ana_torre.doc

Microsoft Word - curso basico concreto.doc

1

Mayo del 2004

DEL

BASICO DE TECNOLOGA

CONCRETO

CURSO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES

ING. ANA TORRE C.

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES

2

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ....................................................................................................................................... 131

CONTROL ESTADSTICO EN ELCONCRETO............................................................................................................. 118

CAPITULO 8: ....................................................................................................................................................................... 118

EL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO ..................................................................................................... 110

II.

I.EL CONCRETO EN ESTADO FRESCO ....................................................................................................................... 106

ENSAYOS EN EL CONCRETO ...................................................................................................................................... 106

CAPITULO 7: ....................................................................................................................................................................... 106

DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO ........................................................................................................................ 87

EL CONCRETO ...................................................................................................................................................................... 70

CAPITULO 5: ......................................................................................................................................................................... 70

ADITIVOS PARA EL CONCRETO ................................................................................................................................. 609

CAPITULO 4: ....................................................................................................................................................................... 609

AGREGADOS PARA EL CONCRETO ........................................................................................................................... 432

CAPITULO 3: ....................................................................................................................................................................... 432

AGUA PARA EL CONCRETO .......................................................................................................................................... 29

CAPITULO 2: ......................................................................................................................................................................... 29

CEMENTOS.......................................................................................................................................................................... 5

CAPITULO 1: ........................................................................................................................................................................... 5

INDICE...................................................................................................................................................................................... 2

INDICE

ING. ANA TORRE C.


3

ampliar y profundizar los conocimientos de la tecnologa del concreto, esta

dirigido a los estudiante de la facultad de ingeniera civil de la universidad nacional de ingeniera para ser usado como documento de consulta. La ultima edicin de este libro a sido mejorada y actualizada para poder brindar un notable

incremento de productividad.

Este trabajo a sido elaborado mediante la recopilaciones de notas y apuntes de clases del curso de tecnologa del concreto I seccin G con el apoyo bibliogrfico de libros relacionados con la fabricacin y diseo del concreto, manuales para supervisores y normas que rigen a la fabricacin del concreto

presente documento a sido preparado como una herramienta til para

El

PROLOGO

ING. ANA TORRE C.


4

Ing. Ana Torre Carrillo

Profesora::

CEMENTOS

ING. ANA TORRE C.


5

2.-Definiciones:

Cemento Prtland

Segn la Norma Tcnica Peruana NTP 334.009, el cemento Prtland es un cemento hidrulico producido mediante la pulverizacin del Clnker compuesto esencialmente por silicatos de calcio hidrulicos y que contiene generalmente una o ms de las formas sulfato de calcio como adicin durante la molienda, es decir:

Cemento Prtland = Clinker Prtland + Yeso

El cemento Prtland es un polvo muy fino de color verdoso. Al mezclarlo con agua forma una masa (pasta) muy plstica y moldeable que luego de fraguar y endurecer, adquiere gran resistencia y durabilidad.

El Clinker Prtland

Es un producto semiacabado de forma de piedras negruzcas de tamaos de aproximadamente, obtenido de la calcinacin de una mezcla de materiales calcreos y arcillosos en proporciones convenientes, hasta llegar a una fusin incipiente (Clinkerizacin) a 1450 C. Est compuesto qumicamente por Silicatos de calcio, aluminatos de calcio, ferro aluminatos de calcio y otros en pequeas cantidades, los cuales se forman por la combinacin

Se saben que desde pocas antiguas que los Romanos utilizaron como agregado ladrillos

quebrados los que eran embutidos en una mezcla de cal con polvo del ladrillo o la ceniza volcnica de esta forma se construyeron una variedad amplia de estructuras como caminos, acueductos, templos , palacios etc.

Se sabe tambin que se utilizaron losas de concreto en muchas de sus estructuras pblicas grandes como el Coliseo y el Partenn. Para lograr concretos de peso ligero, los romanos utilizaron recipientes de barro que eran embebidos en la estructura generando vacos en las paredes. Y logrando as su propsito.

En 1824, el ingles J.Aspin, elabor y patent un producto similar al cemento, obtenido mediante la coccin de una mezcla de calcreos y arcilla finamente molida. Este ligante permiti confeccionar un hormign similar al obtenido con la piedra Prtland (calcreo muy resistente de la isla de Prtland) comnmente utilizado en Inglaterra para la construccin.

De aqu la denominacin Cemento Prtland

1.-Antecedentes Histricos:

CEMENTOS

CAPITULO 1:

ING. ANA TORRE C.


6

Extraccin de la materia prima: Esta se realiza con la explotacin de los

yacimientos a tajo abierto. El material resultante de la voladura es transportado en camiones para su trituracin, los mismos que son cargados mediante palas o cargadores frontales de gran capacidad. Esta etapa comprende los procesos de exploracin, perforacin, carguo y acarreo.

