Aguja de Vicat Informe

Ensayo para determinar la Fragua inicial y final de la pasta

Objetivo general Determinar la fragua inicial y final de las pastas (pasta común, pasta adicionada con 30gr de chancaca, pasta adicionada con 190gr de chancaca).

Objetivos específicos Construir un aparato de vicat casero que cumpla con los lineamientos de la NTP 334.006. Observar cómo influye la cantidad chancaca (glucosa) en las propiedades físicas de la pasta. Comparar los tiempos de fragua de las 3 muestras.

Marco teórico 1. Cemento: Conglomerante hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o mas de las formas de sulfato de calcio como una adición durante la molienda. Esta Regido por la ASTM C 150 o NTP 334.009. Existen cindo tipos de cemento, pero hablaremos esencialmente del cemento Tipo I, ya que con este tipo de cemento se realizó los ensayos. -

Cemento tipo I: Libera mas calor de hidratación que otros tipos de cemento. Su uso es general. Esta regido a la norma ASTM C 150 o NTP 334.039.

2. Agua: Casi cualquier agua natural que sea potable y que no tenga sabor u olor pronunciado, se puede utilizar para producir concreto. Sin embargo, algunas aguas no potables pueden ser adecuadas para el concreto, por lo que esto será regido por la NTP 339.088 que establece requisitos para agua de mezcla y curado. Las funciones principales del agua son: - Reaccionar con el cemento para hidratarlo - Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto - Procurar la estructura de vacíos necesaria en la pasta para que los productos de hidratación tengan espacio para desarrollarse.

3. Chancaca: 3.1

Definición:

Se conoce también como “azúcar natural”, y es producto de la extracción del jugo de caña, el que es sometido por diversos procesos de cocción derivando en un pan de molde que permite su conservación y transporte.

3.2

Composicion: -

Glucosa: Glúcido monosacárido de 6 átomos de carbono, blanco, cristalizable, dulce y soluble al agua; es una molécula crucial en el metabolismo de los seres vivos ya que les proporciona energía. Fructosa: Glúcido monosacárido de 6 átomos de carbono que la célula utiliza como fuente de energía y que está presente en las plantas verdes, la miel y muchas frutas. Sacarosa: Glúcido disacárido formado por una molécula de glucosa y otra de fructosa que se encuentra en muchas plantas y se extrae para su consumo de la caña de azúcar y de la remolacha.

4. Pasta: El resultado de la reacción química del cemento con el agua durante el proceso de hidratación, comprende cuatro elementos fundamentales: • El gel, nombre con el que se denomina al producto resultante de la reacción química e hidratación del cemento. • Los porros incluidos en ella. • El cemento hidratado, si lo hay. • Los cristales de Hidróxido de calcio, o cal libre que pueden haberse formado durante la hidratación del cemento. 5. Fraguado: Cuando se mezcla el cemento y agua, las reaccines químicas que se originan producen cambios en la estructura de la pasta, estgo va a depender de la influencia del grado de finura, la temperatura alcanzada en la molienda, contenido de SO3 y C3A. por lo que el tiempo fraguado se va a referir al cambio de estado fluido al estado solido. 5.1 Tiempo de fragua inicial: momento en la pasta, suspensión viscoelastica-plasticamque tiene una pequeña resistencia al corte, pasa a ser un solido viscoelastico- plástico con una mayor resitencia al corte; es decir, es el momento en que la mezacla deja de ser trabajable.

5.2 Tiempo de fragua final: corresponde al momento en que comienza el endurecimiento. 6. Calor de hidratación: Es el calor que se desprende durante la reacción que se produce entre el agua y el cemento al estar en contacto, el contacto se puede llevar a cabo aún si el agua está en forma de vapor, por lo que es muy importante que el cemento esté protegido del medio ambiente ya sea en sacos o en silos, hasta el momento en que se le mezcle con el agua. El calor de hidratación que se produce en un cemento normal es del orden de 85 a 100 cal/g.

MARCO EXPERIMENTAL EQUIPOS Y MATERIALES.

Materiales para la elaboración de aparato de vicat.         

Listones de madera 4 de 28 cm de largo, 8 de 20 cm de largo. Varilla de aluminio de 20 cm de largo y 2mm de diámetro. Tuvo pvc de 40 cm. Varilla de madera de 30 cm y 2cm de diámetro. 1 botella de pastico de 3l. Terocal, Silicona líquida, cinta adhesiva. Marcador permanente Clavos de 1pulgada Clavos de 4pul

Proceso de elaboración 1° se procedió a construir el soporte del aparato con los listones de madera, construyendo un paralelepípedo. 2° se puso verticalmente el tuvo pvc en la en el soporte. A presión. 3° se unión la varilla de madera con la varilla de aluminio con la ayuda de un taladro, posteriormente atraviesas la varilla de madera con la varilla de metal, uniendo estas con el terocal. 4° se utilizo el martillo para unir la varilla de madera con los clavos de 4pul. Formando un Angulo recto. Este nos sirve como soporte. (VER FIGURA 1) 5° Se corto la botella a los 2/3 y se coloca como soporte (VER FIGURA 1) 6° SE Medio los 40 mm dados por norma para la penetración y se marco con el marcador permanente (VER FIGURA 2) 7° Se calibro el medidor con la aguja y se procedió a probar.

Materiales para el ensayo de fragua. . Cemento andino tipo I (2,5kg) . Agua potable (540 ml) . Chancaca (250gr.) . Un recipiente para la mezcla. . 3 vasos de vidrio. . Una espátula. . Una varilla para mezclar. . El aparato de vicat casero. Procedimientos 1° verter el agua (180ml) en el recipiente donde se va a mesclar, en caso de la muestra con chancaca diluir esta en el agua. Después echar el cemento andino tipo I (600gr). Mesclaz hasta homogenizar la pasta. 2° verter la pasta en el vaso de vidrio y después enrasar con ayuda de la espátula. 3° con la ayuda del aparato de vicat tomar la primera medida después de haber enrasado.

