Universidad peruana uninFacultad de ingeniera y arquitecturaE.A.P ingeniera civil

INTRODUCCIONEl fraguado es la perdida de elasticidad que sufre la pasta de yeso luego de haber sido hidratada, existen algunos factores que determinan el tiempo de fraguado para una muestra de yeso, cuando mayor sea la finura menor ser el tiempo de fraguado, a menor cantidad de agua fraguado ms corto, a menor humedad menor tiempo de fraguado, esta propiedad es importante considerando que el concreto se traslada desde el punto de elaboracin hasta el punto de colocacin.

La presente prctica desarrolla la temtica para la determinacin de laspropiedades de diferentes tipos de conglomerantes entre ellos de yeso. Dentro de las propiedades a desarrollar en la presente prctica estn paraYeso: Determinacin de la finura de yeso, fragua de yeso y resistencia a lacompresin

I. ObjetivosObjetivos generales Determinar el tiempo de fraguado inicial y final del yeso. Aplicar los conceptos bsicos sobre la realizacin del ensayo y los clculos para determinar la finura del yeso.Objetivos especficos Aplicar los conceptos bsicos sobre la realizacin del ensayo y los clculos para determinar la finura y tiempo de fraguado del yeso. Comparar los resultados obtenidos con las especificaciones de construccin de carreteras para verificar que tanto cumple el material estas normas y para que puede ser utilizado. Aprender a usar las normas, como gua experimental para laboratorios de materiales de la construccin.

NORMATIVAUNE 102-010 y UNE 102-011. El ndice de pureza debe ser mayor del 50%. La relacin A/Y, ser tal que el dimetro de escurrimiento est comprendido entre 165 mm y 210 mm. El tiempo de principio de fraguado, determinado por el mtodo del aparato de Vicat, ser superior a 20 min. La densidad aparente ser superior a 800 kg/m3 . La resistencia mecnica mnima a compresin medida sobre probetas prismticas de 4x4x16 cm ser de 6,0 MPa (N/mm2 ). La dureza superficial Shore C, ser igual o superior a 75 ud Shore C. Su pH ser mayor o igual a 6. Cuando el producto est ensacado, su denominacin, los distintivos de calidad si los tiene, y la referencia a su masa, han de estar impresos en el saco en color gris. Yeso de terminacin (YE/T): Material constituido fundamentalmente por sulfato de calcio en sus distintas fases de deshidratacin, que lleva incorporado en fbrica aditivos y agregados orgnicos o inorgnicos. Se amasa de forma manual o mecnica (taladradora, batidora) consiguiendo una consistencia de pasta que permite su aplicacin inmediata de forma manual. Estos yesos estn libres de partculas gruesas que impediran el logro de una superficie de acabado lisa.

MARCO TEORICO

El yeso es un aglomerante que debido a las caractersticas particulares que posee lo hacen inconfundible, tanto por su apariencia, como por sus aplicaciones fsicas.

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

Este material es obtenido de la naturaleza en forma de piedra yesera, la cual es tratada para poder servir como aglomerante, dicho proceso se describir en lo sucesivo.

HISTORIA. El yeso es uno de los aglomerantes mas antiguos conocidos por la humanidad. Se le emple en Egipto, en la construccin de las pirmides. Fue usado por los griegos, los romanos y los rabes.

