Práctica de laboratorio sobre propiedades del mortero cemento-arena

P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
PRÁCTICA N° 05
DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES MORTEROS
CEMENTO/ ARENA
INTRODUCCIÓN:
La presente práctica desarrolla la temática para la determinación de las propiedades de las
propiedades de diferentes dos grupos experimentales de mortero cemento arena, con arena del río
Chonta – Cajamarca y la utilización de un aditivo impermeabilizante.
impermeabilizante
Los grupos
os experimentales consiste en 05 especímenes cúbicas de morteros de 5cm x 5cm x 5cm,
las cuáles serán de cemento Portland, siendo un grupo el experimental y otro
otro el de evaluación con la
adición de un aditivo impermeabilizante.
Las actividades están divididas en 03
0 partes, las correspondientes a Elaboración
laboración de especímenes
de mortero de Cemento Portland y arena, Determinación de propiedades físicas e hidráulicas de los
morteros y finalmente las propiedades mecánicas específicamente resistencia a la compresión.
Dentro de las propiedades a desarrollar en la presente práctica están: Peso específico aparente,
Grado de absorción, capilaridad, permeabilidad, y resistencia
ia a la compresión uniaxial.
Figura N° 01: Moldes para elaboración
de probetas
Figura N° 02: Ensayo de
resistencia a compresión
Figura N° 03: Aditivo
impermeabilizante
MATERIALES:
Se deberá traer los siguientes materiales.
- 02 kg de cemento.
- 05 kg de arena del río Chonta, seca bajo sombra.
EQUIPO
EQUIPO Nº 01:
EQUIPO Nº 02:
EQUIPO Nº 03:
EQUIPO Nº 04:
EQUIPO Nº 05:
EQUIPO Nº 06:
TIPO DE CEMENTO
Cemento Pórtland I-Co
Cemento Pórtland MS
Cemento Pórtland I
Cemento Pórtland I-Co
Cemento Pórtland MS
Cemento Pórtland I
HERRAMIENTAS:
Se deberá traer las siguientes herramientas para el desarrollo de la práctica:
- 01 bandeja de plástico de 50cm x 50 cm aproximadamente.
- 01 balde de 04 litros de plástico.
- 01 bandeja plástica.
Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina
1
P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
- 01 saco para todos su desperdicios y eliminar basura.
- 04 bolsas de polietileno medianas.
- 01 Escobilla o brocha.
- 01 palustre o badilejo.
- 01 cuchara metálica pequeña.
- 01 franela de 30 cm * 30 cm aproximadamente.
- 10 moldes prismáticos de 5cm * 5cm * 5cm de un material no absorbente de agua.
- 02 moldes cilíndricos de PVC de 2 pulgadas de diámetro por 1 pulgada de altura.
- 02 abrazaderas metálicas de 2”.
- 01 ligadura de 30cm.
- 12 Trozos de papel bond de 6cm x 6cm de tamaño.
- 01Tijera mediana.
- 01 Espátula,
- 01Cámara fotográfica.
- 01 Cronómetro
- Hojas de recopilación de datos.
Deberán estar correctamente etiquetados, para evitar que se extravíen.
A) ELABORACIÓN DE ESPECÍMENES DE MORTERO CEMENTO / ARENA.
a. OBJETIVOS
- Realizar el diseño de un mortero de cemento-arena.
- Elaborar 05 especímenes de mortero cemento/arena control y otras 05 con el uso de aditivo.
- Experimentar y conocer técnicas de control de error.
- Comparar resultados con otros equipos.
- Realizar el análisis físico y estadístico de los resultados obtenidos.
b. FUNDAMENTO TEÓRICO
La composición del mortero será siguiendo el procedimiento de la norma de referencia NTP
334.051 / ASTM C-109, donde las proporciones en peso de materiales para el mortero serán
determinados por métodos analíticos con los valores de sus ensayos de agregado fino (agregado
del rio Chonta – Baños del Inca.
c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR
EQUIPOS
— Balanza con sensibilidad de 0.1 gr.
— Estufa, Temperatura de 100 ±10º C.
— Probeta con precisión de 1 mL.
HERRAMIENTAS.
- Bandeja plástica o de aluminio para elaborar la mezcla.
- 10 moldes de material no absorbente de 5cm X 5cm x 5cm.
- 01 badilejo.
- Destornillador plano y cruz.
- 01 Barra metálica liza para enrazar.
- Aguja o navaja para colocar nombre.
- Par de Guantes.
- Cinta masking para etiquetar.
- Plumón indeleble.
- Balde plástico de 4L.
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2
P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
-
Balde plástico de 18L.
Bandeja plástica.
Hoja de reporte.
