MATERIALES PARA CONCRETO

EDWIN ERICK APAZA MAMANIWILBER CATACORA CABRERALENIN LEONEL REJAS ARAUJO

CONCRETO

• El concreto es una masa endurecida producida por una mezcla de agua, cemento y agregados (arena y piedra).

DISEÑO DE MEZCLA PARA EL CONCRETO

• El diseño de mezcla es la dosificación ideal que debe haber entre los componentes del concreto para crear un concreto con la resistencia y durabilidad deseada.

AGUA

• Casi cualquier agua natural que sea potable y que no tenga sabor u olor pronunciado, se puede utilizar para producir concreto. Sin embargo, algunas aguas no potables pueden ser adecuadas para el concreto.

REQUISITOS PARA EL AGUA (NTP 339.088 )

DESCRIPCION LIMITE PERMISIBLE

Sólidos en suspensión 5 000 ppm máximo

Materia Orgánica 3 ppm máximo

Carbonatos y Bicarbonatos alcalinos

(Alcalinidad total expresada en

NAHCO3)

1 000 ppm máximo

Sulfatos (Ión SO4) 600 ppm máximo

Cloruros (Ión Cl) 1 000 ppm máximo

pH Entre 5.5 y 8

FUNCIONES DEL AGUA

• Reaccionar con el cemento para hidratarlo.

• Actuar como lubricante para contribuir a la trabajabilidad del conjunto.

• Procurar la estructura de vacíos necesaria en la pasta para que los productos de hidratación tengan espacio para desarrollarse.

• Las aguas que contengan menos de 2000 p.p.m. de sólidos disueltos generalmente son aptas para hacer concretos; si tienen más de esta cantidad deben ser ensayados para determinar sus efectos sobre la resistencia del concreto.• Si se registra presencia de carbonatos y bicarbonatos de sodio o de potasio en el agua de la mezcla, estos pueden reaccionar con el cemento produciendo rápido fraguado; en altas concentraciones también disminuyen la resistencia del concreto.• El alto contenido de cloruros en el agua de mezclado puede producir corrosión en el acero de refuerzo o en los cables de tensionamiento de un concreto pre esforzado.

Algunas de las sustancias que inciden en la calidad del concreto se presentan a

continuación:

Algunas de las sustancias que inciden en la calidad del concreto se presentan a

continuación:

• El agua que contenga hasta 10000 p.p.m. de sulfato de sodio, puede ser usada sin problemas para el concreto.• Las aguas acidas con pH por debajo de 3 pueden crear problemas en el manejo u deben ser evitadas en lo posible.• Cuando el agua contiene aceite mineral (petróleo) en concentraciones superiores a 2%, pueden reducir la resistencia del concreto en un 20%.• Cuando la salinidad del agua del mar es menor del 3.5%, se puede utilizar en concretos no reforzados y la resistencias del mismo disminuye en un 12%, pero si la salinidad aumenta al 5% la reduccion de la resistencia es del 30%.

CEMENTO

• Es una sustancia de polvo fino hecha de argamasa de yeso capaz de formar una pasta blanda al mezclarse con el agua y que se endurece espontáneamente en contacto con el aire.

COMPOSICION QUIMICA DEL CEMENTO

•  CaO 63 % (Cal)

• SiO2 20 % (Sílice)

• Al2O3 6 % (Alúmina) • Fe2O3 3 % (Oxido de Fierro)• MgO 1.5 % (Oxido de Magnesio)• K2O + Na2O 1 % (Álcalis)• Perdida por calcinación 2 % • Residuo insoluble 0.5 % • SO3 2 % (Anhídrido Sulfúrico) • CaO Residuo 1 % (Cal libre)

Suma 100%

CEMENTO PORTLAND

• Cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o mas de las formas de sulfato de calcio como una adición durante la molienda

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND

• Tipo I : normal es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.(Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales). Libera mas calor de hidratación que otros tipos de cemento.

