Rueda Hidráulica

Una de las primeras formas de obtener el hombre energía útil, por no decir la primera, fue la rueda hidráulica, que remonta sus inicios en los egipcios (5000 años atrás), quienes la denominaban Sakia y que tenía como principal objetivo el transporte de agua. Luego de esto, los griegos desarrollaron una rueda llamada Noria, utilizada similarmente para el bombeo de aguas. Posteriormente, es en la época romana en donde la rueda comienza a utilizarse con otro fin (moliendas); en ese momento los romanos habían desarrollado dos tipos de ruedas hidráulicas, una horizontal y la otra vertical, denominada rueda hidráulica Vitruviana, pues su creador recibía el nombre de Marco Vitruvio.
En la edad media, la rueda hidráulica alcanzó su mejor momento en lo concerniente a productividad y utilización, esto debido a que la rueda fue utilizada en moliendas, aserraderos, minería, bombeo, para exprimir caña, fuelles de fundiciones, martillos para trabajar el metal; en fin, la edad media constituyó para la rueda hidráulica y sobre todo para el hombre, el inicio de la búsqueda de diferentes alternativas que proporcionaran una ayuda significante en los procesos que él sin ayuda demoraría demasiado tiempo; es en este punto en donde se comienza buscar la manera de hacer las cosas mejor y con mayor rapidez (eficiencia), lo que trae como resultado el desarrollo, basado en el concepto de la rueda hidráulica, es así como aparecieron en 1848 la turbina a reacción (Francis), en 1880 y 1906 la turbina de impulsión de Pelson y Kaplan respectivamente. Todo esto permitió que la ruedas hidráulicas se transformarán en las modernas turbinas, ruedas rápidas, de buen rendimiento.
En conclusión, la invención de la rueda, desde todo punto de vista, trajo consigo una infinidad de beneficios para el progreso del hombre en materia de energía, transporte, productividad, entre las más importantes.

1. INTRODUCCION.

Con la naciente sociedad, en donde el conocimiento en evolución juega un papel importante se destacan los métodos, materiales procedimientos que permitan acentuar al hombre en los diferentes ámbitos.

DEFINICION DE CEMENTO:

En el sentido mas amplio, la palabra cemento indica un material aglomerante que tiene propiedades de adherencia y cohesión, las cuales le permiten unir fragmentos minerales entre si, para formar un todo compacto con resistencia y durabilidad adecuadas.

Esta definición, no solo abarca los cementos propiamente dichos, sino una gran variedad de materiales de cementación tales como las cales, los asfaltos y los alquitranes.

En el medio de la construcción, y mas específicamente en el de la fabricación de concreto para estructuras, es reconocido que al mencionar cemento portland, o cemento a base de portland, el cual tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia de agua, ya que con ella experimenta una reacción química. Este proceso se llama hidratación, por lo cual son también llamados cementos hidráulicos.

PROPIEDADES FISICAS:

Las propiedades físicas y mecánicas del cemento portland permiten completar las propiedades químicas y conocer algunos aspectos otros aspectos de su bondad como material cementante.

Dentro de estas propiedades físicas se destaca entre otras la finura o superficie especifica.

Superficie específica o finura:

La finura del molido es una de las propiedades físicas más importantes del cemento, ya que esta íntimamente ligada a su valor hidráulico.

Puesto que la hidratación de los granos de cemento ocurre desde la superficie hacia el interior, el área superficial total de las partículas de cemento constituye el material de hidratación. El tamaño de los granos, o sea la finura del cemento, tiene una gran influencia sobre sus propiedades, especialmente sobre la velocidad de hidratación, desarrollo de calor, retracción y aumento de resistencia con la edad.

Así, una molienda muy fina da lugar a cementos que endurecen más rápidamente y por lo tanto también tienen un desarrollo rápido de resistencia. Sin embargo, un alto grado de finura representa un costo considerable debido a que aumenta el tiempo de molienda; además, cuanto mas fino sea un cemento, se deteriorará con mayor rapidez por la exposición a la atmosfera (es más higroscópico). Adicionalmente, libera mayor cantidad de calor de hidratación dando una mayor retracción y por lo tanto es más susceptible a la fisuración. Pero un cemento fino exuda menos que uno grueso, debido a que retiene mejor el agua al tener mayor superficie de hidratación.

