Informe de laboratorio VI, tiempos de fraguado Vicat PDF

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Informe de laboratorio VI, tiempo de fraguadodel cemento tipo portland con VICATCristian Javier Ruiz Carrillo-58000595, Gabriela Cubillos Vargas-58000596, Nicol Sofia Cordoba Romero-58000597, Jairo Danilo Sierra Contreras-58000359 & Juan Sebastian Contreras Serrano 58000360. Departamento de ...

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Informe de laboratorio VI, tiempo de fraguado del cemento tipo portland con VICAT Cristian Javier Ruiz Carrillo-58000595, Gabriela Cubillos Vargas-58000596, Nicol Sofia Cordoba Romero-58000597, Jairo Danilo Sierra Contreras-58000359 & Juan Sebastian Contreras Serrano 58000360. Departamento de Ingeniería Programa de Ingeniería civil Universidad Católica de Colombia [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected] & [email protected]

Resumen- El tiempo de fragüe del cemento es uno de los puntos más importantes para la ingeniería puesto que éste compromete la calidad del producto final. Dentro de la práctica de laboratorio se somete a una muestra de cemento normal tipo portland en un aparato de vicat, el cual mide la distancia que penetra la aguja en el cemento cada cierto periodo de tiempo, hasta que esta ya no incide en el cemento. Palabras clave: fragüe, penetración, concreto

OBJETIVOS Objetivo General Determinar el tiempo de fraguado de una muestra de cemento tipo portland de 650 gramos, siguiendo los lineamientos de la norma NTC 118. Objetivos específico

INTRODUCCIÓN 1.

El estudio de los tiempos de fragüe del cemento es uno de los puntos más importantes dentro de la ingeniería, puesto que este es el principal constituyente de uno de los elementos más utilizados en estructuras del mundo, el concreto. La práctica de laboratorio consiste en utilizar una mezcla de cemento de 650 gramos, el cual es hidratado hasta alcanzar una consistencia normal (tomando como referencia la práctica de laboratorio de consistencia normal en cemento tipo portland), posteriormente pasándolo a un aparato de vicat, el cual cuenta con una aguja que mide la penetración cada cierto periodo de tiempo, hasta que ya no exista penetración. Dentro de los resultados obtenidos de la práctica de laboratorio se encuentran las diferentes medidas de penetración marcados en el vicat cada 15 o 30 minutos en milímetros y la temperatura del cemento. Estos datos fueron graficados en una tabla para comprender y hacer mejor comprensión de la información del tiempo de fraguado y la incidencia de la aguja en la muestra (mm).

2. 3. 4.

Describir el proceso y los materiales para la práctica de laboratorio según la norma técnica colombiana NTC 118. Obtener los datos de penetración del aparato vicat en diferentes intervalos de tiempo. Representar en tablas y gráficas los datos obtenidos en la práctica de laboratorio. Realizar conclusiones y recomendaciones con base

a la información interpretada.

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MATERIALES Balanzas Aparato de Vicat: Peso del émbolo (300+ 0.5)g Diámetro del émbolo (10+0.005)mm Diámetro de la aguja (1+0.05)mm Diámetro interno del molde en la base (70+3)mm Diámetro interno del molde en la parte Superior (60+3)mm Probetas Pesas

METODOLOGÍA i) Para la preparación de la pasta del cemento utilizar 650 gr de cemento mientras que del agua es el porcentaje amasado requerido, siguiendo el procedimiento descrito en la NTC 110 (ASTM C 187) y en la NTC 112 (ASTM C 305)[2]

ii) La temperatura del aire en la vecindad del equipo de mezclado, cemento seco, molde y placa base deberá mantenerse entre 20 y 27.5ºC. La temperatura del agua mezclada y el gabinete húmedo o cuarto húmedo no deberá variar de 23±1.7ºC. La humedad relativa del laboratorio no deberá ser menor de 50%.

una desviación estándar de 12 minutos para el tiempo de fraguado inicial. A través del rango de 49 a 202 minutos, y de 20 minutos para un tiempo de fraguado final que esté dentro del rango de 185 a 312 minutos. RESULTADOS

iii) Inmediatamente luego después de la finalización del mezclado, moldear el espécimen de prueba haciendo una bola con los guantes de hule, pasándola seis veces de una mano a otra, manteniendo las manos apartada en 6” aproximadamente. iv) Colocar el molde troncocónico con su extremo mayor en una placa de vidrio H y cortar el exceso de pasta en la parte superior del extremo menor por una sola pasada de una llana de borde recto sostenido a un ligero ángulo con la parte superior del molde troncocónico. 7 Suavizar la superficie del espécimen si es necesario con uno o dos toques ligeros del borde de la llana. Durante la operación de corte y alisado, tomar el cuidado de no comprimir la pasta. Inmediatamente después del moldeado, colocar el espécimen de prueba y la placa de vidrio en un gabinete húmedo o en un cuarto húmedo y dejarlo reposar hasta que las determinaciones de penetración se realicen

