TM Concrete Status - cecfic.uni.edu.pececfic.uni.edu.pe/archivos/concreto/concreto/Concrete...
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CONCRETO
¿Qué es el concreto?
http://youtu.be/RypjcHcLKHk
«Es un material compuesto, que consiste esencialmente de un medio adherente en el cual están embebidas partículas o fragmentos de agregados; en
el concreto de cemento hidráulico, el material adherente está formado por una mezcla de cemento
hidráulico y agua»
Fuente: ASTM C215
CONCRETO
¿Qué es el concreto?
http://youtu.be/psCtb3uGg_U
«Es un material compuesto que consiste esencialmente de un medio adherente en el cual están embebidas partículas o fragmentos de agregados; en
el concreto de cemento hidráulico, el material adherente está formado por una mezcla de cemento
hidráulico y agua»
«Mezcla de arena, piedra, agua y cementante hidráulico, que inicialmente tiene características de plasticidad y
moldeabilidad, para posteriormente endurecer y adquirir propiedades resistentes permanentes, haciéndolo ideal
como material de construcción»
Fuente: ACI 318
CONCRETO
¿Qué es el concreto?
Cemento + agua+ agregado fino + agregado grueso + aire + aditivos
PRODUCTO HÍBRIDO Propiedades finales dependen de las propiedades de sus componentes.
CONCRETO ¿Qué es el concreto?
Agregados (70%) Agua (18%)
Cemento (9%)
Adiciones (2%)
Aditivos (0,5%)
Aire (1%)
Vol.-%
Proporciones típicas en volumen absoluto de los componentes del concreto
COMPONENTES DEL CONCRETO
Componente Características
Cemento Responsable de la resistencia.
Agua Forman junto al cemento la piedra de cemento. Afecta
la durabiilidad
Agregados Llenan la matrix de cemento y determina la clase de
concreto.
Adiciones Dependiendo del tipo: se usa para mejorar las
características del concreto o como relleno (filler)
Aditivos Pueden afectar las características del concreto en
estado fresco y endurecido.
COMPONENTES DEL CONCRETO
Cemento
http://youtu.be/lu14VCP27Kc
Agregados (70%) Agua
(18%) Cemento (9%)
Adiciones
(2%)
Aditivos
(0,5%) Aire
(1%)
Vol.-%
COMPONENTES DEL CONCRETO
Cemento
Cemento: Es el material aglomerante hidráulico. Contiene materiales finamente molidos que luego se endurecen por hidratación, tanto en el aire como bajo el agua. Clinker: El Clinker esta conformado de óxidos minerales, de las cuales la caliza (CaO) y la sílice (SiO2) tienen la mayor proporción, estos óxidos tienen propiedades no hidráulicas. El tratamiento térmico que sufren causa que se combinen y que formen nuevos componentes los cuales son hidráulicos.
Preparación de la harina
1- Salida 2- Trituración (2-10 cm) 3- Transporte 4- Homogenización
Obtención del Clinker 5- Molienda de la harina 6- Filtro 7- Ciclones 8- Horno 9- Enfriado del clinker
Obtención Cemento 10- Almacén de clinker 11- Molienda 12- Envio
COMPONENTES DEL CONCRETO
Cemento
COMPONENTES DEL CONCRETO
Adiciones
Agregados (70%) Agua
(18%) Cemento (9%)
Adiciones
(2%)
Aditivos
(0,5%) Aire
(1%)
Vol.-%
Materiales Cementicios Suplementarios (SCM)
Reacción Hidraulica: Fraguan y endurecen por acción química con el agua. Reacción puzolánica: Reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio (cal hidratada) en presencia de la humedad de los compuestos, de tal forma poseen características de los cementos. SCM: Un material que, cuando se usa junto con el cemento Portland, contribuye a las propiedades del concreto endurecido mediante actividad hidráulica o puzolánica.
