Clase 1 Componentes Del Concreto
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4. CEMENTO
Según la norma técnica peruana, el cemento Portland es un cemento hidráulico producido
mediante la pulverización del Clinker compuesto esencialmente por silicatos del calcio
hidráulicos y que contiene generalmente una o más de las formas sulfato de calcio como
adición durante la molienda, es decir:
Cemento Pórtland = Clinker Pórtland + Yeso
El Clinker Pórtland es un producto semiacabado de forma de piedras negruzcas de tamaño
¾” aproximadamente, obteniendo de la calcinación de una mezcla de materiales calcáreos y
arcillosos en proporciones convenientes, hasta llegar a una fusión incipiente (Clinkerización)
a 1450 °C. Está compuesto químicamente por silicatos de calcio, aluminatos de calcio, ferro
aluminatos de calcio y otros en pequeñas cantidades, los cuales se forman por la
combinación de Oxido de Calcio (CaO) con los otros óxidos: dióxido de silicio (SiO2), óxido
de aluminio (Al2O3) y óxido férrico (Fe2O3).
El Clinker Pórtland se enfría rápidamente y se almacena en canchas al aire libre. El cemento
Pórtland es un polvo muy fino de color verdoso. Al mezclarlo con agua forma una masa
(pasta) muy plástica y moldeable que luego de fraguar y endurecer, adquiere gran
resistencia y durabilidad.
4.1. PROPIEDADES DE LOS COMPONENTES PRINCIPALES
Después del proceso de formación de Clinker y molienda final, se obtienen los siguientes
compuestos establecidos por primera vez por Le Chatelier en 1852, y que son los que
defienden el comportamiento del cemento hidratado y que detallaremos con su fórmula
química, abreviatura y nombre corriente:
a. Silicato Tricíclico (3CaO.SiO₂→ C₃S→Alita).
Es el más importante de los compuestos del cemento
Determinan la rapidez o velocidad de fraguado
Determina la resistencia inicial del cemento
El calor de hidratación es equivalente a 120 cal/gr. Este compuesto tiene mucha
importancia en el calor de hidratación de los cementos
Contribuye una buena estabilidad de volumen
Contribuye a la resistencia al intemperismo
b. Silicato Dicálcio (2CaO.SiO₂→C₂S→ Belita)
Es el segundo en importancia
Endurece con lentitud
Alcanza elevada resistencia a la comprensión a largo plazo (después de prolongado
endurecimiento)
El valor de hidratación en equivalente a 63 cal/gr
Contribuye a la resistencia al intemperismo junto al C3S
CURSO: TECNOLOGIA DEL CONCRETO
DOCENTE: ING. GIOVANA J. BLAS OCEDA
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Tipo ICo: Corresponde al cemento tipo I mejorado con mayor plasticidad, se puede
utilizar en obras de concreto y de concreto armado en general, morteros en general,
especialmente para tarrajeo y asentado de unidades de albañilería, pavimentos y
cimentaciones.
comprensión del orden de no menos 90% de las muestras similares preparadas con
agua potable.
Está prohibido el empleo de aguas acidas, calcáreas, minerales carbonatadas o naturales,
aguas provenientes de minas, aguas que contengan residuos industriales; aguas salobres o
con un alto contenido de sulfatos mayor del 1%; aguas que contengan algas, material
orgánica, humus o descargas de desagües.
5.2.UTILIZACIÓN DE AGUAS NO POTABLES
Se empleara aguas no potables únicamente si:
a. El agua es sometida a un análisis químico en un laboratorio, obteniéndose como
máximo los siguientes valores:
El agua elegida deberá estar totalmente libre de azucares o sus derivados. Igualmente lo
estará de porcentajes significativos de las sales de sodio o potasio disueltas, en todos
aquellos casos en que la reacción álcali-agregado es posible.
