consistencia normal y tiempo de fraguado del cemento
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERIA CIENCIAS FÌSICAS Y MATEMÀTICA
CARREARA DE INGENIERIA CIVIL
ENSAYO DE MATERIALES II
TITULO DE LA PRÁCTICA:
“CONSISTENCIA NORMAL Y TIEMPO DE FRAGUADO DEL CEMENTO”
INFORME N° 1
𝟕𝟏
𝟏𝟎𝟎
NOMBRE:
VILLARREAL PEPINOS SEBASTIAN ALEJANDRO
SEMESTRE:
CUARTO
PARALELO:
PRIMERO
FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA:
29/09/2015
FECHA DE ENTREGA DEL INFORME:
06/10/2015
GRUPO: 1
DIA Y HORA: MARTES/09H00
DIA Y HORA: JUEVES/09h00
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Contenido
1. INTRODUCCIÓN. ....................................................................................................... 3
Bibliografía ......................................................................................................................... 4
2.1. OBJETIVOS GENERALES. ................................................................................ 5
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS. .............................................................................. 5
4. PROCEDIMIENTO. ..................................................................................................... 7
5. TABLAS, DATOS Y DIAGRAMAS. .......................................................................... 8
6. CÁLCULOS TÍPICOS. ................................................................................................ 9
7. CONCLUSIONES. ...................................................................................................... 10
8. RECOMENDACIONES. ............................................................................................ 10
9. BIBLIOGRAFIA GENERAL. ................................................................................... 11
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1. INTRODUCCIÓN.
El cemento es el material más importante en la construcción de obras civiles debido
a sus muy buenas propiedades químicas como las físicas que desarrollara con el
pasar el tiempo, el cemento es un material relativamente nuevo creado por el
hombre después de un minucioso proceso de elaboración. Existen vestigios de la
utilización de lo que es el cemento natural que no era más “Que la unión de arcilla,
yeso y cal que servía para unir mampuestos en edificaciones” (Oficemen, 2014),
como lo es en una de las construcciones más antiguas en las donde se empleó una
mezcla primitiva semejante al cemento es el suelo de una cabaña en Lepenski Vir
(Yugoslavia), que data del 5.600 a.C.
Fueron los Romanos quien a través de la cal viva y cenizas volcánicas elaboraron
cemento para la construcción de grandes obras como son edificaciones municipales,
alcantarillados y sistemas de agua todos estos usos y estudios del cemento
desaparecieron tras la caída del imperio Romano hasta XVIII donde surgen estudios
para posteriormente elaborar nuevos tipos de cemento; pero fue en 1824 donde
Joseph Aspdin conocido también como “El padre del Cemento” quien invento el
cemento portland el cual recibió el nombre de la isla de Portland en Reino Unido
debido a que en ese mismo lugar exista fuentes de piedra caliza uno de los
materiales principales del cemento.
Al ser el cemento un material demasiado importante para la construcción en una
obra este debe estar controlado por normas técnicas las cuales rigen o normalizan
la forma de elaboración del cemento que va desde la extracción de la piedra caliza
que es la materia prima la cual es transportada hacia una trituradora dando como
resultado un producto controlado en lo que tiene que ver en su tamaño, este nuevo
producto es llevado a un molino que se encarga de mezclar con otros materiales
donde esta mezcla será llevada a un proceso de deshidratación y descarbonatación
y posteriormente este material precalcinado entrara a un horno rotatorio que alanzan
una temperatura de 1450°C dando como resultado el Clinker que es enfriado hasta
una temperatura de 100°C y llevado a silos que alimentan a los molinos de cemento
dando como resultado el cemento.