Bolígrafo.
Cronómetro.
Cámara fotográfica.
MATERIALES.
- Se requiere 2000 gr de agregado fino de la cantera del rio Chonta.
- Agua potable.
- Aditivo hidrófugo.
d. PROCEDIMIENTO
- Se prepararán 05 especímenes de mortero cemento/ arena simple y 05 especímenes de mortero
cemento / arena, con aditivo impermeabilizante, para evaluar su influencia en la absorción,
capilaridad y resistencia a la compresión. Todos los morteros serán elaborados en presencia de
supervisión del docente en el laboratorio.
- Usando una relación C/A= ¼ y agua – aditivo según el siguiente detalle:
Cantidad de Aditivo,
EQUIPO N°
Cabezas de Equipo
TIPO DE CEMENTO
(Relación Aditivo / agua.
En volumen)
Pórtland I-Co
1:4
Pórtland MS
1:5
Pórtland I
1:10
Pórtland I-Co
1:12
Pórtland MS
1:15
Pórtland I
1:20
Cabanillas Risco - Cerdán
Peréz–
García Gonzales – Carrasco
Mori
Cabrera Soriano
Mejía Delgado – Cerna
Vásquez
Fernández Díaz – Salazar
Torres
Lopez Alaya – Culqui Bringas
01
02
03
04
05
06
Las cantidades que deben ser mezcladas para formar la bachada para cinco cubos de ensayo,
serán calculados con los datos obtenidos de su práctica 3 y de la práctica 4, referente al peso
especifico de masa del cemento, arena, pesos unitarios, y porcentaje de absorción, es importante
que se realice en ensayo de contenido de humedad pues este valor varía con la humedad relativa
del medio ambiente y no tengan problemas de trabajabilidad con su mezcla.
El modo de cálculo se detalla a continuación:
A.2) DISEÑO DE MORTERO DE CEMENTO /ARENA PARA GRADO ABSORCIÓN, CAPILARIDAD Y
ENSAYO A COMPRESIÓN UNIAXIAL
1.1
DATOS:
Tamaño de probeta:
Ancho:
5.00 cm
Largo:
5.00 cm
Altura
5.00 cm
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
AGUA
P.E.
P.U.S.S
CEMENTO
1
ARENA
3.10
2.56 gr/cm3
1500
1493.03 kg/m3
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3
P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
C.H. %
-
4.28%
ABS %
-
2.40%
RELACIÓN AGUA/CEMENTO
= C/A = 1 / 4
Aire
incluido
CANTIDAD DE AIRE INCLUIDO
1.2.
1
%
* Proporcionamiento: (en volumen)
Cemento /
Arena
Relación agua/cemento:
W/MC= 0.75
Dosificación
= 1:4/0.75
Porcentaje por desperdicios
10%
Diseño del mortero:
1.2.1. * Volúmenes aparentes
Cemento = 1pie3
1 pie
3
Agregado fino = 4pie3
4 pie
3
W /MC =
0.75
1.2.2. * Materiales secos:
Cemento
=
42.50 kg
169.11 kg
Agregado fino = ( 4*1493.03)/ 35.315 =
= 0.75 * 42.5
Agua
=
31.88 kg
.
1.2.3. * Volúmenes absolutos:
Cemento
0.013710 m3
Agregado fino = 169.11/(2.56 * 1000) =
0.066059 m3
Agua diseño = 0,03187
0.031875 m3
Sub total:
0.111643 m3
Aire
1 %
0.001116 m3
0.112760 m3
TOTAL =
.
1.2.4.
*Cantidad de Materiales por metro cúbico
N° de bolsas = 1/0.11276 =
8.87 bls
* Materiales por M3:
1.2.5.
Materiales secos
Cemento =
8.87 bls
376.98 kg
Agregado fino =
1.004 m3
1499.00 kg
Agua diseño =
282.68 L
282.68 kg
* Corrección por humedad:
Materiales húmedos
Cemento =
376.98 kg
376.98 kg
Agregado fino =1499.00212*(1+(0.0428-0.024))=
1527.18 kg
1527.18 kg
253.97 kg
Agua de aporte = 1527.183359856*(0.0428-0.024)
28.71 L
Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina
4
P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
Agua Efectiva = A. Diseño - Agua de
aporte:
253.97 L
*Cantidades de materiales para 5
probetas:
5
Volumen 1 especimen = 5cm*5cm*5cm=
125 cm3
625 cm3
Volumen 5 especimenes:
0.00063 m3
.
