PERDIDA ENSOLUCION DE SULFATO DE MAGNESIO.pdf

Universidad Alas Peruanas Ciclo IX

Diseo Moderno de Pavimento Pgina 1

INDICE

AGRADECIMIENTO

INTRODUCCION

MARCO TERICO

ANLISIS Y/O DETALLE DEL ENSAYO DE LABORATORIO

FUNDAMENTO

OBJETIVO

PREPARACIN DE LAS SOLUCIONES

SOLUCIN DE SULFATO DE MAGNESIO

PREPARACIN DE MUESTRAS

EVALUACIN CUANTITATIVA

RESULTADOS

OBSERVACIONES

NORMA CE.010 (PAVIMENTOS URBANOS)

CONCLUSIONES (UTILIZACIN EN OBRAS VIALES)

BIBLIOGRAFIA



AGRADECIMIENTO Le agradezco en primer lugar a dios por darme fortaleza en los momentos de debilidad, a mis padres quienes me dieron vida, educacin, apoyo y consejos. A mis compaeros de estudio, a mis maestros y amigos, a todos ellos se los agradezco desde el fondo de mi alma.



INTRODUCCION Se incluye este aspecto por der uno que se presente muy frecuentemente principalmente en la costa peruana y al que tambin con frecuencia se le confunde con otras causas de deterioro de los pavimentos. En primer lugar, es importante sealar que los sulfatos no atacan al asfalto, pero que pueden ocasionar problemas durante la pavimentacin asfltica en forma de ampollado de la capa de imprimacin cuando la base granular ha sido humedecido con aguas conteniendo sulfatos o en presencia de un nivel fretico superficial con elevado contenido de sulfatos. Para que se manifieste el ataque por sulfatos es necesaria la presencia de agua. Esto quiere, decir que un suelo con contenidos elevados de sulfatos no atacara al concreto mientras este seco y asimismo, un suelo con bajo contenido de sulfatos podr atacar al concreto, se se de una migracin permanente de humedad cargada de sulfatos hacia la cara expuesta del pavimento. La forma de ataque consiste en la reaccin de los sulfatos de calcio (yeso y aguas selenitosas), de magnesio y/o de sodio con la cal libre resultante del proceso de hidratacin del concreto. La primera manifestacin visual del fenmeno, para contenidos bajos de sulfatos es la aparicin de manchas blanquesinas. Al aumentar la concentracin de sulfatos se forma primero una pelusa que luego de paso a cristales de sulfoaluminato de calcio hidratado con caractersticas expansivas, los cuales producen el deterioro paulatino e irreversible del concreto. El medio ms efectivo de incrementar la resistencia al ataque por sulfatos consiste en reducir la relacin del agua al total de los materiales cementantes. MARCO TERICO Sanidad. Se define sanidad como la resistencia al desgaste de los agregados ante la accin de los sulfatos. La resistencia a la accin del clima, es decir al intemperismo de las partculas del agregado, se ha tratado de determinar con el ensayo de la solidez. Posteriormente se retira la muestra y se deja la solucin escurrir durante 15 minutos, luego se pone a secar hasta peso constante. Todo este proceso se denomina un ciclo a los agregados para concretos o morteros las especificaciones exigen 5 ciclos y las prdidas mximas permitidas, ponderadas de acuerdo con la granulometra del material son las siguientes: Agregado fino: Sulfato de sodio-prdida mxima = 10%Sulfato de magnesio-prdida mxima = 15% Agregado grueso: Sulfato de sodio-prdida mxima =12%Sulfato de magnesio-prdida mxima = 18%. ANLISIS Y/O DETALLE DEL ENSAYO DE LABORATORIO FUNDAMENTO



Es el porcentaje de prdida de material en una mezcla de agregados durante el ensayo de durabilidad de los ridos sometidos al ataque con sulfato de sodio o sulfato de magnesio. Este ensayo estima la resistencia del agregado al deterioro por accin de los agentes climticos durante la vida til de la obra. Puede aplicarse tanto en agregado grueso como fino. El ensayo se realiza exponiendo una muestra de agregado a ciclos alternativos de bao de inmersin en una solucin de sulfato de sodio o magnesio y secado en horno. Una inmersin y un secado se consideran un ciclo de durabilidad. Durante la fase de secado, las sales precipitan en los vacos del agregado. En la reinmersin las sales se rehidratan y ejercen fuerzas de expansin internas que simulan las fuerzas de expansin del agua congelada. El resultado del ensayo es el porcentaje total de prdida de peso sobre varios tamices para un nmero requerido de ciclos. Los valores mximos de prdida son aproximadamente de 10 a 20% para cinco ciclos de inmersin-secado. OBJETIVO El mtodo describe el procedimiento que debe seguirse para determinar la resistencia a la desintegracin de los agregados por la accin de soluciones de sulfato de sodio o de magnesio. Equipos de Laboratorio Tamices Para ensayar agregado grueso 3 /8, , , 1, 1 , 2 y 2 Para ensayar agregado fino N 50, N 30, N 16, N 8 y N 4 Recipientes. Cestas de mallas metlicas que permiten sumergir las muestras en la solucin utilizada, facilitando el flujo de la solucin e impidiendo la salida de las partculas del agregado. El volumen de la solucin en la cual se sumergen las muestras ser, por lo menos, cinco veces el volumen de la muestra sumergida. Balanzas. Capacidad de 500 gr. y sensibilidad de 0.1 gr. para el caso del agregado fino y otro de capacidad no menor a 5000 gr. y sensibilidad de 1 gr. para el caso del agregado grueso. Horno. Capaz de mantener una temperatura de 110 5C