Trituracin de la materia prima: Se realiza en dos etapas, inicialmente se procesa

4.-Proceso de Fabricacin

Nota: El yeso se aade al Clinker para controlar (retardar y regular) la fragua. Sin el yeso, el cemento

fraguara muy rpidamente debido a la hidratacin violenta del aluminato triclcico y el ferro aluminato tetraclcico.

d.

c.

b.

Materiales calcreos: Deben tener un adecuado contenido de carbonato de calcio

(Co3Ca) que ser entre 60% a 80%, y no deber tener mas de 1.5% de magnesia. Aqu tenemos a las margas, cretas v calizas en general estos materiales suministran el xido de calcio o cal.

Materiales arcillosos: Deben contener slice en cantidad entre 60% y 70%. Estos materiales proveen el dixido de silicio o slice y tambin el xido de aluminio o almina, aqu tenemos a las pizarras, esquistos y arcillas en general.

Minerales de fierro: Suministran el xido frrico en pequeas cantidades. En algunos casos stos vienen con la arcilla.

Yeso: Aporta el sulfato de calcio.

a.

3.-Materias primas del cemento Prtland

Las principales materias primas necesarias para la fabricacin de un cemento Prtland son:

ING. ANA TORRE C.

del xido de Calcio (CaO) con los otros xidos: dixido de silicio (SiO2) , xido de aluminio

(A12O3) y xido frrico (Fe2O3).

El Clnker Prtland se enfra rpidamente y se almacena en canchas al aire libre.

El cemento Prtland es un polvo muy fino de color verdoso. Al mezclarlo con agua forma una masa (pasta) muy plstica y moldeable que luego de fraguar y endurecer, adquiere gran resistencia y durabilidad.

Cemento Prtland Puzolnico:

Es aquel cemento que contiene puzolana se obtiene por la pulverizacin conjunta de una mezcla de clnker Prtland y puzolana con adicin de Sulfato de calcio : El contenido de puzolana debe estar comprendido entre 15 y 40% en peso total. La puzolana debe ser un material arcilloso o silico-aluminoso que por si mismo puede tener poco o ninguna actividad hidrulica pero que finamente dividida y en presencia de humedad reacciona qumicamente con el hidrxido de calcio a temperaturas ordinarias para formar compuestos que poseen propiedades hidrulicas.


7

cancha de almacenamiento y luego de verificar su composicin qumica, pasa al

chancado secundario reducindose a tamaos de hasta aproximadamente.

Pre homogenizacin : El material triturado se lleva a la planta propiamente dicha por cintas transportadoras, depositndose en un parque de materias primas. En algunos casos se efecta un proceso de pre-homogeneizacin.

Molienda de Crudos: Este proceso se realiza por medio de molinos de bolas o prensas de rodillos que producen un material muy fino adems de dosificarse adecuadamente los materiales para lograr un crudo optimo que ser el que ingrese al horno.

Homogenizacin: El Crudo finamente molido debe ser homogenizado a fin de garantizar que el Clnker sea de calidad constante es decir en esta etapa se debe asegurar la composicin qumica constante del crudo. Una vez homogenizado este material es transportado mediante fajas transportadoras al intercambiador de calor.

Intercambiador de Calor ( Precalentador): Consiste en edificios que cuentan con una torre de ciclones ubicados uno encima del otro al cual se le denomina precalentador. El crudo que ya fue homogenizado ingresa por el extremo superior de este precalentador pasando a travs de los ciclones quienes captan el calor residual evacuados con los gases de combustin salientes del horno en contracorriente con el flujo del material que ingresa, entonces este crudo que se calienta por accin de los gases generados en el quemador del horno e inicindose de esta manera el proceso de descarbonatacin y transformacin termo-qumico del crudo. En esta etapa se pueden alcanzar temperaturas hasta de 850C ( en la entrada al horno rotatorio ) , y en la parte alta ( zona de salida de los gases del precalentador ) se alcanzan temperaturas alrededor de 280C En la base de este edificio se encuentra un sistema de precalcinacin previo a su ingreso al horno rotatorio . El intercambio de calor se produce mediante transferencias trmicas por contacto ntimo entre la materia y los gases calientes provenientes del horno, en un sistema de 4 a 6 ciclones en cascada, que se encuentran al interior de una torre de concreto armado de varios pisos, con alturas superiores a los cien metros.

Clinkerizacin: Es la zona mas importante del horno rotatorio siendo este el elemento fundamental para la fabricacin del cemento, se trata de un tubo cilndrico de acero con dimetros de 4 a 5 mts. y longitudes de 70 a 80 mts. los mismos que interiormente se encuentran revestidos interiormente con materiales refractarios para la obtencin del clinker se debe alcanzar temperaturas alrededor de los 1500C, el proceso en si es complejo se puede decir que se inicia con el ingreso del crudo descarbonatado al horno rotatorio y que por efecto del calor que genera la combustin del carbn o petrleo en un quemador situado en el extremo de la salida sufre transformaciones fsicas y qumicas , llegndose a obtener el producto intermedio llamado Clinker esto sucede a temperaturas del orden de los 1400 a 1450C. El horno rotatorio de Cementos Lima alcanza una longitud de 83 mts y un dimetro de 5.25 mts y una inclinacin del 3% que permite el avance del material por deslizamiento , estos

El material se deposita en una

de 1.5 m hasta los 25 cm.( Chancado primario) .