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

PROPIEDADES DEL YESOEl yeso tiene gran aplicacin en las partes de la construccin preservadas de humedad. Constituye un mineral blando, llamado qumicamente sulfato de cal hidratado que, calcinado, molido y amasado con agua consigue endurecer rpidamente. Recibe normalmente el nombre de yeso una vez lista la piedra para emplear, o bien la "piedra de yeso", antes de verificar dicha preparacin.El yeso est definido por determinadas propiedades fsicas y qumicas, interrelacionadas entre s directa o indirectamente. En funcin de estas propiedades, intrnsecas o bien derivadas del proceso de fabricacin (extraccin, disposicin del hornee, grado de cocido o molido), vendr dado su uso en construccin.A su vez, el modo de hidratarlo tambin determinar el resultado final (temperatura del agua, proporcin de sta con el yeso,..). Las propiedades que marcan el carcter del yeso son principalmente:-Solubilidad. El yeso es poco soluble en agua dulce (10 gramos por litro a temperatura ambiente). Sin embargo, en presencia de sales su grado de solubilidad se incrementa notablemente. Desgraciadamente, la salinidad siempre aparece al contacto con el exterior. Por eso es recomendable el uso del yeso preferiblemente al interior, a menos que se pueda impermeabilizar mediante algn procedimiento. La solubilidad aumentar tambin por factores como la finura.-Finura del molido. Como hemos comentado anteriormente, el yeso, una vez deshidratado debe ser molido para su utilizacin. La finura de molido influye en gran parte en las propiedades que adquiere el yeso al volverlo a hidratar. La posibilidad de uso del yeso para la construccin reside en que al amasarlo con agua, reacciona formando una pasta que endurece constituyendo un conjunto monoltico. Se comprende fcilmente que, cuanto mayor sea el grado de finura del yeso, ms completa ser la reaccin y, consecuentemente, la calidad del producto obtenido. La velocidad de fraguado es proporcional al grado de disolucin, con lo que podemos afirmar que el yesomorir antes (fraguado rpido).Este ltimo factor limitar el tiempo del trabajador. Si el yesomuere prontoes apropiado para enlucidos (lucidos), o bien para acabados rpidos.-Velocidad de fraguado. El yeso se caracteriza por fraguar con rapidez, por lo que es recomendable para su uso hidratarlo en pequeas cantidades. Esta propiedad depende de tres factores:- El propio yeso (grado de finura, pureza, punto de cocido.- Las condiciones de hidratacin (la temperatura del agua, la concentracin del yeso en el agua, el modo de amasar la pasta al hidratarlo).- Agentes externos como la humedad o la temperatura.A su vez, la rapidez de fraguado del material, nos indica el grado de resistencia con que concluir una vez consolidado.-Resistencia mecnica. Un yeso de alto grado en finura, velocidad de fraguado, concentracin de yeso y temperatura del agua y de atmsfera, ser tambin de alta resistencia mecnica.-El grado de cocidotambin afectar a todas estas propiedades. Es necesario encontrar el punto justo de cocido, siendo perjudicial que est tanto sobrecosido como falto. Tambin es conveniente no emplear el yeso recin cocido, se acentuara la rapidez de fraguado, impidiendo trabajar con comodidad.-Permeabilidad. Quiz el problema ms difcil de resolver, sobre todo para su uso al exterior, es el de su impermeabilizacin. La solubilidad se ve acentuada por el grado porosidad, y el yeso posee un grado alto. Por esto, el agua puede penetrar cmodamente a travs de la red capilar, acelerando la disolucin, y consecuentemente la prdida del material. En los Mineros el empleo del yeso ha sido tanto al interior como al exterior de las viviendas. El tiempo se ha hecho cargo de demostrar la inadecuacin de yeso en paramentos expuestos a la intemperie. En paredes interiores el resultado ha sido ms duradero. Para los pavimentos, los trabajadores adems le aadan una ltima mano con cera de abeja, incrementando as su tiempo de vida til. Todava ahora no termina de encontrarse un medio de impermeabilizacin del todo efectivo, adems de ser caros. Por ello, su ubicacin es preferentemente interior.-Adherencia. Disminuye en contacto con el agua, siendo buena en medio seco, tanto con materiales ptreos como metlicos.-Corrosin. Al igual que sucede con la adherencia, en presencia de agua este material reacciona perjudicando.-Resistencia al fuego. Es de destacar su buena resistencia al fuego, considerndose buen aislante.CARACTERSTICASBrillo:Vtreo y sedoso en los cristales. Nacarado o perlado en lassuperficies de exfoliacin.Color:Incoloro, blanco, gris; diversas tonalidades de amarillo a rojocastao por causa de impurezas. De transparente a translcido.Densidad:2.32 g/cm3Transparencia:Desde Transparente a traslucido.Dureza:2 (puede ser rallado con la ua)Fractura: Fibrosa o en finas laminas coincidiendo con los planos deexfoliacin y las formas del cristal.Exfolacin:Perfecta en una direccin y regular en las otras dosLuminiscencia: No (aunque raramente algunas muestras puedenser fluorescentes)Raya:BlancaOtras:Tiene una baja conductividad trmica

