Upload
vothuy
View
238
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
HISTORIA 1000 a.C. – 300 d.C. Muchas obras construidas en el Imperio Romano elaboradas a partir de mezclas de Cal y puzolanas volcánicas (primer cemento hidráulico).
HISTORIA
“Encontramos también una clase de polvo que
encierra verdaderas maravillas de un modo natural.
Se da en la región de Bayas, en los territorios
cercanos al Vesubio. Este polvo mezclado con cal y
piedra machacada, ofrece gran solidez a los edificios
e incluso consolida construcciones que se hacen
bajo el mar…”
Marco Vitruvio Pollion
Diez libros de la arquitectura
Libro 2, capitulo 6.
(738 – 741 d.C.)
1824 – Joseph Aspdinpatenta el Cemento Portland (Inglaterra).
HISTORIA
1845 – Isaac Johnson mejora la fórmula y el proceso de fabricación.
HISTORIA EN COLOMBIA
1885 – Primera obra construida con cemento hidráulico importado de Inglaterra (Puertos de Colombia).
HISTORIA EN COLOMBIA
1909 – Primera planta de cemento en Colombia (Santa Rosa – Sector de La Calera, cerca a Bogotá).
HISTORIA EN COLOMBIA
1982 – Primeras plantas de cemento con de proceso producción por vía seca.
Se adoptan las primeras normas para cemento en Colombia. NTC 121 – NTC 321.
HISTORIA EN COLOMBIA
2012 – Inicia operaciones Cementos San Marcos
Planta cementera más moderna del país
PROPIEDADES DEL CEMENTO
• Aglomerante
• Adherencia
• Cohesión
• Manejabilidad
• Fraguado
• Resistencia
• Durabilidad
• Apariencia
PROCESO DE PRODUCCIÓN DEL CEMENTO
Plantas en Colombia con procesos
certificados y altos controles de calidad
NTC 121 : 2014 – ESPECIFICACIONES POR DESEMPEÑO PARA CEMENTO HIDRAULICO
Productos certificados
con sello de calidad
TIPOS DE CEMENTO – NTC 121: 2014
UG Uso general
ART Alta resistencia temprana
MRS Moderada resistencia a sulfatos
ARS Alta resistencia a sulfatos
MCH Moderado calor de hidratación
BCH Bajo calor de hidratación
OPCIONES ADICIONALES:
Opción BRA – Baja reactividad Álcali-SiliceOpción A – Incorporadores de aire
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
Des
arr
oll
o d
e r
es
iste
nc
ias
(M
Pa
)
Días de curado
NTC 121 TIPO ART
MED. SO UG
MED. SO ART
NTC 121 TIPO ART
1 3 7 28
24
15
8
COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL CLINKER
El Clinker es el
mineral
sintético que
tiene todas las
propiedades
químicas e
hidráulicas del
cemento.
C3S(alita)
Resistencia inicial
C2S(belita)
Resistencias tardías
C3A(celita)
Fraguado
C4AF(felita)
Fundente
COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL CLINKER
Ecuaciones teóricas de Bogue para calcular la mineralogía
potencial del Clinker a partir de su composición química.
(aplica para A/F ≥ 0.64)
%𝑪𝟑𝑺 = 𝟒. 𝟎𝟕𝟏𝑪 − 𝟕. 𝟔𝟎𝟎𝑺 − 𝟔. 𝟕𝟏𝟖𝑨 − 𝟏. 𝟒𝟑𝟎𝑭 − 𝟐. 𝟖𝟓𝟎𝑺
%𝑪𝟐𝑺 = 𝟐. 𝟖𝟔𝟕𝑺 − 𝟎. 𝟕𝟓𝟒𝟒𝑪𝟑𝑺
%𝑪𝟑𝑨 = 𝟐. 𝟔𝟓𝟎𝑨 − 𝟏. 𝟔𝟗𝟐𝑭
%𝑪𝟒𝑨𝑭 = 𝟑. 𝟎𝟒𝟑𝑭
COMPOSICIÓN POTENCIAL (BOGUE)
Los óxidos menores de la composición química del
cementos son:
MgO (< 5%)
SO3 (< 3%)
Na20 y K2O (< 1%).
