Norma ASTM C-40

UNIVERSIDAD RAFAEL LANDVARFACULTAD DE INGENIERALABORATORIO DE RESISTENCIA DE MATERIALES I

REPORTE 2NORMA ASTM C-40

17 DE SEPTIEMBRE DE 2014NDICE

INTRODUCCIN1OBJETIVOS2OBJETIVO GENERAL2OBJETIVOS ESPECFICOS2Marco Terico3Datos obtenidos6Calculo efectuados6Graficas6Discusin de Resultados7Conclusiones9RECOMENDACIONES9Bibliografa9

INTRODUCCIN

La prctica de laboratorio realizada el 09 de septiembre de 2014, Ensayo de Norma ASTM C-40, tuvo como objetivo general la determinacin de la presencia de impurezas orgnicas en las muestras de agregado fino provenientes de Villa Canales, Santa Catarina Pinula, Ferretera y dos de URL. El laboratorio consisti en los siguientes pasos:

Agregar el 63% de la botella de vidrio con el agredo fino de la muestra (repitiendo ste paso 5 veces debido a que se tuvieron cinco muestras). Agregar 34 % de agua a la botella de vidrio (Cada botella) Terminar de llenar el 3% restante de la botella con Hidrxido de Sodio (Soda Custica). Dejar reposar la muestra un mnimo de 24 horas para determinar con el mtodo de colormetro si la muestra presenta impurezas orgnicas.

Luego de estudiar los efectos de impurezas orgnicas en una mezcla, podremos determinar cmo se ve afectada dicha mezcla en su resistencia, durabilidad, en el tiempo de fraguado y en el endurecimiento. Tambin utilizando el mtodo de colormetro se podr determinar si las muestras estn en el rango aceptado por la Norma ASTM C-40.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Aplicar la Norma ASTM C-40 como mtodo de ensayo normalizado para la determinacin aproximada de la presencia de impurezas orgnicas, en agregados finos de las muestras utilizadas en el laboratorio por medio de colorimetra: 1. Muestra de Villa Canales2. Muestra de Santa Catarina Pinula3. Muestra de Ferretera4. Muestra A URL5. Muestra B URL

OBJETIVOS ESPECFICOS

Comparar si el color del lquido de cada una de las muestras es ms clara, ms oscura o del mismo color de la solucin de color estndar.

Determinar cmo influye a la resistencia y durabilidad de una mezcla la presencia de materia orgnica en los agregados finos.

Determinar cmo la presencia de materia orgnica influye en el tiempo fraguado y endurecimiento.

Determinar si las muestras utilizadas en el laboratorio estn en el rango aceptado por la Norma ASTM C-40.

Marco Terico

COGUANOR NTG-41010 (norma equivalente a la norma ASTM C40)Mtodo de ensayo. Determinacin de materia orgnica en los agregados finos para concreto.

Este mtodo de ensayo cubre dos procedimientos para la determinacin aproximada de la presencia de materia orgnica o impurezas perjudiciales en los agregados para concreto. Un procedimiento utiliza una solucin de color estndar y el otro utiliza colores estndar en vidrio.1Este mtodo es utilizado para determinar si los agregados finos que se utilizarn para hacer el concreto se encuentran en las condiciones necesarias, libres de materia orgnica o impurezas que harn que el concreto se debilite y afecte su resistencia.

Cuando una muestra sometida a este ensayo produce un color ms oscuro que el color estndar es recomendable realizar el ensayo para determinar los efectos de la materia orgnica sobre la resistencia del mortero1. Los colores que se obtendrn a partir de la prueba realizada ya estn establecidos previamente, si el color obtenido es ms oscuro que el color estndar es posible determinar que el agregado fino tiene impurezas orgnicas.

