materiales aglomerantes

1. MATERIALES AGLOMERANTES- ENSAYOS
MATERIALESDECONSTRUCCIÓN
Ing. Manuel E. Aguilar Rojas

2. ASFALTO
Producto sólido o semisólido de color negro o pardo oscuro, cuyos elementos
constituyentes son betunes o hidrocarburos y que se obtiene de depósitos naturales o de
la refinación del petróleo. Con el calor se reblandece y con el frío solidifica. El punto de
reblandecimiento depende del tipo de asfalto, variando entre 40 y 120ºC.
Químicamente el asfalto es un hidrocarburo, y físicamente tiene dos grandes
componentes:
- Asfaltenos (sólidos quebradizos).
- Maltenos (aceites pesados).
De la proporción de estos componentes resulta las diversas propiedades y usos del asfalto.
Dentro de sus propiedades podemos citar viscosidad, punto de reblandecimiento, etc

3. ASFALTO
La viscocidad es una característica
primordial para los asfaltos y es el
grado de solidez que tiene la mezcla.
Se mide por ensayo de penetración,
donde se dispone una aguja de
1mm2 cargada con 100grs sobre el
asfalto durante 5 segundos a 25ºC,
midiendo su penetración en décimas
de milímetros o centistokes.

4. Existen cinco categorías de asfaltos comerciales:
a) Asfaltos naturales de elevada pureza. Llamados generalmente betunes
naturales y se usan en la fabricación de lacas e impermeabilizantes.
b) Asfaltos naturales impuros. Contienen arcillas y minerales, con similares
aplicaciones al anterior.
c) Asfaltos de petróleo. Llamados asfaltos artificiales, constituyen el grueso de
los asfaltos usados en el mundo, sobretodo en pavimentación.
d) Asfaltos para techumbres. Llamados asfaltos soplados, se obtienen por
oxidación del residuo del petróleo mediante el uso de aire caliente,
aplicándose como impermeabilización en techos.
e) Asfaltos “cracking”. Se obtienen por descomposición térmica del petróleo,
aplicándose como alquitrán para carreteras

5. • Propiedades físico-químicas.
• Penetración
Es una medida de la consistencia del producto. Se determina midiendo en
décimas de mm la longitud que entra una aguja normalizada en una muestra
con unas condiciones especificadas de tiempo, temperatura y carga. Esto mide
si el producto es líquido, semisólido o sólido. La consistencia varía con la
densidad, disminuyendo la consistencia al aumentar la densidad.
• Susceptibilidad Térmica
Es la aptitud que presenta un producto para variar su viscosidad en función de
la temperatura. Los menos susceptibles son los oxidados, después los de
penetración y los que más susceptibles son los alquitranes.

6. • Punto de reblandecimiento
Es una medida de la susceptibilidad térmica. El punto de reblandecimiento
aumenta cuando aumenta la densidad y la penetración disminuye. Un ensayo
para su medida es el de anillo y bola (A y B) que consiste en aumentar la
temperatura, midiendo cuando la bola llega al fondo del recipiente arrastrando
el producto bituminoso.
• Índice de Penetración
Valor que da la susceptibilidad térmica de los betunes y se obtiene de otros
dos ensayos: el punto de reblandecimiento y el de penetración.

7. • Envejecimiento
Los betunes se ponen en obra en estado plástico. Luego van endureciendo,
aumenta la cohesión y crece la viscosidad y la dureza. Este fenómeno tiene
lugar hasta llegar a una dureza determinada. A partir de ahí, la cohesión
disminuye y el producto se vuelve frágil, muy sensible a los esfuerzos
bruscamente aplicados y a las deformaciones rápidas.

