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AGLOMERANTES - CEMENTO
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ
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El concreto es el material de construcción demayor uso en nuestro medio.
La calidad final del concreto depende en granmedida del conocimiento de sus componentes,buen diseño de mezclas y experiencia delingeniero ó técnico.
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En general, existe cierto desconocimiento enalgunos aspectos;
Componentes del concreto; cemento, agua,arena, piedra y aditivos.
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Selección de las proporciones, proceso depuesta en obra, control de calidad e inspección,y mantenimiento de los elementos estructurales.
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Para lo cual, es necesario conocer éstosaspectos que nos permitirán 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 ADITIVOPLASTIFICANTE:
CONCRETO CON ADITIVOSUPERPLASTIFICANTE:
CONCRETO
NORMAL:
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Concreto fluido con alto
asentamiento se colocafácilmente, incluso enáreas con alta congestión
de armadura.
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a) CONCRETO: Producto artificial conformadopor una pasta, dentro del cual se encuentralos agregados.
CONCRETO = PASTA + ARENA + PIEDRA + AIRE ATRAPADO
PASTA = CEMENTO + AGUA
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AGREGADOS = ARENA + PIEDRA CEMENTO
AGUA
ADITIVOS
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Las propiedades del concreto estándeterminadas fundamentalmente por las
características físicas y químicas de susmateriales 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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AGREGADOS = ARENA + PIEDRA
CEMENTO
AGUA
=
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ARENA
CEMENTO
AGUA
PIEDRA ADITIVO =
CONCRETO CON ADITIVO = MORTERO + PIEDRA + ADITIVO + AIRE ATRAPADO
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ARENA + PIEDRA
CEMENTO
AGUA =
MICROSILICE
ADITIVO
CONCRETO A. R. = MORTERO + PIEDRA + ADITIVO + MICROSILICE + AIRE ATRAPADO
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B) CEMENTO HIDRAÚLICO:
Material inorgánico finamente dividido que,
amasado con agua, forma una pasta que
fragua y endurece en virtud a reacciones
químicas con el agua generando el
proceso hidratación del cemento, una
vez endurecido, conserva su resistencia y
estabilidad incluso bajo el agua.
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NOTA:
Fragua y endurece por reacción química
con el agua (hidratación del cemento).
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VIDEO PROCESO DE FABRICACIODEL CEMENTO ANDINOMag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ
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b.1) SILICATO TRICALCICO (C3S):
Fase denominada “alita”.
Constituye del 50% al 70% del clinker. Se hidrata y endurece rápidamente.
Responsable, en gran parte al inicio delfraguado y la resistencia temprana (a mayor %
C3S mayor resistencia temprana). Aporta resistencia a corto y largo plazo.
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b.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 aedades mayores de 7 días.
Belita (C2S)
Alita (C3S)
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b.3) ALUMINATO TRICALCICO (C3 A):
Constituye aprox. del 5% al 10% del clinker.Libera una gran cantidad de calor durante
los primeros días de hidratación yendurecimiento.
Contribuye al desarrollo de las resistenciasmuy tempranas y al fraguado delcemento.
Vulnerable a la acción de los sulfatos;Cementos con bajo % (C3 A) resisten a lossuelos y aguas que contengan sulfatos.
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b.4) FERROALUMINATO TETRACALCICO (C4 AF):
Constituye aprox. del 5% al 15% del clinker.
Se hidrata con rapidez, contribuye muy poco a laresistencia. Su formación reduce la temperaturade clinkerización.
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b.5) SULFATO DE CALCIO:
Yeso: CaSO4.2H2O
Anhidrita: CaSO4
Se adiciona al cemento (aprox. 5%), durantesu molienda, para controlar el fraguado:
controla la hidratación del (C3 A).
Ayuda a controlar la contracción por secado ypuede influenciar la resistencia.
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CEMENTOS PORTLAND:
Clinker + Yeso
CEMENTOS PORTLAND ADICIONADOS:
Clinker + Yeso + ADICIÓN MINERAL
Silicato dicálcico
hidratadoSilicato tricálcico
hidratadoCemento
portland
hidratado
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ADICIÓN MINERAL:
Materiales inorgánicos que se incorporan alcemento o al concreto, con el fin de mejorar suspropiedades.
