FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO DEL CONCRETO

La pasta de cemento se forma mezclando cemento artificial y agua. La principal cualidad de esta pasta es que fragua y endurece progresivamente, tanto al aire como bajo el agua. El proceso de fraguado y endurecimiento es el resultado de reacciones químicas de hidratación entre los componentes del cemento.

La fase inicial de hidratación se llama fraguado y se caracteriza por el paso de la pasta del estado fluido al estado sólido. Esto se observa de forma sencilla por simple presión con un dedo sobre la superficie del concreto. Posteriormente continúan las reacciones de hidratación alcanzando a todos los constituyentes del cemento que provocan el endurecimiento de la masa y que se caracteriza por un progresivo desarrollo de resistencias mecánicas.

El fraguado y endurecimiento no son más que dos estados separados convencionalmente; en realidad solo hay un único proceso de hidratación continuo.

En el cemento portland, el cemento más empleado, el primer componente en reaccionar es el aluminato tricálcico con una duración rápida y corta (hasta 7-28 días). Después el silicato tricálcico, con una aportación inicial importante y continua durante bastante tiempo. A continuación el silicato bicálcico con una aportación inicial débil y muy importante a partir de los 28 días.

El fenómeno físico de endurecimiento no tiene fases definidas. El cemento está en polvo y sus partículas o granos se hidratan progresivamente, inicialmente por contacto del agua con la superficie de los granos, formándose algunos compuestos cristalinos y una gran parte de compuestos microcristalinos asimilables a coloides que forman una película en la superficie del grano.

A partir de entonces el endurecimiento continua dominado por estas estructuras coloidales que envuelven los granos del cemento y a través de las cuales progresa la hidratación hasta el núcleo del grano.

El hecho de que pueda regularse la velocidad con que el cemento amasado pierde su fluidez y se endurece, lo hace un producto muy útil en construcción. Una reacción rápida de hidratación y endurecimiento dificultaría su transporte y una cómoda puesta en obra rellenando todos los huecos en los encofrados. Una reacción lenta aplazaría de forma importante el desarrollo de resistencias mecánicas.

En las fábricas de cemento se consigue controlando la cantidad de yeso que se añade al clinker de cemento. En la planta de hormigón, donde se mezcla la pasta de cemento y agua con los áridos, también se pueden añadir productos que regulan el tiempo de fraguado.

En condiciones normales el cemento portland normal comienza a fraguar entre 30 y 45 minutos después de que ha quedado en reposo en los moldes y termina el fraguado trascurridas sobre 10 o 12 horas. Después comienza el endurecimiento que lleva un ritmo rápido en los primeros días hasta llegar al primer mes, para después aumentar más lentamente hasta llegar al año donde prácticamente se estabiliza.

Principio de fraguado:

Tiepo que transcurre desde que se agrega el cemento al agua hasta que la penetración marque 25 mm, su determinación se realiza interpolando los resultados de los datos obtenidos.

Fin de fraguado:

Tiempo transcurrido desde que se agrega el cemento al agua hasta el momento en donde la aguja de Vicat no penetre nada.

Ensayo para determinar el tiempo de fraguado

Equipos y herramientas:

Aparto Vicat Cronometro Mesa de flujo Probeta graduada Moldes Vidrio Plancha Triangular Balanza

Procedimiento:

1. Se prepara la pasta respectiva explicada anteriormente vertiendo agua de 100 a 200g. y 650 g. de cemento.

2. Se llena la pasta en el molde del Aparato Vicat según lo descrito anteriormente.3. Ensayo del fraguado

3.1. Determinación del Principio de Fraguado:

3.1.1. Bajar la aguja hasta que su extremo haga contacto con la superficie de la pasta y por medio del tornillo, fijar la sonda en esa posición.

3.1.2. Hacer coincidir la posición del índice con el cero superior3.1.3. Soltar el vástago aflojando el tornillo.3.1.4. Hacer la lectura después de 30 segundos.3.1.5. Continuamos con las mediciones cada 30 minutos y vamos

anotando los resultados. En el caso de que los valores obtenidos sean cercanos a 25mm el tiempo entre cada medición deberá ser mucho menor a fin de poder interpolar los valores requeridos.

3.2. Determinación del Fin de Fraguado:3.2.1. Al alcanzar una penetración de 4mm sacar el espécimen de ensayo

del aparato.3.2.2. Limpiarlo e invertirlo apoyando sobre el vidrio la base menor.3.2.3. Continuamos con las penetraciones hasta que no dejen huella sobre

la superficie con la muestra.

Datos de laboratorio

Datos de Laboratorio:

Se han obtenido los siguientes resultados para el tiempo de fraguado:

Hora de inicio (cemento y agua): 3:32 pm

Laboratorio de Ensayo de Materiales - FIC

Ensayo para la Determinación del Tiempo de Fraguado

Tiempo

Lectura Aguja Vicat (mm) Tiempo

Lectura Aguja Vicat (mm)

00:00 40.0 02:05 31.100:15 40.0 02:16 22.500:30 40.0 02:22 15.500:45 40.0 02:27 9.501:00 40.0 02:31 6.501:15 39.90 02:36 5.001:30 38.76 02:41 3.001:45 35.83 02:46 1.002:02 32.0 02:51 0.0

Interpolando datos: Para penetración = 25mm : Tiempo = 132.8 min

Tiempo de fraguado inicial: 132.8 min

Tiempo de fraguado final: 171 min

0 20 40 60 80 100 120 140 160 1800

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Grafica Penetracion (mm) Vs Tiempo (min)

tiemp (min)

pene

trac

ion

(mm

)