Informe

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO

ANÁLISIS QUÍMICO

Grupo de Laboratorio Lunes 2pm – 4pm

2013-I

SÁNCHEZDELCASTILLO ,Huguier LeeDELA CRUZCISNEROS ,Juan JuniorGARCÍAGUTIÉRREZ ,JuanCarlosMARTÍNEZCONTRERAS ,José JhonatanMÉNDEZ PILLACA , EfraínQUICAÑOPRADO ,JennerQUINOQUISPE ,WiliamBARRIENTOS FLORES ,FredySOTOMEDRANO , KhaterineSheyllaTENORIOCHUCHON ,JulioWiliam LIZAN A

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

INGENIERÍA CIVIL

Antiguamente se decía que los agregados eran elementos inertes dentro del concreto ya que no intervenían directamente dentro de las reacciones químicas la tecnología moderna se establece que siendo este material el que mayor porcentaje de participación tendría dentro de la unidad cubica de concreto sus propiedades y características diversas influyen en todas las propiedades del concreto

Es muy importante el análisis químico de los agregados ya que gracias a estas propiedades podremos formar un concreto de características relacionadas con los mencionadas, si el análisis de este es fallido el concreto que formaremos no tendrá los requerimientos para el cual fue fabricado.

Las características físicas y mecánicas de los agregados tienen importancia en la trabajabilidad, consistencia, durabilidad y resistencia del concreto.

Asimismo, son empleados en las bases de las carreteras y la fabricación de productos artificiales resistentes cuando se mezclan con materiales aglomerantes de activación hidráulica o con ligantes asfálticos.

También que el estudio sobre los agregados, como material de construcción es fundamentalmente importante en el uso y conservación de los recursos naturales.

Siendo el concreto un material de construcción de uso extenso debido a sus muchas características favorables, es muy importante que el ingeniero civil conozca las propiedades de sus componentes para producir un concreto de alta calidad para un determinado proyecto.

ANÁLISIS QUÍMICO DE AGREGADO 1II. UBICACIÓN

I. INTRODUCCIÓN


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Región: Ayacucho

Provincia: Cangallo

Distrito: Cangallo

Coordenadas: latitud 13º 37’30’’ Longitud 74º08’28’’ altitud 2577msnm

ANÁLISIS QUÍMICO DE AGREGADO 2


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DETALLES



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Esta cantera está ubicada en la Provincia de Cangallo una de las once provincias que conforman el Departamento de Ayacucho.

La cantera de donde se extrajo la Arena Gruesa, se encuentra cerca de la misma ciudad a 1 km aproximadamente, a orillas del rio Pampas.

Este rio es muy conocido ya que es el formador de gran cantidad de agregados, los cuales son extraídos por empresas y personas particulares. Los agregados formados por este rio siempre han sido utilizados por todas los obras cercanas a esta ciudad.



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Según el análisis del laboratorio está calificado como un buen agregado.



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1. PH_________________________________________________

El pH del suelo influye en sus propiedades físicas, químicas y biológicas. Influye indirectamente en las propiedades físicas concretamente en la estructura como veremos más adelante. En las propiedades químicas ya que según el rango del pH encontraremos una diferente solubilidad de los nutrientes y por tanto de su disponibilidad. El grado de transformación de la materia orgánica depende de la actividad microbiana del suelo que a su vez dependen del rango del pH que haya.

2. MATERIA ORGÁNICA. _____________________

La materia orgánica que se presenta en los agregados, especialmente en los finos consiste en tejidos animales y vegetales que están principalmente formados por carbono, nitrógeno y agua. Este tipo de materia al encontrarse en grandes cantidades afectan en forma nociva las propiedades del concreto, como la resistencia, durabilidad y buen desarrollo del proceso de fraguado. Por esto es muy importante controlar el posible contenido de materia orgánica de una arena ya que ésta es perjudicial para el concreto. El ensayo más utilizado es el colorimétrico.

