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    Informe de Laboratorio Tiempo de Fraguado Del Cemento Hidrauilico

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    INFORME DE LABORATORIO TIEMPO DE FRAGUADO DEL CEMENTO HIDRAUILICO

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    Estudiante: Andrés Felipe Liévano Jaimes

    Programa: Ingeniería Civil


    Código: 01210201061
    Curso: Diseño de elementos estructurales
    Docente: José Daniel Ardila Rey

    1. Título de la práctica.

    MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL TIEMPO DE FRAGUADO DEL


    CEMENTO HIDRAUILICO MEDIANTE AGUJA DE VICAT

    2. Introducción.

    El tiempo por definición es un recurso es un factor clave en la industria de la


    construcción y está asociado a un recurso escaso, finito y medible, por lo cual se puede
    controlar, entendiendo que un mayor tiempo de ejecución de las obras se traduce en
    sobrecostos en el proyecto. Es por ello que es de vital importancia conocer el tiempo de
    fraguado del cemento hidráulico utilizado en obra, puesto que de ello dependerá hacer
    una buena planificación y programación del proyecto en general.
    El tiempo de fraguado se determina observando la profundidad de penetración de una
    aguja dentro de una pasta de cemento con consistencia normal, hasta alcanzar una
    profundidad específica. El tiempo inicial de fraguado se determina con el aparato de
    Vicat por medio de una aguja normalizada de 50 mm de longitud y 1 mm de diámetro.
    Hace referencia al tiempo comprendido desde que se mezclaron el agua y el cemento,
    hasta el momento en el cual la aguja penetró una profundidad de 25 mm en la superficie
    de la pasta con consistencia normal.
    Por otra parte, el tiempo final de fraguado, se determina mediante la marca de una
    huella del accesorio en forma de campana, del émbolo del aparato de Vicat. Hace
    referencia al tiempo final comprendido desde que se mezclaron el agua y el cemento
    hasta el momento en que la campana no deja huella circular completa sobre la
    superficie de la pasta de cemento con consistencia normal.
    El tiempo inicial de fraguado es de gran importancia porque es el tiempo que tiene el
    constructor para que la mezcla sea trabajable. Por otra parte, el tiempo final de
    fraguado indica el momento en el cual se debe empezar el proceso de curado del
    concreto, con el fin de evitar que éste se fisure, posea mayor durabilidad y desarrollo de
    la resistencia.
    El tiempo de fraguado es determinado experimentalmente a través del aparato de Vicat
    por medio de una aguja larga con dimensiones de 50 mm y 1 mm de diámetro. Hace
    referencia al tiempo comprendido desde la mezcla del agua y el cemento hasta que la
    aguja registre una penetración de 25 mm sobre la superficie de la pasta con consistencia
    normal.
    El tiempo final de fraguado es determinado con el extremo del accesorio de campana
    desde la mezcla del agua con el cemento hasta que éste no marque una huella completa
    sobre la superficie de la pasta con consistencia normal.
    Cabe destacar que el tiempo de fraguado del cemento está estandarizado por la norma
    NTC 121, en cuanto a garantizar un cemento de buena calidad para su uso en la
    construcción. De igual forma, el ensayo de tiempo de fraguado permite identificar la
    respuesta al fraguado en mezclas con determinadas combinaciones de cemento o con
    alguna adición mineral o aditivos.

    2.1 Marco Teórico.

    Fraguado: Corresponde al proceso de endurecimiento y pérdida de plasticidad de una


    mezcla de concreto, producto de la reacción química entre el agua y el cemento hasta
    convertirse en una masa sólida y resistente.
    Tiempo inicial de fraguado en minutos: Hace referencia al tiempo comprendido
    desde que se realiza la mezcla del agua y el cemento hasta el momento en que la aguja
    penetra 25 mm sobre la superficie de la pasta con consistencia normal.
    Tiempo final de fraguado en minutos: Hace referencia al tiempo transcurrido desde
    que se realiza la mezcla del agua y el cemento, hasta el momento en el cual el accesorio
    de campana no marque una huella circular completa sobre la superficie de la pasta de
    cemento.
    3. Objetivos.

    3.1 Objetivos Generales.


    ▪ Determinar el tiempo de fraguado del cemento hidráulico mediante aguja de Vicat.
    ▪ Analizar la influencia de la consistencia del cemento en su rendimiento y aplicaciones
    prácticas en la construcción.
    ▪ Validar la precisión y reproducibilidad del método utilizado para determinar el
    tiempo de fraguado del cemento.