Las sales u otras sustancias nocivas que puedan estar presentes en los grados y/o aditivos,
deben adicionarse a la cantidad que pueda aportar el agua de mezclado cuando se
efectuara la evaluación del contenido total de sustancias inconvenientes.
El agua empleada en la preparación de concretos para elementos presforzados, o para
concretos que tengan embebidos elementos de aluminio o de fierro galvanizado, incluyendo
la proporción del agua de la mezcla con la que contribuye la humedad libre de los agregados
o las soluciones de aditivos, no deberá contener cantidades de ion cloruros mayores de
300pp.
No se utilizara en la preparación del concreto en el curado del mismo, así como en el
lavado del equipo, aguas acidas; calcáreas, minerales carbonadas o naturales; aguas con
contenido mayor de 3% de cloruro de sodio y/o 3.5% de sulfatos; aguas con algas,
orgánicas, de desagüe y, en general, todas aquellas que no cumplan con los acápites
anteriores.
La suma de los contenidos de ion cloruro presentes en agua y los demás componentes de la
mezcla (agregados y aditivos), no deberá exceder de los valores indicados.
ASTM C 109 “Test Method for Compresssive Strength of Hydraulic Cement Mortar”
(empleando especímenes cúbicos de 2” o 50mm).
Observaciones:
Casi todas las aguas naturales que son débiles (potable) y que no tienen olor o
pronunciados, son satisfactores para ser empleadas como aguas de mezclado en la
preparación del concreto. Las impurezas, cuando son excesivas pueden no solo afectar no
solo el tiempo de fraguado, la resistencia del concreto, y la estabilidad de volumen (cambios
de longitud, sino que también pueden causar eflorescencias o corrosión del refuerzo.
Cuando ello sea posible, las aguas con altas concentraciones de solidos disueltos deberán
ser evitadas.
5.4. ALMACENAMIENTO
El agua a emplearse en la preparación del concreto se almacenara, de preferencia, en
tanques metálicos o silos. Se tomaran las precauciones que eviten su contaminación
6.3.CLASIFICACION
No es fácil clasificar los aditivos, debido a que ellos pueden ser clasificados genéricamente
o con la relación a los efectos característicos derivados de su empleo; pueden modificar más
de una propiedad del concreto; así como a que los diversos productos existentes en el
mercado no cumplen las mismas especificaciones.
Adicionalmente debe indicarse que los aditivos comerciales pueden contener en su
composición materiales los cuales, separadamente podrían ser incluidos en dos o más
grupos, o podrían ser cubiertos por dos o más normas ASTM o recomendaciones ACI.
De acuerdo a la norma ASTM C 494, los aditivos se clasifican en:
TIPO A: reductores de agua.
TIPO B: reductores de fragua.
TIPO C: acelerantes.
TIPO D: reductores de agua- retardadores de fragua.
TIPO E: reductores de agua- acelerantes.
TIPO F: súper reductores de agua.
TIPO G: súper reductores de agua – acelerantes.
Existen otros tipos de clasificaciones de aditivos de acuerdo a los efectos de su empleo o a
los tipos de materiales constituyentes. La recomendación ACI 212 clasifica a los aditivos en
los siguientes grupos:
Acelerantes, los cuales tienen por finalidad incrementar significativamente al desarrollo
inicial de resistencia en compresión y/o acordar el tiempo de fraguado.
Deberán cumplir con los requisitos de las normal ASTM C 494 o C 1017, o de las
normas NTP 339.086 o 339. 087.
Icorporadores de aire, os cuales tienen por objetivo mejorar el comportamiento del
concreto frente a los procesos de congelación y deshielo que se producen en sus poros
capilares cuando él está saturado y sometido temperatura bajo 0°C. estos aditivos
deberán cumplir con los requisitos de la norma NTP 339.086 o de la norma ASTM
C260.
Reductores de agua y reguladores de fragua, los cuales tienen por finalidad reducir los
requisitos de las normas NTP 339.086 o 339.087, o de las normas ASTM C 494 o C
1017.
