Problemas426

Problemas, causas y soluciones 67
Febrero2011
editado por el instituto
mexicano del cemento y
del concreto, A.C.
sección
coleccionable
el concreto en la obra
42
®
Determinación
de la finura de
los cementantes
hidráulicos
(Método de
permeabilidad
al aire)

construcción y tecnología68
Determinación de la
finura de los cementantes
hidráulicos(Método de
permeabilidad al aire)
E
del manómetro (cople hembra), de tal manera
que el aire no salga entre las superficies de
contacto. Además, deberá contar con un re-
borde, que deberá estar integrado a la celda,
o estar firmemente sujeto a la parte inferior
de la misma; tendrá la finalidad de sostener el
disco de metal perforado. La celda debe tener
en la parte superior, una ceja saliente
que facilite el retiro de la celda
del manómetro. Cabe decir
que se ha encontrado que el
acero inoxidable AISI tipo
303 (UNS con designación
S30300) es el adecuado para
la construcción de la celda y
del émbolo.
Disco: El disco será cons-
truido de material no corrosivo,
perforado con 30 a 40 agujeros de 1 mm
de diámetro, distribuidos uniformemente
sobre su área. Deberá quedar marcado en
la parte central de uno de sus lados de una
manera legible, de modo que permita al ope-
rador colocarlo siempre en la misma posición
dentro de la celda.
La marca o inscripción no tocará ninguna
de las circunferencias de los agujeros ni que-
dará en la superficie que descansa en el borde
de la celda. El disco deberá quedar ajustado
y cómodo al interior de la celda.
El émbolo: El émbolo debe estar cons-
truido de acero inoxidable, que no se amalga-
me con el mercurio, y se ajustará al interior de
la celda. La parte inferior del émbolo debe ser
plana con sus aristas a escuadra, formando
ángulo recto con su eje principal, y debe tener
una salida de aire, formada por una superficie
plana colocada a lo largo del émbolo.
La parte superior del émbolo deberá es-
tar provista con una ceja de tal manera que,
42 Determinación de la finura de los cementantes hidráulicos
l objetivo y campo de aplicación de la
Norma Mexicana NMX-C-056-1997–
ONNCCE, radica en establecer el
método de prueba bajo el cual es
determinada la finura del cemento
Portland en términos de la superficie espe-
cifica medida en centímetros cuadrados por
gramo o en metros cuadrados por kilogramo
de cemento, usando el aparato de permeabi-
lidad del aire de Blaine. Aunque el método de
prueba ha sido usado para la determinación
de finura de otros materiales, debe entenderse
que, en general, las mediciones realizadas re-
presentan valores relativos de superficie
específica más que valores absolutos
de la misma.También es importan-
te hacer notar que la publicación
de esta versión editada de la
norma no sustituye a la consulta
de la norma en su totalidad.
Aparatos, materiales
y equipo
Aparato de Blaine: El aparato de
permeabilidad del aire de Blaine, con-
siste en un dispositivo que permite
el paso de una cantidad definida de
aire a través de una capa prepa-
rada de cemento de porosidad
definida. El número y tamaño
de los poros está en función del
tamaño de las partículas, lo cual
determina la velocidad con que
el aire pasa a través de la capa
de cemento.
Celda de permeabilidad:
La celda de permeabilidad
debe consistir de un cilindro
construido de acero inoxidable
que no se amalgame con el
mercurio. La parte superior de
la celda deberá formar un ángulo
recto con su eje principal. La parte
inferior de la celda (cople macho)
debe estar hecha para que ajuste
herméticamente con la parte superior

