinar un correcto uso y aplicacin. II. OBJETIVOS: Determinar mediante los ensayos respectivos las propiedades fsicas y mecnicas del yeso. Conocer y aplicar los diversos mtodos para determinar, de forma experimental, las propiedades fsicas y mecnicas del yeso en estudio. III. MATERIAL Y EQUIPO : de laboratorio se dispuso de lo

Para la presente prctica siguiente:

Yeso Balanza Electrnica Fiola Depsito de dimensiones conocidas Matraz Agua Cronmetro Mufla Moldes de madera (4x4x16 cm) Tamices

Ing. . Lezama Leiva Jos

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IV.

MARCO TERICO

YESO

El yeso es un producto preparado bsicamente a partir de una piedra natural denominada aljez, mediante deshidratacin, al que puede aadirse en fbrica determinadas adiciones de otras sustancias qumicas para modificar sus caractersticas de fraguado, resistencia, adherencia, retencin de agua y densidad, que una vez amasado con agua, puede ser utilizado directamente. Tambin, se emplea para la elaboracin de materiales prefabricados. El yeso, como producto industrial, es sulfato de calcio hemihidrato (CaSO4H2O), tambin 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 pequeas vasijas, estatuillas y otros utensilios.

Muestra de yeso molido.


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1. HISTORIA DE LA UTILIZACIN DEL YESO El yeso es uno de los ms antiguos materiales empleado en construccin. En el perodo Neoltico, con el dominio del fuego, comenz a elaborarse yeso calcinando aljez, y a utilizarlo para unir las piezas de mampostera, sellar las juntas de los muros y para revestir los paramentos de las viviendas, sustituyendo al mortero de barro. En el Antiguo Egipto, durante el tercer milenio a. C., se emple yeso para sellar las juntas de los bloques de la Gran Pirmide de Giza, y en multitud de tumbas como revestimiento y soporte de bajorrelieves pintados. El palacio de Cnosos contiene revestimientos y suelos elaborados con yeso. El escritor griego Teofrasto, en su tratado sobre la piedra, describe el yeso (gipsos), sus yacimientos y los modos de empleo como enlucido y para ornamentacin. Tambin escribieron sobre las aplicaciones del yeso Catn y Columela. Plinio el Viejo describi su uso con gran detalle. Vitruvio, arquitecto y tratadista romano, en sus Diez libros sobre arquitectura, describe el yeso (gypsum), aunque los romanos emplearon normalmente morteros de cal y cementos naturales. Los Sasnidas utilizaron profusamente el yeso en albailera. Los Omeyas dejaron muestras de su empleo en sus alczares sirios, como revestimiento e incluso en arcos prefabricados. La cultura musulmana difundi en Espaa el empleo del yeso, ampliamente adoptada en el valle del Ebro y sur de Aragn, dejando hermosas muestras de su empleo decorativo en el arte de las zonas de Aragn, Toledo, Granada y Sevilla. Durante la Edad Media, principalmente en la regin de Pars, se emple el yeso en revestimientos, forjados y tabiques. En el Renacimiento para decoracin. Durante el periodo Barroco fue muy utilizado el estuco de yeso ornamental y la tcnica del staff, muy empleada en el Rococ. 2. ELABORACIN DEL YESO A. Estado natural En estado natural el aljez, piedra de yeso o yeso crudo, contiene 79,07% de sulfato de calcio anhidro y 20,93% de agua y es considerado una roca sedimentaria, incolora o blanca en estado puro, sin embargo, generalmente presenta impurezas que le confieren variadas coloraciones, entre las que encontramos la arcilla, xido de hierro, slice, caliza, etc. En la naturaleza se encuentra la anhidrita o karstenita, sulfato clcico, CaSO4, presentando una estructura compacta y sacaroidea, que absorbe rpidamente el agua, ocasionando un incremento en suIng. . Lezama Leiva Jos Page 3

