Formato para elaborar Guías de asignaturas teórico – prácticas
Enviado por SARA VALENTINA DIAZ ALVAREZ • 25 de Mayo de 2023 • Informes • 1.534 Palabras (7 Páginas) • 31 Visitas
Departamento de Ciencias Básicas Facultad de ingeniería | Formato para elaborar Guías de asignaturas teórico – prácticas | Código: CB03005 Página: de 10 |
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Facultad/ Programa: Ingeniería Industrial Ingeniería Civil Ingeniería de Sistemas y computación Ingeniería de Electrónica y Telecomunicaciones | Evaluación: × 𝟐 =_______________ ⁄𝟏𝟎𝟎% |
Asignatura: Química de materiales | Título: ¿Cómo medir el calor de hidratación del cemento? (2da parte) | Práctica: 7 | Versión: 005 |
Grupo: | Jornada: Diurna Nocturna | Fecha: / MM / AAAA | |
Nombres: | Códigos: |
Introducción[pic 4]
El cemento es un aglomerante que se obtiene tras calcinar una mezcla de piedra caliza, arcilla y mineral de hierro. Su importancia radica en que es el material de construcción más utilizado en el mundo, debido a sus propiedades como la resistencia a la compresión, la durabilidad, propiedades estéticas ya que antes de fraguarse presenta comportamiento plástico, también propiedades acústicas e hidráulicas debidas a la reacción de hidratación entre el cemento y el agua permite que el cemento hidratado de endurezca. Esta es precisamente la propiedad que se estudiara en la siguiente práctica.
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Objetivos y competencias
Objetivos de enseñanza
- Favorecer en el estudiante habilidades para el desarrollo de procesos experimentales relacionados con las reacciones químicas de hidratación del cemento.
Favorecer en el estudiante el desarrollo de competencias de pensamiento científico, desde el trabajo experimental en química de materiales.
Objetivos de aprendizaje
Relacionar las propiedades del cemento con el proceso químico de hidratación de este.
- Reconocer el tipo de reacciones químicas involucradas en la hidratación del cemento
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Marco de referencia El cemento siempre libera calor durante su proceso de endurecimiento. A esto se le conoce como calor de hidratación, un producto exotérmico que se obtiene al mezclarse con agua. Este fenómeno térmico se lleva a cabo, en primer lugar, en atención a sus relaciones proporcionales: es decir, a mayor cantidad de agua su ritmo de hidratación es más rápido, y, en este sentido, da como resultado un aumento en la liberación de calor (PCA, 1997). A primera vista, si las relaciones entre cemento y agua se encuentran indirectamente proporcionales, específicamente, si la cantidad de cemento es menor en comparación con la cantidad de agua, el aumento de calor, producto de su mezcla, es considerable. No obstante, en segundo lugar, la cantidad de calor que puede liberar una muestra varía también en función de su (1) constitución química (según la cantidad de cal, aluminato tricálcico y silicato bicálcico presente), (2) superficie específica (área de la superficie por unidad de masa), y (3) temperatura en el medio. De hecho, este último juega un papel muy importante: a mayor temperatura mayor es la velocidad de hidratación del cemento y, en efecto, la liberación de calor en menor tiempo (ídem). Sin embargo, hay muestras de cemento cuyos aditivos retrasan este proceso ocurrente en función de la temperatura. Por tanto, este fenómeno ocupa un lugar exclusivo en los campos de la ingeniería civil, a saber, por la expansión que sufre el cemento mientras se está endureciendo. Si una muestra con cantidades agua más altas que las del cemento, se expone, en exageración, a una temperatura del medio altamente considerable, como por ejemplo a 800 °C, el cemento sufrirá una contracción térmica y una restricción estructuralmente suficiente como para esperar fracturas eventuales. De este modo, conociendo aproximadamente los eventos que puede presentar una muestra de cemento-agua, los ingenieros deben estar atentos a la cantidad de calor producido con el fin de tomar acciones que permitan su reducción; entre las cuales predomina aislar térmicamente la mezcla evitando su exposición a la temperatura del medio ambiente, o colocar la mezcla en condiciones frías donde, en efecto, el calor de hidratación da lugar a una temperatura de curado óptima, permitiendo lograr la fuerza estructural requerida de acuerdo con el lugar de construcción. |
Materiales y reactivos |
Materiales | Reactivos | ||
2 crisoles 1 mortero 1 balanza 1 desecador 1 mufla | 1 muestra de cemento seco (25 g) 1 muestra de cemento hidratado (25 g) |
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Procedimiento
- ¿Cómo determinar el calor de hidratación de una muestra de cemento seco e hidratado?
Pérdida por ignición:
Muestra de cemento seco:
- Tomar la masa de un crisol y luego adicione 100 g de una muestra de cemento seco. Llevar a la mufla y calcinar a 800 °C por 10-12 horas.
- Después, llevar la muestra calcinada a un desecador y dejar enfriar a temperatura ambiente. Luego pesar el crisol con la muestra rápidamente.
Muestra cemento hidratado:
- Tomar la masa de un crisol y luego adicione 100 g de una muestra de cemento hidratado. Llevar a la mufla y calcinar a 800 °C por 10-12 horas.
- Después, llevar la muestra calcinada a un desecador y dejar enfriar a temperatura ambiente. Luego pesar el crisol con la muestra rápidamente.
Cálculo de calor de hidratación
- Masa de la muestra calorimétrica, en base inflamada
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Wi = masa (g) de la muestra calorimétrica, en base inflamada.
A = masa (g) de la muestra inflamada.
B = masa (g) de la muestra antes de la ignición.
W= masa (g) de la muestra colorimétrica (muestra hidratada).
- Cálculo calor de disolución del cemento seco. Se calculó de la siguiente manera:
Cemento seco:
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H1= calor de disolución (kJ/kg) del cemento seco.
R = aumento de temperatura corregido (°C).
C = capacidad calorífica (kJ/°C).
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