sesion 5 - cemento

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  • 8/15/2019 SESION 5 - CEMENTO

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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.

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    En general, existe cierto desconocimiento enalgunos aspectos;

    Componentes del concreto; cemento, agua,arena, piedra y aditivos. 

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    Selección de las proporciones, proceso depuesta en obra, control de calidad e inspección,y mantenimiento de los elementos estructurales.

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    Para lo cual, es necesario conocer éstosaspectos que nos permitirán manejar el

    concreto.

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    6Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    MAXIMOS AVANCES EN LA

    QUIMICA DE LOS ADITIVOS

    CON BASE EN POLIMEROS

    DE LA MARCA SIKA

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    CONCRETO CON ADITIVOPLASTIFICANTE:

    CONCRETO CON ADITIVOSUPERPLASTIFICANTE:

    CONCRETO

    NORMAL:

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    Concreto fluido con alto

    asentamiento se colocafácilmente, incluso enáreas con alta congestión

    de armadura.

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    11Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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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 

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    AGREGADOS = ARENA + PIEDRA  CEMENTO 

    AGUA 

    ADITIVOS 

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

    http://1.bp.blogspot.com/_sVEdAWBC4lQ/Sitlj6mgPwI/AAAAAAAAAwM/wp-J-2K_jBM/s400/figuras+de+agua+9.jpg

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    Las propiedades del concreto estándeterminadas fundamentalmente por las

    características físicas y químicas de susmateriales componentes.

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    What is Concrete?

    Air / Porosity

    Water

    Cement

    Fine Aggregate- Sand

    Coarse Aggregate

    - Stone

    1 cubic meter

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    AGREGADOS = ARENA + PIEDRA 

    CEMENTO 

    AGUA 

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

    http://1.bp.blogspot.com/_sVEdAWBC4lQ/Sitlj6mgPwI/AAAAAAAAAwM/wp-J-2K_jBM/s400/figuras+de+agua+9.jpg

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    ARENA 

    CEMENTO 

    AGUA 

    PIEDRA  ADITIVO = 

    CONCRETO CON ADITIVO = MORTERO + PIEDRA + ADITIVO + AIRE ATRAPADO 

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS M.

    http://1.bp.blogspot.com/_sVEdAWBC4lQ/Sitlj6mgPwI/AAAAAAAAAwM/wp-J-2K_jBM/s400/figuras+de+agua+9.jpg

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    ARENA + PIEDRA 

    CEMENTO 

    AGUA  = 

    MICROSILICE 

    ADITIVO 

    CONCRETO A. R. = MORTERO + PIEDRA + ADITIVO + MICROSILICE + AIRE ATRAPADO 

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

    http://1.bp.blogspot.com/_sVEdAWBC4lQ/Sitlj6mgPwI/AAAAAAAAAwM/wp-J-2K_jBM/s400/figuras+de+agua+9.jpg

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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).

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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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.

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

    PANTEHON DE ADRIANO LA CUPULA MAS GRANDE DEL MUNDO HECHO CON

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    30

    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

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    COLISEO ROMANO ESTRUCTURA CONSTRUIDA A BASE DE PUZOLANAEN EL AÑO 80 d.c (FOTO TAMADA EN MARZO DEL 2010)

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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    32Micrografía de partículas de ceniza volante(aumento 1000X)

    Ceniza volante 

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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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.

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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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.

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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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.

    Mag. Ing. CARLOS VILLEGAS MARTINEZ

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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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