Estudio Tecnologico Del Yeso
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Estudio tecnolgico del yeso
Estudio tecnolgico del yeso
ESTUDIO TECNOLOGICO DEL YESO
I. INTRODUCCIN :
El estudio de los materiales de construccin, es sin lugar a dudas, algo inherente en la formacin de todo ingeniero civil, ya que de esto depender su buen desenvolvimiento a lo largo de su vida profesional. Es as que en el presente informe se tratar del estudio de un material muy importante en la rama de la construccin civil como es el yeso, debido a sus propiedades fsico - mecnica.
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.
En el campo de la Ingeniera es indispensable investigar las propiedades que posee este material y a partir de ello determinar un correcto uso y aplicacin. 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 relacin agua yeso, tiempo de fraguado, resistencia a la flexo traccin y compresin.
II. OBJETIVO GENERAL:
Determinar mediante los ensayos respectivos (compresin y flexin) las propiedades mecnicas del Yeso.
III. OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Determinar la relacin agua/ yeso
Determinar el peso especfico.
Conocer la modalidad de ensayos e instrumentos para determinar cada una de sus propiedades del Yeso.
Familiarizarnos con este material.
IV. MATERIAL Y EQUIPO:
Para la presente prctica de laboratorio se dispuso de lo siguiente:
Yeso
Balanza Analtica
Fiola (500 ml)
Recipiente de volumen conocido
Agua
Cuchillo
Moldes de triplay (4x4x16 cm)
Moldes de PVC (2 x4).
V. MARCO TEORICO
A. HISTORIA DEL YESO:
El yeso es uno de los aglomerantes ms 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 llamaban pachach, lo obtenan pulverizando groseramente las piedras yeseras cocidas, y cernindolo 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.
B. YESO:
Es un aglomerante areo cuyo mineral esencial es el sulfato clcico semihidratado, obtenido por deshidratacin parcial de la roca natural denominada yeso natural, que fragua y endurece por hidratacin al recuperarel aguaque perdi en la coccin.
Esta piedra se muele y se lleva a un horno giratorio en cuyo interior se deshidrata, calcina y cristaliza entre 400 y 500 C, con posterioridad el producto obtenido se enfra y se reduce a polvo en molinos de bolas. Este polvo amasado con agua fragua y endurece con extraordinaria rapidez (mortero de yeso).
Sulfato de calcio hidratado (yeso), compacto o terroso, blanco por lo comn, tenaz y tan blando que se raya con la ua. Deshidratado por la accin del fuego y molido, tiene la propiedad de endurecerse rpidamente cuando se amasa con agua, y se emplea en la construccin y en la escultura. Como ligante es poco utilizado por su baja resistencia tanto aaccionesmecnicas como qumicas, adems su tiempo de fraguado es muy rpido.
El yeso grueso de construccin se utiliza como pasta de agarre en la ejecucin de tabicados, en revestimientos interiores y como aglomerante auxiliar en obra.
El yeso fino de construccin para enlucidos, blanqueos sobre revestimientos interiores.
El yeso de construccin (yeso comercial o yeso vivo) es un aglomerante, qumicamente: Sulfato de calcio hemihidratado (SO4Ca.1/2H2O) que procede de la deshidratacin de la piedra yesera.
SO4Ca.2H2O + Calor (160C) SO4Ca.1/2H2O + 1 1/2H2O = Q
Q: Absorcin del calor por el dihidrato (reaccin endotrmica).
C. Proceso de obtencin del yeso:
La fabricacin del yeso consta de tres fases importantes:
1. Extraccin de la piedra de las canteras:
Mediante los procedimientos corrientes, a cielo cubierto o en galera, como es una piedra poco dura, se emplea barrenos de plvora colocada muy junta y con poca carga para que se rompa en el mayor nmero de trozos; a continuacin se efecta la trituracin de la piedra en machacadores de mandbulas o molinos de martillos.