Usualmente los álcalis (Na20, K2O) se expresan como
equivalente alcalino o equivalente de sodio:
Na20-equiv = Na20 + 0.658 K2O
OXIDOS MENORES
FECHA Na2O K2O Na2O + 0,658K2O C3A
01/11/15 0,12 0,70 0,58 6,802/11/15 0,12 0,66 0,55 6,803/11/15 0,12 0,62 0,53 6,804/11/15 0,11 0,74 0,60 6,805/11/15 0,12 0,68 0,57 6,806/11/15 0,12 0,56 0,49 6,807/11/15 0,12 0,44 0,41 6,709/11/15 0,12 0,33 0,34 6,710/11/15 0,12 0,41 0,39 6,611/11/15 0,12 0,42 0,40 6,612/11/15 0,12 0,52 0,46 6,713/11/15 0,12 0,53 0,47 6,214/11/15 0,12 0,55 0,48 5,916/11/15 0,12 0,58 0,50 6,217/11/15 0,12 0,39 0,38 6,518/11/15 0,12 0,48 0,44 6,1
Análisis de requisitos para casos particulares de exposición
Caso patológico de reacción álcali-agregado
CARACTERÍSTICAS DEL AGUA – NTC 3459
- El agua debe ser
limpia, sin
contaminación de
polvo, arcillas,
materia orgánica.
- No es tan cierto
que el agua apta
para beber es apta
para los concretos
(azúcares, sales,
cítricos).
ALMACENAMIENTO
- No usar aguas estancadas.
- Si almacena agua en tanques, deben estar limpios
y se deben lavar al menos una vez por semana.
TOLERANCIA DE SUSTANCIAS EN AGUA DE MEZCLADO
SUSTANCIA TOLERANCIA UNIDAD
Carbonato de Sodio 1.000 ppm
Carbonato de Potasio 1.000 ppm
Cloruro de Sodio 20.000 ppm
Cloruro como Cl en concreto preesforzado 500 ppm
Cloruro como Cl en presencia de aluminio o metal galvanizado 1.000 ppm
Sulfato de Sodio 10.000 ppm
Sulfato como SO4 3.000 ppm
Carbonato de calcio magnesio, como ión bicarbonato 400 ppm
Cloruro de magnesio 40.000 ppm
Sulfato de magnesio 25.000 ppm
Sales de hierro 40.000 ppm
Yodato, fosfato, arsenato y borato de sodio 500 ppm
Sulfito de sodio 100 ppm
TOLERANCIA DE SUSTANCIAS EN AGUA DE MEZCLADO
SUSTANCIA TOLERANCIA UNIDAD
Acido sulfúrico 10.000 ppm
Acido clorhídrico 10.000 ppm
Partículas en suspensión 2.000 ppm
Materia orgánica 20 ppm
Azúcar 500 ppm
Agua de mar en concreto no reforzado 35.000 ppm
Concreto reforzado No recomendado
Agua con algas No usar
Cloruro de calcio (en peso del cemento) 2,0 %
Hidróxido de sodio (en peso del cemento) 0,5 %
Hidróxido de potasio (en peso del cemento) 1,2 %
Aceite Mineral (en peso del cemento) 2,0 %
pH 6,0 - 8,0
GEL DEL
CEMENTO
AGUA LIBREEVAPORABLE
AGUA CAPILAREVAPORABLE
AGUA DE ADSORCIÓNEVAPORABLE
AGUA DE HIDRATACIÓNNO EVAPORABLR
AGUA DE MEZCLADO
RELACIÓN AGUA/CEMENTANTE
A/C < 0,5
Concretos poco permeables (durables)
Menor cantidad de poros y capilares
Resistencia a la compresión importante
Concretos permeables (poco durables)
Porcentaje de vacíos relativamente alto
Baja resistencia a la compresión
Relación a/c incide altamente sobre la trabajabilidad
del concreto en estado fresco y la durabilidad y
resistencia en estado endurecido
A/C > 0,5
DEFINICIÓN
Los agregados son materiales que se usan de relleno en
la mezcla y aportan propiedades físicas y mecánicas,
tales como resistencia y estabilidad de volumen, sin
afectar las propiedades del cemento y contribuyendo
en buena forma con la economía de la mezcla.
CEMENTO AGUA AIRE AGREGADO FINO AGREGADO GRUESO
10 - 14% 15 - 20% 3% 20 - 30% 40 - 50%
Ocupan mayor volumen dentro de la mezcla
60 – 80%
Naturales: de ríos, de canteras.
Artificiales: arcillas expandidas, limaduras de hierro, escoria, clinker, agregados sintéticos, etc.
CLASIFICACIÓN POR ORIGÉN
Tipo de
concreto
Peso
unitario del
concreto
(Kg/cm3)
Peso
unitario del
agregado
(Kg/cm3)
Ejemplo de utilizaciónEjemplo de
agregado
Liviano
400 – 800 60 – 480
Concreto para
aislamiento acústico,
rellenos livianos.
