LABORATORIO N 08

I. TTULO:" Clarificacin del agua "

II. OBJETIVOS:

2.1Objetivo General:

Analizar y determinar si el agua es ideal para ser usada en la elaboracin de concreto es la ideal.

2.1 Objetivo especficos:

Determinar en laboratorio la presencia de sales en las muestras de agua. Tambin mediante mtodos especificados en el cuerpo del informe de determinar la presencia de sulfatos. Determinar el pH de cada muestra de agua con ayuda de un pHmetro. Determinar la cantidad de cloruros en las muestras de agua.

III. MARCO TERICO

EL AGUA PARA EL CONCRETO

En la naturaleza se encuentran diversos tipos de agua, los cuales dependiendo de sus caractersticas, se puede saber si son aptas para usarse en la preparacin del concreto.

Para llevar a cabo este proceso, se han establecido varios tipos de anlisis para el agua, los cuales son: determinacin de aceites, grasas y slidos en suspensin. Determinacin de los carbonatos, bicarbonatos, sulfatos y cloruros. Determinacin de la materia orgnica , determinacin del contenido de magnesio, del dixido de carbono disuelto y del potencial de hidrgeno. Determinacin de las impurezas en solucin y lcalis.

1. REQUISITOS DE CALIDAD

Los requisitos de calidad del agua de mezclado para concreto no tienen ninguna relacin obligada con el aspecto bacteriolgico (como es el caso de las aguas potables), sino que bsicamente se refieren a sus caractersticas fisico-qumicas ya sus efectos sobre el comportamiento y las propiedades del concreto.

1.1. Caractersticas fisico-qumicas Refirindose a las caractersticas fisico-qumicas del agua para concreto, no parece haber consenso general en cuanto a las limitaciones que deben imponerse a las substancias e impurezas cuya presencia es relativamente frecuente, como puede ser el caso de algunas sales inorgnicas (cloruros, sulfatos), slidos en suspensin, materia orgnica, di xido de carbono disuelto, etc. Sin embargo, en lo que s parece haber acuerdo es que no debe tolerarse la presencia de substancias que son francamente dainas, como grasas, aceites, azcares y cidos, por ejemplo. La presencia de alguna de estas substancias, que por lo dems no es comn, debe tomarse como un sntoma decontaminacinque requiere eliminarse antes de considerar la posibilidad de emplear el agua.Cuando el agua de uso previsto es potable, cabe suponer en principio que sus caractersticas fisico-qumicas son adecuadas para hacer concreto, excepto por la posibilidad de que contenga alguna substancia saborizante, lo cual puede detectarse fcilmente al probarla. Si el agua no procede de una fuente de suministro de agua potable, se puede juzgar su aptitud como agua para concreto mediante los requisitos fisico-qumicos contenidos en la Norma Oficial Mexicana NOM C-122(46), recomendados especialmente para aguas que no son potables. Para el caso especfico de la fabricacin de elementos de concreto preesforzado, hay algunos requisitos que son ms estrictos en cuanto al lmite tolerable de ciertas sales que pueden afectar al concreto y al acero de preesfuerzo, lo cual tambin se contempla en las NOM C-252(47) y NOM C-253(48).

1.2. Efectos en el concreto

En diversas especificaciones y prcticas recomendadas, al establecer la calidad necesaria en el agua de mezclado, se pone ms nfasis en la valuacin de los efectos que produce en el concreto, que en la cuantificacin de las substancias indeseables e impurezas que contiene. Esto aparentemente se justifica porque tales reglamentaciones estn dirigidas principalmente a construcciones urbanas, industriales o similares, cuyo concreto se produce en localidades donde normalmente se dispone de suministro de agua para uso industrial o domstico.No siempre ocurre as durante la construccin de las centrales elctricas, particularmente de las hidroelctricas, en donde es necesario acudir a fuentes de suministro de agua cuya calidad es desconocida y con frecuencia muestra seales de contaminacin. En tal caso, es prudente determinar en primer trmino las caractersticas fisico-qumicas del agua y, si estas son adecuadas, proceder a verificar sus efectos en el concreto.Los efectos indeseables que el agua de mezclado de calidad inadecuada puede producir en el concreto, son a corto, mediano y largo plazo. Los efectos a corto plazo normalmente se relacionan con el tiempo de fraguado y las resistencias iniciales, los de mediano plazo con las resistencias posteriores (a 28 das o ms) y los de largo plazo pueden consistir en el ataque de sulfatos, la reaccin lcali-agregado y la corrosin del acero de refuerzo. La prevencin de los efectos a largo plazo se consigue por medio del anlisis qumico del agua antes de emplearla, verificando que no contenga cantidades excedidas de sulfatos, lcalis, cloruros y di xido de carbono disuelto, principalmente. Para prevenir los efectos a corto y mediano plazo, se acostumbra precalificar el agua mediante pruebas comparativas de tiempo de fraguado y de resistencia a compresin a 7 y 28 das. En estas pruebas se comparan especmenes elaborados con mezclas idnticas, en las que slo cambia la procedencia del agua de mezclado: agua destilada en la mezcla-testigo y el agua en estudio en la mezcla de prueba.

