CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES CURSO BASICO DE TECNOLOGA DEL CONCRETO

Mayo del 2004 1

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. INDICE INDICE.......................................................................... ................................................................................ ........................... 2 CAPITULO 1: .................................................................... ................................................................................ ...................... 5 CEMENTOS........................................................................ ................................................................................ ................. 5 CAPITULO 2: .................................................................... ................................................................................ .................... 29 AGUA PARA EL CONCRETO........................................................... .............................................................................. 2 9 CAPITULO 3: .................................................................... ................................................................................ .................. 432 AGREGADOS PARA EL CONCRETO ..................................................... ...................................................................... 432 CAPITULO 4: .................................................................... ................................................................................ .................. 609 ADITIVOS PARA EL CONCRETO....................................................... ......................................................................... 609 CAPITULO 5: .................................................................... ................................................................................ .................... 70 EL CONCRETO..................................................................... ................................................................................ ................ 70 DISEO DE MEZCLAS DE CONCRETO .................................................... .................................................................... 87 CAPITULO 7: .................................................................... ................................................................................ .................. 106 ENSAYOS EN EL CONCRETO ......................................................... ............................................................................ 106

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

....................................................................... 106 II. EL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO ........................................... .......................................................... 110 CAPITULO 8: .................................................................... ................................................................................ .................. 118 CONTROL ESTADSTICO EN ELCONCRETO................................................. ............................................................ 118 REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ....................................................... ............................................................................... 131 2

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. PROLOGO El presente documento a sido preparado como una herramienta til para 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 3

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. CEMENTOS Profesora:: Ing. Ana Torre Carrillo 4

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. CAPITULO 1: CEMENTOS 1.-Antecedentes Histricos: Se saben que desde pocas antiguas que los Romanos utilizaron como agregado ladril los quebrados los que eran embutidos en una mezcla de cal con polvo del ladrillo o l a ceniza volcnica de esta forma se construyeron una variedad amplia de estructuras como ca minos, acueductos, templos , palacios etc. Se sabe tambin que se utilizaron losas de concreto en muchas de sus estructuras pb licas grandes como el Coliseo y el Partenn. Para lograr concretos de peso ligero, los r omanos utilizaron recipientes de barro que eran embebidos en la estructura generando va cos en las paredes. Y logrando as su propsito. En 1824, el ingles J.Aspin, elabor y patent un producto similar al cemento, obteni do mediante la coccin de una mezcla de calcreos y arcilla finamente molida. Este liga nte permiti confeccionar un hormign similar al obtenido con la piedra Prtland (calcreo m uy resistente de la isla de Prtland) comnmente utilizado en Inglaterra para la constr uccin. De aqu la denominacin 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 f orma una masa (pasta) muy plstica y moldeable que luego de fraguar y endurecer, adquiere g ran resistencia y durabilidad. El Clinker Prtland Es un producto semiacabado de forma de piedras negruzcas de tamaos de Cemento Prtland

aproximadamente, obtenido de la calcinacin de una mezcla de materiales calcreos y arcillosos en proporciones convenientes, hasta llegar a una fusin incipiente (Cli nkerizacin) 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 c ombinacin 5

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. del xido de Calcio (CaO) con los otros xidos: dixido de silicio (SiO2) , xido de alu minio (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 f orma una masa (pasta) muy plstica y moldeable que luego de fraguar y endurecer, adquiere g ran 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 s er un material arcilloso o silico-aluminoso que por si mismo puede tener poco o ningun a actividad hidrulica pero que finamente dividida y en presencia de humedad reacciona qumicame nte con el hidrxido de calcio a temperaturas ordinarias para formar compuestos que po seen propiedades hidrulicas. 3.-Materias primas del cemento Prtland Las principales materias primas necesarias para la fabricacin de un cemento Prtlan d son: a. 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 e l xido de calcio o cal. b. 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. c. Minerales de fierro: Suministran el xido frrico en pequeas cantidades. En algunos casos stos vienen con la arcilla. d. Yeso: Aporta el sulfato de calcio. Nota: El yeso se aade al Clinker para controlar (retardar y regular) la fragua. S in el yeso, el cemento fraguara muy rpidamente debido a la hidratacin violenta del aluminato triclcico y el ferro aluminato tetraclcico. 4.-Proceso de Fabricacin

Extraccin de la materia prima: Esta se realiza con la explotacin de los yacimientos a tajo abierto. El material resultante de la voladura es transportad o 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 6