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volumen hasta de 30% o 50%, siendo el peso especfico 2,9 y su dureza es de 2 en la escala de Mohs. Tambin se puede encontrar en estado natural la basanita, sulfato clcico semihidrato, CaSO4H2O, aunque raramente, por ser ms inestable. B. Proceso El yeso natural, o sulfato clcico bihidrato CaSO42H2O, est compuesto por sulfato de calcio con dos molculas de agua de hidratacin. Si se aumenta la temperatura hasta lograr el desprendimiento total de agua, fuertemente combinada, se obtienen durante el proceso diferentes yesos empleados en construccin, los que de acuerdo con las temperaturas crecientes de deshidratacin pueden ser: Temperatura ordinaria: piedra de yeso, o sulfato de calcio bihidrato: CaSO4 2H2O. 107 C: formacin de sulfato de calcio hemihidrato: CaSO4H2O. 107 - 200 C: desecacin del hemihidrato, con fraguado ms rpido que el anterior: yeso comercial para estuco. 200 - 300 C: yeso con ligero residuo de agua, de fraguado lentsimo y de gran resistencia. 300 - 400 C: yeso de fraguado aparentemente rpido, pero de muy baja resistencia 500 - 700 C: yeso Anhidro o extra cocido, de fraguado lentsimo o nulo: yeso muerto. 750 - 800 C: empieza a formarse el yeso hidrulico. 800 - 1000 C: yeso hidrulico normal, o de pavimento. 1000 - 1400 C: yeso hidrulico con mayor proporcin de cal libre y fraguado ms rpido. 3. USOS Es utilizado profusamente en construccin como pasta para guarnecidos, enlucidos y revoques; como pasta de agarre y de juntas. Tambin es utilizado para obtener estucados y en la preparacin de superficies de soporte para la pintura artstica al fresco. Prefabricado, como paneles de yeso (Dry Wall o Sheet rock) para tabiques, y escayolados para techos. Se usa como aislante trmico, pues el yeso es mal conductor del calor y la electricidad. Para confeccionar moldes de dentaduras, en Odontologa. Para usos quirrgicos en forma de frula para inmovilizar un hueso y facilitar la regeneracin sea en una fractura. En los moldes utilizados para preparacin y reproduccin de esculturas. En la elaboracin de tizas para escritura. En la fabricacin de cemento.


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4. YESO NATURAL TRITURADO Para mejorar las tierras agrcolas, pues su composicin qumica, rica en azufre y calcio, hace del yeso un elemento de gran valor como fertilizante de los suelos, aunque en este caso se emplea el mineral pulverizado y sin fraguar para que sus componentes se puedan dispersar en el terreno. Asimismo, una de las aplicaciones ms recientes del yeso es la "remediacin ambiental" en suelos, esto es, la eliminacin de elementos contaminantes de los mismos, especialmente metales pesados. De la misma forma, el polvo de yeso crudo se emplea en los procesos de produccin del cemento Portland, donde acta como elemento retardador del fraguado. Es utilizado para obtener cido sulfrico. Tambin se usa como material fundente en la industria. 5. TIPOS DE YESO EN CONSTRUCCIN Los yesos de construccin se pueden clasificar en: A. Yesos artesanales, tradicionales o multifases El yeso negro es el producto que contiene ms impurezas, de grano grueso, color gris, y con el que se da una primera capa de enlucido. El yeso blanco con pocas impurezas, de grano fino, color blanco, que se usa principalmente para el enlucido ms exterior, de acabado. El yeso rojo, muy apreciado en restauracin, que presenta ese color rojizo debido a las impurezas de otros minerales. B. Yesos industriales o de horno mecnico a. Yeso de construccin (bifase). Grueso y fino b. Escayola, que es un yeso de ms calidad y grano ms fino, con pureza mayor del 90%. C. Yesos con aditivos Yeso controlado de construccin. Grueso, fino Yesos finos especiales Yeso controlado aligerado Yeso de alta dureza superficial Yeso de proyeccin mecnica Yeso aligerado de proyeccin mecnica Yesos cola y adhesivos.Page 5


