Informe de Fluidez

 

UNIVERSID D N CION L DE TRUJILLO ESCUEL

C DÉMICO PROFESION L DE INGENIERÍ

CIVIL 

 Alumnos:

   Álvarez Vallejos Víctor Manuel    Arteaga Flores Octavio







VargasWilson Yan Pierre     Avalos Baca García Miguel    Alvites Sánchez Ruth Noemí   Curso: 





Tecnología del cemento Docente: Ing. Iván Vásquez Alfaro 2 18 

1

 

INDI E

I. 

OBJETIVOS ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 3

II.  FUNDAME FUNDAMENTO NTO TEORICO: .............................................................................................. 3 1.  MORTEROS ............................................................ ................................................................................................................... ........................................................ 3 ................................................................................................ ................................. 3 USOS DE LOS MORTEROS............................................................... CARACTERISTICAS CARACTERISTICA S DEL MORTERO FRESCO ............................................................. 4

COMPONENTES DE LOS MORTEROS ............................................................................ ........................................................................... 5 2.  FLUIDEZ .......................................................................................................................... 6 III. 

MATERIALES E INSTRUMEN INSTRUMENTOS TOS ............................................................................. ............................................................................ 9

III.1.Materiales ......................................................................................................................... ........................................................................................................................ 9 III.2.Instrumentos .................................................................................................................... ................................................................................................................... 9 IV. 

METODOLOGÍA .....................................................................................................  ............................................................................................................. ........ 9

V.   ANALISIS ........................................................................................................................... .......................................................................................................................... 11 VI.  VII. 

........................................................................................................ 13 CONCLUSIONES ......................................................................................................... RECOMENDACIONES  ................................................................................................ ............................................................................................... 13

VIII.  BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................. ............................................................................................................ 14

2

 

DETERMINACIÓN DE LA TRABABILIDAD EN MORTEROS BASANDOSE EN LA RELACION AGUA CEMENTO PARA DETERMINAR LA FLUIDEZ EN UNA MESA DE FLUJO

I.

OBJETIVOS 1.1.

Objetivos generales Determinación de la trabajabilidad eon morteros de agua cemento y arena en la mesa de flujo basándose en la norma técnica ASTM 230

1.2.

Objetivos especificos Determinación de la relación de agua cemento arena que brinde la mejor fluidez en un mortero

II.

FUNDAMENTO TEORICO: 1. MORTEROS Los morteros son mezclas inorgánicas aglomerantes, que se obtienen de la combinación de agregados finos y agua, y además posibles aditivos como cementantes que pueden ser cemento, cal, yeso, o una mezcla de estos materiales. Se pueden elaborar tanto en forma manual, mecánicamente o bien, premezclados para alcanzar mayores resistencias. Los morteros que vamos a detallar en el proyecto son los morteros de tipo simple, es decir, aquellos que nacen de la mezcla de una tierra arcillosa y agua. USOS DE LOS MORTEROS Los morteros pueden tener una función estructural, y pueden usarse entonces en la construcción de elementos estructurales, o en la mampostería estructural en donde puede ser de pega o de relleno en las celdas de los muros. Existen otros morteros que no tienen función estructural y se destinan a recubrimiento como pañetes, repellos o revoques.  • Mortero de pega: Debe tener cualidades especiales, diferentes a los

morteros usados para otros fines porque está sometido a las condiciones especiales del sistema constructivo, y una resistencia adecuada ya que debe absorber esfuerzos de tensión y compresión.  • Morteros de relleno: Se utilizan para llenar las celdas de los elementos

en la mampostería estructural, y al igual que el mortero de pega debe tener una adecuada resistencia.  3

 

• Morteros de recubrimiento: Ya que su función no es estructural sino

de embellecimiento, o la de proporcionar una superficie uniforme para aplicar la pintura, no requieren una resistencia determinada; la plasticidad  juega en ellos un papel papel muy importante.

