ENSAYO N° 10 INTRODUCCIÓN El peso específico del cemento Portland varía generalmente entre 2,90 y 3,20 g/cm³ dependiendo básicamente de la cantidad y densidad del material puzolánico que se adicione. La densidad de un cemento no indica la calidad del mismo; su uso principal radica en dosificación y control de mezclas. La densidad del cemento se determina generalmente con el Frasco Le Chatelier. Este frasco permite determinar el volumen correspondiente a una cierta masa de cemento (64 g), por el desplazamiento de un líquido colocado dentro del frasco. El líquido empleado es nafta ya que no es posible emplear agua pues el cemento iniciaría sus reacciones de hidratación. hidratación.
1. TEMA PESO ESPECÍFICO DEL CEMENTO”
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2. OBJETIVOS
Determinar el peso especifico de diferentes tipos de cemento cemento Analizar y establecer establecer diferencias diferencias de de peso peso especifico especifico obtenidos obtenidos en el laboratorio, para diversos tipos de cemento.
3. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA 3.1 Cemento portland puzolánico Cemento hidráulico consistente de una mezcla íntima y uniforme de cemento portland o cemento portland de escoria de altos hornos y puzolana fina producido por molido conjunto de clinker de cemento portland y puzolana.
3.2 Densidad La densidad del cemento se define como el peso de cemento por unidad de volumen de los sólidos o partículas, excluyéndose el aire entre las partículas. Se expresa en gramos por centímetro cúbico.
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Este valor varía entre 3,10 g/cm ³ y 3,15 g/cm³, para los cementos sin adiciones como es el caso de los cementos tipo II, III, IV y V este valor es inferior a 3,10 g/cm³, para el cemento adicionado tipo I dependiendo del tipo de adición y el porcentaje de sustitución del clinker. Cuando contiene otras adicciones para obtener los cementos adicionados, que son de menor densidad a la del clinker puro, este valor desciende notablemente e igualmente ocurre para los cementos meteorizados. La densidad del cemento no determina su calidad, pero analizado junto con la superficie específica se puede deducir si contiene o no adiciones. El peso específico del cemento es indispensable para el diseño de mezclas de concreto, además, es un indicador de que tan adicionado es el cemento. La determinación de la densidad de cemento, se realiza por medio del frasco de Le Chatelier, cuyo método se describe en la norma NTE INEN 156. La diferencia entre las lecturas inicial y final representa el volumen del líquido desplazado por la masa del cemento utilizado en el ensayo. Para el cálculo del peso específico del cemento se utiliza la siguiente expresión:
( ) 3.3 Frasco Le Chatelier Un frasco normalizado que tiene la sección transversal circular con forma y dimensiones esencialmente coincidentes con la Fig. 2, (Anexos). Los requerimientos de tolerancia considerados, acerca de inscripción y longitud, espaciamiento y uniformidad de graduación, deben ser rígidamente observados. La separación entre la marca de mayor graduación y el punto más bajo del esmerilado del tapón de cristal, debe ser de por lo menos de 10 mm.
4. EQUIPOS E INSTRUMENTAL
Frasco Le Chatelier Probeta graduada
Balanza: Con una precisión de 311g y de una precisión de 0,01g.
Termómetro: Con un rango de al menos entre 10 °C y 32 °C y que permita
una lectura de por lo menos 0,1 °C.
Recipiente: para baño de agua, capaz de mantener una temperatura constante, con una variación máxima de 0,2°C. 2
4.1 Material empleado
64g de Cemento Puzolánico Tipo IP, INEN 490, Marca: Selva Alegre, presentación Cemento Armaduro. 64g de Cemento Chimborazo 1 galón de gasolina (nafta) Papel de cocina
5. ESQUEMA
FIGURA 1: Esquema, materiales empleados en el presente ensayo Elaborado por: Edison G. Tierra
6. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO a. Encerar y calibrar la balanza b. Pesar alrededor de 64g de cemento con una aproximación de 0.01g. c. Llenar el frasco con gasolina hasta un punto en la parte baja del cuello entre las marcas 0cm³ y 1cm³. Si es necesario se debe secar el interior del frasco sobre el nivel del líquido después de llenarlo. d. Registrar la primera lectura después de sumergir el frasco en un baño de agua a temperatura de 23°C ± 2°C.
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e. El cemento previamente pesado se introduce en pequeños incrementos a la misma temperatura del líquido, evitando salpicaduras, cuidando que el cemento no se adhiera al interior del frasco y realizando pequeñas vibraciones para evitar que el cemento se atasque en el cuello del frasco. f.