8. APLICACIONES DEL ASFALTO
• Pavimentos de carreteras:
Se pueden considerar las siguientes aplicaciones de productos bituminosos a
firmes de carreteras: riegos sin gravilla (de imprimación, riegos de
adherencia, de curado), riegos con gravilla, lechadas bituminosas y mezclas
bituminosas en frío o en caliente.
• Impermeabilizaciones:
Una de las aplicaciones más antiguas de los productos bituminosos ha sido la
impermeabilización de obras frente al paso del agua procedente del terreno,
de lluvia o contenida en depósito o tanques, así como en la protección de
estructuras frente a la acción erosionante del agua en movimiento.

9. APLICACIONES DEL ASFALTO
• Impermeabilización de edificios
El agua puede penetrar en una construcción a través de juntas entre las
piezas que forman la cubierta, a través de fisuras, por paredes batidas por las
lluvias y el viento, y también las humedades pueden proceder del terreno y
ascender por capilaridad en los muros o en los cimientos. La protección
contra las humedades debe realizarse en la fase constructiva del edificio ya
que "a posteriori" y una vez que han aparecido goteras y humedades es más
difícil y aventurado realizar esta protección.

10. CARACTERÍSTICAS
Viscosidad de aplicación. (fluidez)
Aplicación Viscosidad requerida (Centistokes)
Spray 20 – 100
Llenado de juntas 100 – 200
Impregnación 20 – 200
Impermeabilización 200 - 1000
Pintado 600
Recubrimiento 1000
Bombeado 1500 - 2000

11. Puzolana
• DEFINICIÓN
El ASTM , define: "Las puzolanas son materiales silíceos o alumino-silíceos
quienes por sí solos poseen poco o ningún valor cementante, pero cuando se
han dividido finamente y están en presencia de agua reaccionan químicamente
con el hidróxido de calcio a temperatura ambiente para formar compuestos con
propiedades cementantes".
También se puede decir que la puzolana es una adición mineral ,polvo muy fino
que mejora mucho el comportamiento del concreto en el estado fresco, actúa
con el hidróxido de calcio resultante de la hidratación del cemento produciendo
silicato de calcio hidratado en forma de tobermorita incrementando su
impermeabilidad y resistencia a los sulfatos. Todas estas estructuras
evindencian mayor durabilidad de los morteros puzolana – cal bajo condiciones
de exposición a climas templados o frío

12. Composicion quimica

13. PROPIEDADES DE LAS PUZOLANAS
Las propiedades de las puzolanas dependen de la composición química y
la estructura interna. Se prefiere puzolanas con composición química tal
que la presencia de los tres principales óxidos (SiO2, Al2O3, Fe2O3) sea
mayor del 70%. Se trata que la puzolana tenga una estructura amorfa. En
el caso de las puzolanas obtenidas como desechos de la agricultura
(Cenizas de la Caña de Azúcar y el Arroz), la forma más viable de mejorar
sus propiedades es realizar una quema controlada en incineradores
rústicos, donde se controla la temperatura de combustión, y el tiempo de
residencia del material. Si la temperatura de combustión está en el rango
entre 400-760 ºC, hay garantía de que la sílice se forma en fases amorfas,
de mucha reactividad. Para temperaturas superiores comienzan a
formarse fases cristalinas de sílice, poco aglomerantes.

14. CLASIFICACIÓN
• LAS PUZOLANAS NATURALES
Se clasifican en cuatro categorías:
Vidrios volcánicos no alterados,
Tufas volcánicas,
Arcillas o esquistos calcinados,
Sílices opalinas crudas o calcinadas.

15. PUZOLANAS ARTIFICIALES:
Cenizas volantes: Las cenizas que se producen en la combustión de carbón
mineral (lignito) fundamentalmente en las plantas térmicas de generación de
electricidad.
Arcillas activadas o calcinadas artificialmente: Por ejemplo residuos de la
quema de ladrillos de arcilla y otros tipos de arcilla que hayan estado sometidas
a temperaturas superiores a los 800 ºC.
Escorias de fundición: Principalmente de la fundición de aleaciones ferrosas en
altos hornos. Estas escorias deben ser violentamente enfriadas para lograr que
adquieran una estructura amorfa.
Las cenizas de residuos agrícolas: La ceniza de cascarilla de arroz y las cenizas
del bagazo y la paja de la caña de azúcar. Cuando son quemados
convenientemente, se obtiene un residuo mineral rico en sílice y alúmina, cuya
estructura depende de la temperatura de combustión..

16. • PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS
El reemplazo parcial del cemento por puzolana incrementa la resistencia del
concreto a los sulfatos y los ataques por agua de mar. Ello se debería a la
remoción de hidróxido libre que se forma en la forma en la hidratación del
cemento. El resultado es que la pasta endurecida contiene menos hidróxido
de calcio, más Silicato de calcio hidratado, y otros productos de baja
porosidad .la hidratación de mezclas de cemento hecho con puzolanas
naturales de origen volcánico indican que el refinamiento de los poros
resultante de la reacción puzolanica es importante para garantizar la
durabilidad química y la resistencia mecánica.

17. USOS
Las puzolanas de origen natural han sido empleadas en concretos
masivos, así como en construcciones de concreto y fabricación de
productos de concreto. Pueden ser empleadas como reemplazo parcial
del cemento Pórtland o como una adición al mismo. Algunas puzolanas
naturales han sido empleadas en la misma forma que las cenizas.
Hoy los cementos adicionados, consistentes de cemento Pórtland y
puzolana, se encuentran especificados por las normas ASTM C 595 y C
1157. Son empleados en construcciones de concreto por razones
económicas para ayudar a reducir el consumo de energía y alcanzar los
beneficios técnicos especificados.

18. • EFECTOS SOBRE LAS PROPORCIONES DE MEZCLA
Las proporciones óptimas para una combinación dada de puzolana cemento
Pórtland no pueden ser predichas. Cuando es emplea como reemplazo en igual
volumen o igual masa al cemento. Siendo la densidad de las puzolanas menor
que la del cemento el reemplazo por volumen es empleado en un porcentaje
dado. La masa de la puzolana puede ser mayor que la del cemento
reemplazado si el concreto es dosificado para óptimas propiedades y máxima
economía.
La cantidad de puzolana natural empleada varia significativamente en función
de la actividad puzolanas. Algunas se emplean en un rango del 15% al 35%
sobre la base de la masa del material cementante total en el concreto .las
puzolanas naturales mas reactivas pueden ser empleadas en bajas
concentraciones de 5% al 15% por masa del material cementante total.

19. EFECTO SOBRE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO
• Las puzolanas producen una mezcla cohesiva que mantiene una consistencia
plástica, mejorando la trabajabilidad
• Absorben el agua de la mezcla y la mantienen en el sistema, mejorando el
acabado.
• Su empleo reduce la segregación y exudación, e incrementa la resistencia.
• No requiere incremento en el contenido total de agua para la consistencia
deseada.
• La contracción por secado y la absorción del concreto endurecido no son
afectadas por su empleo, permite beneficios económicos al permitir una
reducción del contenido de cemento Pórtland en la mezcla.
• Son partículas suaves y redondeadas a fin de reducir la demanda de agua,
permitiendo máximas proporciones de materia sólida y mínimas de agua.

20. EFECTO SOBRE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO
• Contribuyen a la resistencia debido a su composición química y a sus
características físicas en términos al acomodo de partículas.
• Cuando se emplean puzolanas de baja actividad química para reemplazar
al cemento sobre la base de iguales volúmenes, la resistencia inicial
puede reducirse.