• Tipo II : de moderada resistencia a los sulfatos, es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado.(Puentes, tuberías de concreto)

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND

• Tipo III : Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura de concreto reciba carga lo antes posible o cuando es necesario desencofrar a los pocos días del vaciado

• Tipo IV : Se requiere bajo calor de hidratación en que no deben producirse dilataciones durante el fraguado

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND

• Tipo V : Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias) .

FABRICAS DE CEMENTO

CEMENTOS LIMA:• Pórtland tipo I Marca

Sol• Pórtland puzolanico

tipo IP Marca súper cemento atlas

CEMENTOS PACASMAYO

• Pórtland tipo I • Pórtland puzolanico

tipo IP• Pórtland tipo II• Pórtland tipo V• Pórtland MS-ASTM

C-1157

FABRICAS DE CEMENTO

CEMENTO ANDINO• Pórtland tipo I• Pórtland tipo II• Pórtland tipo V

CEMENTOS YURA• Pórtland tipo I • Pórtland puzolanico

tipo IP• Pórtland puzolanico

tipo IPM• Cemento de

albañilería, marca estuco Flex

FABRICAS DE CEMENTO

CEMENTO SUR• Pórtland tipo I, marca

RUMI• Pórtland puzolanico

tipo IP, marca INTI• Pórtland tipo II• Pórtland tipo V

AGREGADOS

• Llamados también áridos, son un conjunto de partículas de origen natural o artificial; que pueden ser tratados o elaborados y cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados por la Norma Técnica Peruana 400.011. Los agregados pueden constituir hasta las tres cuartas partes en volumen, de una mezcla típica de concreto.

AGREGADO FINO

• Se define como agregado fino al proveniente de la desintegración natural o artificial de las rocas, que pasa el tamiz 9.51 mm. (3/8”) y queda retenido en el tamiz 74 um (Nº200) que cumple con los limites establecidos en la NTP 400.037.

ESPECIFICACIONES TECNICAS

• Debe estar compuesto de partículas limpias de perfil angular duras y compactas libre de materia orgánica u otras sustancias dañinas.

• Debe estar graduado dentro de los límites dados en los requisitos obligatorios.

• El módulo de fineza debe estar entre 2.3 a 3.1• Deberá estar libre de materia orgánica, que es

determinado mediante el ensayo indicado en ASTM C 40 ,si no cumple con esta especificación puede ser utilizado siempre que realizado el ensayo de compresión a los 7 días de morteros preparados con arena sana y otros con la arena en cuestión la resistencia no sea menor del 95% .

AGREGADO GRUESO• Se define como agregado

grueso al material retenido en el tamiz 4.75 mm. (N º 4) y cumple los límites establecidos en la NTP 400.037.

• El agregado grueso podrá consistir de grava natural o triturada, piedra partida, o agregados metálicos naturales o artificiales. El agregado grueso empleado en la preparación de concretos livianos podrá ser natural o artificial.

ESPECIFICACIONES TECNICAS

• Deberá estar conformado por partículas limpias, de perfil preferentemente angular, duras, compactas, resistentes, y de textura preferentemente rugosa.

• Las partículas deberán ser químicamente estables y deberán estar libres de escamas, tierra, polvo, limo, humus, incrustaciones superficiales, materia orgánica, sales u otras sustancias dañinas.

• Es recomendable tener en consideración lo siguiente: Según NTP400.037 ó la Norma ASTM C33

1) La granulometría seleccionada deberá ser de preferencia continua.

2) La granulometría seleccionada deberá permitir obtener la máxima densidad del concreto, con una adecuada trabajabilidad y consistencia en función de las condiciones de colocación de la mezcla.

3) La granulometría seleccionada no deberá tener más del 5% del agregado retenido en la malla de 11/2” y no más del 6% del agregado que pasa la malla de ¼ ”.

• El tamaño máximo del agregado a tomar será:

- 1/5 de la menor dimensión entre caras de encofrados ó

- 1/3 de la altura de las losas ó

- 3/4 del espacio libre mínimo entre varillas individuales de refuerzo.

