1 Propiedades Generales de Los Materiales

7/18/2019 1 Propiedades Generales de Los Materiales

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1 PROPIEDADES GENERALES DE LOS MATERIALES

1.- Explicar la diferencia entre ductilidad y maleabilidad.

Respuesta:Ductilidad es la capacidad para deformarse plásticamente por esfuerzos de tracción para obtener alambreso hilos.Maleabilidad es la capacidad para deformarse plásticamente bajo esfuerzos de compresión para formar

forjados o laminados.

2.- Explicar las diferencias entre plasticidad y fragilidad.Respuesta:Plasticidad es la aptitud para generar deformaciones irreversibles. Un material plástico es capaz dedeformarse bastante antes de llegar al colapso.Fragilidad es la aptitud por la que se llega al colapso sin haberse producido deformación plástica. Esdecir, es una propiedad opuesta a la plasticidad.

3.- En una pared se han obtenido condiciones de transporte de calor estacionarias. Calcular K2 yK3 si se sabe que K1 = 0.13 Kcal / m*°C*h.

Condiciones estacionarias = El Flujo deCalor es igual para los tres materiales

Respuesta:Calculamos para 1 m².Parte 1:Q1/t = K1*(T1-T2)*S/e = 0.13* (17-14)*1/0.08 = 4.875 Kcal/hParte 2:Q2/t = K2*(T2-T3)*S/e K2 = 4.875*0.12/ (14- (-5))*1 = 0.031 Kcal/m*°C*hParte 3:Q3/t = K3*(T3-T4)*S/e K3 = 4.875*0.08/ (-5- (-7))*1 = 0.195 Kcal/m*°C*h

4.- Indica cuales son las densidades que más se utilizan en la dosificación de hormigones y explicacómo se determinan.

Respuesta:

Peso Específico del cemento, (es una densidad absoluta) y se determina con el frasco de Le Chatelier pordesplazamiento de volumen de un liquido que no reacciona con el cemento (kerosene) utilizandoaproximadamente 60 gramos de cemento.Peso Específico de los agregados (densidad aparente o bulk en la que se toman en cuenta los huecosaccesibles e inaccesibles), se determina saturando los agregados por 24 horas para determinar el pesosaturado superficialmente seco, el volumen se determina con el principio de Arquímedes o con el frasco deLe Chatelier.Pesos Unitarios de los agregados (densidades de conjunto) ya sea sueltos o compactados, se determinanutilizando un recipiente de volumen conocido.

5.- Explica la diferencia entre Pesos Unitarios y Pesos Específicos.Respuesta:

Pesos Unitarios son las relaciones entre el peso del material granular de que se trate y el volumen delrecipiente que contiene ese peso de material, es decir, en este volumen se toman en cuenta los huecosentre las partículas. Los pesos unitarios varían con el grado de compactación del material. Se distinguenlos pesos unitarios sueltos y los pesos unitarios compactados.Pesos Específicos son las relaciones entre el peso de las partículas y el volumen de las mismas. En funcióndel volumen que se considere, es decir tomando en cuenta o sin tomar en cuenta los huecos accesibles einaccesibles, se obtienen los diferentes tipos de pesos específicos. El más utilizado es el peso específico

aparente (bulk) que es la relación entre el peso de las partículas y su volumen total, es decir el volumenque incluye los huecos accesibles e inaccesibles.

6.- Explique todos los tipos de densidades que se pueden definir en un agregadoRespuesta:Densidad Absoluta: Es la relación entre la masa de una partícula y el volumen de su parte sólida, es decir,sin tomar en cuenta los huecos accesibles o inaccesibles. Se determina pulverizando el materialDensidad Real o Relativa: Es la relación entre la masa de una partícula y el volumen de su parte sólida másel volumen de sus huecos inaccesibles.Densidad Aparente: Es la relación entre la masa de una partícula y el volumen total, es decir, el volumende su parte sólida más el volumen de sus huecos inaccesibles más el volumen de sus huecos accesibles.Es lo que en ingles se denomina “bulk”. Densidad de conjunto: Es la relación entre la masa de un conjunto de partículas y el volumen del recipienteque las contiene, es decir se incluye en este volumen, el volumen ocupado por los huecos entre las

partículas. Se denomina usualmente: Peso Unitario y puede ser suelto o compactado.7.- Explica la diferencia entre Permeabilidad, Capilaridad y Porosidad.



Respuesta:Permeabilidad: Es la facilidad que presenta un material para dejarse atravesar por un líquido por diferenciade presiones entre dos caras del material. Es una función del radio medio de los poros.Capilaridad: Es la propiedad por la cual un líquido penetra y asciende por los poros de un material portensión superficial. La absorción capilar es inversamente proporcional al diámetro de los poros. Esimprescindible que el líquido moje al material sólido.Porosidad: Es la relación entre el volumen de huecos en un material y el volumen total del mismo.

8.- Explica lo que entiendes por Superficie Específica.

Respuesta:

Superficie específica es el área superficial de las partículas de un material por unidad de masa. A menortamaño de las partículas del material mayor será la superficie específica.

9.- Explica las diferencias entre: Densidad absoluta, densidad relativa, densidad aparente y densidadde conjunto o peso unitario.Respuesta:Densidad Absoluta.- Es la masa que tiene la unidad de volumen, en donde el volumen es referido a la partesólida del material con exclusión de todos los huecos.Densidad Relativa.- o real, es la relación mencionada, en donde el volumen se refiere al de la parte sólidamas los huecos inaccesibles, sin los huecos accesibles.Densidad Aparente.- o elemental, el volumen se refiere al total de la muestra o sea incluidos todos los

huecos accesibles e inaccesibles.Densidad de conjunto o Peso unitario.- donde el volumen se refiere al volumen de conjunto, es decir elvolumen total incluidos los huecos entre las partículas, es decir, el volumen del recipiente que contiene almaterial.

10.- Explica el principio de dos métodos para la determinación de la finura de un material.

Respuesta:El ensayo de finura “Blaine” sirve para medir la finura del material en términos de su superficie específicaexpresada en cm²/gr. La finura es una propiedad importante en los aglomerantes puesto que representa laeficiencia en su proceso de hidratación.El ensayo de finura “Blaine” mide la superficie específica por comparación con una muestra patrón desuperficie específica conocida. El principio es el siguiente: se deja pasar una cantidad de aire por medio deuna muestra compactada de material (porosidad establecida) y se mide el tiempo en que esta cantidad deaire pasa por la muestra, mientras más fino sea el material, mayor tiempo tardará el aire en atravesar la

muestra.Otro método para determinar la finura de una material es el tamizado que puede ser seco o húmedo. Elprincipio consiste en hacer pasar el tamiz por una serie de tamices de tamaños preestablecidos y luegopesar el material retenido en cada tamiz y expresarlo como porcentaje del peso total del material.

11.-¿Qué es superficie específica y como influye una mayor superficie específica en la conducta deun material con el agua?Respuesta:

Superficie específica es el área superficial que presenta un material al exterior por unidad de masa. Esdecir es el área que toma contacto con el ambiente que rodea al material. Se expresa en cm²/gr. Si elmaterial reacciona con el agua, esta superficie determina la velocidad de reacción. A mayor superficieespecífica, mayor velocidad de reacción. Si el material tiende a atraer el agua por adsorción, una mayorsuperficie específica implica una mayor adsorción de agua.

12.- ¿A qué se llama cohesión?Respuesta:Cohesión es la fuerza que mantiene unidas entre si a las diferentes partículas de un material. Gracias aella, un material presenta resistencia a ser roto. La cohesión es grande en los sólidos, pequeña en loslíquidos y casi nula en los gases.

13.- ¿Cuál es la diferencia entre porosidad absoluta y porosidad relativa?

Respuesta:

Porosidad absoluta es la relación entre el volumen total de huecos y el volumen total de la muestra Porosidad relativa es la relación entre el volumen de huecos accesibles y el volumen total de la

muestra

14.- ¿Cuál es la diferencia entre porosidad y oquedad?Respuesta:



Porosidad es la relación entre el volumen de huecos y el volumen total de una partícula en tanto queoquedad es un concepto referido a materiales granulares y significa la relación entre el volumen de huecosentre los granos y el volumen de conjunto del material.

15.- ¿A qué se llama compacidad? ¿Cuál es la diferencia entre compacidad total, compacidadrelativa y compacidad de conjunto?

Respuesta:Compacidad es el complemento de porosidad, es decir: la relación entre el volumen de material sólido y elvolumen total de la partícula o del conjunto de partículas. Compacidad total es la relación entre el volumende material sólido y el volumen total de una partícula. Compacidad relativa es la relación entre el volumende la parte impermeable de una partícula (parte sólida + huecos inaccesibles) y el volumen total de la misma.Compacidad de conjunto: se refiere a un conjunto de partículas y es la relación entre el volumen total delmaterial y su volumen de conjunto (es decir el volumen incluyendo los huecos entre las partículas).

16.- ¿Cuál es la diferencia entre dureza y cohesión?Respuesta:

Dureza es la capacidad que tiene un material de oponerse a ser deformado por otro en su superficie, entanto que cohesión es la fuerza que mantiene unidas a las partículas de un material, es decir la capacidadde oponerse a ser roto.

17.- ¿Cuál es la diferencia entre dureza y resistencia a la abrasión?Respuesta:

Ambos conceptos están muy relacionados, pero la dureza se refiere específicamente a la capacidad quetiene un material de oponerse a ser deformado por otro en su superficie, en tanto que la resistencia a laabrasión se refiere específicamente a la capacidad que tiene un material de resistir a ser desgastado porotro por frotamiento e impacto aplicados en forma repetida.

18.- Indica la diferencia entre elasticidad y plasticidad

Respuesta:

Elasticidad es la propiedad por la cual un material recupera su forma y dimensiones originales después desufrir la acción de una carga o un conjunto de cargas, es decir: las deformaciones son reversibles, en tantoque plasticidad es la propiedad por la cual un material mantiene su deformación después de retirada lacarga o el conjunto de cargas que se le aplicaron, es decir: las deformaciones son irreversibles.

19.- ¿A que se denomina fluencia?Respuesta:

Se denomina fluencia al proceso de deformación plástica, es decir al proceso de deformación irreversible.

20.- ¿Qué se entiende por tenacidad?Respuesta:

Tenacidad es la capacidad que tiene un material para absorber como deformación una cantidad de energíatransmitida lentamente o bruscamente en forma de choque. Un material frágil es poco tenaz. Un materialtenaz es resistente y dúctil a la vez.

21.- ¿A qué se llama fatiga?Respuesta:

Fatiga es el colapso o la ruptura ocasionados por esfuerzos relativamente pequeños (menores al límite deelasticidad) pero aplicados un gran número de veces.

22.- Explica la diferencia entre rigidez y flexibilidadRespuesta:Rigidez es una medida de la deformabilidad de un material frente a la acción de una carga. Un materialrígido se deforma muy poco ante un esfuerzo determinado. Flexibilidad es la propiedad opuesta a la rigidez.Un material flexible es poco rígido, es decir, se deforma mucho ante la acción del mismo esfuerzo.

23.- Calcular el flujo de calor por m² para los siguientes materiales si las temperaturas en ambascaras del material son de 20 °C y -10 °C respectivamentea) 100 mm de ladrillo hueco con una conductividad térmica de 0.7 W/(m*°C)b) 120 mm de plastoformo con una conductividad térmica de 0.04 W/(m*°C)

Q = k*(T1 – T2)*S*t / e

k expresada en : kcal/(m*°C*h) 1 Kcal/h = 1.16W

Respuesta:0.7 W/(m*°C) = 0.603 kcal/(m*°C*h)0.04 W/(m*°C) = 0.034 kcal/(m*°C*h)



a) Q/t = 0.603*(20-(-10))*1 / 0.12 = 150.75 kcal/hb) Q/t = 0.034*(20-(-10))*1 / 0.1 = 10.2 kcal/h

El flujo de calor para el ladrillo hueco es de 150.75 kcal por hora en tanto que para el plastoformo es de10.2 kcal por hora.

24.- ¿Por qué es importante estudiar la porosidad de un material?

Respuesta:Porque esta tiene importancia para la densidad del material y por tanto su grado de compacidad, lo quetiene influencia en sus resistencias mecánicas. Tiene también importancia para la cantidad de agua quepuede absorber y retener, para la permeabilidad y por tanto para su resistencia a los agentes agresivos.

25.- Explica la diferencia entre las propiedades físicas y las propiedades mecánicas de los materiales

Respuesta:

Las propiedades físicas son intrínsecas de los materiales, es decir no dependen de factores externos. Sonejemplos de propiedades físicas la densidad, la superficie específica, la conductividad térmica, etc. Laspropiedades mecánicas describen la reacción de los materiales frente a los agentes mecánicos exteriores(cargas o sistemas de cargas): son ejemplos de propiedades mecánicas la resistencia a compresión, laresistencia al corte, etc.

26.- Define lo que se entiende por resistencia a flexión simple e indica cuales son los parámetros

que la determinanRespuesta:Es la resistencia que presenta un elemento colocado sobre dos apoyos y sometido a cargas transversalesal eje longitudinal del elemento. Los parámetros para su determinación son la distancia entre apoyos (luz)y la geometría del elemento, es decir, para un elemento de sección rectangular, la base y la altura.

27.- Dibuja en un gráfico tensión-deformación, las curvas de un material frágil y muy resistente yotro dúctil pero menos resistente.Respuesta:

28.- Dibuja en un gráfico tensión-deformación, las curvas de dos materiales: uno rígido y frágil yotro flexible y dúctil. Indica ejemplos de materiales que podrían representar a cada uno (3p)

Respuesta:

29.- Explica la diferencia entre los materiales A y B en cuanto a rigidez, tenacidad y fragilidad(3p)



Respuesta:

30.- Analiza el siguiente gráfico tensión-deformación con las curvas de resistencia a tracción de los

materiales A, B y C: explica las propiedades de cada uno en cuanto a su deformabilidad. ¿Cuál de

los tres tiene mayor grado de deformación elástica?(3p)

Respuesta:

En cuanto a su ductilidad, C es más dúctil que B y a su vez B es más dúctil que A, por tanto A es el másfrágil de todos y C es el menos frágil.En cuanto a su rigidez, A es el más rígido de todos y C es el menos rígido, por tanto C es el más flexible y A es el menos flexible.El material que tiene mayor grado de deformación elástica es C.

31.- ¿En la determinación de la densidad de un material, cuando se habla de peso específico ycuando se habla de peso unitario?

