UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

MECANICA DE SUELOS I

Ing. CARLOS ORTEGA ORDOÑES

PRACTICA Nº 01

TEMA: CONTENIDO DE AGUA O HUMEDAD

GRUPO: 02

SUBGRUPO: 2

INTEGRANTES: CHICAIZA TIPANTIZA JORGE DANIEL

CORREA LAGLA OMAR VINICIO

SEMESTRE: CUARTO PARALELO: SEGUNDO

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FECHA DE REALIZACIÓN: 2012-09-13

FECHA DE ENTREGA: 2012-09-20

INTRODUCCION:

La densidad del cemento desempeña un papel significativo en su producción y

funcionamiento. Los minerales crudos se calientan en hornos enormes para promover

cambios químicos en éstos. De este proceso se obtiene lo que comúnmente es llamado

“clinker”. Los pasos finales en la fabricación del cemento implican la molienda y el

mezclado, los cuales producen precisamente ese polvo fino al que llamamos cemento.

Cada paso en la fabricación del cemento es verificado por frecuentes pruebas físicas, al

igual que el producto terminado, a fin de asegurar que este cumple con todas las

especificaciones necesarias. El cemento se muele hasta una finura determinada puesto

que la influencia del tamaño de partícula tanto en su cinética de hidratación así como en

el desarrollo de la resistencia de este es bien conocida. Para un contenido de cemento

dado, una reducción en los tamaños de partícula medios, produce generalmente una

resistencia compresiva más alta. Consecuentemente, la finura de los cementos de

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Portland se ha ido aumentando con el paso de los años a fin de mejorar características

tales como altas resistencias tempranas. Sin embargo, algunos otros efectos del aumento

de la finura, tales como demandas más altas de agua y generación más rápida de calor

en el concreto no pueden ser pasados por alto. A pesar de la disponibilidad de diversos

métodos instrumentales para medir distribuciones de tamaño de partícula, el método

clásico de penetración de aire (Blaine) todavía es muy usado. La densidad del cemento

debe ser conocida en conexión con el diseño y control de mezclas de concreto. 

La densidad o peso especifico se define como la relación de peso a volumen; su valor

varía entre 3.08 a 3.20 gr/cm3 para el cemento portland tipo 1, pero el cemento que

tiene adiciones tiene un peso especifico menor porque el contenido de clinker es menor.

El valor del peso específico en el cemento se encuentra normalmente entre los

siguientes valores 3.10 gr/cm3 y 3.15 gr/cm3. Es posible que éste valor se encuentre

entre 2.80 gr/cm3 a 3.15 gr/cm3, en dicho caso se dice que el cemento es adicionado.

El peso especifico del cemento no indica la calidad del cemento, pero se emplea en el

diseño y control de mezclas de concreto; sin embargo un peso especifico bajo y una

finura alta indican que el cemento tiene adiciones.

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DESCRIPCION DEL ENSAYO

OBJETIVOS:

Aprender a realizar el ensayo de la determinación de la densidad del cemento.

Determinar la densidad del cemento por medio del frasco de Le-Chatellier.

Determinar la densidad del cemento utilizando el método del picnómetro.

EQUIPO Y MATERIALES:

Balanza electrónica Cap.: 4000 gr. A ± 0.1 gr.

Frasco de Le-Chatellier.

Picnómetro.

Pipeta graduada

Vaso de precipitación Cap.: 1000 ml.

Embudo de cuello largo de vidrio.

Espátula

Papel absorbente

Muestra de cemento Portland SELVA ALEGRE

Gasolina

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PROCEDIMIENTO:

a. Método del Picnómetro.

1. Para empezar con la práctica hacemos una primera determinación de la

masa del picnómetro vacio.

2. El picnómetro debe estar completamente limpio y seco.

3. Introducimos cemento determinamos así la masa del picnómetro+ cemento.

4. Sobre el conjunto anterior picnómetro + cemento introducimos gasolina

hasta la línea de aforo (500 ml) con la ayuda del embudo de cuello largo

evitando así q la gasolina se riegue sobre las paredes.

5. Con el papel absorbente procedemos a retirar las partículas de gasolina que

se encuentran adheridas al cuello del picnómetro.

6. Para desalojar el aire que ingresa al picnómetro al añadir la gasolina damos

leves movimientos para que de esta manera el aire salga

7. Una vez desalojado pesamos y así determinamos la masa del picnómetro +

cemento + gasolina.