ING. ANA TORRE C.

en una chancadora primaria, del tipo cono que puede reducirla de un tamao mximo


Se encuentran formados todos los compuestos

1450

Se ha formado completamente el C3A , liquido muy viscoso que le da consistencia a la costra.

1400

Los materiales disueltos en el C4AF reaccionan formndose el C2S e inicindose el C3A

1340

Se forma el C4AF liquido que acta como fundente donde s e disuelven los dems materiales , este liquido es muy adhesivo y empezara a penetrar en los poros del ladrillo refractario , aislndolo y enfrindolo con lo cual queda pegado y se inicia la formacin de la costra en el horno.

1300

Las arcillas se empiezan a descomponer y liberan slice , alumina y xidos de fierro, la Slice reacciona con la cal y se forma el C2S ( Belita)

1200

La caliza se ha convertido en cal viva debido a la perdida de gas carbnico ,la cal viva esta lista para reaccionar con el medio ambiente por lo cual es llevada rpidamente a la zona de sinterizacin.

900

Inicio de reacciones de los materiales deshidratados y formacin en pequeas cantidades del C2S y compuestos intermedios como el aluminato Calcico y Ferrocalcita ( CA, C2F)

600-750

Deshidratacindelosmateriales(arcillas,yeso,caoliita), eliminacin del agua adsorbida.

110-450

Evaporacin de la humedad( secado ) de los diferentes materiales

110

Reacciones en el interior del Horno

Temperatura en el horno C

8

Enfriamiento: No todos los minerales deseados del clnker , hidrulicamente activos,

quedan estables despus del proceso de clnkerizacin por lo que es necesario que el clnker caliente deba ser enfriado rpidamente es decir una vez que el clnker es descargado por el horno pasa a la tercera parte del circuito de clnkerizacin que se

ING. ANA TORRE C.

hornos giran a velocidades de 4.5 r.p.m y la temperaturas van desde 850C hasta

1450C . Sin embarga la fase liquida que nos indica el inicio del proceso de sinterizacin tiene lugar a temperaturas de 1260C y que al aumentar la temperatura aumenta tambin la fase liquida o fundida.


9

Economa en la compra de cemento, mano de obra en la descarga, almacenamiento y

manipulacin.

Economa por prdidas, debido a deterioros en las bolsas.

Incremento en la productividad de la obra, se cuenta con el cemento iinmediatamente

Mnimo riesgo de robos.

Adems que significa para un pas ahorro de sus divisas por la disminucin de la importacin de insumo para fabricacin del envase.

Ventajas de adquirir el cemento a granel:

Todas las fbricas de cementos del Per despachan cemento a granel. De esta forma se

despacha la cantidad mnima de 25 a 30 toneladas. Durante mucho tiempo, el cemento ha sido suministrado en sacos de papel. Sin embargo, la tendencia mundial es el de distribuirlo a granel, transportndolo en camiones cisterna y almacenndose en silos.

Estas bolsas de cemento son peridicamente controladas mediante la verificacin de su

porosidad al aire, absorcin, impermeabilidad y resistencias mecnicas. Las fbricas cementeras tambin comercializan el cemento en bolsones con capacidad de 1.5 toneladas. Dichos bolsones son conocidos como big bag.

Molienda del clnker: Mediante un proceso de extraccin controlado el clnker entra

a los molinos de bolas o prensa de rodillos donde se obtendr una superficie especifica alta de los granos del cemento.

Envasado y despacho: Generalmente el cemento se comercializa en bolsas de 42.5

Kg., de acuerdo a los requerimientos del usuario tambin puede despacharse a granel. Las bolsas, son de en papel krap extensible tipo Klupac con contenido de hojas, entre dos y cuatro de acuerdo a los requerimientos de transporte o manipuleo. Solo en casos muy especiales y necesarios, estas bolsas van provistas de un refuerzo interior de polipropileno.