Respuesta:Se habla de peso específico cuando se determina la densidad de las partículas sin incluir los huecos entreellas. Se habla de peso unitario cuando se determina la densidad de un conjunto de partículas y seincluye en el volumen, el volumen de los huecos entre las partículas.

32.- Se tiene dos materiales, ambos son ensayados a tracción hasta la rotura. El material A presentamucha deformación plástica antes de romperse, el material B se rompe casi sin presentardeformación plástica. ¿Cómo se llama la propiedad que caracteriza al material A?

Respuesta:

Ductilidad (es la capacidad de sufrir grandes deformación plásticas por esfuerzos de tracción antes de larotura).

33.- Observa el siguiente gráfico Tensión-deformación e indica cuál de los tres materiales es másfrágil y cuál de los tres es más flexible. Indica por qué.



Respuesta: Los materiales A y C son los más frágiles porque no presentan deformación plástica antes de la rotura. Elmaterial C es el más flexible porque es el que más se deforma para una carga dada.

34.- Explica lo que entiendes por densidad de conjunto. ¿Qué otro nombre se le suele dar a esetipo de densidad? (2p)Respuesta:

Densidad de conjunto o peso unitario es la densidad de un conjunto de partículas (generalmente utilizadaen materiales granulares) en la que se incluye, para el cálculo del volumen, a los huecos entre las partículas.Se utiliza el volumen del recipiente que contiene al material.

2 CEMENTOS

1.- Describe las características del cemento Pórtland con puzolana.Respuesta:

Los cementos Pórtland con puzolana tienen en general menores resistencias iniciales pero a largo plazotienen las mismas resistencias que los cementos Pórtland normales, tienen mayores resistencias a losagentes agresivos como los sulfatos, desprenden menor cantidad de calor en la hidratación, tienen menorpropensión a las reacción álcali-agregado con agregados potencialmente reactivos, son en general menospermeables y tienen mayor durabilidad. Deben ser sometidos a un curado más cuidadoso que los cementosPórtland y requieren mayor cantidad de agua para el amasado, lo que puede incidir en las resistencias.

2.- Qué información se obtiene con los datos de las cantidades de anhídrido sulfúrico (SO 3), elresiduo insoluble (R.I.) y pérdida por calcinación (P.I.) en un análisis químico del cemento?Respuesta:

La cantidad de anhídrido sulfúrico indica la cantidad de yeso que se ha mezclado con el clinker. Unacantidad excesiva de yeso da lugar a la expansión y el rompimiento de la pasta fraguada.El residuo insoluble mide la adulteración del cemento y de esta manera nos da una idea de la cantidad depuzolana mezclada con el cemento.La pérdida por calcinación es una medida del grado de meteorización del cemento, es decir, nos indica siel cemento ha estado expuesto a la intemperie por demasiado tiempo.

3.- Qué son los álcalis y que peligro origina su presencia en cantidades excesivas en los cementos?Respuesta:

Álcalis son los óxidos de potasio (K2O) y de sodio (Na2O) y cuando existen en cantidades elevadas, puedendar lugar a reacciones que generan productos expansivos con agregados silíceos reactivos.

4.- Qué información se obtiene con los datos de las cantidades de anhídrido sulfúrico (SO 3), elresiduo insoluble (R.I.) y pérdida por calcinación (P.I.) en un análisis químico del cemento?Respuesta:

La cantidad de anhídrido sulfúrico indica la cantidad de yeso que se ha mezclado con el clinker. Unacantidad excesiva de yeso da lugar a la expansión y el rompimiento de la pasta fraguada.El residuo insoluble mide la adulteración del cemento y de esta manera nos da una idea de la cantidad depuzolana mezclada con el cemento.La pérdida por calcinación es una medida del grado de meteorización del cemento, es decir, nos indica siel cemento ha estado expuesto a la intemperie por demasiado tiempo.5.- Indica la utilidad del ensayo de finura “Blaine” y explica el principio en el que se basa.

Respuesta:

El ensayo de finura “Blaine” sirve para medir la finura del material en términos de su superficie específicaexpresada en cm²/gr. La finura es una propiedad importante en los aglomerantes puesto que representa laeficiencia en su proceso de hidratación.El ensayo de finura “Blaine” mide la superficie específica por comparación con una muestra patrón de

superficie específica conocida. El principio es el siguiente: se deja pasar una cantidad de aire por medio deuna muestra compactada de material (porosidad establecida) y se mide el tiempo en que esta cantidad de

aire pasa por la muestra, mientras más fino sea el material, mayor tiempo tardará el aire en atravesar lamuestra.6.- El análisis químico de un cemento Pórtland es el siguiente:



PorcentajeP.I. 0.81SiO2 22.9Al2 O3 4.50Fe2 O3 3.11CaO 64.10MgO 0.79

SO3 2.37Sin determinar 1.42

CaO libre 0.90Interpreta este análisis e indica si este cemento es adecuado para hacer una presa.

Respuesta:% de SC3 = 4.07*64.10-7.60*22.9-1.43*3.11-6.72*4.50-2.85*2.37 = 52.16% de SC2 = -3.05*64.10+8.66*22.9+1.05*3.11+5.02*4.5 = 28.66% de AC3 = 2.65*4.50-1.69*3.11 = 6.67% de FAC4 = 3.04*3.11 = 9.45Se trata de un cemento con elevada resistencia a corto plazo (SC3 = 52.16) y resistencia normal a largoplazo (SC3 + SC2 = 52.16 + 28.66 =80.82), tiene alguna resistencia a los sulfatos y al congelamiento ydescongelamiento (AC3 entre 5 y 7%). Tiene un elevado calor de hidratación (SC3 alto) y su temperatura decocción en el horno es normal. Debido al elevado calor de hidratación, no es adecuado para hacer presas.

7.- Define lo que es puzolana.Respuesta:Puzolana es aquel material con alto contenido de sílice, aluminio y hierro que al combinarse con la cal enpresencia de humedad genera un conglomerante hidráulico, esta propiedad se mide en laboratorio a travésdel denominado índice de puzolanicidad.

8.- Explique en que tipo de obras se deben utilizar cementos con puzolana y porqué Respuesta:Los cementos con puzolana son adecuados para obras en las que se requieran vaciados de grandes masas(presas) por su bajo calor de hidratación, son adecuados en obras en contacto con el agua (canales, presas,cimentaciones, etc) por su menor permeabilidad, y por su mayor resistencia a los agentes agresivos(sulfatos), son también adecuados cuando se utilizan agregados potencialmente reactivos (reacción álcali-agregado), puesto que tienden a disminuir el peligro de expansión a causa de estas reacciones.

9.- Dados los siguientes datos, calcular el tiempo de fraguado inicial para el siguiente cemento:

Cemento: 500 gr

Agua: 138 cm³

Penetración : 9 mmTemp.: 20°C Hum. Rel.: 69 %Hora de adición del cemento al agua: 9:08

Hora Lectura en la aguja de Vicat11:00 011:35 111:50 112:07 312:12 312:17 4

12:22 1012:23 12.512:25 1412:26 1912:28 2512:32 3812:40 40

Respuesta:

Tomando en cuenta que las medidas presentadas son de abajo hacia arriba, como en el ensayo hecho enclases, la penetración para la que se define el tiempo de fraguado inicial es de 15 mm, podemos asumirque la lectura de 14 mm es la más próxima y calcular el tiempo de fraguado inicial como el tiempotranscurrido entre el momento de vaciado del cemento al agua (9:08 horas) y el momento en que se realizóesta lectura (12:25 horas), es decir : 3 horas y 17 minutos.

10.- Qué características debe tener un cemento resistente a los sulfatos y en que tipo de obras sedebe usar?



Respuesta:

Un cemento resistente a los sulfatos debe tener un contenido de aluminato tricálcico bajo ( menor al 5 %) yse debe usar en todas aquellas obras en las el hormigón estará en contacto con aguas con sulfatos: porejemplo alcantarillas, canales para aguas industriales, construcciones en minas o cimentaciones que esténen contacto con aguas con sulfatos. Los cementos con puzolana presentan también mejores resistencias alos sulfatos que los cementos Pórtland normales, pero siempre y cuando hayan sido puestos en obracorrectamente y hayan sido debidamente curados.

11.- Define lo que es cemento Portland

Respuesta:

Se denomina cemento al producto resultante de la pulverización muy fina del clinker mezclado con yeso. Elclinker se obtiene calcinando hasta un principio de fusión (a temperaturas entre 1300 a 1400 °C) una mezclahomogénea de materiales calcareos y arcillosos.

12.- Explica las propiedades del silicato bicálcico y el ferroaluminato tetracálcicoRespuesta:

Silicato bicálcico: Es uno de los principales componentes del clinker de cemento Pórtland. El desarrollo desus resistencias es lento, y el calor desarrollado en su hidratación es de 60 cal/gr. Al igual que el silicatotricálcico, al reaccionar con el agua produce “tobermorita” (silicato cálcico hidratado) y “Portlandita”(hidróxido de calcio) aunque esta última es producida en mucho menor proporción.Ferroaluminato tetracálcico: Contribuye muy poco a las resistencias del cemento su hidratación es rápida

y genera mucho calor en su hidratación (100 cal/gr). Este componente es necesario en el proceso defabricación del cemento porque junto al aluminato tricálcico actúa como fundente facilitando la clinkerizacióny disminuyendo la temperatura necesaria en el horno. Es responsable del color gris verdoso del cemento.

13.- El análisis de dos cementos arrojó los siguientes resultados en cuanto a los constituyentesprincipales y la superficie específica.

Hacer una comparación de estos cementos en cuanto a resistencias a corto y largo plazo, en cuantoal calor de hidratación, velocidad de hidratación, resistencia a los sulfatos y a las aguas puras ycosto de fabricación.

Respuesta:En cuanto a resistencias a corto plazo, el cemento tipo A tiene mayores resistencias que el cemento tipo Bpor el mayor contenido de silicato tricálcico (también contribuye en menor medida el mayor contenido dealuminato tricálcico). Las resistencias a largo plazo son mas o menos iguales ya que la suma de silicatobicálcico más silicato tricálcico es relativamente similar en ambos cementos. El calor de hidratación esmayor en el cemento tipo A debido a los mayores contenidos de silicato tricálcico y aluminato tricálcico queson los compuestos que mayor cantidad de calor de hidratación generan (También la superficie específicacontribuye a esta generación de calor). La velocidad de hidratación depende de la finura y del contenido desilicato tricálcico, por lo tanto el cemento tipo A es el que más rápidamente se hidratará. La resistencia alos sulfatos es menor en el cemento tipo A por el mayor contenido de aluminato tricálcico (10%), el cementotipo B es de moderada resistencia pues su contenido de aluminato trrocálcico es mayor al 5 %. También laresistencia a las aguas puras es mayor para el cemento tipoB por el menor contenido de silicato tricálcico que es el que genera más portlandita en su hidratación. Encuanto al costo de fabricación: el cemento tipo A es más caro, tanto por la mayor finura como por el menor

contenido de fundentes (aluminato tricálcico más ferroaluminato tetracálcico).

14.- Indicar porqué se produce el falso fraguadoRespuesta:

Si en la molienda final del clinker con el yeso, la temperatura pasa de los 70 °C , el yeso dihidratado setransforma en hemihidrato, al amasar con el agua, se produce una hidratación y por lo tanto un fraguadomuy rápido de este tipo de yeso dando lugar al falso fraguado.

15.- Explica la diferencia entre fraguado y endurecimientoRespuesta:Se denomina fraguado al proceso de pérdida de plasticidad y endurecimiento al proceso de adquisición deresistencias una vez que ha terminado el fraguado.

16.- ¿Qué características debe tener un cemento de bajo calor de hidratación y en que tipo de

obras se debe usar?Respuesta:



Son cementos con bajos contenidos de silicato tricálcico y aluminato tricálcico que son los responsables dela mayor parte del calor generado en la hidratación. Son adecuados cuando se requiere el vaciado degrandes masas. Por ejemplo en presas.

17.- ¿Qué características y usos tiene el cemento blanco?Respuesta:

En general las características del cemento blanco son similares a las del cemento Pórtland normal, ladiferencia está en que producen hormigones y morteros de coloración blanca o con coloraciones especiales.Su proceso de fabricación requiere materias primas con bajos contenidos de oxido de hierro y oxido demanganeso, lo que hace que requieran temperaturas muy altas en el horno y por consiguiente los hace mascaros. Son adecuados para la elaboración de elementos arquitectónicos prefabricados como baldosas,postes, paneles y placas.18.- ¿Qué características y usos tienen los cementos de albañilería?Respuesta:

Los cementos de albañilería son mezclas de cemento Portland y cal hidratada en diferentes proporciones.Los morteros hechos con estos cementos son más plásticos pues retienen el agua de amasado por mástiempo, disminuyen la retracción al fraguar, tienen mayor adherencia pero sus resistencias mecánicas sonmenores.

19.- ¿Cuales son los principales constituyentes del clinker de cemento Pórtland?

Respuesta:Los principales constituyentes del cemento Pórtland son:El silicato tricálcico: responsable de las resistencias a corto plazoEl silicato bicálcico: responsables de las resistencias a largo plazo junto al anteriorEl aluminato tricálcico: que actúa como fundente rebajando la temperatura de clinkerización en el horno eincidiendo en el fraguadoEl ferroaluminato tetracálcico que al igual que el anterior actúa como fundente.

20.- Indica que efectos tienen la cal libre, el óxido de magnesio y los álcalis (óxidos de sodio ypotasio) en el cementoRespuesta:

El óxido de calcio o cal libre es un componente frecuente en el cemento, su presencia se debe a diferentesdeficiencias en el proceso de fabricación. La hidratación de la cal l ibre es expansiva lo que puede dar lugara fisuras y en general debilitamiento del hormigón.El óxido de magnesio es también un compuesto expansivo aunque a más largo plazo.

Álcalis son los óxidos de potasio (K2O) y de sodio (Na2O) y cuando existen en cantidades elevadas, puedendar lugar a reacciones químicas con los agregados silíceos reactivos. Estas reacciones generan productosexpansivos que pueden destrozar el hormigón.

21.- ¿Qué es el humo de sílice o microsílice y que para qué se utiliza en la construcción?Respuesta:

El humo de sílice o microsílice es un compuesto secundario obtenido en la industria de fabricación del silicioen hornos eléctricos, es extremadamente fino (finura de alrededor de 200.000 cm²/gr) y contiene elevadosporcentajes de sílice amorfa lo que lo hace muy reactivo. Se utiliza como adición en hormigones de altasresistencias para aumentar la resistencia, la adherencia y disminuir la permeabilidad. Tiene un costo muyelevado.