8. Botamos todo el contenido del picnómetro y lo lavamos cuidadosamente

con gasolina las veces que sea necesario hasta que quede completamente

limpio. Por ningún motivo podemos lavarlo con agua porque arruinaríamos

la práctica.

9. Llenamos el picnómetro con gasolina hasta la marca de aforo (500 ml),

obteniendo con esto la masa de gasolina.

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10. Con los datos obtenidos realizamos las tablas y cálculos respectivos para

así determinar la densidad del cemento.

b. Método Frasco de Le-Chatellier.

1. Para empezar con la práctica colocamos una cantidad de gasolina en el

frasco de Le-Chatellier con la ayuda del embudo de cuello largo evitando así

que las paredes laterales se mojen; tomamos así una primera lectura tanto en

volumen como en masa.

2. Se debe dejar bajo el agua fría por 5mim. al frasco Le-Chatelier +gasolina

para que la gasolina tenga una mejor concentración y pierda los espacios

vacíos(pierda el aire en el interior del frasco)

3. Una vez tomadas las lecturas iniciales vamos introduciendo cemento

gradualmente, hasta que este ocupe un espacio. Al introducir el cemento es

posible que también se introduzca aire y para eliminarlo debemos moverlo

suavemente.

4. Una vez eliminado el aire tomamos la lectura final del conjunto frasco +

gasolina + cemento tanto en masa como en volumen.

5. Con los datos obtenidos realizamos las tablas y cálculos respectivos para así

determinar la densidad del cemento.

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CONSISTENCIA NORMAL Y TIEMPO DE FRAGUADO DEL CEMENTO

CON LAS AGUJAS DE VICAT

DESCRIPCION DEL ENSAYO

OBJETIVOS:

Determinar la consistencia normal del cemento mediante el método de las agujas

de vicat

EQUIPO Y MATERIALES:

Aparato de Vicat:

Aguja de VICAT.

Mezcladora mecánica

Moldes:

Placa de vidrio.

INTRODUCCIÓN:

Aparato de Vicat:

Consta de un armazón con un vástago móvil provisto de una Sonda de Tetmayer, un

indicador y opcionalmente de un freno. El vástago se puede fijar en cualquier posición

mediante un tornillo. El indicador es ajustable y se mueve sobre una escala graduada en

mm.

Las características de este dispositivo serán:

Peso total del vástago móvil con agregados y sonda: 300.0 ± 0.5 gr.

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Sonda tetmayer de latón pulido, cilíndrica con base plana: Diámetro 10 ± 0.05mm,

Longitud libre 49 ± 1.00 mm

Tolerancia en la graduación de la escala, en todas las divisiones + 0.25mm.

Principio y fin del fraguado: Aguja de VICAT.

Mezcladora mecánica

- Moldes: El molde tronco-cónico destinado a contener la pasta será de material no

absorbente y resistente al ataque del cemento; tendrá las dimensiones siguientes:

diámetro inferior 70 ± 3 mm, diámetro superior 60 ± 3 mm, altura 40 ± 1 mm. Podrá

usarse también un molde cilíndrico en un diámetro interior de 80 ± 5 mm y una altura

40 ± 1 mm.

- Placa de vidrio: La placa de vidrio sobre la cual se colocará el molde cilíndrico será

cuadrada de 10 cm de lado.

- Espátula: Tendrá una hoja de acero de 7 a 8 cm de largo.

Acondicionamiento

La temperatura de la sala se mantendrá entre 18 y 27ºC.

La humedad relativa de la sala será superior o igual a 50%.

La temperatura del agua de amasado será de 23 ± 2ºC.

Los materiales y aparatos usados en la preparación del mortero deberán estar a una

temperatura de 18 y 27ºC.

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Preparación de la pasta de cemento

Se usara indistintamente uno de los métodos de mezclado siguiente:

- Mezclado manual

Colocar la superficie lisa de material no absorbente (ej. Vidrio) en forma de anillo, 500

gr. De cemento a ensayar. Verter en el centro del anillo, una determinada cantidad de

agua, y con ayuda de la espátula volcar cemento de la orilla para el centro, sin demorar

mas de 30 seg en esta operación.

Durante un nuevo intervalo de 30 seg esparcir el cemento seco de los costados del cono

sobre la mezcla para reducir la pérdida por evaporación y provocar la absorción del

agua y revolver luego vigorosamente con la espátula hasta completar 5 min, con todos

desde el momento de agregar el agua.