    3.2 Objetivos específicos.


    ▪ Elaborar especímenes de prueba según los procedimientos presentados en
    las normas presentadas.
    ▪ Acoplar datos obtenidos del ensayo de consistencia del cemento hidráulico
    para encontrar puntos óptimos de agua para el cemento en este ensayo.
    ▪ Conocer acerca de la utilización del aparato Vicat y su importancia para
    métodos de ensayo en la construcción de pavimentos hidráulicos.

    4. Metodología.

    4.1 Equipo y herramientas.

    ▪ Cemento Portland (650g).


    ▪ Agua.
    ▪ Mezcladora.
    ▪ Balanza de 0,1g de precisión y contrapeso.
    ▪ Aparato de Vicat.
    ▪ Espátula.
    ▪ Palustre.
    ▪ Probeta graduada.
    ▪ Cronometro.
    ▪ Vaso de precipitado.
    Aparato de Vicat.
    4.2 Condiciones.

    ▪ Las balanzas deben cumplir los siguientes requisitos: La variación permitida para
    medir la masa no debe ser mayor a 0,1%.
    ▪ La tolerancia de las pesas para medir la masa de 650g es de +- 50mg o 100mg cuando se
    estén utilizando pesas o balanzas nuevas o en servicio.
    ▪ Las probetas preferiblemente deben tener una capacidad que permita medir el agua de
    amasado en una sola operación. Deben tener una capacidad de 200 ml o 250 ml y estar de
    acuerdo con los requisitos de la NTC 3938
    ▪ (ASTM C 490).
    ▪ La temperatura ambiente en la sala de trabajo, la zona de mezclado debe mantenerse entre
    20C y 27,5C. La temperatura del agua de amasado deber ser de 23+- 2. La humedad
    relativa en la sala de trabajo debe ser mayor del 50 %. La construcción de la
    cámara húmeda debe ser de tal forma que facilite el almacenamiento de las muestras de
    ensayo a una humedad relativa mayor del 90 %.
    ▪ Deben mezclarse 650 g de cemento con el porcentaje de agua de amasado requerido
    para la consistencia normal, siguiendo el procedimiento descrito en la NTC 110 (ASTM C
    187) y
    en la NTC 112 (ASTM C 305).
    ▪ El aparto de Vicat también puede estar constituido por un vástago no reversible, pero en
    este caso debe tener un dispositivo de compresión de su peso que permita cambiar el
    embolo por la aguja. Adicionalmente, el aparato de Vicat debe cumplir con los
    siguientes requisitos:

    Tabla 1.

    ▪ Las variaciones permisibles de las pesas de uso para pesaje de cemento, deben ser las
    descritas en la Tabla 2. Las variaciones permisibles en pesas nuevas deben ser la mitad de
    los valores de la Tabla 2.
    Tabla 2.

    4.3 Procedimiento.

    Paso 1.
    Utilización de la misma masa de cemento hidráulico(650g) con consistencia normal.
    Paso 2.
    Se moldea la pasta en el anillo se pone en una cámara húmeda para que empiece el
    fraguado.
    Paso 3.
    Después de 30 minutos se realizan las lecturas de penetración de la aguja de 1mm en la
    pasta de cemento.

    Lectura Inicial.

    Paso 4.
    Continuamos lecturas cada 15 minutos de la primera lectura.
    Paso 5.
    Para cada lectura se coloca la aguja sobre la superficie de la pasta, se coloca el indicador en
    0 o se registra una lectura inicial.

    Paso 6.
    En la lectura inicial se libera el émbolo que desciende durante 30 segundos.

    Paso 7.
    Realizamos cada ensayo como mínimo a una distancia de 5mm a cualquier penetración
    anterior y por lo menos a 10mm del lado interno del molde.

    Lectura final.
    5. Tablas y Valores.

    Vicat
    Hora de inicio Tiempo trascurrido(min) Penetración(mm)
    8:30 0 -
    9:08 30 42
    9:23 45 41
    9:38 60 41
    9:53 75 42
    10:08 90 41
    10:23 105 41
    10:38 120 40
    10:53 135 97
    11:08 150 91
    11:23 165 5
    11:38 180 3
    11:53 195 1
    12:08 210 0
    6. Cálculos.

