Laboratorio 8 y 9 materiales de la Construcción 2021. UNI PDF

Preview

Summary

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓNDEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIÓNLABORATORIO DE MATERIALES Y SUELOSPRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 8:DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE MORTEROSDE CEMENTO HIDRAULICO, USANDO ESPECIMENES CUBICOS DE 50 MM(2 PULGADAS) ...

Description

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIÓN LABORATORIO DE MATERIALES Y SUELOS

PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 8: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE MORTEROS DE CEMENTO HIDRAULICO, USANDO ESPECIMENES CUBICOS DE 50 MM (2.0 PULGADAS) DE LADO ASTM C - 109

PRÁCTICA DE LABORATORIO NÚMERO 9: DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE MORTEROS USADOS EN OBRAS DE ALABAÑILERIA, USANDO ESPECIMENES CUBICOS DE 50 MM (2.0 PULGADAS) DE LADO ASTM C – 780

INTEGRANTES: ALEXANDER DAVID BLANCO MAYORGA 2018-0647U CRISTOPHER SEBASTIÁN CANO DÍAZ 2019-0567U ELÍAS ALBERTO CASTILLO LARGAESPADA 2019-0491U JESSNER NAEL CRUZ RUGAMA 2019-0705U

GRUPO DE TEORÍA: IC-33D GRUPO DE PRÁCTICA: IC-33D1

PROFESOR DE TEORÍA: ING. JOSÉ ALFONSO JERÉZ FERNÁNDEZ PROFESOR DE PRÁCTICA: ING. JOSÉ HERNÁNDEZ HERNÁNDEZ

FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA: JUEVES 20 DE MAYO DEL 2021 FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: JUEVES 02 DE JUNIO DEL 2021

ÍNDICE DE CONTENIDO I.

INTRODUCCIÓN...........................................................................................................3

II.

OBJETIVOS................................................................................................................5 2.1.

Objetivo general.......................................................................................................5

2.2.

Objetivos específicos................................................................................................5

III.

DESARROLLO TEÓRICO.........................................................................................6

IV.

MATERIALES Y EQUIPO........................................................................................11

V.

PROCEDIMIENTOS.................................................................................................12 5.1.

Preparación para el ensayo.....................................................................................12

5.2.

Ejecución del ensayo..............................................................................................13

5.3.

Determinación de resistencia a la compresión.......................................................15

VI.

PROCEDIMIENTO REALIZADO EN PRÁCTICA................................................16

VII.

DATOS RECOPILADOS EN PRÁCTICA...............................................................18

7.1.

Práctica 8. Mortero de cemento hidráulico............................................................18

7.2.

Práctica 9. Mortero para obras de albañilería.........................................................19

VIII.

CÁLCULOS...........................................................................................................20

8.1.

Ecuaciones a utilizar...............................................................................................20

Ecuaciones a utilizar..........................................................................................................20 Cálculos.............................................................................................................................21 8.2.

Cálculos del mortero de cemento hidráulico..........................................................21

8.3.

Cálculos del mortero de albañilería........................................................................21

8.4.

Datos recopilados de los cubos de mortero de cemento hidráulico.......................22

8.5.

Datos recopilados de los cubos de mortero de albañilería.....................................22

IX.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS.................................................................23

X.

RECOMENDACIONES............................................................................................24

XI.

BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS........................................................................25

XII.

ANEXOS...................................................................................................................26

12.1.

Tablas usadas......................................................................................................26

12.2.

Fotos del procedimiento.....................................................................................29

LABORATORIO NÚMERO 8

2

I.

