Aplicación de los ultrasonidos a la caracterización del fraguado de un cemento

Abstract

En este Proyecto Fin de Carrera (PFC) se ha estudiado la posibilidad de recuperar las propiedades reológicas de un cemento óseo de sulfato de calcio al centrifugar el cemento antes de fraguar. El método de las agujas de Gillmore se utiliza para definir cuando un cemento empieza a fraguar. Este método permite obtener el “tiempo inicial de fraguado (TIF) del cemento. El TIF se considera que es una característica del material. En este PFC las muestras estudiadas fueron centrifugadas a tiempos menores que el TIF característico. Para poder seguir la evolución de las reacciones de fraguado se ha optimizado un sistema de ultrasonidos por reflexión que permite monitorizar en continuo estas reacciones. Este sistema permite monitorizar la evolución de las propiedades acústicas del cemento durante el fraguado. Algunas de las propiedades que se han obtenido son la variación del coeficiente de reflexión en la intercara polimetilmetacrilato/cemento del sistema de medida, la evolución de la impedancia acústica del material, la evolución de la velocidad de propagación del sonido a través del cemento, así como, la variación de la densidad del cemento a lo largo del fraguado. En primer lugar se realizaron ensayos sobre muestras de cemento de sulfato de calcio a distintas relaciones líquido/polvo (1 < L/P(mL/g)<4), es decir, con distintas viscosidades iniciales. Este estudio nos permitió seleccionar una relación L/P apropiada para poder estudiar el efecto del centrifugado. La muestra seleccionada tenía una relación L/P=2 mL/g. Sobre esta muestra se realizaron ensayos de centrifugado a distintos tiempos. Todas las muestras se monitorizaron con el sistema de ultrasonidos. El resultado principal mostró que el centrifugado aceleraba las reacciones de fraguado de un cemento de sulfato de calcio. Además, el sistema de ultrasonidos se mostró óptimo para monitorizar todo el proceso de fraguado de los cementos. En este sentido, la determinación de los tiempos característicos de fraguado, i.e. TIF y “tiempo final de fraguado” (TFF), fue clara y precisa. Por lo tanto, este sistema de medida es más objetivo que el sistema de caracterización de las agujas de Gillmore.