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Unidad:
Tecnología del Concreto
El Concreto y sus Componentes
Jaclyn Luz Corrales Cáceres
Logro
Importancia
Al finalizar la unidad, estudiante identifica los componentes
básicos relacionados a un diseño de mezcla de concreto.
Esta unidad brinda alcance de los principios básicos y bases
teóricas que permitirán desarrollar las siguientes unidades. El
desarrollo de las componentes del material compuesto principal
del curso, permitirá entender el origen, uso, ventajas y
desventajas del material más utilizado globalmente en el
mundo de la construcción.
Contenido general
• Introducción
• El Concreto y sus componentes
• Los agregados para Concreto
• El Cemento
Introducción
• Breve historia del uso del concreto
en el Perú y el mundo
• Definición y descripción general
sobre el concreto y su naturaleza
Breve historia del uso del concreto en el Perú y el mundo
Materiales previos al concreto
Piedra Madera Arcilla
Edificaciones de Piedra
Pirámide de Keops (Egipto, 2570 a.C.)
Stonehenge, Avebury y sitios
relacionados.(England, 2450 a.C.) Taj Mahal (India, 1630 d.C.)
Edificaciones de Piedra
Parthenón (Grecia,
447-438 a.C.)
Acueducto de
Segovia (España,
Siglo II d.C.)
Muros Incas (Perú,
1200 d.C.)
Edificaciones de Arcilla (Mampostería cocida)
Zigurat
(Mesopotamia, 2100 - 2000 a.C.)
Edificaciones con Cemento Romano
Breve historia del uso del concreto en el Perú y el mundo
1756 Faro Eddystone
(John Smeaton)
Primer uso de concreto en
tiempos modernos.
1780
Fabricación de predecesor
de Cemento Portland
(James Parker)
Mezcla de arcilla y caliza
calentadas en un horno.
Patentada por Joseph Aspdin.
1824
El cemento de Jame Parker
es patentado por Joseph
Aspdin.
Este tiene una textura gris –
verdosa propias de las rocas
de la isla Portland.
1845 Descubre el Clinker.
(Isaac Charles Jhonson)
Clinker, Mezcla de arcilla y
caliza, cocidas y endurecidas,
pulverizadas.
Breve historia del uso del concreto en el Perú y el mundo
Perú
• Llegaron primeros barriles de cemento
a Perú
1850
• Llegan los primeros hornos para
fabricar cemento por Foundation Co.,
luego son comprados por la Compañía
Peruana de Cemento Portland.
1915
• Se estableció la primera Compañía de
Concreto Premezclado del Perú
(COPRESA)
1950
Introducción
• Breve historia del uso del concreto
en el Perú y el mundo
• Definición y descripción general
sobre el concreto y su naturaleza
Producción Mundial de Cemento al 2016
Al 2016, la
producción llego a
4200 millones de
TM.
Extraído de: https://www.statista.com/statistics/219343/cement-production-worldwide/
Producción Mensual de Cemento a
Setiembre del 2017 en el Perú
Fuente: ASOCEM (Asociación de Productores de Cemento)
Concreto Armado
Joseph Monier es considerado creador del concreto
reforzado, lo patento en 1846.
Implementó la adición de alambres embebidos en concreto
para macetas de jardinería. Para que sean más durables y
transportables.
Perfeccionó su técnica y patento el sistema para tanques,
tuberías y puentes, muros, vigas, escaleras.
Breve historia del uso del concreto en el Perú y el mundo
Concreto Armado
VENTAJAS DESVENTAJAS
Económico y fácil mantenimiento respecto a otros
materiales.
Poca resistencia a la tracción.
Durable, larga vida útil. Requiere encofrado, implica tiempo de espera
después del vaciado para el desencofrado.
Gran resistencia a la compresión. El costo del encofrado puede alcanzar 1/3 a 2/3 del
costo total de obras de concreto.
Mejor resistencia al fuego del acero estructural o
madera.
Su relación Resistencia a la compresión/Peso esta por
debajo de otros materiales como el acero, madera,
aluminio, etc.
Puede adoptar diferentes formas.
Comportamiento monolítico.
Las estructuras de concreto armado poseen masa y
rigidez, esto las hace menos sensibles a vibraciones
verticales y laterales.
CONCRETO EN LA HISTORIA
Desde su descubrimiento es el material más utilizado en la
construcción.
La historia del concreto es comparable con la historia de
nuestra civilización.
Definición y descripción general sobre
el concreto y su naturales
CONCRETO (HORMIGÓN)
Material que resulta de la mezcla:
Definición y descripción general sobre el
concreto y su naturaleza
agua +arena +grava +cemento
Componentes y Denominaciones
●Pasta: Mezcla de agua (w) + cemento (c)
●Agregados Pétreos: Arena (a) y grava (g).
●Aire incluido naturalmente: (Ai)
Variaciones del Concreto según sus
Componentes
• Mezcla de agua + arena +
cemento.
MORTERO:
• Mezcla de agua + cemento.
PASTA:
• Mezcla pobre de cemento +
agua (más agua que cemento)
LECHADA:
Naturaleza
El concreto es un material compuesto que tiene un
comportamiento Elasto-plástico.
Deformación Unitaria, 10-6
Pasta de
cemento
Concreto
Agregado
Fuerza,
MPa
El Concreto y sus componentes
• Fundamentos del concreto
• Denominación de los concretos más usados
• Componentes del Concreto
Fundamentos del concreto
En Perú y el mundo se usa el cemento Portland como principal
componente del concreto ya que al hidratarse genera una
adhesión química entre los componentes.
Proporciones típicas de los componentes del concreto:
Aire 1 – 3 % Cemento 7-15%
Agua 15 –
22%
Agregados 60
– 75%
La calidad del concreto depende de
la unión entre agregados y pasta.
La relación agua/cemento influencia
las propiedades del concreto
endurecido.
La adición de aditivos químicos
puede cambiar las propiedades del
concreto fresco y endurecido.
Fundamentos del concreto
Denominación de los concretos
más usados
CONCRETO RECIÉN
MEZCLADO
• Trabajabilidad
• Sangrado y asentamiento
• Consolidación
• Hidratación, tiempo de fraguado y
endurecimiento
CONCRETO
ENDURECIDO
• Curado
• Resistencia
• Permeabilidad
• Resistencia a la abrasión
• Durabilidad
• Otros
Según sus componentes:
Denominación de los concretos
más usados
C. Convencional
(Ag. Mayores y Menores
a Tamiz #4 – 5mm)
C. Ciclopeo
Grava arenosa + min 20%
mampuestos (φ>=6”)
Denominación de los concretos más usados
Según sus componentes:
C. Unimodular
(Ag. Del mismo tamaño)
C. Aireado
Aire Incluido <= 6% con φ 0.05 – 0.1 mm
C. Ligero
Agregados ligeros, sin finos, aditivos
espumantes.