OBJETIVO GENERAL. Determinar en una muestra de agregado fino el contenido de materia orgánica que existe.

OBJETIVO ESPECÍFICO.

Saber los perjuicios que trae la materia orgánica en la elaboración de concreto. Conocer el uso de la tabla de colores existentes en el laboratorio. Aprender los pasos a seguir en un ensayo colorimétrico.

MATERIAL Y EQUIPOS

Probeta de 250 ml. Tubo de vidrio cerrado por un extremo en el cual se le introducirá la muestra de agregado fino.

Agregado Fino. Muestra representativo del agregado del cual se utilizará para la elaboración del concreto.

Hidróxido de Sodio mezclado con agua. Sustancia química que reacciona con el agregado. Tarjeta o tabla de colores. Indicador de colores que nos indican parámetros que contiene la

muestra.


III. MARCO TEÓRICO


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BASE TEÓRICA

Tarjeta o Tabla de Colores. Corresponde a una tarjeta de colores que contiene cinco intensidades que van desde un ligero color amarillo hasta una coloración oscura.

Materia Orgánica. La materia orgánica encontrada generalmente en los agregados finos, consiste en productos de descomposición vegetal, la cual aparece en forma de humus o arcilla orgánica.

En agregados se pueden encontrar algunas sustancias como lo es la materia orgánica, las cuales si se encuentran en grandes cantidades afectan o dañan algunas propiedades del concreto como lo son el tiempo de fraguado, resistencia y durabilidad. De aquí proviene la importancia de detectar éste tipo de materia, saber cómo actúan y hasta que cantidad se pueden tolerar.

Las impurezas orgánicas interfieren en las reacciones químicas de hidratación del cemento durante el proceso de fraguado causando un tipo de retraso, lo cual ocasiona como anteriormente se nombró, una disminución en resistencia y durabilidad.

Al hablar de los perjuicios que tiene la materia orgánica en el concreto, también debemos hacer énfasis en los daños que causa en los materiales de refuerzo como el acero; donde aparece la corrosión que es uno de los mayores problemas en el concreto reforzado, produciéndose deficiencia en sus propiedades.

Como no todas las impurezas orgánicas son perjudiciales lo más aconsejable es realizar el ensayo colorimétrico, que es un método muy útil para conocer la cantidad de materia orgánica en los agregados y de ésta manera poder tomar decisiones de hacer o no uso del material de relleno. PROCEDIMIENTO

La siguiente prueba se denomina ensayo colorimétrico y consiste en lo siguiente:

Se toma la probeta de 250 ml y se llena de agregado fino o arena hasta ocupar una cantidad del 40% de la probeta (es decir 100 ml de agregado fino). Luego se le añade la solución de hidróxido de sodio con agua, de tal manera que ésta cubra la arena con una capa de 3 centímetros de espesor.

El siguiente paso es agitar la probeta con el anterior conjunto y dejar en reposo durante 24 horas al cabo de los cuales se compara la coloración de la solución con una tarjeta de colores que contiene cinco intensidades de colores. RESULTADO Y CONCLUSIONES

Como resultado tenemos que el ensayo colorimétrico correspondió al color # 2 (tono amarillo claro en la solución) una cantidad de materia orgánica tolerable en los agregados para preparar el concreto.

CONCLUSIONES

Gracias a los resultados obtenidos en el ensayo colorimétrico, nos damos cuenta que la cantidad de materia orgánica en el agregado fino es tolerable para el diseño de la mezcla de concreto. En otros casos cuando la cantidad de materia orgánica es grande, la medida correctiva que se toma es tratar el agregado con solución de soda cáustica al 3%; luego se lava con agua pura para realizarle nuevamente el ensayo



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colorimétrico. El anterior proceso se puede hacer cuantas veces sea necesario para obtener un contenido de materia orgánica bajo. Es importante también resaltar que el alto contenido de restos vegetales y tejidos animales en el agregado ocasiona variación en las propiedades del concreto causando deficiencia en la resistencia, durabilidad y en el proceso de fraguado, debido a que las impurezas orgánica interfieren en las reacciones químicas de hidratación del cemento.