COMPONENTES DEL CONCRETO
Adiciones
SCM - Tipos
• Ceniza Volante (fly ash)
• Metakaolin
• Micro silice – Sika Fume • Humo de sílice • Escoria • Pizarra Calcinada
COMPONENTES DEL CONCRETO
Adiciones
COMPONENTES DEL CONCRETO
Agua
Agregados (70%) Agua
(18%) Cemento (9%)
Adiciones
(2%)
Aditivos
(0,5%) Aire
(1%)
Vol.-%
Agua Diferentes tipos de agua para concreto de acuerdo a:
Agua Potable No requiere ser evaluada.
Agua recuperada del proceso de la industria del concreto.
Agua subterránea.
Agua superficial natural y de procesos industriales.
Agua de mar o agua salobre. Puede ser usada para concretos sin armaduras.
Agua de desague No adecuada para el concreto
COMPONENTES DEL CONCRETO
COMPONENTES DEL CONCRETO
Agregados
Agregados (70%) Agua
(18%) Cemento (9%)
Adiciones
(2%)
Aditivos
(0,5%) Aire
(1%)
Vol.-%
Clasificación de agregados para concreto
Por su procedencia: Naturales o artificiales. Por su gradación: Fino y grueso. Por su densidad: Normales, ligeros o pesados.
COMPONENTES DEL CONCRETO
Agregados
Definiciones
Agregado fino (AF): Agregado que pasa por completo el tamiz 3/8, pasa casi completamente el tamiz N° 4 y encontramos retenidos hasta el tamiz N° 200. Agregado grueso (AG): Parte del agregado en que la mayor parte del retenido se encuentra hasta el tamiz N° 4.
COMPONENTES DEL CONCRETO
Agregados
Análisis granulométrico - Granulometría
«Representación numérica de la distribución volumétrica de partículas
por tamaños»
COMPONENTES DEL CONCRETO
Agregados
Tamices estándar ASTM
Denominación del
Tamiz
Abertura en
pulgadas
Abertura en
milímetros
3
1 ½
¾
3/8
N° 4
N° 8
N° 16
N° 30
N°50
N°100
N° 200
3
1.5
0.75
0.375
0.187
0.0937
0.0469
0.0234
0.0117
0.0059
0.0029
75
37.5
19
9.5
4.75
2.36
1.18
0.59
0.295
0.1475
0.0737
Requisitos ASTM para gradación de AF
Tamiz Porcentaje que pasa (en
masa)
9.5 mm (3/8” ) 100
4.75 mm (No. 4) 95 to 100
2.36 mm (No. 8) 80 to 100
1.18 mm (No. 16) 50 to 85
600 µm (No. 30) 25 to 60
300 µm (No. 50) 10 to 30
150 µm (No. 100) 2 to 10
Requisitos ASTM para gradación de AG
63 mm 50 mm 37.5 mm 25.0 mm 19 mm 9.5 mm
(2 1/2 pulg) (2 pulg) (1 1/2 pulg) (1 pulg) (3/4 pulg) (3/8 pulg)
1 90 mm A 37.5 mm (3 1/2
pulg a 1 1/2 pulg)
100 90 a 100 - 25 a 60 - 0 a 5 - - - -
2 63 mm a 37.5 mm (2 1/2
pulg a 1 1/2 pulg)
- - 100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 - 0 a 5 - -
3 50 mm a 25,0 mm (82 pulg a
1 pulg)
- - - 100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 - 0 a 5 -
357 50 mm a 4.75 mm (2 pulg a
Nnno 4)
- - - 100 95 a 100 - 35 a 70 - 10 a 30 -
4 37.5 mm a 19,0 mm (1 1/2
pulg a 3/4 pulg)
- - - - 100 90 a 100 20 a 55 0 a 15 - 0 a 5
467 37.5 mm a 4.75 mm (1 1/2 a
Nno 4)
- - - - 100 95 a 100 - 35 a 70 - 10 a 30
5 25 mm a 12.5 mm (1 pulg a
1/2 pulg)