TIPO DE YESO. .Tipos de yeso en construccinLos yesos de construccin se pueden clasificar en:

Yesos artesanales, tradicionales o multi-fases El yeso negro es elproductoque contiene ms impurezas, de grano grueso,colorgris, 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 ms exterior, de acabado. El yeso rojo, muy apreciado en restauracin, que presenta ese color rojizo debido a las impurezas de otrosminerales.Yesos industriales o de horno mecnico Yeso de construccin (bifase) Grueso Fino Escayola, que es un yeso de mscalidady grano ms fino, con pureza mayor del 90%.

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

a.- Caracteristicas de la piedra de Yeso.

Es una roca sedimentaria, formada principalmente por sulfato de calcio y cristalizada con dos molculas de agua; su frmula qumica es : Ca SO4, 2 (H2O), sea un dehidrato clcico. Puede ser rayado con la ua. Se encuentra en impurezas constituidas por arcilla, arenisca, caliza, azufre, cloruro de sodio y lignita, principalmente. En la naturaleza se encuentra tambin el sulfato de calcio cristalizado, anhidrido, y entonces se llama anhidrita (Ca SO4 ).

b.-Descripcin del Yeso. El Yeso es un aglomerante qumicamente sulfato clcico hidratado con media molcula de agua; Ca SO4, 1/2 (H2O), (hemihidrato) producto der la calcinacin de la piedra yesera que mediante sus diferentes fases ha sido transformada en yeso.

c.-Clasificacin. El Yeso en estudio se clasifica dentro del yeso blanco por estar dentro del porcentaje de hemihidrato que contienen los yesos blancos, adems por su modo de empleo as como estucado de muros tanto interiores como exteriores, techos y cielos razos.

FASES DEL FRAGUADO DEL YESO

Tiempo de fraguado: tiempo transcurrido desde la mezcla hasta que se endurece la masa.Tiempo de fraguado inicial: Transformacin del hemidrato en dihidrato. Mecanismo: El mecanismo se explica mediante 2 teoras:

Teora Gelica de Michaelis: Trata al yeso como un sistema coloidal. El dihidrato existira inicialmente como fase dispersa de un gel coloidal, a partir del cual crecen los cristales de dihidratos. Lo nico que explica esto es la expansin de fraguado del yeso.

Teora cristalina de Le Chatelier: al ponerse en contacto el hemidrato con el agua, se transforma en: perodo entre la iniciacin de la mezcla y la desaparicin del brillo. Determina el tiempo que el yeso puede ser mezclado y vaciado (perodo de trabajo).

Tiempo de fraguado final: Tiempo comprendido desde el inicio de la mezcla hasta el endurecimiento total de la masa.

Mtodo para medicin del tiempo de fraguado: existen 2 mtodos de penetracin:

Mtodo de Gillmore: se ocupan 2 agujas, una fina y liviana y otra gruesa y pesada. Cuando la primera no logra penetrar en la superficie del yeso se dice que es el tiempo de fraguado inicial; cuando la gruesa no logra penetrar, se habla de tiempo final.

