TECNOLOGIA DEL CONCRETO

AGUA

Casi cualquier agua natural que sea potable y que no tenga sabor u olor pronunciado, se puede utilizar para producir concreto. Sin embargo, algunas aguas no potables pueden ser adecuadas para el concreto.

La NTP 339.088 establece como requisitos para agua de mezcla y curado lo siguiente:

DESCRIPCION LIMITE PERMISIBLE

Sólidos en suspensión 5 000 ppm máximo

Materia Orgánica 3 ppm máximo

Carbonatos y Bicarbonatos alcalinos (Alcalinidad total expresada en NAHCO3) 1 000 ppm máximo

Sulfatos (Ión SO4) 600 ppm máximo

Cloruros (Ión Cl) 1 000 ppm máximo

pH Entre 5.5 y 8

AGUA DE MAR

Aún cuando un concreto hecho con agua de mar puede tener una resistencia temprana mayor que un concreto normal, sus resistencias a edades mayores (después de 28 días) pueden ser inferiores. Esta reducción de resistencia puede ser compensada reduciendo la relación agua-cemento.

El agua de mar no es adecuada para producir concreto reforzado con acero y no deberá usarse en concreto preforzados debido al riesgo de corrosión del esfuerzo, particularmente en ambientes cálidos y húmedos. El agua de mar que se utiliza para producir concreto, también tiende a causar eflorescencia y humedad en superficies de concreto expuestas al aire y al agua.

FUNCIONES DEL AGUA EN LA MEZCLA

Reaccionar con el cemento para hidratarlo.

Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto.

Procurar la estructura de vacíos necesaria en la pasta para que los productos de hidratación tengan espacio para desarrollarse.

CEMENTOS

INTRODUCCION

Definición: Es una sustancia de polvo fino hecha de argamasa de yeso capaz de formar una pasta blanda al mezclarse con el agua y que se endurece espontáneamente en contacto con el aire

Historia: La utilización de cementos y aglomerantes, se remonta a:

-Egipto, construcción de las pirámides

-Griegos y romanos, utilización de los primeros concretos. Llamado por los romanos “Opus Cementitium”

-En 1724, se busca la cal hidráulica, adicionando arcilla a la mezcla con cal

-En 1778, el Sr Aspdin realiza ensayos con rocas de la isla de Pórtland (Inglaterra), es el Padre del cemento Pórtland

-En el Perú: la fabricación del cemento se remonta a 1916 al constituirse la CIA Peruana de cemento Pórtland, hoy”Cementos Lima”

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS

Los cementos pertenecen a la clase de materiales denominados aglomerantes en construcción, como la cal aérea y el yeso (no hidráulico), el cemento endurece rápidamente y alcanza resistencias altas; esto gracias a reacciones complicadas de la combinación cal – sílice. Ej: Análisis químico del cemento:

CaO 63 % (Cal)

SiO2 20 % (Sílice)

Al2O3 6 % (Alúmina)

Fe2O3 3 % (Oxido de Fierro)

MgO 1.5 % (Oxido de Magnesio)

K2O + Na2O 1 % (Álcalis)

Perdida por calcinación 2 %

Residuo insoluble 0.5 %

SO3 2 % (Anhídrido Sulfúrico)

CaO Residuo 1 % (Cal libre)

Suma 100%

Características químicas:

Módulo fundente

Compuestos secundarios

Perdida por calcinación

Residuo insoluble

Características físicas:

Superficie específica

Tiempo de fraguado

Falso fraguado

Estabilidad de volumen

Resistencia mecánica

Contenido de aire

Calor de hidratación

TIPOS DE CEMENTO

CEMENTO PORTLAND: Cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o mas de las formas de sulfato de calcio como una adición durante la molienda

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND:

-Tipo I : normal es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.(Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales)

Libera mas calor de hidratación que otros tipos de cemento

Tipo II : de moderada resistencia a los sulfatos, es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado.(Puentes, tuberías de concreto)

Tipo III : Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura de concreto reciba carga lo antes posible o cuando es necesario desencofrar a los pocos días del vaciado

Tipo IV : Se requiere bajo calor de hidratación en que no deben producirse dilataciones durante el fraguado

Tipo V : Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias)

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND PUZOLÁNICO:

-Pórtland Puzolánico tipo IP : Donde la adición de puzolana es del 15 –40 % del total.