21. ESCORIAS DE ALTOS HORNOS
DEFINICION.
Las escorias de alto horno son el producto no metálico consistente esencialmente
de silicatos y alumino silicatos de calcio y de otras bases, que es desarrollado en
condición de función en forma simultánea con el hierro en hornos de función. las
escorias de alto horno enfriadas al aire son el material resultante de la solidificación
de las escorias de alto horno liquidas bajo condiciones atmosféricas , el subsecuente
enfriamiento puede ser acelerado por aplicación de agua a la superficie solidificada
.las escorias de alto horno un cemento hidráulico consiste esencialmente en una
mezcla intima y uniforme cemento Pórtland y escoria de alto horno finamente
granulada , cemento Pórtland y puzolana, o cemento Pórtland con escoria de alto
horno y puzolana, producida por la molienda intima de clinker de cemento Pórtland
con los otros materiales o por la mezcla de cemento Pórtland con los otros
materiales , o una combinación de molienda y mezcla . En la actualidad se utilizan
en la planta de cemento Pacasmayo, provenientes de la siderurgica de chimbote.

22. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS
• La sílice, calcio, aluminio, magnesio y oxigeno constituyen el 95% o mas
de la escoria de alto horno.
• Las escorias enfriadas lentamente son predominante cristalinas y por
tanto no poseen propiedades cementantes significativas. 6.3
ESPECIFICACIONES
La norma ASTM C989 proporciona tres grados de resistencia de las
escorias, dependiendo de su respectiva resistencia de mortero cuando son
mezcladas con una masa igual de cemento Pórtland. La clasificación son los
grados :120, 100y 80 basados sobre el índice de actividad de la escoria.

23. FACTORES QUE DETERMINAN LAS PROPIEDADES CEMENTANTES
Los principales factores que deberán influir en la efectividad del uso de
las escorias cementantes hidráulicos son:
a) Composición química de las escorias.
b) Concentración de álcalis del sistema
c) Contenido de vidrio de las escorias
d) Fineza de las escorias y del cemento Pórtland.
e) Temperatura en la fase inicial del proceso de hidratación.

24. ALMACENAMIENTO, MANEJO Y DOSIFICACIÓN
• Las escorias deberán ser almacenadas en silos para proporcionar
protección contra daños y contaminación. Cuando se emplea silos con
compartimentos, deberá efectuarse chequeos periódicos para evitar la
contaminación del material almacenado las escorias son manejadas con la
misma clase de equipo que el cemento Pórtland, Vaciado y limpieza
periódicos son recomendables.
• Las escorias deberán ser dosificadas por peso de acuerdo con los
requerimientos del ACI 304r y ASTM C94. Cuando la escoria es dosificada
acumulativamente en el mismo equipo de pesado que el cemento, la
escoria deberá seguir en el pesado al cemento. Cuando las escorias son
introducidas en la mezcladora, es preferible introducirlas conjuntamente
con los otros componentes de la mezcla de concreto

25. EFECTO SOBRE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO
• Trabajabilidad. Los concretos con escorias tienen mejores características en
cuanto se refiere a la trabajabilidad y facilidad de coloración, siendo ello
debido a las características superficiales de las escorias que crean planos muy
suaves en la pasta. Ello también origina que poca o ningún agua pueda ser
absorbida por estas durante el mezclado inicial. Así, los concretos con
escorias presentan mayor trabajabilidad debido al incremento de pasta y de
la cohesividad de la mezcla.

26. • Tiempo de fraguado Puede esperarse un incremento en el tiempo de
fraguado cuando se emplea escorias como reemplazo del cemento en las
mezclas. El incremento depende de la temperatura inicial del concreto, la
proporción de mezcla empleada, la relación agua / material cementante, y
las características del cemento Pórtland. En general el tiempo de fraguado
inicial se prolonga en media a unas temperaturas. En altas temperaturas
puede ser, deseable una mas lenta longitud de fraguado, pero debe
tenerse cuidado para minimizar el agrietamiento por contracción plástica

27. • Exudación El efecto de las escorias sobre la exudación de la mezcla
depende de la fineza de la escoria cuando se la compara con la del
cemento, así como el efecto combinado de estos dos cementantes. Si la
escoria es más fina que el cemento la exudación se reduce. si la escoria
es más gruesa, la magnitud y velocidad de la exudación pueden
incrementarse. El tiempo de fraguado y la calidad no absorbente de las
escorias densas pueden contribuir al incremento de la exudación.