“Estudios como los realizados por el científico francés Vicat en lo que tiene que ver
en buscar un método con el cual se pudiera comparar el tiempo transcurrido con la
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consistencia que iba ganando lo que surgió el invento que es mundialmente
conocido como la aguja de Vicat.” (Camilo, 2014).actualmente existen normas con
la cual es muy importante conseguir la consistencia normal puesto que “La
determinación de esta consistencia sirve como referencia para la realización de otras
pruebas como: determinación de la resistencia a la tensión, tiempos de fraguado,
sanidad del cemento, expansión en autoclave, y otras.” (Cañas, 2009). Y por último
no menos importante es el conocer lo que es fraguado que no es más que la etapa
en la cual el cemento deja de estar en estado plástico lo que quiere decir que ya no
es moldeable.
Bibliografía
Camilo, G. C. (8 de Octubre de 2014). Slideshare. Obtenido de
http://es.slideshare.net/cguerrerocastro/consistencia-normal-cemento
Cañas, U. C. (2009). Materiales de Construccion. Determinacion de la Consistencia
Normal del Cemento Portland. El Salvador. Obtenido de
http://www.uca.edu.sv/mecanica-
estructural/materias/materialesCostruccion/guiasLab/ensayoCemento/CONSIST
ENCIA%20NORMAL%20DEL%20CEMENTO%20PORTLAND.pdf
Holcim. (s.f.). Recuperado el 5 de 10 de 2015, de
http://www.holcim.com.ar/fileadmin/templates/AR/doc/proceso_fabricacion_c
emento/holcim_ppc.html
INEM. (2015). Instituto Nacional de Normalizacion. Obtenido de
http://apps.inen.gob.ec/descarga/
Lifschitz, L. (1969). Teoría de la Elasticidad.
Oficemen, A. (10 de 12 de 2014). Recuperado el 10 de 18 de 2014, de
https://www.oficemen.com/reportajePag.asp?id_rep=23
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2. OBJETIVOS. (-2)
2.1. OBJETIVOS GENERALES.
Determinar la cantidad de agua por la cual se lograra obtener la
consistencia normal del cemento por medio de un procedimiento ya
preestablecido. SOLO UN VERBO EN INFINITIVO POR
OBJETIVO
Determinar los tiempos de fraguado inicial y final del cemento por
medio de la utilización de equipos predestinados a la obtención de
estos valores.
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.
Determinar la cantidad de agua para obtener la consistencia normal.
DE QUE??
Registrar los tiempos de fraguado inicial y final por medio de las
agujas Vicat y Gilmore respectivamente.
Obtener el diagrama (penetración vs % de agua).
3. MATERIALES Y EQUIPO. (-3)
CANTIDAD
IMAGEN NOMBRE g
Cemento 650 Selva Alegre
169
182
182
MATERIALES PROCEDENCIA
Agua Potable
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FALTAN ALGUNOS MATERIALES, ASI COMO ESPECIFICAR
LAS PARTES Y AGUJAS DE VICAT Y GUILLMORE
DIAMETRODIAMETRO
SUPERIORALTURA
m1 m2
Kg Kg g g mm mm mm
Mezcladora 10 ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----
Espatula ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----
Balanza
Electronica10 ±0,01 ---- ---- ---- ---- ---- ----
Varilla Remobible ---- ---- ----
Aguja 1 ± 0,5 ---- 50
Aguja de Glmore ---- ---- ---- 113 454 2,12 ---- ----
Cono Truncado ---- ---- ---- ---- ---- 60 70 40
PARTESMASA
300 ± 05
----
MEDIDAS
APRECIACIONCAPACIDAD
----
EQUIPO
NOMBREIMAGEN
Aguja de Vicat ----
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4. PROCEDIMIENTO. (-6)
Consistencia normal del cemento.
1. Pesamos una cantidad de 650 g de cemento Selva Alegre tipo Campeón la cual
será constante para cada porcentaje de agua que se necesitara para la
elaboración del cemento.
2. Con una franela mojada humedecemos y limpiamos el tazón de la
mezcladora.
3. Colocamos en primer lugar los 650 g de cemento en la mezcladora para
después colocar la cantidad respectiva de agua esto lo hacemos en 30
segundos.
