I.- EL CONCRETO

INTRODUCCIÓN

De todos los conglomerantes hidráulicos el cemento portland y sus derivados son los más empleados en la construcción debido a estar formados, básicamente, por mezclas de caliza, arcilla y yeso que son minerales muy abundantes en la naturaleza, ser su precio relativamente bajo en comparación con otros materiales y tener unas propiedades muy adecuadas para las metas que deben alcanzar.

Dentro de los conglomerantes hidráulicos entran también los cementos de horno alto, los puzolánicos y los mixtos, teniendo todos éstos un campo muy grande de empleo en hormigones para determinados medios, así como los cementos aluminosos "cementos de aluminato de calcio", que se aplican en casos especiales.

Los cementos se emplean para producir morteros y hormigones cuando se mezclan con agua y áridos, naturales o artificiales, obteniéndose con ellos elementos constructivos prefabricados o construidos "in situ".

ANTESEDENTES

Hace 5.000 años aparecen al norte de Chile las primeras obras de piedra unidas por un conglomerante hidráulico procedente de la calcinación de algas, estas obras formaban las paredes de las chozas utilizadas por los indios.

Los egipcios emplearon morteros de yeso y de cal en sus construcciones monumentales.

En Troya y Micenas, dice la historia que, se emplearon piedras unidas por arcilla para construir muros, pero, realmente el hormigón confeccionado con un mínimo de técnica aparece en unas bóvedas construidas cien años antes de J.C.

Los romanos dieron un paso importante al descubrir un cemento que fabricaban mezclando cenizas volcánicas con cal viva. En Puteoli conocido hoy como Puzzuoli se encontraba un depósito de estas cenizas, de aquí que a este cemento se le llamase "cemento de puzolana".

Con hormigón construye Agripa en el año 27 antes de J.C. el Panteón en Roma, que sería destruido por un incendio y reconstruido posteriormente por Adriano en el año 120 de nuestra era y que, desde entonces, desafió el paso de tiempo sin sufrir daños hasta el año 609 se transformó en la iglesia de Santa María de los Mártires. Su cúpula de 44 metros de luz está construida en hormigón y no tiene más huecos que un lucernario situado en la parte superior.

HISTORIA DELCONCRETO DESDE ROMAS HASTA 1900 Y DE 1900 HASTA LOS ÚLTIMOS 70 AÑOS

Egipto Antiguo

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Los egipcios usaron el yeso calcinado para dar al ladrillo o a las estructuras de piedra una capa lisa.

Grecia antigua

Una aplicación similar de piedra caliza calcinada fue utilizada por los griegos antiguos.

Antigua Roma

El Coliseo RomanoLos romanos utilizaron con frecuencia el agregado quebrado del ladrillo embutido en una mezcla de la masilla de la cal con polvo del ladrillo o la ceniza volcánica. Construyeron una variedad amplia de estructuras que incorporaron la piedra y concreto, incluyendo los caminos, los acueductos, los templos y los palacios.Los romanos antiguos utilizaron losas de concreto en muchas de sus estructuras públicas grandes como el Coliseo y el Partenón. El concreto también fue utilizado en la pared de la defensa que abarca Roma, más muchos caminos y los acueductos que todavía existen hoy. Los romanos utilizaron muchas técnicas innovadoras para manejar el peso del concreto. Para aligerar el peso de estructuras enormes, encajonaron a menudo tarros de barro vacíos en las paredes. También utilizaron barras de metal como refuerzos en el concreto cuando fueron construidos techos estrechos sobre callejones.

El Faro de Smeaton 1774

John Smeaton había encontrado que combinar la cal viva con otros materiales creaba un material extremadamente duro que se podría utilizar para unir juntos otros materiales. Él utilizó este conocimiento para construir la primera estructura de concreto desde la Roma antigua.