ING. ANA TORRE C.

dan en los enfriadores. Estos enfriadores se encuentran a la salida del horno y recibirn toda la carga del material que sale del horno a temperaturas entre 1000 a

1100C , constan de varias superficies escalonadas compuestas por placas fijas y placas mviles alternadas con unos pequeos orificios por donde pasa el aire que es insuflado por la parte inferior por la accin de ventiladores con el objeto de enfriar el clnker hasta aproximadamente 120C para ser almacenado posteriormente a esta temperatura el material en las canchas de almacenamiento. Si el clinker formado por el proceso de sinterizacin se enfra lentamente puede invertirse el sentido de las reacciones de equilibrio y podran disolverse en la fase liquida una parte del silicato Triclcico ( compuesto importante para el desarrollo de resistencias en el cemento ) , por lo tanto un proceso de enfriamiento lento podra bajar la resistencia del cemento por otro lado un proceso de enfriamiento rpido el cual es deseable por los efectos que podran causar en el cemento tales como: mejor molturabilidad por la existencia de fisuras tensionales en el clnker , menor proporcin de alita disuelta.


10

MgO

Magnesia libre (Periclasa)

8% a 13%

C4AF

4CaO.Al2O3.Fe2O3

CaO

Ferro aluminato tetraclcico

Cal libre

15% a 30%

4% a 12%

C2S

C3A

2CaO.SiO2

3CaO.Al2O3

Silicato diclcico

Aluminato triclcico

30% a 50%

C3S

3CaO.SiO2

Silicato triclcico

Porcentaje

Abreviatura

Frmula

Designacin

otros compuestos

presentan en menores cantidades,

se

90-95% del cemento, tambin

secundarios.

importantes compuestos . Los principales compuestos que constituyen aproximadamente el

lugar a cuatro

prima entre si dando

combinan con los componentes cidos de la materia

se

los xidos

cemento Prtland

de

del clinker

b. Compuestos Qumicos

Durante la calcinacin en la fabricacin

0.5% - 3%

0% - 0.5%

0% - 1.5%

TiO2

P2O5

Prdida x Calcinacin

0% - 1%

0% - 3%

K2O y Na2O

Mn2O3

F

2% - 5%

0.1% - 2.5%

1% - 5%

S

A

16% - 26%

4% - 8%

SiO2

Al2O3

Fe2O3

SO3

MgO

C

58% - 67%

CaO

Abreviatura

Porcentaje Tpico

Oxido Componente

a. Componentes Qumicos

Los componentes qumicos del cemento Prtland se expresan por el contenido de xidos, en porcentajes. Los principales xidos son: la cal, slice, almina y el xido frrico, siendo el total de stos del 95% al 97%. En pequeas cantidades tambin se presentan otros xidos: la magnesia, el anhdrido sulfrico, los lcalis y otros de menor importancia. As tenemos:

5.-Composicin Qumica

ING. ANA TORRE C.


11

Es el primero en hidratarse, o sea fragua con mucha rapidez (hidratacin

violenta)

Libera gran cantidad de calor durante los primeros das de la hidratacin

Incide levemente en la resistencia mecnica

Tiene baja resistencia al intemperismo (accin del hielo y deshielo) Tiene mala estabilidad de volumen

Escasa resistencia a la accin del ataque de los sulfatos y ataques qumicos

Calor de hidratacin equivalente a 207 cal /gr

Aluminato Triclcico (C3A)

c.

Contribuye con las resistencias a edades mayores a una semana

Por su porcentaje en el clinker es el segundo en importancia

Se hidrata y endurece con lentitud

Alcanza elevada resistencia a la compresin a largo plazo (despus de prolongado endurecimiento)

El valor de hidratacin es equivalente a 63 cal/gr

Contribuye a la resistencia al intemperismo junto al C3S Su contribucin a la estabilidad de volumen es regular

Silicato Diclcico (C2S), conocido tambin como belita.

b.

Se hidrata y endurece rpidamente

Es el ms importante de los compuestos del cemento Determina la rapidez o velocidad de fraguado Determina la resistencia inicial del cemento

Libera gran cantidad de calor de hidratacin es equivalente a 120 cal/gr. Este compuesto tiene mucha importancia en el calor de hidratacin de los cementos

Contribuye una buena estabilidad de volumen

Contribuye a la resistencia al intemperismo

Silicato Triclcico (C3S), conocido tambin como alita.

a.

6.-Propiedades de los compuestos principales

Estos compuestos en presencia del agua se hidratan y forman nuevos compuestos que forman

la infraestructura de la pasta de cemento endurecido en el concreto .

ING. ANA TORRE C.


380

V

380

IV

540

III

370

II

370

I

Finura Blaine m2 / kg

Tipo de cemento

12

Es el tiempo entre el mezclado (agua con cemento) y la solidificacin de la pasta. Se expresa

c. Tiempo de Fraguado

Importancia: Se usa para los clculos en el diseo de mezclas

Los pesos especficos de los cementos Prtland son de aproximadamente 3.15

Ensayo del Frasco de Le Chatelier (NTP 334.005)

Referido al peso del cemento por unidad de volumen, se expresa en gr/cm. En el laboratorio

se determina por medio de:

b. Peso Especifico

cambios de volumen. A mayor finura del cemento mayor rapidez de hidratacin del cemento

y mayor desarrollo de resistencia.