2. TIPOS DE AGUA

Para determinar los tipos de agua que se pueden emplear en la preparacin del concreto se hizo una clasificacin de acuerdo a los tipos de agua que existen, basndose en sus propiedades.

2.1. AGUAS PURASSon las que provienen de los fenmenos naturales, tales como la lluvia, granizo nieve, etc. Con un PH cercano a 7, lo cual las hace agresivas por su accin disolvente e hidrolizante.

2.3. AGUAS CIDAS NATURALESSon las que provienen de las lluvias cidas y presentan un alto grado de descomposicin de materia orgnica y que a su vez son ricas en cidos hmicos, por lo cual su PH es inferior a 6. Dadas estas caractersticas, tiende a disolver rpidamente los compuestos del cemento, de los agregados calizos y del concreto.

2.4. AGUAS FUERTEMENTE SALINAS

Poseen una alta concentracin de una o varias sales, cuando estas aguas contienen fuertes concentraciones de ciertas sales propician que otras ms agresivas se vuelvan ms solubles antes de la saturacin, lo cual hace que en la preparacin del concreto interrumpa la reaccin del fraguado del cemento y cuando se emplean para curado , puede ejercer una accin disolvente sobre los componentes clcicos.

2.5. AGUAS ALCALINAS

Se caracterizan por ser las que disuelven las sales de potasio, litio u otros metales, provienen de los suelos con texturas granticas o porfirticas, por las caractersticas que presenta tiende a producir la hidrlisis alcalina de ciertos componentes del cemento y que pueden ser nocivas para toda la gama de cementos diferentes al aluminoso, los cuales sufren un ataque corrosivo con aguas de este tipo.

2.6. AGUAS SULFATADAS

Contienen una gran cantidad de sulfatos alcalinos y se originan a partir de los ataques de terrenos dolomticos, por lo cual son consideradas las ms agresivas para los cementos ricos en cal y aluminato triclcico o en lo general para los cementos tipo Prtland, en general este tipo de agua genera la formacin de una sal doblemente hidratada.

2.7. AGUAS CLORURADAS

Contienen en mayor proporcin cloruros de elementos alcalinos y alcalinotrreos, se originan por la accin disolvente de las aguas puras o las aguas cidas que atraviesan yacimientos de sal Gema o antiguos lechos marinos. Son agresivas estas aguas ya que la solubilidad de la cal y el yeso en ellas es mayor que en las aguas puras; puede ejercer una accin disolvente sobre los componentes del cemento y del concreto y su agresividad es an mayor en el caso del concreto reforzado.

2.8. AGUAS MAGNESIADAS

Estas contienen cantidades apreciables de sales solubles de magnesio, las aguas magnesianas que contienen sulfatos de magnesio,son de las ms agresivas por la gran solubilidad de ste y csu tendencia a fijar la cal. Su accin sobre la cal es la que interrumpe el fraguado y esta accin es mayor que en el caso de los cementos Prtland con alto contenido de aluminio triclcico.

2.9. AGUAS DE MAR

Tienen una gran cantidad de sales disuueltas (3500 ppm ms), la accin de las aguas del mar es muy compleja, su proceso de ataque es lento y menos agresivo debido a la acumulacin superficial de calcita, formada por la reaccin de la cal del cemento con elbicarbonato de calcio que contiene el agua del mar.