INTRODUCCIÓN

Desde la antigüedad se emplearon pastas y morteros elaborados con arcilla o greda, yeso y cal para unir mampuestos en las edificaciones. El cemento se empezó a utilizar en la Antigua Grecia utilizando tobas volcánicas extraídas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales. El mortero es un compuesto de aglutinantes inorgánicos, agregados finos y agua, y posibles aditivos que sirven para aparejar elementos de construcción tales como ladrillos, piedras, bloques de hormigón, etc. Además, se usa para rellenar los espacios que quedan entre los bloques y para el revestimiento de paredes. Los conglomerantes más comunes en la actualidad son los de cemento, aunque históricamente han sido la cal, la tierra y el yeso los más utilizados.Generalmente, se utilizan para obras de albañilería, como material de agarre, revestimiento de paredes, etc. El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse después de ponerse en contacto con el agua. El producto resultante de la molienda de estas rocas es llamada Clinker y se convierte en cemento cuando se le agrega una pequeña cantidad de yeso para evitar la contracción de la mezcla al fraguar cuando se le añade agua y al endurecerse posteriormente. Calidad es un proceso para alcanzar una característica que satisface el requerimiento deseado. Esta característica puede ser cualitativa o cuantitativa. En tiempos actuales, donde las relaciones humanas han perfeccionado los criterios para laoferta de productos y servicios, el conceptode calidad también ha sido perfeccionado. En la practica 8 abordaremos los morteros de cemento hidráulico También hablaremos un poco acerca de los morteros, Los morteros son materiales de construcción de uso cada vez más extendido y especializado dentro de la edificación, cuyas características son diferentes según sea el destino para el que están diseñados; siendo necesario, para garantizar que su empleo y propiedades respondan a los fines previstos, llevar a cabo un control de calidad en obra.

LABORATORIO NÚMERO 8

3

Los morteros son mezclas plásticas obtenidas con un aglomerante, arena y agua, que sirven para unir las piedras o ladrillos que integran las obras y para revestirlos con enlucidos o revocos. Los morteros se denominan según sea el aglomerante. Así se tienen morteros de yeso, de cal o de cemento. Los morteros bastardos y mixtos son aquellos en los que intervienen dos aglomerantes, como por ejemplo, yeso y cal, cemento y cal, etc. Morteros mixtos es cuando los dos aglomerantes que intervienen están en partes iguales y los morteros bastardos es cuando existe mayor cantidad de cemento que del otro aglomerante. La mezcla de un aglomerante y agua se denomina pasta y se dice de consistencia normal cuando la cantidad de agua de amasado es igual a los huecos del aglomerante suelto; si es menor será seca y mayor fluida, llamándose lechada cuando se amasa con mucha agua. La resistencia a la compresión del mortero depende en gran medida del contenido de cemento y de la relación agua-cemento. En la practica 9 se trabajara con morteros usados en la albañilería, mas adelante veremos la diferencia con los morteros de cemento hidráulico.

LABORATORIO NÚMERO 8

4

II.

OBJETIVOS

II.1. Objetivo general 

Realizar correctamente el ensaye para determinar la resistencia a la compresión de morteros de cemento hidráulico y morteros usados en obras de albañilería con un diseño de mezclas.

II.2. Objetivos específicos



Verificar el cumplimiento de la consistencia del mortero de cemento hidráulico (fluidez) tomando como parámetros las especificaciones técnicas.



Fabricar mezclas de morteros de cemento hidráulico y mortero para ser utilizado en obras de albañilería.



Elaborar especímenes cúbicos de 5.00 cm de lado, de morteros de cementos hidráulicos y morteros para obras de albañilería.



Determinar la resistencia a la compresión de cubos de morteros de cemento hidráulico y morteros para obras de albañilería a las edades de 3, 7, 14 y 28 días de ser fabricados.



Conocer las especificaciones ASTM para diferentes tipos de cemento, en cuanto a su resistencia a la compresión en diferentes edades.

LABORATORIO NÚMERO 8

5

III. DESARROLLO TEÓRICO La palabra Cemento deriva del latín cæmentum, cuyo significado es argamasa. Es un material capaz de endurecerse después de interactuar químicamente con el agua del mezclado en un proceso conocido como fraguado, siendo la fuente de las propiedades fisicoquímicas y mecánicas del hormigón. Sin embargo, el cemento sólo constituye entre un 10 y 20% del peso del hormigón. El cemento Portland es la versión más utilizada en el mundo constructivo, puesto que interviene en la edificación de puentes, presas, edificios, losas, muros, suelos, etc. En el entorno industrial el cemento ha evolucionado notablemente, por lo que es parte esencial de sus estructuras.El cemento es un material importante en las construcciones porque permite lograr la formación del hormigón. La unión de los agregados pétreos y arena no sería posible sin el cemento, ya que es éste el responsable de permitir su unificación en una sola mezcla consistente.Cuando el cemento es mezclado con los demás componentes del hormigón, y entra en contacto con el agua, se produce una reacción química llamada hidratación. Este fenómeno conlleva al proceso de fraguado. En términos simples, durante el fraguado las partículas pétreas quedan envueltas por un gel, el cual va en aumento con el transcurrir del tiempo. Esto origina que el resto de materiales se fusionen para formar una masa pastosa única, conocida como hormigón.