Ejemplo:

Permeabilimetro de Blaine

Turbidimetro de Wagner

A mayor finura, crece la resistencia, pero aumenta el calor de hidratacin y

Importancia:

Referida al grado de molienda del polvo, se expresa por la superficie especfica, en m/kg. En

el laboratorio existen 2 ensayos para determinarlo

a. Finura o Fineza

7.-Propiedades del cemento

cemento. Por eso la resistencia mecnica se debe a stos dos compuestos.

el 75% del

Silicato Triclcico (C3S) y el Silicato Diclcico (C2S) constituye

Nota : El

Reduce la temperatura de formacin del clinker

Rpida velocidad de hidratacin

El calor de hidratacin es equivalente a 100 cal/gr (moderado) En la resistencia mecnica no esta definida su influencia

La estabilidad de volumen es mala

Influye en el color final del cemento

ING. ANA TORRE C.

d. Ferro Alumnato Tetra calcico (C4AF)


13

Ensayo del Calormetro de Langavant o el de la Botella Aislante. Se emplea

morteros estndar: NTP 334.064

Es el calor que se genera por la reaccin ( agua + cemento ) exotrmica de la hidratacin del

cemento, se expresa en cal/gr.y depende principalmente del C3A y el C3S . En el laboratorio se determina mediante:

g. Calor de Hidratacin

Importancia: Concretos con aire atrapado disminuye la resistencia (5% por cada 1 %)

Pesos y volmenes absolutos de mortero C-A en molde cilndrico estndar: NTP

334.048

Mide la cantidad de aire atrapado o retenido en la mezcla (mortero), se expresa en % del

volumen total. En el laboratorio se determina mediante:

f.Contenido de aire

Se prueba a diferentes edades : 1,3,7, 28 das.

Importancia: Propiedad que decide la calidad de los cementos

de lado (con mortero

Ensayo de compresin en probetas cbicas de 5 cm

cemento-arena normalizada): NTP 334. 051 (98)

Mide la capacidad mecnica del cemento a soportar uan fuerza externa de compresin . Es

una de las ms importantes propiedades, se expresa en Kg/cm. En el laboratorio se determina mediante:

e. Resistencia a la Compresin

Ensayo en Autoclave : NTP 334.004 (99)

Representa la verificacin de los cambios volumtricos por presencia de agentes expansivos,

se expresa en %. En el laboratorio se determina mediante:

d. Estabilidad de Volumen

Importancia: Fija la puesta correcta en obra y endurecimiento de los concretos y morteros.

: NTP 334.056 (97)

Agujas de Gillmore

Agujas de Vicat : NTP 334.006 (97)

En el laboratorio existen 2 mtodos para calcularlo

ING. ANA TORRE C.

en minutos. Se presenta como: El tiempo de Fraguado Inicial y El tiempo de Fraguado Final.


14

Cementos de Especificaciones de la Performance (NTP 334.082): Cemento

adicionado para aplicaciones generales y especiales, donde no existe restricciones en la composicin del cemento o sus constituyentes. Se clasifican por tipos basados en requerimientos especficos: Alta resistencia inicial, resistencia al ataque de sulfatos,

Cemento de Albailera (A) (NTP 334.069): Cemento obtenido por la pulverizacin

de Clinker Prtland y materiales que mejoran la plasticidad y la retencin de agua.

Cementos Prtland Compuesto Tipo 1 (Co) (NTP 334.073): Cemento adicionado

obtenido por la pulverizacin conjunta de Clinker Prtland y materiales calizos

(travertino), hasta un 30% de peso.

Cemento Prtland de Escoria Modificado Tipo I (SM) : Contenido de escoria

menor a 25%

Cemento Prtland de Escoria Tipo IS : Contenido de escoria entre 25% y 70%

Cementos Prtland de Escoria ( NTP 334.049 )

Cemento Prtland Puzolnico Modificado Tipo I (PM) : Contenido de puzolana

menos de 15%.

Cemento Prtland Puzolnico Tipo IP : Contenido de puzolana entre 15% y 40%.

Cementos Prtland Puzolnicos ( NTP 334.044 )

Contienen adems de Clinker Prtland y Yeso, 2 o ms constituyentes inorgnicos que

contribuyen a mejorar las propiedades del cemento. (Ejm.: puzolanas, escorias granuladas de altos hornos, componentes calizos, sulfato de calcio, incorporadores de aire). Aqu tenemos segn Normas tcnicas:

Cementos Prtland Adicionados

b.

Tipo I : Para usos que no requieran propiedades especiales de cualquier otro tipo

Tipo II: Para uso general y especficamente cuando se desea moderada resistencia a los sulfatos o moderado calor de hidratacin

Tipo III: Para utilizarse cuando se requiere altas resistencias iniciales

Tipo IV: Para emplearse cuando se desea bajo calor de hidratacin

Tipo V: Para emplearse cuando se desea alta resistencia a los sulfates.

a. Cementos Prtland sin adicin

Constituidos por Clinker Prtland y la inclusin solamente de un determinado porcentaje de sulfato de calcio (yeso). Aqu tenemos segn las Normas Tcnicas:

ING. ANA TORRE C.