Cemento =
0.0055438 bls =
3
0.236 kg
Materiales con 10%
despercicios
0.259 kg
Agregado fino húmedo =
0.0006275 m =
0.954 kg
1.050 kg
Agua efectiva =
0.176675 L =
0.177 kg
0.194 kg
Aditivo 1/
20
Aditivo 1/
4%
10
0.010 kg
0.019 kg
Aditivo 1/
4
0.049 kg
19%
7%
Dosificaciones Iniciales en peso estado húmedo.
Cemento
Código
(kg)
A
B
C
D
376.98
Agregado Fino
(Bls)
8.87
FOTO 042: Extracción de arena en cantera.
materiales diseñado .
(kg)
1527.18
Agua
3
(m )
1.00
(L)
253.97
Aditivo
Hidrofugo
(L)
Aditivo /
Cemento
%
12.7
25.4
63.5
0
3.4%
6.7%
16.8%
0.0%
FOTO 05: Homogeneización de mezcla de mortero con la cantidad de
- Los moldes serán de un material impermeable (metal, vidrio, acrílico, etc.) o en su defecto
madera pero barnizada, de modo que no absorba agua de amasado.
Llenado de los compartimientos: Se coloca una capa de más o menos 25mm (1”) de espesor
(aproximadamente la mitad del molde), en cada uno de los compartimientos, y se apisonan con 32
golpes que se aplican sobre la superficie, en 4 etapas de 8 golpes adyacente cada una como se
ilustra en la siguiente figura:
Figura N° 06: Orden de compactado.
Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina
5
P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
5.00
5.00
4
8
3
7
2
6
1
5
Primera y tercera capa
1
2
3 4
5
6
7
8
Segunda y cuarta capa
Fuente: Elaboración propia, basado en ASTM C 109.
Los golpes de cada etapa se dan siguiendo una dirección perpendicular a los de la
anterior, la presión del compactador (13mm * 16 mm * 150 mm según
NTP 334.003:2002 - ASTM C 230); es tal que asegure el llenado de los
compartimientos. Se completa las cuatro etapas de compactación, en cada
compartimiento, antes de seguir con la siguiente. Una vez terminada la etapa de de la
primera capa en todos los compartimientos, se llenan con una segunda capa y se
procede como la primera.
Al finalizar la compactación las caras superiores de los cubos deben quedar un poco
más altas que el borde superior de los moldes. La superficie de los cubos debe ser
alisada con la parte plana de la espátula, retirando el mortero sobrante con un
movimiento de vaivén. (NTP 334.051:1998 - ASTM C 109) para finalmente, rotularlos a
las probetas de mortero elaborados.
Tener cuidado con la manipulación del cemento, debido que es caustico y puede irritar la piel,
si hay contacto directo.
Figura N° 07: Moldes para muestras
Figura N° 08: Colocado de mezcla en molde.
- Luego de 24 horas de fraguado, proceder a desencofrar, para poder etiquetarlo.
Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina
6
P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
FOTO 09: Vaciado de mortero en molde
FOTO 10: Vista de las 06 especímenes listas
Figura N° 11:Curado de las probetas de
mortero.
Figura N° 12: Desencofrado de probetas
Iniciar el proceso de curado, por un tiempo mínimo de 07 días.
- Finalmente, dejar secar a temperatura ambiente hasta el día de la práctica. Asegurarse de que
estén bien etiquetados.
- Cuidar sus especímenes, pues pueden ser perdidos, para ello encargarlo y dejarlo a buen
recaudo.
B.) DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS E HIDRÁULICAS
B.1) DETERMINACIÓN DE LA CAPILARIDAD DE MORTERO.
a. OBJETIVOS
- Determinar la capilaridad de seis muestras de mortero normal y 06 muestras de mortero con
aditivo.
- Realizar la comparación y análisis de los resultados.
- Experimentar y conocer técnicas de control de error.
- Comparar resultados con otros equipos.
- Realizar el análisis de los resultados obtenidos.
b. FUNDAMENTO TEÓRICO
CAPILARIDAD
• Es la propiedad que tiene un mortero y que consiste en el ascenso del agua que está en contacto
con sus caras, a través de los poros capilares.
c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR
Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina
7
P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
EQUIPOS
- Balanza, capacidad 300 gr
- Horno de 50Lt. Temperatura 100 ±5ºC
- Termómetro ambiental.
HERRAMIENTAS.
— Vernier.
— Wincha.
— Bandeja metálica.
— Hoja de reporte.
— Cronómetro.
— Cámara fotográfica.
MATERIALES.
- Probetas normalizadas para ensayo. Las probetas serán cúbicas de 5cm x 5cm x 5cm de tamaño,
elaboradas en laboratorio.
- Traer Bandeja de plástico de fondo plano, de altura mayor a 8cm.
d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES.