2.10. AGUAS RECICLADAS

Se utilizan para el lavado de unidades revolvedoras de concreto y que despus de un proceso incompleto de sedimentacin se emplean en la fabricacin del concreto hidrulico. Pueden ser agresivas si contiene sulfatos, cloruros y lcalis en concentraciones considerables; si se tiene una gran cantidad de slidos en suspensin y no se considera el concreto resultante puede presentar defectos de exceso de finos tales como el agrietamiento.

2.11. AGUAS INDUSTRIALES

Estas aguas son provenientes de los desechos de las industrias y dependiendo de su origen pueden ser cidas, bsicas o salinas. Las ms perjudiciales para el concreto son aquellas que contienen sulfatos, sulfuros, sales amoniacas, acares, cido sulfrico, clorhdrico, fluorhdrico, ntrico, lctico, actico, frmico u otros cidos orgnicos y lcalis custicos; dada la presencia de estas sustancias, hace que haya una retencin excesiva de cal en los cementos aluminosos, puzolnicos y los de escoria de alto horno con bajo contenido de clinker.

LMITES MXIMOS PERMISIBLES EN EL AGUA PARA CONSUMO HUMANO

SUSTANCIAS PERMISIBLES EN EL AGUA PARA EL CONCRETO

Los lmites mximos permisibles de concentracin de sustancias en el agua para el concretoson los siguientes:

SUSTANCIALIMITE MAXIMO PERMISIBLE

Sulfatos como SO43500 ppm

cloruros como Cl-1500 ppm

Sales solubles totales2500 ppm

Carbonatos y bicarbonatos1500 ppm

pHDe 5.5 a 8.5

IV. MATERIALES Y EQUIPOS Matraz Erlenmeyer Bureta Solucin de Dicromato de potasio Solucin de nitrato de plata Gotero Embudo 4 Taras Balanza Phmetro Agua de muestra (agua para construccin en la UNS) Agua potable de San Juan Chimbote Per Guantes Horno

V. PROCEDIMIENTOS: ENSAYO N 1:DETERMINACION DE PH

a) Verter la muestra de agua en un recipiente.b) Colocar el recipiente en el phmetro.c) Esperar el tiempo necesario para que se estabilice el valor de ph de la muestra .

En 1909, el qumico dans Srensen defini el potencial de hidrgeno (pH) como el logaritmo negativo de la concentracin molar (ms exactamente de la actividad molar) de los iones hidrgeno.

MEDICION DEL PH:

A 25C, un pH igual a 7 es neutro, uno menor que 7 es cido, y si es mayor que 7 es bsico. A distintas temperaturas, el valor de pH neutro puede variar debido a laconstante de equilibrio del agua(kw).

ENSAYO N 2:DETERMINACION DE CLORUROS

a) Verter la muestra sobre un matraz erlenmeyer limpio.b) Luego aadir al matraz 6 gotas de dicromato de potasio(K2CrO4)c) Seguidamente agregar a una bureta nitrato de plata (AgNO3) hasta determinada altura.d) Luego colocar el matraz con la solucin resultante del agua y el dicromato de potasio debajo de la bureta.e) Abrir la llave de la bureta y dejar caer de la bureta el de nitrato de plata.f) Estar atento al cambio de color de la solucin (rojo ladrillo) y cerrar la llave cuando esto ocurra.g) Tomar la medida de variacin de altura del nitrato de plata en la bureta.h) Realizar los clculos necesarios para determinar la concentracin de cloruros en las muestras de agua.

Dnde:

Cl-: concentracin de iones de cloruros en la muestra, su unidad de medida es el ppm.Ga: gasto de AgNO3 hasta que cambie a color rojo ladrillo la solucin, lo cual debe estar en mililitros.V: volumen de la muestra de agua a analizar, lo cual debe estar en mililitros.

ENSAYO N 3:CONTENIDO DE SALES SOLUBLES

a) Pesar las 4 taras donde se vertir los dos tipos de muestra de agua a analizar.b) Verter 50 mL en cada tara, inicialmente identificadas.c) Luego introducir en el horno a 116 C (+/-1), para que se precipite las sales.d) Dejar dentro del horno 24 horas.e) Pesar la tara ya seca y con las sales precipitadas.f) Realizar los clculos necesarios para hallar la concentracin de sales en la muestra de agua.

