LABORATORIO DE TECNOLOGIA DE CONCRETO N° 02

TECNOLOGIA DEL CONCRETO ING.JESUS APARICIO TAFUR __________________ ___________________________ ___________________ ____________________ ____________________ ____________________ ___________________ __________________ __________________ ___________________ ____________ __

LABORATORIO DE TECNOLOGIA DE CONCRETO PRACTICA N° 02 TEMA: TIEMPO DE FRAGUADO DEL CEMENTO HIDRAULICO HIDRAULICO POR

EL

METODO DEL APARATO DE VICAT

FRAGUA DE CEMENTO Página 1


I.

INTRODUCCION

El presente presente informe informe se basa en fragua fragua el !emento !emento "iráuli!o# "iráuli!o# $ue es un aglo aglome mera rant nte e $ue $ue enu enurre!e e!e en el aire ire % ba&o ba&o el agua gua % esp espu' u's s el el enure!imiento es resistente a a$uella !arga( )a resisten!ia está en la parte solia e la pasta# en su ma%or*a en el "irato e sili!ato e !al!io % en las fases !ristalinas( Entre menos porosa sea la pasta e !emento# mu!"o más resistente es el !on!reto( Por lo tanto# !uano se me+!le el !on!reto no se ebe usar una !antia ma%or e agua $ue la absolutamente ne!esaria para fabri!ar un !on!reto !on!reto plásti!o % traba&able( En este informe informe se es!ribe la forma forma e preparar preparar una pasta pasta e !emento ,O)# % eterminar el tiempo el fraguao por el m'too e aparato e -VICAT. VICAT.

FRAGUA DE CEMENTO Página /


NORMA: NTP 334.00:2001, NTP 334.006:2003,NTP 334.042: 2012 Cód!": NTP 334.006 2003 T#$%&": CEMENTOS. Determinación del tiempo de fraguado del cemento hidráulico

utilizando la aguja de icat R'(%)'*: E!ta"lece el procedimiento para determinar el tiempo de fraguado del

cemento hidráulico mediante la aguja de icat. Se con!ideran do! m#todo!$ el M#todo % e! el de la refe refere renc ncia ia&& M#to M#todo do de en!a en!a'o 'o u!an u!ando do el apar aparat atoo de icat cat oper operad adoo manualmente.

II .

OB+ETIVO:

III.

•

Determinar el tiempo de fraguado fr aguado del cemento hidráulico.

•

Determinar la proporción de mezcla de la pa!ta de cemento.

MARCO TEORICO:

III.1. III.1.

FRAG FRAGUA UA Y ENDU ENDUREC RECIM IMIEN IENTO TO

%ma!ado %ma!ado el cemento cemento con agua !e produce !u endurecimiento o petrificación& en un peri period odoo de ti tiem empo po má! o men eno! o! corto corto.. E!te en endur durec ecimi imient entoo e! de"ido principalmente princip almente a la hidratación hi dratación ' con!ecuente con!ecuente cri!talización cri!talización de lo! componente!. En el proce! el proce!oo de petri petrificaci ficación ón del cemento cemento&& !e puede puedenn di! di!ting tinguir uir do! etapa! perfectamen perfe ctamente te marc rcaada!. (a primera !e lla lam ma fragua ' ) a !egunda endurecimiento.

(a fragu fraguaa e! la perdid perdidaa de pla!ticidad o de flu fluide idezz *ue !ufre !ufre la pa! pa!ta ta de cemento con el tran!cur!o de ) tiempo ' *ue hace *ue e!ta !oporte& !in dejar huella! aparente!& la pre!ión !ua+e de un o"jeto e,terior. FRAGUA DE CEMENTO Página 0


El endurecimient endurecimientoo e! la ma' ma'or or re! re!i!te i!tenci nciaa e!t e!truc ructura turall *ue +a ad* ad*uiri uiriend endoo el cemento con el tran!cur!o del tiempo. En el fraguado ha' *ue di!tinguir do! periodo!- el principio de la fragua y el final de la fragua la fragua o conclu!ión

de la fragua.

