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1. – TRABAJO PRÁCTICO Nº 8.-
MATERIALES AGLOMERANTES

2. PROBLEMA N°1
Se tiene una cantera de piedra caliza, que al ser analizada resulto tener una ley de CaCO3 del 95,49 %.
La fábrica que pretende explotar dicha cantera desea tener una producción diaria de cal viva de 15
toneladas para una jornada de 24 horas. Sabiendo que el rendimiento conjunto de las operaciones de
dicha fábrica es del 94 %. Se pide:
a) Determinar las toneladas que es necesario extraer cada día de la cantera para satisfacer los
requerimientos de la fábrica.
b) Calcular la cantidad de agua que es necesario utilizar para el apagado de las 15 toneladas/día de cal
viva considerando que esta operación tiene un rendimiento del 93 %.
DATOS: Pesos atómicos redondeados
Calcio = 40 g/mol
Carbono = 12 g/mol
Oxígeno =16 g/mol
Hidrógeno = 1 g/mol CaCO3 + Calor → CaO + CO2
PM de CaCO3 = 40 g/mol + 12 g/mol + 3 x 16 g/mol = 100 g/mol
PM de CaO = 40 g/mol + 16 g/mol = 56 g/mol
PM de CO2 = 12 g/mol + 2 x 16 g/mol = 44 g/mol

3. CaCO3 + Calor → CaO + CO2
100 g 56 g 44 g
56 g de CaO --------- 100 g de CaCO3
15 ton de CaO/día -------- M”
Luego
M” = 15 ton de CaO x 100 g de CaCO3 = X1 ton de CaCO3/día
56 g de CaO
M’ = X1 ton/día de CaCO3 = X2 ton/día de CaCO3
0,9549
M = X2 ton/día de CaCO3 = 29,84 ton/día de CaCO3 (piedra caliza)
0,94
100% __________ X1
95,49% __________ X2

4. CaO + H2O → Ca(OH)2
b)
PM de CaO = 40 g/mol + 16 g/mol = 56 g/mol
PM de H2O = 2 x 1 g/mol + 16 g/mol = 18 g/mol
PM de Ca(OH)2 = 40 g/mol + 2 x 16 g/mol + 2 x 1 g/mol = 74 g/mol
56 g de CaO --------- 18 g de H2O
15 ton de CaO/día -------- M’
Luego
M’ = 15 ton de CaO x 18 g de H2O = X1H2O ton de H2O/día
56 g de CaO

5. M = X1H2O ton/día de H2O = X2H2O ton de H2O/día
0,93
Considerando la densidad del agua igual a 1 g/cm3 (1 ton/m3) nos queda
que la cantidad de agua necesaria es la cantidad 5,18 en m3 de
H2O/día.
100% __________ X1H2O
93 % __________ X2H2O

6. Probeta
número
Tracción
(kg/cm2)
Compresión
(kg/cm2)
1 31 82 y 85
2 35 105 y 106
3 25 65 y 72
4 30 78 y 85
5 32 80 y 90
6 34 88 y 102
Problema N°2
Se quiere determinar la resistencia de un yeso a la tracción y a la compresión.
Se efectuaron los ensayos correspondientes entre 6 probetas de sección rectangular
cuyas dimensiones eran 4 cm x 4 cm x 16 cm y se obtuvieron los resultados que se
indican en la tabla siguiente:
Se desea saber la resistencia a la tracción y a la compresión del yeso ensayado.

7. Valor Promedio = 31 + 35 + 25 + 30 + 32 + 34 = Vpt kg/cm2
6
A continuación se calcula el 15 % del valor promedio:
15% VP = 0,15 x Vpt
Se calcula el intervalo de validez de los resultados de análisis como
(Vpt – 0,15 Vpt)
(Vpt + 0,15 Vpt)
ENSAYO DE TRACCIÓN:
Vinf = 26,49 kg/cm2 y Vsup = 35,85 kg/cm2
I. V.
Según el intervalo anterior se desecha los valores que caen fuera de él.
Luego la resistencia a la tracción será:
RT = 32,4 kg/cm2 que es el valor de resistencia a la tracción.