- Se realiza a una edad de mínimo 07 días de fraguado.
- Medir las muestras con el vernier y determinar el promedio de cada dimensión.
- Colocar en el Horno a una temperatura de 100ºC ± 5ºC por 24 horas, hasta peso constante y
Determinar el peso seco de la muestra.
- Colocar unos tacos de 0.5 a 1cm de altura dentro de la bandeja.
- Colocar las muestras de mortero sobre los tacos en la bandeja,
- Marcar 1 cm de altura medidos desde la base de los morteros.
- Echar el agua y hacer que esta alcance la marca de 1cm.
- Dejar las muestras por un tiempo de 03 horas dentro del agua.
- Sacar de la bandeja las muestras y secar las caras con mucho cuidado.
- Obtener peso del mortero con el agua absorbida.
- Por diferencia de pesos obtener la cantidad de agua absorbida (P)
- Medir el fleco capilar en cm2, que es el área humedecida del mortero a partir del 01 centímetro
medido. (S)
- Determinar la capilaridad mediante las siguientes expresiones:
S = 2(a + b ) * hi
Donde:
a: Ancho promedio de la muestra.
b: Profundidad o largo de la muestra
hi: Altura que alcanza la humedad de la muestra.
P: Peso del agua absorbida (gr)
S: Área lateral del fleco capilar. (cm2)
t: Tiempo de exposición con el agua. (min)
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P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
Figura N° 13: Muestra inicial
Figura N° 14: Ensayo de capilaridad
Figura N° 16:: Ensayo de capilaridad.
Figura N° 15: Muestra final
Figura N° 17: Peso de agua
ag absorbida.
a. EJEMPLO DE RESULTADOS:
Espécimen N°
CAPILARIDAD
1
2
Peso seco gr.
299
3
4
5
288
298
296
292.65
309.5
301.6
308.2
308.22
305.2
Agua absorbida gr. (p)
10.5
13.6
10.2
12.22
12.55
Ancho promedio cm.
5.135
5.17
5.148
5.108
5.046
Profundidad cm.
5.165
5.21
5.13
5.13
5.13
1.166
1.301
1.246
1.384
1.543
24.0196 27.00876 25.61278 28.33878
31.40314
Peso muestra absorbida gr.
Altura de fleco cm.
Área de fleco capilar (S) cm
2
Tiempo min. (t)
180
180
180
180
180
K capilaridad
78.69
90.64
71.68
77.62
71.94
Capilaridad Promedio= gr*t/cm2 :
Desviación estándar
Coeficiente de variación
:
:
78.11
7.696378363
9.85%
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9
P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
B.2 DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO APARENTE DE MORTEROS.
a. OBJETIVOS
- Determinar el peso específico aparente de seis muestras de morteros.
- Experimentar y conocer técnicas de control de error.
- Comparar resultados con otros equipos.
- Realizar el análisis físico y estadístico de los resultados obtenidos.
b. FUNDAMENTO TEÓRICO
PESO ESPECÍFICO APARENTE
• Es la propiedad que tiene los morteros, que relaciona el peso de una muestra y su volumen
aparente.
c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR
EQUIPOS
- Balanza, capacidad 300 gr
- Horno de 50L. Temperatura 100 ±5ºC
- Termómetro ambiental.
HERRAMIENTAS.
— Vernier.
— Wincha.
— Hoja de reporte.
— Cámara fotográfica.
MATERIALES.
- 12 Probetas normalizadas para ensayo. Las probetas serán cúbicas de 5cm x 5cm x 5cm,
obtenidas en laboratorio
d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES.
- Medir las muestras con el vernier y determinar el promedio de cada dimensión.
- Determinar el volumen aparente de cada espécimen.
- Colocar en el Horno a una temperatura de 100ºC ± 5ºC por 24 horas, hasta peso constante y
Determinar el peso seco de la muestra.
- Determinar el peso especifica aparente.
- Usar la siguiente expresión:
Figura N° 18
Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina
10
P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
e. Resultados: Para peso específico aparente
PROBETA
Nº
LARGO (prom.) ANCHO (prom.)
cm:
cm:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
PROMEDIO
LÍMITE
INFERIOR
LÍMITE SUPERIOR
RANGO
DESCARTADAS
NUEVO PROMEDIO
DESVIACIÓN ESTANDAR
COEFICIENTE DE VARIACIÓN
RELACIÓN C/B
5.05
5.00
5.06
4.99
5.03
4.96
5.02
5.07
5.05
5.10
5.04
4.99
5.05
5.07
5.03
4.98
4.98
5.07
4.92
5.05
=
1.69
=
=
=
=
=
: ±
=
=
1.61
1.79
0.18
ALTO
(prom.)
cm:
PESO
SECO
(gr.)