- Mezclado a maquina

Mezclar 500 gr de cemento con una cantidad de agua en un recipiente de una

mezcladora mecánica según el siguiente procedimiento.

Colocar toda el agua para la mezcla en el recipiente

Agregar el cemento al agua y dejar transcurrir 30 seg para que se absorba el agua

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Hacer funcionarla mezcladora a velocidad lenta (140 ± 5 r.p.m.) durante 30 seg

Detener la mezcladora durante 15 seg y durante ese tiempo raspar la pasta que queda en

los bordes del recipiente y agregar esto al total.

Hacer andar la mezcladora a velocidad rápida (285 ± 10 r.p.m.) y mezclar durante 1

min.

PROCEDIMIENTO:

1. Colocar el cemento y agua en la mescladora mecánica y dejamos por 30seg en

reposo al agua y al cemento

2. Se coloca en la base de la mescladora mecánica y se la mezcla por 30 seg. con

una velocidad que se encuentre a escala baja

3. Una vez mezclado el cemento con el agua formamos una pasta.

4. Desprendemos la pasta de las paredes del recipiente en transcurso de 15 seg.

5. Mezclar la pasta por 1 min con una velocidad que se encuentre a una escala

media.

6. Una vez mezclada la pasta retiramos con las manos una parte de la pasta y

procedemos a realizar una bola con ambas manos.

7. Lanzamos la bola de pasta de cemento de una mano durante 6 veces.

8. Introducimos la bola de pasta de cemento en un recipiente en forma de tronco y

la compactamos.

9. Colocamos el recipiente en la base de las agujas de vicat.

10. Enceramos la aguja de vicat sobre la superficie de la pasta de cemento.

11. Se la coloca en el aparato de vicat por 30 seg. y se comprueba que la penetración

esté dentro de los límites establecidos ( 10+1mm.)

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12. La penetración en la pasta es de 2 mm.por lo cual se debe aumentar un 2% de

agua ala pasta.

13. Realizar el mismo procedimiento utilizado en el comienzo de la practica

14. Se la coloca en el aparato de vicat por 30 seg. y se comprueba que la penetración

esté dentro de los límites establecidos ( 10+1mm.)

15. Observamos que la penetración de las agujas de vicat es de 11 mm. Lo ccual es

aceptable ya que la norma dice que la penetración debe de ser de 10+ 1mm.

16. Con los datos obtenidos realizamos las tablas y cálculos respectivos para así

determinar la consistencia normal y el tiempo de fraguado del cemento con las

agujas de vicat.

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TABLA 1.

a. Método del Picnómetro.

Masa del Picnómetro vacío 159.0 g

Masa del Picnómetro+Cemento 208.5 g

Masa del Cemento 49.5 g

Masa del Picnómetro+Cemento+Gasolina 563.6 g

Masa del Picnómetro+500cm3 de Gasolina 528.2 g

Volumen de Gasolina 500 cm3

Densidad del Cemento 2.59 g/cm3

TABLA 2.

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b. Método Frasco de Le-Chatelier.

Lectura Inicial(Le-Chatellier+Gasolina) 19.3 ml

Lectura Final(Le-

Chatellier+Gasolina+Cemento)

20.9 ml

Masa Inicial(Frasco+Gasolina) 337.5 g

Masa Final(Frasco+Gasolina+Cemento) 342.7 g

Densidad del Cemento 3.25 g/cm3

TABLA 3.

c. Consistencia normal del cemento con las agujas de vicat

Marca del Cemento Selva Alegre

Consistencia Normal del Cemento 30 %

Penetración de la Aguja de Vicat 11.00 mm

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FOTOGRAFIAS:

a. Método del Picnómetro.

1 Determinar la masa del picnómetro vacío 2 Introducimos cemento y gasolina en el picnómetro

3 Mezclamos Cemento + Gasolina 4 Introducimos asolina en el picnometro

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

CONCLUSIONES:

La densidad del cemento por el método de Le-Chatelier nos da un valor de 2.72

g/cm3 mientras que por el método del Picnómetro nos da un valor de 2.83 g/cm3.

Los valores obtenidos de la densidad del cemento son influenciados

directamente por la pureza y tipo de gasolina utilizada para la práctica.

Tanto el método de Le-Chatelier como el del picnómetro se rigen a condiciones

específicas que en el laboratorio no pudimos cumplirlas estrictamente.

Pudimos comprobar mediante la práctica que la densidad del cemento varía

entre 2.7 y 3.00 g/cm3.

