ESTUDIO TECNOLOGICO DEL YESO.doc

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION

Tema : Cuarta Práctica de Laboratorio

“ESTUDIO TECNOLOGICO DEL YESO”

Docente : Ing. Héctor Pérez Loayza

Alumnos : MONTALVÁN DÍAZ, Carlos Alesandro.

FERNÁNDEZ HUACCHA, Alberto

CHÁVEZ PEREYRA, Lenin Orlando

RAICO HUARIPATA, Roberth

AQUINO RAFAEL, Javier

RODRIGUEZ DIAZ, José

Año/Ciclo : Segundo Año / Cuarto Ciclo

Grupo : A

Observaciones:

1.…………………………………………………………………………………………………………………………

2.…………………………………………………………………………………………………………………………

TECNOLIA DE LOS MATERIALESESTUDIO TECNOLOGICO DEL YESO

Cajamarca, febrero de 2013



I. INTRODUCCIÓN :

El estudio de los materiales de construcción, es sin lugar a dudas, algo inherente en la formación de todo ingeniero civil, ya que de esto dependerá su buen desenvolvimiento a lo largo de su vida profesional. Es así que en el presente informe se tratará del estudio de un material muy importante en la rama de la construcción civil como es el yeso, debido a sus propiedades físico - mecánicas.

Gracias a su excelente adherencia a los materiales porosos, sus propiedades aislantes térmicas y su rápido fraguado, constituye un material de construcción de uso muy generalizado, ideal para los revestimientos.

En el campo de la Ingeniería es indispensable investigar las propiedades que posee este material y a partir de ello determinar un correcto uso y aplicación. Para poder determinar dichas propiedades es que se recurren a los ensayos que se practican en los laboratorios que en el presente informe detallamos como: La relación agua – yeso, tiempo de fraguado, resistencia a la flexo tracción y compresión.

II. OBJETIVOS:

- Determinar mediante los ensayos respectivos las propiedades físicas y mecánicas del Yeso.

- Conocer la modalidad de ensayos e instrumentos para determinar cada una de sus propiedades del Yeso.

- Familiarizarnos con este material.

III. MATERIAL Y EQUIPO:

Para la presente práctica de laboratorio se dispuso de lo siguiente:- Yeso- Balanza Analítica - Fiola (500 ml)- Recipiente de volumen conocido- Agua - Cuchillo- Cronómetro- Moldes de triplay (4x4x16 cm)- Moldes de tubo de 2x4 pulgadas

IV. FUNDAMENTO TEORICO




HISTORIA. El yeso es uno de los aglomerantes mas antiguos conocidos por la humanidad. Se le empleó en Egipto, en la construcción de las pirámides. Fue usado por los griegos, los romanos y los árabes.

Los antiguos peruanos lo lamaban pachach, los obtenían pulverizando groseramente la piedras yeseras cocidas, y cirniéndolo en trozos de género. No lo empleaban en empastados de muros o techos; sino mezclado con grava formaban una especie de concreto que les servía para rellenar muros formados por dos paredes de adobe.

Tipos de yeso en construcción

Los yesos de construcción se pueden clasificar en: El yeso negro es el producto que contiene más impurezas, de grano grueso, color gris, y

con el que se da una primera capa de enlucido. El yeso blanco con pocas impurezas, de grano fino, color blanco, que se usa

principalmente para el enlucido más exterior, de acabado. Escayola , que es un yeso de más calidad y grano más fino, con pureza mayor del 90%.

BREVE DESCRIPCIÓN DEL YESO COMERCIAL UTILIZADO EN LA PRÁCTICA:

Procedencia: Chiclayo.

DESCRIPCION DEL YESO. Yeso Vivo o simplemente Yeso, es el producto resultante de la deshidratación parcial o total del mineral llamado piedra de yeso, yesera ó algéz. El yeso vivo reducido a polvo y amasado con agua recupera su agua de cristalización, o sea que se cristaliza, endureciéndose ó fraguando.

SO4Ca.2H2O + Calor(160C) SO4Ca.1/2H2O + 1 1/2H2O = Q

Q: Absorción del calor por el dihidrato (reacción endotérmica).

V. PROPIEDADES FISICAS DEL YESO

5.1. PESO ESPECIFICO

Se define como la relación del peso del yeso (partículas sólidas) referido al vacío, al peso de un volumen igual de agua destilada libre de gas tomados a una temperatura determinada.

El peso específico del yeso viene dado por la siguiente fórmula: B - D

Alcohol = --------------------- = gr/cm3 E

Ap.e. =-------------------


http://es.wikipedia.org/wiki/Yeso_negro

http://es.wikipedia.org/wiki/Escayola

http://es.wikipedia.org/wiki/Yeso_blanco



A + B - C alcohol

donde:A = Peso de la muestra de Yeso ( 50 gr)B = Peso de fiola llena de alcohol hasta 500 cm3

C = Peso de fiola con muestra de yeso ( 50 gr) y completado con alcohol hasta 500 cm3

D = Peso de la fiola vacía.E = Volumen del alcohol. alcohol = Peso específico del alcohol.