22.- ¿A qué se llama filler en la fabricación del cemento?Respuesta:

Se llama filler al material inorgánico de origen calizo especialmente seleccionado para ser molidoconjuntamente con el clinker de cemento Pórtland para mejorar la trabajabilidad, la retención de agua yotras propiedades.

23.- ¿Qué son las adiciones en la fabricación del cemento Pórtland?Respuesta:

Se denomina adiciones a los materiales inorgánicos que se muelen conjuntamente con el clinker y el yesoo al mezclar el mortero u hormigón para proporcionar propiedades especiales como el aumento de laimpermeabilidad, la resistencia a los agentes agresivos, etc. En la mayoría de los casos se trata sediferentes tipos de puzolanas.

24.- ¿En qué consiste el ensayo de Pasta Normal y para qué sirve?Respuesta:

El ensayo de pasta normal consiste en determinar la cantidad de agua necesaria para producir una pasta

de “consistencia normal” con un determinado cemento. Se denomina pasta de consistencia normal cuandola sonda del aparato de Vicat en la masa de aquella es igual a 10 mm.



Este ensayo en si mismo no nos da una propiedad del cemento, pero es necesario para poder realizar otrosensayos como el de tiempo de fraguado y el de estabilidad volumétrica, que exigen que se trabaje con unapasta de consistencia normal.

25.- Para un hormigonado en tiempo frío, que tipo de cemento es más adecuado?.Un pórtland puro o un pórtland con puzolana? Por qué?Respuesta:

Para el hormigonado en tiempo frío es más recomendable un cemento Pórtland puro porque tiene unfraguado más rápido y por ello desarrolla mayor cantidad de calor en la hidratación. Esto le permite a la vezadquirir resistencias más rápido.

26.- ¿Cuál es la diferencia entre el cemento y otros aglomerantes como la cal y el yeso?Respuesta:

El cemento es un aglomerante hidráulico, es decir: un aglomerante que es capaz de endurecer tanto en elaire como en el agua, en tanto que la cal y el yeso son aglomerantes aéreos, es decir aglomerantes quesólo son capaces de endurecer en el aire y no así en el agua o en presencia de humedad.

27.- ¿Qué es un cemento aluminoso y cuales son sus características principales?Respuesta:

El cemento aluminoso es muy diferente al cemento Pórtland puesto que se fabrica a partir de caliza y bauxita(mineral de aluminio). Tiene contenidos muy elevados de aluminio (75 al 80 %) y esto le da sus principales

carácterísticas: Altas resistencias iniciales Propiedades refractarias (resistencia al fuego y a las altas temperaturas) Son más expansivos que el cemento Pórtland Requieren más agua para su hidratación Tienen buenas resistencias a los agentes químicos Presentan una acentuada pérdida de resistencias con el correr del tiempo en lugares con altas

temperaturas y ambientes húmedos.

28.- ¿Cuándo es recomendable usar un cemento aluminoso?

Respuesta:

Un cemento aluminoso es recomendable para la construcción de hornos y otros elementos que estaránsometidos a la acción del fuego y a elevadas temperaturas.

29.- ¿Cuándo es recomendable usar un cemento de albañilería?Respuesta:

Cuando se realizan trabajos de albañilería como ser en morteros de junta, de pega o de revestimiento.Estos cementos desarrollan menores resistencias que un cemento Pórtland normal pero presentan encambio otras propiedades como ser una mayor plasticidad y una mejor estabilidad volumétrica30.- ¿Qué características tiene un cemento de elevadas resistencias iniciales?

Respuesta:

Un cemento de elevadas resistencias iniciales tiene un elevado contenido de silicato tricálcico (mayor al 50%) y un menor contenido de silicato bicálcico (menor al 20%).

31.- ¿Qué problemas puede ocasionar una finura excesiva del cemento?Respuesta:

Un cemento excesivamente fino es más costoso, requiere mayor cantidad de agua de amasado, produceuna mayor retracción y con ello un riesgo mayor de fisuración, es más propenso a la meteorización(prehidratación) y a la reacción de sus álcalis con los agregados reactivos. Además por tener una mayor

velocidad de hidratación genera una mayor cantidad de calor en la misma, lo que puede ocasionar fisuraciónpor la retracción debida a los cambios bruscos de temperatura.

32.- Indica cuales son los productos de la hidratación del cemento y explica sus características.Respuesta:

Los productos de la hidratación del cemento son fundamentalmente dos: los silicatos cálcicos hidratados(S-C-H) que son compuestos estables que dan resistencias y el hidróxido de calcio Ca(OH)2 o “portlandita”que es un compuesto inestable ya que es fácilmente atacado por las aguas puras que lo disuelven y supresencia facilita las reacciones con los sulfatos que generan productos expansivos. El hidróxido de calcioes el compuesto que reacciona con la puzolana para originar silicatos cálcicos hidratados (S-C-H) y brindaun PH elevado (13) que sirve de protección al acero de refuerzo contra la corrosión.

33.- Explica las propiedades del silicato tricálcico y el aluminato tricálcicoRespuesta:

Silicato tricálcico: Es uno de los principales componentes del clinker de cemento Pórtland. El desarrollo desus resistencias es rápido, y el calor desarrollado en su hidratación es relativamente elevado (120 cal/gr).



Al igual que el silicato bicálcico, al reaccionar con el agua produce “tobermorita” (silicato cálcico hidratado)y “Portlandita” (hidróxido de calcio) aunque esta última es producida en mucho mayor proporción. Aluminato tricálcico: Contribuye muy poco a las resistencias del cemento su hidratación es rapidísima y supresencia hace necesaria la inclusión de yeso para retardar esa hidratación. Genera mucho calor en suhidratación (207 cal/gr). Este componente es necesario en el proceso de fabricación del cemento porque junto al ferroaluminato tetracálcico actúa como fundente facilitando la clinkerización y disminuyendo latemperatura necesaria en el horno. Los cementos con elevados porcentajes de aluminato tricálcico (mayor

a 7 %) son cementos susceptibles al ataque de los sulfatos. Para que un cemento se considere resistentea la acción de los sulfatos, el contenido de aluminato tricálcico debe estar por debajo del 5 %.

34.- ¿Porqué es importante el curado durante el proceso de hidratación del cemento?Respuesta:El curado o aporte de agua externo durante el proceso de endurecimiento de la pasta, es muy importante,ya que permite un proceso continuo de hidratación de las partículas de cemento, llenando los huecosdejados por los productos de hidratación generados inicialmente y produciendo un hormigón o mortero máscompacto y resistente. Si no existe un aporte de agua suficiente, se produce la evaporación del agua demezcla, si esta evaporación es acentuada, se interrumpe el proceso de hidratación antes de que laspartículas se hayan hidratado en un grado suficiente, como consecuencia de esto, la pasta de cemento secontrae y se obtiene un producto poroso y agrietado.

35.- ¿Qué efectos positivos tiene la incorporación de aire en la masa de hormigón o mortero?

Respuesta:El aire incorporado en la masa de hormigón o mortero, en forma de pequeñas burbujas de tamaño yfrecuencia controlados, proporciona una mayor trabajabilidad a la mezcla, interrumpe los canales capilarescausados por la exudación disminuyendo la permeabilidad, y sirve de cámaras de expansión para absorberel incremento de volumen a causa del congelamiento del agua atrapada en los poros.

36.- Explica la diferencia entre los aglomerantes hidráulicos y los aglomerantes aéreos. Dar ejemplosde aglomerantes para cada tipo.Respuesta:

Los aglomerantes hidráulicos son aquellos que fraguan en el aire y también en presencia de agua, en tantoque los aglomerantes aéreos fraguan solamente en el aire y no así en el agua. Los primeros presentanmayores resistencias que los segundos. Ejemplos de aglomerantes hidráulicos son el cemento y las caleshidráulicas, ejemplos de aglomerantes aéreos son las cales comunes y el yeso.

37.- ¿Por qué se añade sulfato de calcio dihidratado al clinker pulverizado en el proceso de

fabricación del cemento? Explica brevemente tu respuesta.Respuesta:

La adición de sulfato de calcio dihidratado (yeso) al clinker pulverizado en una proporción no mayor al 3 %se realiza para retardar el fraguado. El yeso reacciona con los aluminatos evitando así su fraguadoinstantáneo y dando tiempo a la hidratación de los silicatos.

38.- Describe brevemente los compuestos principales del cemento Pórtland y sus principalescaracterísticas.Respuesta:

.Silicato tricálcico: Es uno de los principales componentes del clinker de cemento Pórtland. El desarrollo desus resistencias es rápido, y el calor desarrollado en su hidratación es relativamente elevado (120 cal/gr).

Al igual que el silicato bicálcico, al reaccionar con el agua produce “tobermorita” (silicato cálcico hidratado) y “Portlandita” (hidróxido de calcio) aunque esta última es producida en mayor proporción.

Silicato bicálcico: Es otro de los principales componentes del clinker de cemento Pórtland. El desarrollo desus resistencias es lento, y el calor desarrollado en su hidratación es de 60 cal/gr. Al igual que el silicatotricálcico, al reaccionar con el agua produce “tobermorita” (silicato cálcico hidratado) y “Portlandita”(hidróxido de calcio) aunque esta última es producida en menor proporción Aluminato tricálcico: Contribuye muy poco a las resistencias del cemento su hidratación es rapidísima y supresencia hace necesaria la inclusión de yeso para retardar esa hidratación. Genera mucho calor en suhidratación (207 cal/gr). Este componente es necesario en el proceso de fabricación del cemento porque junto al ferroaluminato tetracálcico actúa como fundente facilitando la clinkerización y disminuyendo latemperatura necesaria en el horno. Los cementos con elevados porcentajes de aluminato tricálcico (mayora 7 %) son cementos susceptibles al ataque de los sulfatos. Para que un cemento se considere resistentea la acción de los sulfatos, el contenido de aluminato tricálcico debe estar por debajo del 5 %.Ferroaluminato tetracálcico: Contribuye muy poco a las resistencias del cemento su hidratación es rápiday genera mucho calor en su hidratación (100 cal/gr). Este componente es necesario en el proceso defabricación del cemento porque junto al aluminato tricálcico actúa como fundente facilitando la clinkerización

y disminuyendo la temperatura necesaria en el horno. Es responsable del color gris verdoso del cemento.



39.- Explica la importancia de la relación agua-cemento en las propiedades de la pasta endurecidade cemento.Respuesta:

El cemento necesita sólo alrededor de un 25 % de agua para hidratarse, pero se debe colocar entre 35 y40 % para asegurar la hidratación total y aún más, entre 50 y 60 % por razones de laborabilidad. Mientrasmayor es la cantidad de agua en relación a la necesaria para la hidratación, más agua abandonará la mezclay ésta será más porosa y más permeable y por lo tanto tendrá menos durabilidad ya que permitirá con

mayor facilidad la entrada de agentes agresivos. Tendrá también menores resistencias.

40.- ¿Por qué es importante determinar la estabilidad volumétrica del cemento?Respuesta:La presencia de CaO, MgO y/o mucho yeso, puede ocasionar reacciones expansivas. El CaO y el MgO sehidratan formando hidróxidos y aumentando su volumen. El yeso se combina con el AC3 y genera ettringitaque como se sabe es también un compuesto expansivo.

41.- ¿Qué es la Portlandita y que efectos positivos y negativos tiene en la estructura de la pastaendurecida de cemento?

Respuesta:Portlandita es el hidróxido de calcio (Ca (OH)2) que se forma cuando reaccionan los silicatos cálcicos delcemento con el agua en el proceso de hidratación. Es un compuesto inestable que tiende a reaccionar conotros compuestos químicos y al hacerlo puede debilitar la pasta endurecida de cemento. Su efecto positivo

es brindar basicidad (PH alto) a la pasta endurecida lo que protege a la armadura de refuerzo contra lacorrosión.

42.- ¿Qué es un cemento expansivo y en qué está fundamentada su acción?Respuesta:

Es un cemento de fraguado y endurecimiento rápidos que se expande durante los periodos iniciales delproceso de endurecimiento, después del fraguado. Su acción se fundamenta en la formación controlada desulfoaluminato de calcio hidratado o ettringita.

43.- La Composición Mineralógica de un cemento es la siguiente:SC3 = 36 % SC2 = 45 % AC3 = 4% FAC4 = 9%

Analiza este cemento en cuanto a resistencias, calor de hidratación y resistencia a los agentesagresivos. Indica si es adecuado para vaciar un canal para agua de deshielo.

Respuesta:El bajo contenido de SC3, indica que se trata de un cemento que no tiene elevadas resistencias iniciales.

La suma de SC3 y SC2 nos da un cemento de resistencias normales a largo plazo. Los bajos contenidos deSC3 y AC3 indican que el calor generado en la hidratación es bajo. Finalmente, se trata de un cementoresistente a los sulfatos por el bajo contenido de AC3 (< 5%) y resistente a las aguas puras por el bajocontenido de SC3 que es el compuesto que más portlandita genera en su hidratación. Las aguas puras secomen la portlandita generada en la hidratación del cemento y producen un serio deterioro en la masa depasta endurecida. Por este último motivo es un cemento adecuado para vaciar un canal para aguas dedeshielo.

44.- Explica cuales son las propiedades que otorga la puzolana a los cementos Pórtland Respuesta:

Los cementos Pórtland con puzolana tienen en general menores resistencias iniciales pero a largo plazotienen las mismas resistencias que los cementos Pórtland normales, tienen mayores resistencias a losagentes agresivos como los sulfatos, desprenden menor cantidad de calor en la hidratación, tienen menorpropensión a la reacción álcali-agregado con agregados potencialmente reactivos, son en general menos

permeables y tienen mayor durabilidad. Deben ser sometidos a un curado más cuidadoso y prolongado quelos cementos Pórtland normales y requieren mayor cantidad de agua para el amasado, lo que puede incidiren las resistencias.45.- Explica lo que entiendes por “Tobermorita”, “Portlandita” y “Ettringita”

Respuesta:

“Tobermorita” son los silicatos cálcicos hidratados (S-C-H), que se forman cuando los silicatoscálcicos del cemento reaccionan con el agua. Son compuestos estables que dan resistencia a lapasta endurecida de cemento

“Portlandita” es el hidróxido de calcio (cal hidratada) que se forma cuando reaccionan los silicatoscálcicos del cemento con el agua en el proceso de hidratación. Es un compuesto inestable quetiende a reaccionar con otros compuestos químicos y al hacerlo puede debili tar la pasta endurecidadel cemento. Su efecto positivo es brindar basicidad (PH elevado) a la pasta endurecida lo queprotege a la armadura de refuerzo contra la corrosión.

