Fraguado del concreto. Cuando el cemento y el agua entran en contacto, se inicia una reacción química exotérmica que determina el paulatino endurecimiento de la mezcla. Dentro del proceso general de endurecimiento se presenta un estado en que la mezcla pierde apreciablemente su plasticidad y se vuelve difícil de manejar; tal estado corresponde al fraguado inicial de la mezcla. A medida que se produce el endurecimiento normal de la mezcla, se presenta un nuevo estado en el cual la consistencia ha alcanzado un valor muy apreciable; este estado se denomina fraguado final. La determinación de estos dos estados, cuyo lapso comprendido entre ambos se llama tiempo de fraguado de la mezcla, es muy poco precisa y sólo debe tomarse a título de guía comparativa. El tiempo de fraguado inicial es el mismo para los cinco tipos de cemento enunciados y alcanza un valor de 45 a 60 minutos, el tiempo de fraguado final se estima en 10 horas aproximadamente. En resumen, puede definirse como tiempo de fraguado de una mezcla determinada, el lapso necesario para que la mezcla pase del estado fluido al sólido. Así definido, el fraguado no es sino una parte del proceso de endurecimiento. Es necesario colocar la mezcla en los moldes antes de que inicie el fraguado y de preferencia dentro de los primeros 30 minutos de fabricada. Cuando se presentan problemas especiales que demandan un tiempo adicional para el transporte del concreto de la fábrica a la obra, se recurre al uso de ―retardantes‖ del fraguado, compuestos de yeso o de anhídrido sulfúrico; de igual manera, puede acelerarse el fraguado con la adición de sustancias alcalinas o sales como el cloruro de calcio. La medida de los tiempos de fraguado se hace en el laboratorio siguiendo los métodos de la norma ICONTEC 109 mediante las agujas de Gillmore y la norma ICONTEC118 mediante el aparato de Vicat. Los Factores que mas inciden en los Tiempos de Fraguado · Composición química del cemento · Finura del cemento; entre mas fino sea, es mayor la velocidad de hidratación · Mientras mayor sea la cantidad de agua de amasado, dentro de ciertos limites, mas rápido es el fraguado. · A menor temperatura ambiente, las reacciones de hidratación hidratación son mas lentas.
La norma ICONTEC 121 determina los tiempos de fraguado del cemento portland. FALSO FRAGUADO
Endurecimiento del concreto. El endurecimiento del concreto depende a su vez del endurecimiento de la lechada o pasta formada por el cemento y el agua, entre los que se desarrolla una reacción química que produce la formación de un coloide ―gel‖, a medida que se hidratan los componentes del cemento. La reacción de endurecimiento es muy lenta, lo cual permite la evaporación de parte del agua necesaria para la hidratación del cemento, que se traduce en una notable disminución de la resistencia final. Es por ello que debe mantenerse húmedo el concreto recién colado, ―curándolo‖. También se logra evitar la evaporación del agua necesaria para la hidratación del cemento, cubriendo el concreto recién descimbrado con una película impermeable de parafina o de productos especiales que se encuentran en el mercado desde hace varios años. DEFINICION Y COMPOSICION DEL CEMENTO PORTLAND
La palabra cemento se emplea para designar toda sustancia que posea condiciones de pegante cualquiera que sea su origen El cemento portland se define, como el producto obtenido al pulverizar el clinker con adición de yeso. El Clinker resulta de la calcinación hasta una fusión incipiente de una mezcla debidamente dosificada de materiales silíceos, calcáreos y férricos. MATERIAS PRIMAS DEL CEMENTO PORTLAND Los compuestos principales del cemento portland son: Cal ( CA O ) Sílice ( Si O2 ) Alúmina ( Al2 O3 ) Oxido de hierro ( Fe2 O3 )
Como pocas veces se encuentran en la naturaleza juntos y en las proporciones requeridas, para la fabricación del cemento, generalmente se hace necesario mezclar sustancias minerales que los contienen, como calizas por el aporte de cal y las arcillas por el aporte de alúmina y oxido de hierro; en algunas ocasiones es necesario agregar directamente oxido de hierro o arenas silíceas, para ajustar las proporciones de cada compuesto con el fin de obtener reacciones químicas equilibradas. Una tercera sustancia necesaria en la fabricación del cemento, es el yeso hidratado que se adiciona al clinker durante la molienda con el fin de retardar el ti empo de fraguado de la pasta de cemento. Generalmente, a los cementos disponibles en el mercado les adicionan otras sustancias en la etapa de la molienda del clinker, por razones económicas; esas sustancias pueden ser escorias puzolanas o calizas Cuando se les agregan escorias, se les llama cemento portland siderúrgicos Cuando se les agregan puzolanas, se les llama cemento portland puzolanico. CALIZAS Rocas de origen volcánico compuestas por carbonatos de calcio ( Ca Co3 ), formados por procesos químicos u orgánicos, que se encuentran en estado de gran pureza o mezclados con arcillas y minerales de hierro, las de origen químico se forman por precipitación de disoluciones bicarbonatadas o por reacción entre carbonatos de amónicos y sulfato de calcio. ARCILLAS Silicatos aluminios hidratados amorfos o cristalinos, resultado de la meteorización particularmente de los feldespatos y micas. Estas se clasifican en los siguientes grupos de minerales: Grupo Caolín Grupo Montmorillonita Grupo ilita
El yeso es un sulfato cálcico cristalizado, abundante en la naturaleza; se encuentra en la zona de antiguos lagos o mares interiores, como resultado de la sedimentación de sulfatos que se hallan disueltos en el agua. Las escorias de alto horno son un subproducto que resulta del procesamiento de las rocas ricas en mineral de hierro. Este subproducto o producto no metalico esta constituido esencialmente por silicatos, aluminosilicatos de calcio y de otras bases. Las escorias poseen propiedades aglomerante como el cemento portland.
