UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL COMPONENTES DEL CONCRETO Y SUS ESPECIFICACIONES

Componentes del concreto : Componentes del concreto y sus especificaciones (Revisión de las normas de requisitos) Objetivo Conocer las características que se requiere de los componentes del concreto en estado freso siguiendo las recomendaciones de las normas ASTM y  NTP.     Componentes del concreto : Cementos Agregados Aditivos Agua

CEMENTO El Coliseo , El Partenón, El muro de ANTECEDENTES HISTORICOS – Edad antigua Los Romanos Usaron: Mezcla de cal + polvo del ladrillo o la ceniza volcánica. Construyeron: El Coliseo , El Partenón, El muro de defensa que abarca Roma, caminos y los acueductos

ANTECEDENTES HISTORICOS – siglo XIX CEMENTO ANTECEDENTES HISTORICOS – siglo XIX 1812 Louis Vicat (Frances) prepare un cal artificial (calcina mezclas sintética de arcilla y cal). 1818 Murice St Leger patenta un cemento hidráulico. En 1824, el ingles J. Aspin, elaboró y patentó un producto similar al cemento (cocción de calcáreos y arcilla finamente molida). El primer concreto moderno en América.-1825 -1840-

ANTECEDENTES HISTORICOS – En el Perú CEMENTO ANTECEDENTES HISTORICOS – En el Perú 1915: Terminal marítimo del Callao Primeros hornos de fabricación de cemento 1916: Primera fábrica de cemento en el Perú. 1955 – 1975: fábricas de cemento. Edificios : Palacio de Justicia, Hotel Bolivar, Club Nacional y Country Club.

CEMENTO DEFINICIONES Cemento Pórtland Clinker Pórtland Puzolànico NTP 334.009: Cemento hidráulico Cemento Portland = Clinker Portland + Yeso Producto obtenido por calcinación de materias primas, calizas y arcillosas adecuadamente dosificadas. Contiene puzolana pulverización de clinker Pórtland + puzolana + Sulfato de calcio

Materias primas del cemento Pórtland Contiene carbonato de calcio (Co3Ca) que será entre 60% a 80%. Lo tenemos a las margas, cretas y calizas en general Materiales calcáreos Materiales arcillosos Deben contener sílice en cantidad entre 60% y 70%. aquí tenemos a las pizarras, esquistos y arcillas en general Suministran el óxido férrico en pequeñas cantidades. Minerales de fierro Aporta el sulfato de calcio. Controlar la fragua (hidratación violenta del aluminato tricálcico y el ferro aluminato tetracálcico). Yeso

Proceso de Fabricación CEMENTO Proceso de Fabricación Extracción de la materia prima Trituración de la materia prima Pre – homogenización Intercambiador de Calor ( Precalentador) Homogenización Molienda de Crudos Molienda del clìnker Clinkerizaciòn Enfriamiento Envasado y despacho

CEMENTO Composición Química

CEMENTO Compuestos Quimicos Propiedades compuesto Abrev, Silicato tricálcico -alita C3S hidrata y endurece rápido Más importante de los compuestos. Resistencia inicial del cemento, Calor de hidratación de los Cementos. Resistencia al intemperismo. Silicato dicálcico - belita C2S Resistencias a edades mayores a una semana. Segundo mas importancia. Se hidrata y endurece con lentitud. Eleva la resistencia a la compresión a largo plazo.

CEMENTO Compuestos Quimicos Aluminato tricálcico C3A primero en hidratarse, o sea fragua con mucha rapidez (hidratación violenta) baja resistencia al intemperismo (acción del hielo y deshielo) Poca resistencia a la acción de los sulfatos y ataques químicos Ferrito aluminato tetracálcico C4AF Reduce la temperatura de formación del clinker. Rápida velocidad de hidratación Influye en el color final del cemento.