En conclusión general se hace necesario el ensayo colorimétrico para el agregado antes de diseñar nuestra mezcla de concreto.

3. CLORUROS. _______________________________

Aumentar la durabilidad de las estructuras ha sido desde la época de los 80’s una de las líneas de

investigación que más se ha trabajado en el campo de los materiales de construcción. La necesidad de

valorar el ingreso de los cloruros en la matriz cementicia del concreto ha permitido el desarrollo de

ensayos normalizados por Instituciones de reconocido prestigio internacional. En una investigación

realizada por la Ing. Nancy Torres en la Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá, en 2005, se

detallan algunos de los métodos más usados para valorar el ingreso del ión cloruro dentro del concreto. A

continuación se presenta el más usado de estos métodos.



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Este ensayo fue desarrollado por Whiting en 1981 y se conoce normalmente como “Ensayo Rápido de

Permeabilidad del Cloruro”, aunque realmente no se mide a permeabilidad sino el intercambio iónico.



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Al aplicar una excitación eléctrica al sistema no solamente hay transporte de los iones cloruro sino que

también existe movimiento de los demás iones presentes dentro de los poros y apilares del concreto.

Existen una serie de críticas al ensayo, entre las cuales se pueden resumir las siguientes:

- La corriente transmitida está relacionada con todos los iones presentes en la solución de poros y no solo

con los iones cloruro. - Las medidas en su gran mayoría son realizadas antes que un estado constante de

migración sea alcanzado. - El alto voltaje aplicado lleva a un incremento en la temperatura,

especialmente para concretos de baja calidad que más adelante incrementan la carga pasada. Los

concretos de más baja calidad se calientan más a medida que la temperatura sube y es producto de la

corriente y el voltaje. Entre más baja la calidad del concreto, mayor es la corriente a un voltaje dado y por

lo tanto mayor es la energía producida.

3. SULFATOS _______________________________________



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Los sulfatos son las sales o los ésteres del ácido sulfúrico. Contienen como unidad común un átomo de azufre en el centro de un tetraedro formado por cuatro átomos de oxígeno. Las sales de sulfato contienen el anión SO4

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Los sulfatos inorgánicosLos sulfatos inorgánicos son las sales del ácido sulfúrico. En la naturaleza se encuentran en forma de yeso, o aljez, (sulfato de calcio dihidratado CaSO4 · 2 H2O), baritina (sulfato de bario) o sulfato de sodio (Na2SO4). Por oxidación se forma de los sulfuros de muchos elementos cuando estos entren en contacto con el oxígeno del aire...

SíntesisLa mayor parte de los sulfatos se genera a partir de una base y del ácido sulfúrico o por reacción del ácido sulfúrico con el metal esto puede generar trasplantes en el átomo de oxígeno.

AplicacionesLas aplicaciones de los sulfatos suelen variar enormemente según el metal al que están unidos. Así el sulfato sódico, por ejemplo, se utiliza en la fabricación del vidrio, como aditivo en los detergentes, etc.; el sulfato de cobre se aprovecha en la fabricación de la viscosa según un determinado proceso.Yeso y barita se utilizan en la construcción y como aditivos en la fabricación de papel y cartulina. El sulfato de bario también se utiliza en medicina para realizar radiografías de contraste.Los sulfatos son parte esencial de unas sales dobles como los alumbres de fórmula general AB(SO4)2 · 12 H2O, siendo A y B cationes con carga +1 y +3 respectivamente. La más conocida es la alumbre de sodio formada con sodio y aluminio.

Los sulfatos orgánicosLos sulfatos orgánicos son ésteres del ácido sulfúrico con la fórmula genérica R–O–SO2–O–R'. Se pueden formar directamente del alcohol correspondiente y del ácido sulfúrico o del trióxido de azufre o a partir del alcohol y el cloruro de sulfurilo (Cl2SO2) en presencia de unas base.Se trata de sustancias probablemente cancerígenas.



