Concretos Ecológicos Ing. Carlos Guerra C..

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1 Concretos Ecológicos Ing. Carlos Guerra C.

2 Fundamentos del Concreto Versatilidad, bajo costo y alta resistencia
Es el material de construcción más utilizado en el mundo Material más usado después del agua Se producen más de 7 billones m3/año Más de 1m3/año por cada ser humano Versatilidad, bajo costo y alta resistencia

3 DEFINICIÓN DE CONCRETO
El concreto es un material constituido por la mezcla en cierta proporciones de cemento, agua, agregados y opcionalmente aditivos; que inicialmente denota una estructura plástica, moldeable y que posteriormente adquiere una consistencia rígida con propiedades aislantes y resistentes, lo que lo hace un material ideal para la construcción.

4 Propiedades del Concreto
La estructura del concreto no es homogénea y en consecuencia no es isotrópica, es decir no mantiene las mismas propiedades en diferentes direcciones. Trabajabilidad.- Está definida por la mayor o menor dificultad para el mezclado, transporte y colocación del concreto. Resistencia.- La resistencia en compresión del concreto es el parámetro de referencia mas difundido a nivel de diseño estructural, para evidenciar las características resistentes y la calidad de un concreto. Durabilidad.- Capacidad del concreto para ofrecer un comportamiento adecuado en el transcurso de la vida en servicio del elemento estructural.

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8 ¿SERA EL CONCRETO EL MATERIAL DE CONSTRUCCION DEL SIGLO XXI?

9 Indicadores Internacionales de la Industria del Cemento
71. …as well as, the continued “know-how”, “technology”, and “ability” to provide ongoing support to ensure your specifications.

10 En el Siglo XX el consumo de cemento se
incrementó en 3000% en el mundo en 80 años

11 MAYORES CONSUMIDORES DE CEMENTO (Millones de Toneladas)

12 CONSUMO DE CEMENTO MUNDIAL
POR CONTINENTES

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14 Distribución de la producción y consumo de cemento y concreto en el país

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21 INDUSTRIALIZACION INCIPIENTE
La industria de la construcción formal utiliza el concreto premezclado en muy pequeña proporción INDUSTRIALIZACION INCIPIENTE

22 TENDENCIAS DE CONSUMO DEL CEMENTO EN EL SIGLO XXI
La tasa se mantendrá o incrementará por el fenómeno Chino y la Comunidad Europea. El desarrollo tecnológico no está orientado a reemplazarlo sino a producirlo con fuentes de energía diferentes al petróleo. Es una industria contaminante pero con alternativas de reducción viables.

23 TENDENCIAS EN LOS TIPOS DE CEMENTO EN EL SIGLO XXI
Por cada Ton de cemento producido se arroja 1 Tonelada equivalente de CO2 al medio ambiente. Protocolo de Kyoto. Cementos con Adiciones Minerales

24 ADICIONES MINERALES Las adiciones minerales (diferentes a los aditivos) son compuestos naturales o artificiales que se incorporan al cemento o directamente al concreto con el objeto de mejorar el comportamiento del cemento o concreto en estado fresco y/o endurecido.

25 Clasificación de las Adiciones Minerales

26 Puzolana natural de origen volcánico pumítico
Material silíceo o sílico-aluminoso, que por si mismo puede tener poca o ninguna actividad hidráulica pero que, finamente dividido y en presencia de agua, reacciona químicamente con el hidróxido de calcio para formar compuestos que poseen propiedades hidráulicas. Puzolana natural de origen volcánico pumítico

27 CLASIFICACIÓN DE PUZOLANAS (Norma ASTM C 618)
Clase N: Puzolanas naturales crudas o calcinadas, tal como las diatomitas; tufos y cenizas volcánicas, calcinadas o sin calcinar; y materiales que requieren de calcinación para inducir propiedades satisfactorias. Clase F: Ceniza volante producida por la calcinación de carbón antracítico o bituminoso. Cenizas que poseen propiedades puzolánicas. Clase C: Ceniza volante producida por la calcinación de carbón sub-bituminoso o lignito. Esta clase de ceniza, además de tener propiedades puzolánicas, también tiene propiedades cementiceos.

28 CENIZAS VOLANTES Las Cenizas Volantes, son el residuo finamente dividido, de las plantas generadoras de energía eléctrica, como subproducto industrial resultado de la combustión del carbón molido.

29 Producción del Fly Ash

30 SILICA FUME - MICROSILICE
La Silice Fume – Microsílice es una sílice no cristalina ultra fina producida en los hornos de arco eléctrico como un sub producto industrial de la producción de metales de sílice y aleaciones de hierro-sílice.

31 Producción Silica Fume

32 ESCORIA DE ALTOS HORNOS
Escoria de Alto Horno es un material vítreo formado de la escoria fundida producida en altos hornos como subproducto industrial en la producción del hierro empleado en siderurgia

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34 Filler Calcáreo Es un mineral compuesto básicamente por carbonato de calcio que, dada su facilidad de molienda, se adiciona al cemento o se muele en forma conjunta con el clinker portland en molino de cemento y ejerce efectos beneficiosos sobre los morteros u hormigones en estado fresco. Adicionalmente, debido a su pequeño tamaño las partículas de filler calcáreo suelen mejorar la distribución granulométrica del cemento mejorando la resistencia temprana del hormigón.