Por otro lado, los cementos con granos muy gruesos se hidratan y endurecen muy lentamente y pueden producir exudación de agua por su escasa capacidad para retenerla. De hecho, la hidratación de los granos de cemento es muy lenta y se estima que la velocidad de hidratación es del orden de 3.5 micras en 28 días, lo cual significa que las partículas relativamente gruesas pueden durar varios años en hidratarse e inclusive no llegar a hidratarse nunca en forma total, quedando en su interior un núcleo anhídrido, lo cual daría un rendimiento pequeño.

De acuerdo con lo anterior, se puede observar entonces que la finura es una propiedad vital del cemento, que tiene que someterse a un control cuidadoso. La medida de la finura, hoy en día, se expresa por el área superficial de las partículas contenidas en un gramo del material, lo cual se denomina “superficie especifica” y se mide en cm²/g. la finura se puede medir por métodos directos o indirectos.

2. OBJETIVOS.

2.1 Objetivo General.

Establecer el método de ensayo, para determinar la finura del cemento hidráulico por medio del tamiz N°200.

2.2 Objetivos Específicos.

· Valorar las propiedades físicas del cemento, como lo son la finura.

· Comprender la función de la finura en el tiempo de fraguado, hidratación cemento.

· Determinar la finura optima para la realización de un buen cemento.

3. MATERIALES Y EQUIPOS.

· Balanza de sensibilidad 0.01 gr

· Tamiz N°200

· Cepillo o brocha

· 50 gr de cemento fresco y seco

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

Para la realización del laboratorio se tuvo en cuenta las siguientes normas:

NORMAS

ICONTEC 226

MOPTEC 155

ASTM C184

Se colocó una muestra de 50 gr de cemento fresco y seco sobre el tamiz N°200 que también debe estar limpio y seco y con una tapa en su fondo o en su defecto un recipiente en el cual caiga el cemento que pasa a través del tamiz.

El tamiz N° 200 se caracteriza por que sus aberturas son de 0.074 mm (0.0029 in) y el diámetro nominal de su alambre es de 0.053 mm (0.0021 in).

Luego de depositar el cemento en el tamiz, se procedió al proceso con un movimiento lento de muñeca sosteniendo el tamiz con ambas manos, hasta que pasado la mayor cantidad de material fino y el residuo obtuvo una apariencia limpia. El proceso de tamizado estuvo acompañado de la limpieza de tamiz con una brocha o cepillo en el fondo de este, para evitar que las aberturas del tamiz se obstruyeran con el paso del material fino.

Luego de pasado un tiempo se procedió a rodar el tamiz y a dar suaves golpecitos sobre las paredes de este, que según las especificaciones fueron 150 veces por minuto, teniendo en cuenta que cada 25 golpes se giró el tamiz aproximadamente la sexta parte de la revolución, en el mismo sentido.

Para revisar que el proceso ya había finalizado se colocó una hoja en blanco debajo del tamiz, cuando se observó que no caía material sobre esta, indicaba que ya el material fino había pasado a través del tamiz y que solo quedaba el material grueso.

5. RESULTADOS.

Para el análisis de resultados se procederá a utilizar la siguiente formula:

F=W₁-R/W₁ *100

En donde:

F: finura

W₁: 50 gr de cemento

R: residuo

Tabla N°1. Ensayos de finura del cemento

ENSAYO	W1	R (gr)	F (%)
1	50	0.64	98.72
2	50	0.80	98.32
3	50	1.96	96.08
4	50	0.92	98.16

Promedio

97.82

6. CONCLUSIONES.

Teniendo en cuenta que la finura del cemento se constituye en una de las principales propiedades fiscas del cemento porque influye en otros aspectos como la velocidad de las reacciones en el proceso de hidratación, el fraguado, los costos económicos, la manejabilidad de la mezcla, la sensibilidad a cambios atmosféricos, entre otras, es importante anotar entonces que se convierte en uno de los principales índices de la calidad del cemento.

Se obtuvo experimentalmente para la muestra ensayada una finura de 99.59, si se compara este valor con el admisible para la preparación del concreto que es del 95%, se puede concluir que la muestra ensayada se encuentra en un buen nivel para fabricar concreto.