PREPARACIN DE LAS SOLUCIONES

Solucin de Sulfato de Sodio

Si se va emplear sulfato de sodio de forma anhidra 42 SONa, disolver 215 gr.; en caso de utilizar sulfato de sodio hidratado, disolver 700 gr. En un litro de agua a la temperatura de 25 a 30C. Dejar reposar la preparacin por 48 horas a 21 1C, antes de su empleo. Al concluir el perodo de reposo deber tener un peso especfico entre 1.151 y 1.174 gr/cm (O.10HSONa 242) La solucin que presente impurezas debe filtrarse y debe volverse a comprobar su peso especfico. Nota 1



1. Para conseguir la saturacin a 22C de 1 dm3 de agua, son suficientes 215 gr. de la sal anhidra 700 gr. de la hidratada. No obstante, como estas sales no son completamente estables y puesto que es preferible que haya un exceso de cristales en la solucin, se recomienda como mnimo, el empleo de 350 g de la sal anhidra y 750 g de la sal hidratada.

SOLUCIN DE SULFATO DE MAGNESIO Si se va emplear sulfato de magnesio de forma anhidra 4 MgSO, disolver 350 gr.; en caso de utilizar sulfato de magnesio hidratado O.7HMgSO 24, disolver 1230 gr. en un litro de agua a la temperatura de 25 a 30C. Dejar reposar la preparacin por 48 horas a 211C, antes de su empleo. Al concluir el perodo de reposo deber tener un peso especfico entre 1.295 y 1.302gr/cm 3. La solucin que presente impurezas debe filtrarse y debe volverse a comprobar su peso especfico.

Nota 2 Para conseguir la saturacin a 22 C de 1 dm3 de agua, son suficientes 350 gr. de la sal anhidra 1230 gr. de la hidratada. No obstante, como estas sales no son completamente estables y puesto que es preferible que haya un exceso de cristales en la solucin, se recomienda como mnimo, el empleo de 400 gr. de la sal anhidra y 1400 gr. de la sal hidratada. Reparacin de las Muestras Agregado fino PREPARACIN DE MUESTRAS Agregado fino La muestra deber pasar el tamiz 3/8 y ser retenido en la malla N50. Cada fraccin de la muestra comprendida entre los tamices que se indican a continuacin debe ser por lo menos de 100gramos. Se consideran solamente las fracciones que estn contenidas en 5% ms de los tamices indicados:



Lavar la muestra sobre la malla N50, secarlas en el horno a una temperatura de 110 5C, separarlos en los diferentes tamices especificados anteriormente. Tomar 120 gr. de cada una de las fracciones, para poder obtener 100 gr. despus del tamizado, colocarlas por separado en los recipientes para ensayo. Agregado grueso Se ensayar el material retenido en el tamiz N4, cada fraccin de la muestra comprendida entre los tamices debe tener el peso indicado en la Tabla N2; y cada fraccin de la muestra debe ser por lo menos 5% del peso total de la misma. En el caso que alguna de las fracciones contenga menos del 5%, no se ensayar sta fraccin, pero para el clculo de los resultados del ensayo se considerar que tienen la misma prdida a la accin de los sulfatos, de sodio o magnesio, que la media de las fracciones, inferior y superior ms prximas, o bien si una de estas fracciones falta, se considerar que tiene la misma prdida que la fraccin inferior o superior que est presente.

Lavar la muestra y secarla a una temperatura de 110 5C. Tamizarlo usando una de las gradaciones indicadas. Tomar los pesos indicados en la Tabla N2 y colocarlos en recipientes separados. En el caso de las fracciones con tamao superior a se cuenta tambin el nmero de partculas. Cuando son rocas debern ser rotas en fragmentos uniformes, se pesaran 100 gr. de cada una. La muestra de ensayo pesar 5000 gr. 2%. La muestra ser bien lavada y secada antes del ensayo. Procedimiento de Ensayo