CARACTERISTICAS DEL MORTERO FRESCO   Consistencia  

La consistencia que presenta un mortero define la trabajabilidad del mismo, en otras palabras, define qué tan fáciles de usar son. No se debe confundir con la plasticidad, si bien parecen significar lo mismo, la trabajabilidad reside en la medida de consistencia del mortero. La trabajabilidad se logra con morteros de consistencia plástica, que permiten a la pasta pa sta conglomerante bañar bañar la superficie del árido. Sin embargo el mortero tiene un tiempo de uso antes de que se torne no plástico y no se pueda trabajar, este se llama tiempo de trabajabilidad.

Tabla N°1: Fluidez recomendada del mortero para diversos tipos de estructura y condiciones de colocación 

  Densidad 



La densidad del mortero está directamente relacionada con la de sus materiales componentes, así como con su contenido en aire. Los morteros ligeros son más trabajables a largo plazo. Para fabricar un mortero ligero pueden usarse áridos artificiales ligeros (arcilla expandida) o más comúnmente añadir aditivos aireantes. Se clasifican como morteros ligeros aquellos cuya densidad es igual o 3

menor que 1.300 kg/m .   Capacidad de retención de agua



4

 

De esta propiedad depende la trabajabilidad del mortero fresco. La retención de agua se haya íntimamente relacionada con la superficie específica de las partículas de árido fino, así como con conglomerante y, en general, con la viscosidad de la pasta. Un mortero tiende a conservar el agua precisa para hidratar la superficie de las partículas dell conglomerante y árido, de y árido, así como las burbujas de aire ocluido. El agua que tenga en exceso la cederá fácilmente por succión del soporte del soporte sobre el que se aplica.

COMPONENTES DE LOS MORTEROS La arena es un conjunto de fragmentos sueltos de rocas o minerales de pequeño tamaño el cual varía entre 0.063 y 2 milímetro. Algunos de los usos de la arena son sus propiedades para las plantaciones de sandía y cacahuate y además que son usados para agricultura por sus grandes propiedades de drenaje.  

CEMENTO En ingeniería civil y construcción se denomina cemento a un aglutinante o conglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos (árido grueso o grava o grava más árido fino o arena) o arena) y  y agua, crea una mezcla uniforme, manejable y plástica capaz de fraguar y endurecer al reaccionar con el agua y adquiriendo por ello consistencia.

COMPUESTOS PRINCIPALES DEL CEMENTO PÓRTLAND Estos compuestos se forman en el interior del horno cuando la temperatura alcanza el punto en que la l a mezcla cruda se transforma en un líquido pastoso, que al enfriarse da origen a sustancias cristalinas de los primeros compuestos citados rodeados por un material intersticial que contiene C 4 AF y otros compuestos secundarios. secundarios.

Tabla N°1: Fases proceso de clinkerización 

COMPUESTO

COMPOSICION

ABREVIATURA

Silicato tricálcico

3CaOSiO2 

C3S

Silicato dicálcico

2CaOSiO2 

C2S

 Alumínio tricálcico

3CaOAl2O3 

C3 A

Ferro aluminato 4CaOFe2O3 Al2O C4 AF tetra cálcico 3 

5

 

Estos compuestos llamados potenciales, no se presentan aislados, sino que más bien puede hablarse de “fases” que los contienen en gran proporción proporción jun junto to con algunas impurezas. Las proporc proporciones iones calculadas de ellos revelan valiosa información en cuanto a las propiedades del cemento. Estas fases son: Alita (C3S), Belita (C2S),  Aluminato (C3 A), Celita (C4 AF). Existen otros compuestos o fases menores: Cal libre (CaO), periclaza (MgO), TiO2, Mn2O3, K2O y Na2O. Los óxidos de sodio (Na2O) y óxidos de potasio (K2O) son conocidos como “ÁLCALIS”. Se ha encontrado que estos compuestos reaccionan con algunos agregados y ocasionan una desintegración del hormigón, además de afectar la rapidez con que el cemento adquiere resistencia.  

