Investigacion Componentes Del Concreto PDF

TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO
“INSTITUTO TECNOLOGICO DE TAPACHULA”
CATEDRATICO:
ING. ISMAEL HIDALGO MARROQUIN
ALUMNOS:
CARLOS ALFREDO SALAS VELÁZQUEZ
MATERIA:
CONST. ESTRUC. DE CONCRETO
SEMESTRE: 8° GRUPO: “B”
CARRERA:
INGENIERIA CIVIL
N° DE CONTROL:
17510058
TRABAJO:
INVESTIGACION “COMPONENTES DEL CONCRETO”
17 DE SEPTIEMBRE DEL 2020.

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TAPACHULA
“LIBERTAD DE ESPIRITU EN CIENCIA Y TECNOLOGIA”
INDICE
INTRODUCCION………………………………………………………………………….3
DESARROLLO…………………………………………………………………………….4
 CEMENTO…………………………………………………………………………4
 ARENA……………………………………………………………………………10
 GRAVA……………………………………………………………………………12
 AGUA……………………………………………………………………………...15
 ADITIVOS…………………………………………………………………………18
BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………...…..21
2
INTRODUCCION
El concreto hidráulico es un material de gran uso en la construcción de obras civiles;

compuesto por un material aglutinante (cemento Pórtland hidráulico), agregados
pétreos (grava y arena), agua y en ocasiones aditivos. En el siguiente trabajo de
investigación se hablara de algunos materiales que componen el concreto como lo
son el cemento, la arena, la grava, el agua y los aditivos. A continuación se habla
de las definiciones de cada uno de estos materiales, el principal uso que se les da,
su composición química de algunos de ellos, sus propiedades y otros datos de suma
importancia para realizar la mezcla del concreto.
3
DESARROLLO
 CEMENTO
El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla

calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse
después de ponerse en contacto con el agua (fig. 1). El producto resultante de la
molienda de estas rocas es llamada clinker y se convierte en cemento cuando se le
agrega una pequeña cantidad de yeso para evitar la contracción de la mezcla al
fraguar cuando se le añade agua y al endurecerse posteriormente. Mezclado con
agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y
plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada
concreto u hormigón. Su uso está muy generalizado en la construcción y la
ingeniería civil.
Figura 1
-Composición química del cemento
Los elementos minerales principales que debe contener la materia prima son: El
óxido de Calcio ( CaO ), el Bióxido de Silicio ( SiO2), el Óxido de Aluminio ( Al203 ),
y el Óxido de Fiero ( Fe 2003 ), los cuales tienen que estar relacionados entre sí en
proporciones pre – establecidas, con el objeto de dar determinadas características
al clinker que de ellos se obtiene. Estos elementos pueden provenir de diferentes
4
minerales, como por ejemplo: la Caliza aporta el CaO, la Arcilla aporta SiO2 y el
Al203, la pirita o hematita aporta el Fe203, etc; teniendo que proceder a mezclarlos
previamente, o de una caliza que contenga todos los elementos en las debidas
proporciones, como es el caso muy especial de la materia prima de la fábrica de
Cementos Lima S. A. Ubicada en Atocongo.
-Composición química del Clinker y Cemento portland

Las materias primas que se usan para la fabricación del clinker, aportan con 4
óxidos fundamentales: SiO2, Al2O3, Fe2O3 y CaO, mientras que el MgO, Na2O, y
K2O, pueden considerarse como accidentales debido a su pequeño porcentaje. Por
consiguiente, la composición química del clinker se presenta por medio del sistema
cuaternario:
CaO – SiO2 – Al2O3 – Fe2O3
5
Los componentes típicos en que interviene los óxidos antes indicados, en la

composición centesimal de un cemento Portland, son:
Las propiedades físicas, químicas y mecánicas del cemento Pórtland varían