2. Coccin:
Para eliminar el agua de su interior, bien por procedimientos rsticos o industriales. rsticamente, practicando un horno en la ladera de la montaa, formando un hogar con piedras gruesas, y rellenndolo despus con pequeos fragmentos y, finalmente, polvo; el calor y el humo atraviesa la masa, desprendiendo el agua del yeso, y por el calor del humo se conoce cuando esta cocido.
Tambin se puede hacer formando montones de capas alternativas de yeso y combustible de llama corta; el yeso obtenido por estos procedimientos es de color oscuro (yeso negro) y solo se emplea en obras que no vayan a quedar vistas.
Industrialmente se realiza la coccin en calderas tradicionales y, ms recientemente en hornos giratorios formaos por un tubo de 10 m de longitud y 1.5m de dimetro; el calor es introducido por una cmara que circunda el tubo el cual gira a medida que es empujado por un mecanismo especial.
La coccin del yeso hidrulico se hace en hornos verticales continuos, formados por un cilindro de revestido refractario, y se carga con capas alternativas de yeso y carbn de llama cok. Se va descargando por la parte inferior a medida que se introduce nuevo material por el tragante, con lo que el producto obtenido sale impurificado por cenizas.
Las temperaturas de coccin dependen del destino final del yeso: yeso para construccin, de 120 a 200c; para yeseros, de 200 a 800c; y el yeso hidrulico de 800 a 1400c.
3. Molienda:
Esta operacin, tanto en el yeso crudo como cocido, resulta muy costosa por ser este un material elstico. Una vez reducido a pequeos fragmentos con los machacadoras o los molinos de martillos se pulveriza con los molinos desintegradores o molinos giratorios, que estn constituidos por varios tambores de barras de acero dispuestas convenientemente muy prximas unas a otras y girando en sentido contrario. Una vez molido, se hace pasar por un tamiz de 144 mallas por .y, seguidamente, va acoplado un separador de aire que, mediante una ligera corriente de aire, deposita el polvo en una tolva, mientras los granos gruesos caen a otra tolva concntrica a la anterior.
D. Cul es la Funcin del Yeso?
El yeso es generalmente agregado al Clinker para regular el fraguado. Su presencia hace que el fraguado se concluya aproximadamente en 45 minutos. El yeso reacciona con el aluminato triclcico para formar una sal expansiva llamada etringita.
3CaOAl2O3 + 3(CaSO42H2O) + 26H2O 3CaOAl2O33CaSO4.32H2O
E. Clasificacin de los yeso:
E.1) Yeso gris o negro.
Se obtiene calcinando la piedra algez en contacto con los combustibles. Los humos y las impurezas (cenizas, carbn, etc.), aparte de las que lleva consigo la piedra de yeso (se emplea un algez con muchas impurezas), ennegrecen el producto. La finura de molido es muy deficiente. Resulta el yeso de peor calidad, por lo que solo se emplea en obras no vistas.
E.2) Yeso blanco.
Se obtiene a partir de un algez con pequeas proporciones de impurezas, despus de calcinado y vitrificado es finamente molido hasta el punto de no quedar retenido mas de un 10% en un tamiz de dos dcimas de mm. Es muy blanco y en mortero se utiliza para el enlucido de paredes y techos de interiores.
E.3) Yeso escayola.
Es un yeso blanco de la mejor calidad, tanto en purezas como en fineza del grano, no quedando retenido ms del 1%. En un tamiz de 0.2 mm.Dadas sus caractersticas, la escayola se emplea en la fabricacin de molduras y placas para la formacin de cielos razos, que a su vez suelen ir decoradas.Ningn tipo de yeso o escayola puede ser utilizado en exteriores por ser solubles en agua. El yeso es el aglomerante artificial ms antiguo fue utilizado por egipcios, griegos y romanos.
F. Tipos de yeso establecidos en la Norma RY-85:
1. Yeso Grueso de Construccin(YG)
Constituido por sulfato de calcio semihidrato y anhidrita II artificial.