Piedra pómez.
carbonilla
900 – 1400
480 – 1040
Concreto para rellenos y
mampostería no
estructural
Perlita
1400 – 2000 Concreto estructural Grava, Caliza
Normal 2000 – 2500 1300 – 1600Concreto estructural y no
estructural
Agregado de
río, canto
rodado
Pesado 2500 – 5600 3400 – 7500
Concreto para
protección de radiación
y contrapesos.
Piedra barita,
magnetita
CLASIFICACIÓN POR PESO
Angulares
Aplanados
Redondeados
Alargados
AGREGADOS
No recomendado No recomendado
RecomendadoUsar solo bajo
ciertos cuidados
Colapso ocasionado por efecto de partículas planas en exceso dentro
de la masa de agregados.
OTRAS PROPIEDADES – NTC 174
Físicas
Granulometría
Modulo de Finura
Tamaño Máximo
Forma
Textura
Color
Superficie Específica
Densidad
Porosidad y Absorción
Masa Unitaria Suelta
Masa Unitaria Compacta
Índices de Forma
Caras Fracturadas
Índice de plasticidad
Mecánicas
Resistencia
Tenacidad
Dureza
Adherencia
Sanidad
Químicas
Epitaxia
Reacción Álcali Agregado
Sustancias Perjudiciales
Pasa 200
Materia Orgánica
Contaminación salina
Partículas blandas
100%
80
60
40
20
0
%
%
%
%
%
0,01 0,1 1 10
TAMIZ (mm)
% PASA % PASA MAX% PASA MIN
Ajuste de la granulometría a curvas según requisitos de uso.
• TMA: corresponde al menor tamiz por donde pasa el 100% de la muestra.
• TMN: corresponde al menor tamiz por donde pasa el 90% de la muestra.
• Para los cálculos de diseño de mezclas el tamaño que más interviene es TMN.
• A mayor TMN, menor área superficial y menor será la demanda de pasta de cemento.
• Al aumentar el TMN para una misma trabajabilidad y un mismo contenido de cemento, la resistencia del concreto aumenta.
TAMAÑO MÁXIMO DEL AGREGADO
• En algunos diseños para concretos ricos en pasta, a mayor TMN, mayor concentración de esfuerzos ydisminución de resistencia. Importante buscar óptimos.
• Aumentar TMN mejora la durabilidad del concreto en la medida que se minimiza la cantidad de pasta de cemento. Excepción: condición de hielo-deshielo.
TAMAÑO MÁXIMO DEL AGREGADO
SUSTANCIAS PERJUDICIALES – NTC 174
CONTAMINANTE: AFECTA:
Materia Orgánica: Resistencia
Azucares: Fraguado
Grasas o aceites: Adherencia
Polvo y arcillas: Adherencia y resistencia
Contaminación Salina: Refuerzo acero
Partículas Blandas: Resistencia
ALMACENAMIENTO
Construcción Bodegas Planta de reciclaje.
Agregado almacenado sobre basura y lixiviados.
RESISTENCIA PROMEDIO REQUERIDA SEGÚN NSR
Para concretos menores a 35 Mpa (5000 PSI)
f’cr = f’c + 1,34 S (C.5-1)
f’cr = f’c + 2,33 S – 3,5 (C.5-2)
Número de ensayos Factor S
15 1,16
20 1,08
25 1,03
30 1,00
Ejemplo:
Se especifica un concreto de 3000 PSI
equivalente a 21 Mpa – Solo se cuenta
con 20 ensayos, es decir, 20 resultados
de resistencia a la compresión sobre
cilindros estandarizados.
Se deben aplicar las siguientes formulas:
f’cr = f’c + 1,34 S f’cr = 21 + 1,34 (1,08) = 22,5 MPa
f’cr = f’c + 2,33 S – 3,5 f’cr = 21 + 2,33 (1,08) – 3,5 = 20,0 Mpa
Se debe escoger el mayor, por lo tanto, se deberán diseñar concretos para 22,5 Mpa, equivalente a 3300 PSI.
Número de ensayos Factor S
15 1,16
20 1,08
25 1,03
30 1,00
RESISTENCIA PROMEDIO REQUERIDA SEGÚN NSR
Resistencia especificada
a la compresión
f´c
(Mpa)
Resistencia promedio
requerida a la compresión
f´cr
(Mpa)
Menor que 21 f´c + 7,0
Entre 21 y 35 f´c + 8,5
Mayor que 35 1,1 f´c + 5,0
Cuando se cuenta con menos de 15 ensayos se usan las formulas de la Tabla C.5.3.2.2
Al hacer el mismo ejemplo anterior, pero contando con menos de 15 ensayos, se debe aplicar la formula:
f’cr = f’c + 8,5 f’cr = 21 + 8,5 = 29,5 MPa = 4300 PSI
RESISTENCIA PROMEDIO REQUERIDA SEGÚN NSR
DOSIFICACIÓN POR PESO O VOLUMEN?