“Ettringita” es el trisulfoaluminato de calcio hidratado, compuesto que contiene una gran cantidad

de agua y por ello es muy expansivo cuando se forma. Se produce al combinarse el aluminatotricálcico con el yeso añadido en el proceso de fabricación del cemento. Su formación impide el



fraguado instantáneo del cemento. La formación de ettringita debe evitarse cuando la pasta decemento ya está endurecida.

46.- ¿Cuál es la resistencia a compresión mínima (a 28 días) de los cementos de categoría media ycategoría alta según la norma Boliviana?

Respuesta:

30 MPa para la categoría media 40 MPa para la categoría alta

47.- Explica utilizando un gráfico la variación de la porosidad capilar para una pasta de 100 cm 3 decemento y 100 % de hidratación con relaciones agua/cemento de 0.5 y 0.7 (asume que el cementotiene una densidad de 3.14 g/cm3, asume también que 100 cm3 de cemento generan 200 cm3 deproductos de hidratación y que la densidad del agua es de 1 g/cm3).

Respuesta:

Para una relación agua/cemento de 0.7 la porosidad capilar es de un 37 %, en tanto que para una relaciónagua/cemento de 0.5, la porosidad capilar es de 22 %.

48.- Indica y explica brevemente 4 formas de controlar la calidad de un cementoRespuesta:

Determinando su resistencia a compresión en probetas cúbicas de mortero Mediante la determinación de sus tiempos inicial y final de fraguado Con la determinación de la superficie específica con el Permeabilímetro Blaine

Mediante la determinación de la pérdida por calcinación49.- Indica cuales son las plantas de cemento que operan en el país.Respuesta:

Las plantas de SOBOCE son: Viacha en el departamento de La Paz, EMISA en Oruro, EL PUENTE enTarija y WARNES en Santa Cruz. EMISA y WARNES solamente muelen Clinker.La planta de COBOCE se encuentra en Cochabamba, la de FANCESA en Sucre y la de ITACAMBA enSanta Cruz. (ITACAMBA muele Clinker del Brasil).50.- Cuál es la influencia de la relación agua-cemento en las propiedades de la pasta endurecida decemento. (3p)Respuesta:El cemento necesita sólo alrededor de un 25 % de agua para hidratarse, pero se debe colocar entre 35 y40 % para asegurar la hidratación total y aún más, entre 50 y 60 % por razones de laborabilidad. Mientrasmayor es la cantidad de agua en relación a la necesaria para la hidratación, más agua abandonará la mezclay ésta será más porosa y más permeable y por lo tanto tendrá menos durabilidad ya que permitirá conmayor facilidad la entrada de agentes agresivos. Tendrá también menores resistencias.

51.- El análisis de dos cementos arrojó los siguientes resultados en cuanto a los constituyentesprincipales y la superficie específica.

Haz una comparación de estos cementos en cuanto a resistencias a corto y largo plazo y resistenciaa los sulfatos y a las aguas puras. (4p)Respuesta:

En cuanto a resistencias a corto plazo, el cemento tipo A tiene mayores resistencias que el cemento tipo Bpor el mayor contenido de silicato tricálcico. Las resistencias a largo plazo son más o menos iguales ya quela suma de silicato bicálcico más silicato tricálcico es relativamente similar en ambos cementos. La

resistencia a los sulfatos es menor en el cemento tipo A por el mayor contenido de aluminato tricálcico(10%), el cemento tipo B tiene resistencia pues su contenido de aluminato trrocálcico es menor al 5 %.



También la resistencia a las aguas puras es mayor para el cemento tipo B por el menor contenido de silicatotricálcico que es el que genera más portlandita en su hidratación.

52.- Explica la importancia de la relación agua-cemento en la elaboración de mezclas para finesestructurales. (2p)

Respuesta:Mientras mayor es la cantidad de agua en relación a la necesaria para la hidratación, más agua abandonará

la mezcla y ésta será más porosa y más permeable y por lo tanto tendrá menos resistencia mecánica ymenos durabilidad. El cemento necesita sólo alrededor de un 25 % de agua para hidratarse, pero se debecolocar entre 35 y 40 % para asegurar la hidratación total y aún más, entre 50 y 60 % por razones delaborabilidad. En la medida en que se pueda usar un sistema más eficiente para la colocación (por ejemplola vibración), se puede reducir la cantidad de agua para obtener una mezcla trabajable, asegurando asímayor resistencia.

53.- Para un hormigonado de una presa, ¿qué tipo de cemento es más adecuado?¿un pórtland puro o un pórtland con puzolana? ¿por qué?Respuesta:

Para el hormigonado de una presa es más recomendable un cemento Pórtland con puzolana porque estecemento desarrolla menos calor en la hidratación y es más resistente a los agentes agresivos que puedenvenir con el agua.

54.- ¿Qué características tiene un cemento tipo II de acuerdo a la clasificación de la norma ASTM C150?Respuesta:

Es un cemento para uso general, pero especialmente cuando se requiere resistencia moderada a lossulfatos o moderado calor de hidratación. Tiene contenido limitado de aluminato tricálcico.

55.- En una mezcla se tienen 200 cm3 de cemento y una relación agua-cemento de 0,8. ¿Cuál es elvolumen de huecos esperado si se considera que el cemento tiene una densidad de 3 g/cm3 y que100 cm3 de cemento generan 200 cm3 de productos de hidratación para un 100% de hidratación?¿Cuál es el porcentaje de huecos en la pasta endurecida?Respuesta:

El volumen total de la mezcla es de 680 cm3 (200 cm3 de cemento más 3*200*0.8 = 480 cm3 de agua). 200cm3 de cemento generan, para un 100% de hidratación, 400 cm3 de productos de hidratación. Por lo tantoel volumen de huecos capilares es de 680-400 = 280 cm 3. El porcentaje de huecos es de 280/680 = 41%.

56.- Se pretende utilizar un cemento para fabricar un canal de riego con agua de deshielo. ¿Quécaracterísticas debe tener ese cemento en cuanto a sus constituyentes principales?

¿Es recomendable utilizar un cemento con puzolana?Respuesta:Las aguas de deshielo son aguas puras que atacan a la portlandita (Hidróxido de calcio que se forma alhidratarse el cemento). En vista de que el constituyente que más portlandita genera es el silicato tricálcico,el cemento a utilizar debe tener una cantidad reeducida de silicato tricálcico. En cuanto a la segundapregunta, si, es recomendable utilizar un cemento con puzolana porque la p uzolana “fija” la cal liberada enel proceso de hidratación del cemento.

57.- ¿A qué categoría pertenece el cemento Viacha estándar, de acuerdo a la norma boliviana?Respuesta:

El cemento Viacha estándar pertenece a la categoría IP-30, es decir Portland puzolánico de categoríaresistente media. (30 MPa de resistencia a 28 días).

58.- El análisis de dos cementos arrojó los siguientes resultados en cuanto a los constituyentesprincipales.

Haz una comparación de estos cementos en cuanto a resistencias a largo plazo, calor dehidratación y resistencia a las aguas puras. ¿Cuál de los dos es más adecuado para vaciar unapresa para agua de deshielo? (4p)Respuesta:

Las resistencias a largo plazo son más o menos iguales ya que la suma de silicato bicálcico más silicatotricálcico es relativamente similar en ambos cementos. El desarrollo de calor de hidratación es menor en elcemento tipo B por el menor contenido de aluminato tricálcico (10%) y silicato tricálcico. También la



resistencia a las aguas puras es mayor para el cemento tipo B por el menor contenido de silicato tricálcicoque es el que genera más portlandita en su hidratación. Para el vaciado de una presa para agua de deshielose requiere un cemento resistente a las aguas puras y con menor calor de hidratación, por tanto el mejores el cemento tipo B.

59.- Existe una tendencia a incrementar el agua de amasado en las mezclas de cemento. ¿Cuál es larazón para esto y cuáles son las consecuencias? (2p)

Respuesta:La tendencia a incrementar el agua de amasado en las mezclas de cemento se debe a que con ello se lograuna mayor trabajabilidad. Sin embargo este incremento ocasiona el aumento de la cantidad de vacios en lamezcla endurecida y por tanto afecta su resistencia mecánica y su durabilidad.

60.- La puzolana es una adición muy común en el cemento Portland. ¿Cómo actúa en las mezclaspara morteros y hormigones? ¿Indica una característica positiva y una negativa de los cementoscon esta adición? (3p)Respuesta:

Los silicatos cálcicos que son los principales constituyentes del cemento, reaccionan con el aguaformando silicatos cálcicos hidratados (S-C-H) e hidróxido de calcio o Cal hidratada. La puzolana es unmaterial con alto contenido de sílice en estado amorfo que al combinarse con la cal hidratada, enpresencia de humedad, genera silicatos cálcicos hidratados que son compuestos estables y resistentes.Es ventajosa porque disminuye la permeabilidad de las mezclas endurecidas aumentando así su

durabilidad. Su desventaja principal es que tarda más tiempo en adquirir resistencia.61.- Qué información se obtiene con el dato de pérdida por calcinación (P.I.) en un análisis químicodel cemento? (1p)Respuesta:

La pérdida por calcinación es una medida del grado de meteorización del cemento, es decir, nos indica siel cemento ha estado expuesto a la intemperie por demasiado tiempo.

62.- Qué características debe tener un cemento de elevada resistencia inicial y en qué tipo de obrasse debe usar?Respuesta:

Un cemento de elevada resistencia inicial debe tener un contenido de silicato tricálcico alto (mayor al 50 %)y se debe usar en todas aquellas obras en las que se requiere resistencia a corto plazo, como por ejemplo:fabricación de viguetas pretensadas u elementos estructurales que deben entrar en servicio con prontitud.

63.- Menciona tres formas de realizar el curado de una mezcla de cemento e indica qué ocurre si nose hace el curado.

Respuesta:

Echando agua después de que la mezcla ha fraguado Cubriendo la superficie vaciada con polietileno Cubriendo la superficie vaciada con paja húmeda o con bolsas de arena húmeda

Si no se realiza el fraguado, el agua exudada de la mezcla se evapora produciendo contracciones yagrietamiento.

64.- Se pretende utilizar un cemento para fabricar una cimentación donde hay agua con presenciade sulfatos. ¿Qué características debe tener ese cemento en cuanto a sus constituyentesprincipales?Respuesta:Las aguas con sulfatos atacan al Aluminato tricálcico que es uno de los constituyentes principales del

cemento. Por tanto el cemento a utilizar debe tener bajo contenido de ese constituyente (menos del 5%).

65.- Explica brevemente la diferencia entre el agua de amasado y el agua de curado en las mezclasa base de cemento. ¿Qué cuidados se debe tener al utilizar cada una de ellas? (4p)

Respuesta:El agua de amasado es el agua que se junta con el resto de los materiales al preparar la mezcla. Se debeprocurar minimizar su cantidad para evitar la formación de huecos capilares, pero sin poner en riesgo latrabajabilidad de la mezcla. El agua de curado es el agua que se aporta a la mezcla después del fraguadopara evitar la evaporación del agua de amasado y asegurar una buena hidratación. Se debe aportar aguade manera abundante y evitar su rápida desecación.

66.- Indica dos especificaciones químicas para el control de calidad de un cemento.(2p)

Respuesta:

El contenido de óxido de magnesio (limitado a menos del 6%). La pérdida por calcinación. El residuo insoluble.



El contenido de trióxido de azufre.

3 AGREGADOS

1.- Cómo se determina la Durabilidad de los agregados para hormigones?

Respuesta:La durabilidad de los agregados para hormigones se mide con el ensayo de resistencia al ataque con sulfatode sodio (o de magnesio) simulando la acción del congelamiento y descongelamiento.

2.- Nombra cinco propiedades que debe tener un agregado para su utilización en la fabricación dehormigones.

Respuesta:

- Limpios y libres de material orgánico- Resistentes a la acción del hielo y deshielo (durabilidad con sulfato de sodio)- Bajo contenido de partículas desmenuzables y terrones de arcilla- Bajo contenido de material más fino que el tamiz N° 200 (75 m)- Bajo porcentaje de pérdidas en el ensayo de desgaste “Los Angeles”

3.- Indicar tres substancias deletereas cuyos contenidos deben estar limitados en los agregados

finos para concreto (según la Norma ASTM C 33).Respuesta:

Terrones de arcilla y partículas desmenuzables (menos del 3 %) Material más fino que el tamiz N° 200 (75m) (menos del 3 o el 5 %) Carbón y lignito (menos de 0.5 o 1 %)

4.- ¿En que consiste la reacción álcali-agregado? Respuesta:

Consiste en la reacción de los álcalis del cemento (óxidos de sodio y potasio) con los agregados reactivoscompuestos fundamentalmente de sílice en estado amorfo. Esta reacción se produce en presencia dehumedad y genera compuestos muy expansivos que son capaces de destruir al hormigón.

5.- ¿Qué ventajas y desventajas tiene un tamaño máximo mayor del agregado para la elaboración

de hormigones de uso general?Respuesta:

Un tamaño máximo mayor del agregado para hormigones abarata los costos, pues al disminuir la superficieespecífica, se requiere menos pasta de cemento para aglomerar los áridos. Entre las desventajas se puedemencionar: se crea una zona de interfase mayor entre la pasta de cemento y el agregado con el consiguienteaumento de la debilidad correspondiente. Los bolsones de aire (y de zonas con mayor relación agua-cemento) adheridas a los agregados gruesos explican esa mayor debilidad. Un tamaño mayor del agregadogrueso implica también mayor dificultad para colocar el hormigón en encofrados con mucha armadura yaumenta el riesgo de segregación al realizar la colocación. Un tamaño mayor del agregado tambiéndisminuye la laborabilidad del hormigón fresco necesitando mayor lubricación.6.- ¿Cómo se determina en laboratorio el peso específico de la masa (bulk) en base seca, en basesaturada superficialmente seca, y el peso unitario compactado en agregados gruesos?Respuesta:

Los pesos específicos de la masa (bulk) se determinan haciendo saturar el material sumergiendo en agua

por 24 horas. Luego se seca superficialmente hasta obtener el estado saturado superficialmente seco (sss)y se pesa al aire (Psss), luego se pesa en la balanza hidrostática (P’sss), por diferencia de pesos y aplicandoel principio de Arquímedes se determina el volumen. Finalmente se deja secar el material en un horno por24 horas hasta peso constante y se pesa (Pseco). El peso específico bulk en base seca se obtienedividiendo Pseco entre el volumen. El peso específico bulk en base saturada superficialmente seca seobtiene dividiendo Psss entre el volumen.El peso unitario compactado se obtiene de la siguiente manera: se deja caer el material, previamentecuarteado, en tres capas de igual espesor en un recipiente de volumen conocido y se compacta cada capacon 25 golpes bien distribuidos del pisón. Se pesa y se divide el peso obtenido entre el volumen delrecipiente.