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. en una chancadora primaria, del tipo cono que de 1.5 m hasta los 25 cm.( Chancado primario) cancha de almacenamiento y luego de verificar chancado secundario reducindose a tamaos de puede reducirla de un tamao mximo . El material se deposita en una su composicin qumica, pasa al 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 a l 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 cal or. 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 residu al evacuados con los gases de combustin salientes del horno en contracorriente con e l 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 d e 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 l a 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 casca da, que se encuentran al interior de una torre de concreto armado de varios pisos, con a lturas 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 combu stin 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 horn o rotatorio de Cementos Lima alcanza una longitud de 83 mts y un dimetro de 5.25 mt s y una inclinacin del 3% que permite el avance del material por deslizamiento , es tos 7

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES 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. Temperatura en el horno C Reacciones en el interior del Horno 110 Evaporacin de la humedad( secado ) de los diferentes materiales 110-450 Deshidratacin de los materiales (arcillas, yeso, caoliita), eliminacin del agua adsorbida. 600-750 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) 900 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. 1200 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) 1300 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. 1340 Los materiales disueltos en el C4AF reaccionan formndose el C2S e inicindose el C3A 1400 Se ha formado completamente el C3A , liquido muy viscoso que le da consistencia a la costra. 1450 Se encuentran formados todos los compuestos 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 s e 8

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES 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 enf riar 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 sil icato Triclcico ( compuesto importante para el desarrollo de resistencias en el cemento ) , por lo tanto un proceso de enfriamiento lento podra bajar la resistencia del ceme nto por otro lado un proceso de enfriamiento rpido el cual es deseable por los efecto s que podran causar en el cemento tales como: mejor molturabilidad por la existencia de fisuras tensionales en el clnker , menor proporcin de alita disuelta. 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 espec ifica 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 grane l. 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. Estas bolsas de cemento son peridicamente controladas mediante la verificacin de s u 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. 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 . Ventajas de adquirir el cemento a granel:

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 iinmediatame nte 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. 9

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. 5.-Composicin Qumica 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, siend o 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: Oxido Componente Porcentaje Tpico Abreviatura CaO 58% - 67% C SiO2 16% - 26% S Al2O3 4% - 8% A Fe2O3 2% - 5% F SO3 0.1% - 2.5% MgO 1% - 5% K2O y Na2O 0% - 1% Mn2O3 0% - 3% TiO2 0% - 0.5% P2O5 0% - 1.5% Prdida x Calcinacin 0.5% - 3% b. Compuestos Qumicos Durante la calcinacin en la fabricacin del clinker de cemento Prtland los xidos se combinan con los componentes cidos de la materia prima entre si dando lugar a cua tro importantes compuestos . Los principales compuestos que constituyen aproximadame nte el 90-95% del cemento, tambin se presentan en menores cantidades, otros compuestos secundarios. Designacin Frmula Abreviatura Porcentaje Silicato triclcico 3CaO.SiO2 C3S 30% a 50% Silicato diclcico Aluminato triclcico Ferro aluminato tetraclcico Cal libre 2CaO.SiO23CaO.Al2O34CaO.Al2O3.Fe2O3CaO C2S C3A C4AF 15% a 30% 4% a 12% 8% a 13% Magnesia libre (Periclasa) MgO 10

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. Estos compuestos en presencia del agua se hidratan y forman nuevos compuestos qu e forman la infraestructura de la pasta de cemento endurecido en el concreto . 6.-Propiedades de los compuestos principales a. Silicato Triclcico (C3S), conocido tambin como alita. 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 b. Silicato Diclcico (C2S), conocido tambin como belita. 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 c. Aluminato Triclcico (C3A) 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 11

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. d. Ferro Alumnato Tetra calcico (C4AF) 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 Nota : El Silicato Triclcico (C3S) y el Silicato Diclcico (C2S) constituye el 75% del cemento. Por eso la resistencia mecnica se debe a stos dos compuestos. 7.-Propiedades del cemento a. Finura o Fineza Referida al grado de molienda del polvo, se expresa por la superficie especfica, en m/kg. En el laboratorio existen 2 ensayos para determinarlo Permeabilimetro de Blaine Turbidimetro de Wagner Importancia: A mayor finura, crece la resistencia, pero aumenta el calor de hidr atacin y cambios de volumen. A mayor finura del cemento mayor rapidez de hidratacin del ce mento y mayor desarrollo de resistencia. Ejemplo: Tipo de cemento Finura Blaine m2 / kg I 370 II 370 III 540 IV 380 V 380 b. Peso Especifico Referido al peso del cemento por unidad de volumen, se expresa en gr/cm. En el la boratorio se determina por medio de: Ensayo del Frasco de Le Chatelier (NTP 334.005) Importancia: Se usa para los clculos en el diseo de mezclas Los pesos especficos de los cementos Prtland son de aproximadamente 3.15 c. Tiempo de Fraguado Es el tiempo entre el mezclado (agua con cemento) y la solidificacin de la pasta.