C. Mixto
Adiciones de cal, yeso al cemento, Según req.
C. Con aditivos.
Adicion de aditivos químicos.
C. inyectado.
Areas de difícil acceso.
C. Blindado.
Combinacion de capas de piedras grandes y
concreto convencional. Pavimentos.
C. Bombeable.
Uso en grandes alturas.
Según sus componentes:
Denominación de los concretos más usados
C. Premezclado
Mezclado en planta
de producción
masiva.
C. Lanzado
Shotcrete
Denominación de los concretos más usados
Según los esfuerzos a resistir:
C. Simple
Sin acero de refuerzo
estructural.
C. Pre – Tensado
El acero de refuerzo es
esforzado previo
C. Con fibras
Adición de fibras en la masa
del concreto
C. Armado
Con acero de refuerzo
estructural
C. Postensado
El acero de refuerzo es
tensado posterior al
vaciado.
C. Especiales
Autocompactante,
autonivelante,alta
resistencia.
Componentes de los concretos
Los principales componentes del concreto son el cemento, agua, agregado fino, agregado grueso y según requiera
aditivos.
CONCRETO Pasta
Cemento (c)
Agua (w)
Agregados
Arena (a)
Piedra (g)
Aire (ai)
Aditivos
Los agregados para concreto
• Clasificación de los agregados
• Propiedades físicas y mecánicas
• Requisitos y especificaciones de los agregados
• Mezcla de agregados
Definición: Materiales inertes obtenidos en su
mayoría por chancado o rotura. Ocupan 60 –
75% del volumen total del concreto.
Clasificación de los agregados
Deben ser preferentemente de origen:
granítico, sienítico o diorítico.
Debe contar la resistencia mecánica
adecuada y durabilidad en la interperie.
No debe contener sustancias nocivas para el
concreto (Reacción Alcali – agregado)
Según su procedencia
Naturales
Meteorización de rocas ígneas,
sedimentarias o metamórficas.
Procesados
Chancado, zarandeado y lavado de
rocas
.
Según su gradación
Finos
Partículas menores a
Tamiz #4 (5mm)
Gruesos
Partículas mayores a
Tamiz #4 (5mm)
Según su forma y textura
Bien
Redondeada
Sin sup.
original
Según su densidad
Ligeros
Esquisto, Arcilla,
pizarra
Normales
Grava y arena
Pesados
Barita, limonita,
magnetita.
Global
Grava Arenosa
Arena Gravosa
Redondeada
Casi no
evidencia caras.
Sub Redondeada
Desgaste
evidente.
Sub angular
Desgaste min.
Sup. intacta
Angular
Sin desgaste
aparente.
Clasificación de los agregados
Resistencia a la abrasión y
degradación
Indice de calidad del agregado %max. De perdida de
masa. Prof. Desgaste
Resistencia a congelación y
deshielo Descascaramiento superficial
N°max ciclos – factor
de durabilidad
Resistencia a desintegración por
sulfatos. Sanidad contra interperismo
Perdida de masa, falla
en particulas
Forma y textura superficial de las
particulas. Trabajabilidad en concreto fresco
%max particulas
planas y elongadas.
GRANULOMETRIA Trabajabilidad en concreto fresco
y economia.
%max y min que
pasan (Tamices estándar)
Masa Volumetrica Calculos de diseño de mezcla. Peso varillado, suelto
Masa especifica relativa Calculos de diseño de mezcla -
Absorcion y humedad superficial Control de calidad del concreto. -
Resistencia a la reactividad con los
álcalis y cambio de volumen
Sanidad contra cambios de
volumen
Cantidad de sílice,
alcalinidad.
Características de los agregados
Propiedades Físicas de los Agregados
Afectan la durabilidad, resistencia y desempeño del
concreto
Distribución Volumétrica o Granulometría (Gradación)
Humedad Natural (wo) y de Absorción (wa)
Peso Especifico o Gravedad Específica.
Peso Unitario Compactado y Suelto.
Porosidad
Porcentaje de Vacíos
GRANULOMETRÍA (GRADACIÓN)
Propiedades Físicas de los Agregados
Definición
• Distribución del tamaño de partículas y es determinada pasando el
agregado por tamices compuestos por mallas de alambre y
abertura cuadrada.
Importancia:
• Especificada según norma para su clasificación. Tiene efectos sobre
la trabajabilidad y rendimiento del concreto.
Nota
• *La Norma Técnica Peruana regula y clasifica la distribución de las
partículas de los agregados, a partir de un análisis granulométrico
que resulta en la representación gráfica de los % que pasan
obtenidos del tamizado. (Curva Granulométrica)
Donde:
• Rn: Porcentaje retenido acumulado en la
Malla X
• Pn: Porcentaje que pasa la Malla X
El % retenido (Rn)
O Ag. Mas Grueso
El % que pasa (Pn)
O Ag. Mas Fino
Malla X
Propiedades Físicas de los Agregados
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
El análisis es a partir de un tamizado por vía
seca del agregado en tamices de diferentes
tamaños de cocadas ordenados de mayor a
menor.
Los tamices están normalizados según la ASTM
(NTP).
 Al tamizar se generan retenidos parciales en
cada malla, estos se denominan rn
𝑅𝑛 = 𝑟𝑛
La NTP establece 13 tamices para el agregado
grueso (Tamiz 4” a #16 o 0.046”) y 07 mallas
para el agregado fino. (Tamiz 3/8” a #100 o
0.15”)
Una distribución uniforme del agregado tiene
mejor compacidad y por ende un concreto más
eficiente.
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
Propiedades Físicas de los Agregados
Fuente: Navarro, L. (2016) Agregados para el concreto, pag. 4 – Sección de Ing. Civil PUCP
Propiedades Físicas de los Agregados
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
Malla o Tamiz Retenido Parcial Retenido
Acum.