dependiendo del estado en que se encuentre, ya que el cemento posee una gran
variedad de minerales en sus componentes.
Los componentes del cemento Pórtland se presentan en fases que son: la alita (alto
contenido de C3S), la belita (se compone principalmente de C2S), el aluminato
(donde el material es rico en C3A) y el ferrito (es la solución sólida que está
compuesta por ferritos y aluminatos de calcio).
6
El cemento Pórtland tipo 1 está compuesto químicamente por un 48% de C3S, 27%
de C2S, 12% de C3A y un 8% de C4AF. Estos valores significan que este tipo de
cemento Pórtland compensa el calor de hidratación y aumenta de forma rápida la
resistencia mecánica (NIÑO HERNANDEZ, Jairo Rene, 2010). 17 Las propiedades
físicas y mecánicas del cemento son: densidad, finura, consistencia, tiempos de
fraguado, fraguado rápido, expansión, fluidez, resistencia a la compresión y
resistencia a la flexión.
-Clasificación según las las normas NMX
De acuerdo a la norma los cementos se clasifican conforme a tres aspectos:
-TIPO (Por los componentes básicos que definen al cemento)
-CLASE RESISTENTE (De acuerdo a su resistencia a la compresión en el tiempo)
-CARACTERÍSTICAS ESPECIALES (Son la resistencia a los sulfatos, la baja

reactividad álcali agregado, el bajo calor de hidratación y el color blanco)
CPO: Es un conglomerante formado a partir de una mezcla de clinker, caliza y yeso,

molidos finamente; el cemento mezclado con agua, grava y arena crea una mezcla
uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo una
7
consistencia denominada concreto. Este material es excelente para obras

en general
CPP: Especialmente diseñado para la construcción sobre suelos salinos. Resulta

ser el mejor para obras expuestas a ambientes químicamente agresivos.
CPEG: Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de

clinker portland, escoria granulada de alto horno y usualmente sulfato de calcio.
CPC: Presenta excelente durabilidad en prefabricados para alcantarillados y a los

concretos les proporciona una mayor resistencia química y menor desprendimiento
de calor.
CPS: Normalmente requiere el uso de energéticos súper-fluidificantes reductores

de agua en el concreto, a fin de mantener aceptablemente bajas las exigencias de
agua del mismo y su retracción hidráulica por secado.
CEG: Recomendable en aquellos casos donde el calor de hidratación sea muy bajo
2. CLASE RESISTENTE (De acuerdo a su resistencia a la compresión

en el tiempo) Esta Nueva Norma hace énfasis sobre los valores que en
este sentido deben cumplir los cementos producidos en México,
definiendo de esta manera cinco clases resistentes.
La clase resistente de un cemento se indica con los valores 20, 30 y

40. Si alcanza una resistencia rápida se añadirá la letra “R” en las clases
30 R y 40 R.
8
3. CARACTERÍSTICAS ESPECIALES (Son la resistencia a los sulfatos, la baja

reactividad álcali agregado, el bajo calor de hidratación y el color blanco).
RS: Resistente a los sulfatos
BRA: Baja reactividad Álcali Agregado
BCH: Bajo calor de hidratación
B: Blanco
9
 ARENA (Agregado fino)
La arena es un conjunto de fragmentos sueltos de rocas o minerales de tamaño

pequeño. En geología se denomina arena al material compuesto de partículas cuyo
tamaño varía entre 0,063 y 2 mm. Una partícula individual dentro de este rango es
llamada grano o clasto de arena. Los agregados finos comúnmente consisten en
arena natural o piedra triturada siendo la mayoría de sus partículas menores que 5
mm. Los agregados finos deben cumplir ciertas reglas para darles un uso ingenieril
óptimo: deben consistir en partículas durables, limpias, duras, resistentes y libres
de productos químicos absorbidos, recubrimientos de arcilla y de otros materiales
finos que pudieran afectar la hidratación y la adherencia de la pasta de cemento.
Las partículas de agregado que sean desmenuzables o susceptibles de
resquebrajarse son indeseables.
Los requisitos de la norma ASTM C 33, permiten un rango relativamente amplio en