cuando el émbolo sea coloca-
do en la celda, el cuello haga
contacto con la parte superior
de la misma.
Papel Filtro. El papel
filtro deberá ser del mismo diá-
metro que el interior de la celda,
con bordes lisos y de porosidad
homogénea. Por su parte, el papel
de retención medio, correspondiente
al tipo 1, grado B, de las especificaciones
federales para papel filtro de los Estados
Unidos de América (UU-P-236), es una espe-
cificación que puede usarse para la selección
del papel.
Manómetro: El manómetro de tubo,
en U, será construido de acuerdo al desafío
indicado en la figura 1, usando un diámetro
de pared estándar y tubería de vidrio. La parte
superior de una de las ramas del manómetro
debe ajustar herméticamente con la celda
de permeabilidad. La rama del manómetro
conectada a la celda de permeabilidad, tendrá
una línea grabada alrededor del tubo en la
parte inferior del brazo lateral -por la cual se
realizará la succión en el manómetro; a partir
de esta marca y hacia arriba, debe tener gra-
badas otras líneas.
La unión de las ramas del manómetro
será en forma de U y quedará a una distancia
específica la cual será medida desde la parte
inferior del brazo lateral de succión, hasta la
parte más baja del tubo en U. EI brazo de suc-
ción lateral tendrá una válvula o abrazadera
que haga cierre hermético. El manómetro
deberá estar montado firmemente y de tal
manera que los brazos queden verticales.
Líquido del manómetro: El manómetro
deberá estar lleno hasta la marca inferior, con
un líquido que no sea volátil ni higroscópico,
de viscosidad y densidad
bajas, tal como el dibu-
tilftalato (dibutil 1,2 ben-
cenodicarboxilato) o un
aceite mineral ligero.
El cronómetro: El
cronómetro debe tener un
mecanismo de paro
y arranque y deberá
permitir que se tomen las
distintas lecturas.
Calibraciones
Muestra: La calibración del apa-
rato se debe hacer empleando una
muestra patrón. En el momento de la
prueba, la muestra debe estar a la tem-
peratura ambiente del recinto donde
se efectúe.
Volumen de la capa de ce-
mento compactado: Se debe
determinar el volumen de la capa
compactada de cemento por el
método del mercurio desplazado.
Coloque dos papeles filtros en la
celda de permeabilidad; presione
los bordes hasta abajo, usando un
émbolo con un diámetro un poco más
pequeño que el de la celda, hasta que los
papeles filtros se asienten bien en el disco de
metal perforado; después, llene la celda con
mercurio grado reactivo QP, o mejor, remo-
viendo cualquier burbuja de aire adherida a las
paredes de la celda. Use unas pinzas pequeñas
cuando manipule la celda, si la celda está he-
cha de material que forme amalgama como el
mercurio, el interior de la celda deberá estar
protegido por una muy delgada capa de aceite
antes de la adición del mercurio.
Nivele el mercurio con la cima de la celda
por medio de presión ligera de una pequeña
placa de vidrio, hasta que sea desplazado el
mercurio excedente. Asegúrese de que
no existan burbujas o vacíos entre la
superficie del mercurio y la placa de
vidrio. Retire el mercurio de la celda,
péselo y anote su peso.
Retire uno de los papeles filtros
de la celda e introduzca una cantidad
de cemento, comprímalo con un filtro
arriba y otro abajo de la muestra. En el
espacio superior vacío, añada mercurio,
retire el aire atrapado y nivele el mercurio
como antes con la pequeña placa de vidrio;
retire el mercurio de la celda, péselo y anote
su peso. Cabe hacer notar dos cosas: que
no es necesario usar la muestra estándar

construcción y tecnología70
42 Determinación de la finura de los cementantes hidráulicos
Preparación de la cama del cemento.
Coloque el disco perforado en el fondo de la
celda, con la cara marcada hacia abajo. Colo-
que un papel filtro sobre el disco de metal y
presione los bordes hacia abajo con un émbo-
lo que tenga un diámetro ligeramente mas pe-
queño que el de la celda, pese la cantidad de
cemento determinada y colóquela en la celda;
golpeé los lados de la celda ligeramente para
nivelar la cama de cemento, coloque un papel
filtro encima del cemento y comprímalo con
el émbolo hasta que el cuello del mismo esté
en contacto con la parte superior de la celda.
Con suavidad, saque el émbolo a una corta
distancia y gírelo alrededor de 90º. Comprima
nuevamente y sáquelo de manera suave. Es
necesario usar un papel filtro nuevo en cada
determinación.
Prueba de permeabilidad: Introduzca la
celda de permeabilidad en el tubo del manó-
metro, teniendo la certeza de que la conexión
sea hermética.Tenga cuidado de no sacudir o
perturbar la capa de cemento preparada. Una
pequeña porción de grasa deberá ser aplicada
en el tubo esmerilado que une al manómetro
con la celda.
La eficiencia de la prueba se puede deter-
minar de la siguiente manera: después de que
coloque la celda en el manómetro, aplique
vacío para subir el líquido del manómetro;
cierre la válvula y bloqueé la parte superior
de la celda para impedir el paso del aire.
Cualquier caída continua del nivel del aceite
en el manómetro indica una fuga en el sistema
y habrá que intentar colocarla nuevamente
hasta que el nivel quede quieto y así poder
proseguir con la medición.
Suavemente evacúe el aire interno del
tubo U hasta que el líquido alcance la marca
superior. Después, cierre la válvula rápida-
mente. Encienda el cronómetro cuando la
parte baja del menisco del líquido del manó-
metro alcance la segunda marca, la siguiente
de la superior, y deténgalo cuando el menisco
del líquido alcance la tercera marca; registre
la lectura del tiempo del intervalo medido y
anótelo en segundos. Registre la temperatura
de la prueba en grados centígrados.
En la calibración del aparato haga al me-
nos tres determinaciones del tiempo de escu-
rrimiento con tres muestras preparadas por
separado de la muestra estándar. La calibra-
ción deberá ser hecha por el mismo operador
que haga las determinaciones de finura. Con-
viene anotar que la muestra puede ser disper-
sada y reusada para la preparación de la capa
de prueba previniendo que sea mantenida
Figura 1
Manómetro
para la determinación del volumen, y que la
capa de cemento deberá estar firme. Si está
demasiado suelta, o no se puede comprimir
al volumen deseado, ajuste la cantidad de
cemento empleado.
Calcule el volumen ocupado por el
cemento en la celda: Haga al menos dos
determinaciones del volumen de cemento,
usando diferentes compactaciones para cada
una. El valor del volumen del cemento utiliza-
do para cálculos futuros, debe ser el promedio
de dos valores obtenidos que concuerden.
Anote la temperatura en la cercanía de
la celda, al principio y al final de la
determinación.
Preparación de la mues-
tra: Ponga el contenido de
una ampolleta de muestra de
cemento estándar en un fras-
co y agite vigorosamente por
dos minutos para dispersar el
cemento y romper los grumos.
Déjelo reposar otros dos minutos
sin quitar la tapa, luego retírela y agite
suavemente para distribuir en la muestra la
fracción fina que se deposita en la superficie
después del reposo.
Peso de la muestra: El peso de la mues-
tra estándar requerida para la calibración de-
berá ser la necesaria para producir una capa
de cemento con una porosidad de 0.500 ±
0.005. Conviene subrayar que la porosidad es
la relación del volumen de poros en la capa de
cemento entre el volumen total de la capa.
Manómetro
Cople hembra para
unirse con la celda de
permeabilidad
Longitud
para dar una
profundidad
de cama
Tubo de vidrio
Diámetro
Disco perforado
Papel filtro
Celda y émbolo
Plano
Claro entre el émbolo
y la celda
Llave
Celda
Cople macho
para unirse con
el manómetro
Agujeros

