ejercicios

1. Materias Primas
Pavimentos de concreto
Rodrigo García

2. Índice
• Materias primas
– Cemento
– Agregados
– Agua
– Aditivos
• Manejo de materiales

3. Concreto
• ACI-318
– Concreto: Mezcla de Cemento Portland o
cualquier otro cemento hidráulico, agregado
fino, agregado grueso y agua, con o sin aditivos
• ASTM
– Concreto Fresco: mantiene suficiente
trabajabilidad puede ser colocado y consolidado.
– Concreto Endurecido: ha desarrollado suficiente
resistencia para resistir cargas sin fallar.

4. AGREGADOS
Fino y gruesos
66 - 77 %
AGUA
12 - 15 %
CEMENTO
6 - 16 %
AIRE ATRAPADO
2 - 5 %
CEMENTANTE
(Pasta Agua/Cemento)
LLenante
(Agregados)
Proporcionamiento

5. Cemento

6. Cemento
• Cemento Portland:
– Cemento Hidráulico producido a partir de pulverizar
Clinker, conteniendo yeso, agua y hasta 5% de
adiciones minerales.
• Cemento Hidráulico Mezclado:
– Cemento Hidráulico consistente en dos
componentes, que contribuyen a las propiedades de
ganancia de resistencia del cemento.
• Cemento Portland
• Puzolana, Escoria, Ceniza Volante, Caliza

7. Historia
Siglo I: Imperio romano utiliza
en sus edificaciones una
mezcla de caliza, arcilla y
ceniza volcánica.
1756: Reconstrucción del faro
de Eddystone (Inglaterra) con
caliza contaminada con arcilla
1824: Primera patente de
cemento portland en Europa
Acueducto de Segovia
Faro de Eddystone

8. Producción de Cemento
1. Extracción de materias primas
para la producción de harina
cruda
Caliza 80% Esquisto 20%
CaCO3 SiO2, Al2O3, Fe2O3

9. Producción de Cemento
3. Molienda de harina cruda
4. Clinkerización
2. Trituración y pre
homogenización

10. Producción de Cemento
Producto de Primeras 4 Etapas: Clinker
CementoClinker Adiciones Minerales

11. Producción Cemento
5. Molienda de cemento
6. Envasado y despacho

12. Tipos de Cemento
Clinker Tipo I
yeso, puzolana, ceniza
volante, escoria, caliza
Clinker Tipo V yeso

13. Tipos de Cemento
• Clasificación:
– Resistencia
– Calor de Hidratación (MH,LH)
– Resistencia a los Sulfatos (HS,MS)
• Normas
– ASTM(Estados Unidos)
– EN(Europa)
– COGUANOR (Guatemala)

14. Tipos de Cemento
1940: ASTM C-150 Especificaciones Químicas y Físicas para
Cemento Portland
Requerimiento Químicos: Óxidos de Calcio, Silicio, Hierro, Aluminio, Magnesio, Azufre
Requerimientos Físicos: Resistencia a la compresión y Tiempo de fraguado
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Tipo I: General
Tipo II:
Moderada Resistencia a Sulfatos(MS)
Moderado Calor de Hidratación (MH)
Tipo III: Alta Resistencia Incial
Tipo IV: Bajo Calor de Hidratación (LH)
Tipo V: Alta Resistencia a Sulfatos (HS)

15. 1967: ASTM C-595 Cementos Hidráulicos Mezclados
(Escoria y Puzolana)
Tipos: S (Escoria), P (Puzolana), MS, HS, MH, LH
Nombre Apellido
Requerimiento Químicos: Óxidos de Magnesio y Azufre
Requerimientos Físicos: Resistencia a la compresión y tiempo de fraguado
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Tipos de Cemento

16. Tipos de Cemento
1992: ASTM C-1157 Especificaciones de
Rendimiento
Tipos: GU, HE(ARI), MS, HS, MH, LH
Nombre Apellido
GU: Uso General
HE: Alta Resistencia Inicial
Requerimientos Físicos: Resistencia a la compresión y tiempo de
fraguado
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