CEMENTO Propiedades del cemento a. Finura o Fineza Grado de molienda del polvo. • Permeabilimetro de Blaine • Turbidimetro de Wagner > Finura habrá > resistencia, pero aumenta el calor de hidratación. Tipo de cemento Finura Blaine (m2 / kg) I 280 II 280 III 280 IV 280 V 280 b. Peso Especifico • Ensayo del Frasco de Le Chatelier (NTP 334.005)

CEMENTO - Propiedades del cemento c. Tiempo de Fraguado (min) Es el tiempo entre el mezclado y la solidificación de la pasta. - Agujas de Vicat : NTP 334.006 - Agujas de Gillmore : NTP 334.056 d. Estabilidad de Volumen (%) cambios por presencia de agentes expansivos, - Ensayo en Autoclave : NTP 334.004

CEMENTO -Propiedades del cemento e. Resistencia a la Compresión (Kg/cm² ) - En probetas cúbicas de 5 cm de lado NTP 334. 051. - 1,3,7, 28 días. f. Contenido de aire (%) Mide la cantidad de aire atrapado O retenido en la mezcla Molde cilíndrico estándar: NTP 334.048

CEMENTO - Propiedades del cemento g. Calor de Hidratación (cal/gr) Se genera por la reacción exotérmica de la hidratación del cemento. • Ensayo del Calorímetro de Langavant o el de la Botella Aislante.( NTP 334.064)

CEMENTO Tipos de cementos Según: ASTM C-150 NTP 334.009 Cementos Pórtland sin adición Cementos Pórtland Adicionados

CEMENTO C. PÓRTLAND ADICIONADOS C. PORTLAND C. PÓRTLAND ADICIONADOS TIPO I: Uso general, alto calor, f’c alto. TIPO II: Med.Resistencia sulf. calor moderado, f’c lento. TIPO III: Alto calor, f’c muy rápido , baja resistencia sulf. TIPO IV: Muy bajo calor, f’c muy lento. TIPO V: Muy resistente a los sulf. bajo calor, f’c muy lento. TIPO IP : Uso general (15 a 40% puzolana .Menor calor, f´c pasado 28d. TIPO IPM : Uso general, hasta 15% puzolana, Menor calor, f´c después 28 días. TIPO IMS : Mediana resistencia a sulf, hasta 25% escoria, menor calor, f´c después 28 Días. TIPO ICo : Uso general, hasta 30% filler calizo. Menor calor, f´c después 28

CEMENTO CALOR DE HIDRATACION VS. TIEMPO

TIPO I MEJORADO CEMENTO REQUISITOS FÍSICOS COMPARATIVOS

CEMENTO REQUISITOS FÍSICOS COMPARATIVOS T I P O MS

TIPO I P ESPECIAL CEMENTO REQUISITOS FÍSICOS COMPARATIVOS

CEMENTO FABRICAS DE CEMENTOS EN EL PERU

CEMENTO FABRICAS DE CEMENTOS EN EL PERU

CEMENTO ¿ Como elegir el tipo de cemento ? ¿Donde vamos a construir? ¿En que condición de exposición vamos a construir? ¿Que tipo de estructura y/o que proceso constructivo vamos a usar?

CEMENTO Donde vamos a construir ? Tener en cuenta el manejo del calor de hidratación: En clima cálido : Con bajo calor de hidratación, ordenando de acuerdo al calor de hidratación, de menor a mayor, tenemos: V, IP, II, IPM, IMs, ICo, I En clima frío : Utilizar con alto calor de hidratación , de menor a mayor tenemos: I, II, IPM, IMs, ICo, V

CEMENTO En que condición de exposición vamos a construir? El concepto que prima es resistencia a la agresividad química, por lo tanto es muy importante tener en cuenta las condiciones de exposición: Ambiente marino: Expuesto al ataque de Cloruros + sulfatos, por lo tanto ordenando los cementos de acuerdo al grado de resistencia a estos iones de mayor a menor tenemos: IP, V, IPM, II, IMs, Ico, I Suelo con sulfatos : Ordenando los cementos de acuerdo al grado de resistencia a los sulfatos de mayor a menor tenemos: V, IP, II, IPM, IMs, Ico, I

