Propiedades del cemento

Propiedades del cemento

El cemento, un material de unión popular, es un material de ingeniería civil muy importante. En el presente proyecto, se brinda una información general acerca de las propiedades físicas y químicas del cemento.

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1. Propiedades físicas del cemento

Las diferentes mezclas de cemento utilizadas en la construcción se caracterizan por sus propiedades físicas. Algunos parámetros clave controlan la calidad del cemento. Las propiedades físicas de un buen cemento se basan en:

• Finura del cemento
• Solvencia
• Consistencia
• Fuerza
• Ajuste de tiempo
• Calor de hidratación
• Pérdida de ignición
• Densidad aparente
• Gravedad específica (densidad relativa)

Estas propiedades físicas se analizan en detalle en el siguiente    segmento. Además, encontrará los nombres de prueba asociados con estas propiedades físicas

1. Finura del cemento

El tamaño de las partículas del cemento es su finura. La finura requerida de un buen cemento se logra mediante la molienda del Clinker en el último paso del proceso de producción de cemento. Como la tasa de hidratación del cemento está directamente relacionada con el tamaño de partícula del cemento, la finura del cemento es muy importante.

1. Solidez del cemento

La solidez se refiere a la capacidad del cemento para no encogerse al endurecerse. El cemento de buena calidad retiene su volumen después del fraguado sin dilatación tardía, que es causada por el exceso de cal libre y magnesia.

Pruebas:

La falta de solidez del cemento puede aparecer después de varios años, por lo que las pruebas para garantizar la solidez deben poder determinar ese potencial.

• Prueba de Le Chatelier

Este método, realizado mediante el uso del aparato Le Chatelier, prueba la expansión del cemento debido a la cal. La pasta de cemento (consistencia normal) se toma entre portaobjetos de vidrio y se sumerge en agua durante 24 horas a 20 + 1 ° C. Se saca para medir la distancia entre los indicadores y luego se devuelve bajo el agua, se hierve en 25-30 minutos y se hierve durante una hora. Después de enfriar el dispositivo, la distancia entre los puntos indicadores se mide nuevamente. En un cemento de buena calidad, la distancia no debe exceder los 10 mm.

• Prueba de autoclave

La pasta de cemento (de consistencia normal) se coloca en una autoclave (recipiente de vapor a alta presión) y se lleva lentamente a 2,03 MPa, y luego se mantiene allí durante 3 horas. El cambio en la longitud de la muestra (después de llevar gradualmente la autoclave a temperatura y presión ambiente) se mide y se expresa en porcentaje. El requisito para el cemento de buena calidad es un máximo de 0,80% de expansión en autoclave. 
Prueba estándar de autoclave : AASHTO T 107 y ASTM C 151 : Expansión de autoclave de cemento Portland.

1. Consistencia del cemento

La capacidad de la pasta de cemento para fluir es la consistencia.

Se mide por la prueba de Vicat .

En la prueba de Vicat, se toma pasta de cemento de consistencia normal en el aparato Vicat. El émbolo del aparato se baja para tocar la superficie superior del cemento. El émbolo penetrará el cemento hasta cierta profundidad dependiendo de la consistencia. Se dice que un cemento tiene una consistencia normal cuando el émbolo penetra 10 ± 1 mm.

1. Resistencia del cemento

Se miden tres tipos de resistencia del cemento: compresivo, de tracción y de flexión. Varios factores afectan la resistencia, como la relación agua-cemento, la relación cemento-agregado fino, las condiciones de curado, el tamaño y la forma de una muestra, la forma de moldeo y mezcla, las condiciones de carga y la edad. Al probar la resistencia, se debe considerar lo siguiente:

• La resistencia del mortero de cemento y la resistencia del concreto de cemento no están directamente relacionadas. La resistencia del cemento es simplemente una medida de control de calidad.
• Las pruebas de resistencia se realizan en mezcla de mortero de cemento, no en pasta de cemento.
• El cemento gana fuerza con el tiempo, por lo que debe mencionarse el tiempo específico de realización de la prueba.

1. Fuerza compresiva

Es la prueba de fuerza más común. Se toma una muestra de prueba (50 mm) y se somete a una carga de compresión hasta el fallo. La secuencia de carga debe ser de 20 segundos y 80 segundos.

Pruebas estándar:

1. AASHTO T 106 y ASTM C 109 : Resistencia a la compresión de los morteros de cemento hidráulicos (utilizando muestras de cubos de 50 mm o 2 pulg.)
2. ASTM C 349 : Resistencia a la compresión de los morteros de cemento hidráulicos (utilizando porciones de prismas rotos en flexión)

1. Resistencia a la tracción

Aunque esta prueba solía ser común durante los primeros años de producción de cemento, ahora no ofrece ninguna información útil sobre las propiedades del cemento.

Fuerza flexible

Esto es en realidad una medida de la resistencia a la tracción en flexión. La prueba se realiza en una viga de mortero de cemento de 40 x40 x 160 mm, que se carga en su punto central hasta el fallo.

Prueba estándar:

1. ASTM C 348 : Resistencia a la flexión de los morteros de cemento hidráulico

1. Tiempo de fraguado del cemento

El cemento se endurece y endurece cuando se agrega agua. Este tiempo de fraguado puede variar dependiendo de múltiples factores, como la finura del cemento, la relación cemento-agua, el contenido químico y los aditivos. El cemento utilizado en la construcción debe tener un tiempo de fraguado inicial que no sea demasiado bajo y un tiempo de fraguado final no demasiado alto. Por lo tanto, se miden dos tiempos de fraguado:

• Conjunto inicial: cuando la pasta comienza a endurecerse notablemente (generalmente ocurre dentro de 30-45 minutos)
• Conjunto final: cuando el cemento se endurece, poder sostener algo de carga (ocurre por debajo de 10 horas)

Nuevamente, el tiempo de fraguado también puede ser un indicador de la tasa de hidratación.

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