Después que el cemento se ha introducido, colocar el tapón del frasco, y rodarlo en posición inclinada, o suavemente girarlo en círculos horizontales, de manera de liberar el aire hasta que no suban burbujas a la superficie del líquido.
g. Registrar la lectura final después de que el frasco ha sido sumergido en el baño de agua a la misma temperatura que fue tomada la lectura inicial. h. Sumergir el frasco en un baño de agua a temperatura constante por periodos de tiempo suficientes, con el fin de evitar variaciones de temperatura en el frasco mayores a 0.2°C entre las lecturas inicial y final.
7. CALCULOS 7.1 Cálculo tipo del peso específico del cemento
( ) 8 TABULACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS 8.1 Datos y Resultados – Cemento Selva Alegre DESCRIPCI N
ENSAYO 1
Masa del cemento (g) Lectura inicial (cm³) Lectura final (cm³) Resultado Lf - Lo Peso específico (g/cm³)
64g 0.7 22 21.3 3.005
Promedio Peso Específico (g/cm³)
ENSAYO 2
64 0.5 21.7 21.2 3.019
3.01
Tabla 1: Resultados peso específico Cemento Selva Alegre – Cemento Armaduro Elaborado por: Edison G. Tierra 4
8.2 Datos y Resultados – Cemento Chimborazo DESCRIPCIÓN
ENSAYO 1
ENSAYO 2
Masa del cemento (g) Lectura inicial (cm³) Lectura final (cm³) Resultado Lf - Lo Peso específico (g/cm³)
64 0 21.8 21.8
64 0 21.7 21.7
2.94
2.95
Promedio Peso Específico (g/cm³)
2.94
Tabla 2: Resultados peso específico Cemento Chimborazo Elaborado por: Edison G. Tierra
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CUESTIONARIO
¿Cuál es la importancia de conocer la densidad del cemento? La densidad es de gran importancia ya que es de utilidad para el diseño y control de las mezclas de concreto, además, es un indicador de que tan adicionado es el cemento. Para el proporcionamiento de la mezcla, puede ser más útil expresar la densidad como densidad relativa, también llamada gravedad específica.
10 CONCLUSIONES
El peso específico del Cemento Puzolánico Tipo IP, Selva Alegre, presentación Cemento Armaduro es de 3.01 g/cm³ y el de cemento Chimborazo es de 2.94 g/cm³. La densidad de los Cementos Selva Alegre y Chimborazo están dentro del rango de aceptación entre 2.9 g/cm³ y 3.15 g/cm³ según las especificaciones. El presente informe indican resultados satisfactorios de pesos específicos, situando como más recomendable usar el cemento Selva Alegre en su presentación Cemento Armaduro (3.01 gr/cm3) aunque el Cemento Chimborazo (2.95 gr/cm3) también cumple las normas mínimas para poder ser utilizado en una construcción, como conclusión indicaremos que las los dos tipos de cementos son recomendables ya que cumplen las especificaciones mínimas sobre peso específico. La densidad de los Cementos Selva Alegre (cemento armaduro) y Chimborazo no son similares entre ellas, lo cual indica que la cantidad de material adicionado que se usa para la realización del cemento es distinta para cada uno.
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11 RECOMENDACIÓNES
Tener el máximo cuidado de introducir todo el cemento pesado (64 gramos), dentro del frasco, sin que se adhieran partes del cemento a las paredes del él. Para ello es útil el papel de cocina. Durante el proceso de introducción del cemento en el frasco de Le Chatelier, es importante estar pendiente del cuello de la botella para evitar que este se bloquee. En lo posible tratar de no mantener mucho contacto de las manos con la parte cercana a la base del frasco de Le Chatelier, pues la temperatura de la mano podría hacer variar mucho la temperatura de la gasolina y el cemento aunque el baño maría tendría que estabilizar nuevamente la temperatura pero mientras menos factores externos influyan en el ensayo el resultado es más óptimo.
12 BIBLIOGRAFÍA
Norma Técnica Ecuatoriana INEN 156:2009, Inicio. Fecha de Consulta: 08de junio de 2014. Disponible en: http://www.normalizacion.gob.ec/
13 ANEXOS
FIGURA 2. Frasco de Le Chatelier para el ensayo de densidad Fuente: NTE INEN 156:2009 6
FIGURA 3. Esquema ensayo, peso específico del cemento Elaborado por: Edison G Tierra 7
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