Se expresa 12

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. en minutos. Se presenta como: El tiempo de Fraguado Inicial y El tiempo de Fragu ado Final. En el laboratorio existen 2 mtodos para calcularlo Agujas de Vicat : NTP 334.006 (97) Agujas de Gillmore : NTP 334.056 (97) Importancia: Fija la puesta correcta en obra y endurecimiento de los concretos y morteros. d. Estabilidad de Volumen Representa la verificacin de los cambios volumtricos por presencia de agentes expa nsivos, se expresa en %. En el laboratorio se determina mediante: Ensayo en Autoclave : NTP 334.004 (99) e. Resistencia a la Compresin 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 d etermina mediante: Ensayo de compresin en probetas cbicas de 5 cm de lado (con mortero cemento-arena normalizada): NTP 334. 051 (98) Se prueba a diferentes edades : 1,3,7, 28 das. Importancia: Propiedad que decide la calidad de los cementos f. Contenido de aire Mide la cantidad de aire atrapado o retenido en la mezcla (mortero), se expresa en % del volumen total. En el laboratorio se determina mediante: Pesos y volmenes absolutos de mortero C-A en molde cilndrico estndar: NTP 334.048 Importancia: Concretos con aire atrapado disminuye la resistencia (5% por cada 1 %) g. Calor de Hidratacin Es el calor que se genera por la reaccin ( agua + cemento ) exotrmica de la hidrat acin del cemento, se expresa en cal/gr.y depende principalmente del C3A y el C3S . En el laboratorio se determina mediante: Ensayo del Calormetro de Langavant o el de la Botella Aislante. Se emplea

morteros estndar: NTP 334.064 13

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. 8.-Tipos de cementos a. Cementos Prtland sin adicin Constituidos por Clinker Prtland y la inclusin solamente de un determinado porcent aje de sulfato de calcio (yeso). Aqu tenemos segn las Normas Tcnicas: Tipo I : Para usos que no requieran propiedades especiales de cualquier otro tip o 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. b. Cementos Prtland Adicionados Contienen adems de Clinker Prtland y Yeso, 2 o ms constituyentes inorgnicos que contribuyen a mejorar las propiedades del cemento. (Ejm.: puzolanas, escorias gr anuladas de altos hornos, componentes calizos, sulfato de calcio, incorporadores de aire). A qu tenemos segn Normas tcnicas: Cementos Prtland Puzolnicos ( NTP 334.044 ) Cemento Prtland Puzolnico Tipo IP : Contenido de puzolana entre 15% y 40%. Cemento Prtland Puzolnico Modificado Tipo I (PM) : Contenido de puzolana menos de 15%. Cementos Prtland de Escoria ( NTP 334.049 ) Cemento Prtland de Escoria Tipo IS : Contenido de escoria entre 25% y 70% Cemento Prtland de Escoria Modificado Tipo I (SM) : Contenido de escoria menor a 25% 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 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 de Especificaciones de la Performance (NTP 334.082): Cemento adicionado para aplicaciones generales y especiales, donde no existe restriccion es en la composicin del cemento o sus constituyentes. Se clasifican por tipos basados e

n requerimientos especficos: Alta resistencia inicial, resistencia al ataque de sul fatos, 14

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. calor de hidratacin. Sus tipos son: GU : De uso general. Se usa para cuando no se requiera propiedades especiales HH : De alta resistencia inicial MS : De moderada resistencia a los sulfatos HS : De alta resistencia a los sulfatos MH: De moderado calor de hidratacin LH : De bajo calor de hidratacin 9.-Los Cementos en el Per En el Per, actualmente tenemos las siguientes empresas cementeras: NOMBRE UBICACIN Cementos Lima S A Atocongo Lima Cementos Pacasmayo S A A Pacasmayo - La Libertad Cemento Andino S A Condorcocha - Tarma ( Junin ) Yura SA Yura - Arequipa Cemento Sur S A Caracote - Juliaca ( Puno ) Cemento Rioja Pucallpa - Ucayali Nota: El cemento en el Per se comercializa en bolsas de 42.5 kg. de papel krap extensib le tipo Klupac , que usualmente estn entre dos y cuatro pliegos, de acuerdo a los requeri mientos de transporte o manipuleo eventualmente y por condiciones especiales pueden ir prov istas 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 bolsone s con capacidad de 1.5 toneladas a estos se les conoce como big bag. Adems se puede despachar estos cementos a granel. La capacidad instalada (Tn/Ao), as como los mercados de cada uno de estas fbricas d e cemento se muestran a continuacin: 15