VOLUMEN
APARENTE
PEA.
(cm3)
(gr./cm3)
γ
5.03
4.95
4.99
4.86
4.93
4.95
4.94
4.85
5.06
4.92
206.04
212.90
214.10
202.90
218.75
219.08
210.03
215.95
203.06
206.30
127.90
123.50
127.38
122.71
124.36
122.27
123.50
124.55
125.59
126.59
1.61
1.72
1.68
1.65
1.76
1.79
1.70
1.73
1.62
1.63
0.85 1.437
1.15 1.944
una 1,90
1.69
0.062321
4.05%
B.3 ENSAYO DE GRADO DE ABSORCIÓN MORTERO CEMENTO / ARENA.
a. OBJETIVOS
- Determinar el grado de absorción de un mortero de cemento / arena
- Experimentar y conocer técnicas de control de error.
- Comparar resultados con otros equipos.
- Realizar el análisis físico y estadístico de los resultados obtenidos.
b. FUNDAMENTO TEÓRICO
El Grado de absorción o coeficiente de absorción viene a ser la cantidad de agua que un material
puede absorber en un tiempo determinado.
c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR
EQUIPOS
- Balanza, capacidad 300 gr
- Horno de 50Lt. Temperatura 100 ±5ºC
- Termómetro ambiental.
HERRAMIENTAS.
— Hoja de reporte.
— Balde de capacidad de 18L.
— Cronómetro.
Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina
11
P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
— Cámara fotográfica.
MATERIALES.
- Probetas normalizadas para ensayo. Las probetas serán cúbicas de 5cm x 5cm x 5cm de tamaño,
elaboradas en laboratorio.
d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES.
- Colocar en el Horno a una temperatura de 100ºC ± 5ºC por 24 horas, hasta peso constante.
- Determinar el peso seco de la muestra.
- Colocar dentro del agua por un tiempo de 24 horas.
- Obtener peso saturado de cada muestra.
- Determinar el grado de absorción
bsorción mediante la siguiente expresión:
FOTO N° 19: Saturado de muestra de mortero
FOTO N° 20: Secado en horno, de muestras, por
mínimo 24 horas.
.
B.4 DETERMINACIÓN DE LA
A PERMEABILIDAD DE UN MORTERO CEMENTO - ARENA.
a. OBJETIVOS
- Determinar la permeabilidad de especímenes de morteros.
- Conocer los factores que influyen en la permeabilidad de los morteros.
- Experimentar y conocer técnicas de control de error.
- Comparar resultados con otros equipos.
- Realizar el análisis físico y estadístico de los resultados obtenidos.
b. FUNDAMENTO TEÓRICO
PERMEABILIDAD AL AGUA:
Es la cantidad de migración de agua a través del concreto o mortero cuando el agua se encuentra
a presión, o a la capacidad del concreto de resistir la penetración de agua u otras sustancias
(líquido,
quido, gas, iones, etc.). Generalmente las mismas propiedades que convierten al concreto o al
mortero menos permeable también
mbién lo vuelven más hermético. La permeabilidad total del
concreto al agua es una función de la permeabilidad de la pasta, de la permeabilidad y
granulometría del agregado, y de la proporción relativa de la pasta con respecto al agregado. La
disminución de
e permeabilidad mejora la resistencia
resistencia del concreto a la compresión,
compresió al ataque de
sulfatos y otros productos químicos y a la penetración del ion cloruro. La permeabilidad también
afecta la capacidad de destrucción por congelamiento en condiciones de saturación. Aquí la
permeabilidad de la pasta es de particular importancia porque la pasta recubre a todos los
constituyentes del concreto. La permeabilidad de la pasta depende de la relación Agua – Cemento
y del agregado, de hidratación del cemento o duración
duración del curado húmedo. Un concreto de baja
permeabilidad requiere de una relación Agua – Cemento baja y un periodo de curado húmedo
Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina
12
P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
adecuado. Inclusión de aire ayuda a la hermeticidad aunque tiene un efecto mínimo sobre la
permeabilidad aumenta con el secado.
secado. La permeabilidad de una pasta endurecida madura
mantiene continuamente rangos de humedad de 0.1x10-12 cm por seg para relaciones Agua –
Cemento que varían de 0.3 a 0.7.
0.7
ADITIVO HIDRÓFUGO: Es un aditivo que se adiciona a un mortero o concreto, es un
impermeabilizante a base de materiales inorgánicos de forma coloidal, que obstruye los poros y
capilares del concreto o mortero mediante el gel incorporado. Un aditivo hidrófugo tiene como
mecanismo de acción la de repeler al agua (efecto hidrófobo), con lo cual disminuye la
permeabilidad del mortero de cemento/arena
c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR
EQUIPOS
- Balanza, precisión de 0.01gr
- Horno a una temperatura de 100 ±5ºC
- Termómetro ambiental.