"John Smeaton, uno de los grandes ingenieros del siglo dieciocho, logró un triunfo al construir el faro de Eddystone en Inglaterra. Los faros anteriores en este punto habían sido destruidos por las tormentas y el sitio estaba expuesto a la extrema fuerza del mar. Pero Smeaton utilizó un sistema en la construcción de su cantería que la limita junta en un todo extremadamente tenaz. Él bloqueó las piedras unas en otras y para las fundaciones y el material de junta utilizó una mezcla de la cal viva, arcilla, arena y escoria de hierro machacada – concreto, eso es. Esto ocurrió en 1774... Es el primer uso del concreto desde el período romano." (Citado de Espacio, Tiempo y Arquitectura: el crecimiento de una nueva tradición, por Sigfried Giedion, Harvard University Press, 1954. Aguafuerte del informe de Smeaton sobre el faro, una narrativa del edificio y una descripción de la construcción del faro de Eddystone.)

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1816

El primer puente de concreto (no reforzado) fue construido en Souillac, Francia.

1825 -Paso del canal

El primer concreto moderno producido en América se utiliza en la construcción del canal de Erie. Se utilizó el cemento hecho de la "cal hidráulica" encontrada en los condados de Madison en Nueva York, de Cayuga y de Onondaga.Primero llamado "La zanja de Clinton", el canal de Erie se abrió en 1825. Fue un instrumento en la apertura de la expansión a través de la región de Los Grandes Lagos. Su éxito comercial fue atribuido a menudo al hecho de que el coste de mantenimiento de los pasos de concreto era muy bajo. El volumen del concreto usado en su construcción le hizo el proyecto de construcción de concreto más grande de sus días.

1897

Sears Roebuck ofreció el artículo #G2452, un barril de "Cemento, natural" en $1,25 por barril y el artículo #G2453, "cemento Portland, importado" en $3,40 por barril de 50 galones.

1901 – ABRASADERA DE COLUMNAS

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Arthur Henry Symons diseñó una abrazadera de columna que se utilizaría con las formas de concreto trabajo – construidas.

Arthur Henry Symons diseñó una abrazadera de columna para encofrado de concreto en su departamento de herrero en la ciudad de Kansas. Era ajustable y mantenía las formas cuadradas, dos características apreciadas por los contratistas de concreto. La abrazadera llegó a ser rápidamente popular y los contratistas pidieron que él hiciera más equipo para resolver sus necesidades en la construcción de concreto. Pronto, A.H. Symons hacía una variedad amplia de equipo para la cada vez mayor industria de la construcción en concreto.

1902

August Perret diseñó y construyó un edificio de apartamentos en París que usa las aplicaciones qué él llamó "sistema trabeated para el concreto reforzado". Fue estudiado y también imitado ampliamente y además influenció profundamente la construcción en concreto por décadas.

August Perret diseñó los apartamentos en la 25bis el rue Franklin con vistas maravillosas hacia el Río Sena y la Torre Eiffel. Su área agrandada de ventanas con las pequeñas masas de soporte fue radical en sus días. Se considera una estructura seminal en el temprano movimiento arquitectónico moderno porque utilizó la fuerza extraordinaria del concreto reforzado para crear un edificio que tenía un marco de soporte que no dependía del espesor de las paredes.

1905 – TEMPLO UNITY

Frank Lloyd Wright comenzó la construcción del famoso templo de la Unidad en Oak Park, Illinois. Tomando tres años para terminar, Wright diseñó la masiva estructura con

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cuatro caras idénticas de modo que su costoso encofrado se pudiera utilizar múltiples veces.

Falling Waters

Frank Lloyd Wright creyó que el concreto era un material de construcción importante que debe ser utilizado en muchas maneras. Él lo utilizó como vigas ocultas de ayuda, losas, paredes y techos en la mayoría de sus trabajos desde 1903 en adelante.

El templo de la unidad se hizo casi enteramente de concreto reforzado; la famosa casa "Falling Waters" usa las losas de concreto para soporte y efecto dramático; en muchos de sus trabajos posteriores usó sus bloques de concreto diseñados para soporte y efecto decorativo.