Rn (%)
Porcentaje
que Pasa
Pn (%)
ASTM
Abertura
(mm) rn (gr) rn (%)
1 ½” 38.1 0 - - 0.00
1” 25.4 0 - - 0.00
¾” 19.0 1712.89 24.5 24.5 75.5
½” 12.7 2806.66 40.2 64.7 35.3
3/8” 9.5 1275.25 18.3 83.0 17.00
#4 4.75 1151.70 16.5 99.5 0.5
Bandeja 33.50 0.5 100.0 0.00
Suma Total 6980.00 100.0
Formato de toma de datos
Muestra: Grava Limpia TM ¾”
Peso Inicial: 6991 gr
Pi (gr) 6991.0
Pf (gr) 6980.0
Discrepancia
/ Error (%)
0.16%
E.Max
Permitido
<0.3% (ok)
Propiedades Físicas de los Agregados
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
Propiedades Físicas de los Agregados
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO – AG. FINO
Propiedades Físicas de los Agregados
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO – AG. GRUESO
Tamiz ASTM Abertura (mm)
3” 75.0
1 ½” 38.1
¾” 19.0
3/8” 9.5
#4 4.75
#8 2.36
#16 1.18
#30 0.60
#50 0.30
#100 0.15
Propiedades Físicas de los Agregados
GRANULOMETRÍA – SERIE ESTÁNDAR
Propiedades Físicas de los Agregados
𝑀. 𝐹. =
(𝑅3"+𝑅11
2"+𝑅3
4"+𝑅3
8"+𝑅4+𝑅8+𝑅16+𝑅30+𝑅50+𝑅100)
100
Ag. Fino Ag. Grueso
Módulo de Finura (MF): Indica el Tamiz., cuya abertura
representa el tamaño promedio de las partículas. (Contado
desde el Tamiz #100).
MF: Agregados con granulometría de MF parecido producen
mezclas de concreto parecidas en resistencia a la compresión
(f’c)
• Máximo Tamiz que tiene el primer retenido.
Tamaño Máximo Nominal (TM):
• Mínimo Tamiz que deja pasar el 100% del agregado.
Dimensión Máxima (DM):
• Es importante porque permite relacionar a los
agregados con la pasta de cemento.
• Cuanto mas fino el agregado mas área superficial
tiene, lo que a su vez requiere mas pasta de
cemento para cubrirla.
Superficie EspecÍfica:
Propiedades Físicas de los Agregados
Propiedades Físicas de los Agregados
NIVELES DE HUMEDAD EN UN AGREGADO
Poros
Impermeables
Poros
PERMEABLES
Absorben
agua
Seco Total
(OD)
Seco al Aire
(AD)
Saturado
Superficialmente
Seco (SSD /SSS)
Húmedo
El estado SSS
no aporta ni
absorbe
humedad.
Propiedades Físicas de los Agregados
ABSORCIÓN (wa)
(NTP 400.021: Ag, Grueso, NTP 400.022: Ag, Fino)
Cantidad de agua absorbida por un agregado sumergido en agua
24h.
HUMEDAD NATURAL (wO)
(NTP 339.185)
Relación del peso de agua presente en el agregado y el peso en
seco al horno del mismo.
𝑤𝑎 =
𝑃𝑒𝑠𝑜𝑆𝑆𝑆−𝑃𝑒𝑠𝑜𝑆𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜
𝑃𝑒𝑠𝑜𝑆𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜
(%)
𝑤𝑜 =
𝑃𝑒𝑠𝑜𝐸𝑁−𝑃𝑒𝑠𝑜𝑆𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜
𝑃𝑒𝑠𝑜𝑆𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜
(%)
Propiedades Físicas de los Agregados
PESO UNITARIO
Peso por unidad de volumen del agregado.
• Peso por unidad de volumen del conjunto de
partículas del agregado acomodadas por
compactación normalizada.
Peso Unitario Seco Compactado (PUc)
• Peso por unidad de volumen del conjunto de
partículas sin ninguna compactación.
Peso Unitario Seco Suelto (PUs)
Propiedades Físicas de los Agregados
PESO ESPECÍFICO
Relación de la masa de un objeto relativo de su masa de
agua a 23°C (Gravedad o densidad especifica)
𝑃𝑒 =
𝜌𝑎𝑔𝑟
𝜌𝑤
=
𝑚𝑎𝑔𝑟
𝑉𝑎𝑔𝑟∗𝜌𝑤
Densidad de la Partícula:
𝜌𝑎𝑔𝑟 =
𝑚𝑎𝑔𝑟
𝑉
𝑎𝑔𝑟
Propiedades Físicas de los
Agregados
POROSIDAD
𝑃𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
CONTENIDO DE VACÍOS
Contenido de Vacíos =
𝑃𝑒 𝑥𝜌𝑤 −𝐵
𝑃𝑒 𝑥𝜌𝑤
x 100
Requisitos Granulométricos del agregados. (NTP 400.037)
Ag. Fino
Ag. Grueso
Propiedades Físicas de los Agregados
Propiedades Físicas de los Agregados
Límites aceptables de sustancias dañinas en agregados. (NTP 400.037)
Ensayos Agregado fino Agregado grueso
Partículas deleznables (% máx.)
NTP 400.015 (ASTM C142) 3 3 (c)
Material más fino de malla N°200
(% máx.) NTP 400.018 (ASTM C117)
Concreto sujeto a abrasión
Otros concretos
3 (a)
5 (a)
1 (e)
1
Carbón y lignito (% máx.)
NTP 400. 023 (ASTM C123) 0.5 (b) 0.5 (d)
Impurezas orgánicas
NTP 400.024:98 (ASTM C40)
El agregado fino que no muestre presencia nociva de materia orgánica,
cuando se determine según norma NTP 400.024, se deberá considerar
satisfactorio. El agregado que no cumpla con el ensayo anterior, podrá
ser utilizado si al determinarse el efecto de las impurezas sobre la
resistencia de morteros; según NTP 400.013, la resistencia relativa a los 7
días no será menor del 95%.
Propiedades Físicas de los Agregados
Resistencia Mecánica de los agregados (NTP 400.020)
Métodos alternativos No mayor que:
Abrasión: Método de Los Ángeles
(el más usado)
50%
Valor de Impacto del Agregado 30%
Pérdida por ataque de sulfatos. (NTP 400.016)
Agregado fino Agregado grueso
Si se utiliza solución
de sulfato de sodio
Si se utiliza solución
de sulfato de
magnesio
Si se utiliza solución
de sulfato de sodio
Si se utiliza solución
de sulfato de sodio
10% 15% 12% 18%
Material % que Pasa la Malla T (Pn)
A a
B b
M m
Método Gráfico
Tamiz T
A B
a b
Tamiz T
+ = M
Mezcla de Agregados
a b
x 1-x
Donde:
a: %Pn de A
b: %Pn de B
X: % de A en la mezcla que pasa la malla T
(1-X): % de B en la mezcla que pasa la malla T
Mezcla de Agregados
Por lo tanto:
m = a (x) + b (1-x)
Esta ecuación representa a una recta
que se usa para cada tamiz de un
ensayo de granulometría.