PROCEDIMIENTO.

Se pesa 100 gr de muestra de yeso, se toma una fiola de 500 cm3 y se lo llena con alcohol (Peso Específico determinado) luego se pesa con aproximación de 0.10 gr, se toma la fiola vacía y se lo agrega los 100 gr. De muestra de yeso, luego se añade alcohol hasta cubrir toda la muestra de yeso , se enrasa con más alcohol hasta los 500 cm3 y a continuación se pesa todo en conjunto.

RESULTADOS.

Datos obtenidos:Peso de la fiola vacía (D): 140 gr. Peso de fiola con alcohol = 550 gr.Peso de fiola + yeso + alcohol : 580 gr.

Volumen del alcohol (E): 500 cm3

550-140 Alcohol = --------------------- = 0.82 gr/cm3




500

50*0.82 .p.e. =------------------------------------

50+550-580

CONCLUSION.

Se concluye que el p.e. de este yeso en estudio está dentro de las reglas técnicas especificadas de los aglomerantes, por eso es que se afirma que los ensayos se han tomado con presición.

5.2. PESO UNITARIO SUELTO O PESO VOLUMETRICO.

Se define como el peso que tendría el yeso al ocupar un recipiente de volumen unitario en estado suelto, es decir, sin descontar los vacios entre sus granos o partículas.

El peso volumétrico se calcula mediante la siguiente fórmula:

P(de recip. + muestra de yeso) – P(recip. Vac.)P.v. = -----------------------------------------------------------

Volumen de recipiente

PROCEDIMIENTO.

Primeramente se busca un recipiente de volumen conocido en seguida se toma la muestra de yeso dejando caer desde una altura de 15 a 20 cm. Sin mover el recipiente, no sin antes haber pesado el recipiente vacío, por último enrazar el yeso con el recipiente.


P.e. = 2.05 gr/cm3



RESULTADOS.

Datos obtenidos:

Peso del recipiente : 210 gr.Peso de recipiente + muestra = 415Volumen del recipiente : AxBxH : 256 cm3

V.R= 4x4x16 = 256 cm3

P.v. = ( 415 gr - 210 gr.) = 0.800/cm3 256 cm3

CONCLUSION.

Se concluye que el p.v. suelto cumple con lo establecido por los estudios técnicos ya que dicho valor está en el intervalo de lo especificado de 0.8 a 0.9 gr/cm3. Significa que tiene más peso y ocupa menos volumen.

5.3. GRADO DE FINURA O MOLTURACION.

Se define como el análisis granulométrico del yeso o finura de molido, despues de la etapa de pulverización a que ha sido sometido durante su fabricación. Se dice que mientras el grado de finura sea mayor tendrá mayor poder aglomerante y más resistente a las cargas expuestas.


P.v. = 0.800gr./cm3



Se utiliza los tamices Nº. 16, Nº. 40, Nº. 60 y cazoleta, en las cuales deben retenerse la cantidad menor o igual al 10% y 20 % respectivamente.

PROCEDIMIENTO

Se toma una muestra de 300 gr. de yeso seco al horno tamizando en la malla No. 16, registrándose el peso de la muestra retenida en dicha malla, la cantidad que pasa se tamizará en la malla No. 60 registrándose también el peso retenido y por último a continuación se hallará los porcentajes retenidos en cada malla.

RESULTADOS.

Datos obtenidos:

Peso inicial del yeso= 300 gr

Peso de malla No. 16: 390 gr

Peso de malla No. 40 : 450 gr.

Peso de malla No. 60 : 360 gr.

Cazoleta: 0 gr (bolsa)

Por diferencia de pesos tenemos:

Peso de la Malla No.16 + yeso retenido = 390 gr. Peso de la Malla No.40 + yeso retenido = 470 gr. Peso de la Malla No.60 + yeso retenido = 410 gr. Cazoleta + yeso retenido = 230 gr.


Luego encontramos los porcentajes obtenidos:

Porcentaje retenido en la malla No. 16 : 0 %.Porcentaje retenido en la malla No. 40 : 6.67 %. Porcentaje retenido en la malla No. 60 : 16.67 %. Cazoleta : 76.67 %.



5.4. RELACION AGUA/YESO EN PESO

Se define como el cociente en peso de la cantidad de agua necesaria para el amasado de una porción de yeso, entre el peso de dicha porción y es importante porque permite usar siempre en el amasado, la cantidad de agua adecuada para lograr un buen fraguado y endurecimiento.