- - - - - 100 90 a 100 20 a 55 0 a 10 0 a 5
56 25.0 mm a 9.5 mm (1 pulg a
3/8 pulg)
- - - - - 100 90 a 100 40 a 85 10 a 40 0 a 15
57 25.0 mm a 4.75 mm (1 pulg
a No4)
- - - - - 100 95 a 100 - 25 a 60 -
6 19.0 mm a 9.5 mm (3/4 pulg
a 3/8 pulg)
- - - - - - 100 90 a 100 20 a 55 0 a 15
67 19.0 mm a 4.75 mm (3/4
pulg a No4)
- - - - - - 100 90 a 100 - 20 a 55
8 9.5 mm a 2.36 mm (3/8 pulg
a No 8)
- - - - - - - - 100 85 a 100
89 9.5 mm a 1.18 mm (3/8 pulg
a No 16)
- - - - - - - - 100 90 a 100
9 4.75 mm a 1.18 mm (No4 a
No16)
- - - - - - - - - 100
HUSO TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL PORCENTAJE QUE PASA POR LOS TAMICES NORMALIZADOS
100 mm (4
pulg)
90 mm
(31/2 pulg)
75 mm (3
pulg)
12.5 mm (1/2
pulg)
7 12.5 mm a 4.75 mm (1/2
pulg a No4)
- - - - - - - 100 90 a 100 40 a 70
Lineamientos generales :
Aparte del tamaño máximo también la forma de los agregados influencia la demande de agua y las características del concreto fresco.
En algunos concretos especiales (concreto bombeado, SCC, etc.) recomendaciones especificas con relación a las curvas de gradación tienen que ser consideradas.
COMPONENTES DEL CONCRETO
Agregados
COMPONENTES DEL CONCRETO
Aditivos
Todos los estandares y guías definen los aditivos para concreto en diferentes maneras y formas, pero en esencia todos las descripciones son iguales:
Material que se adiciona en pequeñas proporciones (en relación al peso del cemento y/o adciones) durante el proceso del mezclado del concreto para cambiar una o varias caracteristicas del mismo en estado fresco o endurecido.
La química al servicio de la construcción !
Líquido o polvo que se utiliza para:
• Darle al concreto una propiedad que no tiene.
• Modificar alguna de las que tiene.
• En forma económica o funcional.
Qué es un aditivo?
Por qué usar aditivos?
• Con el fin de influir y cambiar las características del concreto en estado fresco como en estado endurecido y por lo tanto el cumplir con los requimientos y especificaciones del cliente.
• Mejorar la calidad.
• Mejorar la trabajabilidad, los tiempos de vaciado y desencofrado.
• Mejoras esteticas.
• Razones técnica: estructuras más resistentes y durables.
• Razones económicas.
Aditivos químicos reductores de agua y controladores de
fraguado – ASTM C 494
Tipo Clasificación
A Reductores de agua - Plastificantes
B Retardantes
C Acelerantes
D Plastificantes – Retardantes
E Plastificantes – Acelerantes
F Reductores de agua de alto poder – Superplastificantes
G Superplastificantes - Retardantes
Reductores de agua – Plastificantes (Tipo A) Reductores de agua de alto poder – Superplastificantes (Tipo F)
Aditivos para: • Reducir el agua de amasado. • Aumentar el asentamiento. • Reducir el agua de amasado y aumentar el
asentamiento.