El principio de la fragua e! el tiempo tran!currido de!de el momento en *ue !e +ierte el agua del ama!ado ama!ado&& ha!ta a*uel en *ue la pa!t pa!taa pierd pierdee parc parcialm ialmente& ente& la pla!ticidad. final al del fra fraguad guado o e! el El fin e l ti tiem empo po tra tran! n!cu curri rrido do de de!d !dee *u *uee la pa pa!t !taa ha

comenzado a per a perder der pla!ticidad& ha!ta *ue ad*uiere !uficiente con!i!tencia para re!i!tir determinada determinada pre!ión. pre!ión. Tanto Tanto el principio como el fin del del fraguado !e pueden pueden determinar por medio de gi llm m!" !". lo! aparato! conocido! con lo! nom"re! de aguja de vicat ' aguja! gill

(a medida de lo! tiempo! de fraguado !e hace en el la"oratorio !iguiendo lo! m#todo! de la norma )CONTEC /0 mediante la! aguja! de 1illmore ' la norma )CONTEC2 mediante el aparato de icat.

3 .2

TIEMPO DE FRAGUADO

El o"jeto de e!te en!a'o e! el de determinar el tiempo *ue tran!curre de!de el momento en *ue !e a3ade el gua de ama!ado ha!ta a*uel en *ue la pa!ta deja de !er fluida 4periodo de fraguado inicial.5& ' tam"i#n el tiempo nece!ario para *ue la mi!ma pa!ta ad*uiera cierto grado de dureza 4periodo de fraguado final5. El primero e! el má! importante& !iendo a!6 *ue& con el principio de fraguado& empieza empieza el fenómeno fenómeno del endureci endurecimien miento to ' de la cri!talizaci cri!talización ón $ como una pertur"ación en el orden de e!to! fenómeno! f enómeno! puede di!minuir la re!i!tencia& e! indi!pen!a"le *ue la! di+er!a! operacione! del +aciado e incorporación de un mortero en una o"ra !e efect7en ante! del periodo del fraguado inicial. •

#"g$% "l m&t' '" (icat)

FRAGUA DE CEMENTO Página 

TECNOLOGIA DEL CONCRETO ING.JESUS APARICIO TAFUR __________________ ___________________________ ___________________ ____________________ ____________________ ____________________ ___________________ __________________ __________________ ___________________ ____________ __ •

8rincipio de fraguado-9: ;< min ha!ta = hr! apro,

•

>inal de fraguado- 2 hr!

3.3 FA*#O FRAGUADO

Con e!te nom"re !e conoce al endurecimiento prematuro ' anormal del cemento& *ue !e pre!enta dentro de lo! primero! minuto! *ue !igue a la adición del agua ' difiere del fraguado relámpago por*ue no pre!enta de!prendimiento de calor$ adem ademá! á!&& al +ol+ +ol+er er a mezc mezcla larr la pa!t pa!taa !in !in agre agrega garl rlee agua agua !e re!t re!ta" a"le lece ce la pla!ticidad ' fragua fragua normalmente !in p#rdida p#rdida de re!i!tencia. re!i!tencia. E!te fenómeno !e de"e a la! temperatura! alta! 4ma'ore! de //?C5 en la molienda& *ue oca!ionan de!hidratación parcial o total del retardador *ue e! el 'e!o. Si la operación de fal!o fraguado !e pre!enta en la mezclada del concreto& !e de"e prolongar el tiempo de mezclado ' no de"e agregar!e má! agua& por*ue !e altera la relación agua@cemento. agua@cemento. (o! >actore! *ue má! inciden en lo! Tiempo! de >raguado 

Compo!ición *u6mica del cemento



>inu >inura ra del del ceme cement nto$ o$ entre entre má! má! fino fino !ea& !ea& e! ma'o ma'orr la +elo +eloci cida dadd de

hidratación Mientra! ma'or !ea la cantidad de agua de ama!ado& dentro de cierto! l6mite!& má! rápido e! el fraguado. 