1908 – EDISON CON CASA MODELO

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Thomas Alva Edison construyó 11 hogares de concreto moldeados en sitio en Unión, Nueva Jersey. Esos hogares aún siguen siendo utilizados. Él también puso la primera milla del camino en concreto cerca de New Village, Nueva Jersey.

Thomas Edison creyó que el concreto era el material que revolucionaría los hogares. Él quería que el trabajador promedio pudiera vivir en casas finas, que el concreto haría rentable. Este modelo adornado era similar a los 11 hogares que él construyó. Usando concreto y formas avanzados, cada hogar era vertido de piso a techo en un día.

1914 – LA CONSTRUCCION DEL CANAL DE PANAMÁ

El Canal de Panamá fue abierto después de décadas de construcción. Ofrece tres pares de exclusas de concreto con suelos tan gruesos como 20 pies y las paredes tan gruesas como 60 pies en el fondo.

El Canal de Panamá tomó más de 30 años para terminarse a un costo de $347 millones. Los desafíos de ingeniería encontrados fueron enormes. Las condiciones geológicas difíciles, la obtención de las materias primas necesarias y mano de obra, más la enorme escala del equipo requirieron la innovación ilimitada. Las formas de acero para las superficies interiores de las esclusas fueron 80 pies de alto y 36 pies de ancho.

1917 – EL LOCAL EN CHICAGO

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Symons se mudó a un local más grande en Chicago para acomodar el crecimiento.

Arthur Henry Symons mudó su negocio desde la ciudad de Kansas a Chicago en 1917 para acomodar el crecimiento del negocio. El estar más cerca al buen transporte para la adquisición de la materia prima y distribución del producto, trabajo experto y un mercado que crecía estimuló más crecimiento.

1918 – ANUNCIO

Symons lanzó su primer anuncio en la Engineering News-Review (ENR). Esto extendió la palabra sobre sus productos y dio lugar incluso a mayor crecimiento y expansión de los productos y servicios de Symons.

"La abrazadera de columna SYMONS" dice el título en el primer anuncio de Symons en la Engineering News-Review (ENR). Este anuncio apareció en la edición de ENR del 14 agosto de 1918 y se han estado publicando anuncios allí desde entonces.

1921 – HANGAR DE AERONAVES

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Los vastos y parabólicos hangares de dirigibles en el aeropuerto de Orly en París fueron terminados.

Los hangares extensos de los dirigibles de Eugene Freyssinet (comenzados en 1916) fueron construidos de costillas parabólicas pretensadas. La forma permitió la más grande y posible fuerza estructural para el enorme volumen necesario para contener los dirigibles. La naturaleza incombustible del concreto fue el factor principal que convenció al equipo de Orly a que aprobara el diseño altamente inusual.

1933 – ALCATRAZ

La Penitenciaría de Alcatraz fue abierta. Los primeros internos fueron la cuadrilla de trabajo de la prisión que la construyó.

Esta prisión federal en la isla de Alcatraz fue cerrada por el ejército en 1933 y se convirtió oficialmente en una Penitenciaría en 1934. El agregado para el concreto en muchos de los edificios es ladrillo machacado de la prisión militar.

1946

Symons comenzó la fabricación Wood-Ply®, un sistema de formación modular que consistió en formas de madera reutilizables con la dotación física de acero.

1955

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Fue introducido Steel-Ply®, el sistema de formación de concreto más popular de Symons. Utilizado en operaciones "handset" y "gangform", provee a los contratistas la máxima flexibilidad de forma con grados fiables de la carga.

El sistema de Steel-Ply combina los resistentes carrioles de acero y los travesaños con el chapeado especial de Symons de ½" de plywood HDO para un grado de 1000 psf. Este grado de la carga:

reduce los requisitos de unión comparados al encofrado típico trabajo-construido. aumenta la productividad

1973 – LA CASA DE OPERA

Se inaugura la casa de ópera en Sydney, Australia. Sus distintivos picos de concreto se convirtieron rápidamente en un símbolo para la ciudad.