ARENA La arena de cuarzo se usa para fabricar cristal debido a su extremada dureza y su alto punto de fusión. Las arenas de mar junto con la grava y el cemento pueden emplearse en hormigón armado, previo lavado con agua dulce para eliminar impurezas.

Tabla N°2: Fases y componentes de un mortero   FASES MORTERO

COMPONENTES  Ag lo m er an t e

Pasta

 Ag ua  Ad it i vo voss

 Agregado fino  Air  A ire e

Ar en a f in a Aire incorporado

2. FLUIDEZ La fluidez es una medida de la consistencia de la pasta de cemento expresada en términos del incremento del diámetro de un espécimen moldeado por un medio cono, después de sacudir un número específico de veces. La trabajabilidad de una mezcla de mortero tiene que ver con: la facilidad con que el albañil puede manejar la mezcla sin que se produzcan 6

 

problemas de segregación, el tiempo en que la mezcla se puede trabajar sin que fragüe o se seque, la facilidad de colocación y la capacidad que posee la mezcla para retener el agua aun estando en contacto con superficies absorbentes como los tabiques u otros elementos constructivos. Ssignifica también determinar la cantidad necesaria de agua que necesita un mortero de cemento para su homogeneiza homogeneización ción entre el cemento y el árido (arena) con esta cantidad de agua el mortero puede sacar gran eficacia en la obra a ejecutar, esto más el respectivo curado. Se calcula según la norma ASTM c230: % F  

   fina   l    original    * 100%         original   

2.1. Aparato de fluidez  2.1.1.  2.1. 1. Mes a de flujo

Se trata de un dispositivo como se muestra en la figura 1 y consta básicamente de los siguiente: un soporte, un árbol y una plataforma circular. La plataforma o mesa será circular, de 254 ± 2.54 mm de diámetro y de 7.62 mm de espesor; debe ser de bronce o latón de dureza Rockwell no menor de 25B y debe tener en l cara inferior 6 nervios integrales de refuerzo, dispuestos radialmente. La cara superior debe ser plana, pulida y libre de defectos superficiale superficiales. s.

Figura01: mesa de flujo

 2.1.2.  2.1. 2. Molde

El molde cónico para preparar el espécimen de flujo debe ser de latón o de bronce fundido. El metal debe tener una dureza Rockwell no menor de HRB 25. La altura del molde debe ser de 50.0 ± 0.5mm. El diámetro 7

 

de la abertura superior debe ser de 70.0 ± 0.5 mm para moldes nuevos y 70.0 ± 13 mm y 70.0 – 70.0  – 0.5  0.5 mm para moldes en uso. El diámetro de la abertura de la base debe ser de 100 ± 0.5 mm para moldes nuevos y de 100 ± 1.3 mm y 100 - 0.5 mm para moldes en uso. Las superficies de la base y de la parte superior deben ser paralelas entre sí y a ángulos rectos con el eje vertical del cono. El molde debe tener un espesor mínimo de pared de 5 mm.  2.1.3.  2.1. 3. C ali ali brador

El calibrador para medir el diámetro del flujo del mortero después de que se haya expandido por la operación de la mesa, debe consistir de una quijada fija y una quijada móvil. La escala del mismo debe ser grabada a máquina en 40 incrementos con 4.0 mm entre divisiones, con líneas de división principales marcada cada 5 divisiones y con números de incremento cada 10 divisiones. La construcción y exactitud del calibrador debe ser tal que la distancia entre las quijadas sea de 100 ± 0.25 cuando el indicador esté en cero.  2.2.4.  2.2. 4. C ompacta ompactador dor

Sera de material absorbente, como caucho de dureza media no o madera (robleabrasivo curado).niLaquebradizo, sección transversal debe ser rectangular, de unos 13x16 mm y una longitud entre 130 mm y 150 mm.