Plastificantes • Reducen agua de amasado en 5 – 12%
Superplastificantes • Reducción de agua de amasado mayor al 12%
http://youtu.be/jWhy5RrBbWc
0,0%
5,0%
10,0%
15,0%
20,0%
25,0%
0 0,2% 0,4% 0,6% 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6% 1,8%
Dosage
Wate
r re
du
cti
on
%
Reductores de agua – Plastificantes (Tipo A) Reductores de agua de alto poder – Superplastificantes (Tipo F)
0,0%
5,0%
10,0%
15,0%
20,0%
25,0%
0 0,2% 0,4% 0,6% 0,8% 1,0% 1,2% 1,4% 1,6% 1,8%
Dosage
Wate
r re
du
cti
on
%
Pla
stif
ican
te
Sup
erp
last
ific
ante
Plastificantes y superplastificantes Productos
Reducción de agua
1930: Plastiment Lignosulfonatos hasta 10%
1980: Sikament Naftalenos hasta 20%
2000: ViscoCrete Polycarboxilatoss hasta 40%
2010: SikaPlast Nafta-Polycarbox. Hasta 30%
Desarrollo de plastificantes y superplastificantes:
Plastiment
Alt
a
Trabajabilidad Desarrollo de f’c a edad temprana
Red
ucció
n d
e a
gu
a
Baja
SikaPlast
Sikament
Viscocrete
Plastificantes y superplastificantes
Aplicaciones
Premezclado Verano
Alt
a
Desarrollo de f’c temprana
re
du
cció
n d
e a
gua
Baj
a
Premezclado Invierno
Premezclado y Prefabricado
Autocompactante
Trabajabilidad
Plastificantes y superplastificantes Aplicaciones
Repulsión electrostática entre partículas
Reduce la tensión superficial
Retarda el proceso de hidratación
Agua atrapada es liberada
Se mejora la trabajabilidad
Hasta 10% de reducción de agua
Agua libre
Partícula de cemento
Agua atrapada
Particula de cemento en floculación
Plastificantes y superplastificantes Plastiment
Repulsión electrostática entre partículas
Carga negativa entre partículas de cemento para que se repelan unas a otras
Mejora la trabajabilidad.
Hasta 20% de reducción de agua
Plastificantes y superplastificantes Sikament
Partícula de cemento
Plastificantes y superplastificantes Viscocrete
Repulsión electrostática entre partículas
Estructura molecular larga que actua como barrera entre partículas de cemento.
Previene la formación de grumos gracias a su gran dispersión de partículas de cemento.
Gran mejora de la trabajabilidad.
Hasta 40% de reducción de agua 2L2L
http://youtu.be/CSZxjQwDKF0
QUÉ: MEJORAR LA TRABAJABILIDAD INCREMENTAR LA CALIDAD(MENOR RATIO A/C) AMBOS EFECTOS EN SIMULTANEO
Cuándo: Optimización de diseño de mezcla Concretos de baja permeabilidad Concretos con resistencia a ciclos de congelamiento Concreto bombeado y Autocompactante Concreto de altas resistencias
Cómo: Utilizado plastificantes / súper plastificantes
Quién: Plantas de concreto pre mezclado Plantas de concreto pre fabricado Contratistas que elaboran concreto a pie de obra.
Plastificantes y súper plastificantes Resumen
Retardantes – Tipo B
Aditivos que retardan el inicio de fragua del concreto. El mantenimiento de la trabajabilidad del concreto se extiende debido al retardo del inicio de la fragua. Algunos retardantes que tienen retardo prolongado son utilizados en shotcrete. Se debería utilizar en concretos masivos con largos tiempos de instalación. Durante el verano o lugares donde la temperatura ambiental es elevada.
20 °C
Fase I Fase II Fase III
Junger Beton Erhärteter Beton Concreto
Fresco
Concreto
Joven
Concreto
Endurecido
4-6 horas 24 horas
fraguado
Retardantes – Tipo B Requisitos
Tiempo
Temp. C°
retardado
acc. retardado
C° normal
fragua
acelerado
Retardantes – Tipo B
Forma de accion
QUÉ: PROLONGAR LA HIDRATACIÓN / INICIO DE FRAGUA DEL CEMENTO
Cuándo: Se requiera prolongar el tiempo de fraguado Reducir la hidratación (concreto masivo) Extender el retardo (shotcrete) Concretos elaborado en clima caluroso
Cómo: Intervención química en la hidratación del cemento
Quién: Plantas de cocreto premezclado Contratistas que producen concreto en obra Productores de shotcrete
Retardantes – Tipo B Resumen
Acelerantes – Tipo C Definición
Acelerantes son aditivos, que aceleran el tiempo de fragua y/o las resistencias a tempranas del concreto o shotcrete. Hay productos, que pueden intervenir en la hidratación del cemento. El efecto de los aditivos acelerantes de fragua es diferente a los aditivos acelerantes de resistencias o aditivos anticongelantes.