4. Encendemos la mezcladora asegurándonos que se encuentra en la velocidad
1 de mezclado, dejamos que se mezclen el cemento y el agua por unos 30
segundos y apagamos la mezcladora. AQUE VELOCIDAD??
5. Utilizando las manos con los guantes de protección limpiamos el cemento
que se queda en la pala de la mezcladora y en las paredes del tazón, esto lo
hacemos en 15 s.
6. Después de transcurridos los 15 segundos encendemos nuevamente la
mezcladora ahora con la segunda velocidad de mezclado y esto lo hacemos
durante 60 segundos. AQUE VELOCIDAD??
7. Cogemos el cemento formado en la mezcladora y le intentamos dar una
forma de bola con las palmas de las manos mientras este en estado plástico.
8. Lanzamos de una mano a otra la bola formada de cemento unas 6 veces para
ver qué tan consolidada esta la masa de cemento.
9. Introducimos la masa de cemento por la parte inferior del tronco truncado y
eliminamos los excesos tanto de la parte superior como de la inferior.
10. Ubicamos el tronco con el cemento en la base de vidrio para proceder al
ensayo de consistencia con la aguja de Vicat la cual deberá penetrar 10 mm
en 30 segundos.
Tiempo de fraguado inicial.
1. Logrado obtener la consistencia normal del cemento sacamos del cono
truncado la masa de cemento y la dejamos sobre la base de vidrio.
2. Por medio de la espátula le damos la forma de un pastel que tenga de
diámetro inferior 7 cm, superior 5 cm y de altura 13 mm.
3. Con la agujas de Vicat y de Gilmore respectivamente realizamos el ensayo
de fraguado inicial hasta que la aguja no deje huella de penetración sobre la
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masa del cemento y tomamos el tiempo en el cual ocurrió este proceso. CON
QUE DIAMETRO DE AGUJA Y CUANDO DEBE PENETRAR
Tiempo de fraguado final.
1. Después de haber realizado el ensayo de fraguado inicial procedemos al del
fraguado final.
2. Con la agujas de Vicat y de Gilmore respectivamente realizamos el ensayo
de fraguado final hasta que la aguja no deje huella de penetración sobre la
masa del cemento y tomamos el tiempo en el cual ocurrió este proceso.
3. CON QUE DIAMETRO DE AGUJA??
4. TABLAS, DATOS Y DIAGRAMAS. (-5)
TIPO, PROCEDENCIA DEL CEMENTO USADO
Tabla 1: Porcentaje de agua y penetración con la aguja de Vicat.
INTENTO AGUA PENETRACION
No. % G Mm
1 26 169 4
2 28 182 10,5
3 28 182 8,5
COLOCAR OBSERVACIONES ACERCA DE LA CONSISTENCIA DE LA
PASTA
Tabla 2: Tiempo de fraguado inicial y final.
TIPO DE
FRAGUADO
TIPO DE
AGUJA
HORA DE
INICIO
HORA
DE FIN
TIEMPO DE
FRAGUADO
PENETRACION TIEMPO DE
PENETRACION
mm s
Inicial Vicat 11h52min 14h09min 2h17min 23 30
Gilmore 11h40min 13H30min 1h50min ---- ----
Final Vicat 11h52min 18h39min 6h47min ---- ----
Gilmore 11h40min 19h00min 7h20min ---- ----
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Grafica 1: Diagrama de Penetración (mm) vs Porcentaje de agua (%)
6. CÁLCULOS TÍPICOS. (-2)
Para el Ensayo de Consolidación????’.
Datos:
𝑚𝑐𝑒𝑚 = 650 𝑔
% 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 26
Formula:
650 100%𝑋 26%
𝑋 = 𝑚𝐻2𝑂 =650𝑔 ∗ 26%
100%
𝑚𝐻2𝑂 = 169 𝑔
Para 10 mm de penetración cual es el porcentaje óptimo de agua.