La relación agua/yeso está dada por la siguiente fórmula:

P(agua) Relación = Agua/Yeso = --------------

A - B

Donde:

P = Peso.A= peso del yeso inicial

B= peso del yeso final

PROCEDIMIENTO

Pesar el depósito o fiola vacía, luego medir en la probeta graduada una cantidad determinada de agua y vaciarla en el depósito.

Pesar el depósito con el agua añadida y luego agregar el yeso al depósito con agua en forma lenta esporvoreándolo (aplicando el método del encharcamiento) de tal forma que no se forma grumos.

Continuar depositando el yeso hasta que toda el agua sea absorvida totalmente, que no exista agua libre en el depósito.




RESULTADOS.

Equipo : Depósito lata. Probeta graduada.

Peso de aagua = 200 gr.Peso yeso inicial = 450 gr.Peso yeso final = 140 gr.

Aplicando la fórmula tenemos:

200 gr.A/Y = ---------------------- = 0.64

450 gr. - 140 gr.

5.5. TIEMPO DE FRAGUADO.

Viene a ser el proceso por el cual una masa húmeda, en principio moldeable , se torna rígida y llega a ser impenetrable.

FUNDAMENTO TEÓRICO

- El inicio de fraguado está dado por el tiempo transcurrido desde que el yeso se vierte en el agua hasta que los cortes de cuchillo en una galleta hecha de esta muestra ( 9 cm de diámetro x 1.5 cm de espesor) dejen de cerrarse. Se puede determinar también mediante el uso de la aguja de Lee Chatelier.


Agua/Yeso = 0.64



- El final del fraguado esta dado por el tiempo transcurrido desde que se inicia el vertido del yeso hasta el instante en que deja de escurrir agua ante la presión de la galleta con el dedo pulgar.

PROCEDIMIENTO

Después de obtener la relación agua/yeso óptima y poniendo en marcha el cronómetro desde el tiempo en que se espolvoreó el yeso, se elaboró una galleta de yeso de dimensiones de 9 cm de diámetro x 1.5 cm de espesor aproximadamente.

Con una cuchilla se practicaron cortes superficiales al yeso, hasta que éste deje de cerrarse, registrando el tiempo donde ocurre el inicio de fraguado (4:40 min).

Seguidamente se presiona con el dedo a la galleta hasta que deje de escurrir agua por el borde del mismo, en este instante debe registrarse la segunda lectura que significará el final del fraguado (16:45 min).

Resultados del Ensayo:

- Inicio de fraguado = 9:50 min- Final de fraguado = 15:16 min




Interpretación de resultados:

Con los resultados obtenidos podemos afirmar que el yeso en estudio es del tipo YESO BLANCO RÁPIDO, ya que dichos resultados concuerdan con los estudios técnicos de la U.N.E.

VI PROPIEDADES MECÁNICAS DEL YESO

6.1 PREPARACIÓN DE LAS PROBETAS

Mediante la relación Agua / Yeso obtenida en los ensayos físicos, se elabora las probetasCilindricas y prismáticas en moldes de de tubos de pvc y de madera de dimensiones 4x4x16 cm. previamente aceitados interiormente, para usarlas en los ensayos a Compresión y Flexo Tracción.

Las probetas permanecieron 7 días de curado a condiciones ambientales normales.

ENSAYO A FLEXOTRACCION:

Definición: Consiste en poner una probeta de forma prismática con medidas estándar (4x4x16 cm), en forma horizontal sostenida por dos apoyos, a la cual se le aplica una carga Puntual (P) en el centro de la cara superior.

Fundamento Teórico:

T = 3PL 2ab2

donde:

P= Carga Puntual.

L= Luz entre apoyos.

a= Ancho de la muestra.

b= Altura de la muestra.




Procedimiento:

- Para determinar esta propiedad se elabora una probeta de dimensiones estándar iguales a 4x4x16 cm.

6.- RESISTENCIAS MECANICAS:

6.1.- ENSAYO A LA FLEXOTRACCIÓN:6.1.1. DEFINICION: Consiste en aplicar una carga P a una probeta que se encuentra entre dos apoyos (en forma horizontal), esta carga aumentará hasta que la muestra se rompa.6.1.2. Fundamento Teórico:

R = 3/2 *PL/2ab2donde:

P = carga. = variableL = Longitud entre apoyos. = 10 cm.a = ancho. = 4 cm.b = profundidad. = 4 cm.

Entonces R = 0.234 P.

6.1.3. Procedimiento de Ensayo:Para determinar la resistencia a la flexotracción de un yeso se elaboran 6 probetas, con la relación agua - yeso obtenido anteriormente, con las medidas de : 4*4*16 (cm).Las probetas se someterán previamente a un curado de 7 días al aire libre y, luego se ubican en la prensa y se le aplica una carga puntual P en su centro hasta que se produce la ruptura.Anotamos la carga de ruptura de cada probeta.

