Fraguado del Yeso

Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ciencias

Área de Química General

Laboratorio de Química para Ingeniería Civil

Práctica No. 2

Fraguado del Yeso

Nombre: Vivian Jennevier Morán Cabrera                Registro Académico: 201701352

Instructor: Daniel Arbizú                                Sección de laboratorio: B3

Fecha de realización: 28/02/2020                        Fecha de entrega: 13/03/2020

RESUMEN

        La práctica Fraguado del yeso se llevó a cabo con el objetivo de analizar el efecto que tenía la temperatura en función del tiempo de fraguado a diferentes temperaturas con el uso de aditivos utilizando como acelerante cloruro de sodio y retardante, sacarosa. Para así poder generar un modelo matemático que relacionará la temperatura en función del tiempo de fraguado.

        Se calcularon los tiempos realizando tres muestras de yeso con temperaturas del agua a 10°C, 35°C, 50°C y temperatura ambiente tomando el tiempo inicial de la mezcla, el tiempo final 1 con prueba de la espátula y el tiempo final 2 con prueba de la huella y así obtener el tiempo real del fraguado, también se realizó el mismo procedimiento con el efecto de los aditivos.

        Se determinó que a medida que aumenta la temperatura disminuye el tiempo del fraguado mediante la liberación de calor en la reacción ayuda al fraguado del yeso. Y el uso de acelerantes, disminuyen el tiempo de fraguado y el uso de retardantes aumenta el tiempo del fraguado.

        La práctica se realizó con una temperatura ambiente de 24°C.         

RESULTADOS

Figura I. “Temperatura en función del tiempo del fraguado con modelo lineal”

[pic 1]

Fuente: Elaboración propia, 2020.

Tabla I.” Modelo matemático lineal de temperatura en función del tiempo del fraguado”

Fuente: Elaboración propia, 2020.

Figura II. “Temperatura en función del tiempo de fraguado con modelo polinomial”

[pic 2]

      Fuente: Elaboración propia, 2020.

Tabla II. “Modelo matemático polinomial de temperatura en función

del tiempo de fraguado”

                       Fuente: Elaboración propia, 2020.        

Tabla III. “Promedio de tiempo, desviación estándar y coeficiente de

variación del tiempo de fraguado”

        Fuente: Elaboración propia, 2020.

Tabla IV. “Promedio de tiempo de fraguado, desviación estándar y coeficiente de variación de tiempo de fraguado con aditivos”.

    Fuente: Elaboración propia, 2020.

Imagen I. “Galletas experimentales del efecto de la temperatura del agua y uso de aditivos en el fraguado”

[pic 9]

  Fuente: Elaboración propia, 2020.

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

        La finalidad del presente informe fue analizar el efecto que tiene la temperatura del agua de mezcla y el uso de aditivos en el fraguado generando un modelo matemático que relacionará el descenso de la temperatura en función del tiempo del fraguado.

        En las tablas I y II se observa que el modelo matemático que se obtuvo de las gráficas tiene fallos en los datos por cuestión de error de toma de datos en las diferentes corridas que se realizaron por qué el valor de R2 no es tan exacto por ser lejano a 1 por la dispersión de los datos.        

La figura I y II reflejan un aumento en el tiempo a medida que la temperatura disminuye ya que con el aumento de temperatura aumenta la solubilidad debido a que el yeso hemihidratado (CaSO4. ½ H2O) es poco estable en presencia de humedad provoca una reacción exotérmica que mediante la liberación de calor ayuda al fraguado del yeso.

En la tabla III el tiempo de fraguado a temperatura ambiente (24°C) fue el más alto ya qué al hidratar el yeso hemihidratado se puede elevar la temperatura hasta 20ºC por encima de la temperatura ambiente logrando un endureciendo en un tiempo de 3 a 6 minutos debido a la reacción exotérmica provocada por el agua (SMITH, William, 2006). En dicha tabla en las temperaturas tuvieron una buena precisión ya que no hubo una variación considerable del tiempo de fraguado entre las diferentes muestras.

        Los aditivos aceleradores y retardadores se utilizan deliberadamente para controlar el tiempo de fraguado.        En la tabla IV se observa que con el uso del acelerante (NaCl) disminuyó el tiempo de fraguado en comparación con el tiempo sin aditivos. Un acelerante disminuye el tiempo de fraguado, pero perjudica la consistencia del yeso, ya que éste pierde menor cantidad de agua que un fraguado normal, crea núcleos donde el material se concentra con mayor facilidad y debido a que el yeso en presencia de sales incrementa su solubilidad. Y en el caso del retardante (sacarosa) aumentó el tiempo de fraguado. Un retardante mejora la consistencia del yeso, el fraguado se produce más lentamente ya qué dispersa algunos núcleos de yeso en el fraguado con lo le cuesta más fraguar (SMITH, William, 2006).

CONCLUSIONES

1. Se determinó que al aumentar la temperatura de debe obtener un menor tiempo de fraguado.

1. Los modelos matemáticos que se obtuvieron no fueron confiables por el valor de coeficiente de correlación en el momento de la toma de datos.

1. Se determinó que al agregar acelerantes a la mezcla del yeso acelera el tiempo de fraguado porque el yeso en presencia de sales incremente su solubilidad.

1. Se determinó que los retardantes disminuyen el tiempo de fraguado ya que se dispersan los núcleos de yeso que se quieren cristalizar.

PROCEDIMIENTO

Para determinar el efecto de la temperatura del agua al tiempo de fraguado  

1. Se pesó 10 gramos de yeso en la balanza.
2. Se calentó una muestra de agua de grifo de 50 mL hasta que llego a los 50°C.
3. Se midió 10 mL del agua caliente a 50°C.
4. Se agregó en un beacker el agua y seguidamente se agregó el yeso.
5. Se mezclaron las sustancias por un minuto a una velocidad constante.
6. Se dibujó en el panel de vidrio, con marcador, una tabla; según lo indicó el instructor. Para colocar tres medidas de la mezcla en el panel con la espátula, según la temperatura del agua de mezcla.  
7. Se anotó el tiempo que tardaron las muestras para empezar el fraguado.
8. Se anotó el tiempo donde la muestra empiezo el proceso de endurecimiento.
9. Se repitió todo el proceso con agua de grifo a 35°C, ambiente y a 10°C.

Efecto de los aditivos al tiempo de fraguado.

1. Se pesó 20 gramos de yeso en la balanza.
2. Se midió 20 mL del agua a temperatura ambiente.
3. Se pesó 1 gramo de cloruro de sodio.
4. En un beacker se agregó el agua, el cloruro de sodio y por último se agregó el yeso.
5. Se mezclaron las sustancias por un minuto a una velocidad constante.
6. Se colocaron tres medidas en forma circular con una espátula o cuchara, de la mezcla en el panel de vidrio, en el área asignada y se empezó a medir el tiempo con un cronómetro.
7. Se anotó el tiempo que tardaron las muestras para empezar el fraguado, determinado empíricamente cuando se hizo la prueba con la espátula.
8. Se anotó el tiempo donde la muestra empezó el proceso de endurecimiento.
9. Se repitió el proceso agregando sacarosa.

HOJA DE DATOS ORIGINALES

[pic 10]

MUESTRA DE CÁLCULO

Determinación del Tiempo de Fraguado

Los tiempos de fraguado se determinaron con la resta del tiempo de fraguado final 1 (prueba de la espátula) y el tiempo final 2 de endurecimiento (prueba de la huella).

[  (1)[pic 11]

Dónde:

Tiempo de fraguado (min)  [pic 12]

 Tiempo final de fraguado (prueba de la espátula) (min)[pic 13]

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