17. Normativa Guatemalteca
1977: COGUANOR NGO 001 (ASTM C-150)
1985: COGUANOR NGO 001 (ASTM C-595)
2010: COGUANOR NTG 41095 (ASTM C-1157)
*Guatemala: cada norma sustituye a la norma
anterior
Normas

18. Cemento
Norma
ASTM-C150 Tipo II* Tipo III* Tipo III* Tipo V
ASTM-C595 P,MH,MS IPM IPM
ASTM C-1157 GU, MH, MS HE(ARI),MH,MS HE(ARI) HS
*Cumple especificaciones físicas y desempeño, no cumple especificaciones
químicas
Tipos de Cemento

19. Formulación de Concreto
Analizar del Entorno:
•Análisis Químico del agua para el concreto
•Análisis de Suelo
•Análisis de Agua de contacto
Determinar Condiciones de Exposición:
•Electroquímica, Química, Física
Nivel de Exposición:
• Alta, Media, Baja
Antes de escoger el tipo de cemento debemos:

20. Formulación de Concreto
• ACI-318
• Determinación de la exposición a sulfatos

21. Formulación de Concreto
• ACI-318
• Determinación de especificación de cemento

22. Agregados

23. Agregados
• Sólidos o partículas en el concreto
que ocupan un espacio rodeado
por pasta de cemento,
• En combinación con la pasta de
cemento proporcionan resistencia
mecánica al concreto endurecido
y controlan cambios volumétricos
durante el fraguado del cemento.

24. Selección y Explotación de Bancos
• Verificación de la calidad del agregado
• Viabilidad de la extracción
– Los materiales no deben perder sus características físico
mecánicas.
– Los materiales deben obtenerse en formas geométricas
aceptables para posterior trituración.
• Consideración de la distancia entre el banco y la obra
(recomendación < 5km)

25. Clasificación de Agregados
Procedimiento de extracción:
• Extracción de Roca en
Canteras:
– Generación de agregados con
una totalidad de caras
fracturadas
• Extracción de Roca en Ríos:
– Generación de cantos rodados

26. Clasificación de Agregados
Agregado de Río - Agregado de Cantera

27. Clasificación de Agregados
De acuerdo a su
composición química:
• Agregados Silíceos:
– Basalto
– Cuarzo
• Agregados Calcáreos:
– Caliza

28. Clasificación de Agregados
Agregado Grueso:
• Agregado con tamaño entre
9.5 y 38mm
Agregado Fino:
• Agregado con tamaño menor
a 4mm
• Especificaciones de agregados
definidas en la norma
NTG 41007 (ASTM C-33)

29. Agregados
• Gradación de Agregados
– Objetivo: Minimizar espacios vacíos que tenga que
ocupar la pasta de cemento.

30. Clasificación de Agregados
Características Principales:
• Densidad Relativa
• Densidad Aparente
• Absorción
• Resistencia al Desgaste
• Dureza
• Resistencia a la compresión y tensión
• Homogeneidad

31. Sustancias Perjudiciales:
Límites en agregados finos NTG 41007

32. Sustancias Perjudiciales
Límites en agregado gruesos NTG 41007
* El Material < al tamiz 200 puede variar dependiendo del contenido de esta variable en el
agregado fino y el contenido de arcilla del agregado grueso
Intemperización
Designación de
Clase
Tipo o Ubicación de la
construcción de concreto
Suma de Terrones
de Arcilla y
Partículas Friables
Material
< Tamiz 200*
Severa (Clima frío con ciclos
congelamiento y deshielo
repetidos)
4S
Pavimentos, tableros de puente,
caminos y cordones, senderos,
patios, pisos expuestos y
estructuras frente al agua
7.0 1.0
Moderada (Clima con ciclos
de congelamiento y deshielo
ocasional)
4M
Pavimentos, tableros de puente,
caminos y cordones, senderos,
patios, pisos expuestos y
estructuras frente al agua
5.0 1.0
Depreciable (Clima con rara
exposición al
congelamiento)
1N
Losas sujetas a abrasión en
tráfico, tableros de puentes,
pisos, senderos, pavimentos
5.0 1.0

33. Aplicación en Pavimentos Rígidos
• Se debe utilizar el tamaño
máximo de agregado que el
diseño del pavimento permita.
Usualmente 1-1/2 pulgada
• Se debe maximizar el % de
caras fracturadas, tienen mayor
adherencia a la pasta de
cemento, y afectan
directamente la resistencia a la
flexión.