7.- Explica las diferencias entre los áridos rodados y los áridos chancadosRespuesta:

Los áridos rodados son áridos en estado natural cuyas superficies han sido alisadas yredondeadas por el frotamiento producido por el rodado en los lechos de ríos. Por lo liso de susuperficie, su adherencia no es muy buena pero confieren buena trabajabilidad a las mezclas dehormigón disminuyendo así el requerimiento de agua de amasado.



Los áridos chancados provienen de instalaciones mecanizadas llamadas chancadoras. Tienenformas prismáticas y superficies rugosas. Su tamaño se obtiene de acuerdo al requerimiento. Engeneral tienen buenas resistencias y muy buena adherencia pero no tienen buena trabajabilidadlo que hace que exijan mayor cantidad de agua de amasado.

8.- ¿Por qué es importante la determinación de la granulometría de los áridos?

Respuesta:

La granulometría se refiere a la distribución de los diferentes tamaños de partículas en el agregado. Sudeterminación es importante ya que permite prever el comportamiento del material como constituyente delhormigón. Una buena granulometría, en la que se encuentran partículas de diferentes tamaños, permitereducir la cantidad de vacíos lo que a su vez hace necesaria una menor cantidad de pasta de cemento pararellenarlos con el consiguiente ahorro de material. La granulometría, permite además detectar la presenciade sustancias limo-arcillosas que si existen en cantidades considerables reducen la resistencia delhormigón.

9.- ¿En que estados se encuentran los agregados con respecto a la humedad?Respuesta:

Los agregados se pueden encontrar en cuatro estados diferentes por el contenido de humedad quecontienen:

Totalmente secos, con un contenido de humedad igual a 0 Con humedad natural, es decir en un estado en que los poros accesibles están parcialmente llenos

de agua. Saturados superficialmente secos (estado sss), es decir, cuando los poros accesibles están

totalmente llenos de agua pero no existe humedad superficial en las partículas. Saturados con humedad superficial, es decir, cuando los poros accesibles están totalmente llenos

de agua y existe además una película de agua alrededor de las partículas.10.- ¿A qué se denomina esponjamiento o abultamiento de la arena?Respuesta:

Se denomina esponjamiento al aumento de volumen de un peso dado de arena, cuando al aumentar elcontenido de agua, las partículas se separan entre si por una película de agua que las rodea.

11.- ¿Cómo se mide la dureza superficial de los agregados gruesos?Respuesta:

La dureza superficial de los agregados se mide con el ensayo de desgaste “Los Angeles” que consiste ensometer al material a una acción de desgaste por frotamiento e impacto. Este desgaste, que es una medida

de la dureza superficial, se mide por diferencia de pesos del material que entra y el que sale del tratamiento(es decir, por la pérdida de material después del ensayo)12.- ¿Cómo influye la forma de los agregados en sus propiedades como constituyentes delhormigón? ¿Cuál es la forma más adecuada?Respuesta:

La forma de los agregados es importante pues influye en la resistencia, adherencia y trabajabilidad de lasmezclas, también en la superficie específica y por tanto en el requerimiento de agua en el amasado. Laforma más adecuada es la redondeada pues tiene mayor resistencia y trabajabilidad y menor superficieespecífica que las formas laminares (aplanadas) y aciculares (forma de aguja).

13.- Nombrar tres sustancias perjudiciales que se encuentran con frecuencia en los agregados.Explicar los efectos negativos que producen.Respuesta:

Las impurezas orgánicas: retrasan el fraguado y pueden disminuir las resistencias. Arcillas y partículas finas: (se trata de material que pasa el tamiz N° 200 de 75 μm) Suelen estar

adheridas a la superficie de los áridos más gruesos, aumentan el requerimiento de agua deamasado y disminuyen la adherencia. Si se trata de arcillas muy expansivas pueden producirfisuración y pérdida de resistencia en la mezcla.

Partículas blandas y desmenuzables: Son terrones de arcilla o piedras blandas. Disminuyen laresistencia.

14.- ¿Qué son los agregados y que papel desempeñan en las mezclas con cemento y agua?

Respuesta:

Los agregados son materiales granulares inertes con tamaños comprendidos entre 0 y 100 mm que puedentener procedencia natural (canto rodado) o artificial (chancados). Por ser materiales baratos, hacen lamezcla más económica. Funcionan como el esqueleto dentro de la mezcla produciendo efectos positivosen las resistencias mecánicas, retracción, fluencia, abrasión y durabilidad.

15.- ¿Qué importancia tiene la determinación del contenido de vacíos y la absorción en los

agregados para hormigón?Respuesta:



El contenido de vacíos tiene influencia en la compacidad de la mezcla y por lo tanto en el consumo decemento. La absorción influye en la adherencia con la pasta de cemento. Ambos influyen por estas razonesen la resistencia mecánica del hormigón y también en el comportamiento frente a la acción delcongelamiento y descongelamiento.

16.- Explica que factores influyen en la adherencia de un agregado a la pasta de cementoRespuesta:

Los principales factores que influyen en la adherencia de un agregado a la pasta de cemento son su texturasuperficial (rugosidad) y la limpieza de la superficie (ausencia de arcillas y otras partículas contaminantes).Un árido de superficie rugosa tiene mayor adherencia que un árido de superficie lisa. Asimismo, un áridolimpio tiene mejor adherencia que un árido con partículas contaminantes (o arcillas) en su superficie.

17.- Indica en que rango se encuentra la resistencia a compresión de las rocas

Respuesta:

La resistencia a compresión de las rocas varía en un amplio rango en función del grado de consolidación,presencia de fisuras, proceso de formación, etc. Este rango está entre 20 y 200 MPa

18.- Explica cómo se determina el peso específico de un agregado e indica un valor aproximadopara esta propiedad.Respuesta:

El peso específico se determina saturando el material durante 24 horas y luego pesando al aire y en balanza

hidrostática para obtener el volumen mediante el principio de Arquímedes. Es un valor adimensional. Elpesado al aire se hace en estado sss (saturado superficialmente seco) y en estado seco al horno para hallarlos dos tipos de peso específico. Un valor aproximado para esta propiedad es 2.65.

19.- ¿Cómo afectan las arcillas a los agregados para las mezclas de cemento? (1p)

Respuesta:

Las arcillas ocasionan un mayor requerimiento de agua de amasado y disminuyen la adherencia entre losagregados y la pasta de cemento. Por ambos motivos afectan la resistencia de la mezcla endurecida.

20.- ¿Cómo se controla la presencia de arcillas en un agregado para mezclas con cemento? ¿Cuáles el límite permitido en la ASTM C33 para hormigón normal?Respuesta:

La presencia de arcillas y otros materiales finos (limos) se controla con el ensayo denominado “Materialmás fino que el tamíz Nº 200 (75 μm)”. El límite permitido para hormigón normal en la ASTM C 33 es de 5%.

21.- ¿Cómo se determina el contenido de vacios en un agregado?

Respuesta:

El contenido de vacios se calcula con ayuda de la siguiente fórmula:

Donde: Pe seco = Peso Específico en base seca W = Densidad del agua PUA = Peso Unitario Asentado

22.- Indica un valor aproximado para el peso específico de una arena y otro para el peso unitario.Explica el por qué de la diferencia.

Respuesta:Un valor adecuado para el peso específico de una arena es 2.63 y un valor adecuado para su peso unitarioestá entre 1550 y 1650 Kg/m3 dependiendo del grado de compactación. La diferencia se debe a que el pesoespecífico comprende solamente le volumen del material sólido más sus huecos y no así los huecos entrepartículas y se expresa de manera adimensional, ya que el volumen se calcula pesando en balanzahidrostática. El peso unitario toma en cuenta el volumen de los espacios entre partículas además delvolumen de las partículas, se obtiene utilizando un recipiente de volumen conocido.

4 MORTEROS

1.- ¿A qué se denomina exudación en morteros? Respuesta:

Se denomina exudación al proceso de ascensión del agua de la mezcla a la superficie del elemento formado

por el mortero. Esta ascensión se debe al menor peso específico del agua con relación a los otros materialesque conforman la mezcla. La exudación es un tipo de segregación que puede ser muy perjudicial ya que siel agua exudada se evapora muy rápidamente puede resecar de tal forma al mortero que impide la

100*)*sec(

))*sec((

W o Pe

PUAW o Pe



hidratación completa del cemento con las consiguientes consecuencias en las resistencias. Además, laexudación produce una zona (en la superficie del elemento) con mayor relación agua cemento. Esta zonatendrá lógicamente menores resistencias. Por último, los canalículos dejados por el agua exudada sirvende camino de entrada para los agentes agresivos que destruyen al mortero.2.- ¿Por qué es recomendable añadir cal a los morteros de albañilería a base de cemento?

Respuesta:Porque la cal mejora la plasticidad, la retentividad de agua, la capacidad de admitir mayor cantidad de

arena, la adherencia y reduce la contracción al secado.3.- Nombra algunos agentes químicos que afectan la durabilidad de los morteros

Respuesta:

La materia orgánica que afecta el fraguado de los morteros Las sales solubles y aguas muy puras que ocasionan eflorescencias Los ácidos que pueden destruir el mortero Los álcalis que pueden reaccionar con los áridos reactivos y provocar procesos expansivos Los sulfatos que ocasionan también reacciones expansivas

4.- ¿Qué características se requieren en un mortero para revestimiento?Respuesta:

Es un mortero de albañilería que sirve para recubrir superficies de muros o similares, debe tener comopropiedades características: arena de tipo grueso, medio y fino para usarlas en las diferentes capas derecubrimiento, también debe tener un determinado contenido de cal para asegurar estabilidad volumétrica,

debe tener trabajabilidad adecuada para ser colocado y permanecer en el paramento sin deslizarse, debeser impermeable para proteger la pared recubierta de los agentes agresivos del medio ambiente y tenerresistencia a los ciclos hielo-deshielo.

5.- ¿Qué es la retentividad de un mortero y por qué es conveniente?Respuesta:

Es la propiedad de retener el agua de amasado dentro de la mezcla de mortero, evitando que ascienda ala superficie. A mayor retentividad, habrá menor exudación. Es conveniente que exista la mayor retentividadposible porque el agua al subir a la superficie va dejando poros capilares, los que ocasionan una pérdidade impermeabilidad del mortero y pérdida de resistencia mecánica. Además, el agua exudada forma unapelícula que debilita la interfase mortero-material, es decir que disminuye la adherencia; así mismo, estapelícula es nociva en superficies que serán sometidas a desgaste. La mayor retentividad del agua deamasado prolonga el estado trabajable de la mezcla evitando que se produzca una rigidización tempranade ésta. Asimismo una mayor retentividad evita una evaporación prematura del agua de amasado y asegura

así una hidratación mas completa de los granos de cemento.6.- ¿Qué diferencia existe entre pasta, mortero y hormigón de cemento?Respuesta:

La pasta es una mezcla de cemento y agua; el mortero, además, contiene árido fino (arena) y puedecontener aditivos a adiciones. El hormigón, está compuesto por los anteriores elementos y adicionalmentecontiene árido grueso (grava).

7.- ¿Qué características mecánicas tiene un mortero de junta de albañílería?Respuesta: Un mortero de junta, principalmente cumple la función de adherir los elementos de albañilería, por lo quesu principal propiedad es resistencia a la adherencia. Además, debe tener una resistencia a compresiónque vaya de acuerdo a la resistencia de los elementos de albañilería y de acuerdo a la función quedesempeñará la pared construida.

8. ¿Cuáles son las propiedades del mortero fresco?Respuesta:

La trabajabilidad, que es la facilidad que tiene la masa para ser mezclada, colocada y mantenerseen su lugar de colocación. La trabajabilidad depende de la cantidad de agua y de la cantidad departículas finas, pues estos constituyen el lubricante de la mezcla.

La retentividad, que es la propiedad de retener el agua de amasado dentro de la mezcla demortero, evitando que ascienda a la superficie.

9. ¿Cuáles son las propiedades del mortero endurecido?Respuesta:

Densidad: Es el peso por unidad de volumen Resistencias mecánicas: compresión, adherencia, tracción Estabilidad volumétrica: Los cambios de volumen son ocasionados por la retracción hidráulica,

retracción plástica y retracción térmica

10. ¿Qué son la retracción hidráulica y la retracción plástica en los morteros?



Respuesta:

La retracción hidráulica es la disminución de volumen de una masa de mortero debido a una pérdida deagua libre dentro de esa masa por evaporación y por la combinación del agua en la hidratación del cemento.Esta retracción puede ocasionar fisuración si el mortero no tiene posibilidad de contraerse libremente. Laretracción plástica es la disminución de dimensiones de una masa de mortero, que se produce en el estadoplástico por la evaporación del agua de la superficie (agua exudada). Esta retracción se produceprincipalmente en la parte superior de la masa de mortero.

11.- ¿Cuáles son las principales propiedades que se requieren en un mortero para revestimiento?

Respuesta:

Lo más importante es la estabilidad volumétrica para evitar fisuraciones y resquebrajamientos. Laresistencia debe ser similar a la del paramento que se está revistiendo y se debe procurar obtener unmaterial impermeable para que sea resistente a la acción de los agentes agresivos. Para lograr estosobjetivos se debe tener cuidado con la granulometría de los áridos, la retentividad de la mezcla y sutrabajabilidad.

11.- ¿Cuáles son las principales propiedades que se requieren en un mortero de pega?

Respuesta:Para un mortero de pega es especialmente importante lograr una adecuada retentividad para disminuir laexudación al mínimo posible, puesto que esto contribuye muy positivamente a la adherencia. La resistenciadebe ser similar a la del material que se va a adherir. Para lograr una adecuada retentividad es conveniente

aumentar la propoción de material fino, se puede usar cal para este fin.12.- ¿En que caso es conveniente conocer la resistencia a tracción de un mortero?Respuesta:

Cuando se necesita conocer la seguridad contra la fisuración.