Mtodo de Vicat: se ocupa solo una aguja; cuando no atraviesa todo el espesor, se encuentra en el fraguado inicial del yeso.Control del tiempo de fraguado: cualquier mtodo que regule la formacin de los ncleos de cristalizacin es efectivo para controlar el tiempo de fraguado. Factores de fraguado que dependen del proceso de elaboracin

Calcinacin incompleta: van a haber pequeas cantidades que ya son dihidratos, los que actuara como ncleos de cristalizacin iniciales, lo que disminuye el tiempo de fraguado.

Tamao del grano: a menor tamao es ms fcil de ser mojado y ms rpida la reaccin; se forman mayor cantidad de ncleos de cristalizacin y se disminuye el tiempo de fraguado (por esto no se usa taza de goma hmeda).

Utilizar Productos qumicos: varan la solubilidad del hemidrato. Para retardarlo, se usan sustancias que reaccionen primero con el agua y luego con el hemidrato: Borax 2%; coloides: gelatina, cola, Agar, sangre; sulfatos crmico, frrico, Al; acetatos; citratos. Como aceleradores: sulfato de K al 2%; sulfato de calcio dihidratado; cloruro de Na hasta 4% (ms de 4% es retardador).II. Materiales yeso. (5kg min) Agua potableIII. Equipos y herramientas Recipiente Cucharon, el cucharon debe ser metlico de una capacidad apropiada para poder colocar el material en el recipiente. Base de vidrio Balanza: una balanza o pesa que marque con una precisin de 0,1% de la carga de ensayo en cualquier punto dentro del rango de uso, graduada con mnimo en 0.01 gr. Badilejo Moldes de h=4cm y D=2 (PVC SAL) Tamiz 75u m.Procedimiento recomendado de tiempo de fraguado inicial y final del cemento. Se pesa sobre un recipiente 700 gm de yeso. Pesamos 850 gm de agua y enseguida agregamos esa cantidad al recipiente con yeso, anotando el tiempo al hacer contacto el agua con el yeso. En la base del vidrio, la cual tiene una ligera pendiente colocar los moldes, y llenarlos con la pasta de yeso. Una vez llenado y enrazados los cinco moldes se cubre con una bolsa plstica dejando reposar de 0 a 12 min. Despus de los 3 minutos, se hace cortes a la muestra para determinar el tiempo de fraguado inicial, anotndolo en una tabla. Obtenido el tiempo de fraguado se espera de 4-5 horas para poder someter la muestra a presin y as determinar el tiempo de fraguado final.Procedimiento de datos para determinar la finura del yeso

Se pesa sobre un recipiente una muestra de yeso de 50 gr Se escriba la muestra en el tamiz. Se determina el porcentaje de finura mediante la ecuacin.

Presentacin de datos

Para determinar la finura del yeso se utiliza la siguiente formula:F=100-(RS*100/W)Donde:F=finura del yeso expresada como el porcentaje.RS=residuo de la muestra.W=peso de la muestra (gr).El mtodo del ensayo se aplica para determinar la finura del yeso hidrulico, que determina la capacidad de reaccionar el yeso con el agua (hidratacin), y la rapidez con que esta reaccin puede suceder.

muestra peso de la tara peso de la muestra tenemos peso de la impureza peso del yeso para el fraguado peso del agua para la mescla del fraguado

1211.26500.751700850

2205.66501.041700850

3211.62500.771700850

Cuadro Nro. 1 datos obtenidos del ensayo del yesoMEMORIA DE CLCULO

Determinamos la finura del cemento:F=100-(RS*100/W)

Para la muestra N1

F=100-(0.75*100)/50)=98.5%

Tenemos el peso de la tara retenido tenemos:

F=100-(RS*100/W)

Para la muestra N2 F=100-(1.04*100)/50)=97.92%

Para la muestra 2 tenemos:

Para la muestra N3F=100-(0.77*100/50)=98.46%

F=100-(RS*100/W)