Mezcla
de
Agregados
Ejemplo:
Determine la mezcla m de los agregados A y B.
Datos:
a= Pn(A) = 68%, donde x = % de A en M = 55%
b= Pn(B) = 42%
Entonces:
(1-X) = % de B en M = 45%
Por lo tanto:
m = a(x) + b(1-x) m= 0.68 * 0.55 + 0.42 * 0.45 m= 56.3%
• Pn, porcentaje que pasa la Malla T
• m, porcentaje que pasa la Malla T de la Mezcla M.
Mezcla
de
Agregados
Ejemplo:
Se tiene las propiedades granulométricas de las gravas G1 y G2, se pide hallar la mezcla de ambos
para que cumpla con el Huso 57.
Datos:
Ag.
% que pasa (Pn)
Car.
Físicas
1 ½” 1” ¾” ½” 3/8” #4 #8 Pe Pu
G1 100 93 50 36 14 8
G2 100 100 82.56 44.84 25.24 1.31 0.35
Huso 57 100 95 100 25 60 0 10 0 5
Entonces:
G1: g1 será el % que pasa la malla n
G2: g2 será el % que pasa la malla n
Luego, para la malla ½” se tiene que g1 = 50.0 y g2 = 44.84 entonces m = 50(x) + 44.84 (1-x)
Por lo tanto: m = 44.84 +5.16x
Mezcla de Agregados
% de m
100
90
80
70
60
50
40 X1 = 25, m = 46.13
30 X2 = 60, m = 47.94
20
10
% de G1 en la Mezcla.
Donde x1 y x2 son los límites establecidos por el Huso 57.
m = 44.84 +5.16x
Φ ½”
% de m
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
% de G1 en la Mezcla.
Se elabora el mismo procedimiento para todas las mallas
normalizadas de la Serie Estándar. Se limita con el Huso, y se
establece una zona común.
Denota el % de G1 en la Mezcla. Es el
promedio de los limites del Huso.
El Cemento
• El Cemento como conglomerante hidráulico artificial
• Materias primas y proceso de fabricación
• Composición química del cemento Portland
• Hidratación del cemento y proceso de fragua
• Tipos de cemento según su composición química
• Materiales Cementantes Suplementarios
• Los cementos peruanos
El cemento como conglomerante
hidráulico artificial
• Material hidráulico compuesto
por Silicato hidráulico de calcio.
• Es un conglomerante porque al
entrar en contacto con el agua
reacciona a nivel químico.
CEMENTO
PORTLAND
• De la pulverización de Clinker
enfriado con bajo porcentaje de
sulfato de calcio (4% - 6%)
OBTENCIÓN -
ORIGEN
Materias primas y proceso de
fabricación
CLINKER
Obtenido por la calcinación de materiales
calcáreos, silíceos, arcillosos y ferrosos.
Estos se trituran, muelen y dosifican en mezcla
cruda que al ser calcinada a no menos de 1500°C
se transforma en Clinker.
Materias primas y proceso de
fabricación
• Inicio de fraguado y desarrollo de la resistencia temprana (El
mayor influyente)
Silicato tricálcico (C3S)
• Desarrollo de resistencia a largo plazo.
Silicato dicálcico (C2S)
• Libera gran calor de hidratación.
Aluminato Tricálcico (C3A)
• Controla la temperatura en la producción del Clinker.
Ferroaluminato tetracalcico (C4AF)
• Adición para evitar retracción e hidratación por secado.
Sulfatos de Calcio:
COMPOSICIÓN QUÍMICA
Hidratación del cemento y proceso de fragua
Se le denomina cemento hidráulico porque fraguan y
endurecen por su reacción química con el agua y desarrollan
resistencia, siendo estables aun bajo el agua.
Hidratación:
• Conjunto de reacciones químicas entre los
componentes del cemento y el agua de mezclado.
• La velocidad de hidratación es directamente
proporcional a la finura del cemento e
inversamente proporcional al tiempo. (Inicio rápido,
va disminuyendo con el tiempo, nunca para)
Etapas del proceso de fragua del cemento.
PLÁSTICO
Union del agua + polvo de cemento = pasta.
Es muy rápida, el yeso atenua la velocidad de
reaacion dando un reposo de 40-120min
FRAGUADO INICIAL
Inicia aceleración de la reacción química,
endurecimiento y perdida de plasticidad.
GEL de hidratos de silicatos de calcio.
Duración : 3h
(Posible remezclado sin afección a las
propiedades de la mezcla)
FRAGUADO FINAL
Endurecimiento definitivo,
deformaciones permanentes, ensamble
definitivo de sus partículas.
ENDURECIMIENTO
Estado final de la pasta, formación
definitiva de solidos de hidratación.
Hidratación continua indefinidamente.
Tipos de cemento según su
composición química
TIPOS DE CEMENTO
TIPO I Uso general
TIPO II Resistencia moderada a sulfatos. Calor de hidratación
moderado. Ambientes agresivos / vaciados masivos.
TIPO III Desarrollo rápido de resistencia. Calor de hidratación
elevado.
Clima frio / Puesta en marcha adelantada.
TIPO IV Bajo calor de hidratación
Vaciado Masivo
TIPO V Alta resistencia a sulfatos.
Ambientes MUY agresivos.
TIPO I-S Cemento + 25-70% escoria
TIPO I-SM Cemento + 25% escoria.
TIPO I-P Cemento + 15-40% Puzolana
TIPO I-PM Cemento + 15% puzolana
Materiales cementantes
suplementarios NTP 334.104
Son aquellos cementos que han sido mezclados con una
adición. Estas adiciones pueden ser:
Escoria Ceniza volante
Humo de Sílice
Puzolanas
Naturales
ADICIÓN
Tipos y clases de cementos disponibles en el Perú
Tipo de cemento
Cementos Portland
Cementos Portland
Adicionados y modificados Cementos Hidráulicos
I V IP IPM ICo MS HS HE
Norma NTP
334.009 334.090 334.082
UNACEM
S.A.A.
Lima Si Si
Tarma Si Si Si Si
Cemento
Pacasmayo S.A.A.
Si Si Si Si Si Si
Cal y Cemento Sur
S.A. Si
Yura S.A. Si Si Si
Fuente: Harmsen T. (2017) Diseño de estructuras de concreto armado, Fondo Editorial PUCP - Lima
Conclusiones
 El cemento portland es el material más usado en el
sector de la construcción.