13.- ¿Qué efectos negativos tiene la materia orgánica en el mortero?Respuesta:La materia orgánica, que viene generalmente en los áridos, afecta el fraguado del cemento, retardándolo yproduce una reducción de las resistencias iniciales.

14.- Explica dos métodos para evaluar la trabajabilidad de los morterosRespuesta:

Mesa de flujo o mesa de sacudidas: Consiste en medir la variación que experimenta el diámetrode un tronco de cono de mortero al golpearlo en la mesa de sacudidas (25 golpes en 15 segundos).Esta variación se expresa en % respecto al diámetro inicial del cono de mortero.

Cono de Abrams: Consiste en rellenar un molde metálico troncocónico de tamaño normalizadocon mortero compactado y luego retirar el molde para medir el asentamiento que experimenta lamasa de mortero colocada dentro del molde.

15.- ¿A qué se llama mortero proyectado?

Respuesta:

Al mortero que se coloca por lanzamiento mediante la utilización de un equipo especial sobre la superficieque se desea recubrir. El material se mezcla en una cámara especial y luego es impulsado a presión porun conducto que termina en una especie de pistola. El mortero es disparado formando un chorro contínuo.

16.- ¿A qué se debe y qué ocasiona la retracción hidráulica en un mortero?Respuesta:

La causa de la retracción hidráulica en un mortero es la pérdida prematura de agua de amasado por efecto

de la exudación y la falta de curado húmedo. Esta retracción hidráulica ocasiona la aparición de fisurasdebido a la disminución de volumen de la mezcla endurecida.

17.- ¿Cual es el rango de valores para la resistencia a compresión de los morteros de junta segúnlas normas ASTM?Respuesta:

Las normas ASTM caracterizan morteros con resistencias a compresión que están entre 5 y 15 MPa.

18.- Indica tres condiciones especificadas para áridos que se utilizarán en morteros de junta (3p)Respuesta:

Granulometría entre 5 y 0.16 mm (tamices 4 y 100) Menos del 5 % de granos finos (tamiz 200) Menos del 3 % de absorción

19.- ¿Qué se entiende por mortero para tratamiento de juntas?

Respuesta:Es un mortero que se utiliza para adherir de manera adecuada un hormigón fresco a un hormigón antiguo.



20..- Indica un valor aproximado para la densidad de un mortero de cemento

Respuesta:

La densidad de un mortero de cemento se encuentra alrededor de 2.1 Kg/dm3.

21.- ¿Para qué se utiliza el “escurrimiento en la mesa de sacudidas”?

Respuesta:La medida del “escurrimiento en la mesa de sacudidas, es una forma de controlar la trabajabilidad de los

morteros por medio del control de la fluidez.

22.- ¿Cuál es la Norma ASTM que proporciona las especificaciones para los morteros de junta?(1p)

Respuesta:La ASTM C 270.

5 CALES

1.- Indica cuales son los diferentes tipos de cales explicando sus propiedades. Respuesta:

Cal viva: es el óxido de calcio (CaO) que tiene mucha afinidad por el agua y tiende a absorberla del medioambiente.Cal apagada o hidratada: es el hidróxido de calcio (Ca(OH)2), cuando no tiene impurezas o las tiene en muypequeñas cantidades constituye las cales aéreas que solamente fraguan en el aire.

Cal hidráulica: es el hidróxido de calcio con elevados contenidos de impurezas, es un aglomerante hidráulicopuesto que tiene la capacidad de fraguar también bajo el agua.

2.- Indica algunos usos de las cales en la construcción.

Respuesta:

En la elaboración de morteros para tabiquería, generalmente mezclado con cemento y arena. Lacal da al mortero plasticidad y mejora la trabajabilidad.

En revestimiento y enlucidos, mezclada con yeso o cemento para acelerar su fraguado yneutralizar la tendencia a la contracción durante el secado.

Para la estabilización de suelos en la construcción de carreteras. En la elaboración de elementos prefabricados (ladrillos silico-calcáreos) Para la elaboración de pinturas a base de cal Para la elaboración de mezclas asfálticas

3.- Explica el problema de la hidraulicidad de las calesRespuesta:Las cales (carbonatos de calcio), se vuelven hidráulicas a medida que tienen mayores porcentajes deimpurezas en forma de aluminio sílice y hierro. A mayor cantidad de impurezas, mayor hidraulicidad. Estahidraulicidad se mide con el índice de Vicat y se manifiesta en la capacidad de fraguar tanto en el aire comoen el agua.

4.- Explica el proceso químico que hace de la cal un aglomerante.Respuesta: Se llama Cal al producto de la calcinación de las piedras calizas ricas en carbonato de calcio (CO 3Ca).Estas piedras calizas, se calcinan a temperaturas entre 900 y 1000 ºC produciéndose la reacción:

CO3Ca+calor CO2 + CaO

El dióxido de carbono (CO2) se desprende y el óxido de calcio (CaO) es la llamada cal viva, polvo inestableque tiene gran avidez por el agua. Esta cal viva es luego “apagada” combinándose con agua y produciendola siguiente reacción:

CaO + H2O Ca(OH)2 + Calor (15000 calorías)

El hidróxido de calcio formado con esta reacción se denomina cal apagada o cal hidratada.

Este producto se llama también cal aérea y es capaz de recarbonatarse en presencia del agua ocurriendouna reacción que es la que se hace de la cal un aglomerante. Esta reacción reconstituye al carbonato deCalcio (CO3Ca) de la piedra caliza original formando un material duro y estable cuando el agua presente enla reacción ha desaparecido.

Ca(OH)2 + CO2 CO3Ca + H2O

Esta reacción es muy lenta, empieza aproximadamente a las 24 horas de amasada la pasta y concluye

alrededor de los 6 meses. La cal aérea recibe este nombre porque endurece solamente en el aire y no asíen condiciones de humedad o bajo el agua.



5.- ¿Qué utilidad tiene el Indice de Vicat en el análisis de la cal?

Respuesta:

El Indice de Vicat llamado también índice de hidraulicidad, indica la proporción de óxidos ácidos (sílice,alúmina y hierro) en el material calizo. Una mayor proporción de estos óxidos hace a la cal más hidráulica,es decir un aglomerante con mayor capacidad para fraguar debajo del agua. El cemento Pórtland tiene unelevado índice de Vicat.

6.- Explica algunas de las principales propiedades de las cales.Respuesta:

Hidraulicidad.- Indica la capacidad de fraguar bajo el agua Finura de Molido.- Propiedad importante para cumplir la función de aglomerante. Fraguado.- El fraguado de las cales es en general muy lento y varía grandemente con la

hidraulicidad. Plasticidad.- Es una de las propiedades más importantes de la cal y describe la facilidad con que

una pasta de cal se extiende en obra. Estabilidad de volumen.- Las cales en general presentan poca estabilidad de volumen puesto que

tienden a expandirse por la presencia de Óxido de Calcio y Oxido de Magnesio libres y luegotienden a contraerse por la pérdida de agua durante el fraguado.

Resistencias mecánicas.- Las cales presentan moderadas resistencias mecánicas a com presióny tracción.

7.- ¿Por qué es recomendable añadir cal a los morteros de albañilería a base de cemento?Respuesta:

Porque la cal mejora la plasticidad, la retentividad de agua, la adherencia y reduce la contracción al secado.

8.- Haz una comparación en cuanto al costo de fabricación de la cal y del yesoRespuesta:El costo de fabricación está en función de la energía requerida en el proceso de calcinación. La cal seobtiene a temperaturas que oscilan alrededor de los 900 °C, en tanto que el yeso solo requiere temperaturasdel orden de los 170 °C. Por ello el costo de fabricación del yeso es mucho menor que el costo de fabricaciónde la cal.

9.- Explica cual es la clasificación de las cales según la norma ASTM.Respuesta:

Cales de alto contenido de Calcio (< 5 % de MgO)

Cales Magnésicas (5 a 35 % de MgO) Cales dolomíticas (35 a 46 % de MgO)

10.- ¿Qué es la cal viva y cómo se suele clasificar?Respuesta:

Cal viva es el óxido de calcio obtenido de la calcinación de las piedras calizas. De acuerdo a la velocidadde apagado se clasifica en:

Cal viva de apagado rápido, si su apagado comienza en menos de 5 minutos Cal viva de apagado medio, si su apagado comienza en un tiempo entre 5 y 30 minutos Cal viva de apagado lento, si el comienzo de apagado tarda más de 30 minutos.

11.- ¿Por qué se usa cal para estabilizar suelos finos con escasa resistencia?Respuesta:

Los iones de calcio presentes en la cal ocasionan un intercambio iónico que permite desplazar el aguaadsorbida por la arcilla aumentando así la resistencia. Por otro lado, la carbonatación de la cal tambiénincide en el mejoramiento de las resistencias y finalmente, la cal puede dar lugar a reacciones puzolánicascon la arcilla generando compuestos cementantes que también contribuyen a aumentar la resistencia. Enel caso de usar cal viva, la hidratación de la misma cal combina químicamente el agua existente en el sueloy aumenta la resistencia.

12.- Nombra 4 ensayos para controlar la calidad de una cal comercial

La finura de molido La estabilidad de volumen El contenido de oxidos de cal y magnesio El contenido de dioxido de carbono

13.- ¿Por qué es importante controlar la estabilidad de volumen en la cal comercial?Respuesta:Porque por un lado la cal tiende a expandirse por la presencia de óxidos de calcio y magnesio que alhidratarse aumentan de volumen y tiende a contraerse por la pérdida de agua en el proceso de fraguado.



Estos procesos de cambio de volumen pueden desintegrar la pasta endurecida. Por ello se hace necesariocontrolar la estabilidad de volumen del material..14.- Explica por qué se usa la cal como estabilizador en suelos arcillosos demasiado blandos.

Respuesta:Los suelos arcillosos presentan una propiedad denominada adsorción que permite fijar los dipolos de aguaa la superficie de las láminas de arcilla aumentando el volumen de la mezcla y haciendola blanda y pocoresistente. La cal contiene iones positivos de calcio (cationes) que desplazan a los dipolos de agua

produciendo un conjunto más compacto y resistente. Además, la carbonatación de la cal generacompuestos resistentes. En caso de utilizarse cal viva, se obtiene además el beneficio de la reacción de lacal viva con el agua presente en el suelo, para la formación de hidróxido que al ser expansivo produce unefecto compactante.

15.- Explica brevemente el proceso de fabricación de la cal

Respuesta:

Primero se extrae la piedra caliza de la cantera a cielo abierto, luego se tritura el material antes de la entradaal horno. Una vez obtenidas las partículas de tamaño adecuado (algunos centímetros) se procede a lacalcinación a temperaturas que oscilan entre los 1000 y 1100 grados, luego se procede al apagado de lacal viva obtenida en el horno (mezclando cuidadosamente con agua) y finalmente al tamizado y embolsado.

16.- ¿Cómo clasifica la norma boliviana a las cales aéreas para la construcción?

Respuesta:

La norma boliviana clasifica a las cales aéreas en cales cálcicas vivas (CCV), cales cálcicas hidratadas(CCV), cales dolomíticas vivas (CDV) y cales dolomíticas hidratadas (CDH). Cada una de ellas sesubclasifica de acuerdo al contenido de óxido de calcio más oxido de magnesio.

17.- ¿Por qué se debe controlar el contenido de dióxido de carbono en la cal para la construcción?

(1p)Respuesta:Porque el contenido de dióxido de carbono refleja la cantidad de material que se ha carbonatado y que porlo tanto no reaccionará cuando se ponga el material en servicio.

18.- Indica un ensayo físico para controlar la calidad de la cal comercialRespuesta:

La finura de molido que en la norma Boliviana se controla con los tamices Nº 30 y Nº 200.

19.- ¿En qué caso se utiliza cal para estabilizar suelos para la construcción?, ¿Cómo actúa la cal en

esos casos?Respuesta:

Se utiliza cal para estabilizar suelos muy finos (muy arcillosos) y la estabilización consiste en que loscationes de calcio presentes en la cal, contribuyen a evitar la atracción de las partículas de arcilla hacia elagua (adsorción), haciéndola más estable en sus dimensiones y evitando la expansión.

20.- Indica una diferencia entre la cal y el yeso como materiales de construcción.Respuesta:

La cal es un material de mayor costo y de fraguado lento. El yeso es un material más barato y tiene comouna de sus principales propiedades el fraguado rápido.

6 YESOS

1.- Describir cinco propiedades de los yesos.

Respuesta:- El fraguado es muy rápido: entre 2 y 20 minutos aproximadamente.- Tiende a absorber agua del medio ambiente, lo que disminuye sus resistencias mecánicas.- Es resistente a la acción del fuego por lo que es adecuado como aislante contra incendios en los

muros para las construcciones- Es expansivo, lo que permite utilizarlo en moldeos puesto que tiende a llenar todos los espacios

vacíos.- Es corrosivo, corroe el hierro y el acero por lo que no debe estar en contacto directo con estos

materiales.

2.- Definir lo que es una escayola. (1p)Respuesta:

Escayola es un yeso de color blanco y de molido muy fino con un alto porcentaje de sulfato de calciohemihidrato (entre 80 y 90 %).

3.- Qué es el yeso y que problemas presenta cuando absorbe agua?

Respuesta:



Yeso es sulfato de calcio y se presenta en tres formas:Dihidrato (con 2 moléculas de agua)Hemihidrato (con ½ molécula de agua) Anhidrita (sin agua)

El principal problema que presenta cuando absorbe agua es la pérdida de resistencias mecánicas

4.- Definir lo que es Yeso y describir el proceso químico que hace de él un conglomerante.

Respuesta:Yeso es sulfato de calcio y se presenta en tres formas:

Dihidrato (con 2 moléculas de agua)Hemihidrato (con ½ molécula de agua) Anhidrita (sin agua)

El yeso resulta un sulfato de calcio que se obtiene a partir de la piedra yesera (So4Ca *2H2O) pordeshidratación.

I. Deshidratación

)(2

12 2424 vapor AguaO H CaSOO H CaSO

Temperatura : 120 – 190 °CEl sulfato de calcio hemihidrato, es el que se comercializa, como materia constructiva.