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El sulfato orgánico más conocido es el sulfato de dimetilo (CH3)2SO4 que se utiliza en algunas reacciones de metilación.

4. SALES SATURADOS TOTALES ________________________

Son sales, particularmente cloruros y sulfatos de calcio, magnesio y sodio que no son visibles al ojo humano y requieren de análisis para ser detectados. Aunque se les denomina ‘’ solubles ‘en realidad no son muy solubles. Si lo fuesen una simple lavada los removería. Las reglas acerca de la solubilidad en la industria se guía por el criterio siguiente:

- Todos los nitratos son solubles

- Todos los cloruros son solubles, menos el cloruro de plata, el de mercurio y el de plomo que son difíciles de (solubilizar) convertir en solubles

- La mayoría de los sulfatos son solubles excepto el estonio, bario y los sulfatos del plomo que son difíciles de solubilizar.

- Todos los carbonatos, hidróxidos y sulfuros son insolubles con algunas excepciones De mayor preocupación son las sales solubles en agua como son los cloruros, sulfatos y nitratos que se depositan sobre la superficie del acero por la lluvia acida, rocío marino, procesos químicos, derrames, salpicaduras e inmersión. Todos son un ester o una sal derivada de un ácido y se diferencia según su origen. Los cloruros tienen su origen en el acido hidroclórico, los sulfato tienen su origen en el ácido sulfúrico y los nitratos del ácido nítrico.Las sales solubles causan una acción osmótica que atrae el agua a través del recubrimiento. Los pigmento de plomo que se habían incorporado en los primeros o promotores de adherencia han mitigado la corrosión insolubilizando los sulfatos y los cloruros, que son los iones predominantes, reduciendo así las fuerzas osmóticas y limitando de alguna manera la actividad corrosiva dañina de estos aniones. La solubilidad de los cloruros de plomo y los sulfatos de plomo son mucho menores que las de las sales ferrosas o férricas de los cloruros y los sulfatos.Hablando en términos del proceso de Osmosis, un Ion de cloruro ferroso atraerá 200 veces la cantidad de agua a través de un recubrimiento que el que atraería un Ion de cloruro de plomo, un sulfato férrico atraerá 150,000 veces la cantidad de agua a través de un recubrimiento que atraería un Ion de sulfato de plomo. Sin embargo el Ion de sulfato de plomo por lo general no produciría ampolla miento por osmosis del recubrimiento. Sin embargo, los compuestos de plomo que fuesen usados ampliamente hasta que sus riesgos para la salud fueron reconocidos y determinados de manera contundente, están severamente restringidos. Al no incorporar plomo en los pigmentos de los primeros o promotores de adherencia, se debe minimizar los cloruros y sulfatos por otros medios tales como agentes neutraliza



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Gracias a los resultados obtenidos en el ensayo colorimétrico, nos damos cuenta que la cantidad de materia orgánica en el agregado fino es tolerable para el diseño de la mezcla de concreto. En otros casos cuando la cantidad de materia orgánica es grande, la medida correctiva que se toma es tratar el agregado con solución de soda cáustica al 3%; luego se lava con agua pura para realizarle nuevamente el ensayo colorimétrico. El anterior proceso se puede hacer cuantas veces sea necesario para obtener un contenido de materia orgánica bajo. Es importante también resaltar que el alto contenido de restos vegetales y tejidos animales en el agregado ocasiona variación en las propiedades del concreto causando deficiencia en la resistencia, durabilidad y en el proceso de fraguado, debido a que las impurezas orgánica interfieren en las reacciones químicas de hidratación del cemento.

Se concluye que con los resultados obtenidos por el análisis químico efectuado por el ingeniero químico Juan B. JIRÓN MOLINA, nuestro agregado es apto para realizar concreto dado los óptimos resultados del análisis químico.


IV. CONCLUSIONES


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V. apéndice

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