Uso: para pasta de agarre en revestimientos interiores y como conglomerante auxiliar en obra.
2. Yeso Fino de Construccin (YF)
Constituido por sulfato de calcio semihidrato y anhidrita II artificial.
Uso: para enlucidos, refilos o blanqueos sobre revestimientos interiores (guarnecidos o enfoscados)
3. Yeso de Prefabricados(YP)
Constituido fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato y anhidrita II artificial.
Uso: para la ejecucin de elementos prefabricados para tabiques.
4. Escayola(E-30)
Constituida por sulfato de calcio semihidrato con una resistencia mnima a flexo traccin de 30 kg/cm.
Uso: en la ejecucin de elementos prefabricados para tabiques y techos.
VI. PROPIEDADES FISICAS DEL YESO:
6.1. PESO ESPECFICO
Se define como la relacin del peso del yeso (partculas slidas) referido al vaco, al peso de un volumen igual de agua tomados a una temperatura determinada-
El peso especfico del yeso viene dado por la siguiente frmula:
Dnde:
A = Peso de la muestra de Yeso ( 127gr)
B = Peso de fiola llena de alcohol hasta 500 cm3
C = Peso de fiola con muestra de yeso ( 127 gr) y completado con alcohol hasta 500 cm3
D = Peso de la fiola vaca.
E = Volumen del alcohol.
Alcohol = Peso especfico del alcohol.
PROCEDIMIENTO.
Se pesa una cantidad de muestra de yeso, se toma una fiola de 500 cm3 y se lo llena con alcohol (Peso Especfico determinado) luego se pesa, se toma la fiola vaca y se lo agrega la muestra de yeso, luego se aade alcohol hasta cubrir toda la muestra de yeso, se enrasa con ms alcohol hasta los 500 cm3 y a continuacin se pesa todo en conjunto.
RESULTADOS.
DATOS OBTENIDOS
A=
P yeso =
127 gr
B=
P (fiola + OH) 500 ml=
607.9 gr
C=
P (yeso + fiola + oh) 500 ml =
689.3 gr
D=
P fiola =
198.3 gr
P(fiola + yeso)=
325.3 gr
E
Volumen (OH) =
500 ml
6.2. RELACION AGUA/YESO:
Se define como el cociente en peso de la cantidad de agua necesaria para el amasado de una porcin de yeso, entre el peso de dicha porcin y es importante porque permite usar siempre en el amasado, la cantidad de agua adecuada para lograr un buen fraguado y endurecimiento.
La relacin agua/yeso est dada por la siguiente frmula:
Dnde:
P1= peso del yeso inicial
P2= peso del yeso final
PROCEDIMIENTO
Pesar el depsito o fiola vaca, luego medir en la probeta graduada una cantidad determinada de agua y vaciarla en el depsito.
Pesar el depsito con el agua aadida y luego agregar el yeso al depsito con agua en forma lenta aplicando el mtodo del encharcamiento de tal forma que no se forma grumos.
Continuar depositando el yeso hasta que toda el agua sea absorbida totalmente, que no exista agua libre en el depsito.
RESULTADOS.
Vi=
200
P1 =
530
P2 = 210
Aplicando la frmula tenemos:
0.63=0.6
VII. PROPIEDADES MECNICAS DEL YESO
7.1 PREPARACIN DE LAS PROBETAS
Mediante la relacin Agua / Yeso obtenida en los ensayos fsicos, se elabora la probeta prismticas en moldes de madera de dimensiones 4x4x16 cm. previamente aceitados interiormente, para usarlas en los ensayos a la flexin y probetas hechas de PVC de dimensiones 2 de dimetro y longitud 12 cm utilizadas para la compresin.
Las probetas permanecieron 7 das de curado a condiciones ambientales normales.
A) ENSAYO A FLEXION:
Consiste en poner una probeta de forma prismtica con medidas estndar (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.
Esfuerzo a la flexin se obtiene mediante la siguiente formula:
Dnde:
P= Carga Puntual.