8.-Tipos de cementos


15

La capacidad instalada (Tn/Ao), as como los mercados de cada uno de estas fbricas de

cemento se muestran a continuacin:

Adems se puede despachar estos cementos a granel.

bag.

big

como

conoce

seles

estos

a

toneladas

1.5

de

capacidad

Nota:

El cemento en el Per se comercializa en bolsas de 42.5 kg. de papel krap extensible tipo Klupac , que usualmente estn entre dos y cuatro pliegos, de acuerdo a los requerimientos de transporte o manipuleo eventualmente y por condiciones especiales pueden ir provistas de un refuerzo interior de polipropileno. Estas bolsas son ensayadas para verificar su porosidad al aire, absorcin, impermeabilidad y resistencias mecnicas. Las fbricas cementeras Nacionales estn preparadas para realizar la comercializacin del cemento en bolsones con

Cemento Rioja Pucallpa - Ucayali

Atocongo Lima

Pacasmayo - La Libertad Condorcocha - Tarma ( Junin ) Yura - Arequipa

Caracote - Juliaca ( Puno )

Cementos Lima S A

Cementos Pacasmayo S A A Cemento Andino S A

Yura SA

Cemento Sur S A

UBICACIN

NOMBRE

9.-Los Cementos en el Per

En el Per, actualmente tenemos las siguientes empresas cementeras:

LH : De bajo calor de hidratacin

MH: De moderado calor de hidratacin

HS : De alta resistencia a los sulfatos

MS : De moderada resistencia a los sulfatos

HH : De alta resistencia inicial

GU : De uso general. Se usa para cuando no se requiera propiedades especiales

calor de hidratacin. Sus tipos son:

ING. ANA TORRE C.


Puno, Cusco, Apurimac, Madre de Dios, Moquegua, Tacna

155,000

Cemento Sur S A

Arequipa, Moquegua, Tacna, Apurimac

600,000

Yura SA

Lima, Callao, Junn, Huancavelica, Cerro de Pasco, Loreto, Ucayali, San Martn, Ayacucho

1060,000

Cemento Andino S A

LaLibertad,Amazonas,Cajamarca, Lambayeque, Piura, Tumbes, Ancash

2300,000

Cementos Pacasmayo S A A

Lima, Callao, Ica, Ancash

4300,000

Cementos Lima S A

MERCADO

CAP. INST.

EMPRESA

Cemento Prtland Tipo IPM

Cemento Rioja S.A.

Rumi I, Inti 1PM, Portland tipo II, Portland Tipo V.

Cemento Sur S A

Yura I, Yura IP, Yura IPM, Cemento de Albailera marca Estuco Flex .

Yura SA

Cemento Prtland Tipo I, Tipo II, Tipo V

,Puzolanico 1P,Compuesto 1Co

Cementos Selva

Andino I, Andino II, Andino V, Andino IPM

Cemento Andino S A

Pacasmayo I, Pacasmayo II, Pacasmayo V,

Pacasmayo ICo ( COMPUESTO )

Cementos Pacasmayo S A

Sol I, Sol II, Supercemento Atlas IP

Cementos Lima S A

TIPOS DE CEMENTO QUE PRODUCE

EMPRESA

16

IP,

Pacasmayo

,

C-1157

MS-ASTM

Pacasmayo

En relacin a los tipos cementos por empresa producidos actualmente en el Per, tenemos:

ING. ANA TORRE C.


--

--

290*

330*

--

--

--

--

290*

--

--

--

Calor de Hidratacin, mx, KJ/Kg

7 das

28 das

--

0.10*

6meses

0.10

6meses

0.04*

14 das

--

--

Resistencia a los Sulfatos

% mximo de expansin

0.80

0.80

0.80

0.80

0.80

0.80

Expansin en autoclave,

% mximo

45

420

45

420

45

420

45

375

45

375

45

375

Tiempo de fraguado, minutos

Inicial, mnimo

Final, mximo

130

200

250

130

200

250

100

170

280*

80

150

210

100

170

280*

120

190

280*

Resistencia la Compresin mn Kg/cm

3 das

7 das

28 das

ICo

IP

MS

V

II

I

Tipos

Requisitos Fsicos

--

--

--

0.6*

0.6*

0.6*

lcalis equivalentes

( Na2O + 0.658 K2O ), mx, %

--

--

--

5

8

--

Aluminato triclcico (C3A), mx, %

--

--

--

0.75

0.75

0.75

Residuo Insoluble, mx, %

8.0

5.0

--

3.0

3.0

3.0

Prdida por Ignicin, mx, %

4.0

4.0

--

2.3

3.0

3.5

Trixido de Azufre (SO3), mx, %

6.0

6.0

--

6.0

6.0

6.0

xido de Magnesio (MgO), mx, %

ICo

IP

MS

V

II

I

Tipo

Requisitos Qumicos

17

a. Requisitos qumicos obligatorios

Prtland.

cementos

los

de

qumicos

y

fsicos

requisitos

Peruanas NTP 339.009, los

Requisitos fsicos obligatorios

10.-Requisitos Tcnicos de los cementos: Se muestran de acuerdo a las Normas Tcnica

ING. ANA TORRE C.


