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TECNOLOGÍA DEL CONCRETO INGENIERÍA CIVIL/INGENIERÍA ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA EL CEMENTO En ingeniería civil y construcción se denomina cemento a un conglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos (agregado grueso o grava más agregado fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, manejable y plástica capaz de fraguar y endurecer al reaccionar con el agua y adquiriendo por ello consistencia pétrea, el concreto. Su uso está muy generalizado, siendo su principal función la de aglutinante. ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA Los cementos se emplean, fundamentalmente, para elaborar morteros y concretos cuando se mezclan con áridos y agua, obteniéndose con ellos elementos constructivos. La pasta de conglomerante, una vez hidratada, constituye el nexo de unión, actuando como suministrador de resistencias mecánicas Con arenas para formar morteros Con áridos para obtener concretos ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA COMPONENTES CALCÁREOS 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. 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 (0.1 – 5.5%) -Álcalis : K2O, Na2O (0.5 – 5.5%) -Azufre -Cloruros -Floruros MATERIAS PRIMAS PARA LA FABRICACIÓN DEL CEMENTO ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 1. EXTRACCION DE CANTERAS 2. CHANCADO 3. MOLINO DE CRUDO 4. HORNEADO 5. MOLINO DE CEMENTO 6. ENSACADO PRODUCCIÓN – Proceso de Fabricación ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA CEMENTO - FABRICACIÓN CLINKER.‐ Principal materia prima para la obtención del cemento, podríamos decir que es la CALIZA y ARCILLA COCIDA. ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA FASES MINERALES DEL CLINKER Al combinarse durante el proceso de sinterización en el horno los cuatro elementos: Calcio (60 – 67%), Sílice (17 – 25%), Aluminio (3 – 8%) y Hierro (0.5 – 6%); se producen cuatro nuevos compuestos mineralógicos principales en el clinker, que son: 1. El SILICATO TRICÁLCICO: 3CaO.SiO2 (C3S) ALITA: 40 – 60% - (120 cal/gr) Nombre común Alita, define la resistencia inicial (en la primera semana) y tiene mucha importancia en el calor de hidratación. Es el compuesto químico más activo y que se presenta en mayor cantidad. Atribuyéndole resistencias iniciales. La desventaja de los cementos rico en este silicato es que son pocos resistentes a la corrosión. Se recomienda su uso en zonas de climas fríos dado su alto valor de hidratación ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 2. El SILICATO BICALCICO 2CaO.SiO2 (C2S) BELITA: 20 – 30% (62 cal/gr) Nombre común Belita, define la resistencia a largo plazo y tiene incidencia menor en el calor de hidratación. Se le considera como un elemento poroso y se le atribuye las resistencias finales. Su resistencia inicial es baja, pero a largo plazo adquiere valores de importancia. Tiene una lenta velocidad de hidratación. ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA Se funde a 1535 °C, en estado puro se hidrata y fragua rápidamente y contribuye al falso fraguado de los cementos. Es el elemento responsable de acelerar el endurecimiento en las primeras horas. Presenta poca resistencia a la corrosión, es susceptible al ataque de sulfatos y agrietamientos. El aluminato tricálcico reacciona inmediatamente con el agua por lo que al hacer cemento, éste fragua al instante. Para evitarlo se añade yeso, el cual reacciona con el aluminato produciendo ettringita o Sal de Candlot, sustancia que en exceso es dañina para el cemento. Generalmente su tiempo de curado se establece en 28 días, aunque su resistencia sigue aumentando tras ese periodo. 3. El ALUMINATO TRICALCICO 3 CaO.Al2O3 (C3A): 7 – 14% (207 cal/gr) Nombre común Gelita, aisladamente no tiene trascendencia en la resistencia pero con los silicatos condiciona el fraguado violento actuando como catalizador por lo que es necesario añadir yeso en el proceso para controlarlo (3 a 6% de yeso). Es responsable de la resistencia del cemento a los sulfatos ya que al reaccionar con estos produce sulfato aluminatos con propiedades expansivas. ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA Tanto la resistencia del concreto a ciclos de hielo y deshielo así como su resistencia al ataque de sulfatos tiende a disminuir conforme se incrementa el contenido de aluminato tricálcico en el cemento. El aluminato tricálcico es muy sensible a la acción de sulfatos y cloruros, debido a la formación de sales del tipo sulfoaluminatos y cloroaluminatos, la formación de estas sales es de carácter expansivo, pudiendo originar agrietamiento y desintegración del concreto. El ALUMINATO TRICALCICO 3 CaO.Al2O3 (C3A): 7 – 14% (207 cal/gr) ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA 4. El FERRO – ALUMINATO TETRACALCICO 4CaO. Al2O3. Fe2O3 (C4AF) Nombre común Felita, tiene trascendencia en la velocidad de hidratación y secundariamente en el calor de hidratación Tiene cierta resistencia a la retención de fragua de concreto. Frente a la acción de aguas sulfatadas es de resistencia aceptable. ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA FÁBRICAS DE CEMENTO EN EL PERÚ ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA ¿CUÁNTO CEMENTO CONSUME EL PERÚ? ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA CEMENTO PORTLAND yeso ( 2 al 4% en peso) ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA CEMENTO TIPO I De uso general donde no se requiere propiedades especiales, sirve para los lugares donde la temperatura no es alta. En el Perú los fabrican: Cementos Sol (Lima), Cementos Pacasmayo (Norte), Cementos Andino (Tarma), Cementos Yura (Arequipa), Cementos Rumi (Puno). CEMENTO TIPO II De moderada resistencia a los sulfatos y de moderado calor de hidratación para emplearse en estructuras con ambientes agresivos. Las ASTM en su norma C-150, clasifica al cemento Portland normal en 5 tipos: ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA CEMENTO TIPO III Desarrolla rápida resistencia con elevado calor de hidratación, para uso en clima frio, no hay mucha demanda en Perú. CEMENTO TIPO IV De bajo calor de hidratación, buena resistencia a la acción de los sulfatos y lento desarrollo de su resistencia a la compresión, alcanzando a largo plazo la misma resistencia que los demás tipos de cemento. CEMENTO TIPO V Cementos caracterizados por su elevada resistencia a los sulfatos y alta resistencia a la compresión. Tiene bajo calor de hidratación. ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA CEMENTOS ADICIONADOS Es interesante destacar los cementos denominados mezclados o adicionados, dado que algunos de ellos se usan en nuestro medio. TIPO IS Cemento al que se le añadido entre un 25% a 70% de escoria de altos hornos referido al peso total. No se fabrica en el país. TIPO ISM Cemento al que se le añadido menos del 25% de escoria de altos hornos referido al peso total. No se fabrica en el país. TIPO IP Cemento al que se le añadido puzolanas en un porcentaje que oscila entre el 15% y 40% del peso total, en el Perú se fabrica el Atlas de cemento Andino y el Yura en Arequipa. ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA TIPO IPM Cemento al que se le añadió puzolana en un porcentaje menor del 25% del peso total, en el Perú lo fabrica Cementos Yura, estos cementos tienden a tener trabajabilidad por su finura y por la puzolana, tiene tendencia al no agrietamiento, a tener menos oxidación, la única desventaja es que su resistencia inicial demora respecto a los cementos portland comunes o estándar. Es lento en las primeras semanas en su resistencia pero es fuerte alargo plazo. La norma ASTM – C -1157 simplifica las denominaciones y considera los tipos siguientes sin especificar cuales son las adiciones empleadas. TIPO HE De alta resistencia inicial. TIPO MS De moderada resistencia a los sulfatos. TIPO HS De alta resistencia a los sulfatos. ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA TIPO MH De moderado calor de hidratación TIPO LH De bajo calor de hidratación ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA EVALUACIÓN T1 ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA BIBLIOGRAFÍA Asociación Colombiana de Productores de Concreto ASOCRETO (2010) Tecnología del Concreto Materiales, Propiedades y Diseño de Mezclas. Colombia: Nomos Impresores. Neville A.M., Brooks J.J.(2010) Tecnología del Concreto. Mexico: Trillas S.A. Pasquel Carbajal, Enrique (1998) Tópicos de Tecnología del concreto en el Perú. Lima: CIP. ING. ANGHELA MAGALY ROJAS MONTOYA
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