ARENA

• La NTP 400.011 define a la arena como el agregado fino proveniente de la desintegración natural de las rocas.

• Arena Fina 0.05 a 0.5 mm.

• Arena Media 0.5 a 2.0 mm.

• Arena gruesa 2.0 a 5.0 mm.

GRAVA

• La NTP 400.011 define a la grava como el agregado grueso, proveniente de la desintegración natural de materiales pétreos, encontrándoseles corrientemente en canteras y lechos de ríos depositados en forma natural.

PIEDRA TRITURADA O CHANCADA

• La NTP 400.011 define como el agregado grueso obtenido por trituración artificial de rocas o gravas.

HORMIGON

• La NTP 400.011 define al hormigón como al material compuesto de grava y arena empleado en forma natural de extracción.

• El hormigón deberá emplearse únicamente en la elaboración de concretos con resistencias en compresión, hasta de 100 kg/cm2 a los 28 días. El contenido mínimo de cemento será 255 kg/m3.

PESO ESPECIFICO

• Es la relación a una temperatura estable, de la masa de un volumen unitario de material, a la masa del mismo volumen de agua destilada libre de gas.

• PESO ESPECÍFICO APARENTE

• PESO ESPECÍFICO DE MASA

• PESO ESPECIFICO DE MASA SATURADO SUPERFICIALMENTE SECO

 ABSORCIÓN DEL AGREGADO

(NTP 400.022)

• Podemos definir la absorción, como la cantidad de agua absorbida por el agregado sumergido en el agua durante 24horas. Se expresa como un porcentaje del peso del material seco, que es capaz de absorber, de modo que se encuentre el material saturado superficialmente seco.

CONTENIDO DE HUMEDAD (NTP 400.010)

• Los agregados se presentan en los siguientes estados: seco al aire, saturado superficialmente seco y húmedos; en los cálculos para el proporcionamiento de los componentes del concreto, se considera al agregado en condiciones de saturado y superficialmente seco, es decir con todos sus poros abiertos llenos de agua y libre de humedad superficial.

ADITIVOS

Un aditivo se define como un producto químico que se agrega a la mezcla de concreto en cantidades no mayores de 5% por masa de cemento durante el mezclado o durante una operación adicional antes de la colocación del concreto. Los aditivos pueden ser orgánicos o inorgánicos en cuanto a su composición pero su carácter químico, que difiere del mineral, es su característica esencial.

• Son materiales diferentes del agua, de los agregados y del cemento

• Se agregan en pequeñas cantidades a la mezcla inmediatamente antes o durante el mezclado

• Interactuando con el sistema hidratante-cementante

ADITIVOS PARA CONCRETO

CLASIFICACIÓN DE LOS ADITIVOS:

Tipo A Reductor de aguaTipo B RetardanteTipo C Acelerante de fraguado inicialTipo C2 Acelerante de resistenciaTipo D Reductor de agua y retardanteTipo E Reductor de agua y aceleranteTipo F Reductor de agua de alto rangoTipo G Reductor de agua de alto rango y retardanteTipo F2 SuperplastificanteTipo G2 Superplastificante y retardanteTipo AA Inclusor de aire

TIPOS DE ADITIVOS

Norma: ASTM 494

: Clasificación de los aditivos

•Tipo A Reductor de agua•Tipo B Retardante•Tipo C Acelerante de fraguado inicial•Tipo C2 Acelerante de resistencia•Tipo D Reductor de agua y retardante•Tipo E Reductor de agua y acelerante•Tipo F Reductor de agua de alto rango•Tipo G Reductor de agua de alto rango y retardante•Tipo F2 Superplastificante•Tipo G2 Superplastificante y retardante•Tipo AA Inclusor de aire

Funciona por efecto de la dispersión de las partículas de cemento, se traduce en mayores resistencias con la misma cantidad de cemento o importantes ahorros de cemento para las mismas resistencias.