28. EFECTO SOBRE LAS PROPIEDADES DE CONCRETO ENDURECIDO
• Modulo de elasticidad Se han encontrado el mismo módulo de elasticidad
en concretos que contenían cemento pórtland con escoria de alto horno
cuando se los comparaba con concreto preparado con cemento pórtland
tipo I.
• Escurrimiento y contracción en los casos de la contracción y el escurrimiento
plástico del concreto algunas investigadores han encontrado pocas
diferencias cuando los cemento pórtland con escoria fueron comparados
con los cementos pórtland., otros han informado de mayores escurrimiento
plásticos y contracción cuando se empleo diversas mezclas de escorias . Se
ha concluido que el incremento en la contracción puede ser debido al mayor
volumen de pasta en el concreto cuando la escoria es sustituida sobre la
base de igual masa.

29. • Influencia de curado
El concreto con escorias deberá ser mantenido en condiciones favorables de
humedad y temperatura durante su primera etapa, a fin de permitirle
desarrollar su potencial de resistencia y durabilidad. El concreto mezclado
con escorias o como ingrediente separado, experimenta pérdida de
resistencia de la misma magnitud cuando el curado se detiene a los 3 días
cuando la escoria es mayor del 30% el concreto es mas susceptible a las
condiciones de curado pobre que los concretos sin escoria.

30. • Efecto de la temperatura La presencia de escorias en el concreto reduce la elevación de
temperatura en concreto masivo. De acuerdo a los ensayos de la norma ASTM C 186, las
mezclas con escorias producen las mayores acumulaciones de calor.
• a) Los incrementos en la resistencia a los sulfatos no solo dependen del contenido del
contenido de C3A sino también del contenido de alúmina de la escoria.
• b) Cuando el contenido de alúmina de la escoria es menor del 11% se aprecia un incremento
en la resistencia a los sulfatos independientemente del contenido de C3A del cemento
cuando se emplea escorias entre 20%y 50%
• c) Si se tiene una reducción del hidróxido del calcio soluble en la formación de los hidratos
del silicato del calcio, las posibilidades de formación del sulfo aluminato de calcio (etringita)
se reducen.
• d) La resistencia al ataque por sulfatos depende de la permeabilidad del concreto o la pasta.
La formación de silicato del calcio hidratado en los poros , normalmente ocupados por álcalis
e hidróxido de calcio, reduce la permeabilidad de la pasta y previene la introducción de
sulfatos agresivos .

31. ENSAYOS
• CEMENTO
• a. Finura o Fineza
Permeabilimetro de Blaine, Turbidimetro de Wagner.
• b. Peso Especifico.
Ensayo del Frasco de Le Chatelier (NTP 334.005).
• c. Tiempo de Fraguado.
Agujas de Vicat : NTP 334.006, Agujas de Gillmore : NTP 334.056.
• d.Estabilidad de Volumen
Ensayo en Autoclave : NTP 334.004 (99)

32. ENSAYOS
• CEMENTO
• e. Resistencia a la Compresión
Ensayo de compresión en probetas cúbicas de 5 cm (con mortero
cemento-arena normalizada): NTP 334. 051 (98) Se prueba a diferentes
edades : 1,3,7, 28 días. Importancia: Propiedad que decide la calidad de
los cementos.
• f.Contenido de aire
Pesos y volúmenes absolutos de mortero C-A en molde cilíndrico
estándar: NTP 334.048 (97) Importancia: Concretos con aire atrapado
disminuye la resistencia (5% por cada 1 %)

33. ENSAYOS
• CEMENTO.
• g.Calor de Hidratación
Ensayo del Calorímetro de Langavant o el de la Botella Aislante. Se
emplea morteros estándar: NTP 334.064