% menor temperatura am"iente& la! reaccione! de hidratación !on má!

lenta!. (a norma norma )CONTE )CONTEC C A determ determina ina lo! tiempo tiempo!! de fragua fraguado do del cement cementoo portland. APARATO DE (ICAT



3 .4

METODO# DE EN#AYO

8ara e!to! en!a'o! !e emplea la aguja de )C%T& )C%T& *ue de!cu"riremo! de!cu"rir emo! 4fig./5. 4fig./5 . Se coloca coloca una "ola de pa!ta "ien "ien ama!ada ama!ada de"ajo de la +arilla (& *ue lle+a en !u parte !uperior el ca!*uete D ' a"ajo de la aguja B$ el conjunto tiene un pe!o de =//g$ la aguja !e pone en contacto con la pa!ta ' !e le+anta rápidamente. El fraguado empieza a producir!e cuando la aguja deja de pa!ar por un punto !ituado a


3.-

E*( E* (ACION CION DE *A *A TEM TEMPE PERA RAT TURA URA DUR DURAN ANTE TE E* FRAG FRAGUA UADO DO

Se ha acon! acon!eja ejado do mucha mucha!! +ece! +ece! determ determina inarr la ele+ac ele+ación ión de la temper temperatu atura ra durante durante el fraguado fraguado del cemento cemento como una indicación indicación de !u calidad$ calidad$ pero en realidad e!ta ele+ación e! de"ido a mucha! cau!a! cu'o conocimiento tiene poco +alor en lo! en!a'o!. El comandante e"aucort ha encontrado *ue la temperatura comienza a ele+ar!e al principio del fraguado ' *ue !u aumento e! generalmente ma'or con lo! cemento! de fraguado rápido. .E. Boart encontró *ue la temperatura depende mucha! +ece! del grue!o de la mue!tra$ la de lo! cu"ito! e! poco ele+ada. En concordancia con e!to& ha hecho una !erie de en!a'o! cu'o! re!ultado! permiten reducir *ue& mientra! el cemento portland puro puede alcanzar ha!ta // grado!& la temperatura del cemento natural !olo e! de =< a ;/ grado!& ' e!to llega ma! pronto a e!ta temperatura. En lo! cemento! alemane!& el aumento e! mucho menor.

(a pre!encia pre!encia de ettringita! ettringita! he,agona he,agonale! le! como con!ecuen con!ecuencia cia de la reacción reacción de C=% o de aluminio ferrito "icalcico& en pre!encia de hidró,ido cálcico& ha 'a !ido o"!er+ada por Schiete ' Niel& =/ !egundo! de!pu#! del ama!ado del cemento portland con agua!. E! un hecho *ue el hidró,ido cálcico ' el !ulfato cálcico !e di!uel+en ' !e forman fa!e! !imilare! a la ettringita en la! !uperficie! de lo! gránulo! *ue contienen contienen aluminato o ferrito aluminato ' de"ido de"ido a e!to !e inhi"e la rápida reacción po!terior de e!to! minerale! del ClinFer. % hora !e determina +elocidad de reacción mediante la difu!ión del !ulfato cálcico a tra+#! de la en+oltura de ettringita en la! !uperficie! *ue contienen aluminato cálcico a tra+#! de la en+oltura en+oltura de ettringita en la! !uperficie! *ue contienen contienen aluminato aluminato cálcico cálcico ' ferrito 4fig./A5. 4fig./A5. (a! capa! capa! de ettringita !e de!conch de!conchan an de"ido de"ido a la pre!ión de la cri!talización *ue !e origina de +ez en cuando. E!ta! fi!ura! de la !uperficie !e cierran mediante nue+a! formacione! de ettringita. Solo entonce! reacciona el re!tante C =% o el ferrito aluminato cálcico a cau!a de la di!olución FRAGUA DE CEMENTO Página 4


de la primera! ettringita formando mono !ulfato o !u! cri!tale! com"inado! con aluminato tetra cálcico hidratado ' finalmente el ferrito aluminato. 3.6 RETARDO Y ACE*ERACION DE *A IDRATACION

En la práctica intere!a como !e puede retra!ar o acelerar la! reaccione! de hidratación. El retra!o !ir+e ma'or parte de la! +ece!& para crear elemento! con!tructi+o! compacto!& e! decir& decir& !in junta! ' ademá! ademá! de e!to para di!minuir la! tencione! t#rmica! en lo! elemento! de con!trucción. (a aceleración !ir+e para un proce!o rápido en la edificación tanto en la fa"ricación de pieza! prefa"ricada! como como de no prefa"ricada! prefa"ricada! ENDURECIMIENTO =.G ADITI(O# /UE MODIFICAN E* FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO

Entre Entre e!to! e!to! produc producto! to! !e cuenta cuentann lo! acele acelerad radore ore!! ' retard retardado adore! re! de fragua fraguado. do. E!to! E!to! !on !on produc producto! to! !olu"l !olu"le! e! en agua& agua& *ue act7a act7ann *u6mic *u6micam ament entee modificando la! +elocidade! de di!olución de lo! di+er!o! con!titu'ente! del ceme cement nto. o.