Nota: Tomado de la Norma Mexicana
NMX-C-056-1997– ONNCCE. “Industria de
la construcción-Determinación de la finura
de los cementantes hidráulicos (Método
de permeabilidad al aire)”, para promover
la capacitación y el buen uso del cemento
y del concreto. Usted puede obtener esta
norma y las relacionadas con agua, aditivos
agregados, cementos concretos y acero de
refuerzo en: normas@mail.onncce.org.mx, o
al teléfono: 5663 2950, de México, DF.
en un lu-
gar seco,
y todas las
pruebas sean
hechas dentro de cua-
tro horas después de abrir la ampolleta o el
dispositivo que la contenga.
Recalibración
Los aparatos deberán recalibrase en las si-
guientes condiciones:
En intervalos periódicos para corregir
posibles desgastes en el émbolo o la celda
de permeabilidad.
Si ocurre cualquier pérdida de líquido del
manómetro.
Si existe un cambio en el tipo de papel.
Se recomienda preparar un estándar de
finura secundario, con la finalidad de usarlo
para verificar las determinaciones del aparato
entre las calibraciones programadas con la
muestra estándar.
Procedimiento
Temperatura del cemento: El cemento
deberá estar a la temperatura del local donde
se realice la prueba.
Tamaño de la muestra: El peso de
muestra usada para la prueba será el mismo
que el usado en la muestra estándar de la
prueba de calibración, excepto en las de-
terminaciones para el cemento Tipo III, o en
otros tipos de cemento muy finos que, para
este peso, ocupan un volumen mayor; lo que
impide que, con la misma presión, la ceja del
émbolo haga contacto con la celda; en este
caso, el peso de la muestra será el requerido
para producir una capa con una porosidad de
0,530 ± 0,005. Cuando este método sea em-
pleado para materiales diferentes al cemento
Portland o para una muestra de cemento Port-
land que requiera porosidades diferentes, la
masa de la muestra debe ajustarse para con-
seguir una capa firme y dura por el proceso de
compactación, de tal manera que se compacte
con una presión normal ejercida por el pulgar,
esto es, la muestra no será suficiente si la pre-
sión del pulgar es poca, y será demasiada si la
presión ejercida no es suficiente para confinar
la muestra al volumen deseado, notándose
este efecto por el rebote del émbolo cuando
la presión del pulgar cesa.
Preparación de la cama de cemento:
Prepare la cama de cemento de acuerdo con
el método ya descrito.
Prueba de permeabilidad: Realice la
prueba de permeabilidad de acuerdo con el
método descrito anteriormente, excepto que
sólo una determinación del tiempo de escu-
rrimiento es suficiente en cada capa.
Cálculos
Calcule los valores de superficie de acuerdo a
la Norma NMX-C-056-1997-ONNCCE.
Reporte
Para cementos Portland y cementos tipo Port-
land, reporte los resultados de una sola de-
terminación en una sola capa. Para materiales
de muy alta finura, con intervalos grandes de
tiempos, reporte el promedio de dos pruebas
cuyos resultados no difieran entre sí en más
de un 2%, si no es así, descarte los valores
y repita la prueba, hasta que se obtengan
dos valores con una diferencia no mayor
del 2% Para calcular el valor de la superficie
específica en m2
/kg se multiplica el área de la
superficie en cm2
/g por el factor de 0.1.
Bibliografía de la norma NMX-C-056:
NOM-008-SCFI-1993, "Sistema general de unida-
des de medida".
NMX-Z-013-1977, "Guía para la redacción y presen-
tación de normas mexicanas".

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