la granulometría del agregado fino, pero las especificaciones de otras
organizaciones son a veces más limitantes. La granulometría más conveniente para
el agregado fino, depende del tipo de trabajo, de la riqueza de la mezcla, y del
tamaño máximo del agregado grueso. En mezclas más pobres, o cuando se
emplean agregados gruesos de tamaño pequeño, la granulometría que más se
aproxime al porcentaje máximo que pasa por cada criba resulta lo más conveniente
para lograr una buena trabajabilidad. En general, si la relación agua-cemento se
mantiene constante y la relación de agregado fino a grueso se elige correctamente,
se puede hacer uso de un amplio rango en la granulometría sin tener un efecto
apreciable en la resistencia. En ocasiones se obtendrá una economía máxima,
ajustando la mezcla del concreto para que encaje con la granulometría de los
agregados locales. Entre más uniforme sea la granulometría, mayor será la
economía. La granulometría del agregado fino dentro de los límites de la norma
ASTM C 33, generalmente es satisfactoria para la mayoría de los concretos. Los
10
límites de la norma ASTMC 33 con respecto al tamaño de las cribas se

indican a continuación:
Estas especificaciones permiten que los porcentajes mínimos (en peso) del material
que pasa las mallas de 0.30 mm (No.50) y de 0.15 mm (No.100) sean reducidos a
5% y 0%, respectivamente, siempre y cuando:
1.-El agregado se emplee en un concreto con aire incluido que contenga más de
237 kg de cemento por metro cúbico y tenga un contenido de aire superior al 3%.
2.-El agregado se emplee en un concreto que contenga más de 296 kg de cemento

por metro cúbico cuando el concreto tenga inclusión de aire.
3.-Se use un aditivo mineral aprobado para compensar la deficiencia del material
que pase estas dos mallas.
Otros requisitos de la norma ASTM son:
1. Que el agregado fino no tenga más del 45% retenido entre dos mallas
consecutivas.
2. Que el módulo de finura no sea inferior a 2.3 ni superior a 3.1, ni que varíe en
más de 0.2 del valor típico de la fuente del abastecimiento del agregado.
11
 GRAVA (Agregado grueso)
Se denomina grava a las rocas formadas por clastos de tamaño

comprendido entre 2 y 64 milímetros. Pueden ser producidas por el ser
humano, en cuyo caso suele denominarse «piedra partida», o resultado
de procesos naturales. En este caso, además, suele suceder que el
desgaste natural producido por el movimiento en los lechos de ríos haya
generado formas redondeadas, en cuyo caso se conoce como canto
rodado. Existen también casos de gravas naturales que no son cantos
rodados.
Los agregados gruesos consisten en una grava o una combinación de gravas o

agregado triturado cuyas partículas sean predominantemente mayores que 5 mm y
generalmente entre 9.5 mm y 38 mm. Los agregados gruesos deben cumplir ciertas
reglas para darles un uso ingenieril óptimo: deben consistir en partículas durables,
12
limpias, duras, resistentes y libres de productos químicos absorbidos,

recubrimientos de arcilla y de otros materiales finos que pudieran afectar la
hidratación y la adherencia de la pasta de cemento. Las partículas de agregado que
sean desmenuzables o susceptibles de resquebrajarse son indeseables.
13
El tamaño máximo de agregado que se utiliza en el concreto tiene su

fundamento en la economía. Comúnmente se necesita más agua y
cemento para agregados de tamaño pequeño que para mayores
tamaños.
El tamaño máximo de un agregado, es el menor tamaño de malla por el

cual todo el agregado debe pasar. El tamaño máximo nominal de un
agregado, es el menor tamaño de malla por el cual debe pasar la mayor
parte del agregado. La malla de tamaño máximo nominal, puede retener
de 5% a 15% del agregado dependiendo del número de tamaño. Por
ejemplo, el agregado de número de tamaño 67 tiene un tamaño máximo
de 25 mm y un tamaño máximo nominal de 19 mm. De 90% a 100% de
este agregado debe pasar la malla de 19 mm y todas sus partículas
deberán pasar la malla de 25 mm.
El tamaño máximo del agregado que puede ser empleado depende

