TRATA DE TEMAS GRANULOMETRICOS DE LOS SUELOS ,MECANICA DE SUELOS

1. NATURALEZA DEL
CONCRETO, CEMENTO Y
AGREGADOS
MARZO 2021
Ing. Stevens Ninanya Calderón
Tecnología de Concreto

2. Unidades de aprendizaje
- El ceme
Naturaleza del
concreto,
cementos y
agregados
Propiedades
en estado
fresco y
endurecido
Diseño de
mezcla y
manejo del
concreto
Aditivos
químicos,
Patologías y
Durabilidad

3. La naturaleza del concreto
El cemento, junto al agua, crean un pasta que aglomera a los agregados
para formar concreto.

4. Los componentes del concreto
Pasta de cemento
(agua+cemento)
Agregado fino (arena)
Agregado grueso (piedra)

5. Definiciones
▪ Lechada: Mezcla acuosa de
cemento y agua (mezcla pobre
cemento)
▪ Pasta: Mezcla consistente de
cemento y agua
▪ Mortero: Mezcla consistente de
arena, cemento y agua. A esta
mezcla se le puede considerar
como concreto sin agregado
grueso.

6. Generalidades
- El cemento no es el componente en mayor
proporción en el concreto, pero sí el que define la
tendencia del comportamiento del material
compuesto.
- La mayoría de beneficios del concreto provienen
del cemento, pero también la mayoría de sus
problemas.
Fig 1. Proporciones típicas en volumen
de los componentes del concreto

7. Ventajas del concreto
- Sus componentes son económicamente
competitivos y están en muchas zonas del
mundo.
- Su aplicación requiere de poca energía y
tiene una buena resistencia frente a
acciones tanto estructurales como
medioambientales.
- Los diferentes elementos estructurales
pueden moldearse fácilmente en
diferentes formas y tamaños.

8. Ventajas del concreto
- El concreto adopta cualquier forma dependiente del encofrado (molde) empleado.

9. Historia del concreto
AÑO 12000 A.C. – Israel
Reacciones entre la piedra caliza y el
esquisto bituminoso por combustión
espontánea se produjeron en Israel y
formaron un depósito natural de
componentes de cemento. Los primeros
morteros hechos solo de cal podrían haber
sido usados en Palestina (7000 AC).

10. Historia del concreto
AÑO 3000 A.C. – Mesopotamia
El betún para ligar ladrillos y piedras fue
utilizado por babilonios y asirios. Las
escalinatas de Zigurat son de ladrillos
asentados con betún; sin embargo, esto
era excepcional puesto que preferían usar
morteros pobres de tierra.

11. Historia del concreto
AÑO 2500 A.C. – Mesopotamia
Emplearon morteros fabricados con un
conglomerante de yeso calcinado para el
asentamiento de sillar (Por ejemplo, las
pirámides de Giza).

12. Historia del concreto
AÑO 800 A.C. – Griegos y Cretenses
Usaron morteros de cal apagada (cal
viva + agua) con arena para el
asentamiento de piedras (Por ejemplo,
Partenón Acrópolis Atenas).

13. Historia del concreto
300 – 500 A.C. – Romanos
Desarrollaron morteros hechos con
suelos de origen volcánico, cal molida y
arena.
- Estos morteros, además de tener
mayor resistencia, podrían
endurecerse en agua.
- El mejor suelo volcánico para este
propósito fue encontrado cerca de la
ciudad italiana de Pozzuoli, este suelo
fue designado como puzolana.
Los romanos fueron los primeros en usar
aditivos (sangre de animales).

14. Historia del concreto
Estos morteros se utilizaron en la construcción del Pantheon (127 A.C.). Construido por el
emperador Agripa A.C. Mantuvo el récord mundial del domo de más diámetro (43.2) por
casi 1800 años.

15. Historia del concreto
Edad Media: Se perdió el conocimiento sobre
morteros de alta calidad y se suspendió su uso.
Año 1756 – John Smeaton: Identificó y reusó
las propiedades hidráulicas de la cal mezclada
con puzolanas, por primera vez después del
Imperio Romano en la reconstrucción del faro
de Eddystone en Cornualles.

16. Historia del concreto
1796 – James Parker (Inglés): Patentó el
descubrimiento de la producción de cemento
hidráulico natural a partir de la piedra caliza
calcinada impura.
1812 – Louis Vicat (Francés): Estableció el
principio de la fabricación de cal hidráulica
artificial a partir de mezcla sintéticas de piedra
caliza y arcilla.
1816: El primer puente de concreto (no
reforzado) fue construido el Souillac, Francia.