Aditivos minerales, ya sean cementantes o puzolánicos, los cuales tienen por finalidad
mejorar el comportamiento al estado fresco de mezclas deficientes en partículas muy
finas y, en algunos casos, incrementar la resistencia final del concreto.
Las puzolanas y cenizas deberán cumplir con los requisitos de la norma ASTM C 618. Las
escorias de alto homo finamente molidas y las microsílices deberán cumplir con los
requisitos de la norma ASTM C 989. A los aditivos de este grupo en la actualidad se les
considera como adiciones.
Generadores de gas, tienen por finalidad controlar los procesos de exudación y
asentamiento mediante la liberación de burbujas de gas en la mezcla fresca.
Aditivos para inyecciones, tiene por finalidad retardad el tiempo de fraguado en
cimentaciones especiales en las que las distancias de bombeo son muy grandes.
Productores de expiación, tienen por finalidad minimizar los efectos adversos de la
contracción por secado del concreto.
Floculantes, tienen por finalidad incrementar la velocidad de exudación y disminuir el
volumen de esta, al mismo tiempo que reducen el flujo e incrementan la cohesividad y
rigidización inicial de la mezcla.
Impermeabilizantes, los cuales tiene por finalidad contribuir a controlar las filtraciones a
través de las grietas, reduciendo la penetración del agua, en un concreto no saturado,
desde el lado húmedo al lado seco.
Reductores de permeabilidad, los cuales tiene por finalidad reducir la velocidad con la
cual el agua puede circular a través de un elemento de concreto saturado bajo una
gradiente hidráulica mantenida externamente.
Superplastificantes, también conocidos con aditivos reductores de agua de alto rango,
los cuales tienen por finalidad reducir en forma importante el contenido de agua del
concreto manteniendo una consistencia dada y sin producir efectos indeseables sobre
el fraguado. Igualmente se emplean para incrementar el asentamiento sin necesidad de
aumentar el contenido de agua de la mezcla. Igualmente se emplean para incrementar
el asentamiento sin necesidad de aumentar el contenido de agua de la mezcla.
Considerando lo antes expuesto el tipo de aditivo a emplearse será el aditivo para aumentar
resistencias, trabajabilidad y fluidez. Encontrando dentro de este grupo varios aditivos
que actualmente se comercializan en el mercado como son los siguientes:
Aditivo reductor de agua- plastificante y retardante de fraguado.
Aditivo reductor de agua de rango medio, plastificante y retardante de fraguado.
Aditivo reductor de agua de rango medio-plastificante de corto retardado.
Aditivo reductor de agua de rango medio-plastificante y retardante de fraguado con
exclusión de aire.
Aditivo reductor de agua de alto rango superplastificante
a. AGREGADO
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 400.011.
Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos
en la pasta y que aproximadamente el 70% al 80% del volumen de la unidad cubica de
concreto.
b. TAMAÑO MÁXIMO
Corresponde al menor tamiz por el que pasa toda la muestra de agregado.
d. MÓDULO DE FINEZA
Criterio establecido en 1995 por Duff Abrams a partir de las granulometrías del material se
puede intuir una fineza promedio del material utilizando la siguiente expresión.
∑ %𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑟𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜𝑠 (1 1/2.38 𝑁 4 .𝑁 8.𝑁 16.𝑁 30.𝑁 50 𝑌 𝑁1𝑂𝑂)
MF=
100
7.2.CLASIFICACIÓN
Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son:
a. POR SU NATURALEZA
Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente,
además los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en agregado grueso,
fino y hormigón (agregado global).
- El agregado fino, consistirá en arena natural, o una combinación de ambas definiéndose
como aquel proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas, el cual pasa
la Malla 3/8” y cumple con los límites establecidos en las normas NTP 400.037 ASTM C
33.