Tamaño máximo de los agregados?
Humedad de los agregados?
Relación a/c?
COMPACTACIÓN Y VIBRADO
Cuidado con:
• No exceder el vibrado, para
evitar segregación de la
mezcla.
• No golpear el acero de
refuerzo.
• No usar el vibrador para
extender el concreto.
• Colocar el vibrador
completamente vertical.
• No es lo mismo vibrar que
chuzar.
PROTECCIÓN Y CURADO
• Para mantener condiciones
de humedad y temperatura
• Para favorecer la
hidratación del cemento
• Para proteger del medio
ambiente
• Para evitar fisuración
• Para incrementar
resistencia, durabilidad y
apariencia
• Inundar la
superficie
• Rociar con agua
• Colocar capa de
materiales
húmedos
• Colocar películas
impermeables
• Colocar
membranas
curadoras
PROTECCIÓN Y CURADO
Tiempo de curado para producir un sistema
discontinuo de poros capilares en el concreto.
PROTECCIÓN Y CURADO
AGUA/MATERIAL CEMENTANTE TIEMPO DE CURADO (días)
0,40 3
0,45 7
0,50 28
0,60 180
0,70 365
> 0,70 No es posible
40
30
25
100
40
20
5 10 15 20 25 30 35
Temperatura del aire ºC
Humedad relativa (%) Temperatura del concreto ºC
Velocidad del viento km/h
4,03,5
2,53,0
2,01,5
0,5
1,0
Evapora
ció
n
[l/(
m2h)]
3580
60
Tasas de evaporación superiores 0.5 kg/m²/hr
¡Exigen curado inmediato!
PROTECCIÓN Y CURADO
DURABILIDAD
Según ACI – 201, la durabilidad del concreto de
cemento Portland hidráulico se define como su
resistencia a la acción del clima, ataques químicos,
a la abrasión o cualquier otro proceso de deterioro.
La durabilidad depende de la permeabilidad del
concreto y de las condiciones de exposición
(condiciones ambientales).
PERMEABILIDAD
La permeabilidad del concreto, como la de
cualquier material consiste en que éste pueda ser
atravesado por un fluido (agua, aire, vapor de
agua) a causa de una diferencia de presión entre
las dos superficies opuestas del material.
La permeabilidad depende de la porosidad de la
pasta de cemento y de la porosidad de los
agregados, así como de los vacíos causados por
una compactación deficiente o por los capilares
dejados por el agua de exudación.
DURABILIDAD
DURABILIDADTipo de ataques del ambiente que rodea al concreto o condiciones de exposición:
– FísicosLluvia, viento, etc.
– QuímicosÁcidos, CO2, etc.
– MecánicosDesgaste, golpes, etc.
– BiológicosAlgas, musgos, etc.
“La dama sirve para hacer mezclas”
“Ella necesita de acariciamiento y coqueteo, requiere de toda clase de tratamientos y de cortejo antes de desplegar sus cualidades, da calor, se encoge, es caprichosa y constituye el tema de libros y más libros. Hace buenas mezclas y requiere de supervisión constante.
Sobre todo, si se le presta la consideración adecuada, envejece graciosamente.
El concreto es una dama.
El maquillaje de cualquier dama consiste en el uso artístico de cremas, lociones, polvos y perfumes, los cuales pueden darle misterio, atracción y encanto.
Milady concreto, según nos cuentan, también necesita de píldoras y pociones. La palabra aditivos, puede no ser poética, pero con ella se describen tales ingredientes.
La elección de los aditivos depende, según siente uno, de una decisión igualmente racional. Sin embargo, es lamentable que milady concreto tiene que depender de su progenitor para la elección de lo que haya de hacerla encogerse o dilatarse, retardarse o acelerarse, ser fuerte, resilente, a prueba de polvo, repelente al agua, plástica… y aun adorable.
Las fórmulas que le confieren estas propiedades infinitamente deseadas son, al igual que los cosméticos, objeto de secretos guardados con todo esmero.
A los progenitores de concreto, sean arquitectos o ingenieros, se les puede confiar en forma estrictamente confidencial, a lo menos parte del secreto, pero sólo si lo solicitan.
Así pues, el concreto es una dama, pero…en ocasiones puede ser una mujer horrible; en todo caso, si se tiene calidad, requiere de poca atención o embellecimiento.”
MUCHAS GRACIASPOR SU ATENCIÓN
Roberth Alejandro Quintero RodríguezCoordinador Asesoría TécnicaPBX: (572) 4850310 Ext. 2502
Celular: 314 [email protected]
www.cementosanmarcos.com