Promedio de la finura FProm = ( F1+ F2+ F3)/3=98.5%+97.92%+98.46%=98.29

determinar la finura del yeso

muestrafinura %

muestra 198.5

muestra 297.92

muestra 398.46

promedio98.29%

Cuadro Nro. 2: resultados mostrados de la finura del yesoDe esta manera pudimos obtener la finura del yeso de esta manera tambin se obtuvo el siguiente cuadro.Nde ensayo123

peso tara (gr)211.26205.66211.62

peso tara + muestra (gr)261.26255.66261.62

peso de muestra (gr)505050

peso impureza (gr)0.751.040.77

Finura del cemento (%)98.5%97.92%98.46%

Finura del cemento promedio (%)98.29%

Tiempo inicial y tiempo final del fraguado del cemento

tiempodescripcin

0 min y 0 segel agua tuvo contacto con el yeso, formndose una pasta

1 min y 2 segse verti la pasta de yeso en los respectivos moldes

3min y 10 segSe hizo el primer corte observndose que la muestra tena cierta plasticidad, producindose juntas en el corte.

6 min 7 segya en el segundo corte se vio que la muestra perdi su plasticidad y ah empieza el tiempo de fraguado inicial.

9 min 0segEn el tercer corte pudimos observar que el yeso ya perdio su plasticidad en un 75%

12 min 1 segYa en el ltimo corte la muestra ya no pudo desmoldarse y aqu empieza el tiempo de fraguado final.

Analisis e interpretacion de resultados

Los resultados obtenidos en el siguiente ensayo son de acuerdo a la normativa (UNE 102-015:1999) lo cual dice y rige que el yeso no debe presentar fisuras luego de haber fraguado, el yeso ensayado presenta fisuras esto demuestra que no es permisible para el uso en la construccin.El yeso ensayado posee una finura de 95.97%

El efecto de la finura est directamente ligado a la cantidad de yeso. Esto se debe a que los granos ms finos se hidratan ms rpidamente, contribuyendo a resistencias altas. Esta contribucin dura poco, pues cesa cuando todos los granos finos se han hidratado completamente. En cambio, los yesos con finura normal y aun los ms gruesos, se hidratan ms lentamente, ya que la difusin del agua hacia el interior del grano es ms lento y su hidratacin se prolonga con el tiempo, lo que contribuye ms al desarrollo de resistencias a plazos mucho ms largos.

Las caractersticas del yeso que ms influyen en el desarrollo de resistencias son la finura, la composicin y la temperatura A mayor finura del yeso , mayor su velocidad de hidratacin y el desarrollo de resistencia a corto plazo; por esta razn los yeso con adiciones se acostumbran moler ms finos para compensar su endurecimiento lento.

El yeso se ensay correctamente observando hasta que llegue su mxima resistencia en lo cual representaba fisuras al final de fraguado completo.

CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos en el siguiente ensayo son de acuerdo a la normativa que rige sus propiedades y caractersticas del yeso lo cual la normativa NTE-R; RY-85. Esta normativa determina como el yeso debe ser utilizado en la construccin el tiempo de fraguado y su resistencia. El yeso presenta unas fisuras luego de haber fraguado completamente esto demuestra que su fineza no es aceptable para los usos de las edificaciones. el material es de uso mltiple para la edificacin ya que se puede utilizar en muchas cosas.

RECOMENDACIONES

Es recomendable utilizar el yeso en las edificaciones por su fraguado rpido y su resistencia mxima en solo pocos das. Se recomienda utilizar adecuadamente el yeso en los ensayos porque ello representara su comportamiento cuando se est utilizando en una construccin.

Es muy recomendable que el yeso cumpla los requisitos que piden las normas ya que cuando cuenten con los requisitos tendrn respaldo de ello.

Para poder realizar las pruebas de laboratorio es necesario apegarse a las normas y procesos vigentes en todas y cada una de las mezclas para lograr resultados ptimos y tener un criterio ms certero. Es necesario crear conciencia en la responsabilidad que tiene el diseador en promover el uso de estos materiales.

Referencias

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Laboratorio de Mecnica de fluidos