    ▪ Fórmula para calcular el tiempo de fraguado inicial Vicat con una aproximación de
    1 minuto:

    (H - E)
    [( ) *X(C - 25)] + E
    (C - D)

    Donde:
    E= tiempo en minutos de la última penetración mayor que 25mm.
    H= tiempo en minutos de la primera penetración menor que 25mm.
    C= lectura de penetración al tiempo E.
    D= lectura de penetración al tiempo H.
    .
    Tiempo de fraguado inicial Vicat.

    (165min − 150min)
    [( ) ∗ (91mm − 25mm)] + 150min = 𝟏𝟔𝟏, 𝟓𝟏𝟏𝐦𝐢𝐧.
    (91mm − 5mm)

    7. Análisis de resultados.

    7.1 Resultado analítico.


    Durante el ensayo de laboratorio pudimos observar que el comportamiento de la pasta de
    cemento hidráulico tuvo variaciones entre el tiempo transcurrido y las medidas de
    penetración del mismo, pues de los datos obtenidos se pudo evidenciar que durante el
    periodo de tiempo de las 8:30am hasta las 10:38am las medidas de penetración tuvieron un
    promedio de 41,14mm es decir que en las 2 primeras horas el contenido de agua y la
    plasticidad del cemento eran significativos y durante el periodo que constataron las horas
    de 11:2am a 12:08am las medidas de penetración tuvieron un promedio de 3mm es decir
    que en ese punto ya se estaba presentando el fraguado o la perdida significativa de agua en
    la masa.
    7.2 Resultado gráfico.
    Por medio de la gráfica “Penetración vs Tiempo” vemos que existe una fluctuación
    mayormente en la penetración a medida que transcurre el tiempo, se puede observar que
    durante los primeros 100 minutos los valores de penetración son uniformes mientras
    que en un lapso de 30 minutos se presenta una elevación en los valores de penetración y
    después más o menos en 60 minutos vuelve a tener medidas mas bajas pero uniformes
    sin variación abrupta alguna.

    8. Conclusiones.

    Conclusiones del informe de laboratorio sobre el método de ensayo para determinar el


    tiempo de fraguado del cemento:

    ▪ El método de ensayo utilizado para determinar el tiempo de fraguado del cemento


    ha demostrado ser efectivo y preciso en la medición de este parámetro crucial en la
    industria de la construcción.
    ▪ Se observó una correlación directa entre las condiciones de temperatura y humedad
    del ambiente y el tiempo de fraguado del cemento. Las muestras expuestas a
    condiciones más cálidas y húmedas experimentaron un fraguado más rápido en
    comparación con las expuestas a condiciones más frías y secas.
    ▪ La utilización de diferentes tipos de cemento reveló variaciones en los tiempos de
    fraguado, lo que resalta la importancia de considerar las características específicas
    del cemento utilizado en un proyecto de construcción.
    ▪ Los resultados obtenidos brindan información crucial para la planificación y
    ejecución de actividades de construcción, permitiendo un mejor control del tiempo
    de fraguado del cemento y, por ende, una optimización en la gestión de los recursos
    y la calidad de la obra.
    ▪ Se recomienda la aplicación de este método de ensayo en la evaluación de la calidad
    del cemento utilizado en proyectos de construcción, ya que proporciona datos
    confiables y reproducibles que son fundamentales para garantizar la durabilidad y
    resistencia de las estructuras.
    ▪ Futuras investigaciones podrían centrarse en la influencia de aditivos y mezclas de
    cemento en el tiempo de fraguado, así como en la optimización de los
    procedimientos de ensayo para mejorar su eficiencia y precisión.
    9. Referencias y bibliografía.

    (S/f). Studocu.com. Recuperado el 7 de marzo de 2024, de


    https://www.studocu.com/co/document/universidad-del-cauca/hidraulica/metodo-de-
    ensayo-para-determinar-el-tiempo-de-fraguado-del-cemento-hidraulico-mediante-el-
    aparato-de-vicat-ntc-118/18233574

    (S/f-b). Recuperado el 7 de marzo de 2024, de


    http://file:///C:/Users/user/Downloads/GUIA%20PRACTICA%202%20(1).pdf

    (S/f-c). Recuperado el 7 de marzo de 2024, de


    http://file:///C:/Users/user/Downloads/NORMA_TECNICA_NTC_COLOMBIANA_118_
    METODO%20(1).pd

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