34. Agua

35. Definición
• Componente del concreto con el cuál el
cemento experimenta reacciones de químicas
de hidratación que le dan propiedades de
fraguar y endurecer
• El agua que es buena para beber es buena
para el concreto (PCA, Diseño de Mezclas de Concreto)

36. • Criterios de aceptación de la calidad del agua
NTG 41073 (ASTM C-94)
• Es común calificar la calidad del agua mediante la
medición de tiempos de fraguado y resistencias a
compresión del concreto

37. Aditivos

38. Definición
• Aditivo: Cualquier material distinto del agua,
agregados y cemento portland que se puede
añadir a la mezcla antes o después del
proceso de mezclado.

39. Empleo de Aditivos
• Controlar los tiempos de fraguado
• Incrementar las características de
fluidez
• Controlar la pérdida de revenimiento
• Controlar características de
exudación
• Reducir la Permeabilidad
• Aumentar trabajabilidad sin
incremento de la relación
agua/cemento

40. Tipos de Aditivos
• Aditivos utilizados en la construcción de
pavimentos rígidos
– Reductores de Agua
– Inclusor de Aires
– Retardantes
– Acelerantes

41. Tipos de Aditivos
• Reductor de Agua:
– Reduce la cantidad de agua requerida para producir
una mezcla de concreto de cierto revenimiento.
– Reduce la relación agua/cemento, implica aumento de
resistencia.
– Aumenta el revenimiento.
– Existen de rango medio que disminuyen entre 5-10%
la cantidad de agua en la mezcla y rango alto entre 12-
30%.

42. Tipos de Aditivos
• Inclusor de Aire:
– Introduce pequeñas burbujas de
aire en el concreto
– Mejora el comportamiento en
condiciones de congelamiento y
deshielo
– Mejora la trabajabilidad de la
mezclas
– Reduce el problema de exudación.
– Reduce la permeabilidad

43. Tipos de Aditivos
• Retardante
– Modera la velocidad del fraguado
inicial.
– Algunos retardantes también
moderan la resistencia a edades
tempranas, se mezclan con
Reductores de Agua para minimizar
este efecto.
– Con la reducción de la temperatura
de la mezcla es posible controlar el
tiempo de fraguado

44. Manejo de Materiales

45. Manejo de Materiales
• Materiales Cementantes
– Almacenamiento de en silos separados
con correcta identificación de los
puntos de descarga.
– Mangueras de traspaso en buen
estado, sin fugas
– Contar con silos de almacenamiento
totalmente impermeables
– Contar con suficiente capacidad de
almacenamiento en silos para asegurar
la insumo y la disminución de la
temperatura de los mismos.

46. Manejo de Materiales
• Agregados
– Correcta coordinación en la entrega y
disposición en los patios de materiales.
– Control periódico de la granulometría
de arenas y gravas.
– Control periódico de las humedades de
los agregados en planta, principalmente
cuando hay cambios ambientales
– Regular posibilidad de contaminaciones
en tolvas de agregados

47. Manejo de Materiales
• Agua
– Verificación de cumplimiento de
tolerancias
– Asegurar la fuente del insumo
– Asegurar equipo e insumos para
enfriamiento o calentamiento de
agua
– Control de dosificación de Agua
• Dosificación
• Agua de Lavado en las tolvas
• Humedad en Agregados
• Hielo

48. Manejo de Materiales
• Aditivos
– Evitar contaminaciones
– Evitar exposición a frío o calor excesivo
– Revisar periódicamente posible sedimentación
– Correctamente identificados