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PROPIEDADES FSICAS Y MECNICAS DEL YESO 1. PESO ESPECFICO FUNDAMENTO TERICO Se define como la relacin del peso del yeso (partculas slidas) referido al vaco, al peso de un volumen igual de alcohol (lquido utilizado en la prctica), libre de gas tomados a una temperatura determinada. El peso especfico del yeso viene dado por la siguiente frmula:

Donde: A = Peso de la muestra de Yeso B = Peso de la fiola llena de alcohol hasta 500 ml . C = Peso de la fiola con muestra de yeso y alcohol hasta completar 500 ml D = Peso de la fiola vaca. E = Peso del alcohol (500 ml) alcohol = Peso especfico del alcohol. PROCEDIMIENTO: Antes de determinar el P.e. del yeso, se obtuvo como primer dato el P.e. del alcohol; para ello se pes una fiola vaca (D) y luego conjuntamente con el alcohol (B) (a un volumen establecido (E)). Para hallar el P.e. del yeso, primeramente se pes el yeso a diferentes cantidades para los tres experimentos (A), luego la fiola con el alcohol (500 ml) y finalmente la fiola conjuntamente con el alcohol y el yeso (C). Ambos experimentos se realizaron tres veces. RESULTADOS: PESO ESPECFICO DEL ALCOHOL: ENSAYOS 1 Peso del fiola (gr) 219.39 P. fiola +alcohol (gr) 618.88 Vol. del alcohol (cm3) 500 P. e. Alcohol(gr/cm3) 0.80


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PESO ESPECFICO DEL YESO: ENSAYOS Peso de fiola (gr) P.fiola+alcohol (gr) Peso de yeso (gr) P.fiola+alcohol+yeso(gr) Vol. de yeso (cm3) P. e. Yeso (gr/cm3) 1 210.89 617.03 50 651.40 19.368 2.582

INTERPRETACIN DE RESULTADOS: Con el presente dato obtenido podemos decir que el yeso en estudio es del tipo trujillano, ya que el P. e. que muestran los resultados en el laboratorio se aproxima ms al P. e. establecido por las normas tcnicas. 2. PESO UNITARIO SUELTO O PESO VOLUMETRICO. Se define como el peso que tendra el yeso al ocupar un recipiente de volumen unitario en estado suelto, es decir, sin descontar los vacios entre sus granos o partculas. El peso volumtrico se calcula mediante la siguiente frmula:

PROCEDIMIENTO: Al tener un recipiente de dimensiones conocidas se procedi a pesarlo, luego con sumo cuidado se comenz a echar la muestra de yeso dejando caer desde una altura de 15 a 20 cm., sin mover el recipiente, por ltimo se enraz el yeso y se pes en conjunto. Este experimento se realiz tres veces.


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RESULTADOS: ENSAYOS 1 P. del recipiente (gr) 14446 Dimetro (cm) 8.2 Altura (cm) 13.2 Vol. Recip. (cm3) 697.094 P. yeso+recip. (gr) 2086 P. yeso (gr) 640 P.U.S. (gr/cm3) 0.918 P.U.S (Kg/m3) 928 INTERPRETACIN DE RESULTADOS: Con el dato obtenido podemos verificar que el yeso cumple con las normas establecidas por los estudios tcnicos de la UNE, ya que dicho valor se halla entre los 850 y 950 Kg/m3. Tambin se puede observar que P.e. del yeso trujillano es casi tres veces su PUV 3. GRADO DE FINURA Se define como el anlisis granulomtrico del yeso o finura de molido, despus de la etapa de pulverizacin a que ha sido sometido durante su fabricacin. Se dice que mientras el grado de finura sea mayor tendr mayor poder aglomerante y ms resistente a las cargas expuestas. FUNDAMENTO TERICO TIPO DE YESO ESCAYOLA YESO BLANCO YESO NEGRO 0% 2% 16% 1% 10% 20% 8% 20% 50%

FINURA Retenido en tamiz N 16 (1.6 mm) N 60 (0.2 mm) N 200 (0.08 mm)