Donde:

ST: concentracin de sales en el agua, su unidad de medida es el ppm.ms: masa de la sal que esta contenida en el agua, debe estar expresada en gramos.V: volumen de la muestra a analizar, lo cual debe estar expresada en Litros.

VI. CLCULOS Y RESULTADOS

CALCULOS

Ensayo 1: DETERMINACION DE PH

AGUAPH

Agua de San Juan- Chimbote7.97

Agua de la construccin-UNS8.88

Los dos tipos de agua son sustancias bsicas ya que sus pH son mayores que 7

Ensayo 2: DETERMINACION DE CLORUROS

SOLUCIONVOLUMEN DE SOLUCION ( mL )GASTO DE AgNO3 ( mL )

Agua de San Juan- Chimbote + K2CrO4504

Agua de la construccin-UNS + K2CrO4505.1

Cloruros en el agua de San Juan- Chimbote

Cloruros en el agua de la construccin-UNS

Ensayo 3: CONTENIDO DE SALES SOLUBLES

El ensayo se realiz con 50 mL de agua en cada tara. En la tara 1 y 2 se verti agua de san juan-Chimbote. En la tara 2 y 3 se verti agua de la construccin.

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TARAPESO INICIAL DE LA TARA VACIA (g)PESO FINAL DE LA TARA CON SAL DE LA MUESTRA (g)

Tara 123.2523.32

Tara 224.8024.85

Tara 325.7525.77

Tara 422.2022.21

SALES EN EL AGUA DE SAN JUAN

Peso de la sal contenida en el agua de san juan =(22.21-22.2+25.77-25.75)/2 =0.015 g

SALES EN EL AGUA DE LA CONSTRUCCION

Peso de la sal contenida en el agua de la construccin =(23.32-23.25+24.85-24.8)/2 =0.06g

RESULTADOS

el agua de la construccin tiene un pH igual a 8.88 que es mayor que el pH del agua potable de san Juan (pH=7.97) la concentracin de cloruros en el agua de la construccin es 361.59 ppm lo cual es mayor que en el agua de san juan-Chimbote (. La concentracin de sales en el agua de la construccin es 1200 ppm lo cual es mayor que en el agua san Juan- Chimbote (300 ppm).

VIII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. Conclusiones

Se concluy que el agua que estn utilizando en la construccin cumple con los lmites mximos permisibles, excepto que el pH sobrepasa el lmite que es 8.5. El agua de SAN JUAN tambin cumple con los limites mximos permisibles para el agua potable, excepto en los cloruros que sobrepasa 33.6. Los lmites mximos permisibles son ms estrictos para el agua de consumo humano que para el agua de construccin. Fue de mucha utilidad el trabajo en laboratorio , ya que de esta manera analizando las muestras que tenamos y verificando que estas sean las adecuada para ser usadas en construccin , se tiene la idea ahora de que como futuros profesionales deberemos tener cuidado con cada uno de los componentes del concreto.

2. Recomendaciones

Se debe utilizar guantes en todo momento ya las manos podra contener sustancias que influira en los resultados finales. Los recipientes donde se agregaron las muestras como el matraz enlermeyer y las taras deben estar completamente limpios. El agua potable que se va analizar no debe ser depositada por ms de 24 horas, de preferencia debe ser la que recin sale del cao. Se debe tener mucho cuidado a la hora de manipular los qumicos que reaccionaran con el agua. La medida del volumen de AgNO3 que se utiliza en el ensayo debe ser lo ms preciso posible.

IX. REFERENCIA BIBLIOGRFICA Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano DS N 031-2010-SA. ICONTEC. Agua para la elaboracin de hormign y morteros de cemento hidrulico //www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/5940/2/El%20agua%20para%20%20Morteros.pdf

ANEXOS

BURETA

COLOR (ROJO LADRILLO) QUE TOMA LA MUESTRA DESPUES DE AGREGAR Y MEZCLAR EL NITRATO DE PLATAAGREGANDO UN PROMEDIO DE 6 GOTAS DE DICROMATO DE POTASIO A LA MUESTRA DE AGUA

BALANZA

MECHERO BUNZEN

AGREGANDO NITRATO DE PLATA A LA MUESTRA DE AGUA

BALANZA ELECTRNICACALCULANDO EL PESO DE LA TARATARAS