PRINCIPALES ADICIONES:
a)Puzolanas. b)Escoria de Alto Horno.c)Microsílice. d)Ceniza volante.
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PANTEHON DE ADRIANO LA CUPULA MAS GRANDE DEL MUNDO HECHO CON
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PANTEHON DE ADRIANO: LA CUPULA MAS GRANDE DEL MUNDO HECHO CONPUZOLANA, CONSTRUIDO EN EL AÑO 123 d.c (FOTO: MARZO DEL 2010)
VISTA INTERIOR DE LA CUPULA
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COLISEO ROMANO ESTRUCTURA CONSTRUIDA A BASE DE PUZOLANAEN EL AÑO 80 d.c (FOTO TAMADA EN MARZO DEL 2010)
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32Micrografía de partículas de ceniza volante(aumento 1000X)
Ceniza volante
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MICROSILICE
DISTRIBUCION GRANULOMETRICA Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ
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TIPO I: De uso general.
TIPO II: De uso general, específicamente cuando sedesea moderada resistencia a los sulfatos
o moderado calor de hidratación.
TIPO III: Cuando se requiere alta resistencia inicial.
TIPO IV: Cuando se desea bajo calor de hidratación.
TIPO V: Para emplearse cuando se desea altaresistencia a los sulfatos.
CEMENTOS PORTLAND
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CEMENTOS PORTLAND
REQUISITOS FÍSICOS
290*330*
--------
--------
290*----
--------
Calor de hidratación, 7 días, máx, kJ/kg 28 días, máx, kJ/kg
0,10* (6 meses)0,10 (6 meses)0,04* (14 días)--------Resistencia a los sulfatos, % máximo de expansión.
0,800,800,800,800,80Expansión en autoclave, %, máximo.
45420
45420
45375
45375
45375
Tiempo de fraguado, min. Inicial, mín. Final, máx.
130200250
100170
280*
80150210
100170280*
120190280*
Resistencia a compresión 3 días, kg/cm2, mín. 7 días, kg/cm2, mín. 28 días, kg/cm2, mín.
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 FÍSICOS NORMA ASTM NORMA TÉCNICA PERUANA
*Requisito opcional. Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ
CEMENTOS PORTLAND
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CEMENTOS PORTLAND
REQUISITOS QUÍMICOS
------------0,6*0,6*0,6*Álcalis Equivalentes(Na2O + 0,658 K 2O), máx, %
------------58----Aluminato tricalcico(C3A), máx, %
------------0,750,750,75Residuo insoluble, máx, %
8,05,0----3,03,03,0Pérdida por ignición, máx, %
4,04,0----2,33,03,5Trióxido de azufre (SO3), máx, %
6,06,0----6,06,06,0Óxido de magnesio (MgO), máx, %
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 QUÍMICOS NORMA ASTM NORMA TÉCNICA PERUANA
*Requisito opcional. Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ
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PASTA = CEMENTO + AGUA
c) LA PASTA: Es el resultado de lacombinación química del material
cementante con el agua.
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FUNCIONES DE LA PASTA:
• Contribuir a dar las propiedades requeridas
al producto endurecido.• Llenar los vacíos entre las partículas de
agregado, se adhiere fuertemente a ellas.• Proporcionar lubricación a la masa cuando
el concreto esta fresco.
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PROPIEDADES DE LA PASTA:
• Dependen de las propiedades físicas yquímicas del cemento.
• El grado de hidratación del cemento, dadopor la efectividad de la combinación químicacon el agua.
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d) HIDRATACION DEL CONCRETO:
Se define como hidratación al proceso de lareacción química del cemento en presencia
de agua.
La hidratación requiere la presencia dehumedad, condiciones de curado favorables
y tiempo.
Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ
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Progreso de la hidratación de una partícula de cemento
1.
2.
3.
4.
Ma . In . CARLOS VILLEGAS MARTINEZ
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Silicato dicálcico
hidratado
Silicato tricálcico
hidratado
Micrografias electrónicas de pasta de cemento endurecida
Cemento portland
hidratado
Ma . In . CARLOS VILLEGAS MARTINEZ
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