RESUMEN:
Las propiedades físicas del cemento se pueden determinar mediante algunos ensayos sobre el cemento puro, la pasta de cemento o el mortero, y generalmente se realizan en laboratorios tanto de fábricas como de clientes con el fin de asegurarse que este material cumpla con lo establecido en la norma NTC 121 y posea la calidad deseada.
Las propiedades más relevantes del cemento son: la finura, la fluidez o consistencia normal, la densidad, la resistencia a la compresión, la expansión, los tiempos de fraguado y el fraguado rápido.
Finura
Es una de las propiedades más importantes del cemento, ya que ella determina en gran medida la velocidad de hidratación, el desarrollo del calor de hidratación, la retracción y la adquisición de resistencia del cemento. Un cemento con grano fino se hidrata con mucha más facilidad. Este parámetro se determina mediante un método indirecto con el aparato de Blaine, que consiste en medir el tiempo necesario para atravesar una cantidad de aire en una muestra de densidad conocida. Se denomina superficie específica y se expresa en cm2/gr.La norma técnica colombiana que rige este ensayo es la NTC 33. La cámara de permeabilidad se conecta al manómetro, verificando que haya una conexión hermética. El aire contenido en el brazo del manómetro que tiene las marcas se elimina lentamente hasta que el líquido alcance la marca más alta, luego se cierra la válvula herméticamente.
Consistencia normal (Fluidez)
Es la característica que indica el grado de fluidez con que se puede manejar la pasta de cemento, este parámetro se determina con la aguja de Vicat. Los cementos tienen unos requerimientos de agua diferentes, dependiendo si son o no adicionados; generalmente los cementos adicionados requieren de más agua. Existe una fluidez para la cual debe agregarse cierta cantidad de agua, y es lo que se denomina consistencia normal.
Este ensayo lo debemos realizar siguiendo los lineamientos de la Norma Técnica Colombiana NTC 5784: Se limpia y se seca cuidadosamente la superficie de la mesa de flujo y se coloca el molde de flujo en el centro. Se coloca en el molde una capa de mortero de aproximadamente 25 mm de espesor y se apisona 20 veces con el apisonador. La presión del apisonador debe ser la suficiente para asegurar un llenado uniforme del molde. Se llena entonces el molde con mortero y se apisona tal como se especificó para la primera capa. Se retira el mortero sobrante para obtener una superficie plana, por medio del deslizamiento de la regla de enrase o pasando el borde recto de un palustre (sostenido de cerca y perpendicularmente al molde) con un movimiento de sierra a lo largo del borde superior del mismo. Se limpia y se seca la plataforma teniendo especial cuidado de retirar el agua del borde del molde. Se levanta el molde del mortero un minuto después de completar la operación de mezclado. Inmediatamente después se deja caer la mesa 25 veces durante 15s, a menos que otra condición sea especificada.
Densidad
Se determina por la relación entre la masa de una cantidad dada y el volumen absoluto de esa masa. En los cementos normales este valor está muy cerca de 3,15 g/cm3, en los adicionados este valor está cerca de 2,90 g/cm3, dependiendo de la cantidad de adiciones utilizadas.
Tiempos de Fraguado
Para realizar este ensayo nos guiamos por las directrices de la NTC 118; se usa para describir la rigidez de la pasta de cemento, es decir, determinar el cambio de estado fresco a estado endurecido. El fraguado inicial se define como el tiempo que transcurre desde el momento que la pasta de cemento recibe el agua y va perdiendo fluidez hasta que no tiene toda su viscosidad y se eleva su temperatura. El fraguado final es definido como el tiempo transcurrido hasta que la pasta de cemento deja de ser deformable por cargas relativamente pequeñas, llegando a su temperatura máxima donde la pasta se vuelve dura. En este momento empieza el proceso de endurecimiento y adquisición de resistencia mecánica. Con estos parámetros sabemos qué tiempo tenemos disponible para mezclar, transportar, colocar, vibrar, afinar y curar el concreto en obra.
Expansión en autoclave
Este ensayo se realiza para garantizar que el cemento no va a presentar expansión por algunos compuestos como el óxido de magnesio (MgO), el trióxido de azufre (SO3) o la cal libre (CaO). Consiste en medir el cambio de longitud en barras de 2,5*2,5*25,4 cm, hechas de pasta de cemento sometidas a 3 horas de alta temperatura y presión, Este valor se expresa en %, con respecto a la longitud inicial.
Resistencia a la compresión
Este ensayo se efectúa según la NTC 220 en cubos con aristas de 5,08 cm. Estos cubos se elaboran con una mezcla de una porción de cemento por 3 porciones de arena de OTAWA, que se ha adoptado como la de mayor aceptación según la ASTM. Se elaboran 8 cubos para ensayarlos por pares a un día, 3 días, 7 días y 28 días. Lo anterior para hacer un seguimiento apropiado de la evolución de las resistencias cumpliendo con la norma NTC 121.
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“Las propiedades más relevantes del cemento son: la finura, la fluidez o consistencia normal, la densidad, la resistencia a la compresión, la expansión, los tiempos de fraguado y el fraguado rápido”.
CONCLUSIÓN
De la calidad de los materiales va a depender la capacidad de resistencia y durabilidad del concreto es por ello que para el caso del cemento, uno de los más materiales más importantes en la mezcla, determinar las propiedades físicas con base a las exigencias y estándares de la NTC 121 será relevante para poder cumplir con las exigencias del material y el proyecto.