II. Reconstitución

O H CaSOO H O H CaSO24224

22

3

2

1

En la reconstitución se agrega agua, para formar nuevamente el sulfato de calcio dihidratado, que es elmaterial utilizado.5. -Nombra algunos usos del yeso en el rubro de la construcción.Respuesta:Las principales aplicaciones de los yesos en el rubro de la construcción son las siguientes:a) Como conglomerante en tabiques, ya sea como pasta (mezcla de yeso y agua) o como mortero (mezcla

de yeso, arena o cal y agua).b) Como revestimiento o enlucido de fachadas, interiores y cielos rasos (cuando se utiliza en exteriores o

ambientes sometidos a la humedad debe tener protección).-

c) Como molduras para dar formas elegantes a los revestimientos.d) Como aislamiento térmico y acústico.e) Para la elaboración de elementos prefabricados, ladrillos, placas para cielos rasos, bloques para losas

alivianadas, en emparedados de cartón para revestir o construir tabiques y dar además aislamientotérmico.

6.- Realiza una comparación en cuanto al costo de fabricación de la cal y del yesoRespuesta:

El costo de fabricación está en función de la energía requerida en el proceso de calcinación. La cal seobtiene a temperaturas que oscilan alrededor de los 900 °C, en tanto que el yeso solo requiere temperaturasdel orden de los 170 °C. Por ello el costo de fabricación del yeso es mucho menor que el costo de fabricaciónde la cal.

7.- ¿Cuáles son los tipos de yesos contemplados en la norma Boliviana?

Respuesta:

El yeso grueso de construcción (YG) que tiene entre 50 y 60 % de hemihidrato y se utiliza entabiqueria o enlucidos torpes

El yeso fino de construcción (YF) que tiene entre 66 y 80 % de hemihidrato y mayor finura demolido que el anterior. Se usa en enlucidos en general.

El yeso de prefabricado (YP) que es más puro y resistente que el yeso fino, se usa para elementosprefabricados.

La escayola (E) que contiene entre 80 y 90 % de hemihidrato y es muy fina. Se utiliza en moldurasy decoración.

En la práctica solo existen los llamados estucos de primera y segunda clase que correspondenaproximadamente a YF y YG respectivamente.

8.- Explica el principio del ensayo de tiempo de fraguado del yeso según la Norma Española.Respuesta:



El tiempo inicial de fraguado se determina utilizando un cuchillo y haciendo cortes en tres galletas de yesocon un contenido de agua de amasado a saturación. La primera y tercera galletas sirven para los cortes deprueba y la segunda sirve para la determinación del tiempo de fraguado. El fraguado inicial se define comoel momento en que la hendidura en la pasta deja de cerrarse después de efectuado el corte.El tiempo de fraguado final se determina en las mismas tres galletas pero ahora haciendo una presión conel dedo sobre las mismas. El tiempo final se define como el momento en que la presión del dedo deja demarcar huella sobre la superficie de la galleta de ensayo. En ambos casos, el tiempo se mide desde el

momento en que se adiciona el yeso al agua.

9.-Explica las principales propiedades del yeso como material de construcciónRespuesta:

Fraguado rápido 5 a 7 minutos (fraguado inicial) y 30 a 40 minutos (fraguado final) Expansividad: lo que lo hace apto para el uso en moldeos Corrosivo: corroe el hierro y el acero, las aguas con yeso atacan al hormigón Resistente al fuego: lo que lo hace apto como aislante contra incendios Absorbente: La absorción de agua le quita resistencias mecánicas y lo hace deformable Tiene moderadas resistencias mecánicas. Estas dependen de la finura de molido y de la cantidad

de agua, agua utilizada en la mezcla y agua absorbida. Adherencia: El yeso se adhiere bien a la mayoría de los materiales de construcción Finura de molido: Como en todo aglomerante, su efectividad depende de la finura de molido.

10.- Indica una propiedad favorable y una desfavorable del yeso en la construcciónRespuesta:

Una propiedad favorable es la resistencia al fuego, una desfavorable es su agresividad contra los metalesy el hormigón, el yeso es corrosivo.

11.- Nombra 4 ensayos para controlar la calidad de un yeso comercial

La resistencia a flexotracción

El tiempo de fraguado

La finura de molido

El contenido de hemihidrato

12.- Haga una comparación entre el yeso y la cal como materiales de construcciónRespuesta:

El yeso es sulfato de calcio en sus diferentes formas, en tanto que la cal es carbonato de calcio. El yeso es

un material barato por su baja temperatura de cocción, es de rápido fraguado, expansivo, adherente,resistente al fuego, pero es corrosivo y disminuye drásticamente su resistencia al absorber agua. La cal esun material más caro, por requerir una mayor temperatura de cocción es muy plástica, y su resistencia varíade acuerdo al grado de hidraulicidad. Es inestable en sus dimensiones y su fraguado es lento.

13.- Explica por qué el yeso no debe estar en contacto directo con el acero de construcciónRespuesta:Porque el yeso es corrosivo y puede desintegrar el acero común de construcción.

14.- ¿Por qué se usa el yeso como material resistente al fuego?Respuesta:

Porque al ser sometido al fuego, el yeso (sulfato de calcio dihidratado) que contiene agua en su constitucióntarda en deshidratarse absorbiendo el calor del fuego y protegiendo a los ambientes que aisla.

15.- Por qué se considera al yeso un aglomerante aéreo?Respuesta:

Porque el yeso no puede fraguar bajo el agua o en condiciones severas de humedad.16.- Indica dos parámetros químicos para controlar la calidad de un yeso comercial

Respuesta:

El contenido de hemidrato (sulfato de calcio semihidratado) para controlar el componente activodel yeso

El índice de pureza que controla la cantidad de sulfato de calcio (en cualquier forma) presente enla muestra

17.- ¿Cuál es el rango de resistencias a compresión indicado en la norma boliviana para los yesos?Respuesta:

Entre 7.5 y 15 MPa



18.- ¿En qué orden de magnitud se encuentran las resistencias a flexión de los yesos?

Respuesta:

Las resistencias a compresión de los yesos se encuentran entre 2 y 3.5 MPa.

19- ¿Por qué no es recomendable utilizar el yeso en enlucidos de fachadas?

Respuesta:Porque el yeso absorbe agua y reduce drásticamente su resistencia mecánica.

20.- ¿Cuál es el compuesto activo del estuco? (1p)

Respuesta:

El sulfato de calcio semihidratado o hemihidrato.

7 SUELOS

1.- Indica 4 ventajas del suelo como material de construcción

Es un material abundante Es un material barato y fácil de obtener Es un material ecológico puesto que no genera residuos contaminantes y es reciclable Es un buen aislante térmico Es resistente al fuego Es fácil de trabajar, no requiere equipos sofisticados

2.- ¿Qué significa estabilizar el suelo para la construcción?Respuesta:Estabilizar significa modificar las propiedades de la mezcla tierra-agua-aire para obtener lasprestaciones que se requieren en la construcción: aumentar resistencias mecánicas, mejorar laestabilidad dimensional, disminuir la permeabilidad, aumentar la flexibilidad, etc.

3.- Explica brevemente qué es el tapialRespuesta:Es un sistema de construcción de muros que consiste en la preparación de un molde de maderatipo encofrado, en el lugar que se piensa construir el muro y encima del sobrecimiento, y luego se

llena con una mezcla de suelo y agua y se va compactando con un pisón o con los pies.

4.- Indique 4 sistemas de construcción en tierra y el principio de su funcionamientoRespuesta:

Adobe: Elemento moldeado a base de tierra y agua ( paja) constituye parte del muro cuando estáadherido a otros elementos similares con ayuda de un mortero de arcilla

Tapial: Muro de tierra vaciado en sitio con la ayuda de un molde de madera tipo encofrado Embarrado o quincha: Armazón de listones de madera o caña hueca que es luego rellenado con

barro Tepe: Es un adobito que se corta directamente del suelo

5.- Explica lo que sabes sobre la estabilización química del suelo para la construcciónRespuesta:La estabilización química es un proceso que actúa sobre las partículas de arcilla y el agua que estasadsorben. Los iones positivos (cationes) desplazan al agua adherida a la arcilla quitandole

plasticidad y aumentando su estabilidad dimensional y su resistencia mecánica. Se producentambién otras reacciones que forman compuestos estables. Por ejemplo las reacciones puzolánicasen las que la cal reacciona con la puzolana y forma silicatos cálcicos hidratados resistentes. Los



principales compuestos utilizados para la estabilización química son el cemento, la cal, el yeso y elasfalto.

6.- ¿Cuál es el orden de magnitud de la resistencia de los bloques prensados de suelo para uso enla construcción? (1p)

Respuesta:Los bloques prensados tienen resistencias que están entre los 2 y 2.5 MPa. Con la adición de un 5% de

cemento se obtienen resistencias del orden de los 4 MPa.

7.- ¿Cuál es el orden de magnitud de la resistencia a compresión de un adobe común?Respuesta:El orden de magnitud de la resistencia a compresión de un adobe común es de 3 a 5 Kg/cm 2

8.- Define lo que es la arcilla como un componente común del sueloRespuesta:

Las arcillas son partículas con tamaños menores a 1 o 2 micras (0.001 o 0.002 mm) que se caracterizanpor tener cohesión y con el agua presentan aumento de volumen y al secarse presentan retracción. Estoporque sus partículas contienen cargas negativas en su periferie y atraen a los dipolos de agua.9.- ¿Cómo se controla la calidad de un adobe?Respuesta:

Si el adobe se raja al cabo de 24 horas significa que tiene mucha arcilla y se debe adicionar arena a la

mezcla. Si el adobe no se raja, se debe hacer una prueba permitiendo que una persona se pare sobre eladobe apoyado en sus extremos. Si el adobe se parte, se debe adicionar arcil la para aumentar la cohesión,si el adobe no se parte, entonces la calidad del adobe es aceptable.

10.- ¿Cuál es el orden de magnitud de la resistencia a compresión de un muro de tapial debidamente

compactado?Respuesta:30 Kg/cm2 (alrededor de 3 MPa)

11.- Explica lo que entiendes por hormigón de arcillaRespuesta:

Un hormigón de arcilla es una mezcla de suelo en la que la arcilla funciona como aglomerante. Si bien estoshormigones tienen resistencias moderadas son adecuados para elaborar elementos como ser adobes,tapial, etc.

12.- Indica 3 ventajas y 3 desventajas del uso del suelo como material de construcción

Respuesta:

Ventajas: Es un material fácil de obtener: abundante y barato Es un material ecológico y reciclable Es un excelente aislante térmico

Desventajas: Tiene poca estabilidad dimensional cuando es sometido a la acción del agua Los elementos constructivos de suelo tienen escasa resistencia a tracción Es un material erosionable por la acción del intemperismo

13.- Explica lo que entiendes por quinchaRespuesta:El embarrado o quincha es un armazón de listones de madera o bambú que luego son rellenadoscon barro.

14.- Indica un ejemplo de estabilización química y un ejemplo de estabilización física del suelo parala construcciónRespuesta:El uso de cal para los suelos arcillosos es un ejemplo de estabilización química. Los iones positivos(cationes) presentes en la cal, desplazan al agua adherida a la arcilla quitandole plasticidad yaumentando su estabilidad dimensional y su resistencia mecánica. Se producen también otrasreacciones que forman compuestos estables. Por ejemplo las reacciones puzolánicas en las que lacal reacciona con la puzolana y forma silicatos cálcicos hidratados resistentes. La estabilizaciónfísica se puede realizar por diversos procedimientos: Tamizado, compactado, adición de fibras,secado, etc.

15.- ¿A qué se llama CINVARAM?Respuesta:



Es una máquina desarrollada por el Centro Interamericano de Vivienda en Colombia que sirve paraelaborar bloques prensados de suelo.

16.- Si debes fabricar adobes por un lado y bloques prensados por el otro, ¿cuál de los dos debetener mayor contenido de arcilla?, ¿por qué?

Respuesta:El adobe debe tener un poco más de arcilla porque la energía aplicada para su compactación es menor que

la utilizada para hacer bloque prensados.

8 ARCILLAS Y CERAMICA

1.- Indica y describe 10 características que debe tener un buen ladrillo de construcción.

Respuesta:

Resistencia a compresión (1.5 a 2.5 MPa para ladrillos huecos y 7 a 10 MPa para estructurales. Absorción controlada (entre 8 y 15 %) Dimensiones uniformes en todas sus caras. No deben ser muy diferentes a las dimensiones

nominales. No deben ser heladizos y deben soportar 25 ciclos de congelamiento y descongelamiento No deben presentar caliches muy grandes ni muy numerosos

Deben calificarse como no eflorescidos en el ensayo de eflorescencia. No deben tener grietas que atraviesen toda una cara Deben tener aristas vivas Deben tener sonido metálico por percusión Deben tener color homogeneo

2.- Explica brevemente qué son las arcillasRespuesta: Arcillas son los productos de la descomposición de rocas como los feldespatos, granitos, gneis, etc. por laacción erosiva del agua, el viento y las reacciones con compuestos químicos presentes en la naturalezacomo el anhídrido carbónico. Su característica principal es el tamaño pequeño de las partículas (menor auna micra) y su estructura laminar. Los principales minerales arcillosos son las ilitas, caolinitas ymontmorillonitas.

3.- Indica las propiedades de los productos cerámicos en general.Respuesta:

Son relativamente duros (tienen enlaces primarios y no secundarios) Son frágiles (debido a sus enlaces iónicos y covalentes) Son porosos y tienen grietas. Son resistentes a los agentes agresivos, especialmente a la corrosión Tienen elevado punto de fusión Son buenos aislantes térmicos Son buenos aislantes acústicos

4.- Explica la razón por la que las arcillas se vuelven plásticas.

Respuesta:La estructura laminar con cargas eléctricas en la superficie hace a las arcillas muy proclives a atraermoléculas de agua. Este fenómeno de atracción de dipolos se denomina adsorción y hace que las arcillasse expandan, sus enlaces interlaminares se vuelven más débiles y la arcilla adquiere plasticidad.

5.- ¿Para qué se adiciona arena a las arcillas destinadas a la fabricación de materiales cerámicos?¿Qué perjuicios puede traer un exceso de arena?Respuesta:

Se introduce arena cuarzosa para disminuir lo graso y pegajoso de la pasta de arcilla. Sin embargo elexceso de arena disminuye las resistencias mecánicas y la resistencia al frío.

6.- ¿Cuál es la diferencia entre el vidriado y el vitrificado en los materiales cerámicos?Respuesta:

El vidriado consiste en la aplicación de un recubrimiento a la superficie de las piezas cerámicas en hornosespeciales, es decir, sólo es un tratamiento superficial. Para realizar el vitrificado, en la cocción inicial seeleva la temperatura a más de 1000°C obteniéndose productos más compactos, de mejor calidad, con unaabsorción muy pequeña; por ejemplo el gres y la porcelana.