Figura N° 21: Muestra cilíndrica de 2” de diámetro
y 1” de alto.
HERRAMIENTAS.
o Vernier.
o Wincha.
o Hoja de reporte.
o Cámara fotográfica.
o 02 moldes de 2” de diámetro y 1” de alto,
de PVC.
o 02 abrazaderas metálicas
álicas de 2” de
diámetro.
o 01 ligadura de jebe.
o Probeta graduada.
o Destornillador
Figura N° 22: Abrazadera
MATERIALES.
- 01 Probetas de 2” de diámetro y 1” de alto, de mortero normal.
- 01 Probetas de 2” de diámetro y 1” de alto, de mortero con aditivo..
d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES.
- Medir las muestras con el vernier y determinar el promedio de diámetro y altura.
- Saturar la muestra por mínimo
m
una hora.
- Colocar en el tubo (permeámetro
permeámetro) la muestra, con la ligadura en su alrededor para evitar
la fuga de agua por las paredes.
- Ajustar con la abrazadera, apretándolo.
- Colocar en posición
ón vertical y echar agua, dejando un margen libre de de 1 o 2 cm del
borde superior.
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MORTEROS
CEMENTO ARENA
-
Colocando como base un depósito.
Dejar por 5 días.
Medir la cantidad de agua en una probeta, que ha percolado por la muestra de mortero
Abrazadera 2"
1
"
e=16
Tubería de PVC
φ 2"
100.00
1
Jebe de e=16
"
ligadura
Probeta de
mortero C:A
5.08
Figura N° 24: detalle de muestra en permeámetro.
Abrazadera 2"
1
e=16
"
Tubería de PVC
φ 2"
1
Jebe de e=16
"
ligadura
Probeta de
mortero C:A
5.08
Reducción PVC
de φ 2" a φ 1"
Figura N° 23: Permeámetro
Figura N° 25: Colocado de muestra
NOTA: El procedimiento no es normalizado, pero es válido para la determinación de la
permeabilidad de un mortero.
RESULTADOS.
Se puede determinar con la siguiente ecuación:
K=Q/A/t
Q= Cantidad de agua percolada.
135ml
A= Área a través de la cual ha pasado el agua.
=
19.79 cm2
t= Tiempo de ensayo.
= 5 días
= 432000
K=
1.57889E-05 = 0.00001579 ml/cm2/seg
seg
C. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL MORTERO.
a. OBJETIVOS
Determinar aspectos importantes de la resistencia y, que pueden servir para el control de calidad,
especificaciones técnicas, y modos de falla de morteros de cemento hidráulico que se expende y
arena existente en Cajamarca.
o Ensayar a compresión especímenes de mortero.
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P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
o Comparar resultados con otras brigadas.
o Realizar el análisis de los resultados obtenidos.
b. FUNDAMENTO:
De manera similar como lo que ocurre con las rocas, los morteros de cemento hidráulico, la
resistencia más significativa es a compresión, porque éste material va a trabajar a compresión
dentro del contexto de cualquier estructura. Para determinar este ensayo el procedimiento es
similar a los del ensayo a compresión de roca. Es evidente la importancia de las prácticas en el
laboratorio para que el alumno adquiera conocimiento directo de los ensayos en los que se
comprueba el comportamiento real de los materiales en los diversos aspectos que pueden
interesar, y se proporciona al alumno la oportunidad de conocer el proceso investigador que
conduce desde la teoría hasta la preparación de normas o especificaciones aplicables a cada
material.
El mortero de cemento Pórtland es el mejor aglomerado para trabajos de importancia en la
construcción, como son muros, bóvedas, macizos muy cargados, buenos cimientos, forjados de
cornisa, pavimentos, revoques impermeables, enlucidos exteriores de fosas, cisternas, depósitos
y, en general, todos aquellos trabajos que necesitan gran resistencia o preservarse del agua o de
los agentes atmosféricos. Este tiene la propiedad de endurecerse en menos de dos horas debajo
del agua.
Debemos advertir que al hablar del cemento Pórtland nos referimos al Pórtland artificial, y que si
bien el natural puede tener las mismas propiedades, es corrientemente de calidades irregulares,
lo que no lo hace tan aplicable en estos tipos de trabajo.
El agua necesaria para obtener un mortero de Pórtland oscila entre el 16 y 25 % del volumen de
los materiales empleados.