Mortero Los morteros hidráulicos se preparan mezclando en seco los componentes (la arena y la cal hidráulica o cemento, aditivos hidrofugantes) con mucho cuidado, pues es necesario lograr la homogeneidad de la mezcla para obtener los resultados previstos. Con el fin de conseguir que se cumplan las propiedades de impermeabilidad de estos morteros se realiza una dosificación muy precisa y controlada en su elaboración o usar las mezclas ya preparadas, como es el caso de los morteros mixtos secos industriales con propiedad hidrofugante. Aditivos hidrofugantes: son compuestos principalmente por ácidos grasos saturados o insaturados. Estos productos disminuyen el poder de absorción de agua de los capilares del mortero endurecido. Esto no significa que el mortero sea impermeable (para ello hay que recurrir a imprimaciones especiales), sino que su capacidad de absorción frente al agua a baja presión (agua de lluvia) es sustancialmente menor que un mortero fabricado sin este aditivo.

LABORATORIO NÚMERO 8

6

En la actualidad el mortero, es esencial en la construcción, ya que es el material por excelencia con el que se unen los bloques de concreto, ladrillos o piedras entre otros. Además es usado para rellenar los espacios que quedan entre los bloques y el refuerzo, también para repello de paredes, disminuyendo la infiltración y brindando una apariencia estética uniforme. Como material de construcción ofrece beneficios, entre los que se pueden distinguir dos etapas diferenciadas por su estado físico, que se denominan estado fresco y estado endurecido. La primera responde a la fase del mortero una vez mezclado y amasado. En esta etapa el mortero es plástico y trabajable, lo que permite su puesta en obra e influirá principalmente en el rendimiento y la calidad de la ejecución. Superada esta fase el mortero endurece hasta consolidarse.

Morteros según su aplicación • Morteros para formación de fábricas. • Morteros de revestimiento. • Morteros para solados. • Morteros cola. • Morteros de reparación. • Morteros impermeabilizantes. Esta clasificación puede diversificarse e incrementarse, pero las clases de morteros señaladas cubren la mayor parte de las aplicaciones edificatorias.

Las principales propiedades fisicoquímicas del cemento son: Finura: un factor importante en la hidratación es la superficie de contacto. Por ello, mientras más finas sean las partículas del cemento mayor será la velocidad de hidratación, lo que provoca un desarrollo de resistencias del hormigón más rápido. Tiempo de fraguado: cuando el cemento reacciona con el agua y forma la pasta de hormigón, esta será una mezcla con plasticidad constante por un tiempo limitado. Luego, la mezcla se endurecerá gradualmente. Consistencia normal: se refiere a la fluidez de la mezcla correspondiente para una cantidad de agua. Esta propiedad guarda relación con la calidad del cemento y el tiempo de fraguado.

LABORATORIO NÚMERO 8

7

Resistencia mecánica: el cemento le proporciona al hormigón resistencia mecánica. Sin embargo, la calidad y las proporciones de los demás componentes influyen también en la resistencia del hormigón, aunque en menor proporción. Calor de hidratación: la hidratación es una reacción exotérmica, esto quiere decir que emite calor. Esta propiedad permite precisar la temperatura máxima que desarrollara el hormigón fresco, así como en qué momento se alcanzara.

Almacenamiento: Si es cemento en sacos, deberá almacenarse sobre parrillas de madera o piso de tablas; no se apilará en hileras superpuestas de más de 14 sacos de altura para almacenamiento de 30 días, ni de más de 7 sacos de altura para almacenamientos hasta de 2 meses. Para evitar que el cemento envejezca indebidamente, después de llegar al área de las obras, el contratista deberá utilizarlo en la misma secuencia cronológica de su llegada. No se utilizará bolsa alguna de cemento que tenga más de dos meses de almacenamiento en el área de las obras, salvo que nuevos ensayos demuestren que está en condiciones satisfactorias.