 Los principales componentes de una mezcla de
concreto convencional son: Agregados (Arena,
piedra) , Cemento ,y agua de mezclado.
 Las propiedades de cada componente del concreto
afectan en la durabilidad, resistencia y rendimiento
de este.
Gracias
Docente: Jaclyn Corrales Cáceres

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El concreto y sus componentes - tecnología del concreto

  • 1. Docente: Unidad: Tecnología del Concreto El Concreto y sus Componentes Jaclyn Luz Corrales Cáceres
  • 2. Logro Importancia Al finalizar la unidad, estudiante identifica los componentes básicos relacionados a un diseño de mezcla de concreto. Esta unidad brinda alcance de los principios básicos y bases teóricas que permitirán desarrollar las siguientes unidades. El desarrollo de las componentes del material compuesto principal del curso, permitirá entender el origen, uso, ventajas y desventajas del material más utilizado globalmente en el mundo de la construcción.
  • 3. Contenido general • Introducción • El Concreto y sus componentes • Los agregados para Concreto • El Cemento
  • 4. Introducción • Breve historia del uso del concreto en el Perú y el mundo • Definición y descripción general sobre el concreto y su naturaleza
  • 5. Breve historia del uso del concreto en el Perú y el mundo Materiales previos al concreto Piedra Madera Arcilla
  • 6. Edificaciones de Piedra Pirámide de Keops (Egipto, 2570 a.C.) Stonehenge, Avebury y sitios relacionados.(England, 2450 a.C.) Taj Mahal (India, 1630 d.C.)
  • 7. Edificaciones de Piedra Parthenón (Grecia, 447-438 a.C.) Acueducto de Segovia (España, Siglo II d.C.) Muros Incas (Perú, 1200 d.C.)
  • 8. Edificaciones de Arcilla (Mampostería cocida) Zigurat (Mesopotamia, 2100 - 2000 a.C.)
  • 10. Breve historia del uso del concreto en el Perú y el mundo 1756 Faro Eddystone (John Smeaton) Primer uso de concreto en tiempos modernos. 1780 Fabricación de predecesor de Cemento Portland (James Parker) Mezcla de arcilla y caliza calentadas en un horno. Patentada por Joseph Aspdin. 1824 El cemento de Jame Parker es patentado por Joseph Aspdin. Este tiene una textura gris – verdosa propias de las rocas de la isla Portland. 1845 Descubre el Clinker. (Isaac Charles Jhonson) Clinker, Mezcla de arcilla y caliza, cocidas y endurecidas, pulverizadas.
  • 11. Breve historia del uso del concreto en el Perú y el mundo Perú • Llegaron primeros barriles de cemento a Perú 1850 • Llegan los primeros hornos para fabricar cemento por Foundation Co., luego son comprados por la Compañía Peruana de Cemento Portland. 1915 • Se estableció la primera Compañía de Concreto Premezclado del Perú (COPRESA) 1950
  • 12. Introducción • Breve historia del uso del concreto en el Perú y el mundo • Definición y descripción general sobre el concreto y su naturaleza
  • 13. Producción Mundial de Cemento al 2016 Al 2016, la producción llego a 4200 millones de TM. Extraído de: https://www.statista.com/statistics/219343/cement-production-worldwide/
  • 14. Producción Mensual de Cemento a Setiembre del 2017 en el Perú Fuente: ASOCEM (Asociación de Productores de Cemento)
  • 15. Concreto Armado Joseph Monier es considerado creador del concreto reforzado, lo patento en 1846. Implementó la adición de alambres embebidos en concreto para macetas de jardinería. Para que sean más durables y transportables. Perfeccionó su técnica y patento el sistema para tanques, tuberías y puentes, muros, vigas, escaleras. Breve historia del uso del concreto en el Perú y el mundo
  • 16. Concreto Armado VENTAJAS DESVENTAJAS Económico y fácil mantenimiento respecto a otros materiales. Poca resistencia a la tracción. Durable, larga vida útil. Requiere encofrado, implica tiempo de espera después del vaciado para el desencofrado. Gran resistencia a la compresión. El costo del encofrado puede alcanzar 1/3 a 2/3 del costo total de obras de concreto. Mejor resistencia al fuego del acero estructural o madera. Su relación Resistencia a la compresión/Peso esta por debajo de otros materiales como el acero, madera, aluminio, etc. Puede adoptar diferentes formas. Comportamiento monolítico. Las estructuras de concreto armado poseen masa y rigidez, esto las hace menos sensibles a vibraciones verticales y laterales.
  • 17. CONCRETO EN LA HISTORIA Desde su descubrimiento es el material más utilizado en la construcción. La historia del concreto es comparable con la historia de nuestra civilización. Definición y descripción general sobre el concreto y su naturales
  • 18. CONCRETO (HORMIGÓN) Material que resulta de la mezcla: Definición y descripción general sobre el concreto y su naturaleza agua +arena +grava +cemento
  • 19. Componentes y Denominaciones ●Pasta: Mezcla de agua (w) + cemento (c) ●Agregados Pétreos: Arena (a) y grava (g). ●Aire incluido naturalmente: (Ai)
  • 20. Variaciones del Concreto según sus Componentes • Mezcla de agua + arena + cemento. MORTERO: • Mezcla de agua + cemento. PASTA: • Mezcla pobre de cemento + agua (más agua que cemento) LECHADA:
  • 21. Naturaleza El concreto es un material compuesto que tiene un comportamiento Elasto-plástico. Deformación Unitaria, 10-6 Pasta de cemento Concreto Agregado Fuerza, MPa
  • 22. El Concreto y sus componentes • Fundamentos del concreto • Denominación de los concretos más usados • Componentes del Concreto
  • 23. Fundamentos del concreto En Perú y el mundo se usa el cemento Portland como principal componente del concreto ya que al hidratarse genera una adhesión química entre los componentes. Proporciones típicas de los componentes del concreto: Aire 1 – 3 % Cemento 7-15% Agua 15 – 22% Agregados 60 – 75%
  • 24. La calidad del concreto depende de la unión entre agregados y pasta. La relación agua/cemento influencia las propiedades del concreto endurecido. La adición de aditivos químicos puede cambiar las propiedades del concreto fresco y endurecido. Fundamentos del concreto
  • 25. Denominación de los concretos más usados CONCRETO RECIÉN MEZCLADO • Trabajabilidad • Sangrado y asentamiento • Consolidación • Hidratación, tiempo de fraguado y endurecimiento CONCRETO ENDURECIDO • Curado • Resistencia • Permeabilidad • Resistencia a la abrasión • Durabilidad • Otros
  • 26. Según sus componentes: Denominación de los concretos más usados C. Convencional (Ag. Mayores y Menores a Tamiz #4 – 5mm) C. Ciclopeo Grava arenosa + min 20% mampuestos (φ>=6”)
  • 27. Denominación de los concretos más usados Según sus componentes: C. Unimodular (Ag. Del mismo tamaño) C. Aireado Aire Incluido <= 6% con φ 0.05 – 0.1 mm C. Ligero Agregados ligeros, sin finos, aditivos espumantes. C. Mixto Adiciones de cal, yeso al cemento, Según req. C. Con aditivos. Adicion de aditivos químicos. C. inyectado. Areas de difícil acceso. C. Blindado. Combinacion de capas de piedras grandes y concreto convencional. Pavimentos. C. Bombeable. Uso en grandes alturas.
