Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ
Mg. Ing. CARLOS VILLEGAS M. 2
Introduccin.
Objetivo.
I. Generalidades.
II. El cemento.
III. Naturaleza del concreto.
Conclusiones.
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El concreto es el material de construccin de
mayor uso en nuestro medio.
La calidad final del concreto depende en gran
medida del conocimiento de sus componentes,
del diseo de mezclas y la experiencia del
ingeniero tcnico.
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En general, existe cierto desconocimiento en
algunos aspectos;
- Componentes del concreto; cemento, agua,
arena, piedra y aditivos.
- Propiedades fsicas concreto; trabajabilidad,
fluidez, fragua, exudacin.
- Propiedades mecnicas; resistencia, flexin, compresin diametral (traccin).
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- Seleccin de las proporciones.
- Proceso de puesta en obra y colocacin del
concreto.
- Control de la calidad del concreto.
- Inspeccin, y mantenimiento de los elementos estructurales.
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Conocimientos necesarios que nos permitirn manejar el concreto.
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MAXIMOS AVANCES EN LA QUIMICA DE LOS ADITIVOS CON
BASE EN POLIMEROS DE LA MARCA SIKA
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CONCRETO CON ADITIVO
PLASTIFICANTE:
CONCRETO CON ADITIVO
SUPERPLASTIFICANTE:
CONCRETO
NORMAL:
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Concreto fluido con alto asentamiento se
coloca fcilmente, incluso en reas con alta
congestin de armadura.
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Conocer la naturaleza de los componentes del
concreto como el ; cemento, agregados, agua.
As tambin los aditivos en el concreto para
mejorar sus propiedades fsicas y mecnicas
del concreto en estado fresco y endurecido y la
adicin de minerales.
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a) CONCRETO: Producto artificial conformado por
una pasta, dentro del cual se encuentra los
agregados.
CONCRETO = PASTA + ARENA + PIEDRA + AIRE ATRAPADO
PASTA = CEMENTO + AGUA
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AGREGADOS = ARENA + PIEDRA CEMENTO
AGUA
AIRE
ATRAPADO
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b) COMPONENTES DEL CONCRETO:
Cemento, arena , piedra, agua y aire atrapado.
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Las propiedades del concreto estn
determinadas fundamentalmente por las
caractersticas fsicas y qumicas de sus
materiales componentes.
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What is Concrete?
Air / Porosity
Water
Cement
Fine Aggregate - Sand
Coarse Aggregate - Stone
1 cubic meter
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c) CONSTITUCIN DEL CONCRETO:
En un metro cbico de concreto
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AGREGADOS = ARENA + PIEDRA
CEMENTO
AGUA
=
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d) DIFERENTES MEZCLAS DE CONCRETO:
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ARENA
CEMENTO
AGUA
PIEDRA ADITIVO =
CONCRETO CON ADITIVO = MORTERO + PIEDRA + ADITIVO + AIRE ATRAPADO
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20 20
ARENA + PIEDRA
CEMENTO
AGUA =
MICROSILICE
ADITIVO
CONCRETO A. R. = MORTERO + PIEDRA + ADITIVO + MICROSILICE + AIRE ATRAPADO
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CEMENTO HIDRALICO:
Material inorgnico finamente dividido que,
amasado con agua, forma una pasta que
fragua y endurece en virtud a reacciones
qumicas con el agua generando el
proceso hidratacin del cemento, una
vez endurecido, conserva su resistencia y
estabilidad incluso bajo el agua.
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NOTA:
Fragua y endurece por reaccin qumica
con el agua (hidratacin del cemento).
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VIDEO PROCESO DE FABRICACION DEL CEMENTO ANDINO
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a.1) SILICATO TRICALCICO (C3S):
Fase denominada alita.
Constituye del 50% al 70% del clinker.
Se hidrata y endurece rpidamente.
Responsable, en gran parte al inicio del fraguado y la resistencia temprana (a mayor %
C3S mayor resistencia temprana).
Aporta resistencia a corto y largo plazo.
a.2) SILICATO DICALCICO (C2S):
Fase denominada belita.
Constituye del 15% al 30% del clinker.
Se hidrata y endurece lentamente.
Contribuye al incremento de la resistencia a edades mayores de 7 das.
Belita (C2S)
Alita (C3S)
a.3) ALUMINATO TRICALCICO (C3A):
Constituye aprox. del 5% al 10% del clinker.
Libera una gran cantidad de calor durante
los primeros das de hidratacin y
endurecimiento.
Contribuye al desarrollo de las resistencias
muy tempranas y al fraguado del
cemento.