Relación agua-cemento (en peso)
Las dos propiedades esenciales del mortero fraguado son su duración y resistencia. Ambas
propiedades están estrechamente relacionadas con la densidad. En general, cuanto más
compacto es el mortero más resistente y duradero será. El mortero debe ser denso para que
resulte impermeable al agua y proteja los refuerzos metálicos debidamente.
La resistencia y durabilidad del mortero viene determinada por la cantidad de agua utilizada
para la mezcla pero la granulación general del agregado tiene un efecto indirecto. Los
agregados finos exigen más agua que los gruesos para conseguir el mismo grado de docilidad.
De ello se desprende que en la práctica la granulación del agregado incide en la cantidad de
agua que debe agregarse.
Se ha demostrado que la resistencia del mortero depende primordialmente de las
proporciones relativas de agua y cemento. Cuanto mayor es la proporción de agua, más débil
será el mortero. Hay que tener siempre en cuenta un margen para la humedad presente en la
arena.
c. EQUIPOS, PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR
c.1. EQUIPOS
- Balanza, capacidad 8kg.
- Prensa hidráulica 100 Tn.f
- Cronómetro.
- Termómetro ambiental.
c.2. HERRAMIENTAS.
— Vernier.
— Wincha.
— Hoja de reporte.
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MORTEROS
CEMENTO ARENA
— 20 trozos de papel de 6cm X 6cm
— Cronómetro.
— Cámara fotográfica.
c.3. MATERIALES.
- 05 Probetas normalizadas para ensayo de compresión. Las probetas serán cúbicas de 5 x 5 x 5 cm y 05
Probetas de mortero con aditivo. Las probetas serán cúbicas de 5 x 5 x 5 cm
Figura N°10:Secado de especimenes
d. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES.
ANTES DEL ENSAYO:
1° Determinar las dimensiones promedio de la probeta, es decir el valor promedio de a, b y c por
lo menos con la lectura de tres valores, esto nos garantizará el valor más cercano a la realidad
que tiene cada una de sus dimensiones. Los valores de sus tres dimensiones nos dará el valor más
probable del área resistente así como de la dimensión que se va a deformar.
Determinar el área neta que soportará la carga y marcarlo para identificarlo.
Figura N° 26. Medición de probeta
FOTO 08: Medición de probeta a los 7 días de fraguado
2° Verificar el paralelismo de las caras que van a ser comprimidas, esto en la medida que
la máquina de ensayo no registra el valor de la carga si sus caras comprimidas no estén
paralelas sin embargo, si se registra deformaciones: y entonces el diagrama Esfuerzo vs
Deformación Unitaria puede tener una anomalía como la que se muestra en el grafico, es
decir una deformación inicial sin ningún nivel de carga.
Gráfica N°27: Esfuerzo deformación no deseable
3° Para determinar este ensayo se coloca la probeta estándar entre los platillos de la prensa,
colocando una lámina de papel de un espesor de 1mm entre la cara del mortero y el platillo, esto
para impedir el contacto directo del acero con el mortero.
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MORTEROS
CEMENTO ARENA
DURANTE DEL ENSAYO:
- Marcar y codificar cada espécimen.
- Medir el área resistente.
- Revisar que las caras estén paralelas, caso contrario uniformizarlas.
- Colocar papel en la base y en la parte superior del espécimen.
- Llevar el espécimen a la prensa hidráulica.
- Medir carga y deformación longitudinal en la máquina de compresión.
Se debe observar en forma permanente el limbo de carga. Resulta interesante e
importante observar permanentemente el limbo de carga porque antes que se produzca el
fallamiento total de la probeta las agujas suelen tratar de regresar en vez de avanzar; esto
se traduce o interpreta como que la probeta ha fallado parcialmente; luego las agujas
seguirán un movimiento en ascenso.
También resulta importante registrar el tiempo que dura el ensayo (minutos) porque esto
tiene que ver con la velocidad de ensayo (kg/min). Este parámetro es normado y existen
valores mínimos para que el ensayo se asemeje a un ensayo estático.
2° Comenzar a registrar el tiempo de ensayo.
3° Observar las fallas que se van produciendo. Luego se comienza a aplicar de una manera
ascendente una carga compresional (P) hasta que se produzca la rotura. Cada tipo de mortero
tiene una forma peculiar de romperse.
Así por ejemplo, las mortero duros y compactos se rompen haciendo prismas rectos, en cambio los
morteros blandos se rompen siguiendo planos inclinados de un ángulo menor igual 45° con sus
caras. El esfuerzo a la compresión se determina entre la carga actuante y el área resistente:
 = P/A
4° Se deben observar las fallas que se van produciendo y numerarlos a medida como
aparecen Y dibujarlo, para luego analizarlo.