2.2. Procedimiento para la de determinación de la fluidez en morteros de cemento 2.2.1. Llenado del molde Se coloca el molde en el centro de la plataforma circular, se vierte en el molde una capa del mortero, de unos 25 mm de espeso, y se apisona con 20 goldes del compactador, uniformemente distribuidos; con una segunda capa de mortero, se llena totalmente el molde y se apisona como la primera capa. Posteriormente, se retira el exceso del mortero de la capa superior y se alisa la superficie por medio de una espátula.

2.3.2. Ensayo Lleno el molde, se limpia y se seca la plataforma de la mesa, teniendo cuidado de secar el agua que esta alrededor de la base del molde. Después de un (1) minuto de terminada la operación de mezclado, se retira el molde, levantándolo e inmediatamente se deja caer la mesa de flujo desde una altura de 12.7 mm 25 veces. Luego se mide el diámetro de la base de la muestra, por lo menos en cuatro puntos equidistantes y se calcula el diámetro promedio.

2.3.3. Interpolación de resultados 8

 

La fluidez es el aumento del diámetro de la muestra expresado como un porcentaje del diámetro de la base mayor del molde, según la siguiente formula.

  100  % =  −101.6 101.6  III.

MATERIALES E INSTRUMENTOS III.1.Materiales          



  



Cemento Portland  Agua Arena Gruesa  Bandejas  Gabera 

III.2.Instrumentos     





IV.

Balanza digital   Mesa de flujo 

METODOLOGÍA Se analizaron morteros con diferentes relaciones de agua/cemento y arena/cemento con el fin de determinar cómo estas variaciones afectan en la propiedad de fluidez de estos. En ensayo consiste en someter estos morteros al ensayo de “mesa de flujo”, denominado por el instrumento homónimo que es utilizado para determinar la propiedad de fluidez de morteros de cemento hidráulico. Se siguieron los siguientes pasos:  

Primero llenamos el molde. Se limpia y se seca la plataforma de la mesa de flujo, se coloca el molde en el centro, se vierte en el molde una capa del mortero que se requiere ensayar, de unos 2.5 cm de espesor, y se apisona con 20 golpes del compactador, uniformemente distribuidos; con una segunda capa de mortero, se llena totalmente el molde y se apisona como la primera capa. La presión del compactador, será la suficiente que asegure el llenado uniforme del molde. Se retira el exceso de mortero de la capa superior y se alisa la superficie por medio de una espátula.

9

 

FIGURA N°2:  N°2:  LLENAMOS EL MOLDE CON EL MORTERO

 

Ensayo. Se seca la plataforma de la mesa, teniendo cuidado de secar el agua que esta alrededor de la base del molde. Después de un (1) minuto de terminada la operación de mezclado, se retira el molde, levantándolo e inmediatamente se deja caer la mesa de flujo desde una altura de 1.27 cm (altura en la que ya viene posicionada la mesa de flujo) 25 veces en 15 segundos.

FIGURA N°3:  N°3:  HACIENDO USO DE LA MESA DE FLUJO.

 

Luego se mide el diámetro de la base de la muestra, por lo menos en cuatro puntos equidistantes y se calcula el diámetro promedio.

10

 

FIGURA

N°4:  N°4: 

MEDICION

DE

LOS

DIAMETROS DE CADA BASE

 

V.

La fluidez es el aumento del diámetro de la muestra, expresado como un porcentaje del diámetro de la base mayor del molde. Con la formula (), hallaremos el porcentaje de fluidez de cada mortero.

ANALISIS Basándonos en la norma ASTM C230 y con la relación de agua, cemento y arena es:   Inicialmente las siguientes proporcione proporcioness de cemento, arena y a agua, gua, 1: 2.75: 0.48.   Para realizar dicho ensayo, realizamos pruebas previas hasta obtener una fluidez (F) de 110+/-5%. Luego de realizar la mezcla se llevó el mortero a la mesa de sacudidas en el cual se registró 4 medidas de diámetro obtenidos, con los cuales se halla el 



diámetro promedio:

Diametro PProme Diametro romedio dio = ∅1+∅2+∅3+∅4   4 Diametroro OOrigin Diamet riginalal ddelel Molde Molde = 100m 100mmm 