La densidad del cemento no influye en la resistencia del mismo.

La introducción de aire tanto en el picnómetro como en el frasco de Le-Chatelier

producen errores en el ensayo por lo que este aire debe ser eliminado.

RECOMENDACIONES:

Para poder trabajar de una manera más eficiente y evitarse errores es

conveniente revisar el estado de los aparatos para proceder con la

práctica.

Es importante tener un conocimiento previo con respecto a la práctica

para de esta manera facilitar su entendimiento.

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Es bastante importante tener las normas como una referencia para el

ensayo (NORMA ASTM C188), pero también es importante saber que el

ensayo en clase no se hará con la minuciosidad establecida en la norma.

Es importante eliminar el aire introducido en los frascos para lo cual

damos leves movimientos y frotamos generando calor en el frasco y

eliminando así por completo el aire ingresado.

CALCULOS TIPICOS:

a. Método del Picnómetro.

Masa de Cemento (Mc)

Masa Picnómetro Vacío = 159.0 g.

Masa Picnómetro + Cemento = 208.5 g.

Mc = (Masa Picnómetro + Cemento) – (Masa Picnómetro Vacío)

Mc = (208.5 - 159) g.

Mc = 49.5 g.

Masa de Gasolina Añadida (Ma)

Masa Picnómetro + Cemento + Gasolina = 563.6 g.

Masa Picnómetro + Cemento = 208.5 g.

Ma = (Masa Picnómetro+Cemento+Gasolina) – (Masa Picnómetro+Cemento)

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Ma = (563.6 – 208.5) g.

Ma = 355.1 g.

Masa’ Gasolina (Mg’)

Masa Picnómetro + 500cm3 gasolina = 528.2 g.

Masa Picnómetro Vacío = 159.0 g.

Mg’ = (Masa Picnómetro + 500cm³ gasolina) –( Masa Picnómetro Vacío)

Mg’ = (528.2 – 159.0) g.

Mg’ = 369.2 g.

Densidad gasolina (ρg)

Masa’ Gasolina = 369.2 g

Volumen gasolina = 500cm3

ρg= Masa ’GasolinaVolumen gasolina

ρg= 369.2g

500cm3

ρg=0,7384 g/cm3

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Masa gasolina desalojada (Mgd)

Masa Picnómetro + 500cm3 gasolina = 528.2 g.

Masa gasolina añadida = 355.1 g.

Masa Picnómetro Vacío = 159.0 g.

Mgd = (Masa Picnómetro+ 500cm³ gasolina) – (Masa gasolina añadida) –

(Masa picnómetro vacío)

Mgd = (528.2 – 355.1 – 159.0) g.

Mgd = 14.1 g.

Volumen de gasolina desalojada (Vgd)

Masa gasolina desalojada = 14.1 g.

Densidad gasolina desalojada = Densidad gasolina = 0,7384 g/cm3

V gd= Masa gasolinadesalojadaDensidad gasolinadesalojada

V gd= 14.1 g

0,7384 g/cm3

Vgd = 19.10 cm3

Volumen gasolina desalojado (Vgd) = Volumen cemento (Vc)

Vc = Vgd

Vc = 19.10 cm3

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Determinación densidad del cemento (ɗc)

Masa cemento = 49.5 g.

Volumen cemento = 19.10 cm3

ρc= MasaCementoVolumencemento

ρc= 49.5 g

19.10cm3

ρc=2.59 g/cm3

b. Método Frasco de Le-Chatelier.

Masa Inicial Frasco Le-Chatelier + Gasolina = 337.5 g = (Mi)

Masa Final Frasco Le-Chatelier + Cemento + Gasolina = 342.7 g = (Mf)

Lectura Inicial Frasco Le-Chatelier + Gasolina = 19.3 cm3 = (Li)

Lectura Final Frasco Le-Chatelier + Cemento + Gasolina = 20.9 cm3 =

(Lf)

ρ c=Mf−MiVf−Vi

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ρc=(342.7−337.5)g(20.9−19.3)cm3

ρ c=3.25 g/cm ³

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BIBLIOGRAFIA:

FUENTES DE CONSULTA:

http://www.buenastareas.com/ensayos/Densidad-Del-Cemento/1528903.html

http://www.soloingenieria.net/foros/viewtopic.php?t=10035

http://www.construaprende.com/Lab/17/Prac17_1.html

http://www.quantachrome.com/materials_applications/

Cement_density_spanish.htm