Acelerantes – Tipo C Usos
• Para lograr rápidas resistencias: • Cuando haya requerimientos de resistencias a edades
tempranas. • Para rápida aplicación de cargas.
• En bajas temperaturas: • Durante la temporada de invierno. • Condiciones ambientales (sierra, montaña).
• Shotcrete: • Para fraguas muy rápidas y altas fuerzas de adhesión. • Para lograr capas más gruesas.
Acelerantes – Tipo C Tipos
Acelerante de fragua • Reduce el tiempo de inicio de fragua. • Incrementa las resistencias iniciales. • Para shotcrete: Sigunit. • Para prefabricados y resistencias a edades tempranas:
Sika 3, Sika 5, SikaCem Acelerante.
Acelerante de resistencia • Aceleran las resistencias inciales con o sin mover el
tiempo de fraguado. • Para plantas concreteras en tiempos de invierno fuertes
o climas muy frios.
Tiempo
Temp. C°
Ganancia de resistencia más rápida despues de la fragua final
No pierde trabajabilidad!
Tiempo de fragua no varía
Temperatura máxima se mantiene
Acelerantes – Tipo C Modo de acción – acelerante de resistencias – Sika Rapid 1
Acelerantes – Tipo C Modo de acción – acelerante de resistencias – Sika Rapid 1
• Altas resistencias tempranas se desarrollan luego de finalizada la fragua del cemento (depende mucho del tipo de cemento).
• Normalmente poca o nada de pérdida de trabajabilidad.
• Resistencia final es igual a la de un concreto sin este acelerante.
• Posibilidad de incremento de fisuras.
Temperatura máxima no cambia
Mayores f´c tempranas debido a fragua más rápida
Pierde trabajabilidad!
Temp. C°
Tiempo
Fragua inicial y final varia
Acelerantes – Tipo C Modo de acción – acelerante de fragua – Sika 3, Sika 5 – SikaCem Acelerate
Acelerantes – Tipo C Modo de acción – acelerante de fragua – Sika 3, Sika 5, SikaCem Acelerante • Rápida fragua en minutos o pocas horas. • Actualmente poco trabajabilidad después de adicionar a la
mezcla. • Rápido desarrollo de resistencias en horas. • Resistencia final puede reducirse, dependiendo del tipo de
acelerante utilizado.
Tiempo
F´c
Acelerante de fragua Shotcrete Sigunit®
Acelerante de f´c Concrete SikaRapid®-1
Concreto de referencia
Tie
mp
o d
e f
ragu
a
Acelerantes – Tipo C Acelerante – modo de acción - comparación
QUÉ: ACELERAR EL TIEMPO DE FRAGUA (ENDURECIMIENTO) / RESISTENCIAS
Cuándo: Concretos de alta resistencia inicial Concreto fabricado a bajas temperaturas ambietales Aplicaciones en shotcrete
Cómo: Intervención química en el proceso de hidratación
Quién: Productores de concreto pre fabricado Productores de concreto pre mezclado Contratistas que aplican Shotcrete
Acelerantes – Tipo C Resumen
CONCLUSIONES
Plastificantes • Plastiment, Sikament, SikaPlast y Viscocrete (10%, 20%, 30% y 40% de
reducción de agua respectivamente). • Sirven para: reducir agua (mejorar la calidad), aumentar el asentamiento
y ambos. Retardantes • Plastiment TM 12, Plastiment TM 14 y Plastiment TM15. • Sirven para: incrementar el tiempo de trabajabilidad (transportar el
concreto), reducir calor de hidratación y evitar juntas frias. Acelerantes • Sika 3, Sika 5, Sika Rapid 1 y Sigunit • Sirven para: acelerar el secado del concreto, lograr altas resistencias en
menor tiempo y reducir tiempos.