1 1 2 Propiedades de los materiales componentes del hormigón

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CARRERA: INGENIERÍA EN CONSTRUCCIÓN
ASIGNATURA: TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN (OCK5141)
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES COMPONENTES DEL HORMIGÓN
EA1
EA1 "PROPIEDADES Y REQUISITOS DE LOS MATERIALES COMPONENTES Y DESIGNACIÓN DEL HORMIGÓN"
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Determinar variables a emplear de acuerdo a resistencia especificada, la docilidad y durabilidad, en base a normativa vigente, con el objetivo de resguardar la durabilidad del hormigón a largo plazo. 
 INDICE 
CEMENTO 
ARIDOS 
AGUA 
ADITIVOS 
1.2 MATERIALES COMPONENTES DEL HORMIGÓN 
Cemento hidráulico (10-15%)
Componente activo del hormigón
Funciones principales: llenar huecos del árido aglomerándonlos. En estado fresco la pasta hace las veces de lubricante y da cohesión. En estado endurecido la pasta tapona los huecos del árido dando impermeabilidad. Proporciona resistencia al hormigón endurecido.
Áridos Granulares: arena + grava + gravilla (60-80%)
Forma esqueleto inerte que da rigidez para resistir acción de cargas, resistir abrasión, clima => Durabilidad
Mejora estabilidad dimensional al reducir cambios de volumen de la pasta, economía
Agua	Potable (15-20%)
Confiere plasticidad en estado fresco, hidrata al aglomerante
agua que contiene el hormigón fresco, sin considerar el agua absorbida por los áridos hasta la condición de 159 saturado superficialmente seco
Aire Atrapado (1-2%)
Aditivos
	Materiales activos que modifican propiedades del hormigón por acción física o química
Adiciones
Materiales sólidos inertes
(*) % respecto de 1 m3 de hormigón compactado
I. CEMENTO 
FUENTE: (ICH, 2018) Instituto Chileno de Cemento y Hormigón
I. CEMENTO
FUENTE: (ICH, 2018) Instituto Chileno de Cemento y Hormigón 
I. CEMENTO 
Es sin duda el aglutinante más utilizado en construcción y se encuentra conformado principalmente por arcillas (silicatos de aluminio hidratados) y calizas (carbonato de calcio). 
Material pulverulento de color gris, es el resultado de calcinar hasta un principio de fusión mezclas homogéneas de calizas y arcillas (MATERIAS PRIMAS)
I. CEMENTO 
I. CLASIFICACIÓN CEMENTOS 
Según su composición:
Cementos Portland
Cementos Puzolánicos
Cementos Portland Puzolánicos
Cementos Puzolánicos
Cementos Siderúrgicos
Cementos Portland Siderúrgicos
Cementos Siderúrgicos
Según su resistencia mecánica:
Cemento Corriente
Cemento Alta Resistencia (y Cemento ARI)
I. CEMENTO 
I. CEMENTO 
FUENTE: (ICH, 2018) Instituto Chileno de Cemento y Hormigón
I. CEMENTO 
FUENTE: Instituto Chileno de Cemento y Hormigón (ICH, 2018)
I. CEMENTO 
TIEMPO DE FRAGUADO: 
Se determina con el aparato de Vicat (NCh 152 Of. 70).
El inicio de fraguado en los cementos de alta resistencia no puede ser inferior a 45 minutos y en los cementos corrientes debe ser a lo menos de 1 hora.
I. CEMENTO 
Los cementos pueden ser atacados por ciertos productos químicos, entre los cuales los de mayor interés de analizar son: 
Ataque por aguas ácidas 
En general los ácidos disuelven a los cementos, con mayor o menor velocidad, según sea el ácido y su concentración 
Ataque de sulfatos 
Atacan al C3A (Aluminato tricalcico) formando sales expansivas que destruyen el hormigón 
Ataque de aguas puras 
Las aguas muy puras son ávidas de sales y disuelven principalmente el hidróxido de calcio generado por el clinquer durante su hidratación 
I. CEMENTO 
Reacción álcalis-áridos
Algunos áridos contienen sílice reactiva, que se combina con el álcalis del cemento, provocando una expansión del hormigón 
Permutación de cationes 
Cationes tales como el magnesio (Mg++) que contienen algunas aguas, se intercambian con los cationes de calcio, dando origen a una acción destructiva 
Carbonatación 
El hidróxido de calcio generado por el Clinker durante su hidratación se puede transformar en carbonato de calcio (CaCO3), por acción del anhídrido carbónico (CO2) del aire. 
I. CEMENTO 
18
Los cementos Portland resultan de la molienda conjunta de clinquer mas un porcentaje de yeso para regular el fraguado. 
Sus características dependen de la composición inicial del clinquer. Así por ejemplo, si el clinquer tiene alto contenido de C3S, el cemento será de resistencia iniciales altas y un mayor calor de hidratación. 
Por el contrario, si tiene un alto contenido de C2S, tendrá buenas resistencias a largo plazo y bajo calor de hidratación. En cuanto a la resistencia a los sulfatos, ésta será inversa al contenido de C3A. 
Por este motivo, la norma norteamericana ASTM C-150 clasifica los cementos Portland en cinco tipos: 
 ACTIVIDAD 
Defina cemento y sus funciones en la preparación del hormigón 
¿Cuáles so las materias primas en la fabricación del cemento?
¿Qué es el clinquer? 
¿Cuál es la composición química del cemento? Señale las abreviaturas 
Señale como se clasifican los cementos en chile de acuerdo a su composición y resistencia mecánica 
Defina calor de hidratación 
¿Cuál es la diferencia entre un cemento grado corriente y uno de alta resistencia?
Señale que sustancias pueden atacar los cementos y que efecto producen
 Caracterice los diferentes tipos de adiciones que se agregan a los cementos 
 ACTIVIDAD 
 INDICE 
CEMENTO 
ÁRIDOS 
AGUA 
ADITIVOS 
 INDICE 
II. ÁRIDOS 
DEFINICIÓN: Conjunto de partículas de origen pétreo, duro de forma estable y que debe cumplir una serie de requisitos. Ocupa entre el 60% y el 80% del volumen total del hormigón.
FUNCIONES:
Resistir esfuerzos internos y externos
Provee relleno de bajo costo a la pasta de cemento
Disminuye y evita efectos de cambios de volumen que sufre la pasta de cemento.
Durabilidad a las condiciones de servicio 
II. ÁRIDOS 
II. ÁRIDOS 
Clasificación según su tamaño
 Árido Fino : entre 5,0 a 0,08 mm (arena).
Árido Gruesa : Mayor a 5 mm. (Gravilla, Grava, etc.)
	En obras por razones de manipulación y de tipo técnico se subdividen en un numero mayor de fracciones, los cuales son:
II. ÁRIDOS 
PROPIEDADES IMPORTANTES
DE LOS ÁRIDOS 
II. ÁRIDOS 
1. DENSIDAD 
FUENTE: (ICH, 2018) Instituto Chileno de Cemento y Hormigón
II. ÁRIDOS 
II. ÁRIDOS 
La condición óptima es la de saturado superficial seco, que corresponde cuando todos los poros permeables del árido están llenos y no existe agua en la superficie.
Los estados de absorción de humedad en que se encuentran las partículas de agregados son:	
	