L= Luz entre apoyos.
a= Ancho de la muestra.
b= Altura de la muestra.
Resultados del Ensayo:
PROBETA 1
PRUB. N
P (Kg)
Et(mm)
ESFUERZO(Kg/cm2)
1
25
0.38
4.6875
2
50
0.62
9.375
3
43
0.95
8.0625
rotura
PROBETA 2
PRUB. N
P (Kg)
Et(mm)
ESFUERZO(Kg/cm2)
1
25
0.22
4.6875
2
43
0.3
8.0625
rotura
PROBETA 3
PRUB. N
P (Kg)
Et(mm)
ESFUERZO(Kg/cm2)
1
25
0.1
4.6875
2
43
0.45
8.0625
rotura
PROBETA 4
PRUB. N
P (Kg)
Et(mm)
ESFUERZO(Kg/cm2)
1
25
0.13
4.6875
2
42
0.34
7.875
rotura
PROBETA 5
PRUB. N
P (Kg)
Et(mm)
ESFUERZO(Kg/cm2)
1
25
0.25
4.6875
2
46
0.48
8.625
rotura
PROBETA 6
PRUB. N
P (Kg)
Et(mm)
ESFUERZO(Kg/cm2)
1
25
0.05
4.6875
2
27
0.12
5.0625
rotura
Esfuerzo a la flexin prom: 7.531 kg/cm2
B) ENSAYO A COMPRESIN:
Consiste en aplicar sobre una probeta cilindrica de dimensiones estndar (aprox. 5x10 cm), situada en forma vertical, una carga puntual cuya intensidad aumenta progresivamente hasta el momento en que se produce la ruptura. La Resistencia a Compresin se define como la razn entre la carga que produce la ruptura y el rea de la seccin transversal de la muestra.
El esfuerzo para el ensayo de compresin se calcula con la siguiente formula.
Dnde:
P= carga aplicada.
A= rea resistente
Procedimiento:
Se emplearon una muestra, de dimensiones aproximadas 5x10 cm.
Las muestras se someten a compresin bajo una carga que aumenta secuencialmente hasta llegar a su ruptura.
Resultados
PROBETA 1
PRUB. N
P (Kg)
Et(mm)
ESFUERZO(Kg/cm2)
Eu*10^-3
1
50
0.53
2.467
4.492
resultados
2
100
0.71
4.933
6.017
L =118mm
3
150
0.85
7.400
7.203
4
200
0.97
9.867
8.220
5
250
1.1
12.333
9.322
A=20.27cm2
6
300
1.2
14.800
10.169
7
350
1.31
17.267
11.102
8
400
1.4
19.734
11.864
Protu= 1.043 tn
9
450
1.47
22.200
12.458
10
500
1.54
24.667
13.051
11
550
1.59
27.134
13.475
max=52(kg/cm2)
12
600
1.65
29.600
13.983
13
650
1.7
32.067
14.407
14
700
1.86
34.534
15.763
rot=51.455(kg/cm2)
15
750
2.04
37.000
17.288
16
800
2.16
39.467
18.305
17
850
2.3
41.934
19.492
Eu max=27.119
18
900
2.44
44.401
20.678
19
950
2.69
46.867
22.797
20
1000
2.82
49.334
23.898
t= 9.44 min
21
1050
3.1
51.801
26.271
22
1043
3.2
51.455
27.119
GRAFICA ESFUERZO VS DEFORMACION UNITARIA.