8. ENSAYO DE COMPRESION
Valor Promedio = 82+85+105+106+65+72+78+85+80+90+88+102 = Vpc kg/cm2
12
15% VPc
intervalo de validez
(Vpc – 0,15 Vpc)
(Vpc + 0,15 Vpc)
Es decir se consideran válidos los valores comprendidos entre:
Vinf = 73,525 kg/cm2 y Vsup = 99,475 kg/cm2
Luego la resistencia a la tracción será:
Valor Promedio = 84,00 kg/cm2

9. Problema N°3
El análisis de un cemento da la siguiente composición porcentual:
De acuerdo a los contenidos porcentuales de los contituyentes obtenidos indicar como son las siguientes
propiedades:
a) Resistencia mecánica y módulo de elasticidad a corto plazo.
b) Resistencia mecánica y módulo de elasticidad a largo plazo.
c) Resistencia al ataque del anión sulfato y a la acción del hielo y deshielo.
d) Temperatura de cocción del clinker del cual se fabrico el cemento.
e) Calor de hidratación.
DATOS: Pesos atómicos redondeados:
Silicio = 28 g/mol Oxígeno = 16 g/mol Calcio = 40 g/mol
Aluminio = 27 g/mol Hierro = 56 g/mol
PARAMETRO PORCENTAJE
perdida de fuego 0,65
SiO2 22,40
Al2O3 5,00
Fe2O3 2,91
CaO 63,95
MgO 0,69
SO3 2,32
Sin dosificar 1,32
CaO libre 0,76

10. % de SC2
% de SC3
% de AC3
% de AFC4
NOMBRE FORMULA QUIMICA ABREVIATURA
Oxido de calcio CaO C
Oxido de aluminio Al2O3 A
Oxido de silicio SiO2 S
Oxido férrico Fe2O3 F
Elemento PM red. Codigo Oxidos PM oxidos Fases del clinker Fórmula PM
Ca 40 C CaO 56 SC3 3CaOSiO2 228
Si 28 S SiO2 60 SC2 2CaOSiO2 172
Al 27 A Al2O3 102 AC3 3CaOAl2O3 270
Fe 56 F Fe2O3 160 AFC4 4CaOFe2O3Al2O3 486
O 16

11. 3 CaO dan 3CaOSiO2 3x56 la relación es 168/228= 0,7368
3CaOSiO2 PM=228 2CaOSiO2 PM=172 3CaOAl2O3 PM=270 4CaOFe2O3Al2O3 PM=486
SC3 ( %) SC2 (%) AC3 (%) AFC4 (%)
CaO (%) 0,7368 0,6512 0,6222 0,4609
SiO2 (%) 0,2632 0,3488
Al2O3 (%) 0,3778 0,2099
Fe2O3 (%) 0,3292
%CaO = 0,7368 x C3S ( %) + 0,6512 xC2S (%) + 0,6222 x C3A (%) + 0,4609 x C4FA (%)
%SiO2 = 0,2632 x C3S ( %) + 0,3488 xC2S (%)
%Al2O3= 0,3778x C3A (%) + 0,2099x C4AF (%)
%Fe2O3 = 0,3292x C4AF (%)
SiO2 dan 3CaOSiO2 1x60 la relación es 60/228= 0,2632 con este criterio se puede
llenar la tabla siguiente

12. % AFC4 = 8,84 %
% AC3 = 8,32 %
% SC3 = 52,45 %
%SC2 = 24,64 %
Con estos valores de AFC4, AC3, SC3 y SC2 es posible efectuar la interpretación de las distintas propiedades
solicitadas en el enunciado del problema:
a) RESISTENCIA MECÁNICA Y MÓDULO DE ELASTICIDAD A CORTO PLAZO.
De acuerdo al porcentaje de SC3 obtenido (52,45 % - valor normal 35 %) y siendo el SC3 el constituyente que
determina la resistencia mecánica y el modulo de elasticidad a corto plazo, el cemento pórtland analizado tiene una
muy buena resistencia mecánica y muy buen módulo de elasticidad a corto plazo.
b) RESISTENCIA MECÁNICA Y MÓDULO DE ELASTICIDAD A LARGO PLAZO.
Dado que la resistencia mecánica y el modulo de elasticidad a largo plazo están determinados por la suma de los
contenidos de SC3 y SC2, en este caso: 52,45 % + 24,64 % = 77,09 % (valor normal 70%) o sea que el cemento
pórtland analizado tiene también una muy buena resistencia mecánica y muy buen módulo de elasticidad a largo
plazo.
Componente Rango Valor medio Propiedad
SC3 30% - 40% 35 % RM y ME a CP
SC2
SC3+SC2
30% - 40%
60% -80%
35%
70% RM y ME a LP
AC3 2% - 14% 8% R SO3 y R acción h y d
AFC4
AFC4+AC3
5% - 15% 10%
18% Fundente

