Respuesta Mecanica Del Cemento

ESCUELA SUPERIOS POLITECNICA DEL LITORAL

Facultad de ingeniería en Mecánica y Ciencias de la producción

“MODELAMIENTO DE LA RESPUESTA MECANICA DEL CEMENTO PUZOLANICO MEDIANTE LA ADICCION DE ZEOLITA TIPO I Y CUADRADO AL AIRE”

TESIS DE GRADO

Previo a la obtención del titulo de:

INGENIERO MECANICO

Presentada por: XAVIER ENRIQUE FUENTE BAINER

GUAYAQUIL – ECUADOR

Año 2008 

TABLA DE CONTENIDO

Contenido

1. INTRODUCCION 6

CAPITULO 1 7

1. GENERALIDADES 7

1.1 Planteamiento del problema 7

1.1.1 Justificación 9

1.1.1.1 MENOR CALOR DE HIDRATACIÓN 10

1.1.1.2 MAYOR MANEJABILIDAD DE MEZCLAS FRESCAS 10

1.1.1.3 RESISTENCIA MODERADA A LA ACCIÓN DE LOS SULFATOS 10

1.1.1.4 IMPIDE LA ACTIVIDAD ALCALI-SILICE 10

1.1.1.5 RESISTENCIA A AGENTES AGRESIVOS 10

1.2 Hipótesis 11

1.3 OBJETIVOS 11

1.3.1 Objetivo General 11

1.3.2 Objetivo Especifico 11

1.4 Metodología 12

1.5 Estructura de la Tesis 13

2. MARCO TEORICO 14

2.1 Cemento Tipo IV 14

2.1.1 Tipos de Cemento Portland 14

2.1.1.1 Tipo I.- 14

2.1.1.2 Tipo II.- 14

2.1.1.3 Tipo III.- 14

2.1.1.4 Tipo IV.- 14

2.1.1.5 Tipo V.- 14

2.1.2 PROPIEDADES 15

2.2 Zeolita 17

2.4 Diseño Factorial 25

2.4.1 DISEÑOS FACTORIALES 25

2.4.2 TIPOS DE DISEÑOS FACTORIALES 30

2.4.2.1 Diseños factoriales con dos variables independientes 30

2.4.2.2. Diseños factoriales con más de dos variables independientes 30

2.5 APLICACIÓN DE ELEMENTOS FINITOS EN CONCRETOS 31

2.5.1 MODELOS DISCRETOS DE GRIETAS 31

2.5.2 Mecánica de la fractura elástica lineal (LEFM) 31

2.5.3 Modelo de fractura ficticia (FCM) 34

2.5.4 MODELO DE AVERIA DE LA MECANICA DEL CONTINUO 35

2.5.4.1 MODELO DE LA BANDA DE GRIETA 36

2.5.4.2 CONTINUO NO LOCAL 37

2.5.4.3 MODELO DE GRADIENTE 38

2.6 38

3.1 Diseño del Experimento 44

3.2 Materiales 44

3.2.1 PESOS Y DISPOSITIVOS DE MEDICION 44

3.2.2 VASOS GRADUADOS 44

3.2.3 MOLDES DE ESPECIMENES 45

3.2.4 MEZCLADOR, TAZON Y REMO 46

3.2.7 PALETA 46

3.2.8 CUARTO HUMEDO 46

3.2.10 TEMPERATURA Y HUMEDAD 46

3.2.10.1 TEMPERATURA 46

3.2.10.2 HUMEDAD 47

3.2.11 ESPECIMENTES DE PRUEBA 47

3.2.11.1 PREPARACION DE LOS MOLDES 47

3.3 Procedimiento 48

3.4 Cálculos Estadísticos 52

CAPITULO 4 58

4.1 MODELACION DEL COMPORTAMIENTO 58

PROCESO DE MOLIENDA 58

4.2 VALIDACION 67

CAPITULO 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 98

5.1 CONCLUSIONES 98

5.2 RECOMENDACIONES 99

ANEXOS. 100

BIBLIOGRAFIA 127

1. INTRODUCCION

El mejoramiento continuo de las propiedades del Cemento ha sido estudio de múltiples investigaciones, el uso de materiales locales para la elaboración del mismo posee el propósito primordial de disminuir costos de manufactura para poder competir a nivel Nacional con un producto de menor valor pero iguales propiedades mecánicas.

El cemento Portland o Cemento Tipo IV que se usa actualmente, adquiere sus propiedades mecánicas de los diferentes materiales puzolánicos que lo conforman.

Debido a que, para la elaboración del cemento se requiere de puzolanas, la obtención del mismo por parte de las empresas da un valor agregado a su proceso de elaboración, debido al costo de transportación que debe considerarse en el costo de procesamiento del cemento.

El material puzolánico que se va a usar en esta investigación es la Zeolita, el costo de la zeolita en comparación a otros materiales puzolánicos es relativamente más bajo, así que de demostrar que se alcanzan las mismas o mejores propiedades mecánicas que el cemento, se puede competir a nivel nacional con un producto de menor costo y de buena calidad.

La Zeolita Tipo 1 con la que trabajaremos es extraída de los alrededores de la ESPOL campus Prosperina, la cual se adiciona a la pasta de cemento y posteriormente se le hace un curado al aire, luego se observa en cómo se afecta la Resistencia a la compresión uniaxial de ésta mezcla a lo largo de los 28 días de experimentación.

Usando análisis estadístico a las medidas tomadas, nos ayuda a establecer un modelo matemático el cual se tiene que validar con los datos obtenidos experimentalmente para así poder determinar el porcentaje de error de nuestro experimento.

CAPITULO 1

1. GENERALIDADES

1.1 Planteamiento del problema

El cemento se invento hace 2000 años aproximadamente por los romanos de forma fortuita, al hacer fuego en un agujero recubierto de piedra, con esto ellos consiguieron deshidratar y descarbonatar parcialmente las piedras calcáreas de esa zona, convirtiéndolas en polvo que se deposito entre las piedras, al llover y con el agua dicho polvo formo una masa que unió a las piedras entre si.

En 1824 Joseph Aspdin, un constructor de Leeds en Inglaterra, daba el nombre a dicha mezcla de Cemento Pórtland y patentaba un material polvoriento que amasado con agua y arena se endurecía formando un conglomerado de aspecto parecido a las piedras calizas de la isla de Pórtland. Probablemente, el material patentado por Aspdin era una caliza hidráulica.

Las investigaciones llevadas a cabo por los padres del cemento Michaelis y Le Chatelier , en 1870 y 1880 , fueron fundamentales y muy meritorias para el desarrollo de este material.

Actualmente, el cemento Pórtland ha llegado a una gran perfección y es el material industrializado de construcción de mayor consumo. Se puede decir que el cemento es el alma del hormigón, es así tanta la importancia que prácticamente este producto va mejorando en toda su producción por el bien de las obras en construcción civil.

El cemento Portland que se usa actualmente adquiere su propiedad de soportar grandes fuerzas de compresión de los materiales puzolánicos, los cuales se usan en su elaboración.

La dificultad de obtener estos materiales ocasiona un incremento en el costo de elaboración del cemento.

Los aditivos usados en la elaboración del cemento tienen la finalidad de mejorar las propiedades mecánicas del cemento, los materiales puzolánicos poseen la función de alterar la dureza del cemento.

Esta investigación se va a enfocar

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