7.- ¿Qué efectos positivos y negativos tiene la porosidad en los materiales cerámicos?Respuesta:



La porosidad es conveniente para garantizar una buena adherencia y mejorar el aislamiento térmico yacústico. La porosidad, sin embargo, disminuye las resistencias mecánicas.

8.- ¿En qué consiste la adsorción en las arcillas?Respuesta:

En la superficie de las partículas de arcilla existen cargas negativas que atraen a la parte positiva de lasmoléculas de agua (dipolos) y a algunos iones positivos y los ligan a ella fuertemente; este fenómeno se

conoce como adsorción. La película de agua formada alrededor de las partículas las lubrica y explica laplasticidad de las arcillas.

9.- ¿Cuáles son los principales tipos de minerales arcillosos y cómo se diferencian entre ellos?Respuesta:Las caolinitas, las montmorillonitas y las illitas. Las caolinitas son las de mayor tamaño, seguidas por lasilitas y finalmente las montmorillonitas que son las más finas. Esto incide en su capacidad de absorber agua:mientras más fino el material arcilloso, puede absorber mayor cantidad de agua y por lo tanto ser másplástico y expansivo.

10.- ¿Para qué se realiza el secado de los productos cerámicos antes de someterlos a la cocción?Respuesta:

El secado de los productos cerámicos antes de la cocción debe ser lento y cuidadoso y se efectúa paraeliminar el agua de amasado y de esta manera evitar deformaciones indeseadas y resquebrajaduras.

11.- Indica tres propiedades del vidrioRespuesta:

Transparencia (debida a su estructura amorfa) Fragilidad Estabilidad y resistencia a la mayor parte de los compuestos químicos (exceptuando el ácido

fluorhídrico)

12.- Indica seis condiciones que deben cumplir los ladrillos de construcción

Respuesta:

Tener resistencias a compresión de acuerdo a las especificaciones aplicables (± 5 MPa los ladrilloshuecos y ± 20 MPa los gambotes)

Tener forma y dimensiones regulares No tener grietas, hendiduras ni oquedades Ser de masa homogénea, grano fino y no contener caliches ( nódulos de cal)

No ser muy absorbentes (menos del 15% en 24 horas) Tener sonido metálico por percusión

13.- Indica seis condiciones que deben cumplir las tejas

Respuesta:

Ser de masa homogénea, grano fino y no contener caliches ( nódulos de cal) Tener una resistencia mínima a la flexión de 120 Kg Ser impermeables, no gotear antes de 2 horas Dar sonido claro por percusión No estar alabeadas Tener cantos vivos, rectos y superficie lisa

14.- ¿En que consiste la fluidificación de las arcillas?Respuesta:

Cuando hay suficiente cantidad de agua mezclada con la arcilla, ésta tiende a mantenerse en suspensión(flotar) en el agua, depositándose luego lentamente en estratos.

15.- ¿Cuál es el compuesto que da a las arcillas la coloración rojiza?Respuesta:

El hierro

16.- ¿Qué es lo que da transparencia al vidrio?Respuesta:La estructura amorfa es la que da transparencia al vidrio

17.- ¿Cómo influye la temperatura de cocción en la obtención de los diferentes tipos de materialescerámicos?Respuesta:

A mayor temperatura de cocción se obtienen productos de mejor calidad. Por encima de los 1300 °C seobtienen productos refractarios. Para productos de cerámica roja (alfareria, tejeria y ladrillos comunes) se



utilizan temperaturas entre 900 y 1000 °C, para loza, gres y porcelana se necesitan temperaturas entre1000 a 1300 °C.

18.- ¿Qué es el caliche y cómo se puede detectar su presencia en los materiales cerámicos, si estosno son visibles?

Respuesta:El caliche es el grano de óxido de calcio producido durante la cocción del material cerámico, el mismo que

al hidratarse produce la aparición de desconchados. Se lo puede detectar sometiendo las piezas a un fuerterégimen de humedad, por ejemplo sumergiéndolas en agua por algunas horas, preferiblemente un día yluego observando si han aparecido los reventones producidos por la hidratación del oxido de calcio.

19.- Describe los diferentes tipos de arcillas usadas en la fabricación de productos cerámicos, asícomo los productos obtenidos de ellas.

Respuesta:

Las arcillas muy ricas en aluminio, se usan para fabricar productos refractarios (se usan en revestimientosde hornos). Las arcillas ricas en hierro y con poco aluminio, son de coloración rojiza y se usan parafabricar ladrillos y tejas. Y las arcillas ricas en aluminio y con algo de hierro se usan para fabricar lozas ygres (artefactos sanitarios, azulejos, etc.

20.- ¿Cómo se clasifican los ladrillos de acuerdo a la Norma Boliviana?

Respuesta:

Se clasifican en estructurales que son los llamados gambotes (macizos o perforados, con perforacionesperpendiculares a las caras mayores) y de relleno o ladrillos huecos, con perforaciones paralelas a lascaras mayores.

21.- Indica las principales características de las arcillas (al menos 4)

Respuesta:Las principales características de las arcillas son:

El tamaño de sus granos (menor a 1 o 2 micras) Su estructura laminar con cargas negativas en su superficie Su capacidad de retener agua por adsorción Su capacidad de atraer iones positivos (cationes) (cambio de bases) Su capacidad de entrar en fluidificación (mantenerse en suspensión en el agua por un cierto

tiempo) Su plasticidad o facilidad de moldeo debida a su capacidad de retener agua

22.- Explica porqué las arcillas son adecuadas para la fabricación de los llamados productoscerámicos.Respuesta:

La arcilla es adecuada para la fabricación de productos cerámicos porque al mezclarse con el agua sevuelve plástica (fácil de moldear) y al cocer en el horno origina un mineral artificial llamado mullita que es elresponsable de la resistencia mecánica, al agua y al intemperismo del producto cerámico.

23.- ¿Por qué es importante determinar la absorción para controlar la calidad de los ladrillos?

Respuesta:

Controlar la absorción es importante porque permite estimar la porosidad del material. La porosidad a suvez, permite estimar la durabilidad (resistencia al intemperismo, a los ciclos de hielo y deshielo, etc.) y laadherencia con el mortero que une las piezas. Una absorción muy pequeña no es conveniente pues

disminuye la adherencia, en tanto que una absorción muy elevada afecta la resistencia a los agentesexternos (especialmente a los ciclos de congelamiento y descongelamiento), disminuye las resistencias yaumenta el riesgo de eflorescencias. Una absorción demasiado elevada, también puede afectar laadherencia.

24.- Describe brevemente 5 ensayos para controlar la calidad de un ladrilloRespuesta:

Resistencia a compresión: se aplica una carga uniforme sobre una superficie refrentada hasta quese produzca la falla

Absorción: se satura las probetas en agua y se registra el peso saturado y el peso seco, luego sedetermina la absorción como la diferencia entre estos pesos dividida entre el peso seco.

Heladicidad: se somete la probeta a ciclos de congelamiento y descongelamiento, luego desaturarla en agua, luegho se la observa para ver si aparecieron fisuras, desconchados,exfoliaciones, etc.

Medición de dimensiones: se mide la longitud de las caras y los ángulos entre las mismas



Eflorescencias: Se coloca la probeta semisumergida en agua durante un tiempo, luego se laintroduce en un horno a secar. Finalmente se la compara con una probeta gemela no sometida aensayo y se determina si aparecieron manchas claras por la aparición de sales

25.- ¿Cuál es el mineral artificial que otorga sus propiedades a los materiales cerámicos y a quétemperaturas se forma?

Respuesta:

El mineral se llama mullita y se forma aproximadamente a los 900 °C

26.- ¿Qué son las eflorescencias en los materiales cerámicos?Respuesta:

Son manchas que se producen a causa de la cristalización de sales solubles del interior de las piezascerámicas arrastradas al exterior por la acción del agua. Se trata fundamentalmente de nitratos, sulfatos ycarbonatos de sodio, calcio, potasio y magnesio.

27.- ¿Cuáles son los principales óxidos que constituyen el vidrio común?Respuesta:

Los óxidos de sílice (SiO2), de sodio (NaO2) y de Calcio (CaO)

28.- Explica lo que sabes sobre el control de calidad de las tejas cerámicasRespuesta:

Las tejas cerámicas deben cumplir los siguientes requisitos: Tener una resistencia mínima a la flexión de 120 Kg (resistir el peso de una persona) Ser impermeables, no gotear antes de 2 horas en el ensayo de permeabilidad Ser resistentes a 25 ciclos de congelamiento y descongelamiento Tener dimensiones homogeneas Dar sonido claro por percusión No estar alabeadas Tener cantos vivos, rectos y superficie lisa Ser de masa homogénea, grano fino y no contener caliches ( nódulos de cal)

29.- Indica cuales son las tolerancias de la norma boliviana para las características geométricas delos ladrillos huecos comunesRespuesta:

3% para las dimensiones en relación con la dimensión nominal

2% para la desviación con relación a la escuadra 3 mm para la planeidad de las caras 8 mm de espesor mínimo de pared interior y exterior

30.- ¿Cómo se clasifican los ladrillos huecos de acuerdo a la norma boliviana y cuál es la resistenciaa compresión requerida para cada tipo?Respuesta:

De acuerdo a la NB 1211001, los ladrillos huecos se clasifican en: ladrillos de relleno (no portantes) yladrillos estructurales (portantes). Para los primeros se requiere una resistencia mínima a compresión de 2MPa y para los segundos 20 MPa.31.- ¿Cuál es la carga que deben soportar las tejas cerámicas en un ensayo de flexión?Respuesta:

Según la norma boliviana, las tejas con sección “C”, deben soportar una carga de 1000 N a flexión, en tantoque las tejas con sección “S”, deben soportar una carga de 1200 N.

32.- ¿Cuál es la exigencia de la norma Boliviana para la permeabilidad de las tejas cerámicas?Respuesta:

La teja no debe dejar pasar más de 0.6 cm 3/cm2/día de manera individual ni más de 0.5 cm3/cm2/día.

33.- Indica dos características geométricas que deben cumplir las tejas de arcilla según la normanacional NB 1211004

Respuesta: Las tejas cerámicas deben cumplir con requisitos de tolerancia dimensional, control de flechao planeidad, alabeo (sección S) y uniformidad de perfiles transversales (sección C).

34.- ¿Qué indica el PEI en las baldosas cerámicas esmaltadas?Respuesta:

El PEI indica la resistencia al desgaste superficial por abrasión.

35.- ¿Cómo se mide el desgate superficial en baldosas cerámicas esmaltadas?Respuesta:



El desgaste superficial por abrasión en baldosas cerámicas esmaltadas se mide con el ensayo denominadoPEI y permite clasificarlas de acuerdo al tráfico que pueden soportar.

36.- ¿Qué es la succión de los ladrillos cerámicos y para qué se controla?Respuesta:

La succión o rata inicial de absorción en ladrillos cerámicos, es el agua absorbida durante un minuto, cuandoel ladrillo se coloca en un recipiente con agua de manera que quede sumergido a una profundidad de un

octavo de pulgada. Se expresa como porcentaje en relación al peso seco. El control de la absorción midela velocidad con la cual el ladrillo extrae agua del mortero, aspecto que afecta la adherencia mortero-ladrillo.

37.- ¿Para qué sirve el ensayo de “control de flecha” en tejas cerámicas? Respuesta:El ensayo de “control de flecha” en tejas cerámicas sirve para controlar la rectitud o planeidad de la partede la teja por donde se evacua el agua.

38.- Indica tres ensayos para controlar la calidad de una baldosa cerámica esmaltada.(3p)

Respuesta:

El PEI o ensayo de desgaste superficial La tolerancia dimensional La resistencia al rayado, al ataque ácido alcalino, a las manchas

La resistencia a flexión La absorción

39.- ¿En qué consiste el ensayo de permeabilidad para tejas cerámicas? ¿Cuál es el requisito acumplir según la norma boliviana?Respuesta:

El ensayo consiste en tomar una probeta cuadrada de la parte honda de la teja y fijar sobre ella un tuboplástico de manera que la junta quede totalmente impermeable. Se satura el conjunto en un recipienteadecuado durante 48 horas y luego se coloca una carga de agua de 10 cm de altura en el interior del tubo(misma que se mantiene constante durante el tiempo de ensayo), luego se mide la cantidad de agua queha atravesado la probeta durante 48 horas, descontando el agua evaporada durante este periodo. La tejano debe dejar pasar más de 0.6 cm3/cm2/día de manera individual ni más de 0.5 cm3/cm2/día.

40.- ¿En qué consiste el ensayo de uniformidad de perfiles transversales? ¿Cuál es el requisito

que se debe cumplir?Respuesta:

El ensayo de uniformidad de perfiles transversales es un ensayo que se realiza para determinar lascaracterísticas geométricas de las tejas coloniales (tejas con perfil C). Consiste en medir el ancho de lastejas en la parte más ancha y en la parte más angosta. El requisito a cumplir es el siguiente: la diferenciaentre el valor mayor y el valor menor medido en cada extremo de 10 tejas, no debe ser mayor a 15 mm.

41.- Indica tres tipos de daño que implican que una teja cerámica se considere como “no resistente a la helada”.

(3p)

Respuesta:

Pérdida de nervio o tacón Fisura estructural Fisura superficial con ancho mayor a 0.2 mm Rotura Desconchado exfoliación no producidos por caliches Pérdida de peso mayor a 0.5 % como promedio de 6 tejas ensayadas-

42.- ¿A qué se refiere el coeficiente de saturación en el control de calidad de un ladrillo cerámico ypara qué sirve?Respuesta:

El coeficiente de saturación se define como el cociente obtenido al dividir la absorción después de 24 horasen agua fría y la absorción después de 5 horas en agua hirviente. Mientras mayor es este coeficiente, seconsidera que existen menos y más pequeños poros en el ladrillo. Los poros pequeños deben amortiguarla expansión ocasionada por el congelamiento del agua en los poros de mayor tamaño. Por tanto un mayorcoeficiente de saturación está relacionado con una menor resistencia al congelamiento.

43.- Indica que es lo que se evalúa para ver si una teja es o no heladiza. (3p)Respuesta:

Pérdida de nervio o tacón Fisura estructural



Fisura superficial con ancho mayor a 0.2 mm Rotura Desconchado exfoliación no producidos por caliches Pérdida de peso mayor a 0.5 % como promedio de 6 tejas ensayadas-

44.- ¿Qué ensayo recomendarías para evaluar si una baldosa cerámica esmaltada es o no para“alto tráfico”?

Respuesta:El ensayo de desgaste por abrasión superficial, también conocido como PEI.

1 Propiedades Generales de Los Materiales

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