Su acci acción ón e! comp comple leja ja ' con con frec frecue uenc ncia ia dif6 dif6ci cill de e,pl e,plic icar ar pue! pue!to to

*ue de por !6 !on !on tam"i#n la! reaccione! reaccione! de hidratación de lo! lo! di!tinto! tipo! de cemento. % partir del momento en *ue el cemento !e mezcla con agua& #!ta !e !atura& principalmente de cal ' de !ulfato! procedente! del 'e!o ' de lo! álcali!. El aluminato tricalcico !e hidrata rápidamente produciendo un aluminato cálcico hidratado ' un !ulfoaluminato& po!teriormente !e hidratan lo! !ilicato! tricalcico ' "icálcico& dando lugar a di+er!o! compue!to! hidratado!. E!to! fenómeno! *ue !on de gran complejidad en el cemento& lo !on aun má! cuando el cemento contiene alguna adición o cuando !e ha agregado alg7n aditi+o *u6mico. 3. ACE*ERADORE# DE FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO

Son Son prod produc ucto to!! *ue *ue adel adelan anta tann el inic inicio io de fragu fraguad adoo ' acel aceler eran an el endurecimiento& permitiendo la o"tención de re!i!tencia! má! alta! a edade! temprana!.



(a! in+e!tigacione! han demo!trado *ue lo! aceleradore! inorgánico! act7an principalmente acelerando la hidratación del !ilicato tricalcico& '& en alguno! ca!o!& tam"i#n la del aluminato tricalcico& como ocurre con alguno! aceleradore! capace! de producir un fraguado ca!i in!tantáneo. (o! aceler acelerado adore! re! produc producen en un aument aumentoo de la re!i!t re!i!tenc encia ia inicia iniciall del hormigón& principalmente en lo! primero! d6a!& acortando& ademá!& lo! tiempo! inicial ' final de fraguado. 8or 8or e!ta e!ta!! cara caract cter er6! 6!ti tica ca!& !& lo! lo! acel aceler erad ador ore! e! !on !on util utiliz izad ado! o! con con lo! lo! !iguiente! fine!Cuando !e de!ea reducir el periodo de e!pera para la pue!ta en !er+icio



de un elemento e!tructural. 8ara atenuar el efecto retardador producido !o"re la! re!i!tencia! iniciale!



del hormigón en lo! periodo! de "aja temperatura. 3. RETARDADORE# 

!u función principal e! retardar el principio de fraguado de la pa!ta de

cemento& manteniendo con!tante& en lo *ue !ea po!i"le& el tiempo de fraguado ' la! re!i!tencia! en la! di!tinta! edade!. 

el mecani!mo de acción de lo! retardadore! no e! totalmente conocido.

!in em"argo !e !upone *ue el aditi+o e! a"!or"ido por lo! grano! de cemento& produci#ndo!e una una capa relati+amente relati+amente impermea"le& la cual cual po!terga el proce!o proce!o de hidratación normal& en particular del aluminato tricalcico. 

e!ta capa e! finalmente penetrada por el agua& iniciándo!e el fraguado de

acuerdo a !u mecani!mo ha"itual.

I-. MATERIALE 4.1 E/UIPO#) 

Halanza con !en!i"ilidad !en!i"ilidad de /. gr ' con capacidad capacidad de ./ Fg o ma!





>ra!co +olum#trico de


ecipiente mediano.



%guja punta roma de .// mm de diámetro '




Mold Moldee de!t de!tin inad adoo a cont conten ener er la pa!t pa!taa para para el en!a en!a''o& !erá !erá de mate materia riall no a"!or"ente ni corro!i"le& forma tronco conico. 4+a!o! de!carta"le!5



E!pátula



Cronometro



Termómetro am"iental





Medidor de aguja graduado en 4ml5



1uante! de je"e.