Lect

Tiempo (min)

Ptración (mm)

Temp (°C)

1

30

41

24,2

2

60

41

23,8

3

90

41

23,6

4

120

40

23,8

5

150

30

24

6

165

20

24

7

180

7

24

8

210

2

24,4

9

240

1

24,8

10

270

0

25,2

Tabla 1. Datos de penetración (mm) cada 15 o 30 minutos

v )Determinación del fraguado inicial v.1) Dejar reposar el espécimen y la placa de vidrio en el gabinete húmedo por 30 minutos luego del moldeado sin ser alterado. Montar el espécimen y la placa de vidrio en el aparato de Vicat y colocar la aguja de 1 mm de diámetro debajo del émbolo. v.2) Soltar el émbolo y dejar que la aguja se asiente por 30 s y registrar la lectura de penetración. Retirar la aguja y limpiarla, y tomar lecturas sucesivas a intervalos de 15 minutos (a cada 10 minutos para cementos tipo III) hasta que una penetración de 25 mm o menor sea obtenida. vi) Determinación del fraguado final vi.1)Continuar las penetraciones hasta determinar el tiempo transcurrido en el primer instante en que la aguja no haga una marca visible en la pasta endurecida. Éste tiempo será reportado como el tiempo de fraguado final. La precisión encontrada para un solo operador es

% de humedad: 38,46% Masa: 650 gramos Los anteriores datos fueron tomados de la práctica de laboratorio anterior “Consistencia normal del cemento portland mediante vicat” 𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 =

𝑀𝑎𝑠𝑎 × % 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 100

𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 =

650 𝑔𝑟 × 38,46% 100

= 250𝑐𝑚

3

Ec

(1) El tiempo inicial de fraguado es de 157,5 minutos aproximadamente después de la mezcla del cemento. El tiempo de fraguado final está en un rango de 185 a 312 minutos.

RECOMENDACIONES ●

●

Gráfico 1. Tiempo vs penetración

ANÁLISIS DE RESULTADOS Teniendo en cuenta los datos tomados en la práctica de laboratorio se puede observar que durante las 10 lecturas realizadas la temperatura oscilo entre los 23 y 25 grados, la evidencia de la penetración con respecto al tiempo presenta un comportamiento inversamente proporcional ya que a medida que aumentaban los minutos la penetración del agua fue disminuyendo hasta el punto de en la última muestra dar un valor de 0, esto también se ve reflejado en la gráfica expuesta, el tiempo de exposición inició desde 30 minutos hasta el final donde la penetración 0 que fue de 270 minutos, el volumen de agua halla con la masa y el porcentaje de humedad del experimento dio un valor de 250 centimetros cubico en un tiempo que osciló entre 185 y 312 minutos. CONCLUSIONES ●

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Se puede evidenciar el el tiempo de fraguado inicial donde en este caso por simple inspección se observa que la penetración de 25 mm se encuentra entre las lecturas No. 9 y No. 10 (la mitad entre 20 y 30 mm) y le corresponde por interpolación a un tiempo de 157.5 158 minutos (promedio entre 150 y 165 minutos) Por otro lado se puede observar el tiempo del fraguado final donde la primera lectura en la que no se aprecia marca visible es la No. 17 que corresponde a 270 minutos. Se puede observar en las tablas que hay 3 tiempos que se podrían describir de tal manera que la Penetración máxima en cuestión de tiempo es de 30 minutos, la penetración mediana se da de 150 minutos a 165 minutos, y que haya una minima penetracion o que no haya de 240 minutos a 270 minutos. TABLA 1

Es recomendable efectuar los ensayos realizando una calibración previa de los equipos y herramientas del laboratorio para garantizar resultados con un mínimo rango de error a la hora de tomar los datos. Después de efectuar la mezcla de los 650 g de cemento con el porcentaje de agua necesario, es necesario usar guantes de material no absorbente para darle la forma esférica al cemento. BIBLIOGRAFÍA

[1] Universidad centroamericana José Simeón cañas, 2007 “Determinación del tiempo de fraguado inicial y final del cemento” [2] ICONTEC, NTC 112, 2017,”Procedimiento para la mezcla de pastas de cemento hidráulico”...