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UNC PROCEDIMIENTO


Se toma una muestra de 200 gr. de yeso, luego se procede a tamizar por las mallas No. 16, No. 60 y No. 200, registrndose el peso de la muestra retenida en dichas mallas, finalmente se registrarn los porcentajes retenidos. RESULTADOS Datos obtenidos: Peso de yeso utilizado = 200 gr. Peso retenido en la malla N 60 = 38.5 gr. Peso retenido en la malla N 200 = 83.5 gr. Luego: Porcentaje retenido en la malla No. 60: 19.25 % Porcentaje retenido en la malla No.100: 41.75 % En conclusin el yeso en estudio es del tipo YESO NEGRO INTERPRETACIN DE RESULTADOS: Decimos que el yeso en estudio es del tipo Yeso Negro, ya que los porcentajes retenidos en los tamices antes expuestos, cumplen con los resultados de las normas tcnicas dadas por la U.N.E. 4. RELACIN AGUA / YESO EN PESO: Se define como el cociente en peso de la cantidad de agua necesaria para el amasado de una porcin de yeso, entre el peso de dicha porcin y es importante porque permite usar siempre en el amasado, la cantidad de agua adecuada para lograr un buen fraguado y endurecimiento. FUNDAMENTO TEORICO La relacin agua/yeso (A/Y) est dada por la siguiente frmula:

Donde: B = Peso de recipiente y agua C = Peso de recipiente D = Peso de recipiente, agua y yesoIng. . Lezama Leiva Jos Page 9

UNC PROCEDIMIENTO:


Primeramente se pes un prex vaci (C), luego se registr el peso del pirex con el agua (B) ms el brax, seguidamente se espolvore el yeso en el recipiente, teniendo el ms mnimo cuidado ya que podra formarse grumos durante dicho proceso, finalmente se registr el peso del prex, del agua y del yeso (D). Se realizaron tres experimentos con distintos pirex y diferentes volmenes de agua (150, 200 y 250 cm3) a los cuales se les agreg 1 gr de brax por cada 100 cm3 de agua. RESULTADOS: ENSAYO P. pirex (gr) P. pirex+agua (gr) P. pirex+agua+yeso(gr) A/Y INTERPRETACIN DE RESULTADOS: Con este resultado del yeso en estudio podemos afirmar, una vez, que se trata de un yeso trujillano, ya que su relacin agua / yeso concuerda con las normas tcnicas establecidas por la U.N.E. 5. TIEMPO DE FRAGUADO. Viene a ser el proceso por el cual una masa hmeda, en principio moldeable, se torna rgida y llega a ser impenetrable. FUNDAMENTO TERICO: Teniendo como referencia las caractersticas tcnicas de los yesos segn Normas Espaolas (U.N.E.), tenemos el siguiente cuadro: CARACTERISTICA FRAGUADO ESCAYOLA TIPO DE YESO YESO BLANCO Rpido Lento 02 05 05 15 < 15 < 30 YESO NEGRO Rpido Lento 02 05 < 30 05 15 < 30 1 166.64 363.5 692.91 0.598

Principio (min) Final (min)

04 15 < 30


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UNC PROCEDIMIENTO:


Despus de obtener la relacin agua / yeso ptima y poniendo en marcha el cronmetro desde el tiempo en que se espolvore el yeso, se elabor una galleta de yeso de dimensiones de 9 cm de dimetro x 1.5 cm de espesor aproximadamente. Con una aguja se practicaron cortes superficiales al yeso, hasta que ste deje de cerrarse, registrando el tiempo donde ocurre el inicio de fraguado. Seguidamente se presiona con el dedo a la galleta hasta que deje de escurrir agua por el borde del mismo, en este instante debe registrarse la segunda lectura que significar el final del fraguado. RESULTADOS DEL ENSAYO: GALLETA Tiempo inicial de fragua Tiempo final de fragua Tiempo inicial de fragua Tiempo final de fragua 01 3 4 11 54 02 3 12 30 03 3 2 12 6 3 2 12 9 04 3 12 25 05 3 3 11 56 06 3 2 12 5

INTERPRETACIN DE RESULTADOS: Con los resultados obtenidos podemos afirmar que el yeso en estudio es del tipo Yeso Negro Rpido, ya que dichos resultados concuerdan con los estudios tcnicos de la U.N.E. PROPIEDADES MECNICAS DEL YESO: PREPARACIN DE LAS PROBETAS: Mediante la relacin Agua / Yeso obtenida en los ensayos fsicos se elaboraron 6 probetas prismticas elaboradas en moldes hechos madera de dimensiones 4x4x16 cm. previamente aceitados interiormente, para usarlas en los ensayos a Compresin y Flexo traccin. Las probetas permanecieron 5 das de curado a condiciones ambientales normales y durante dos das en el horno a 50 C de temperatura.