La distribución internacional de los productos de Symons comienza.

La línea dramática de la azotea en la Casa de Ópera en Sydney es una perdurable imagen de Sydney, Australia. Las múltiples áreas de presentaciones dentro de los picos son reconocidas por sus exquisitas calidades acústicas.

1982

La línea química de productos de concreto de Symons de amplía con la introducción de des bloqueadores líquidos, compuestos para curar, selladores de acrílico y endurecedores.

1987

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Se introducen el "Room Tunnel" molde para el formado repetitivo de cuartos y el sistema de formación de concreto "Flex-Form" para paredes curvas.

El sistema de formado Room Tunnel es un sistema de "medio túnel" que es más simple, más ligero y más rápido de manejar que productos competidores de "túnel entero". El diseño del "medio túnel" también proporciona una mayor flexibilidad dimensional para la potencial reutilización en otros proyectos.

El "Room Tunnel" está diseñado con un revestimiento de placa 3/16" de acero respaldada con costillas de acero. Este robusto diseño reduce al mínimo el apoyo interior para lograr un área despejada. El diseño también proporciona un acabado liso sin desviación. Los asentamientos magnéticos rápidos y eficientes reducen los costos para los bordes y los "blockouts" de la losa, mejorando la duración del ciclo.

El sistema "Room Tunnel" se ha utilizado para "un cuarto, por día, por forma". Eso significa horarios más rápidos para la terminación del proyecto y costos reducidos para el contratista y el propietario.

Los paneles de "Flex-Form" se entregan al sitio del trabajo pre-ensamblados al radio requerido. No hay costosos modelos trabajo-construidos necesarios para poner este sistema patentado de formación en uso.

El sistema de "Flex-Form" consiste en un panel flexible 3/16" de acero que sigue la forma de una costilla rodada en ángulo. La costilla se emperna a los refuerzos del

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panel para llevar a cabo con seguridad la forma al radio especificado. Cambiar el radio de formación para diversas condiciones del proyecto es tan simple como cambiar la costilla.

El sistema de formación de concreto "Flex-Form" produce una excelente superficie de concreto que no requiere normalmente ningún acabado adicional. Debido a que el panel de "Flex-Form" se dobla para formar el radio, las estrías se eliminan virtualmente.

1993 – MUSEO JFK

El Museo John F. Kennedy en Boston fue terminado. La dramática estructura de concreto y cristal fue diseñada por el reconocido arquitecto I. M. Pei.

La ceremonia de dedicatoria para el Museo John Fitzgerald Kennedy fue presidida por el presidente Clinton. Él comentó de su reunión en su infancia con el presidente Kennedy y cómo éste influenció su vida.

El museo por sí mismo es una estructura dramáticamente angular de cristal verde y concreto blanco que se aprovecha del inclinado terreno costero con dramáticas vistas del mar y de la ciudad.

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1996

Symons introduce la manija "Quick-Hook"™ en paneles y rellenores de "Steel-Ply". Esta manija innovadora e integral proporciona agarraderas convenientes para los paneles móviles y para enganchar la protección de caída de personal. La manija "Quick-Hook" tiene una capacidad de 5,000 libras que cumple con los requisitos de seguridad del OSHA.

La manija de "Quick-Hook" es una parte integral de cada panel de "Steel-Ply" y de varias tallas del llenador. Provee a los trabajadores las puntas de conexión convenientes para el harness de seguridad al subir y trabajar con el "Steel-Ply" que forma el sistema.

Cuando los paneles de "Steel-Ply" con la manija "Quick-Hook" se utilizan en una aplicación gangforming, las manijas nunca están más de 3 pies separadas. Un trabajador puede moverse fácilmente arriba, abajo y a través de la cuadrilla alternativamente enganchando y soltando los ganchos de seguridad asociados al equipo de protección de caídas.