PROBETA 2
PRUB. N
P (Kg)
Et(mm)
ESFUERZO(Kg/cm2)
Eu*10^-3
1
50
0.08
2.467
0.669
resultados
2
100
0.14
4.933
1.172
L =119.5mm
3
150
0.18
7.400
1.506
4
200
0.26
9.867
2.176
5
250
0.34
12.333
2.845
A=20.27cm2
6
300
0.42
14.800
3.515
7
350
0.5
17.267
4.184
8
400
0.59
19.734
4.937
Protu= 1.067 tn
9
450
0.73
22.200
6.109
10
500
0.83
24.667
6.946
11
550
0.89
27.134
7.448
max=52.6(kg/cm2)
12
600
0.99
29.600
8.285
13
650
1.06
32.067
8.870
14
700
1.14
34.534
9.540
rot=52.639(kg/cm2)
15
750
1.22
37.000
10.209
16
800
1.31
39.467
10.962
17
850
1.5
41.934
12.552
Eu max=22.3
18
900
1.72
44.401
14.393
19
950
1.82
46.867
15.230
20
1000
1.99
49.334
16.653
t= 13 min
21
1050
2.45
51.801
20.502
22
1067
2.65
52.639
22.176
GRAFICA ESFUERZO VS DEFORMACION UNITARIA.
PROBETA 3
PRUB. N
P (Kg)
Et(mm)
ESFUERZO(Kg/cm2)
Eu*10^-3
1
50
0.09
2.467
0.783
resultados
2
100
0.13
4.933
1.130
L =115mm
3
150
0.17
7.400
1.478
4
200
0.21
9.867
1.826
5
250
0.25
12.333
2.174
A=20.27cm2
6
300
0.28
14.800
2.435
7
350
0.31
17.267
2.696
8
400
0.34
19.734
2.957
Protu= 1.045 tn
9
450
0.37
22.200
3.217
10
500
0.4
24.667
3.478
11
550
0.43
27.134
3.739
max=52(kg/cm2)
12
600
0.45
29.600
3.913
13
650
0.48
32.067
4.174
14
700
0.51
34.534
4.435
rot=51.554(kg/cm2)
15
750
0.54
37.000
4.696
16
800
0.58
39.467
5.043
17
850
0.63
41.934
5.478
Eu max=9
18
900
0.69
44.401
6.000
19
950
0.72
46.867
6.261
20
1000
0.88
49.334
7.652
t= 7.30 min
21
1050
1.04
51.801
9.043
22
1045
1.25
51.554
10.870
GRAFICA ESFUERZO VS DEFORMACION UNITARIA.
PROBETA_4
PRUB. N
P (Kg)
Et(mm)
ESFUERZO(Kg/cm2)
Eu*10^-3
1
50
0.58
2.467
4.915
resultados
2
100
0.64
4.933
5.424
L =118mm
3
150
0.67
7.400
5.678
4
200
0.7
9.867
5.932
5
250
0.73
12.333
6.186
A=20.27cm2
6
300
0.76
14.800
6.441
7
350
0.79
17.267
6.695
8
400
0.82
19.734
6.949
Protu=0. 961 tn
9
450
0.85
22.200
7.203
10
500
0.89
24.667
7.542
11
550
0.91
27.134
7.712
max=49.334(kg/cm2)
12
600
0.95
29.600
8.051
13
650
0.98
32.067
8.305
14
700
1.03
34.534
8.729
rot=47.41(kg/cm2)
15
750
1.06
37.000
8.983
16
800
1.1
39.467
9.322
17
850
1.13
41.934
9.576
Eu max=12.03
18
900
1.19
44.401
10.085
19
950
1.26
46.867
10.678
20
1000
1.42
49.334
12.034
t= 9.30 min
21
961
1.65
47.410
13.983
GRAFICA ESFUERZO VS DEFORMACION UNITARIA.