generalmente del tamaño y forma del elemento de concreto y de la
cantidad y distribución del acero de refuerzo. Por lo común el tamaño
máximo de las partículas de agregado no debe sobrepasar:
1. Un quinto de la dimensión más pequeña del miembro de concreto.
2. Tres cuartos del espaciamiento libre entre barras de refuerzo.
3. Un tercio del peralte de las losas.
14
 AGUA
El agua es un ingrediente importante en la elaboración de las mezclas de concreto,

pues cumple la función de hidratar el cemento, para que desarrolle sus propiedades
ligantes y de endurecimiento.
Se recomienda que el agua sea limpia; es decir, agua que no posea partículas
extrañas (tales como materia orgánica, sustancias alcalinas, ácidos, aceites,
sulfatos, cloro flúor, azúcares, entre otros) que puedan afectar el comportamiento
de la mezcla tanto en estado fresco como endurecido.
Las impurezas pueden influir en el fraguado del cemento y posteriormente afectar

la resistencia mecánica de la mezcla y corroer el acero de refuerzo. Cuando el agua
tiene partículas en suspensión aumenta su demanda, ya que dichas partículas
absorben el agua calculada para la mezcla.
Se debe tener en cuenta la procedencia del agua a utilizar y hacer controles

periódicamente tanto de P.H. como de las impurezas. Se incluyen el análisis de
aguas marinas, aguas con impureza orgánicas, aguas con azúcares, aguas ácidas
y aguas alcalinas.
NIÑO HERNÁNDEZ, Jairo René, en su libro Tecnología del Concreto – Materiales,

Propiedades y Diseño de Mezclas, recomienda los siguientes valores de la tabla
2.3., para impurezas tolerables en el agua y la tabla 2.4., que son los posibles
efectos negativos que tendría el agua en la mezcla de concreto:
15
16
El agua cumple las siguientes funciones:
uando los agregados están en el

proceso de trituración, y su función es retirar impurezas y excesos de finos
presentes.
roducir una pasta hidratada con fluidez, que

permita la lubricación adecuada de la mezcla de concreto.
guado, es necesario suministrar agua

que garantice la completa hidratación del grano de cemento, con el fin de evitar la
deshidratación de la mezcla por la absorción de los materiales pétreos (grava y
arena) y aglutinantes (cemento) y evitar posibles fisuras dentro y por fuera de la
mezcla endurecida.
 ADITIVOS
Los aditivos son compuestos que se incorporan al concreto antes o durante el

mezclado y se usan para modificar algunas propiedades de la mezcla, a voluntad
del diseñador y/o constructor.
Generalmente los aditivos hacen que el concreto sea más durable, resistente y en
ocasiones evitan que la mezcla se agriete cuando se encuentra en estado
endurecido. Al igual que todos los componentes de la mezcla de concreto (cemento,
agua, grava y arena), los aditivos no están exentos de las pruebas de calidad, donde
se verifican la homogeneidad y uniformidad que las diferentes marcas de fabricantes
especifican. Los ensayos de control empleados para estos tipos de materiales de
construcción son:
violeta (Este ensayo sirve para

identificar los componentes activos).
Las normas que rigen estos ensayos son la NTC 1299 y la ASTM C 494, donde se
describe cada ensayo con sus rangos y/o parámetros, para el uso en el medio de la
construcción. Según la norma NTC 1299, hay varios tipos de aditivos que se
clasifican en cinco grupos, de acuerdo a los efectos que producen en la mezcla. En
la tabla 2.5. se muestra la clasificación y los efectos deseados de los aditivos en la
mezcla de concreto:
18
19
Los aditivos se usan principalmente para modificar las propiedades del concreto,
tanto en estado fresco como en estado endurecido, con el fin de hacer la mezcla de
concreto adecuada a las exigencias. Las funciones de los aditivos son:
ondiciones ambientales severas, durante las

etapas de mezclado, transporte, colocación y curado.
idad para el mismo contenido de agua de

la mezcla.
-Agregado.
20
BIBLIOGRAFIA
 https://es.wikipedia.org/wiki/Cemento#Propiedades_generales_del_cemento
 https://www.studocu.com/es-mx/document/centro-de-estudios-universitarios-
xochicalco/sistema-digestivo/resumenes/clasificacion-de-los-cementos-bajo-la-norma-
mexicana-nmx/6064367/view
 https://repository.usta.edu.co/bitstream/handle/11634/915/Diseno%20de%20mezclas%20de
%20hormigon%20por%20el%20metodo%20a.c.i..pdf?sequence=1&isAllowed=y
 http://fing.uach.mx/licenciaturas/IC/2012/01/26/MANUAL_LAB_DE_CONCRETO.pdf
 https://es.wikipedia.org/wiki/Grava
21