  • 28. Según sus componentes: Denominación de los concretos más usados C. Premezclado Mezclado en planta de producción masiva. C. Lanzado Shotcrete
  • 29. Denominación de los concretos más usados Según los esfuerzos a resistir: C. Simple Sin acero de refuerzo estructural. C. Pre – Tensado El acero de refuerzo es esforzado previo C. Con fibras Adición de fibras en la masa del concreto C. Armado Con acero de refuerzo estructural C. Postensado El acero de refuerzo es tensado posterior al vaciado. C. Especiales Autocompactante, autonivelante,alta resistencia.
  • 30. Componentes de los concretos Los principales componentes del concreto son el cemento, agua, agregado fino, agregado grueso y según requiera aditivos. CONCRETO Pasta Cemento (c) Agua (w) Agregados Arena (a) Piedra (g) Aire (ai) Aditivos
  • 31. Los agregados para concreto • Clasificación de los agregados • Propiedades físicas y mecánicas • Requisitos y especificaciones de los agregados • Mezcla de agregados
  • 32. Definición: Materiales inertes obtenidos en su mayoría por chancado o rotura. Ocupan 60 – 75% del volumen total del concreto. Clasificación de los agregados Deben ser preferentemente de origen: granítico, sienítico o diorítico. Debe contar la resistencia mecánica adecuada y durabilidad en la interperie. No debe contener sustancias nocivas para el concreto (Reacción Alcali – agregado)
  • 33. Según su procedencia Naturales Meteorización de rocas ígneas, sedimentarias o metamórficas. Procesados Chancado, zarandeado y lavado de rocas . Según su gradación Finos Partículas menores a Tamiz #4 (5mm) Gruesos Partículas mayores a Tamiz #4 (5mm) Según su forma y textura Bien Redondeada Sin sup. original Según su densidad Ligeros Esquisto, Arcilla, pizarra Normales Grava y arena Pesados Barita, limonita, magnetita. Global Grava Arenosa Arena Gravosa Redondeada Casi no evidencia caras. Sub Redondeada Desgaste evidente. Sub angular Desgaste min. Sup. intacta Angular Sin desgaste aparente. Clasificación de los agregados
  • 34. Resistencia a la abrasión y degradación Indice de calidad del agregado %max. De perdida de masa. Prof. Desgaste Resistencia a congelación y deshielo Descascaramiento superficial N°max ciclos – factor de durabilidad Resistencia a desintegración por sulfatos. Sanidad contra interperismo Perdida de masa, falla en particulas Forma y textura superficial de las particulas. Trabajabilidad en concreto fresco %max particulas planas y elongadas. GRANULOMETRIA Trabajabilidad en concreto fresco y economia. %max y min que pasan (Tamices estándar) Masa Volumetrica Calculos de diseño de mezcla. Peso varillado, suelto Masa especifica relativa Calculos de diseño de mezcla - Absorcion y humedad superficial Control de calidad del concreto. - Resistencia a la reactividad con los álcalis y cambio de volumen Sanidad contra cambios de volumen Cantidad de sílice, alcalinidad. Características de los agregados
  • 35. Propiedades Físicas de los Agregados Afectan la durabilidad, resistencia y desempeño del concreto Distribución Volumétrica o Granulometría (Gradación) Humedad Natural (wo) y de Absorción (wa) Peso Especifico o Gravedad Específica. Peso Unitario Compactado y Suelto. Porosidad Porcentaje de Vacíos
  • 36. GRANULOMETRÍA (GRADACIÓN) Propiedades Físicas de los Agregados Definición • Distribución del tamaño de partículas y es determinada pasando el agregado por tamices compuestos por mallas de alambre y abertura cuadrada. Importancia: • Especificada según norma para su clasificación. Tiene efectos sobre la trabajabilidad y rendimiento del concreto. Nota • *La Norma Técnica Peruana regula y clasifica la distribución de las partículas de los agregados, a partir de un análisis granulométrico que resulta en la representación gráfica de los % que pasan obtenidos del tamizado. (Curva Granulométrica)
  • 37. Donde: • Rn: Porcentaje retenido acumulado en la Malla X • Pn: Porcentaje que pasa la Malla X El % retenido (Rn) O Ag. Mas Grueso El % que pasa (Pn) O Ag. Mas Fino Malla X Propiedades Físicas de los Agregados ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
  • 38. El análisis es a partir de un tamizado por vía seca del agregado en tamices de diferentes tamaños de cocadas ordenados de mayor a menor. Los tamices están normalizados según la ASTM (NTP).  Al tamizar se generan retenidos parciales en cada malla, estos se denominan rn 𝑅𝑛 = 𝑟𝑛 La NTP establece 13 tamices para el agregado grueso (Tamiz 4” a #16 o 0.046”) y 07 mallas para el agregado fino. (Tamiz 3/8” a #100 o 0.15”) Una distribución uniforme del agregado tiene mejor compacidad y por ende un concreto más eficiente. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO Propiedades Físicas de los Agregados
  • 39. Fuente: Navarro, L. (2016) Agregados para el concreto, pag. 4 – Sección de Ing. Civil PUCP Propiedades Físicas de los Agregados ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