34. Normatividad:
• Cemento Portland NPT 334.009 ASTM c150
• Cemento adicionados NTP 334.090 ASTM c595
• Cementos performance NPT 334.082 ASTM c115
• NTP 334.001:2011 CEMENTOS. Definiciones y nomenclatura
• NTP 334.002:2013 CEMENTOS. Determinación de la finura expresada por la
superficie específica(Blaine)
• NTP 334.004:2008 CEMENTOS. Ensayo en autoclave para(Revisada el 2013)
determinar la estabilidad de volumen
• NTP 334.006:2013 CEMENTOS. Determinación del tiempo de Fraguado del
cemento hidráulico utilizando la Aguja de Vicat

35. • NTP 334.007:2011 CEMENTOS. Muestreo e inspección
• NTP 334.048:2014 CEMENTOS Determinación del contenido de aire en
morteros de cemento hidráulico
• NTP 334.051:2013 CEMENTOS. Método de ensay para determinar la
resistencia a la compresión de morteros de Cemento Portland usando
especímenes de 50 mm de lado
• NTP 334.052:2013 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar el falso
fraguado del cemento.Método de la pasta

36. • NTP 334.056:2016 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar los
tiempos de fraguado de pasta de cemento Portland por medio de las
agujas de Gillmore
• NTP 334.064:2009 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar el
calor de hidratación de cementos Portland. Método por disolución
• NTP 334.065:2009 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar la
expansión potencial de los morteros de cemento Portland expuestos a
sulfatos
• NTP 334.072:2011 CEMENTOS. Determinación de la finura
delcemento Portland por medio del turbidímetro

37. • NTP 334.075:2013 CEMENTOS. Cemento Portland. Método de ensayo
normalizado para optimizar el SO3usando resistencia a la compresión
a las 24horas.
• NTP 334.085:2015 CEMENTOS. Aditivos de proceso a usar se en la
producción de cementos Portland
• NTP 334.086:2016 CEMENTOS. Método para el análisis químico del
cemento
• NTP 334.093:2016 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar la
expansión de barras de mortero de cemento hidráulico curadas en
agua

38. • NTP 334.111:2002 CAL Y PIEDRA CALIZA. Definiciones y nomenclatura
• NTP 334.171:2009 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar el
calor de hidratación del cemento Portland. Método del calorímetro
isotérmico
• NTP MÉTODOS D E ENSAYO………69
• NTP MUESTREO……………………....04
• NTP REQUISITOS……………………..12
• NTP DEFINICIONES……………………2

39. NTP DE CONCRETO Y SU EQUIVALENTE ASTM
• 339.009 Tubos de C. S . A S TM C 1 4
• 339.038 Tubos de C. A. A S TM C 7 6
• 339.114 C. Premezclado A S TM C 9 4
• 341.031 Barras de const. A S TM A 6 1 5
• 339.191 Aditivos construcc. A S TM C 1 4 1
• 339.088 Agua de mezclado A S TM C 1 6 0 2
• 400.037 Agregados concreto A S TM C 3 3

40. CEMENTOS ESPECIFICACIÓN DE LA PERFORMANCE
NTP 334.082 ESPEJO DE LA ASTM C 1157
No existen restricciones de la composición del cemento o de sus
constituyentes.
Tipo GU.- Uso general.
Tipo HE.- De alta resistencia inicial
Tipo MS.- De moderada resistencia a los sulfatos.
Tipo HS.- De alta resistencia a los sulfatos.
Tipo MH.- De moderado calor de hidratación.
Tipo LH.- De bajo calor de hidratación.

41. ENSAYOS
YESO
• Ensayo de finura UNE –EN 13279-2:2004
• Ensayo de Comprensión en el yeso UNE –EN 13279-2
• Ensayo de flexión en el yeso UNE-EN 13279-2
• Ensayo de fraguado UNE-EN 13279-2, también denominado método
cuchillo.

42. ENSAYOS
CAL
Toma de muestras
Expansion
Plasticidad
Capacidad de arena
Rendimiento
Dureza
Tiempo de fraguado
Contracción
Resistencia a tracción y compresión.

43. GRACIAS