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MATERIALES

AGREGADOS

DEFINICIÓN:

Se define como agregado al conjunto de partículas de origen natural o

artificial, que pueden ser tratadas o elaboradas para fines constructivos,

cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados por la

norma ITINTEC 400.037 (INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN

TECNOLÓGICA INDUSTRIAL Y DE NORMAS TÉCNICAS).

Los agregados ocupan comúnmente de 60% a 75% del volumen del

concreto (70% a 85% en peso).

IMPORTANCIA

Los agregados en el concreto ocupan alrededor de las tres cuartas partes

del volumen, de ahí la justificación para su adecuada selección, además

que agregados débiles podrían limitar la resistencia del concreto. Por otro

parte son estos elementos los que proporcionan una estabilidad

volumétrica al concreto y durabilidad.

FUNCIONES DEL AGREGADO

El agregado dentro del concreto cumple principalmente las siguientes

funciones:

Como esqueleto o relleno adecuado para la pasta (cemento y agua),

reduciendo el contenido de pasta en el metro cúbico.

Proporciona una masa de partículas capaz de resistir las acciones

mecánicas de desgaste o de intemperismo, que puedan actuar sobre el

concreto.

Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de

fraguado y endurecimiento, de humedecimiento y secado o de

calentamiento de la pasta.

Los agregados finos son comúnmente identificados por un número

denominado Módulo de finura, que en general es más pequeño a medida

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que el agregado es más fino. La función de los agregados en el concreto

es la de crear un esqueleto rígido y estable lo que se logra uniéndolos con

cemento y agua (pasta).

Cuando el concreto está fresco, la pasta también lubrica las partículas de

agregado otorgándole cohesión y trabajabilidad a la mezcla. Para cumplir

satisfactoriamente con estas funciones la pasta debe cubrir totalmente la

superficie de los agregados

Si se fractura una piedra, se reducirá su tamaño y aparecerán nuevas

superficies sin haberse modificado el peso total de piedra. Por la misma

razón, los agregados de menor tamaño tienen una mayor superficie para

lubricar y demandarán mayor cantidad de pasta.

En consecuencia, para elaborar concreto es recomendable utilizar el mayor

tamaño de agregado compatible con las características de la estructura.

TIPOS DE AGREGADOS:

1.1. ARENA:

Agregado fino proveniente de la desintegración natural de las rocas.

Normas ITINTEC 400.037.

1.2. GRAVA:

Agregado grueso proveniente de la desintegración natural de los

materiales pétreos, encontrándosele corrientemente en canteras y

lechos de ríos depositados en forma natural. Norma ITINTEC

400.037.

1.3. PIEDRA TRITURADA O CHANCADA:

Agregado grueso obtenido por trituración artificial de rocas o gravas

de extracción. Norma ITINTEC 400.037.

CLASIFICACIÓN:

1.4. POR SU NATURALEZA:

Los agregados en dos fracciones principales cuya frontera nominal

es la malla Nº4 (4.75 mm), obteniendo lo siguiente:

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Agregado fino ( 0.075mm - 4.75mm ): el agregado pasante de la

malla Nº4 es considerado como fino.

Agregado grueso ( > 4.75mm ): el agregado con diámetro mayor

a 4.75 mm es considerado grueso

Agregado denominado hormigón: es el material conformado por

una mezcla de arena y grava este material mezclado en

proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la

corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera.

SEGÚN ORIGEN

Esta clasificación toma como base la procedencia natural de las

rocas y los procesos físico-químicos involucrados en su formación.

Divide a los agregados en tres grandes grupos

Ígneas: agregados provenientes de rocas ígneas.

Sedimentarias: agregados provenientes de rocas sedimentarias.

Metamórficas: agregados provenientes de rocas metamórficas.