  • 40. Malla o Tamiz Retenido Parcial Retenido Acum. Rn (%) Porcentaje que Pasa Pn (%) ASTM Abertura (mm) rn (gr) rn (%) 1 ½” 38.1 0 - - 0.00 1” 25.4 0 - - 0.00 ¾” 19.0 1712.89 24.5 24.5 75.5 ½” 12.7 2806.66 40.2 64.7 35.3 3/8” 9.5 1275.25 18.3 83.0 17.00 #4 4.75 1151.70 16.5 99.5 0.5 Bandeja 33.50 0.5 100.0 0.00 Suma Total 6980.00 100.0 Formato de toma de datos Muestra: Grava Limpia TM ¾” Peso Inicial: 6991 gr Pi (gr) 6991.0 Pf (gr) 6980.0 Discrepancia / Error (%) 0.16% E.Max Permitido <0.3% (ok) Propiedades Físicas de los Agregados ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
  • 41. Propiedades Físicas de los Agregados ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO – AG. FINO
  • 42. Propiedades Físicas de los Agregados ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO – AG. GRUESO
  • 43. Tamiz ASTM Abertura (mm) 3” 75.0 1 ½” 38.1 ¾” 19.0 3/8” 9.5 #4 4.75 #8 2.36 #16 1.18 #30 0.60 #50 0.30 #100 0.15 Propiedades Físicas de los Agregados GRANULOMETRÍA – SERIE ESTÁNDAR
  • 44. Propiedades Físicas de los Agregados 𝑀. 𝐹. = (𝑅3"+𝑅11 2"+𝑅3 4"+𝑅3 8"+𝑅4+𝑅8+𝑅16+𝑅30+𝑅50+𝑅100) 100 Ag. Fino Ag. Grueso Módulo de Finura (MF): Indica el Tamiz., cuya abertura representa el tamaño promedio de las partículas. (Contado desde el Tamiz #100). MF: Agregados con granulometría de MF parecido producen mezclas de concreto parecidas en resistencia a la compresión (f’c)
  • 45. • Máximo Tamiz que tiene el primer retenido. Tamaño Máximo Nominal (TM): • Mínimo Tamiz que deja pasar el 100% del agregado. Dimensión Máxima (DM): • Es importante porque permite relacionar a los agregados con la pasta de cemento. • Cuanto mas fino el agregado mas área superficial tiene, lo que a su vez requiere mas pasta de cemento para cubrirla. Superficie EspecÍfica: Propiedades Físicas de los Agregados
  • 46. Propiedades Físicas de los Agregados NIVELES DE HUMEDAD EN UN AGREGADO Poros Impermeables Poros PERMEABLES Absorben agua Seco Total (OD) Seco al Aire (AD) Saturado Superficialmente Seco (SSD /SSS) Húmedo El estado SSS no aporta ni absorbe humedad.
  • 47. Propiedades Físicas de los Agregados ABSORCIÓN (wa) (NTP 400.021: Ag, Grueso, NTP 400.022: Ag, Fino) Cantidad de agua absorbida por un agregado sumergido en agua 24h. HUMEDAD NATURAL (wO) (NTP 339.185) Relación del peso de agua presente en el agregado y el peso en seco al horno del mismo. 𝑤𝑎 = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑆𝑆𝑆−𝑃𝑒𝑠𝑜𝑆𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑆𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 (%) 𝑤𝑜 = 𝑃𝑒𝑠𝑜𝐸𝑁−𝑃𝑒𝑠𝑜𝑆𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 𝑃𝑒𝑠𝑜𝑆𝑒𝑐𝑜 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 (%)
  • 48. Propiedades Físicas de los Agregados PESO UNITARIO Peso por unidad de volumen del agregado. • Peso por unidad de volumen del conjunto de partículas del agregado acomodadas por compactación normalizada. Peso Unitario Seco Compactado (PUc) • Peso por unidad de volumen del conjunto de partículas sin ninguna compactación. Peso Unitario Seco Suelto (PUs)
  • 49. Propiedades Físicas de los Agregados PESO ESPECÍFICO Relación de la masa de un objeto relativo de su masa de agua a 23°C (Gravedad o densidad especifica) 𝑃𝑒 = 𝜌𝑎𝑔𝑟 𝜌𝑤 = 𝑚𝑎𝑔𝑟 𝑉𝑎𝑔𝑟∗𝜌𝑤 Densidad de la Partícula: 𝜌𝑎𝑔𝑟 = 𝑚𝑎𝑔𝑟 𝑉 𝑎𝑔𝑟
  • 50. Propiedades Físicas de los Agregados POROSIDAD 𝑃𝑜𝑟𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 CONTENIDO DE VACÍOS Contenido de Vacíos = 𝑃𝑒 𝑥𝜌𝑤 −𝐵 𝑃𝑒 𝑥𝜌𝑤 x 100
  • 51. Requisitos Granulométricos del agregados. (NTP 400.037) Ag. Fino Ag. Grueso Propiedades Físicas de los Agregados
  • 52. Propiedades Físicas de los Agregados Límites aceptables de sustancias dañinas en agregados. (NTP 400.037) Ensayos Agregado fino Agregado grueso Partículas deleznables (% máx.) NTP 400.015 (ASTM C142) 3 3 (c) Material más fino de malla N°200 (% máx.) NTP 400.018 (ASTM C117) Concreto sujeto a abrasión Otros concretos 3 (a) 5 (a) 1 (e) 1 Carbón y lignito (% máx.) NTP 400. 023 (ASTM C123) 0.5 (b) 0.5 (d) Impurezas orgánicas NTP 400.024:98 (ASTM C40) El agregado fino que no muestre presencia nociva de materia orgánica, cuando se determine según norma NTP 400.024, se deberá considerar satisfactorio. El agregado que no cumpla con el ensayo anterior, podrá ser utilizado si al determinarse el efecto de las impurezas sobre la resistencia de morteros; según NTP 400.013, la resistencia relativa a los 7 días no será menor del 95%.
  • 53. Propiedades Físicas de los Agregados Resistencia Mecánica de los agregados (NTP 400.020) Métodos alternativos No mayor que: Abrasión: Método de Los Ángeles (el más usado) 50% Valor de Impacto del Agregado 30% Pérdida por ataque de sulfatos. (NTP 400.016) Agregado fino Agregado grueso Si se utiliza solución de sulfato de sodio Si se utiliza solución de sulfato de magnesio Si se utiliza solución de sulfato de sodio Si se utiliza solución de sulfato de sodio 10% 15% 12% 18%
  • 54. Material % que Pasa la Malla T (Pn) A a B b M m Método Gráfico Tamiz T A B a b Tamiz T + = M Mezcla de Agregados
  • 55. a b x 1-x Donde: a: %Pn de A b: %Pn de B X: % de A en la mezcla que pasa la malla T (1-X): % de B en la mezcla que pasa la malla T Mezcla de Agregados Por lo tanto: m = a (x) + b (1-x) Esta ecuación representa a una recta que se usa para cada tamiz de un ensayo de granulometría.