- El agregado grueso, es aquel material retenido en el Tamiz NTP 4.75 mm (n° 4) y que
cumple con los límites establecidos en la norma 400.037.
- El hormigón, es el material conformado por una mezcla de arena y grava este material
mezclado en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en corteza terrestre y
se emplea tal cual se extraen en la cantera.
b. POR SU DENSIDAD:
Se pueden clasificar en agregados de peso específico normal comprendidos entre 2.50 a
2.75, ligeros con pesos específicos menores 2.5, y agregados pesados cuyos específicos
son mayores a 2.75.
c. POR EL ORIGEN, FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL
Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geométrica compuestos
aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En términos descriptivos la forma
de los agregados puede ser:
Angular: poca evidencia de desgaste en caras y bordes.
Sub angular: evidencia de algo de desgaste en caras y bordes.
Sub redondeada: considerable desgaste en caras y bordes.
Redondeada: bordes casi eliminados.
Muy redondeada: sin caras ni bordes.
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A. PROPIEDADES FISICAS
a) Densidad: depende de la gravedad específica de sus constituyentes solidos como de la
porosidad del material mismo, la densidad de los agregados es específicamente
importante para los casos en que se busca diseñar concretos de bajo o alto peso unitario.
Las bajas densidades indican también que el material es poroso y débil y de alta
absorción.
b) Porosidad: la palabra porosidad viene del poro que significa espacio no ocupado por
material sólida en la partícula de agregados una de las más importantes propiedades del
agregado por su influencia en la otras propiedades de este, puede influir en la estabilidad
(𝑆𝑥𝑊 − 𝑃𝑈𝐶 )
%𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜𝑠 = × 100
𝑆𝑥𝑊
Dónde:
S= peso específico de la masa
W= densidad del agua
P.U.C.= peso unitario compactado
e) Humedad : es la cantidad de agua superficial retenida por las partículas, su influencia
esta en mayor o menor cantidad de agua necesaria en la mezcla se expresa de la
siguiente forma
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑛𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜
% ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 = × 100
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜
B. PROPIEDADES RESISTENTES:
a) Resistencia: La resistencia del concreto no puede ser, mayor el de los agregados, la
textura, la estructura y composición de las partículas del agregado influyen sobre la
resistencia. Si los granos de los agregados no están bien cementados unos a otros
consecuentemente será débil. La resistencia al chancado o comprensión del agregado
deberá ser tal que permita la resistencia total de la matriz cementante.
b) Tenacidad: Esta característica está asociada con la resistencia al impacto del material.
Está directamente relacionada con la flexión, angularidad y textura del material.
c) Dureza: Se define como dureza de un agregado a su resistencia a la erosión abrasión o
general al desgaste. La dureza de las partículas depende de sus constituyentes.
1. NORMAS Y REQUISITOS DE LOS AGREGADOS PARA EL CONCRETO
a. REQUISITOS OBLIGATORIOS
GRANULOMETRÍA
Los agregados finos y gruesos según la norma ASTM C-33, y NTP 400.037 deberán
cumplir con las Granulaciones establecidas en la NTP 400.012, respectivamente.
MATERIAL ORGÁNICA
El agregado fino que no demuestre presencia nocivo de materia orgánica cuando
se determina conforme el ensayo colorimétrico de (impurezas orgánicas) de
carácter cualitativo, se deberá considerar satisfactorio. Mientras que el agregado
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fino que no cumpla con el ensayo anterior, podrá ser usado si al determinarse
impurezas orgánicas, la resistencia a comprensión medida a los 7 días no es
menor de 95%
7.5. CONTAMINACIÓN
La mayoría de los agregados presentan algún grado de contaminación, los elementos
perjudiciales a tener en cuenta son las partículas muy finas que exigirán agua en exceso en
la mezcla, las partículas débiles o inestables que actúan sobre la hidratación del cemento,
excesos en estas características pueden ser eliminadas mediante procesos de lavado.