 Seco al Horno
 Seco al aire 
 Saturado superficialmente seco	
 Húmedo o Mojado
	
Saturado superficialmente seco
2. HUMEDAD 
II. ÁRIDOS 
FUENTE: (ICH, 2018) Instituto Chileno de Cemento y Hormigón
II. ÁRIDOS 
II. ÁRIDOS 
Las arenas son un material absorbente, es decir atrapan agua en sus poros y dependiendo de la cantidad de humedad en su entorno puede mantener una película de agua en su superficie, esta pequeña película genera que los granos de arena no puedan entrar en contacto entre si generando un aumento de volumen, fenómeno llamado “esponjamiento”. 
3. ESPONJAMIENTO 
II. ÁRIDOS 
FUENTE: (ICH, 2018) Instituto Chileno de Cemento y Hormigón
II. ÁRIDOS 
4. GRANULOMETRIA 
La Granulometría es la distribución porcentual en masa de los diferentes tamaños que componen la muestra. Generalmente se expresa en %, que pasa para cada malla.
II. ÁRIDOS 
5. CONTENIDO DE FINOS 
FUENTE: (ICH, 2018) Instituto Chileno de Cemento y Hormigón
II. ÁRIDOS 
FUENTE: (ICH, 2018) Instituto Chileno de Cemento y Hormigón
II. ÁRIDOS 
Áridos de canto rodado  cuya forma ideal es una esfera.
Árido Chancado  Producto de la trituración de rocas de mayor tamaño, su forma debe ser lo mas parecido a un cubo.
La forma y la textura en la adherencia en mayor grado en el hormigón fresco.
6. FORMA 
II. ÁRIDOS 
FUENTE: (ICH, 2018) Instituto Chileno de Cemento y Hormigón
II. ÁRIDOS 
FUENTE: (ICH, 2018) Instituto Chileno de Cemento y Hormigón
II. ÁRIDOS 
FUENTE: Instituto Chileno de Cemento y Hormigón(ICH, 2018)
7. POROSIDAD 
ACTIVIDAD 
¿Cuál es la función de los áridos en el hormigón? ¿En que proporción se adicionan?
¿Cómo se deben encontrar los áridos para preparar un hormigón?
Clasifique los áridos de acuerdo a su nombre y tamaño
¿Para que se emplea el análisis granulométrico? ¿En qué consiste?
Señale cuales son los estados de humedad de los áridos 
¿Qué significa que un árido se encuentre SSS?
Defina esponjamiento ¿Qué áridos sufren este fenómeno? 
Señale cuales son la forma y textura de los granos de un árido 
Indique las condiciones optimas de los áridos para la preparación del hormigón 
 INDICE 
CEMENTO 
ARIDOS 
AGUA 
ADITIVOS 
III. AGUA 
El agua desempeña dos roles en su calidad de componente del hormigón: 
Participa en el proceso de hidratación del cemento, el cual no puede tener lugar sin su presencia 
Otorga la trabajabilidad necesaria al hormigón, siendo determinante para su fluidez 
Es, en consecuencia, un componente fundamental del hormigón, ya que su presencia condiciona tanto el desarrollo de las propiedades en su estado fresco como en la etapa de su endurecimiento. 
III. AGUA 
FUNCIÓN:
Entre 25% y 30% para producir la reacción de hidratación del cemento, y 
Sobre un 25% adicional para proporcionarle trabajabilidad al hormigón.
III. AGUA 
FUENTE: (ICH, 2018) Instituto Chileno de Cemento y Hormigón
III. AGUA 
El agua potable de la red, puede emplearse en el hormigón siempre que no se contamine antes de su uso. 
Cuando el abastecimiento de agua provenga de pozos o canales  analizar sistemáticamente y comprobar que no aumente su salinidad e impurezas a lo largo del tiempo. 
Si hay dudas sobre la calidad del agua  Laboratorio especializado 
III. AGUA 