𝑦 = 2.75𝑥 − 67.5
10 = 2.75𝑥 − 67.5
y = 2,75x - 67,5
0
2
4
6
8
10
12
25,5 26 26,5 27 27,5 28 28,5
Pe
ne
trac
ión
(m
m)
Porcentaje de Agua (%)
Penetracion vs Porcentaje de Agua
ESCALA:
X=2.1cm=0.5 % de agua. Y=1 cm= 2mm de penetración.
10
2.75𝑥 = 10 + 67.5
𝑥 =77.5
2.75
𝑥 = 28.18 %
7. CONCLUSIONES. (-10)
El tiempo de fraguado inicial determinado por medio de las agujas de Vicat y de
Gilmore fueron distintos siendo los valores de: Y QUE CONCLUYE
Aguja de Vicat: 2 h 17 min
Aguja de Gilmore: 1 h 50 min
El tiempo arrojado en el ensayo de fraguado inicial con agujas de Vicat según la
norma INEN 152 cumplen con los requisitos debido que este tiempo no debe ser
menor a 45 min ni mayor a 375 min. Y QUE CONCLUYE
El tiempo arrojado en el ensayo de fraguado inicial con agujas de Gilmore según
la norma INEN 152 cumplen con los requisitos debido que este tiempo no debe
ser menor a 60 min y no mayor a 600 min. Y QUE CONCLUYE
Se concluye que a partir de la gráfica que el porcentaje optimo en el cual se
consigue la consistencia normal esta alrededor de 27.8 a 28.18 % de agua.
El tiempo que se determinó en el ensayo de fraguado final tanto con agujas Vicat
y de Gilmore presentaron valores distintos con una diferencia de 33 min en lo
que llego al fraguado final dando los siguientes resultados: Y QUE CONCLUYE
Aguja de Vicat: 6 h 47 min
Aguja de Gilmore: 7 h 20 min
El ensayo de consistencia normal en el cemento es muy importante debido que a
partir de este ensayo se puede la resistencia a la tensión, tiempos de fraguado,
sanidad del cemento, expansión en autoclave, entre otros.
El cemento al alcanzar y sobrepasar su fraguado inicial este perderá la
plasticidad debido a que se endurece lo que conlleva a que pierda esa
trabajabilidad que poseía y nos indica además de que es el momento en el
cual se debe empezar el curado del mismo.
8. RECOMENDACIONES. (-1)
Se recomienda que los estudiantes usen mascarilla para evitar inhalar el
polvo que sale del cemento. PORQUE??
Se recomienda el usar guantes de caucho para evitar que el cemento se
introduzca en las manos y provoque heridas.
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Se recomienda que los estudiantes deben estar con el mandil ya que ete
puede proteger a que se ensucie la ropa y es una gran ventaja para los que
tienen clases el resto del día.
9. BIBLIOGRAFIA GENERAL.
Camilo, G. C. (8 de Octubre de 2014). Slideshare. Obtenido de
http://es.slideshare.net/cguerrerocastro/consistencia-normal-cemento
Cañas, U. C. (2009). Materiales de Construccion. Determinacion de la
Consistencia Normal del Cemento Portland. El Salvador. Obtenido de
http://www.uca.edu.sv/mecanica-
estructural/materias/materialesCostruccion/guiasLab/ensayoCemento/CONSIST
ENCIA%20NORMAL%20DEL%20CEMENTO%20PORTLAND.pdf
Holcim. (s.f.). Recuperado el 5 de octubre de 2015, de
http://www.holcim.com.ar/fileadmin/templates/AR/doc/proceso_fabricacion_c
emento/holcim_ppc.html
INEM. (2015). Instituto Nacional de Normalizacion. Obtenido de
http://apps.inen.gob.ec/descarga/
Lifschitz, L. (1969). Teoría de la Elasticidad.
Oficemen, A. Recuperado el 18 de otubre del 2014, de
https://www.oficemen.com/reportajePag.asp?id_rep=23
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