CURSO : TECNOLOGIA DEL CONCRETO Docente: Ing. Sagastegui Plasencia, Fidel German • • • • • • Cemento Agregado grueso Agregado fino Agua Aire Aditivos COMPONENTES DEL CONCRETO • El cemento portland está hecho de minerales cristalinos en polvo muy fino compuesto principalmente de silicatos de calcio y aluminio. La adición de agua a estos minerales produce una pasta la cual, una vez endurecida, alcanza una alta resistencia. Su gravedad específica varía entre 3.12 y 3.16 y pesa 94 lb/ ft3. CEMENTO PORTLAND • • • • 1. Cal ( CaO ) – de la piedra caliza 2. Sílice ( SiO₂ ) – de la arcilla 3. Alúmina ( Al₂O₃ ) – de la arcilla ( con muy poco porcentaje de magnesio, MgO, y algunas veces algunos álcalis). En ocasiones se adiciona a la mezcla óxido de hierro para ayudar a controlar su composición. Materiales en bruto que hacen el cemento: • 1. Molido de la mezcla en bruto de CaO, SiO₂ y Al₂O₃ con los otros ingredientes menores adicionados ya sea en forma seca o húmeda. A la forma húmeda se la llama lechada. • 2. Cargar la mezcla en el extremo más alto de un horno de secado rotatorio ligeramente inclinado. • 3. Mientras el horno está en operación, el material pasa de su extremo más alto al más bajo en un régimen predeterminado y controlado. Proceso de fabricación • 4. La temperatura de la mezcla es elevada al punto de fusión incipiente, esto es, la temperatura de escoria. Se conserva a esta temperatura hasta que los ingredientes se combinan para formar a 2700 °F el producto del cemento portland. Los gránulos, como suele llamarse a dicho producto, varían en tamaño desde 1/16 hasta 2 in, se les llama también escorias. Proceso de fabricación C • 5. Las escorias son enfriadas y molidas a la forma de polvo. • 6. Durante la trituración se adiciona un pequeño porcentaje de sulfato de calcio para controlar o retardar el tiempo de fraguado del cemento en el campo. • 7. La mayor parte del cemento portland final se lleva a silos para su almacenamiento a granel; alguna otra es empacada en bolsas de 94 lb para la venta al por menor. Proceso de fabricación • Concepto: • a. Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas, de origen natural o artificial, cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP. • b. Los agregados son la fase discontínua del concreto. Ellos son materiales que están embebidos en la pasta y ocupan entre el 62 °/₀ • y el 78 °/ ₀ de la unidad cúbica del concreto. • c. Un adecuado conocimiento de la naturaleza física y química del concreto, así como el comportamiento de éste, implica necesariamente el de los materiales que conforman la naturaleza terrestre, estudiados a la luz de la geología y, especialmente, de la petrología. EL AGREGADO • a. El agregado empleado en la preparación del concreto se clasifica en agregado fino, agregado grueso y hormigón, conocido este último como agregado integral. • b. Se define como agregado fino a aquel, proveniente de la de la desintegración natural o artificial de las rocas, que pasa el Tamiz de 3/8” y queda retenido en el Tamiz N° 200. • El más usual de los agregados finos es la arena, definida como el resultante de la desintegración natural de las rocas. Clasificación • c. Se define como agregado grueso a aquel que queda retenido en el Tamiz N° 4 y es proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas. El agregado grueso suele clasificarse en grava y piedra triturada o chancada. La grava es el agregado grueso proveniente de la desintegración y abrasión natural de los materiales pétreos. Se le encuentra naturalmente en canteras y lechos de ríos depositada en forma natural. • La piedra chancada, o piedra triturada, es el agregado grueso obtenido por trituración artificial de rocas y gravas. Clasificación • d. Se define como hormigón, o agregado integral, al material conformado por una mezcla, dosificada en proporciones arbitrarias, de grava y arena. Este material se da en forma natural en la corteza terrestre y se le emplea tal como se le extrae de la cantera. Clasificación • Las tres principales funciones del agregado en el concreto son: • a. Proporcionar un relleno adecuado a la pasta, reduciendo el contenido de ésta por unidad de volumen y, por lo tanto, reduciendo el costo de la unidad cúbica de concreto. • b. Proporcionar una masa de partículas capaz de resistir las acciones mecánicas, de desgaste, o de interperismo, que puedan actuar sobre el concreto. Funciones del agregado en el concreto • c. Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento; de humedecimiento y secado; o de calentamiento de la pasta. Funciones del agregado en el concreto • Las propiedades del concreto resultante del empleo de un agregado determinado dependen de : • a. La composición mineral de las partículas de agregado, la cual influye fundamentalmente sobre la resistencia, durabilidad y elasticidad del concreto. • b. Las características superficiales de las partículas, las cuales influyen especialmente sobre la trabajabilidad, fluidez y consistencia del concreto; así como sobre la adherencia entre la pasta y el agregado. Interrelación agregado concreto • c. La granulometría de los agregados fino y grueso, definida por sí misma, así como por la superficie específica, módulo de fineza y tamaño máximo del agregado grueso. Estas propiedades influyen fundamentalmente sobre las propiedades del concreto al estado no endurecido, sobre su densidad y sobre la economía de la mezcla. Interrelación agregado concreto • d. El volumen de agregado por unidad de volumen de concreto, el cual influye especialmente en los cambios de volumen debido a los procesos de humedecimiento y secado; a los procesos de calentamiento y enfriamiento; así como en el costo de la unidad cúbica del concreto. • e. La porosidad y absorción del agregado, las cuales influyen sobre la relación agua – cemento efectiva, así como sobre las propiedades del concreto al estado no endurecido. Interrelación agregado concreto • 1.- Hidratación • Se define como hidratación al proceso de reacción química del cemento en presencia del agua. La hidratación requiere de presencia de humedad, condiciones de curado favorables, y tiempo. Hidratación y curado del concreto • 2.- Curado • Se define como tiempo de curado al período el concreto es mantenido en condiciones de humedad y temperatura tales como para lograr la hidratación del cemento en la magnitud que se desea para alcanzar la resistencia seleccionada. Hidratación y curado del concreto • 1.- El agua empleada en la preparación y curado del concreto deberá cumplir con los requisitos de la NTP y ser de preferencia potable. • 2.- Está prohibido el empleo de aguas ácidas, calcáreas, minerales ya sea carbonatadas o minerales; aguas provenientes de minas o relaves, aguas que contengan residuos industriales, aguas con contenido de sulfatos mayor del 1°/₀ , agua que contengan algas, materia orgánica, humus o descargas de desagües, aguas que contengan azúcares o sus derivados. Igualmente aquellas aguas que contengan porcentajes significativo de sales de sodio o de potasio disueltas, en todos aquellos casos en que la reacción álcali – agregado es posible. Agua • 3.- Podrá utilizarse aguas naturales no potables, previa autorización de la Inspección, únicamente si: • a. Están limpias y libres de cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, álcalis, sales, materia orgánica u otras sustancias que puedan ser dañinas al concreto, acero de refuerzo o elementos embebidos. Agua • b. La calidad del agua, determinada mediante el análisis del laboratorio, cumplen con los valores que a continuación se indican; debiendo ser aprobadas por la Inspección las excepciones a los mismos: • Máximo • Cloruros 300 ppm. • Sulfatos 300 ppm. • Sales de Magnesio 150 ppm. • Sales solubres totales 1500 ppm. • pH mayor de 7 • Sólidos en suspensión 1500 ppm. • Materia orgánica 10 ppm. Agua • 1. Se define como aditivo a un material distinto del agua, del agregado o del cemento, el cual es utilizado como componente del concreto y que se añade a éste antes o durante el mezclado a fin de modificar una o alguna de sus propiedades. • 2. Los aditivos reductores de agua, retardadores, acelerantes, reductores de agua y acelerantes, reductores de agua y retardadores, deberán cumplir con los requisitos de las Normas NTP 339.086 o NTP 339.087 o los de la Norma ASTM C419 o ASTM C 1017. Aditivos • 3. Los aditivos incorporadores de aire deberán cumplir con los requisitos de la Norma NTP 339.086 o la Norma ASTM C 260. • 4. Las puzolanas y cenizas que se empleen como aditivos deberán cumplir con los requisitos de la Norma ASTM C 618. • 5. Los aditivos a ser empleados en la mezcla de concreto deberán cumplir con los requisitos de la Norma NTP 339.086. Su uso está limitado por lo indicado en las especificaciones técnicas especiales del proyecto y por la autorización del Inspector. Aditivos • 6. El empleo de aditivos no autoriza a modificar el contenido de cemento de la mezcla, salvo autorización expresa y por escrito de la Inspección bajo responsabilidad de la misma. • 7. los aditivos empleados en obra deberán ser de la misma composición, tipo y marca que los utilizados para la selección de las proporciones de la mezcla de concreto. Aditivos • 8. El Contratista deberá demostrar a la Inspección que con los aditivos seleccionados se podrán obtener en el concreto las propiedades requeridas; así como que ellos son capaces de mantener esencialmente la misma calidad, composición y comportamiento del concreto en toda la obra. Aditivos • 9. En la selección de la cantidad de aditivo por unidad cúbica de concreto se tendrán en consideración las recomendaciones del fabricante, las propiedades que se desea obtener en el concreto; las características de los agregados; la resistencia a la compresión especificada; las condiciones ambientales y de trabajo en obra; el procedimiento de colocación del concreto y los resultados de los ensayos de laboratorio. • 10. los aditivos cuya fecha de vencimiento se ha cumplido no serán utilizados. Aditivos