17. Historia del concreto
1824 – Joseph Aspdin (Inglés): Registró la
primera patente de cemento artificial a la que
llamó “cemento Portland”, por analogía con
una piedra extraída en la isla inglesa de
Portland, que tenía un color similar y una
reputación de calidad y durabilidad. Este
cemento patentado se producía quemando
piedra caliza con arcilla molida en un horno
hasta que se producían emisiones de CO2. Este
producto sintetizado era entonces molido y
producía mezclas con mayor resistencia mecánica
que los conglomerantes previamente
desarrollados.

18. Historia del concreto
En 1838 Brunel emplea por 1° vez el
cemento de Aspdin. Este cemento se aplicó
en la construcción del túnel bajo el río
Támesis en Londres. Aquí se logró una
sinterización parcial por elección de la
temperatura adecuada de cocción. Su hijo
W. Aspdin es considerado el primer
productor de cemento moderno a nivel
industrial.

19. Historia del concreto
1849 – Joseph Monier (Francés)
Combina propiedades del concreto
con el acero en la fabricación de
maceteros y patenta su
procedimiento.

20. Historia del concreto
1903 – Perret (Francés)
construyó el primer edificio con
estructura de concreto armado
en su totalidad.

21. Historia del concreto
1915 – 1918 Portland Cement
Associaton (PCA) contrató al
investigador Duff Abrams (químico)
quién efectuó una serie de ensayos
de laboratorio que condujeron a una
mayor conocimiento de las
propiedades del cemento y del
concreto.
- Resistencia a la compresión (f´c) del
concreto y relación (en peso)
agua/cemento (w/c): Rc=K1/K2
w/c (Ley
de Abrams)

22. Historia del concreto
1915 – 1918 Portland Cement
Associaton (PCA) contrató al
investigador Duff Abrams (químico)
quién efectuó una serie de ensayos de
laboratorio que condujeron a una
mayor conocimiento de las
propiedades del cemento y del
concreto.
- Fluidez en mezclas de concreto
fresco y cantidad de agua (slump)
- Normalizó los equipos para las
mediciones (Probetas, Cono de
Slump, Prensas de ensayo, etc.)

23. Historia del cemento en el Perú
• En 1864 se introdujo un arancel de
aduanas llamado “cemento romano”.
• En 1869 se efectuaron las obras de la
canalización de Lima.
• En 1902 la importación de cemento fue
de 4.5 ton.
• En 1904 el Ing. Michel Fort publicó
estudios sobre las canteras de Atocongo.
• En 1916 se funda la Cía. Nacional de
Cemento Portland para explotar estas
canteras.

24. Historia del cemento en el Perú
La 1ra planta de producción se ubicó cerca
al Cementerio Presbítero Maestro, en
Lima, la materia prima era transportada
desde las cantera de Atocongo.
En 1964 esta planta fue cerrada y el 28 de
diciembre de 1967 cambió de razón social
a Cementos Lima S.A (En Atocongo).

25. Contexto actual de la industria del cemento en el Perú
▪ En el norte Cementos Pacasmayo y Cementos
Selva (toda la región oriental). Producción 2.2
MMT. En proceso de construcción una nuevas
planta en Piura con la que duplicaría su
producción en el 2015.
▪ En la zona central UNACEM es la cementera
líder, tiene ubicaciones estratégicas en el país
(sur de Lima Atocongo y otra en Conococha –
Junín). Producción conjunta de 5.3 MMT
▪ En el sur Cementos Yura y Cementos Sur con una
producción de 2.2 MMT

26. Tipos de concreto
- El concreto adquiere
diferentes denominaciones
según su composición y
forma de colocación
1. Según sus componentes
- Concreto convencional: O
simplemente concreto. Es una
mezcla de cemento, agua y
agregados con partículas de
tamaños mayores y menos de 5
mm.

27. Tipos de concreto
- Concreto ciclópeo: Es la mezcla de
cemento, agua y grava – arenosa
(“concreto”) + grandes mampuestos
en un determinado porcentaje (≥
20%), de tal manera que el concreto
no pierda compacidad, es decir las
piedras se colocarán manualmente y
uniformemente distanciadas en cada
capa vaciada.
Uso: Cimientos corridos,
sobrecimientos, rellenos masivos.