CEMENTO Que tipo de estructura y/o que proceso constructivo vamos a usar? En este caso el concepto que prima es de resistencia y calor de hidratación de la estructura a construir: Vaciados de gran volumen y poca área de disipación de calor : En este caso es importante tener en cuenta el calor de hidratación Del cemento, entonces ordenando los cementos de más favorable a menos favorable tenemos: V, IP, II, IPM, IMs, Ico, I Desencofrado rápido : En este caso es importante tener en cuenta la ganancia rápida de la resistencia del concreto, entonces ordenando Los cementos de más favorable a menos favorable tenemos: I, IPM, IMs, ICo, IP, V

Normas Técnicas Peruanas de Cementos NTP 334.009:1997 Cementos. Cemento Pórtland. Requisitos NTP 334.044:1997 Cementos. Cementos Pórtland Puzolánico IP y I (PM). NTP 334.050:1984 Cemento Pórtland Blanco tipo I. Requisitos NTP-334.069:1998 Cementos. Cemento de Albañilería. Requisitos NTP-334.082:1998 Cemento. Cementos Pórtland adicionados. Especificación de Performance NTP-334.083:1997 Cemento. Cementos Pórtland Adicionados tipos P y S NTP-334.049:1985 Cemento Pórtland de escoria tipo IS y tipo ISM, requisitos NTP 334.073:1987 Cementos Pórtland compuesto tipo 1Co, requisitos NTP 334.007:1997 Cementos Pórtland compuesto tipo 1Co, requisitos NTP 334.084:1998 CEMENTOS. Aditivos funcionales a usarse en la producción de cementos Pórtland. NTP 334.085:1998 CEMENTOS. Aditivos de proceso a usarse en la producción de cementos Pórtland NTP 334.087:1999 CEMENTOS. Adiciones minerales en pastas, morteros y concretos; microsílice, especificaciones NTP 334.088:1999 CEMENTOS. Aditivos químicos en pastas, morteros y hormigón (concreto); especificaciones NTP 334.089:1999 CEMENTOS: Aditivos incorporados de aire en pastas, morteros y hormigón (concreto); especificaciones NTP 334.076:1997 CEMENTOS. Aparato para la determinación de los cambios de longitud de pastas de cementos y morteros fraguados. NTP 334.077:1997 CEMENTOS. Ambientes, gabinetes y tanques de almacenamiento utilizados en los ensayos de cemento NTP 334.079:1996 CEMENTOS. Especificación normalizada para pesas y mecanismos de pesada para usos en los ensayos físicos de cemento

NTP 334.074-1997 CEMENTOS. Determinación de la consistencia normal NTP 334.075:1997 CEMENTOS. Cemento Pórtland. Método de ensayo para optimizar el SO3 NTP 334.078:1997 CEMENTO. Cemento Pórtland hidratado. Método normalizado para el sulfato de calcio en morteros NTP 334.045:1998 CEMENTOS. Métodos de ensayo para determinar la finura por tamizado húmedo con tamiz normalizado de 45 μm NTP 334.048:1997 CEMENTOS. Determinación del contenido de aire en morteros de cemento hidráulico NTP 334.052:1998 CEMENTOS. Ensayo para determinar el falso fraguado del cemento. Método de la pasta. 2da edición. NTP 334.002:1997 CEMENTOS. Determinación de la finura expresada por la superficie. Específica. NTP 334.003:1998 CEMENTOS. Procedimiento para la obtención de pastas y morteros de consistencia plástica por mezcla mecánica. NTP 334.051:1998 CEMENTOS. Método para determinar la resistencia a la compresión de morteros de cemento Pórtland cubos de 50mm de lado NTP 334.006:1997 CEMENTOS. Determinación del fraguado utilizando la aguja de Vicat NTP 334.064:1999 CEMENTOS. Método para determinar el calor de hidratación de cementos Pórtland. NTP 334.004:1999 CEMENTOS. Ensayo en autoclave para determinar la estabilidad de volumen. NTP 334.053:1999 CEMENTOS. Ensayo para determinar el falso fraguado de cemento. Método del mortero. NTP 334.066:1999 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar el índice de actividad puzolánico utilizando cemento Pórtland. NTP 334.055:1999 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar el índice de actividad puzolánico por el método de la cal.