Fórmula para determinar la fluidez: f luidez:

% de de Flu Fluididez ez = B −A A×100  Donde: B: Diámetro promedio  A: Diámetro del molde 11

 

1era. PRUEBA

Cemento

Arena

Agua

a/c

500

1375

240

0.48

)=147.75  Diametr Diam etroo Pr Prome omedio dio== (144+152+147+148 4 % de de Flu Fluididez ez = 147.75−100 100 ×100  % de Fluidez=47.75%  De dicho resultado decimos que no cumple con lo establecido en la norma, ya que la fluidez es menor que 105, lo que nos llevaría a decir que se trata de una pasta seca y poco trabajable, por lo tanto, nos vemos obligados a realizar un segundo ensayo 2da. PRUEBA

Cemento

Arena

Agua

a/c

500

1375

290

0.58

Diametro Promedio=(177+185+182+178 Promedio=(177+185+182+178 4 )=180.5  % de de Flu Fluididez ez = 180.5−100 100 ×100  % de Flui Fluide dezz = 80 80.5.5%%  De dicho resultado decimos que no cumple con lo establecido en la norma, ya que la fluidez es menor que 105, lo que nos llevaría a decir que se trata de una pasta ya no tan seca y algo más trabajable, pero no se llega a lo que exige la norma por lo tanto nos vemos obligados a realizar un tercer ensayo: 3era. PRUEBA

Cemento 500

Arena 1375

Agua 340

a/c 0.68

)=213.5  Diametro Promedio=(214+215+216+209 4 % de de Flu Fluididez ez = 213.5−100 100 ×100  % de Fluidez=113.5%  Este último resultado se encuentra dentro del rango de fluidez que es 110+/-5%, por lo tanto, decimos que dicho mortero tiene una cantidad de agua optima, además se puede decir que tiene una viscosidad adecuada para la trabajabilidad. 12

 

Para datos mayores a esta relación se observa que la pasta es más fluida y se sale del diámetro del molde. Tabla N° 1: Datos obtenidos en la práctica de laboratorio para determinar el porcentaje fluidez de los morteros ∅1() )

Relacion

 

∅2() )   ∅3()   ∅4()

Diametro Promedio(mm)

  %Fluidez

0.48 0.58

144 177

152 185

147 182

148 178

147.75 180.5

47.75 80.5

0.68

214

215

216

209

213.5

113.5

Grafica N°1: %Fluidez vs relacion a/c 140 120 100

    z     e       d       i     u       l      F       %

80 60

%Fluidez

40

Linear (%Fluidez)

20 0 0.48

0.58

0.68

Relacion a/c

Conforme se va aumentando la relación de agua/cemento la pasta se va volviendo más fluida, lo q significaría q es más trabajable hasta una cierta proporción proporción

VI.

CONCLUSIONES   Como se observa en los resultados resultad os a mayor proporcion agua/cemento y a una cantidad de arena constante, aumenta la fluidez del mortero.     El que presente la menor fluidez en los ensayos es la relación 0.48 y el de mayor fluidez es el de 0.68. 





VII.

RECOMENDACIONES   Cada material debe estar bien medido.   Procurar mezclar bien en seco y en humedo.

 



  Compactar bien, dejando la menor cantidad de vacios. 13

 

  Medir el diametro por lo menos dos veces para aproximarnos al valor real.



VIII.

BIBLIOGRAFIA Universidad Centroamericana “José Simeón Cañas”. (2003). DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE FRAGUADO INICIAL Y FINAL DEL CEMENTO. San Salvador: America Central. V.S. Ramachandran, J.J., (2001), Handbook of Analytical Techniques in Concrete Science and Technology , Bulding Materials and Sciences, primer edition.   edition.

ANEXOS

FIGURA N°5: LLENADO N°5: LLENADO DEL MOLDE

FIGURA N°6:  N°6:  MESA DE FLUJO MAS MLDE

NORMA TECNICA ASTM C 230

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