Figura 1 Colores estndar para determinacin de impurezas

Para realizar la prueba es necesario utilizar botellas de vidrio sin color de una capacidad de 240 470 ml., es decir de 8 a 16 onzas y con tapn hermtico. Para la solucin estndar de color se necesitarn los siguientes materiales:

MaterialPorcentaje

Agregado fino63%

Agua34%

Hidrxido de Sodio3%

Tabla 1Materiales para ensayo

La prueba se realiza colocando en las botellas de vidrio determinado volumen de agregado fino (63%), seguidamente se agrega 34% de agua potable y el 3% de hidrxido de sodio (NaOH). Se coloca la tapadera de la botella y se agita cuidadosamente para mezclar la solucin y se deja reposar. Despus de 24 horas es posible determinar la coloracin de la solucin por encima de la arena, para saber si el agregado fino contiene impurezas orgnicas.

COGUANOR NTG-41007 (Norma equivalente a la norma ASTM C33)AGREGADOS PARA CONCRETO. ESPECIFICACIONES

Segn esta norma el agregado fino debe estar libre de cantidades perjudiciales de impurezas orgnicas. Excepto como aqu se especifica, los agregados sujetos al ensayo de impurezas orgnicas y que producen un color ms oscuro que el estndar deben ser rechazados.2 La prueba debe realizarse para no usar un agregado fino que contenga impurezas, las cuales pueden provocar que el concreto sea menos resistente y se debilite fcilmente.

El agregado fino para uso en el concreto que estar sujeto a humedecimiento, exposicin prolongada en atmsfera hmeda, o contacto con suelos hmedos no debe contener ningn material que sea perjudicialmente reactivo con los lcalis en el cemento, en cantidad tal que cause una expansin excesiva del mortero o del concreto2.

Si el agregado fino tuviera algn material que dae el concreto, y este va a estar expuesto a la humedad podra provocar que el concreto se dae tanto que la falla sea mayor y el concreto no resista.

Cemento

El cemento es un polvo fino que se obtiene de la calcinacin a 1,450C de una mezcla de piedra caliza, arcilla y mineral de hierro. El producto del proceso de calcinacin es el clinker que se muele finamente con yeso y otros aditivos qumicos para producir cemento.3 El clinker es el principal ingrediente utilizado para hacer el cemento. El cemento es el elemento esencial utilizado para hacer concreto y es el material de construccin ms utilizado en el mundo por su resistencia, durabilidad y diversas aplicaciones para construccin.

Algunas de las propiedades del cemento son:

Hidrulicas: La reaccin de la hidratacin entre el cemento y el agua. El material fragua, entendiendo fragua como el proceso de endurecimiento y prdida de plasticidad del hormign, y luego se endurece. La naturaleza hidrulica de la reaccin permite que el cemento hidratado se endurezca an bajo el agua.

Estticas: Antes de fraguar y endurecerse, el cemento hidratado presenta un comportamiento plstico. Por lo tanto, se puede vaciar en moldes de diferentes formas y figuras para generar arquitecturas estticamente interesantes, que seran difciles de lograr con otros materiales de construccin.

De durabilidad: Cuando se usa correctamente (por ejemplo, con buenas prcticas de diseo de mezclas de concreto) el cemento puede formar estructuras con una vida de servicio larga que soporte los cambios climticos extremos y agresiones de agentes qumicos.

Acsticas: Utilizados con un diseo adecuado, los materiales basados en cemento pueden servir para un excelente aislamiento acstico.

AgregadosLos agregados son un ingrediente indispensable en el concreto premezclado, el asfalto y el mortero. Representan aproximadamente de 60% a 75% del volumen total del concreto premezclado, y adems ejercen una importante influencia en las cualidades del concreto recin mezclado, as tambin, despus de que ste endurece. Entre los agregados utilizados para el concreto existen agregados finos y gruesos, entre los agregados finos se encuentra la arena natural y entre los agregados gruesos, la grava.

Los agregados no slo incrementan la resistencia del concreto, sino que tambin pueden hacer que la mezcla sea ms compacta, permitiendo aplicaciones como la impermeabilizacin y retencin de temperatura. Es necesario realizar las pruebas ya mencionadas para que los agregados que se utilicen no tengan impurezas orgnicas. Si se llega a utilizar un agregado con impurezas provocar que el concreto no tenga la misma resistencia que uno que se encuentre libre de estas.