Cuando el abastecimiento de agua provenga de cualquier origen siempre que cumplan con los requisitos que establece la NCh 1498: 
Si los solidos disueltos > 5.000 mg/l debe analizarse además cloruros y sulfatos solubles, para que no excedan NCh 163 
El agua de mar se puede utilizar solo en el amasado de hormigón NO ARMADO, pero debe considerarse que la resistencia final puede ser inferior. 
	pH	6 a 9,2
	Solidos en suspensión , mg/L	Máximo 2.000
	Solidos disueltos , mg/L	Máximo 15.000
	Materia orgánica, como oxigeno consumido, mg/l	Máximo 50
III. AGUA 
Aguas No Recomendadas
FUENTE: Manual del Constructor Polpaico. 
III. AGUA 
ACTIVIDAD 
Realice una tabla resumen con los requisitos que deben cumplir las aguas para preparar el hormigón 
Indique cuales son los efectos que puede generar en el hormigón el uso de aguas fuera de parámetros normativos 
 INDICE 
CEMENTO 
ARIDOS 
AGUA 
ADITIVOS 
IV. ADITIVOS 
Aditivos: materiales activos agregados al hormigón en pequeñas cantidades para modificar alguna de sus propiedades por acción física, química o físico-química (NCh 2182) 
IV. ADITIVOS 
Son sustancias que pueden agregarse al hormigón con el fin de modificar alguna de sus propiedades o para conferirle otras características, por ejemplo:
Aumentar su docilidad 
Reducir el agua de amasado
Incorporar aire 
Modificar los tiempos de fraguado 
Conferir impermeabilidad 
etc., 
IV. ADITIVOS 
PLASTIFICANTES O REDUCTORES DE AGUA (Reducción de agua entre un 5 y 15 %)
Para aumentar la docilidad, sin aumentar la cantidad de agua, es decir, para aumentar la trabajabilidad sin aumentar la razón A/C. 
RETARDADORES DEL FRAGUADO 
Se utilizan para: Para evitar juntas frías, prolongar los tiempos de transporte, prolongar los tiempos de colocación y en tiempo caluroso, para mantener los tiempos de fraguado.
INCORPORADORES DE AIRE: 
se adicionan al hormigón cuando durante su vida útil estarán expuestos a sistemas de congelación y deshielo 
IV. ADITIVOS 
ACELERADORES DEL FRAGUADO 
Se utilizan en tiempo frío para compensar el retardo en el desarrollo de las resistencias.
EXPANSORES 
Producen una ligera expansión de la masa de H0, contrarrestando las retracciones de este. 
IMPERMEABILIZANTES: Disminuyen la absorción de humedad
FLUIDIFICANTES: Aumentan fuertemente la docilidad, permitiendo reducir el agua de amasado para docilidad constante, con alto incremento de la resistencia 
 
IV.A ADICIONES 
FUENTE: (ICH, 2018) Instituto Chileno de Cemento y Hormigón
ACTIVIDAD: Complete la siguiente tabla
	Aditivo y dosis usual 	Propiedades que confiere 	Aplicaciones Recomendadas	Limitaciones 
				
				
				
				
				
				
 
Clasificación de los Cementos Nacionales 
Denominación: Proporción de los Componentes 
Cemento Clínquer + 
yeso 
% 
Puzolana 
 
% 
Escoria alto 
horno 
% 
Portland 100 --- --- 
Portland puzolánico 
 70 
< 30 --- 
Portland siderúrgico 
 70 
--- < 30 
Puzolánico 50 – 70 30 – 50 --- 
Siderúrgico 25 - 70 --- 30 – 75 
 
 
	Clasificación de los Cementos Nacionales
	Denominación:
	Proporción de los Componentes
	Cemento
	Clínquer + yeso
%
	Puzolana
%
	Escoria alto horno
%
	Portland
	100
	---
	---
	Portland puzolánico
	( 70 
	< 30
	---
	Portland siderúrgico
	( 70 
	---
	< 30 
	Puzolánico
	50 – 70
	30 – 50 
	---
	Siderúrgico
	25 - 70
	---
	30 – 75