1. Introducción - U

Informe Laboratorio 1
CI5503
Tecnología del Hormigón
Integrantes
Daniel Carvajal
Marie Lubert
Nicolás Núñez
Profesor
Federico Delfin
Fecha de realización 29/05/2013
Fecha de entrega
04/04/2013
Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT
1. Introducción
El objetivo del laboratorio n°1 del 4 abril 2013 está en observar la hidratación térmica de
variaciones de temperatura de 6 pastas de cemento de distintas composiciones y su trabajabilidad
correspondiente.
La temperatura de la mezcla ha sido medida cada 20 minutos desde el momento de mezcla del
polvo de cemento con el agua.
Para medir el fraguado, se han efectuado ensayos Vicat permitiendo medir los tiempos de fraguado
inicial y final, cuando ha sido posible.
Todos los ensayos y la fabricación de los morteros se han hecho según las normas siguientes:
- NCh0148-1968
- NCh0158-1967
- NCh0161-1969
2. Presentación de los 6 tipos de cemento estudiados
Número
Componentes
1
Cal hidráulica 100%
500
Cal hidráulica 30%
Escoria 70%
Cal hidráulica 30%
Puzolana 70%
150
350
150
350
Portland puro
500
Portland 70%
Ceniza 30%
Portland 70%
Puzolana 30%
350
150
350
150
2
3
4
5
6
Aglomerante [g] Agua [mL]
230
190
175
147
169
160
Tabla 2.1. Dosificaciones de los tipos de cemento.
Se utilizan cantidades de agua distintas porque no todos los aglomerantes reaccionan de la misma
forma con el agua. También cuando el cemento tiene mayor finura, se necesita más agua para alcanzar
su consistencia normal. En efecto, el ensayo Vicat para medir tiempos de fraguado se debe hacer en
pasta de consistencia normal.
2
Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT
La norma NCh0148 da las definiciones de varios componentes:
-
-
-
Puzolana: Es un material silíceo-aluminoso que aunque no posee propiedades aglomerantes por sí
solo, las desarrolla cuando esta finamente dividido y en presencia de agua, por reacción química con
hidróxido de calcio a la temperatura ambiente.
Portland: Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clinker (producto que está
constituido principalmente por silicatos cálcicos) y yeso y que pueda aceptar hasta 3% de materias
extrañas, excluido el sulfato de calcio hidratado.
Escoria: es el producto que se obtiene por enfriamiento brusco de la masa fundida no metálica que
resulta en el tratamiento de mineral de hierro en un alto horno. Este producto tiene como
constituyentes principales silicatos y silico-aluminatos de calcio y su composición química es tal que
cumple con el siguiente requisito:
3. Fabricación del hormigón y ensayo Vicat (según normas)
La mezcladora utilizada para mezclar el cemento con el agua está compuesta de un
recipiente de acero inoxidable de 5 ¾ L aproximadamente y de accionamiento eléctrico, en
conformidad con la norma NCh0158. Sus dimensiones también están dadas en la misma norma.
Según la norma NCh0158, la mezcla se efectúa del siguiente modo:
-
-
Estando el mezclador en posición de partida se verterá el agua en el recipiente y a continuación
se agregará el cemento.
Se pondrá en marcha el mezclador a la velocidad lenta.
Después de 1min, se cambiará a velocidad rápida que se mantendrá durante 30s.
Se detendrá el mezclador durante 1min30s. En los primeros 15s, se raspara el mortero
adherido a la pared del recipiente con una espátula de goma o plástico no atacable
empujándola hacia el fundo. Después se tapara el recipiente por el tiempo restante (1mn15s).
Se pondrá en marcha el mezclador con la velocidad rápida durante 1min.
Para el ensayo de fraguado, se hace una probeta por cada cemento estudiado. Las probetas
se sumergirán en posición vertical en agua detenida, saturada en cal a 23°C ± 2°C hasta el momento
del ensayo (curado en cámara húmeda).
El ensayo Vicat se hace cada 20 min para medir el tiempo de inicio de fraguado y el tiempo
de fraguado final. Este ensayo consiste en bajar una aguja en la pasta de cemento. El tiempo de
inicio de fraguado es el tiempo entre la confección mezcla y el momento donde se hunde a 4 mm del
fondo de la probeta. El tiempo de fraguado final es entre la confección de la mezcla y el momento
donde aguja no puede hundirse en la pasta.
3
Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT
4. Resultados y análisis
4.1. Temperaturas
Las tablas siguientes presentan las medidas de temperaturas del grupo A y del grupo B.