  • 56. Mezcla de Agregados Ejemplo: Determine la mezcla m de los agregados A y B. Datos: a= Pn(A) = 68%, donde x = % de A en M = 55% b= Pn(B) = 42% Entonces: (1-X) = % de B en M = 45% Por lo tanto: m = a(x) + b(1-x) m= 0.68 * 0.55 + 0.42 * 0.45 m= 56.3% • Pn, porcentaje que pasa la Malla T • m, porcentaje que pasa la Malla T de la Mezcla M.
  • 57. Mezcla de Agregados Ejemplo: Se tiene las propiedades granulométricas de las gravas G1 y G2, se pide hallar la mezcla de ambos para que cumpla con el Huso 57. Datos: Ag. % que pasa (Pn) Car. Físicas 1 ½” 1” ¾” ½” 3/8” #4 #8 Pe Pu G1 100 93 50 36 14 8 G2 100 100 82.56 44.84 25.24 1.31 0.35 Huso 57 100 95 100 25 60 0 10 0 5 Entonces: G1: g1 será el % que pasa la malla n G2: g2 será el % que pasa la malla n Luego, para la malla ½” se tiene que g1 = 50.0 y g2 = 44.84 entonces m = 50(x) + 44.84 (1-x) Por lo tanto: m = 44.84 +5.16x
  • 58. Mezcla de Agregados % de m 100 90 80 70 60 50 40 X1 = 25, m = 46.13 30 X2 = 60, m = 47.94 20 10 % de G1 en la Mezcla. Donde x1 y x2 son los límites establecidos por el Huso 57. m = 44.84 +5.16x Φ ½” % de m 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 % de G1 en la Mezcla. Se elabora el mismo procedimiento para todas las mallas normalizadas de la Serie Estándar. Se limita con el Huso, y se establece una zona común. Denota el % de G1 en la Mezcla. Es el promedio de los limites del Huso.
  • 59. El Cemento • El Cemento como conglomerante hidráulico artificial • Materias primas y proceso de fabricación • Composición química del cemento Portland • Hidratación del cemento y proceso de fragua • Tipos de cemento según su composición química • Materiales Cementantes Suplementarios • Los cementos peruanos
  • 60. El cemento como conglomerante hidráulico artificial • Material hidráulico compuesto por Silicato hidráulico de calcio. • Es un conglomerante porque al entrar en contacto con el agua reacciona a nivel químico. CEMENTO PORTLAND • De la pulverización de Clinker enfriado con bajo porcentaje de sulfato de calcio (4% - 6%) OBTENCIÓN - ORIGEN
  • 61. Materias primas y proceso de fabricación CLINKER Obtenido por la calcinación de materiales calcáreos, silíceos, arcillosos y ferrosos. Estos se trituran, muelen y dosifican en mezcla cruda que al ser calcinada a no menos de 1500°C se transforma en Clinker.
  • 62. Materias primas y proceso de fabricación • Inicio de fraguado y desarrollo de la resistencia temprana (El mayor influyente) Silicato tricálcico (C3S) • Desarrollo de resistencia a largo plazo. Silicato dicálcico (C2S) • Libera gran calor de hidratación. Aluminato Tricálcico (C3A) • Controla la temperatura en la producción del Clinker. Ferroaluminato tetracalcico (C4AF) • Adición para evitar retracción e hidratación por secado. Sulfatos de Calcio: COMPOSICIÓN QUÍMICA
  • 63.
  • 64. Hidratación del cemento y proceso de fragua Se le denomina cemento hidráulico porque fraguan y endurecen por su reacción química con el agua y desarrollan resistencia, siendo estables aun bajo el agua. Hidratación: • Conjunto de reacciones químicas entre los componentes del cemento y el agua de mezclado. • La velocidad de hidratación es directamente proporcional a la finura del cemento e inversamente proporcional al tiempo. (Inicio rápido, va disminuyendo con el tiempo, nunca para)
  • 65. Etapas del proceso de fragua del cemento. PLÁSTICO Union del agua + polvo de cemento = pasta. Es muy rápida, el yeso atenua la velocidad de reaacion dando un reposo de 40-120min FRAGUADO INICIAL Inicia aceleración de la reacción química, endurecimiento y perdida de plasticidad. GEL de hidratos de silicatos de calcio. Duración : 3h (Posible remezclado sin afección a las propiedades de la mezcla) FRAGUADO FINAL Endurecimiento definitivo, deformaciones permanentes, ensamble definitivo de sus partículas. ENDURECIMIENTO Estado final de la pasta, formación definitiva de solidos de hidratación. Hidratación continua indefinidamente.
  • 66. Tipos de cemento según su composición química TIPOS DE CEMENTO TIPO I Uso general TIPO II Resistencia moderada a sulfatos. Calor de hidratación moderado. Ambientes agresivos / vaciados masivos. TIPO III Desarrollo rápido de resistencia. Calor de hidratación elevado. Clima frio / Puesta en marcha adelantada. TIPO IV Bajo calor de hidratación Vaciado Masivo TIPO V Alta resistencia a sulfatos. Ambientes MUY agresivos. TIPO I-S Cemento + 25-70% escoria TIPO I-SM Cemento + 25% escoria. TIPO I-P Cemento + 15-40% Puzolana TIPO I-PM Cemento + 15% puzolana
  • 67. Materiales cementantes suplementarios NTP 334.104 Son aquellos cementos que han sido mezclados con una adición. Estas adiciones pueden ser: Escoria Ceniza volante Humo de Sílice Puzolanas Naturales ADICIÓN
  • 68. Tipos y clases de cementos disponibles en el Perú Tipo de cemento Cementos Portland Cementos Portland Adicionados y modificados Cementos Hidráulicos I V IP IPM ICo MS HS HE Norma NTP 334.009 334.090 334.082 UNACEM S.A.A. Lima Si Si Tarma Si Si Si Si Cemento Pacasmayo S.A.A. Si Si Si Si Si Si Cal y Cemento Sur S.A. Si Yura S.A. Si Si Si Fuente: Harmsen T. (2017) Diseño de estructuras de concreto armado, Fondo Editorial PUCP - Lima
  • 69. Conclusiones  El cemento portland es el material más usado en el sector de la construcción.  Los principales componentes de una mezcla de concreto convencional son: Agregados (Arena, piedra) , Cemento ,y agua de mezclado.  Las propiedades de cada componente del concreto afectan en la durabilidad, resistencia y rendimiento de este.