-Pórtland Puzolánico tipo I(PM) : Donde la adición de puzolana es menos del 15 %

-Pórtland Puzolánico tipo P : Donde la adición de puzolana es mas del 40%

CEMENTOS ESPECIALES

-Cemento Pórtland Blanco

-Cemento de Albañilería

-Cementos Aluminosos

-Cementos compuestos

PRODUCCION

MATERIAS PRIMAS PARA LA FABRICACION DEL CEMENTO:

-COMPONENTES CALCAREOS

a) CALIZA

b) LA CRETA

c) LA MARGA

-COMPONENTES CORRECTORES

Se añaden en los casos en que las materias primas disponibles no contienen la cantidad suficiente de uno de los químicamente necesarios en el crudo.

Los principales materiales correctores son: Diatomeas, Bauxita, Cenizas volantes, Cenizas de pirita, mineral de hierro, polvo de tragante de alto horno, arena

--COMPONENTES ADICIONADOS

-Oxido de manganeso -Álcalis : K2O, Na2O

-Azufre -Cloruros -Floruros

FASES MINERALES DEL CLINKER

Al combinarse durante el proceso de sinterización en el horno los cuatro elementos: Calcio, Sílice, Aluminio y Hierro; se producen cuatro nuevos compuestos mineralógicos principales en el clinker, que son:

-El SILICATO TRICALCICO 3CaO.SiO2 (C3S) ALITA

-El SILICATO BICALCICO 2CaO.SiO2 (C2S) BELITA

-El ALUMINATO TRICALCICO 3CaO.Al2O3 (C3S)

-El FERRO – ALUMINATO TETRACALCICO

4CaO . Al2O3 . Fe2O3 (C4AF)

NORMALIZACION

-Se lleva a cabo por el Comité técnico permanente de normalización de cemento y cales. Tiene a su cargo a ASOCEM.

Inicialmente las normas fueron dados por el ASTM, luego en el Perú se dio con INANTIC que luego fue reemplazado por ITINTEC y después la NTP.

El cemento en el Perú es uno de los productos con mayor numero de normas que datan del proceso de normalización en el Perú.

Existen:

-7 normas sobre especificaciones

-1 norma de muestreo

-5 normas sobre ediciones

-30 normas sobre métodos de ensayos

COMERCIALIZACION

La mayor parte del cemento se comercializa en bolsas de 42.5 K. y el resto a granel, de acuerdo a los requerimientos del usuario.

Las bolsas por lo general, son fabricadas en papel krap extensible tipo Klupac con variable contenido de hojas, que usualmente están entre dos y cuatro, de acuerdo a los requerimientos de transporte o manipuleo. En algunos casos cuando las condiciones del entorno lo aconseja, van provistas de un refuerzo interior de polipropileno. También la comercialización del cemento en bolsones con capacidad de 1.5 toneladas. Dichos bolsones se conocen como big bag.

ALMACENAMIENTO

La buena disposición que se adopte para el almacenamiento de los insumos del concreto, contribuye a la buena marcha de la obra, y permite la producción eficiente de un concreto de calidad. El diseño general de las instalaciones de almacenamiento, se efectúa en la etapa previa de la construcción, teniendo en cuenta:

Ubicación y características del área donde se asienta la construcción.

Espacios disponibles.

Consumo promedio de concreto de acuerdo al cronograma de la obra

Consumo máximo y duración del periodo en el cual se realiza la mayor

Producción de concreto.

Forma y medios de aprovisionamiento de los materiales.

Stock mínimo que es conveniente mantener.

Ubicación de las mezcladoras o central de mezcla.

Alternativas y costos para las diferentes instalaciones de almacenamiento.

FABRICAS DE CEMENTO

CONCRETO AL ESTADO FRESCO

COMPOSICION DEL CONCRETO

1) Elementos fundamentales:

A) El gel: Se denomina así al producto resultante de la reacción química e hidratación del cemento.

B) Los poros: incluidos en ella. El cemento hidratado, si lo hay. Los cristales de hidróxido de calcio, o cal libre que puedan haberse formado durante la hidratación del cemento.

La Pasta

A) El gel: (concepto) Se define como gel a la parte ceñida de la pasta, la cual es el resultado de la reacción química cemento- agua durante el proceso de hidratación.

Proceso de formación del gel:

Cuando el cemento se combina el agua se produce una muy rápida solución sobresaturada de hidróxido

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