DESPUÉS DEL ENSAYO:
1° Se debe extraer la probeta de la máquina y luego observar.
2° Dibujar el tipo de falla que se ha producido, finalmente
3° Se registrará el tiempo del ensayo.
Si se divide: Carga de rotura entre tiempo total de ensayo entonces se determina la velocidad de
ensayo. (Kg/min)
4° Determinar demás cálculos en gabinete, como esfuerzo de compresión, deformaciones
unitarias, módulo de elasticidad (E).
e. Resultados:
Determinar la resistencia de cada uno de los 6 especímenes de mortero.
- Determinar la deformación unitaria de cada espécimen.
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P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
Donde:
Ar : Área resistente en cm2.
ci: Esfuerzo a la compresión i.
- Determinar el promedio de la resistencia a la compresión.
- Determinar la velocidad de carga. (kg/min)
Tiempo: 64.67seg
Carga de rotura: 1755 kg.f/ cm2.
Área resistente: 25.91 cm2
Tiempo de ensayo: 64.67 segundos.
Velocidad de ensayo: 27.14 Kg.f/seg
Luego de realizar le ensayo, proceder a la eliminación de sus residuos y material de
desperdicios, fuera del campus de la UPN, para ello revisare la Hoja de supervisión de
eliminación de material fuera de campus firmado por Sr., Victor o por mi persona.
- La velocidad no será mayor de 7000 Kg.f/cm2 por minuto ó 116Kg.f/cm2 por segundo.
Se repite para las seis probetas, luego se obtiene la resistencia promedio, desviación estándar, y
coeficiente de variación.
- Ajustar tramo elástico y encontrar módulo de elasticidad.
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P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
Figura N° 29. Grafica que muestra la forma de fisuras y rotura de la muestra de mortero sin
aditivo.
f. ANÁLISIS
…
D)
-
-
-
E)
CONSIDERACIONES ESPECIALES:
Leer con cuidado la presente guía, para poder conocer que actividades se realizaran.
Equipo que no traiga los materiales y herramientas no podrá realizar la práctica y no
será admitido en el Laboratorio.
Las actividades que no puedan ser realizadas en las horas del curso de Materiales de
Construcción, se pueden realizar por las mañanas, previa coordinación, para la
supervisión respectiva.
Las hojas de apuntes, serán firmadas o visadas para que tengan validez.
Se evaluará su comportamiento y responsabilidad en los ensayos.
De realizar mal el ensayo u tomar mal los datos, el equipo deberá repetir el ensayo.
Todo material luego de ser utilizado deberá ser sacado del Campus universitario y
eliminarlo en un lugar adecuado fuera de la Universidad, bajo responsabilidad del
equipo, para lo cual se revisara la hoja de eliminación del material fuera de la
Universidad.
Dejar los equipos e instrumentos limpios y en perfecto estado, bajo responsabilidad del
equipo.
DEL INFORME:
e.1) Partes Obligatorias de los Informes.
I.
Contenido General.
II.
Introducción.
III. Objetivos.
IV. Justificación.
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P5: PROPIEDADES DE
MORTEROS
CEMENTO ARENA
V.
Metodología y Procedimiento.
VI. Presentación y Discusión de Resultados.
VII. Conclusiones.
VIII. Recomendaciones.
IX. Referencias Bibliográficas y/o Electrónicas.
X.
Anexos.
- Panel fotográfico.
- Hojas de Reporte, firmadas.
- Otros.
e.2) Valoración de los informes.
-
Presentación:
Integridad:
Nivel Científico/Técnico:
Actitudinal:
Redacción y Ortografía:
04 puntos.
05 puntos
07 puntos.
02 puntos
02 puntos.
F) DE LA FECHA DE PRESENTACIÓN:
- FECHA DE ENSAYO: SEMANA 11.
- LUGAR: LABORATORIO DE INGENIERÍA CIVIL – UPN CAJAMARCA.
- SE PRESENTARÁ UN INFORME POR EQUIPO DEL ENSAYO, EN FÍSICO Y DIGITAL
- FECHA DE PRESENTACIÓN MÁXIMA: SEGÚN LO INDICADO EN CLASE.
- NOTA FINAL QUE FORMA PARTE DEL T02.
Para cualquier duda o consulta hacerla llegar en la Sala de Docentes de la UPN o vía e-mail:
[email protected] o [email protected]
“El éxito es la habilidad de ir de fracaso en fracaso sin perder el entusiasmo”
Winston Churchill - Ex primer ministro británico.
WAM/wam
Archivo 2011.
Docente Ing. Wiston Henry Azañedo Medina
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