13. c) RESISTENCIA AL ATAQUE DEL ANIÓN SULFATO Y A LA ACCIÓN DEL HIELO Y DESHIELO.
Dado que a resistencia al ataque del anión sulfato y a la acción del hielo y deshielo vienen dados por el contenido de
AC3 (en relación inversa) (menor de 5 % resistente, entre 5 y 7 % moderadamente resistente y mayor de 7 % no
resistente) , en el caso del problema por ser el valor de AC3 = 8,32 % el cemento no es resistente a la acción de
los sulfatos y del hielo - deshielo.
d) TEMPERATURA DE COCCIÓN DEL CLINKER DEL CUAL SE FABRICO EL CEMENTO.
La temperatura de cocción del clinker será función del contenido de AC3 y AFC4 para un valor de AC3 de 8,32 % y un
valor de AFC4 de 8,84 % se tiene que la suma de ambos constituyentes es 17,16 < 18 luego la temperatura de
cocción en el horno será ligeramente mayor a lo normal.
% AFC4 = 8,84 %
% AC3 = 8,32 %
% SC3 = 52,45 %
%SC2 = 24,64 %
Componente Rango Valor medio Propiedad
AC3 2% - 14% 8% R SO4
- y acción h y d
AC3< 5 buena resistencia
5<AC3< 7 regular
AC3> 7 mala
AFC4 5% - 15% 10 %
AFC4+AC3 18% Fundente

14. e) CALOR DE HIDRATACIÓN.
El calor de hidratación “normal” del clinker seria:
Si se consideran los valores medios o normales de cada componente se tiene:
AFC4 = 10 % AC3 = 8 %
SC3 = 35 % SC2 = 35 %
Los calores de hidratación de cada uno de los componentes del clinker son:
AFC4 = 100 cal/g AC3 = 207 cal/g
SC3 = 120 cal/g SC2 = 62 cal/g
En base a estos porcentajes el valor “normal” del clinker será:
C.H.n = 0,10 x 100 cal/g + 0, 08 x 207 cal/g + 0,35 x 120 cal/g + 0,35 x 62 cal/g
C.H.n = 90,26 cal/g.
Calor de hidratación del clinker del problema:
C.H.1 = 0,0884 x 100 cal/g + 0,0832 x 207 cal/g + 0,5245 x 120 cal/g + 0,2464 x 62 cal/g
C.H.1 = 104,2792  104,28 cal/g
Luego el calor de hidratación del clinker analizado es un poco más elevado que lo normal.

15. Problema N°4
Para fabricar un clinker se alimenta el horno con una arcilla que contiene un 5 % de CaO y con una
caliza de la cual se desconoce el contenido porcentual de CaO. Sabiendo que se utilizo una relación de
caliza/arcilla igual a 3,60 y se obtuvo un clinker con un 76 % de CaCO3, calcular el porcentaje de CaO que
tenía la caliza utilizada.
Datos: Pesos atómicos redondeados:
Silicio = 28 g/mol
Carbono = 12 g/mol
Oxígeno = 16 g/mol
Calcio = 40 g/mol
Aluminio = 27 g/mol
Hierro = 56 g/mol

16. R = proporción caliza = % CaCO3 final clinker - % CaCO3 inicial arcilla (2)
arcilla % CaCO3 inicial caliza - % CaCO3 final clinker
Si llamamos:
a = % CaCO3 inicial en la caliza.
b = % CaCO3 inicial en la arcilla.
c = % CaCO3 final en el clinker.
Entonces la fórmula de la regla de los carbonatos queda expresada como:
R = c – b (3)
a – c
?

17. Arcilla contiene 5 % de CaO
CaCO3 + Calor → CaO + CO2
100 % 56 % 44 %
56 % de CaO --------- 100 % de CaCO3
5 % de CaO --------- XCaCO3ar % de CaCO3
R = proporción caliza = % CaCO3 final clinker - % CaCO3 inicial arcilla (2)
arcilla % CaCO3 inicial caliza - % CaCO3 final clinker
100% de CaCO3 --------- 56 % de CaO
Caliza % de CaCO3 --------- Caliza % de CaO
% CaO (inicial caliza) ≈ 53,00

18. Probeta Nº Carga rotura
(kg/cm2)
1 269
2 270
3 274
4 297
5 283
6 257
7 230
8 289
9 260
10 265
Problema N° 5
Se ensaya un hormigón, para lo que se rompen varias probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro y 30
cm de altura se obtienen los valores de carga de rotura que se indican a continuación:
Se pide hallar el valor de la resistencia media y de la resistencia característica.

19. Primero ordenamos de mayor a menor la serie de valores dados en el enunciado del
problema:
297, 289, 283, 274, 270, 269, 265, 260, 257, 230
Sabiendo que:
a) RESISTENCIA MEDIA: La resistencia media de una serie de probetas es la media
de todos los resultados obtenidos.
R. media = 269,4 kg/cm2
b) RESISTENCIA CARACTERISTICA: La resistencia característica es la media de la
mitad más baja de los resultados obtenidos.
R. Característica = 256,2 kg/cm2