El concreto se puede moldear en diferentes formas, es duradero y es el material de construccin ms atractivo en trminos de su resistencia a la compresin ya que ofrece la mayor resistencia por costo unitario. Su uso cada vez mayor es fundamental para la construccin sustentable. Para realizar la mezcla de concreto es necesario utilizar:

MaterialesDescripcin

AgregadosPiedras y arenas de diferentes tamaos, representan el 60% al 75% del volumen del concreto.

AditivosSustancias qumicas slidas o lquidas utilizadas para mejorar la durabilidad del concreto endurecido, reducir el contenido de agua o aumentar el tiempo de fraguado.

AguaSu funcin es hacer reaccionar el cemento, es fundamental para la realizacin de la mezcla.

CementoMaterial de mayor importancia en una mezcla, proporciona la resistencia al concreto.

Tabla 2Materiales para realizar concreto

Algunas de las aplicaciones del concreto son: en ingeniera (puentes, puertos y aplicaciones industriales), en construccin (estructuras y diseo de construcciones), manejo de aguas residuales (vas acuticas, plantas de tratamiento de aguas residuales, sistemas de agua potable) y pavimentos.

Datos obtenidos Figura No.2: Muestras de Ensayo Norma ASTM C-40

Las muestras se presentan de izquierda a derecha en el siguiente orden:1. Muestra de Villa Canales2. Muestra de Santa Catarina Pnula3. Muestra de Ferretera4. Muestra A URL5. Muestra B URL

Calculo efectuados

No aplica Graficas

No aplica

Discusin de Resultados

El objetivo principal de esta prctica es aplicar la Norma ASTM C-40 como mtodo de ensayo normalizado para la determinacin aproximada de la presencia de impurezas orgnicas, en agregados finos, de las muestras utilizadas en el laboratorio por medio de colorimetra. Las muestras utilizadas son:

1. Muestra de Villa Canales2. Muestra de Santa Catarina Pnula3. Muestra de Ferretera4. Muestra A URL5. Muestra B URL

Para la realizacin de este laboratorio se debe de utilizar como recipiente, envases de vidrio sin color con una capacidad entre 240-270 ml, esto con el objetivo de poder agregar de manera estandarizada el 63% del agregado fino, el 34% de agua y el 3% de Hidrxido de Sodio. Tomar en cuenta que del hidrxido de sodio debe de ser agregado con sumo cuidado ya que es una sustancia muy reactiva, que con cambios bruscos de su estructura este puede explotar.

Ya habiendo realizado la mezcla dentro del embase se debi dejar reposar con un mnimo de 18 horas. Para visualizar la colorimetra que este presenta.

Cada ensayo produce un colorimetra muy diferente (Visualizar figura No.1), ya que sus agregados son de distinta procedencia y en este caso por ser arena rio, cabe en la posibilidad que tenga aun mas materia orgnica ya que los ros lo utilizan de manera inadecuada, siendo desagues o basureros.

El ensayo de la muestra nmero uno, que es proveniente del rio principal de Villa Canales, presenta una colorimetra muy obscura a comparacin de la estandarizada, dando esto como resultado, tener ms materias orgnicas de las deseadas dando como resultado que las estructuras que se realicen con este material no tengan las propiedades necesarias para un buen funcionamiento. Realizando investigaciones previas luego de los resultados obtenidos, se determino que el rio donde obtienen la materia prima, es donde desembocan algunos de los desagues de Villa Canales. As de esta manera entendiendo el porqu de las materias orgnicas.

El ensayo de la muestra nmero dos, que proviene del rio de San Jos Pnula, presenta una colorimetra muy aproximada a la estndar, siendo as un experimento de aproximacin, pudiendo ser certero o no certero. La mejor manera de corroborar esto es realizar otro ensayo con el mismo agregado fino. Y luego de ello llegar a una conclusin sobre si se puede trabajar con este agregado o no. Uno como ingeniero debe tener un factor de seguridad sobre todo resultado. Por consecuente como grupo concluimos que no es adecuado utilizar este agregado fino.