0.04

--

--

--

--

Resistencia a los sulfatos, 14 das, mx

--

--

--

280

280

Resistencia la Compresin (MPa) 28 das

--

--

60

70

--

--

70

--

--

--

Calor de Hidratacin, mx, Cal/gr

7 das

28 das

50

50

50

50

50

Falso Fraguado, % ( P. Fin ) minimo

V

IV

III

II

I

Tipo

Caractersticas Fsicas Opcionales

--

--

0.6

0.6

0.6

lcalis equivalentes

( Na2O + 0.658 K2O ), mx, %

--

--

--

58

--

Suma ( C3S + C3A ), mx %

--

--

5 - 8

--

--

Aluminato triclcico (C3A), mx, %

V

IV

III

II

I

Tipo

Caractersticas Qumicas Opcionales

45

0.45

V ms puzolana

SO4>10,000

SO4>2.0

Muy severa

45

0.45

V

1500 5.0

4.0 a 5.0

3.0 a 4.0

2.0 a 3.0

< a 2.0

Concreto en

Laboratorio

> 6.0

5.0 a 6.0

4.0 a 5.0

3.0 a 4.0

< a 3.0

Concreto en

Obra

Deficiente

Suficiente

Bueno

Muy bueno

Excelente

Coeficiente de variacin V para diferentes grados de control ( % )

Clase de

Operacin

DISPERSIN ENTRE TESTIGOS

> 24.6

21.1 a 24.6

17.6 a 21.1

14.1 a 17.6

< a 14.1

Concreto en

Laboratorio

> 49.2

42.2 a 49.2

35.2 a 42.2

28.1 a 35.2

< a 28.1

Concreto en

Obra

Deficiente

Suficiente

Bueno

Muy bueno

Excelente

Desviacin Estndar para diferentes grados de control ( Kg/cm )

Clase de

Operacin

DISPERSION TOTAL

125

Las tablas anteriores se pueden utilizar como referencia para estimar t, Ds y V cuando no se tengan

datos en obra asumiendo un grado de control apropiado.

Si no se puede asumir el grado de control, lo recomendable es considerar los valores ms pesimistas

Tabla: Valores de dispersin en el control del concreto

Tabla: Valores de t

n = N Ensayos utilizados para obtener el promedio

Donde :

n

1 V

n

t

f ' cr f ' c DS

t

f ' cr

f ' c

frmulas

las

de probetas

En el caso que se especifique el promedio de un cierto nmero

anteriores se reemplazarn por:

ING. ANA TORRE C.


1.00

30 ms

1.03

25

1.08

20

1.16

15

Ver Tabla cuando no se conoce el Ds

Menos de 15

Factor de incremento

N Ensayos

fc + 98

> 350

fc + 84

210 350

fc + 70

< 210

fcr (Kgcm)

fc Especificado

126

Cuando se tenga menos 15 ensayos o no se cuente con registros estadsticos, el ACI

recomienda que para calcular el fcr se utilice la siguiente tabla:

Y si no tengo datos estadsticos?

Cuando no se disponga de al menos 30 ensayos el ACI recomienda que al valor Ds que se

calcule deber incrementarse de acuerdo a la siguiente tabla:

Si tenemos menos de 30 ensayos?

a. Se disponen de resultados de al menos 30 ensayos consecutivos de un tipo de concreto

b. Las resistencias obtenidas al ensayar los cilndros no varen en ms de 70 Kg/cm con el fc especificado

f 'cr f 'c 35 2.33DS

Las frmulas anteriores slo son vlidas si:

1. El promedio de todos los grupos de 3 ensayos de resistencia en compresin

consecutivos sea fc

f ' cr f ' c 1.34DS

2. Ningn ensayo de resistencia debe ser menor que fc en ms de 35 Kg/cm

Ensayo de resistencia en compresin = Promedio de ensayo de 2 Probetas obtenidas de una

misma muestra de concreto y que han sido curadas bajo condiciones controladas a 28 das

El nivel de resistencia de una determinada clase de concreto se considerar satisfactoria si se cumplen los siguientes requisitos:

4. CRITERIOS DEL REGLAMENTO DEL ACI 318

ING. ANA TORRE C.

de estos valores.