Calculo para tiempo de Fraguado y Consistencia
3.- Cálculos y resultados
Consistencia normal del cemento.-
C = % Consistencia normal Mw = masa de agua (gr.) Mc = Masa del cemento (gr.)
C = Mw * 100 Mc C = 172,52 * 100 650
C = 24,54%
Tiempo de fraguado. Método de Vicat
·
Tiempo de fraguado inicial
T1 = Hora de iniciación del ensayo. T2 = Hora de finalización del ensayo
Ti = Tiempo de fraguado inicial
Muestra Nº 1
Muestra Nº 2
Muestra N º 3
T1 = 13h 5 min
T1 = 13h 5 min
T1 = 13h 5 min
T2 = 16h 29 min
T2 = 16h 14 min
T2 = 16h 12 min
Ti = 3h 24 min
Ti = 3h 9 min
Ti = 3h 7 min
Tiempo de fraguado inicial = 3h 13 min
Tiempo de fraguado final
T1 = Hora de iniciación del ensayo. T3 = Hora de finalización del ensayo Tf = Tiempo de fraguado final
Muestra Nº 1
Muestra Nº 2
Muestra N º 3
T1 = 13h 5 min
T1 = 13h 5 min
T1 = 13h 5 min
T3 = 19h 57 min
T2 = 19h 52 min
T2 = 19h 58 min
Tf = 6h 52 min
Ti = 3h 47 min
Ti = 3h 53 min
Tiempo de fraguado final = 6h 50 min
Método de Gillmure
·
Tiempo de fraguado inicial
T1 = Hora de iniciación del ensayo.
T2 = Hora de finalización del ensayo Ti = Tiempo de fraguado inicial
Muestra Nº 1
Muestra Nº 2
Muestra N º 3
T1 = 13h 15 min
T1 = 13h 15 min
T1 = 13h 15 min
T3 = 16h 40 min
T2 = 16h 48 min
T2 = 16h 45 min
Tf = 3h 25 min
Ti = 3h 33 min
Ti = 3h 30 min
Tiempo de fraguado inicial = 3h 29 min
·
Tiempo de fraguado final
T1 = Hora de iniciación del ensayo. T3 = Hora de finalización del ensayo Tf = Tiempo de fraguado final
Muestra Nº 1
Muestra Nº 2
Muestra N º 3
T1 = 13h 15 min
T1 = 13h 15 min
T1 = 13h 15 min
T3 = 19h 59 min
T2 = 20h 03 min
T2 = 20h 12 min
Tf = 6h 44 min
Ti = 6h 48 min
Ti = 6h 57 min
Tiempo de fraguado final = 6h 49 min.
Gravedad específica del cemento.-
Masa = 64 g
Ge = masa / volumen
Altura inicial = 0,7 cm
Ge = 64 / ( 21,85 – 0,7)
Altura final = 21,85 cm
Ge = 3,03 g / cm
3
Clases de Cemento según ASTM 1.1.1 Tipo I — Para usar cuando no se requieran las propiedades especiales especificadas para cualquier otro tipo. 1.1.2 Tipo IA — Cemento incorporador de aire para los mismos usos que el Tipo I, donde se desea incorporación de aire. 1.1.3 Tipo II — Para uso general, más específicamente cuando se desea resistencia moderada a los sulfatos. 1.1.4 Tipo IIA — Cemento incorporador de aire para los mismos usos que el Tipo II, donde se desea incorporación de aire. 1.1.5 Tipo II(MH) — Para uso general, más específicamente cuando se desea un calor de hidratación moderado y resistencia moderada a los sulfatos. 1.1.6 Tipo II(MH)A — Cemento incorporador de aire para los mismos usos que el Tipo II(MH), donde se desea incorporación de aire. 1.1.7 Tipo III — Para usar cuando se desea alta resistencia temprana. 1.1.8 Tipo IIIA — Cemento incorporador de aire para los mismos usos que el Tipo II(MH), donde se desea incorporación de aire. 1.1.9 Tipo IV — Para usar cuando se desea un bajo calor de hidratación 1.1.10 Tipo V — Para usar cuando se desea alta resistencia a los sulfatos.
NOTA 1 — Algunos cementos son designados con una clasificación de tipo combinada, tal como Tipo I/II, indicando que el cemento reúne los requisitos de los tipos indicados y que se ofrece como apropiado para el uso cuando se desea cualquiera de los tipos. NOTA 2 — Los cementos conforme a los requisitos para todos los tipos no están disponibles en existencia en algunas áreas. Antes de especificar el uso de un cemento diferente al Tipo I, verifique si el tipo de cemento propuesto está disponible o puede estarlo. 1.2 Los valores dados ya sea en unidades SI o unidades pulgada-libra son considerados separadamente como los estándares. Los valores dados en cada sistema pueden no ser exactamente equivalentes; por ello, cada sistema debe ser utilizado independientemente del otro. La combinación de valores de los dos sistemas puede resultar en una no conformidad con la norma. Los valores dados en unidades SI [o unidades pulgada-libra] deben ser obtenidos por medición en unidades SI [o unidades pulgada-libra], o mediante una conversión apropiada, usando las Reglas para Conversión y Redondeo dadas en IEEE/ASTM SI 10, de las mediciones hechas en otras unidades [o unidades SI]. Los valores son indicados solo en unidades SI cuando las unidades pulgada-libra no son utilizadas en la práctica
