RESPUESTAS
I. PARTE TEÓRICA (80% en total):
1.
(15%)
Explique qué se entiende por calor de hidratación, y cuál es su incidencia en el hormigón.
RESPUESTA:
El cemento, al ser mezclado con agua, forma una pasta que tiene la propiedad de rigidizarse progresivamente hasta constituir un sólido de creciente dureza y resistencia. El endurecimiento de la pasta de cemento muestra particularidades que son de interés para el desarrollo de obras de ingeniería.
La reacción de hidratación es un proceso exotérmico, es decir durante la reacción del cemento con el agua se libera calor. La cantidad de calor liberada se Calor de Hidratación. Durante su desarrollo se producen variaciones de volumen, de dilatación si el ambiente tiene un alto contenido de humedad o de contracción si este es bajo.
2.
(15%)
Explique la diferencia entre Tamaño Máximo (Dn) y Tamaño Máximo Absoluto (Da) de un árido.
RESPUESTA:
Para entender la diferencia, basta con revisar directamente a la definición de cada concepto:
– Tamaño Máximo de un Árido (Dn)
: Corresponde a la abertura del tamiz inmediatamente menor a Da, cuando por dicho tamiz pase el 90% o más de la masa de un árido. Cuando pasa menos del 90% el tamaño máximo nominal se considerará igual al tamaño máximo absoluto.
– Tamaño Máximo absoluto de un Árido (Da)
: Corresponde a la abertura del menor tamiz que deja pasar el 100% de la masa del árido.
3.(15%)De acuerdo a la normativa actualizada, defina: ¿Qué es el hormigón?
RESPUESTA:
La Norma NCh 170 Of. 1985 definía al hormigón como material que resulta de la mezcla de agua, arena, grava, cemento, eventualmente aditivos y adiciones, en proporciones adecuadas que, al fraguar y endurecer, adquiere resistencia.
La actualización de dicha norma, NCh 170 Of. 2016, varía un poco esta definición, diciendo que el hormigón es un material constituido por la mezcla de cemento, áridos y agua, con o sin la incorporación de aditivos y adiciones, que desarrolla sus propiedades por hidratación del cemento.
Además, podemos mencionar que el hormigón es roca artificial moldeable.
4.
(15%)
Se sabe que las definiciones de cemento Pórtland, cemento Puzolánico y cemento Siderúrgico coinciden en el párrafo
…y que puede aceptar hasta un 3% de materias extrañas, excluido el sulfato de calcio hidratado
. Explique a qué se debe esta limitación.
RESPUESTA:
Las definiciones de estos tres tipos de cemento son las siguientes:
– Cemento Pórtland:
es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clínquer y yeso, y que puede aceptar hasta un 3% de materias extrañas excluido el sulfato de calcio hidratado.
– Cemento Puzolánico:
Corresponde al producto que se obtiene de la molienda conjunta de clínquer, puzolana y yeso, y que puede aceptar hasta un 3% de materias extrañas, excluido el sulfato de calcio hidratado.
– Cemento Siderúrgico:
Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clínquer, escoria granulada de alto horno y yeso, y que puede aceptar hasta un 3% de materias extrañas, excluido el sulfato de calcio hidratado.
Como se ve en cada una de las definiciones, uno de los principales componentes del cemento es el yeso. El sulfato de calcio hidratado corresponde a una de las formas en que se presenta el yeso. ¿Por qué, entonces, se limita su presencia como materia extraña? La razón tiene su explicación en la hidratación de los granos de cemento, ya que esta hidratación se produce tanto por la forma en que el agua cubre el grano de cemento como por la forma en que el agua penetra en las vetas de yeso de este grano. En el caso de presentar mucho yeso, se produce una saturación que hace que el grano de cemento se vuelva más frágil desde su interior, lo que puede llevarlo a que sus tensiones internas sean muy grandes y terminen por partirlo. Por otra parte, se produce una mezcla menos homogénea, lo que se aprecia en la formación de grumos en la pasta de cemento.
5.