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TECNOLOGICO NACIONAL DE MEXICO

“INSTITUTO TECNOLOGICO DE TAPACHULA”

SEMESTRE: 8° GRUPO: “B”

INVESTIGACION “COMPONENTES DEL CONCRETO”

17 DE SEPTIEMBRE DEL 2020.

El concreto hidráulico es un material de gran uso en la construcción de obras civiles;

El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla

-Composición química del Clinker y Cemento portland

CaO – SiO2 – Al2O3 – Fe2O3

Los componentes típicos en que interviene los óxidos antes indicados, en la

Las propiedades físicas, químicas y mecánicas del cemento Pórtland varían

-Clasificación según las las normas NMX

De acuerdo a la norma los cementos se clasifican conforme a tres aspectos:

-TIPO (Por los componentes básicos que definen al cemento)

-CLASE RESISTENTE (De acuerdo a su resistencia a la compresión en el tiempo)

-CARACTERÍSTICAS ESPECIALES (Son la resistencia a los sulfatos, la baja

CPO: Es un conglomerante formado a partir de una mezcla de clinker, caliza y yeso,

consistencia denominada concreto. Este material es excelente para obras

CPP: Especialmente diseñado para la construcción sobre suelos salinos. Resulta

CPEG: Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de

CPC: Presenta excelente durabilidad en prefabricados para alcantarillados y a los

CPS: Normalmente requiere el uso de energéticos súper-fluidificantes reductores

2. CLASE RESISTENTE (De acuerdo a su resistencia a la compresión

La clase resistente de un cemento se indica con los valores 20, 30 y

3. CARACTERÍSTICAS ESPECIALES (Son la resistencia a los sulfatos, la baja

RS: Resistente a los sulfatos

BRA: Baja reactividad Álcali Agregado

BCH: Bajo calor de hidratación

 ARENA (Agregado fino)

La arena es un conjunto de fragmentos sueltos de rocas o minerales de tamaño

Los requisitos de la norma ASTM C 33, permiten un rango relativamente amplio en

límites de la norma ASTMC 33 con respecto al tamaño de las cribas se

2.-El agregado se emplee en un concreto que contenga más de 296 kg de cemento

Otros requisitos de la norma ASTM son:

 GRAVA (Agregado grueso)

Se denomina grava a las rocas formadas por clastos de tamaño

Los agregados gruesos consisten en una grava o una combinación de gravas o

limpias, duras, resistentes y libres de productos químicos absorbidos,

El tamaño máximo de agregado que se utiliza en el concreto tiene su

El tamaño máximo de un agregado, es el menor tamaño de malla por el

El tamaño máximo del agregado que puede ser empleado depende

1. Un quinto de la dimensión más pequeña del miembro de concreto.

2. Tres cuartos del espaciamiento libre entre barras de refuerzo.

3. Un tercio del peralte de las losas.

El agua es un ingrediente importante en la elaboración de las mezclas de concreto,

Las impurezas pueden influir en el fraguado del cemento y posteriormente afectar

Se debe tener en cuenta la procedencia del agua a utilizar y hacer controles

NIÑO HERNÁNDEZ, Jairo René, en su libro Tecnología del Concreto – Materiales,

uando los agregados están en el

roducir una pasta hidratada con fluidez, que

guado, es necesario suministrar agua

Los aditivos son compuestos que se incorporan al concreto antes o durante el

violeta (Este ensayo sirve para

ondiciones ambientales severas, durante las

idad para el mismo contenido de agua de

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