1.- Introducción
Finura blaine del cemento
Medida de la finura de materiales en polvo, tal como el cemento, expresado usualmente como superficie por unidad de masa (m2/kg), y determinado con el aparato de Blaine.
Se debe utilizar un permeámetro de blaine que consta de : celda de permeabilidad, disco perforado, émbolo, papel filtro, manómetro, líquido manométrico y cronómetro.
La muestra del ensayo tomada y preparada debe estar a la misma temperatura del laboratorio.
Expansión por el método de Autoclave
El autoclave destinado a este ensayo debe estar constituido por una cámara que contiene el vapor de agua a alta presión, provisto de una válvula de eliminación de aire y de vapor, un manómetro y un receptáculo, que permitan introducir un termómetro para medir la temperatura del vapor saturado.
La válvula de eliminación de aire y de vapor permite la salida del aire durante la parte inicial del periodo de calentamiento y la presión de vapor que queda al final del periodo de enfriamiento.
La unidad de calefacción debe tener una potencia suficiente para elevar la presición manométrica del vapor de agua saturada hasta 2,1 Mpa, en un tiempo comprendido entre 45 y 75 minutos, después de ponerla en funcionamiento, estando el autoclave con la máxima carga, se decir, con el agua y con las probetas de ensayo.
El regulador automático de presión debe tener una capacidad suficiente para que la presión manométrica se mantenga a 2,1 + 0,1 Mpa, por lo menos durante tres horas, y que corresponda a la temperatura de 216 + 2 ºC del vapor saturado. Este regulador debe permitir que una vez suspendida la calefacción, la presión descienda a menos de 0,1 Mpa en un lapso de 90 minutos.
El manómetro debe tener un diámetros mínimo de 100 mm , estar graduado de 0 a 4,2
Mpa, con divisiones no mayores a 0,005 Mpa y con una tolerancia de + 0,02 Mpa a la presión de operación de 2,1 Mpa.
Cámara de curado húmedo. Debe tener unas dimensiones necesarias para que las probetas de ensayo puedan almacenarse con facilidad y estar acondicionado para mantener una temperatura de 20 + 2ºC y una humedad relativa no menor de 90 %.
Esfuerzo de compresión en Morteros de cemento
Establece el método para determinar la resistencia a la compresión de morteros de cemento, usando especimenes cúbicos de 50 mm de arista. El método es aplicable exclusivamente para determinar la calidad del cemento ensayado.
Es necesario la utilización de:
- balanzas (sensibilidad de 0,1 a 1 g )
- tamices : Nº 30, 50 y 100
- Probetas graduadas
- Moldes para los especimenes cúbicos de 50 mm de arista, no deben tener mas de 3 compartimentos, ni cosntar de mas de 2 elementos separables. Estos elementos deben estar dotados de dispositivos que aseguren una perfecta unión.
- Mezcladora
- Mesa de flujo y molde de flujo
- Apisonador ( debe estar fabricado de un material no absorbente, y debe tener una sección transversal de 13*25mm y una longitud apropiada de 125 a 150mm.
- Espátula, deber tener una hoja de acero
- Máquina de ensayo
La temperatura del aire en la vecindad del tablero de mezclado, los materiales secos, los moldes, las placas de base y el recipiente de mezclado, debe mantenerse entre 20 º y 27ºC .
La temperatura del agua de mezclado, cámara de humedad y agua en el tanque de depósito, no debe variar de 23+ 2 ºC .
La humedad relativa del laboratorio no debe ser menor que del 50 %.