4° controlar las medidas de fragua cada 30m hasta obtener la fragua inicial. 5° cuando se tenga penetración menor a 10mm reducir el tiempo a 5, 3, 2, 1 minuto. Hasta obtener la fragua final. En las 3 muestras se aplican los mismos procedimientos a excepción de la utilización de chancaca. E obtuvieron los siguientes resultados. Resultados: . Primer ensayo

Hor a 12:2 5 12:3 5 12:4 5 12:5 5 13:0 5 13:1 5 13:2 5 13:3 5 13:4 5 13:5 5 14:0 5 14:1 5 14:2 5 14:3 5 14:4 5 14:5 5 15:0 5 15:1

Tiempo( min)

Cemento + Agua Tiempo acumulado( Penetración (mm) min)

0

0

40

10

10

40

10

20

40

10

30

40

10

40

40

10

50

40

10

60

40

10

70

40

10

80

40

10

90

40

10

100

40

10

110

40

10

120

40

10

130

40

10

140

40

10

150

40

10 10

160 170

40 40

5 15:2 5 15:3 5 15:4 5 15:5 5 16:0 5 16:1 5 16:2 5 16:3 5 16:4 5 16:5 5 17:0 0 17:0 5 17:1 0 17:1 5 17:2 0 17:2 5 17:3 0 17:3 1 17:3 2 17:3 3 17:3 4 17:3 5 17:3 6 17:3 7 17:3

10

180

40

10

190

40

10

200

40

10

210

40

10

220

40

10

230

40

10

240

10

250

32

10

260

23

10

270

14

5

275

13

5

280

13

5

285

12

5

290

12

5

295

10

5

300

9

5

305

7

1

306

5

1

307

4

1

308

4

1

309

3

1

310

2

1

311

1

1 1

312 313

Fragua 33 inicial

1 0 Fragua

8

final 5h 13m

Penetración (mm)

Penetración (mm)

Penetración (mm) Penetración (mm) Linear (Penetración (mm))

. Segunda muestra CEMENTO + AGUA + 30GR DE CHANCACA TIEMPO HOR TIEMPO(MI ACUMULADO(M PENETRACIÓN (MM) A N) IN) 13:2 2 0 0 40 13:3 2 10 10 40 13:4 2 10 20 40 13:5 2 10 30 40

14:0 2 14:1 2 14:2 2 14:3 2 14:3 7 14:4 2 14:4 7 14:5 2 14:5 3 14:5 4 14:5 5 14:5 6 14:5 7 14:5 8 14:5 9

FRAGUA 39 INICIAL

10

40

10

50

23

10

60

16

10

70

9

5

75

9

5

80

8

5

85

7

5

90

5

1

91

4

1

92

4

1

93

3

1

94

2

1

95

1

1

96

1

1 FRAGUA 0 FINAL 1h 37m

97

Penetración (mm)

Penetración (mm)

Penetración (mm) Penetración (mm) Linear (Penetración (mm))

. Tercera muestra

HOR A 13:0 3 13:1 3 13:2 3 13:3 3 13:4 3 13:5 3 14:0 3 14:1 3 14:2 3 14:3 3 14:4 3 14:4 8 14:5 3 14:5 8

CEMENTO + AGUA + 190GR DE CHANCACA TIEMPO TIEMPO( ACUMULADO( PENETRACIÓN (MM) MIN) MIN) 0

0

40

10

10

40

10

20

40

10

30

40

10

40

40

10

50

40

10

60

40

10

70

40

10

80

40

10

90

40 Fragua 31 inicial

10

100

5

105

15

5

110

12

5

115

10

15:0 3 15:0 8 15:1 3 15:1 8 15:1 9 15:2 0 15:2 1 15:2 2 15:2 3

5

120

9

5

125

8

5

130

8

5

135

6

1

136

5

1

137

3

1

138

1

1

139

1

1

140

0 Fragua final 2 h 20m

Penetración (mm)

Penetración (mm)

Penetración (mm)

Penetración (mm) Linear (Penetración (mm))

Comparación de resultados.

COMPARACIÓN DE TIEMPO DE FRAGUA DE LAS 3 MUESTRAS

Cemento + Agua + 30gr de Chancaca Cemento + Agua + 190gr de Chancaca Cemento + Agua

Interpretación de resultados: MUESTRA 1 CEMENTO + AGUA FRAGUA INICIAL 4h FRAGUA FINAL 5h13m CARACTERISTICAS En esta muestra se observo una excesiva exudación, además de un calor de hidratación muy bajo y fraguado lento Proporciones Cemento 76,9% Agua 23.1% MUESTRA 2 CEMENTO + AGUA + 30 gr chancaca FRAGUA INICIAL 40minutos FRAGUA FINAL 1h 37 minutos CARACTERISTICAS En esta muestra no se observo exudación pero si una gran cantidad de fisuras, además de un calor de hidratación muy alto y fraguado violento Proporciones Cemento 74,1% Agua 22.2% Chancaca 3.7% MUESTRA 3 CEMENTO + AGUA + 190 gr chancaca FRAGUA INICIAL 1 h40minutos FRAGUA FINAL 2h 20 minutos CARACTERISTICAS En esta muestra no se observo exudación tampoco fisuras, además de un calor de hidratación muy alto, se producto eflorescencia por el alto contenido de chancaca y fraguado violento. Proporciones Cemento 61,86%

Agua 18,55% Chancaca 19,59%