CLASIFICACIÓN POR COMPOSICIÓN

Esta clasificación tiene como fundamento la composición químico-

mineralógica de cada roca, además de llevar en forma implícita una

denominación de origen. Al ser las características químicas y

mineralógicas las únicas que intervienen en esta forma de

agrupamiento, se tiene el gran inconveniente que implica el no

considerar las características físicas del material, tan importantes en

la evaluación de los agregados para concreto. A continuación se

mencionan algunos ejemplos de este tipo de clasificación:

La caliza, el mármol y el caliche: tienen la misma composición

química, pero no la misma resistencia física; aún más, es muy

común que entre las calizas se observen diferentes grados de

calidad física.

El basalto y el tezontle: tienen la misma composición química,

pero el hecho de tener el tezontle una gran cantidad de espacio

poroso lo hace un agregado ligero y de menor resistencia.

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POR MODO DE FRAGMENTACIÓN

Esta clasificación de agregados se basa en la forma en que ocurre el

proceso de fragmentación de los materiales, los que desde este

punto de vista pueden ser:

Naturales: fragmentados por procesos naturales (erosión)

Manufacturados (triturados): fragmentados por procesos

artificiales (mecánicos)

Mixtos: son la combinación de materiales fragmentados tanto por

procesos naturales como artificiales.

Este tipo de división no valida ninguna característica físico-química

del agregado.

POR PESO ESPECÍFICO

Esta identificación de agregados se genera a partir de una

característica básica del concreto que es su peso unitario, el cual a

su vez depende del peso específico de los agregados que se utilizan

en su fabricación. La división básica que existe es:

Ligero

Normal

Pesado

Esta clasificación valora la correspondiente aptitud de los agregados

para producir concreto con diferentes pesos unitarios, pero no

considera sus características físico-químicas en forma detallada.

AGREGADO FINO Y GRUESO

AGREGADO FINOLos agregados finos o arenas consisten en arena natural extraída de los ríos, los lagos, depósitos volcánicos o arenas artificiales, esto es, que han sido trituradas. Estos agregados abarcan normalmente partículas entre 4.75 y 0.075 mm.

Un agregado fino con partículas de forma redondeada y textura suave ha demostrado que requiere menos agua de mezclado.

Se acepta habitualmente, que el agregado fino causa un efecto mayor en las proporciones de la mezcla que el agregado grueso. Los primeros tienen una mayor superficie específica y como la pasta

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tiene que recubrir todas las superficies de los agregados, el requerimiento de pasta en la mezcla se verá afectado por la proporción en que se incluyan éstos.

Una óptima granulometría del árido fino es determinante por su requerimiento de agua en los HAD, más que por el acomodamiento físico.

La experiencia indica que las arenas con un módulo de finura (MF) inferior a 2.5 dan hormigones con consistencia pegajosa, haciéndolo difícil de compactar. Arenas con un módulo de finura de 3.0 han dado los mejores resultados en cuanto a trabajabilidad y resistencia a la compresión.

AGREGADO GRUESO

Los agregados gruesos o gravas, consisten de materiales extraídos de rocas de cantera, triturados o procesados, piedra bola o canto rodado, cuyas partículas comprenden tamaños desde 4.75 mm hasta 6 pulgadas, para los fragmentos más grandes.

Numerosos estudios han demostrado que para una resistencia a la compresión alta con un elevado contenido de cemento y baja relación agua-cemento el tamaño máximo de agregado debe mantenerse en el mínimo posible (12,7 a 9,5).

se considera que la alta resistencia producida por agregados de menor tamaño se debe a una baja en la concentración de esfuerzos alrededor de las partículas, la cual es causada por la diferencia de los módulos elásticos de la pasta y el agregado

Otro aspecto que tiene que ver con el tamaño máximo del agregado es el hecho de que existe una mayor probabilidad de encontrar fisuras o fallas en una partícula de mayor tamaño provocadas por los procesos de explotación de las canteras (dinamitado) y debido a la reducción de tamaño (trituración), lo cual lo convertirá en un material indeseable para su utilización en concreto.

Se ha demostrado que la grava triturada produce resistencias mayores que la redondeada.- Esto se debe a la trabazón mecánica que se desarrolla en las partículas angulosas.