1. Sumergir las muestras preparadas en la solucin de sulfato de sodio o magnesio por un perodo de 16 a 18 horas, de manera que el nivel de la solucin quede por lo menos 13 mm por encima de la muestra. Tapar el recipiente para evitar la evaporacin y contaminacin consustancias extraas. Mantener la temperatura en 21 1C durante el perodo de inmersin. 2. Retirar la muestra de la solucin dejndola escurrir durante 15 5 min., secar en el horno a110 5C hasta obtener peso constante a la temperatura indicada. Para verificar el peso se sacar la muestra a intervalos no menores de 4 horas ni mayores de 18 horas. Se considerar que se alcanz un peso constante cuando dos pesadas sucesivas de una muestra, no difieren ms de 0.1 gr. en el caso del agregado fino, o no difieren ms de 1.0 gr. en el caso del agregado grueso. 3. Obtenido el peso constante dejar enfriar a temperatura ambiente y volver a sumergir en la solucin para continuar con los ciclos que se especifiquen. EVALUACIN CUANTITATIVA Al final de los ciclos se lava la muestra hasta eliminar los sulfatos de sodio o de magnesio, los ltimos lavados deben efectuarse con agua destilada y mediante la reaccin de cloruro brico (BaCl2 )

2. Secar a peso constante a una temperatura de 110 5C y se pesa. 3. Tamizar el agregado fino sobre los tamices en que fue retenido antes del ensayo, y el agregado grueso sobre los tamices indicados a continuacin, segn el tamao de las partculas.

EVALUACIN CUALITATIVA 1. En las partculas de dimetro mayor a se efecta un examen cualitativo despus de cada inmersin y cuantitativa al trmino del ensayo. La evaluacin cualitativa consistir en inspeccionar partcula por partcula con el fin de eliminarlas partculas afectadas (fracturadas, fisuradas, astilladas, formacin de lajas, etc.).

RESULTADOS



Para obtener los porcentajes de prdida, se efectuarn las siguientes anotaciones Agregado Fino 1. Porcentaje retenido en cada una de las mallas indicadas en la Tabla N1 2. Peso de cada fraccin antes del ensayo 3. Porcentaje de prdidas de cada tamao despus del ensayo 4. Porcentaje de prdidas corregidas que se obtienen multiplicando 1 por 3 y dividiendo entre100 5. El total de prdidas corresponde a la suma de las partculas parciales corregidas. Agregado Grueso 1. Porcentaje retenido en cada una de las mallas indicadas en la Tabla N2 2. Peso de cada fraccin antes del ensayo 3. Porcentaje de prdidas de cada tamao despus del ensayo 4. Porcentaje de prdidas corregidas que se obtienen multiplicando 1 por 3 y dividiendo entre100 El total de prdidas corresponde a la suma de los porcentajes de prdidas de las dos fracciones de cada tamao.

OBSERVACIONES 1. Los resultados obtenidos varan segn la sal que se emplee; se sugiere tener cuidado al fijarlos limites en las especificaciones en que se incluya este ensayo. Dado que su precisin es limitada. 2. Para rechazar un agregado que no cumpla con las especificaciones pertinentes, debe confirmarse los resultados con otros ensayos ms, ligados a las caractersticas del material.

Ejemplos En la hoja de clculo se muestran algunos ejemplos del presente ensayo.


DISEO MODERNO DE PAVIMENTOS Pgina 11

Foto N 1: Sumergir las muestras preparadas en la solucin de sulfato de sodio o magnesio por un periodo de 16 a 18 horas, de manera que el nivel de la solucin quede por lo menos 13 mm por encima de la muestra.

Foto N2: Retirar la muestra de la solucin djela escurrir, secar en el horno, dejar enfriar a temperatura ambiente y volver a sumergir en la solucin para continuar con los ciclos que se especifiquen. Al final de los ciclos lavar la muestra, secar, y tamizar.



NORMA CE.010 (PAVIMENTOS URBANOS)

De los pavimentos asflticos: Estos materiales debern cumplir los requisitos establecidos en las siguientes Tablas:



En la Sub-base y Base Granulares: a) Se efectuarn los ensayos de control y con las frecuencias indicadas en la Tabla 24.



Se harn los siguientes ensayos sobre los agregados finos:

Se harn los siguientes ensayos sobre los agregados gruesos:



CONCLUSIONES (UTILIZACIN EN OBRAS VIALES) La norma dice que el mximo desgaste aceptado ante la accin de la solucin de sulfato de sodio es del 12%, el valor de prdida total obtenido fue menor, el cual esto indica que el agregado es relativamente bueno. La solucin de sulfato de sodio afect al material, esto se not a medida que aumentaba el nmero de ciclos. Se observ en las grietas presencia de solucin cristalizada, lo que provoc fisuras y desprendimiento de material en las partculas. El dao que produce el Sulfato de Magnesio es mayor que el ocasionado por el Sulfato de Sodio, en cuanto a las prdidas de material stas son en promedio un 70% mayor considerando igualdad de adiciones y tiempos de ensayo, adems el Sulfato de magnesio tiene una interaccin ms influyente con el cemento, lo que no ocurre en el caso del Sulfato de Sodio. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Soundness of aggregates by use of sodium sulfate or magnesium sulfate

Astm c 88-76

Durabilidad al sulfato de sodio y sulfato de magnesio.

MTC e209-1999

Reglamento nacional de edificaciones

http://www.slideshare.net/ucgcertificacionvial/resistencia-a-los-sulfatos

http://www.youtube.com/watch?v=vugrwiv_y18

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