1
2
3
4
5
6
Cal hidráulica 100%
Cal hidráulica 30%
Escoria 70%
Cal hidráulica 30%
Puzolana 70%
Portland puro
Portland 70%
Ceniza 30%
Portland 70%
Puzolana 30%
Hora
Temperatura [˚C]
Hora
Temperatura [˚C]
Hora
Temperatura [˚C]
Hora
Temperatura [˚C]
Hora
Temperatura [˚C]
Hora
Temperatura [˚C]
T1
14:52
22,8
15:00
21,5
15:08
23
14:25
25
14:35
24
14:43
25
T2
15:12
23
15:20
22,8
15:28
22,4
14:45
26,5
14:55
24,6
15:03
25,3
T3
15:32
23,5
15:40
23
15:48
23,3
15:05
25
15:15
24,8
15:23
25
T4
15:52
23,5
16:00
23,9
15:25
25
15:35
24,8
14:43
23,5
T5
15:45
25
15:55
24,9
-
T4
15:26
23,1
15:32
22,8
15:39
23,3
15:46
23,8
15:52
24,4
15:56
25
T5
15:46
23
15:52
22,8
15:59
23,7
-
Tabla 1: Resultados de temperaturas del grupo A.
1
2
3
4
5
6
Cal hidráulica 100%
Cal hidráulica 30%
Escoria 70%
Cal hidráulica 30%
Puzolana 70%
Portland puro
Portland 70%
Ceniza 30%
Portland 70%
Puzolana 30%
Hora
Temperatura [˚C]
Hora
Temperatura [˚C]
Hora
Temperatura [˚C]
Hora
Temperatura [˚C]
Hora
Temperatura [˚C]
Hora
Temperatura [˚C]
T1
14:26
23,1
14:32
22,8
14:39
23,5
14:46
24,8
14:52
24,8
14:56
24,2
T2
14:46
23
14:52
22,9
14:59
23,3
15:06
24,8
15:12
24,6
15:16
24,8
T3
15:06
22,7
15:12
22,3
15:19
23,2
15:26
24
15:32
24,5
15:36
24,7
Tabla 2 : Resultados de temperaturas del grupo B.
Con estas medidas podemos hacer curvas de temperatura en función del tiempo para cada pasta
de cemento.
4
Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT
Grafico 1 : Evolución de la temperatura en función del tiempo para la Cal hidráulica (grupo A y B)
Grafico 2 : Evolución de la temperatura en función del tiempo para la mezcla Cal hidráulica 30%/Escoria 70%
(grupo A y B)
5
Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT
Grafico 3 : Evolución de la temperatura en función del tiempo para la mezcla Cal hidráulica 30%/Puzzolana 70%
(grupo A y B)
En este caso (grafico 3) la temperatura no sube al principio. Eso puede ser porque el
aumento de la temperatura inicial esta muy rápida para ser medida.
Grafico 4 : Evolución de la temperatura en función del tiempo para el Portland puro (grupo A y B)
6
Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT
Grafico 5 : Evolución de la temperatura en función del tiempo para la mezcla Portland 70%/Ceniza 30%
(grupo A y B)
Grafico 6 : Evolución de la temperatura en función del tiempo para la mezcla Portland 70%/Puzzolana 30%
(grupo A y B)
Se puede observar que:
- con cemento Portland, la puzolana y la ceniza bajan la temperatura de reacción (gráficos 4,
5 y 6);
- con cemento Portland, la puzolana y la ceniza bajan la velocidad de reacción (gráficos 4, 5
y 6);
- con cal hidráulica, la escoria baja un poco la temperatura de reacción (gráficos 1 y 2);
7
Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT
4.2. Tiempo de fraguado
1
Tiempo de fraguado inicial
(diferencia entre Fraguado
inicial y hora de confección
de la mezcla)
Tiempo de Fraguado
Final (diferencia entre
Fraguado inicial y hora
de confección de la
mezcla)
Tiempo de
fraguado
Observaciones
20:10
43:40
23:30
-
Cal hidráulica 100%
El fraguado inicial
llego el jueves en la
noche (no fue
medido)
El fraguado inicial
llego el jueves en la
noche (no fue
medido)
Cal hidráulica 30%
2
Escoria 70%
-
17:25
-
-
17:15
-
01:45
02:25
00:40
-
Cal hidráulica 30%
3
4
Puzolana 70%
Portland puro
02:55
-
-
El fraguado final llego
el jueves en la noche
(no fue medido)
01:52
02:52
01:00
-
Portland 70%
5
6
Ceniza 30%
Portland 70%
Puzolana 30%
Tabla 3 : Medidas de tiempos de fraguado del grupo A
1
2
3
4
5
6
Cal hidráulica 100%
Cal hidráulica 30%
Escoria 70%
Cal hidráulica 30%
Puzolana 70%
Portland puro
Portland 70%
Ceniza 30%
Portland 70%
Puzolana 30%
Tiempo de
fraguado inicial
Tiempo de
Fraguado Final
Tiempo de
fraguado
Observaciones
43:15
90:45
47:30
-
-
17:31
-
El fraguado inicial llego el jueves
en la noche (no fue medido)
-
17:24
-
El fraguado inicial llego el jueves
en la noche (no fue medido)
02:17
-
-
El fraguado inicial llego el jueves
en la noche (no fue medido)
03:07
-
-
El fraguado inicial llego el jueves
en la noche (no fue medido)
01:56
-
-
El fraguado inicial llego el jueves
en la noche (no fue medido)
Tabla 4 : Medidas de tiempos de fraguado del grupo B
8
Informe Laboratorio 1 Tecnología del Hormigón - Daniel CARVAJAL – Nicolás NUÑEZ – Marie LUBERT
5. Conclusiones
9