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. EMPRESA CAP. INST. MERCADO Cementos Lima S A 4 300,000 Lima, Callao, Ica, Ancash Cementos Pacasmayo S A A 2 300,000 La Libertad, Amazonas, Cajamarca, Lambayeque, Piura, Tumbes, Ancash Cemento Andino S A 1 060,000 Lima, Callao, Junn, Huancavelica, Cerro de Pasco, Loreto, Ucayali, San Martn, Ayacucho Yura SA 600,000 Arequipa, Moquegua, Tacna, Apurimac Cemento Sur S A 155,000 Puno, Cusco, Apurimac, Madre de Dios, Moquegua, Tacna En relacin a los tipos cementos por empresa producidos actualmente en el Per, tene mos: EMPRESA TIPOS DE CEMENTO QUE PRODUCE Cementos Lima S A Sol I, Sol II, Supercemento Atlas IP Cementos Pacasmayo S A Pacasmayo I, Pacasmayo II, Pacasmayo V, Pacasmayo MS-ASTM C-1157 , Pacasmayo IP, Pacasmayo ICo ( COMPUESTO ) Cemento Andino S A Andino I, Andino II, Andino V, Andino IPM Cementos Selva Cemento Prtland Tipo I, Tipo II, Tipo V ,Puzolanico 1P,Compuesto 1Co Yura SA Yura I, Yura IP, Yura IPM, Cemento de Albailera marca Estuco Flex . Cemento Sur S A Rumi I, Inti 1PM, Portland tipo II, Portland Tipo V. Cemento Rioja S.A. Cemento Prtland Tipo IPM 16

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. 10.-Requisitos Tcnicos de los cementos: Se muestran de acuerdo a las Normas Tcnica Peruanas NTP 339.009, los requisitos fsicos y qumicos de los cementos Prtland. Requisitos fsicos obligatorios Requisitos Fsicos Tipos I II V MS IP ICo Resistencia la Compresin mn Kg/cm 3 das 120 100 80 100 130 130 7 das 190 170 150 170 200 200 28 das 280* 280* 210 280* 250 250 Tiempo de fraguado, minutos Inicial, mnimo 45 45 45 45 45 45 Final, mximo 375 375 375 420 420 420 Expansin en autoclave, % mximo 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 Resistencia a los Sulfatos % mximo de expansin ----0.04* 0.10 0.10* -14 das 6meses 6meses Calor de Hidratacin, mx, KJ/Kg 7 das --290* ----290* -28 das --------330* -a. Requisitos qumicos obligatorios Requisitos Qumicos Tipo I II V MS IP ICo xido de Magnesio (MgO), mx, % 6.0 6.0 6.0 --6.0 6.0 Trixido de Azufre (SO3), mx, % 3.5 3.0 2.3 --4.0 4.0 Prdida por Ignicin, mx, % 3.0 3.0 3.0 --5.0 8.0 Residuo Insoluble, mx, % 0.75 0.75 0.75 -----Aluminato triclcico (C3A), mx, % --8 5 -----lcalis equivalentes ( Na2O + 0.658 K2O ), mx, % 0.6* 0.6* 0.6* -----17

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. b. Requisitos fsicos opcionales Caractersticas Fsicas Opcionales Tipo I II III IV V Falso Fraguado, % ( P. Fin ) minimo 50 50 50 50 50 Calor de Hidratacin, mx, Cal/gr 7 das 28 das --70 ---60 70 --Resistencia la Compresin (MPa) 28 das 280 280 -----Resistencia a los sulfatos, 14 das, mx --------0.04 c. Requisitos qumicos opcionales Caractersticas Qumicas Opcionales Tipo I II III IV V Aluminato triclcico (C3A), mx, % ----5 - 8 ---Suma ( C3S + C3A ), mx % --58 -----lcalis equivalentes ( Na2O + 0.658 K2O ), mx, % 0.6 0.6 0.6 ---Los tipos de cemento cuyo requisitos para concretos expuestos a soluciones que c ontienen sulfatos se muestran a continuacin: Exposicin a sulfatos Sulfatos solubles en agua (SO4) en el suelo Sulfatos (SO4) en el agua, ppm Tipo Cemento Concreto con agregado de peso normal rel. a/c mx en peso Concreto con agregado de peso normal y ligero Resist. Comp.