Los ensayos de las muestras numero tres y cuatro, provenientes de una ferretera con proveedor desconocido y una dada por el laboratorio, respectivamente. Tienen una colorimetra igual, teniendo as la misma cantidad de impurezas orgnicas. Pero aun as pudindose utilizar, ya que esta mejor que la estndar. Obteniendo como resultado obras de buena calidad.

El ensayo de la muestra nmero cinco, proveniente del laboratorio, tiene una colorimetra excepcional ya que es completamente trasparente, esto quiere decir que en su composicin no hay nada de materias orgnicas. Dando como resultado mezclas de cemento de gran calidad. Ya que no se afectan las propiedades de este.Cuando en una mezcla de cemento se utilizan agregados finos como la muestra numero uno y dos, esta pierde sus propiedades estandarizadas por el proveedor del cemento, ya que estas reducen las propiedades de fraguado, quiere decir que este no endurece completamente sino sigue siendo un material plstico. Reduciendo de gran manera el esfuerzo al que puede ser sometido. Mientras que las muestras tres, cuatro y cinco, cumplen los estndares de impurezas, pudiendo ser utilizadas sin ninguna precaucin ya que las propiedades del cemento funcionaran adecuadamente.(Solo Proceso de mezcla)Las propiedades que son afectadas por el agregado fino son: Las hidrulicas, que son las que determinan el fraguado ante cualquier medio que rodea el material. Durabilidad, esta es afectada ya que no soportara la misma cantidad de tiempo que una estandarizada cuando se le aplican cambios climticos o reacciones con qumicos.Pudiendo observar las propiedades que pierde el cemento cuando se le agrega agregados finos no estandarizados, se puede llegar a la conclusin que no es adecuado realizar de esta manera las construcciones ya que estas no estarn en sus condiciones optimas, y no tendrn el esfuerzo mximo de 4400psi y al soporte a ambientes rigurosos.

Conclusiones

1. Fue aplica la Norma ASTM C-40, como mtodo de ensayo normalizado, a las muestras de Villa Canales, Santa Catarina Pnula, Muestra ferretera, Muestra A y muestra B.

2. La colorimetra de cada muestra vara segn la procedencia y contaminacin de la fuente de obtencin de la materia prima.

3. La resistencia a esfuerzos, la durabilidad y el fraguado de una mezcla de cemento es afectada de gran manera cuando se utilizan agregados finos no estandarizados, por la perdidas de propiedades que la mezcla del cemento sufre.

4. La muestra No.1 y No.2 no se encuentran el rango aceptable de la norma ASTM C-40 mientras que la No.3, No.4 y No.5 s la cumplen.

RECOMENDACIONES

Para realizar el ensayo es necesario utilizar el equipo de proteccin necesario para el manejo del hidrxido de sodio. Es necesario tambin tener el color de estandarizacin para poder comparar el color de las muestras y as identificar si tienen impurezas orgnicas. Si los agregados sometidos a ensayo se necesitan para la produccin de hormign o concreto y producen un color ms oscuro que el estndar, estos se deben rechazar debido a que sus propiedades (durabilidad, fraguado, endurecimiento y resistencia) se vern afectados.Bibliografa

1. http://www.conred.gob.gt/sitio2014/normas/NRD3/NTG41010h4.pdf Norma Tcnica Guatemalteca; Comisin Guatemalteca de Normas; Ministerio de Economa; COGUANOR NTG-41010; [On Line]2. http://www.conred.gob.gt/sitio2014/normas/NRD3/NTG41007.pdfNorma Tcnica Guatemalteca; Comisin Guatemalteca de Normas; Ministerio de Economa; COGUANORNTG-41007; [On Line]3. http://www.cemex.com/ES/ProductosServicios/Cemento.aspx Cemex; Productos y servicios; [On Line]4. http://www.cemex.com/ES/ProductosServicios/ComoHacemosConcreto.aspx Cemex; Productos y servicios; Cmo hacemos concreto; [On Line]

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