4.2 MATERIA*E#) 

Cemento



%gua

V PROCEDIMIENTO: 5

Se pe!a pe!a en en la "ala "alanz nzaa con con !en !en!i !i"i "ili lida dadd la mue! mue!tra tra de!c de!con onta tand ndoo el pe! pe!oo del del

en+a!e. E! decir el pe!o neto del cemento.

FRAGUA DE CEMENTO Página 1/


A5

Se cal calcu cula la en en +olu +olume menn de agu aguaa con con la la prop propor orci ción ón -A -A== a ==& ==& e! dec decir ir un un

promedio del A=I al ==I del pe!o total en gramo! del cemento& utilizamo! un fra!co fra!co +olum#trico +olum#trico.. 4para lo! /= en!a'o! en!a'o! !e tomó la proporción proporción del =/I del pe!o total de cada cada mue!tra5. =5

En el el reci recipi pien ente te mez mezcl clam amo! o! con con la e!p e!pát átul ulaa la mue! mue!tr traa del del ceme cement ntoo con con el

+olu +olum men de agua agua calc calcul ulad adaa en mil6 mil6me metr tro! o! ha!t ha!taa o"te o"tene nerr una una pa!t pa!taa de con!i!tencia normal. ;5

Se llen llenaa toda toda la mue! mue!tr traa al reci recipi pien ente te 4+a 4+a!o !o de!c de!car arta ta"l "le5 e5

<5

Se tom tomóó tem tempera peratu tura ra am" am"ie ient ntal al con con el ter termó móme metr troo adec adecua uado do

J5

Se hizo hizo el mi!m mi!moo pro proce cedi dimi mien ento to par paraa lo! lo! tre! tre! mue! mue!tr tra! a!

NOT% NOT%(a mue!t mue!tra ra u!ada u!ada para para determ determina inarr el tiemp tiempoo de fragua fraguado& do& de" de"ee mantener!e en el +a!o durante =/ minuto! de!pu#! del moldeo !in *ue !ufra ninguna alteración.

8i9 !ál!ulos % resultaos: 6.1 CA*CU*O#) P" '" m"t!a

MUE,TRA M1 M/ M0

Peso e el ma material
peso e el en en;ase
Calcl '"l vlm"% '" aga a!a la m"t!a M"t!a N501 Ballamo! el +olumen de agua "a!e a !u pe!o neto del cemento


peso neto

= 25(5 ml e agua

M"t!a N502 Ballamo! el +olumen de agua "a!e a !u pe!o neto del cemento = 20(3 ml e agua

M"t!a N503 Ballamo! el +olumen de agua "a!e a !u pe!o neto del cemento = 23(04 ml e agua

MUETR A M1 M2 M3

P'(" d' & )%'($/ !/ 16 17.2 17.

J.A RE#U*TADO#)

FRAGUA DE CEMENTO Página 1

*$dd d' !%  30 30 30

*$dd d' !% )& 5. 53.46 56.37


6.2.1 RE#U*TADO# DE FRAGUADO INICIA*

MUE,TRA

M1 M/ M0

Tiempo ini!ial

Tiempo >nal

15"rs( 00min( 07seg( 15 "rs( /min( /5seg( 15 "rs( 0min( 14seg(

16"rs( 1/min( /4seg( 16"rs( 07min( 1/seg( 16"rs( 0min( 7seg( ?

Tiempo e fraguao

5min( 14seg( 4min( seg( 21min( /0seg( /"rs(/4min /seg(

Ti"m !m"'i '" !aga i%icial

P!m"'i 7 4mi%. "g.

6.2.2 TIEMPO DE FRAGUADO FINA*

(a ta"la con lo! dato! de fraguado inicial& o"tenemo! fraguado final para cada una de la! mue!tra! MUE,TRA

M1 M/ M0

Tiempo ini!ial

Tiempo >nal

15"rs( 00min( 07seg( 15 "rs( /min( /5seg( 15 "rs( 0min( 14seg(

/0"rs( 7min( 4seg( /0"rs( 4min( 12seg( /0"rs( 22min( /5seg( ?