Arena normalizada gradada
La arena que se usará para hacer especimenes, debe estar constituida de sílice natural y deberá ser originaria de los yacimientos de Ottawa, Illinois (E.U.A), o una arena nacional que cumpla con los requerimientos de granulometría dados en la siguiente tabla.
| Tamiz Nº | Masa retenida parcial (gr) | Masa retenida acumulada(gr) | % Que Retiene | % Pasa |
| 16 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 30 | 55 | 55 | 4 | 96 |
| 40 | 357,5 | 412,5 | 30 | 70 |
| 50 | 618,76 | 1031,25 | 75 | 25 |
| 100 | 288,75 | 1320 | 96 | 4 |
| Pasa Nº 100 | 55 | 1375 | | |
Para comprobar la gradación de la arena, se debe tamizar una muestra de aproximadamente 700 gramos , esta debe ser obtenida del cuarteo del contenido total de un saco
2.- Descripción de los ensayos
Finura Blaine del cemento
Ø Conocido el volumen aparente de la capa de cemento y la cantidad de la muestra necesaria para obtener una porosidad determinada se procede a encontrar las constantes del aparato, para lo cual el ensayo con la muestra patrón previamente.
Ø Colocar el disco perforado sobre el reborde de la celda de permeabilidad con la marca o inscripción hacia abajo.
Ø Colocar un disco de papel filtro sobre el disco de metal perforado y presionar los bordes hacia abajo con la varilla de madera.
Ø Colocar en la celda la cantidad de cemento determinada de acuerdo con lo indicado.
Ø Colocar un papel filtro sobre el cemento y comprimir el mismo con el émbolo hasta que su reborde entre en contacto con la parte superior de la celda.
Ø Se introduce en el perméametro de blaine y se toma el tiempo.
Expansión del cemento (método del autoclave)
Ø Transcurridas 24 horas desde el momento del llenado del molde, las probetas se retiran de la cámara húmeda.
Ø Se mide la longitud del molde.
Ø Se llena el autoclave con agua en cantidad suficiente, para que durante el ensayo el vapor se mantenga en estado de saturación.
Ø Se inicia el calentamiento del autoclave, a continuación se cierra la válvula para obtener la presión del ensayo de 2,1 Mpa entre los 45 y 74 minutos siguientes.
Ø Durante las 3 horas siguientes, la presión se debe mantener entre un mínimo de 2,0 Mpa y un máximo de 2,2 Mpa.
Ø Al final de 3 horas se interrumpe el calentamiento y se deja enfriar el autoclave, de manera que al cabo de 90 minutos la presión manométrica sea inferior a 0.1 Mpa.
Ø Se abre el autoclave y se colocan las probetas de ensayo en agua cuya temperatura sea superior a 90ºC .
Ø La temperatura del agua se hace disminuir en forma uniforme, colocando agua fría, de manera que descienda a 23 + 3 ºC en 15 min.
Ø Se mide la longitud final
Resistencia de los Morteros a la compresión y tensión
Ø Las proporciones en masa para formar un mortero normal, deben estar constituidas por una parte de cemento seco y por 2,75 partes de arena gradada seca.
Ø Las cantidades que deben mezclarse a un tiempo , para obtener 6 cubos de ensayo, deben ser de 500 g de cemento y 1375 g .
Ø Se coloca el la paleta y el recipiente en la posición de trabajo en la mezcladora, cuidando de que se encuentren secas y limpias.
Ø Se vierte el agua de amasado en el recipiente.
Ø Se agrega el cemento y se mezcla durante 30segundo a una velocidad lenta.
Ø Se agrega la totalidad de la arena lentamente, en un periodo de 30 segundos mientras se mezcla a una velocidad lenta.
Ø Se detiene la mezcladora, se cambia a la velocidad rápida y se mezcla durante 30segundos.
Ø Se detiene la mezcladora durante 90 segundos. Durante los 15 primeros segundos de este intervalo utilizando una espátula se arrastra el mortero adherido a las paredes del recipiente hacia el fondo. Luego se tapa el recipiente por el resto del tiempo.
Ø Se mezcla durante 60segundos a una velocidad rápida.
Ø Al finalizar, se comprueba que el flujo esté entre 100 y 115 %.
Ø Se procede a llenar los moldes antes de 2,5 minutos contados desde la determinación de la mezcla original del mortero, los cuales deben de estar recubiertos con aceite.
Ø Se coloca una capa de mortero de mas o menos 25 mm de espesor en cada compartimiento cúbico.