Reacción de las partículas de cemento con el agua: Periodo inicial: las partículas con el agua se encuentran en estado de disolución, existiendo una intensa reacción exotérmica inicial. Dura aproximadamente diez minutos. Periodo durmiente: en las partículas se produce una película gelatinosa, la cual inhibe la hidratación del material durante una hora aproximadamente. Inicio de rigidez: al continuar la hidratación de las partículas de cemento, la película gelatinosa comienza a crecer, generando puntos de contacto entre las partículas, las cuales en conjunto inmovilizan la masa de cemento. También se le llama fraguado. Por lo tanto, el fraguado sería el aumento de la viscosidad de una mezcla de cemento con agua. Ganancia de resistencia: al continuar la hidratación de las partículas de cemento, y en presencia de cristales de CaOH2, la película gelatinosa (la cual está saturada en este punto) desarrolla unos filamentos tubulares llamados «agujas fusiformes», que al aumentar en número generan una trama que aumenta la resistencia mecánica entre los granos de cemento ya hidratados. Fraguado y endurecimiento: el principio de fraguado es el tiempo de una pasta de cemento de difícil moldeado y de alta viscosidad. Luego la pasta se endurece y se transforma en un sólido resistente que no puede ser deformado. El tiempo en el que alcanza este estado se llama «final de fraguado».

LABORATORIO NÚMERO 8

8

Tipos de cementos Cemento Tipo I: Uso general: Apropiado para todos los usos donde no se requiere las propiedades específicas de otros cementos. Su empleo en concreto incluye pavimentos, pisos, puentes, tanques, embalses, tuberías, unidades de mampostería y productos de concreto prefabricado entre otras cosas. Cemento Tipo II y Tipo II(MH): Moderada resistencia a sulfatos y al calor de hidratación: Se puede utilizar en estructuras normales y en miembros expuestos a suelos o agua subterránea donde la concentración de sulfatos o el calor proveniente de la hidratación sean más altos de lo normal pero no severos.Este cemento tiene propiedades de moderada resistencia a sulfatos porque contiene no más del 8% de aluminato tricálcico. Para controlar el ataque al concreto se debe emplear el cemento tipo II acompañado de uso de baja relación agua - material cementante y baja permeabilidad. Cemento Tipo III: Altas resistencias iniciales: Ofrece alta resistencia a edades tempranas, normalmente una semana o menos. Este es similar al cemento Tipo I a excepción de que sus partículas se muelen más finamente, por lo que es usado cuando se necesita remover las cimbras (encofrados) lo más temprano posible o cuando la estructura será puesta en servicio rápidamente. Cemento Tipo IV: Para lograr bajo calor de hidratación: Se usa donde se deba minimizar la tasa y cantidad de calor generado por la hidratación. Por lo tanto, este cemento desarrolla la resistencia en una tasa más lenta que los otros tipos. Se puede usar en estructuras de concreto masivo donde la alta temperatura deriva del calor generado durante el endurecimiento y este deba ser minimizado. Cemento Tipo V: Alta resistencia a sulfatos: Se utiliza en concretos expuestos a la acción severa de sulfatos, principalmente donde el suelo y el agua subterránea contienen gran concentración de estos. La alta resistencia a los sulfatos de este cemento se atribuye al bajo contenido de aluminato tricálcico, no excediendo el 5%.El uso de baja relación materiales cementantes y baja permeabilidad son fundamentales para el buen desempeño de cualquier estructura expuesta a los sulfatos. De lo contrario, incluso el concreto con cemento tipo V es incapaz de soportar una exposición severa a los sulfatos.

LABORATORIO NÚMERO 8

9

Resistencia a la compresión La resistencia a la compresión del concreto es la medida más común de desempeño que emplean los profesionales de la construcción para diseñar edificios y otras estructuras.Se define como la capacidad para soportar una carga por unidad de área, y se expresa en términos de esfuerzo, generalmente en kg/cm2, MPa y con alguna frecuencia en libras por pulgada cuadrada (psi). Existen pruebas que permiten conocer el comportamiento final de una estructura, en base a una necesidad específica, de tal manera que la compresión del concreto puede diseñarse de acuerdo con una amplia variedad de propiedades mecánicas y de durabilidad. La resistencia a la compresión se mide tronando probetas cilíndricas de concreto en una máquina de ensayos de compresión, mientras que la resistencia a la compresión se calcula a partir de la carga de ruptura dividida entre el área de la sección que resiste a la carga y se reporta en kg/cm². Los resultados de las pruebas de resistencia a la compresión, se emplean fundamentalmente para determinar que la mezcla de concreto suministrada cumpla con los requerimientos de la resistencia especificada ( f ’ c ) para una estructura determinada.

LABORATORIO NÚMERO 8

1 0

IV. MATERIALES Y EQUIPO    

 



 

  

Aglomerante: Cemento Portland. Cantidades indicadas. Agua potable: sustancia líquida limpia necesaria para realizar la pasta. Agregado fino: arena Bal...