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1. ENSAYO A FLEXOTRACCION: DEFINICIN: Consiste en poner una probeta de forma prismtica con medidas estndar (4x4x16 cm), en forma horizontal sostenida por dos apoyos, a la cual se le aplica una carga Puntual (P) en el centro de la cara superior.

Donde: P= Carga Puntual. H= Luz entre apoyos (altura). a= Ancho de la muestra. b= Altura de la muestra. PROCEDIMIENTO Para determinar esta propiedad se elaboran 6 probetas de dimensiones estndar iguales a 4x4x16 cm. Las probetas fueron dispuestas en la Mquina Universal, situadas entre dos apoyos que se distanciaban entre s una longitud de 12 cm. Se les aplic luego una carga Puntual, la cual aumentaba progresivamente hasta el momento en que se produjera la ruptura de la misma. Se fueron registrando, para cada una de las probetas, el tiempo de duracin, las intensidades de la carga y sus deformaciones correspondientes, cada 5 kg hasta el punto de ruptura. Las fallas, para cada muestra, se fueron tambin registrando. El valor ms representativo del ensayo es obtenido hallando primero el promedio aritmtico de todos los datos a flexo traccin obtenidos, si hubiese datos que se encuentran fuera de 15% del promedio, sern desechados, para luego obtener nuevamente el promedio aritmtico con los datos restantes. RESULTADOS DEL ENSAYO: PROBETA Carga P (Kg) a (cm) b (cm) H (cm) Rf (Kg/cm2) 01 100 4.13 3.95 16.20 37.83


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INTERPRETACIN DE RESULTADOS: Los resultados indican que el yeso en estudio tiene una resistencia media a la Flexo traccin, lo cual es tpica de un yeso negro debido a las impurezas que presenta. No se descart ninguna de las muestras, ya que sus resultados oscilan entre el 15% del promedio final. VI. CONCLUSIONES: Se logr determinar valores cuantificables de las propiedades fsicas - mecnicas del yeso en estudio, los cuales se ven reflejadas en e la parte V del presente informe. Se pudo apreciar y aplicar diversos mtodos experimentales para hallar valores reales de las propiedades del yeso. VII. RECOMENDACIONES: La diferencia entre los resultados de las propiedades mecnicas se han debido fundamentalmente a la forma poco regular que tenan las probetas por efecto de los moldes, as como la poca precisin de los instrumentos de laboratorio y el error al tomar los datos. La relacin agua/yeso vara para cada tipo de yeso, siendo necesario determinar la dosificacin adecuada antes de su utilizacin. Realizar un acomodo adecuado del yeso al momento de ser introducido en los moldes, ya que pueden formarse grumos o vacos no deseados. Tener sumo cuidado al momento de obtener las dimensiones de las probetas de yeso, ya que estas modifican los resultados de las pruebas de compresin y flexo traccin. Dimensin de los lados: Probet a 1 L1 4.05 L2 4.00 L3 4.20 L4 3.90 a=(L1+L3)/ b=(L2+L4)/ 2 2 4.13 3.95

Dimensin de la longitud: Probeta 1 H1 16.15 H2 16.25 H3 16.25 H4 16.15 H promedio 16.20


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Muestra en la balanza electrnica

Tamizando el yeso para los ensayos respectivos


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Trabajando para el ensayo de fraguado

Obteniendo la galleta


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Prueba del tiempo de fragua en la galleta

Molde y volumenometro que utilizamos para elaborar nuestra probeta.


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TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIONProbetas obtenidas durante el trabajo en laboratorio


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