6.1.4. Resultados de Ensayo:

Probeta

Carga (P)

Tracción (Kg/cm2)

1 60 R = 0.234 (60) = 14.042 55 R = 0.234 (55) = 12.873 60 R = 0.234 (60) = 14.044 75 R = 0.234 (75) = 17.555 70 R = 0.234 (70) = 16.386 65 R = 0.234 (65) = 15.21




Determinamos la resistencia a flexotracción promedio:FLEXOTRACCION PROM.= (14.04+12.87+14.04+17.55+16.38+15.21)/6

FLEXOTRACCION PROM.= 15.02Por tanto, el intervalo m 15% es el comprendido entre:

15.02 ---------- 100% x --------- 15% x = 2.26

15.02 + 2.26 = 17.47Kg/cm215.02 – 2.26 = 12.95 Kg/cm2

6.2. RESISTENCIA A LA COMPRESION:

6.2.1. DEFINICION: Consiste en aplicar una carga P sobre una probeta, la cual aumentará paulatinamente hasta que muestra llegue a romperse. Luego diremos que la resistencia a la compresión es la razón entre la carga máxima que es capaz de soportar la probeta y el área de la sección transversal de la probeta.

6.2.2. Fundamento Teórico:R = P/A

6.2.3. Procedimiento:Se emplean como probetas de ensayo las doce mitades obtenidas de la flexo tracción.Se somete a compresión hasta que éstos se rompan, luego obtenemos la media aritmética de las resistencias de las seis probetas, el cual nos representará a la resistencia a la compresión del yeso utilizado para tal ensayo.Si más de seis probetitas caen fuera del intervalo el ensayo se tendrá que realizar nuevamente.

6.2.4. Resultados de Ensayo:

PROBETA

CARGA

COMPRESION (Kg/cm2)

1 600 46.6882 770 24.9223 995 40.9504 950 43.6715 1050 38.4386 1100 50.868

Rm = ( 46.688+24.922+40.950+43.671+38.438+50.868 )/6




Rm = 40.923

Por tanto, el intervalo Rm 15% Rm es el comprendido entre:

40.923 + 6.138 = 47.06140.923 – 6.138 = 34.785

Resultados del Ensayo:

CARGA Kg

∆L mm

Rft (kg/cm3)

ENSAYO A COMPRESIÓN:

Definición: Consiste en aplicar sobre una probeta cilindrica de dimensiones estándar (aprox. 2”x4”), situada en forma vertical, una carga puntual cuya intensidad aumenta progresivamente hasta el momento en que se produce la ruptura. La Resistencia a Compresión se define como la razón entre la carga que produce la ruptura y el área de la sección transversal de la muestra.

Fundamento Teórico:

Rc = __P_ A media

donde:

Rc= Resistencia a compresión.

Amedia= Área promedio.Procedimiento:

Se emplearon una muestra, de dimensiones aproximadas 2”x4”.

Las muestras se someten a compresión bajo una carga que aumenta secuencialmente hasta la ruptura.




CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En la siguiente práctica nos ha servido para determinar con que tipo de yeso se esta tratando, llegando a las siguientes conclusiones:El yeso es de mala calidad, puesto que así los resultados lo indican.Según la relación agua-yeso se determina exactamente la cantidad de yeso que se debe utilizar para una cierta cantidad de agua.Según el calculo del peso específico, no se halla dentro de los límites de los yesos procedentes de Chiclayo y de Trujillo ,sino con un valor intermedio entre éstos, lo cual nos demuestra que se trata de un yeso mezclado que tiene un alto porcentaje de impurezas.Debido a su baja resistencia a la compresión no sirve como material de construcción.SUGERENCIAS.

Tener mucho cuidado en la toma de datos ya que los equipos están casi en desuso.

Una buena atención y disponibilidad de tiempo por parte del técnico, incluso se debe dar la atención en las tardes y los días sábados.

el técnico debe realizar los ensayos completos y no sólo de algunos especimenes como lo a venido haciendo.

Implementar el laboratorio ya que éste no cuenta con los materiales necesarios para hacer un ensayo simple como son fiolas graduadas, cronómetros ,balanzas con más precisión, etc. llegándose a tener grandes dificultades al momento de hacer el ensayo incluso se debe recurrir a otros

laboratorios para adquirir dichos instrumentos .

BIBLIOGRAFÍA.

LEZAMA LEIVA, José “Materiales de Construcción”F. Sala, Rovira - 1964 - “Proyectar es fácil” - Ediciones AFHA - Barcelona - 63 pág.




Orús Asso, Félix - 1977 - “Materiales de Construcción” - Editorial DOSSAT - Madrid - 703 pág.Regal, Alberto - Materiales de Construcción - Edic. Universidad Nacional de Ingenieria.178 pág.


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