28. Tipos de concreto
- Concreto ciclópeo: También se emplea para la construcción de muros de
contención y antiguamente en estribos de puentes.

29. Tipos de concreto
- Concreto ligero: Concreto
elaborado con agregados
ligeros o sintéticos de peso
muy ligero (Pe <2.0). Puede
ser elaborado sin gruesos, con
el uso de aditivos espumantes.
Usos: En los últimos pisos,
bloques de construcción
ultraligeros.

30. Tipos de concreto
2. Según su colocación
- Concreto premezclado: Es el
que se mezcla en una planta
concretera ubicada
sensiblemente distante a la obra.

31. Tipos de concreto
- Concreto bombeable: El que se
transporta por mangueras a
presión, mediante bombas de
tipo de pistón y neumáticas, a fin
de colocarlo en lugares de altura
o inaccesibles.

32. Tipos de concreto
- Concreto lanzado: El que es
impulsado a presión de aire a
través de mangueras que
terminan en una boquilla
especial. En este concreto se
utiliza como agregado grueso
una gravilla y la mezcla con el
agua puede hacerse a la salida de
la boquilla.

33. Tipos de concreto
3. Según los esfuerzos a resistir
- Concreto simple: El que no
contiene en su interior armado o
refuerzo de ninguna clase. Es
apto para resistir solamente
esfuerzos de compresión.

34. Tipos de concreto
- Concreto armado: El que sí
contiene en su interior armado o
acero de refuerzo. Es apto para
soportar esfuerzos de
compresión, flexión y corte.

35. Tipos de concreto
- Concreto pre-esforzado: El que
contiene una armadura de nervios o
cables de acero especial, sometido a
un tensado o posterior al vaciado,
pero siempre anterior a la aplicación
de las cargas de servicio.
- Se denomina pre-tensado, cuando el
tensado de los cables se hace antes
del vaciado del concreto.
- Se denomina pos-tensado, cuando el
tensado de los cables se hace después
del vaciado y endurecido el concreto.

36. Tipos de concreto
- Concreto reforzado con fibras:
El que lleva en su masa un %
de fibras (naturales, sintéticas,
minerales o de acero) de
dimensiones y formas
establecidas. Es aptos para
resistir efectos de abrasión y
para la fabricación de
elementos de pared delgada,
muy usado en pavimentos.

37. Tipos de concreto
4. Concreto especiales
Son aquellos concretos preparados
para fines, usos y métodos específicos.
- Concreto autocompactado: Tipo de
concreto que se compacta por su peso
sin necesidad de vibración debido a su
alta fluidez y cohesividad. Los diseños
de mezcla especifican agregados
específicamente gradados y aditivos
reductores de agua de alto rango para
aumentar la fluidez.

38. Tipos de concreto
- Concreto compactado con
rodillo: Es un tipo de concreto
masivo en que la compactación
se efectúa con el equipo
convencional para movimiento
de tierras y compactación de
suelos. Provee economía y gran
rapidez constructiva.

39. Tipos de concreto
- Concreto de alta resistencia:
El ACI define como concreto
de alta resistencia a aquellos
concretos que tiene una
resistencia mayor a 420
kg/cm2. Han sido usados para
la construcción de rascacielos.
- Para su diseño, se recurren a
adiciones cementicias
suplementarias (microsílice),
aditivos químicos (reductores
de agua de alto rango), y
agregados de alta resistencia.

40. Tipos de concreto
- Concreto para aplicaciones de
impresión 3D: El mayor reto
para el desarrollo de concreto
para impresión 3D es
encontrar la proporción
correcta de sus componentes
para alcanzar las propiedades
en estado fresco y endurecido
que permitan la deposición
continúa del material.

41. Bibliografía
- López, L. (2020). Materiales de Construcción. Facultad de Ciencias e Ingeniería PUCP.
- Navarro, L. (2018). Tecnología de Concreto Avanzada. Escuela de Posgrado PUCP.
- Neville, A. M., & Brooks, J. J. (1987). Concrete technology (pp. 242-246). England:
Longman Scientific & Technical.
- Pasquel, E. (1993). Tópicos de Tecnología de Concreto en el Perú. Colegio de
Ingenieros del Perú.
- Kosmatka, S., Kerkhoff, B., Panarese, W., Tanesi, J. (2004). Diseño y Control de Mezclas
de Concreto. Portland Cement Association. EE.UU