mnma MPa Insignificante 0 350 f c + 98 126

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. Ejemplo 3 Supongamos que hubo cambio en la supervisin de una obra, teniendo los datos estads ticos de resistencias a la compresin de las probetas en obra, deseamos conocer ? -El fcr de diseo -El fc especificado -Desviacin Estndar - El comportamiento del concreto en obra Solucin Lo que haremos primero es calcular la resistencia promedio y la desviacin estndar de las probetas N Resistencia ( Kg/cm ) Ensayo Individual Promedio 3 1 281 304.7 2 315 304.3 3 318 292.3 4 280 279.7 5 279 278.0 6 280 288.3 7 275 288.3 8 310 295.0 9 280 295.7 10 295 307.3 11 312 307.7 12 315 306.7 13 296 298.3 14 309 302.3 15 290 300.7 16 308 306.7 17 304 306.0 18 308 308.0 N Resistencia ( Kg/cm ) Ensayo Individual Promedio 3 19 290 285.3 20 280 287.0 21 286 290.3 22 295 299.7 23 290 306.3 24 314 305.0 25 315 307.3 26 286 295.0 27 321 291.7 28 278 276.3 29 276 287.7 30 275 288.3 31 312 293.3 32 278 282.3 33 290 283.0 34 279

35 280 Calculamos los parmetros bsicos de la informacin que contamos, entonces: Xprom = 294.3 Kg/cm = f c diseo Ds = 15.3 Kg/cm 127

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. Valores de dispersin en el control del concreto en ensayos individuales 270 280 290 300 310 320 330 0 5 10 15 20 25 30 35 N Muestra Resistencia (Kg/cm ) Mximo 321 Kg/cm Prom 294 Kg/cm Mnimo 275 Kg/cm Valores de dispersin en el control del concreto en promedio de 3 ensayos consecut ivos 270.0 275.0 280.0 285.0 290.0 295.0 300.0 305.0 310.0 0 5 10 15 20 25 30 35 N Muestra Resistencia (Kg/cm) Mximo 307.7 Kg/cm Prom 294.8 Kg/cm Mnimo 276.3 Kg/cm Clculo del f c especificado 1. El promedio de todos los grupos de 3 ensayos de resistencia en compresin consecutivos sea = f c 294.3 = f 'c +1.34(15.3) => f 'c = 273.8 Kg / cm 2. Ningn ensayo de resistencia debe ser menor que fc en ms de 35 Kg/cm

294.3 = f 'c 35 + 2.33(15.3) f 'c = 293.7 Kg / Escogiendo f 'c = 273.8 Kg / 128

=> cm el menor valor tenemos que : cm

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. Ejemplo 4 El contratista nos entrega los datos de la resistencia a compresin de las probeta s, adems nos dice que el fc = 210 Kg/cm, deseamos conocer ? - El fcr especificado -Desviacin Estndar - Si el concreto esta cumpliendo con el fc especificado Anlisis del Problema N Resistencia ( Kg/cm ) Ensayo Individual Promedio 3 1 226 215.3 2 212 226.0 3 208 248.7 4 258 250.0 5 280 232.7 6 212 217.7 7 206 232.0 8 235 233.3 9 255 228.3 10 210 211.3 11 220 210.7 12 204 210.7 13 208 214.3 14 220 220.0 15 215 219.3 16 225 234.3 17 218 224.3 18 260 222.3 N Resistencia ( Kg/cm ) Ensayo Individual Promedio 3 19 195 205.7 20 212 212.3 21 210 218.3 22 215 230.0 23 230 226.7 24 245 216.7 25 205 205.3 26 200 208.7 27 211 211.3 28 215 209.7 29 208 218.0 30 206 220.3 31 240 231.7 32 215 238.3 33 240 260.0 34 260 35 280 Clculo del f c de diseo Promedio = 224.5 Kg/cm = fcr Ds = 22.4 Kg/cm

Comprobando el factor t: 224.5 210 t == 0.58 24.89 De la tabla del factor t encontramos una probabilidad de 2.5 en 10 (25%) de obte ner probetas 129

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. por debajo del f c lo que no satisface el ACI (1 en 100) Clculo del f c especificado 1. El promedio de todos los grupos de 3 ensayos de resistencia en compresin consecutivos sea = f c f 'cr = 210 +1.34(22.4) => f 'cr = 240 Kg / cm 2. Ningn ensayo de resistencia debe ser menor que fc en ms de 35 Kg/cm f 'cr = 210 35 + 2.33(22.4) => f 'cr = 227.2 Kg / cm Escogiendo el mayor valor tenemos que : f 'c = 240 Kg / cm 130

CURSO BASICO DE TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA INGENIEROS CIVILES ING. ANA TORRE C. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA -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 131