(20%)
Defina los siguientes términos:
a. Aditivos.
b. Adiciones.
c.
Cemento
d. Conglomerante.
RESPUESTA:
a.
Aditivos:
La norma NCh 170 Of. 2016, define los aditivos como materiales activos agregados al hormigón en pequeñas cantidades para modificar alguna de sus propiedades por acción física, química o físico-química.
b.
Adiciones:
De acuerdo a la norma NCh 170 Of. 2016, las adiciones son materiales minerales finamente molidos utilizados en el hormigón con el fin de mejorar ciertas propiedades o conferirle propiedades especiales. Las adiciones se pueden considerar como activas o inertes.
c.
Cemento:
De acuerdo a la norma NCh 148 Of.1968, Material Pulverizado que, por una adición conveniente de agua, forma una pasta conglomerante capaz de endurecer tanto bajo el agua como en el aire.
d.
Conglomerante:
Se entenderá por conglomerante un material capaz de desarrollar las reacciones apropiadas, y las propiedades adhesivas y cohesivas que hacen posible ligar fragmentos minerales para producir una masa compacta, continua y resistente. En el hormigón, ese papel lo juega el cemento.
II. ALTERNATIVAS (5% cada una, 20% en total):
6. Entre los requisitos que deben cumplir los áridos al ser utilizados en una mezcla de hormigón, se consideran los siguientes (marque el que considere incorrecto):
a. Los áridos deben ser separados en fracciones.
b. Los áridos deben estar libres de impurezas inorgánicas.
c. Los áridos deben presentar una compacidad lo más elevada posible.
D. Los áridos deben presentar partículas duras y partículas blandas
e. Al iniciar una faena, se debe contar en obra con una cantidad de material que permita evitar interrupciones en dicha faena.
RESPUESTA
Revisemos los requisitos de los áridos de acuerdo a lo conversado en clases:
– Los áridos deben estar separados en fracciones, las cuales al mezclarlas permitan obtener un árido total de granulometría continua. Estas fracciones serán como mínimo dos y estarán constituidas por una de granulometría fina (Arena) y otra de granulometría gruesa (Grava).
– Los áridos deben estar libres de impurezas orgánicas, y se deberá asegurar la homogeneidad en su fuente de producción. Especial atención se debe dar al contenido de sales en los áridos.
– Su compacidad debe ser lo más elevada posible, ya que de esta forma será menor la cantidad de cemento necesaria para obtener un hormigón compacto.
– Los áridos deben estar constituidos por partículas duras, de forma y tamaño estables, libres de terrones, partículas blandas o laminadas, arcillas, impurezas orgánicas, sales y otras sustancias que por su naturaleza o cantidad afecten la resistencia o la durabilidad de morteros y hormigones [NCh 163].
– Antes de comenzar las faenas de confección del hormigón se tendrá acopiada una cantidad suficiente de material que permita efectuar los trabajos sin interrupciones.
7. La diferencia entre cohesión y adhesión es:
a. Cohesión corresponde a un proceso rápido e instantáneo, mientras que Adhesión corresponde a un proceso que requiere largos períodos de tiempo.
b. Adhesión corresponde a un proceso rápido e instantáneo, mientras que Cohesión corresponde a un proceso que requiere largos períodos de tiempo.
c. No existen diferencias entre ellos.
d. La Cohesión se produce entre las moléculas internas de un compuesto, mientras que la Adhesión se produce entre compuestos diferentes entre sí.
e. La Adhesión se produce entre las moléculas internas de un compuesto, mientras que la Cohesión se produce entre compuestos diferentes entre sí.
RESPUESTA
La diferencia entre ambos conceptos radica en que la cohesión corresponde a un proceso en virtud del cual las moléculas internas de un material o compuesto se unen entre sí, generando un cuerpo homogéneo desde su estructura interna. La adhesión, por el contrario, corresponde al proceso mediante el cual dos compuestos se unen entre sí, formando un producto no homogéneo.