PROBETA- 5
PRUB. N
P (Kg)
Et(mm)
ESFUERZO(Kg/cm2)
Eu*10^-3
1
50
0.07
2.467
0.588
resultados
2
100
0.16
4.933
1.345
L =119mm
3
150
0.22
7.400
1.849
4
200
0.28
9.867
2.353
5
250
0.36
12.333
3.025
A=20.27cm2
6
300
0.43
14.800
3.613
7
350
0.52
17.267
4.370
8
400
0.58
19.734
4.874
Protu= 1.100 tn
9
450
0.63
22.200
5.294
10
500
0.67
24.667
5.630
11
550
0.7
27.134
5.882
max=55.267(kg/cm2)
12
600
0.74
29.600
6.218
13
650
0.77
32.067
6.471
14
700
0.79
34.534
6.639
rot=54.267(kg/cm2)
15
750
0.83
37.000
6.975
16
800
0.85
39.467
7.143
17
850
0.88
41.934
7.395
Eu max=13.23
18
900
0.92
44.401
7.731
19
950
1
46.867
8.403
20
1000
1.23
49.334
10.336
t= 3.35 min
21
1050
1.35
51.801
11.345
22
1100
1.58
54.267
13.277
GRAFICA ESFUERZO VS DEFORMACION UNITARIA.
PROBETA - 6
PRUB. N
P (Kg)
Et(mm)
ESFUERZO(Kg/cm2)
Eu*10^-3
1
50
0.09
2.467
0.759
resultados
2
100
0.21
4.933
1.772
L =118.5mm
3
150
0.32
7.400
2.700
4
200
0.42
9.867
3.544
A=20.27cm2
5
250
0.49
12.333
4.135
6
300
0.55
14.800
4.641
Protu= 0.525 tn
7
350
0.63
17.267
5.316
8
400
0.68
19.734
5.738
max=27.2(kg/cm2)
9
450
0.75
22.200
6.329
rot=25.9(kg/cm2)
10
500
0.9
24.667
7.595
Eu max=10.13
11
550
1.2
27.134
10.127
t= 3.30 min
12
525
1.45
25.900
12.236
GRAFICA ESFUERZO VS DEFORMACION UNITARIA.
Luego de realizar, el ensayo a compresin de probetas de yeso, se obtuvo los resultados que se muestran en la tabla. Determinamos la resistencia a Compresin promedio (c en kg/cm2) del yeso.
Edad: 07 das.
CUADRO DE RESUMEN
N PROBETA
DIAMETRO PROMEDIO(cm)
ALTURA PROMEDIO (cm)
CARGA DE ROTURA(Kg)
ESFUERZO A LA COMPRECION(Kg/cm2)
1
5.08
11.8
1043
51.455 (*)
2
11.95
1067
52.639 (*)
3
11.5
1045
51.554 (*)
4
11.8
961
47.41 (*)
5
11.9
1100
55.267
6
11.85
525
25.9
Promedio de las seis probetas: prm = 47.37 kg/cm2.
Luego:
0.85 c : 40.26 kg/cm2.
1.15 c : 54.48 kg/cm2.
Analizamos los esfuerzos que estn dentro del rango obtenido, y determinamos el promedio de los que s estn contenidos en el rango (*), obteniendo de esta manera la resistencia a esfuerzos a compresin del yeso, siendo:
VIII. CONCLUSIONES
La resistencia a compresin del yeso es igual a : 50.76 kg/ccm2
Esfuerzo a la flexin prom: 7.531 kg/cm2
Debido a su baja resistencia a la compresin se puede decir que no es apto como material de construccin.
Segn la relacin agua-yeso: 0.6; determina exactamente la cantidad de yeso que se debe utilizar para una cierta cantidad de agua.
La relacin de agua/yeso del material ensayado en el laboratorio es de 0.6, Se afirma que el volumen de agua es aproximadamente el 60 % del volumen de peso de construccin.
El peso especfico obtenido del yeso en ensayo es:
IX. BIBLIOGRAFA.
LEZAMA LEIVA, JosMateriales de Construccin
Regal, Alberto - Materiales de Construccin - Edic. Universidad Nacional de Ingenieria.178 pg.
X. ANEXOS:
_ fotografas que describen el proceso de ensayo
Determinacin del peso especifico
Determinacin de la relacin: A/Y
confeccin de los moldes para luego lubricarlos con aceite
Elaboracin de las probetas cilndricas de yeso
Enrasado de las probetas
Elaboracin de las probetas prismticas
Elaboracin de la galleta de yeso( tiempo de endurecimiento = 26 min)
UNCPg. 4