TIPO A REDUCTOR DE AGUA

Características y beneficios

•En estado plástico: Reduce el contenido de agua de mezcla por lo menos en menos de 5 %. Mejora la trabajabilidad. Mejora la cohesión. Reduce la tendencia a la segregación y al sangrado.

•En estado endurecido: Aumenta la resistencia a la compresión axial y a la flexión. Mejora la adherencia al acero de refuerzo. Reduce la tendencia al agrietamiento.

TIPO A REDUCTOR DE AGUA

TIPO B RETARDANTE DE FRAGUADO

Actúa en el concreto como agente de fraguado extendido de forma controlada. Se dosifica para lograr un fraguado extendido, de hasta 30 horas.

Su uso principal se amerita en los siguientes casos:

•Vaciado complicado y/o voluminoso, donde la secuencia de colocación del concreto provocaría juntas frías si se emplean mezclas con fraguados normales.• Vaciados en clima cálido, en que se incrementa la velocidad de endurecimiento de las mezclas convencionales.• Bombeo de concreto a largas distancias para prevenir atoros.•Transporte de concreto en Mixers a largas distancias.•Mantener el concreto plástico en situaciones de emergencia que obligan a interrumpir temporalmente los vaciados, como cuando se malogra algún equipo o se retrasa el suministro del concreto

TIPO B RETARDANTE DE FRAGUADO

TIPO C ACELERANTE DE FRAGUADO

El aditivo actúa mediante una reacción química con el cemento, acelerando el tiempo de fraguado y la resistencia a la compresión axial a temprana edad. Estos aditivos son compatibles con agentes inclusores de aire, ciertos aditivos superplastificantes y ciertos aditivos reductores de agua convencionales.

• Colocación de concreto en climas fríos.• Concreto convencional y estructural.• Concretos para fabricación de tubos.• Para la fabricación de elementos prefabricados,

postensados o pretensados, el aditivos acelerante deberá estar exento de cloruros.

Principales aplicaciones

• Reduce el tiempo de fraguado inicial una hora aproximadamente • Mejora la trabajabilidad y produce un concreto más denso.• Minimiza el sangrado y la segregación.• Mejora el desarrollo de resistencia a la compresión a edades

tempranas.

Características y beneficios

TIPO E REDUCTOR DE AGUA Y ACELERANTE

Resulta de la combinación de compuestos acelerantes y reductores de agua. Mejora las propiedades plásticas y de endurecimiento del concreto tales como la trabajabilidad, resistencia a la compresión y a la flexión.

Principales aplicaciones•Colocación de concreto en clima frío.•Concreto estructural.• Bloques de concreto.•Fabricación de tubos de concreto y muchos elementos prefabricados.

Características y beneficios•Reduce el tiempo de fraguado inicial•Desarrolla alta resistencia a edad temprana, por lo que permite un tiempo más corto para descimbrar.•Aumenta la densidad del concreto.•Minimiza la tendencia al sangrado y a la segregación.

TIPO E REDUCTOR DE AGUA Y ACELERANTE

TIPO F REDUCTOR DE AGUA DE ALTO RANGO

Se recomienda para concreto pretensado o postensado. Es también muy compatible con agentes inclusores de aire, impermeabilizantes integrales y muchos otros aditivos. Sin embargo, cada material debe ser agregado al concreto por separado.

TIPO G REDUCTOR DE AGUA DE ALTO RANGO Y RETARDANTE

Para concretos de alta trabajabilidad (bombeo,estructuras estrechas o armado muy denso) Formulado específicamente para extender el tiempo de trabajabilidad del concreto fluido a temperaturas de hasta 54º C.

TIPO AA INCLUSOR DE AIRE

Características y beneficios

•Este sistema de espacios de aire protege al concreto contra el daño que causan los ciclos de congelamiento y descongelamiento.•El concreto se vuelve más resistente a las sales deshielantes, al ataque de sulfatos y al agua corrosiva.•Reduce la segregación y la contracción del concreto.

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PRINCIPALES EMPRESAS PROVEEDORES DE ADITIVOS