308.0

308

18

306.0

304

17

306.7

308

16

300.7

290

15

302.3

309

14

298.3

296

13

306.7

315

12

307.7

312

11

307.3

295

10

295.7

280

9

295.0

310

8

288.3

275

7

288.3

280

6

278.0

279

5

279.7

280

4

292.3

318

3

304.3

315

2

304.7

281

1

Promedio 3

Individual

Resistencia ( Kg/cm )

N Ensayo

280

35

279

34

283.0

290

33

282.3

278

32

293.3

312

31

288.3

275

30

287.7

276

29

276.3

278

28

291.7

321

27

295.0

286

26

307.3

315

25

305.0

314

24

306.3

290

23

299.7

295

22

290.3

286

21

287.0

280

20

285.3

290

19

Promedio 3

Individual


N Ensayo

127

Xprom = 294.3 Kg/cm = fc diseo

Ds = 15.3 Kg/cm

Calculamos los parmetros bsicos de la informacin que contamos, entonces:

Lo que haremos primero es calcular la resistencia promedio y la desviacin estndar de las

probetas

Solucin

- El fcr de diseo

- El fc especificado

- Desviacin Estndar

- El comportamiento del concreto en obra

Supongamos que hubo cambio en la supervisin de una obra, teniendo los datos estadsticos

deresistenciasalacompresindelasprobetasenobra,deseamosconocer?

Ejemplo 3

ING. ANA TORRE C.


330

320

310

300

290

280

270

0 5 10 15 20 25 30 35

N M ue s tra

310.0

305.0

300.0

295.0

290.0

285.0

280.0

275.0

270.0

0 5 10 15 20 25 30 35

N M ue s tra

Re s is te ncia (Kg/cm )

Re s is te ncia (Kg/cm )

f ' c 273.8 Kg / cm

128

Escogiendo el menor valor tenemos que :

294.3 f ' c 35 2.33(15.3) f ' c 293.7 Kg / cm


294.3 f ' c 1.34(15.3) f ' c 273.8 Kg / cm


consecutivos sea fc

Clculo del fc especificado

Mnimo

276.3 Kg/cm

Prom

294.8 Kg/cm

Mximo

307.7 Kg/cm

Valores de dispersin en el control del concreto en promedio de 3 ensayos consecutivos

Mnimo

275 Kg/cm

Prom

294 Kg/cm

Mximo

321 Kg/cm

Valores de dispersin en el control del concreto en ensayos individuales

ING. ANA TORRE C.


222.3

260

18

224.3

218

17

234.3

225

16

219.3

215

15

220.0

220

14

214.3

208

13

210.7

204

12

210.7

220

11

211.3

210

10

228.3

255

9

233.3

235

8

232.0

206

7

217.7

212

6

232.7

280

5

250.0

258

4

248.7

208

3

226.0

212

2

215.3

226

1

Promedio 3

Individual


N Ensayo

280

35

260

34

260.0

240

33

238.3

215

32

231.7

240

31

220.3

206

30

218.0

208

29

209.7

215

28

211.3

211

27

208.7

200

26

205.3

205

25

216.7

245

24

226.7

230

23

230.0

215

22

218.3

210

21

212.3

212

20

205.7

195

19

Promedio 3

Individual


N Ensayo

129

De la tabla del factor t encontramos una probabilidad de 2.5 en 10 (25%) de obtener probetas

24.89

t 224.5 210 0.58

Comprobando el factor t:

= 22.4 Kg/cm

Ds

Promedio = 224.5 Kg/cm = fcr

Clculo del fc de diseo

Anlisis del Problema

- Si el concreto esta cumpliendo con el fc especificado

- Desviacin Estndar

- El fcr especificado

El contratista nos entrega los datos de la resistencia a compresin de las probetas, adems nos

dice que el fc = 210 Kg/cm, deseamos conocer ?

Ejemplo 4

ING. ANA TORRE C.


130

f ' c 240 Kg / cm

Escogiendo el mayor valor tenemos que :

f ' cr 210 35 2.33(22.4) f ' cr 227.2 Kg / cm


consecutivos sea fc

f ' cr 210 1.34(22.4) f ' cr 240 Kg / cm


Clculo del fc especificado

ING. ANA TORRE C.

por debajo del fc lo que no satisface el ACI (1 en 100)


131

Cdigo ACI 318.

Normas ASTM

Normas Tcnicas Peruanas

Naturaleza y Materiales del Concreto, Ing. Enrique Rivva Lopez

Concretos de Alta Resistencia, Ing. Enrique Rivva Lopez

Diseo de Mezclas, Ing. Enrique Rivva Lopez

Diseo de Mezclas, Ing Rafael Cachay Huamn

Tpicos de Tecnologa del Concreto en el Per, Ing. Enrique Pasquel C. Manual de supervisin de obras de concreto, Federico Gonzales

-

-

-

-

-

-

-

-

-

ING. ANA TORRE C.

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA


ana_torre.doc

Documents

curso basico de tecnologia

estado fresco

estado endurecido

ana torre

ingenieros civiles

referencia bibliografica

microsoft word

control estadstico