35 Clinkerización ( Hornos )

36 Materiales Cementicios Suplementarios (SCMs)
Reacción Hidráulica Fraguan y endurecen por reacción química con el agua. Reacción Puzolánica Reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio (cal hidratada) en presencia de la humedad de los compuestos, de tal forma poseen características de los cementos.

37 Diagrama Ternario y Composición Comparativa

38 Estructura del cemento hidratado
Agua Cemento

39 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en suspensión

40 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en suspensión

41 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en suspensión

42 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en suspensión

43 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en hidratación

44 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en hidratación POROS DE GEL ESQUEMA DE POROS CAPILARES GEL DE CEMENTO HIDRATANDOSE AGUA SOBRANTE EN POROS CAPILARES

45 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en hidratación

46 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en hidratación

47 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en hidratación

48 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en hidratación

49 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en hidratación

50 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en hidratación

51 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en hidratación

52 Estructura del cemento hidratado
Agua con partículas de cemento en hidratación

53 Estructura del cemento hidratado +
Material Cementiceo Suplementario

54 Estructura del cemento hidratado +
Material Cementiceo Suplementario

55 Estructura del cemento hidratado +
Material Cementiceo Suplementario

56 Estructura del cemento hidratado +
Material Cementiceo Suplementario

57 Estructura del cemento hidratado +
Material Cementiceo Suplementario

58 ¿Porqué son tan importantes los materiales cementicios suplementarios?

59 Materiales Cementicios Suplementarios
Subproductos industriales comunmente usados en los paises desarrollados Incluyen 

60 Fly ash - Ceniza Volante Tipo C

61 MICROGRAFÍA (SEM) DE UNA CENIZA VOLANTE TIPO F

62 Slag - Escoria

63 Silica Fume - Microsílice

64 Volcanic ash – Puzolana volcánica natural

65 Diatomaceous Earth – Puzolana Natural

66 Calcined Shade – Puzolana artificial

67 Calcined clay (Metacaolin) – Puzolana Artificial

68 Estructuras que contienen Cenizas Volantes

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72 Estructuras que contienen Escorias (GGBFS)

73 Estructuras con Escorias (GGBFS)

74 Estructuras con Escorias (GGBFS)

75 Estructuras que contienen Microsílice

76 Estructuras que contienen Microsílice

77 Estructuras que contienen Microsílice

78 PUZOLANAS NATURALES Las Puzolanas Naturales son materias primas o calcinadas originadas de los depósitos naturales tales como las cenizas volcánicas

79 Cenizas volcánicas o pumicita

80 Cenizas volcánicas o pumicita

81 Cenizas volcánicas o pumicita

82 Cenizas volcánicas o pumicita

83 Pizarra calcinada

84 Pizarra calcinada

85 Pizarra calcinada

86 Pizarra y Ópalo calcinados

87 Arcilla calcinada

88 DURABILIDAD - RESUMEN DE EFECTOS
Resumen de Efectos de SCM en el Concreto Endurecido

89 ¿Qué tienen en común estos materiales cementantes suplementarios ?

90 Actúan a nivel microscópico con reacciones complejas

91 ¿Qué va a posibilitar usar contenido mayores de SCM?

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94 Efectos de los SCM en la Resistencia a la Compresión

95 Efectos de los SCM en la Resistencia a la Compresión

96 Efectos de los SCM en la Resistencia a la Compresión

97 Efectos de los SCM en la Resistencia a la Compresión

98 Efectos de los SCM en la Resistencia a la Compresión

99 Efecto de SCMs en la Resistencia a los Sulfatos
ASTM C1012 Standard Test Method for Length Change of Hydraulic-Cement Mortars Exposed to a Sulfate Solution

100 Efecto de SCMs en la Resistencia a los Sulfatos
Uso de cementos con bajo contenido de C3A: Resistencia moderada a los sulfatos (Tipo II, IP) Alta resistencia a los sulfatos (Tipo V+ SCMs) Tipo I – 14% C3A Tipo V+ SCMs– 1.2% C3A

101 Beneficios del uso de los SCMs en La Mitigacion de Las Patologias del Concreto
Incrementa la resistencia a la compresión. Disminuye la permeabilidad. Incrementa la durabilidad. Reduce la reactividad Alcali-Silice. Reduce el Calor de hidratación. Reduce la formación de eflorescencia. Incrementa la trabajabilidad. Facilita el bombeo Mejora el acabado. Reduce la exudación. Reduce la segregación. Reduce la perdida del asentamiento.

102 Beneficios Ecológicos
Ahorro de energía no renovable Protección del medio ambiente Reducción de la emisión de CO2, SO2, NOx Uso de subproductos industriales. Beneficios Económicos Reducción de costos

103 Mezcla Ternaria del Cemento - Sinergia
Existe una sinergia pronunciada al combinar las Cenizas volantes con la microsílice Mezcla Ternaria : Cemento portland + 2 SCM´s Mezcla Cuaternaria : Cemento portland + 3 SCM´s

104 Especificación ASTM para adiciones minerales

105 Resumen Las adiciones minerales mejoran el comportamiento del concreto en estado fresco y endurecido. Las adiciones minerales favorecen la durabilidad del concreto al disminuir la permeabilidad del mismo. La utilización de adiciones minerales contribuye a proteger el medio ambiente al disminuir tanto la emisión de gases producto de los hornos cementeros como la quema de combustibles fósiles. La mayoría de los adiciones minerales son desechos industriales, por lo que su utilización protege el medio ambiente. Las adiciones minerales reducen los costos de producción del concreto.

106 Gracias