Ø Se apisona el mortero en cada compartimiento 32 veces en 4 etapas de 8 golpes cada una
Ø Se procede a llenar con una segunda capa y se apisona.
Ø Después de la compactación, se alisa la superficie de los cubos con la espátula, una vez en el sentido longitudinal del molde y otra en sentido transversal.
Ø Se dejan las muestras en un lugar que con temperatura normal por 24 horas.
Ø Luego de ello se dejan las muestras sumergidas en agua
Ø A los 7 días se realiza el ensayo de compresión en la máquina de ensayo, la carga aplicada al cubo de ensayo, debe poderse medir con una precisión de 1 %, el bloque superior de apoyo debe estar firmemente asegurado a la cabeza superior de la máquina por el sistema de rótula, en tal forma que quede libremente en cualquier dirección.
Ø A los 28 días se realiza el último ensayo de compresión y tensión.
3.- Operaciones y cálculos
Finura blaine del cemento
Cemento Chimborazo
w = peso = 2,86 gr.
e = porosidad = 0,5
d = densidad = 3,03
v = volumen = 1,89
Ø A una temperatura de 21.2 º C se obtuvo dos tiempos con el objetivo de sacar el promedio
T1 = 75,81 s
T2 = 79,23 s
T = 77,52 s
Ss = 377,4 m2 / kg
Ts = 99,90 s
S = 332,45 m2 / kg
Expansión del cemento (método del autoclave)
| | Muestra 1 (mm) | Muestra 2 (mm) |
| Lectura molde | 258,1 | 258,6 |
| Lectura inicial | 3,983 | 4,690 |
| Lectura final | 4,210 | 4,920 |
% Expansión = Lectura final – Lectura inicial *100
Lectura molde
| Muestra 1 | Muestra 2 |
| % Expansión = (4,210 – 3,983) / 258,1 % Expansión = 0,088 % | % Expansión = (4,920 – 4,690) / 258,6 % Expansión = 0,089 % |
% Expansión = 0,088 %
Resistencia de los Morteros normalizados a la compresión ( 7 días )
| | Mortero Nº 1 | Mortero Nº 2 | Mortero Nº 3 |
| Largo (mm) | 50,80 | 51,49 | 50,85 |
| Ancho (mm) | 50,12 | 49,95 | 50,82 |
| Altura (mm) | 50,50 | 49,96 | 50,26 |
| Área (mm2) | 2546,1 | 2571,93 | 2584,20 |
| Carga (N) | 24 481 | 18 596 | 22 210 |
Resistencia = Carga / Área
| Mortero Nº 1 | Mortero Nº 2 | Mortero Nº 3 |
| Resistencia = 24 481 2546,1 Resistencia = 9,61 MPa | Resistencia = 18 596 2571,93 Resistencia = 7,23 MPa | Resistencia = 22 210 2584,20 Resistencia = 8,59 MPa |
Observación: En el Mortero Nº 1 y Nº 3 se utilizó una placa metálica para una mejor distribución de esfuerzos.
4.- Conclusiones y recomendaciones
Ø El cemento según la finura blaine es apto para la utilización en hormigón porque es mayor a los 300 m2 / kg que exige la Norma ACTM
Ø El % de expansión del cemento utilizado es de 0,88 % por lo que no es tan recomendable porque la norma exige un máximo de 0,80 %.
Ø Según la Norma ACTM
Ø La utilización de una placa metálica al momento de romper los morteros ayuda a una mejor distribución de esfuerzos.
Ø La resistencia a la compresión no se acercó a la requerida por la Norma ACTM
Ø La falta de homogeneidad en los cubos de morteros se debe a errores en el proceso de compactación.
Ø Es importante seguir los pasos indicados por las Normas vigentes para que los resultados sean los deseados.
5.- Bibliografía
· MANUAL DEL LABORATORIO DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. Pontificia Universidad Católica del Ecuador.
· Normas ASTM.
Yo calcule: https://www.dropbox.com/s/p2at2njbwp9iit1/Datos%20Laboratorio%207.docx
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