Tiempo e fraguao 2"rs( 4min( 14seg( 2"rs(min( 4seg( 2"rs(1/min( 11seg( 12"rs(/min 12seg(


P/")'d" 8 59/(.)*. 5('!.

NOT% NOT%- 8ara el mi!mo cemento !e procedió a !acar lo! promedio! para el tiempo de fraguado inicial ' final *ue no! dan +alore! para la comparación con el tiempo m6nimo ' má,imo del cemento !eg7n la norma. (a!iaci8% '" la t"m"!at!a

8aria aria!i !i@n @n

e

temp temper erat atur ura a

=

temp temper erat atur ura a

>nal >nal



ariación de temperatura : / ?C NOTA) Se utilizó termómetro am"iental& am"iental& en e!e momento momento la temperatura temperatura fue de

A/ ?C

VII. DICUION DE REULTADO

•

En el momento de de!arrollar la práctica del !iguiente la"oratorio hemo! tenido

cuidado para hacer el cálculo del agua con el pe!o del del cemento de de cada mue!tra para a!6 poder e,perimentar ' conocer& !i "ien e! cierto lo *ue dicen la! "i"liograf6a! en lo *ue con!i!te la fragua de cemento e!tar6a dentro de lo! l6mite! permitido!. •

Si el !iguiente la"oratorio hu"ie!e !ido con el menor I de agua del pe!o total de la

mue!tra la fragua del cemento hu"ie!e !ido má! rápido& e!to no! conclu'e a diferencia de la"oratorio la"oratorio anterior anterior del cur!o cur!o de tecnolog tecnolog6a 6a de materiale! materiale!&& en donde utilizamo! utilizamo! el agua con el =

VIII. CONCLUIONE:

•

(o! re!ultado! o"tenido! no! dieron a conocer tiempo! de fraguado *ue !eg7n la "i"liograf6a encontrada para cemento! 8ortland tipo ).)).))) ' ). El tiempo tiempo inicial inicial o princi principio pio de fragua fragua e! de!de de!de la adicio adicionn del agua agua ha!ta *ue pierda pla!ticidad como ;< minuto! ' fragua final de!de la adición del agua ha!ta el endurecimiento de 2hr!. Comparando e!to! dato! con o"tenido! en el el la"oratorio !e podr6a decir decir *ue el cemento cemento de e!tudio fue en "uen e!tado ' e!tá dentro de lo! l6mite! permitido! de con!i!tencia normal normal 'a *ue el tiempo tiempo promedio fue.

P!m"'i '" ti"m i%icial 7 4mi%. "g. P!m"'i '" ti"m i%al 7 -9!.mi%. -"g. •

la proporción del cemento cemento ' el agua *ue ha !ido utilizado utilizado en el !iguiente la"oratorio e! del =/I del pe!o total de cada mue!tra& *ue e!te I e!tá dentro de la con!i!tencia normal& e! por e!ta razón *ue lo! tiempo! de fragua e!tán tam"i#n dentro de l6mite! permitido!.



I. RECOMENDACIONE RECOMENDACIONE: : •

%l moment momentoo de hacer hacer la prácti práctica ca utiliz utilizar ar lo! e*uip e*uipo! o! de !eguri !egurida dadd adecuado! para de!arrollar el la"oratorio.

•

Tener Tener cuidado al manipular lo! e*uipo! e in!trumento! para e+itar rotura! da3o! en e!to!& a!6 como accidente!.

•

No tocar la! co!a! !in autorización del t#cnico o encargado encargado del la"oratorio.

•

No en!uciar el la"oratorio. la"oratorio.

•

Controlar "ien el tiempo.

•

)ngre!ar al la"oratorio a la hora e,acta.

•

Ktilizar la gu6a de la"oratorio o !eguir la! )ndicacione! del docente.



. BIBLIOGRAFIA

•

%punte! realizado! en cla!e!.

•

%punte! realizado! en la practica

•

)N1. %(HETO E1%( M.

•

)nternet LinFipedia

•

M%TE)%(ES DE CONSTKCC)N& >. 1. Oru!

•

1oogle- Norma! T#cnica! 8eruana!.



Bi( aneBos:

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