Vulnerable a la accin de los sulfatos; Cementos con bajo % (C3A) resisten a los
suelos y aguas que contengan sulfatos.
a.4) FERROALUMINATO TETRACALCICO (C4AF):
Constituye aprox. del 5% al 15% del clinker.
Se hidrata con rapidez, contribuye muy poco a la resistencia. Su formacin reduce la temperatura
de clinkerizacin.
a.5) SULFATO DE CALCIO:
Yeso: CaSO4.2H2O
Anhidrita: CaSO4
Se adiciona al cemento (aprox. 5%), durante su molienda, para controlar el fraguado:
controla la hidratacin del (C3A).
Ayuda a controlar la contraccin por secado y puede influenciar la resistencia.
CEMENTOS PORTLAND:
Clinker + Yeso
CEMENTOS PORTLAND ADICIONADOS:
Clinker + Yeso + ADICIN MINERAL
Silicato diclcico hidratado
Silicato triclcico hidratado
Cemento portland hidratado
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ADICIN MINERAL:
Materiales inorgnicos que se incorporan al
cemento o al concreto, con el fin de mejorar sus
propiedades.
PRINCIPALES ADICIONES:
a)Puzolanas.
b)Escoria de Alto Horno.
c)Microslice.
d)Ceniza volante.
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PANTEHON DE ADRIANO: LA CUPULA MAS GRANDE DEL MUNDO HECHO CON PUZOLANA, CONSTRUIDO EN EL AO 123 d.c (FOTO: MARZO DEL 2010)
VISTA INTERIOR DE LA CUPULA
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33 COLISEO ROMANO ESTRUCTURA CONSTRUIDA A BASE DE PUZOLANA
EN EL AO 80 d.c (FOTO TAMADA EN MARZO DEL 2010) Mg. Ing. CARLOS VILLEGAS M.
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Micrografa de partculas de ceniza volante
(aumento 1000X)
Ceniza volante
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MICROSILICE
DISTRIBUCION GRANULOMETRICA Mg. Ing. CARLOS VILLEGAS M.
TIPO I: De uso general.
TIPO II: De uso general, especficamente cuando se
desea moderada resistencia a los sulfatos
o moderado calor de hidratacin.
TIPO III: Cuando se requiere alta resistencia inicial.
TIPO IV: Cuando se desea bajo calor de hidratacin.
TIPO V: Para emplearse cuando se desea alta
resistencia a los sulfatos.
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CEMENTOS PORTLAND
REQUISITOS FSICOS
290*
330*
----
----
----
----
290*
----
----
----
Calor de hidratacin,
7 das, mx, kJ/kg
28 das, mx, kJ/kg
0,10* (6 meses)0,10 (6 meses)0,04* (14 das)--------
Resistencia a los sulfatos,
% mximo de expansin.
0,800,800,800,800,80Expansin en autoclave,
%, mximo.
45
420
45
420
45
375
45
375
45
375
Tiempo de fraguado, min.
Inicial, mn.
Final, mx.
130
200
250
100
170
280*
80
150
210
100
170
280*
120
190
280*
Resistencia a compresin
3 das, kg/cm2, mn.
7 das, kg/cm2, mn.
28 das, kg/cm2, mn.
IP, I(PM), ICoASTM C 595
NTP 334.090
Tipo MSASTM C 1157
NTP 334.082
Tipo VASTM C 150
NTP 334.009
Tipo IIASTM C 150
NTP 334.009
Tipo IASTM C 150
NTP 334.009
REQUISITOS FSICOSNORMA ASTM
NORMA TCNICA PERUANA
*Requisito opcional.Mg. Ing. CARLOS VILLEGAS M.
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CEMENTOS PORTLAND
REQUISITOS QUMICOS
------------0,6*0,6*0,6*lcalis Equivalentes
(Na2O + 0,658 K2O), mx, %
------------58----Aluminato tricalcico(C3A), mx, %
------------0,750,750,75Residuo insoluble, mx, %
8,05,0----3,03,03,0Prdida por ignicin, mx, %
4,04,0----2,33,03,5Trixido de azufre (SO3), mx, %
6,06,0----6,06,06,0xido de magnesio (MgO), mx, %
Tipo ICo ASTM C 1157
NTP 334.090
Tipo IP, I(PM)ASTM C 595
NTP 334.090
Tipo MSASTM C 1157
NTP 334.082
Tipo VASTM C 150
NTP 334.009
Tipo IIASTM C 150
NTP 334.009
Tipo IASTM C 150
NTP 334.009
REQUISITOS QUMICOSNORMA ASTM
NORMA TCNICA PERUANA
*Requisito opcional. Mg. Ing. CARLOS VILLEGAS M.
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