8. Sobre la finura del cemento, podemos afirmar lo siguiente, excepto:
A. A medida que aumenta la finura, aumenta la dosis de agua requerida para obtener una misma resistencia
b. Es su carácterística física principal.
c. La finura de la molienda influye también en el calor de hidratación, que se desarrolla más rápidamente en los cementos más finos.
d. Al comparar dos muestras de cemento de carácterísticas equivalentes, será preferible un cemento con mayor finura que un cemento con menor finura.
e. La finura del cemento tiene una directa relación con las carácterísticas de trabajabilidad que presentará la mezcla.
RESPUESTA
Analicemos las alternativas presentadas:
A. A medida que aumenta la finura, aumenta la dosis de agua requerida para obtener una misma resistencia
Es falsa, ya que, como se vio en clases, la finura favorece la resistencia, ya que a mayor finura, mayor será la trabajabilidad del Hormigón para igual dosis de agua.
B. Es su carácterística física principal
Esto fue enunciado en clases, y tiene su justificación en la forma en que se produce la hidratación de la partícula de cemento. Una partícula más fina tendrá una mejor hidratación que una partícula de mayor tamaño.
c. La finura de la molienda influye también en el calor de hidratación, que se desarrolla más rápidamente en los cementos más finos.
Esto es verdadero, ya que cuando las partículas son más finas, se produce una mayor hidratación, y además se favorece que esta se produzca de manera más rápida.
d. Al comparar dos muestras de cemento de carácterísticas equivalentes, será preferible un cemento con mayor finura que un cemento con menor finura.
Debido a lo ya mencionado, se prefiere siempre un cemento más fino que uno de menor finura. Así, se favorece la resistencia a iguales dosis de agua, se favorece los tiempos de reacción, y se logra un mejor proceso químico de hidratación de este conglomerante.
e.
La finura del cemento tiene una directa relación con las carácterísticas de trabajabilidad que presentará la mezcla.
Esta alternativa es verdadera, ya que, como ya se dijo al justificar la alternativa a, a mayor finura, mayor será la trabajabilidad del Hormigón para igual dosis de agua.
Por lo tanto, la única alternativa que se puede descartar es la a.
9. Las formas de clasificar un árido son:
a. Procedencia, Tamaño, Cantidad.
b. Procedencia, Contenido de Yeso, Cantidad.
C. Procedencia, Forma, Tamaño
d. Áridos Gruesos, Áridos Finos, Arenas y Limo.
e. Áridos Pórtland, Áridos Puzolánicos, Áridos Artificiales.
RESPUESTA
Como se vio en clases, y como se expone en la misma pregunta, existen tres formas de clasificar a los áridos: Según procedencia, según forma y/o según tamaño.
I.- SEGÚN PROCEDENCIA:
a) Naturales: Son los que proceden del laboreo de un yacimiento y que han sido sometido únicamente a procesos mecánicos.
b) Artificiales: Están constituidos por subproductos o residuos de procesos industriales, y han sido sometidos a modificaciones físicas o químicas, modificaciones térmicas u otros. Son las escorias siderúrgicas, cenizas volantes de la combustión del carbón, entre otros.
c) Reciclados: Son los que resultan del reciclaje de residuos inorgánicos previamente utilizados, procedentes de demoliciones o construcciones y de escombros.
II.- SEGÚN FORMA:
a) Chancados: Presentan formas angulosas y caras rugosas bien definidas entre sí, con formas prismáticas que muestran quiebres constantes.
b) Rodados: Presentan superficies lisas y redondeadas, con formas similares a esferas u óvalos, sin ángulos pronunciados.
III.- SEGÚN TAMAÑO:
a) Áridos Gruesos: Se denominan Gravas, y corresponden a los áridos que presentan diámetros entre 5 y 80 milímetros.
b) Áridos Finos: Se denominan Arenas, y corresponden a los áridos que presentan diámetros menores a 5 milímetros. Se clasifican en:
– Limo, menor a 0,08 milímetros.
– Arena Fina, entre 0,08 y 1 milímetro.
– Arena Media, entre 1 y 2 milímetros.
– Arena Gruesa, entre 2 y 5 milímetros.
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