Sin embargo se debe evitar una angulosidad excesiva debido al aumento en el requerimiento de agua y disminución de la trabajabilidad a que esto conlleva. El agregado ideal debe ser limpio, cúbico, anguloso, triturado 100%, con un mínimo de partículas planas y elongadas.

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EL CEMENTO

El cemento se conoce como cemento portland. Es una mezcla de calizas y arcillas pulverizadas a grandes temperaturas, con adición de yeso que al entrar en contacto con el agua, desarrolla la capacidad de unir fragmentos de grava y arena, para formar un sólido único o piedra artificial, conocida con el nombre de concreto hidráulico.

Según la Norma Técnica Peruana NTP 334.009, el cemento Portland es un cemento hidráulico producido mediante la pulverización del Clinker compuesto esencialmente por silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o más de las formas sulfato de Calcio como adición durante la molienda, es decir:

Cemento Portland = Clinker Portland + Yeso

El cemento Portland es un polvo muy fino de color verdoso. Al mezclarlo con agua forma una masa (pasta) muy plástica y moldeable que luego de fraguar y endurecer, adquiere gran resistencia y durabilidad.

El cemento Portland es llamado así puesto que tiene un parecido con una piedra natural que se encuentra en Inglaterra, precisamente en Portland, se le denomina aglomerante hidráulico ya que es capaz de desarrollar todas sus propiedades en presencia del agua como son el Fraguado y Endurecimiento. La definición es la misma que tiene el cemento Actual.

El cemento Portland es un polvo muy fino de color verdoso. Al mezclarlo con agua forma una masa (pasta) muy plástica y moldeable que luego de fraguar y endurecer, adquiere gran resistencia y durabilidad.

CLINKER:

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Es un producto semiacabado de forma de piedras negruzcas de tamaños de ¾” aproximadamente, obtenido de la calcinación de una mezcla de materiales calcáreos y arcillosos en proporciones convenientes, hasta llegar a una fusión incipiente (Clinkerización) a 1450 °C. Está compuesto químicamente por Silicatos de calcio, aluminatos de calcio, ferro aluminatos de calcio y otros en pequeñas cantidades, los cuales se forman por la combinación del Óxido de Calcio (CaO) con los otros óxidos: dióxido de silicio (SiO2) , óxido de aluminio (A12O3) y óxido férrico (Fe2O3).

El Clinker Portland se enfría rápidamente y se almacena en canchas al aire libre.

CLINKER

TIPOS DE CEMENTO: PROPIEDADES, USO Y APLICACIONES.

Encontramos gran variedad de tipos de cementos según:

Cementos Portland estándar (sin Adición) Cementos Portland Adicionados Cementos especiales.

CEMENTOS PORTLAND SIN ADICIÓN:

Los Cementos Portland por lo general, se fabrican en cinco tipos cuyas propiedades se han normalizado sobre la base de las especificaciones ASTEM de normas para Cemento Portland. Los tipos se distinguen según los requisitos tanto físicos como químicos:

- Tipo I - Tipo IV- Tipo II - Tipo V- Tipo III

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1. PORTLAND TIPO I:

Es un cemento normal, se produce por la adición de Clinker más yeso. De uso general en todas las obras de ingeniería donde no se requiera miembros especiales. De 1 a 28 días realiza 1 al 100% de su resistencia relativa.

PROPIEDADES:

- Mayores resistencias iniciales- Menores tiempos de fraguado

USOS:

Para construcciones de concreto y mortero de uso general y cuando no se requiera propiedades específicas, se utiliza en concretos que no estén sujetos al ataque de factores agresivos como podría ser la presencia de sulfatos en el suelo o en el agua.

APLICACIONES:

- Obras de concreto y concreto armado en general- Estructuras que requieran un rápido desencofrado- Concreto en clima frío- Productos prefabricados- Pavimentos y cimentaciones

2. PORTLAND TIPO II:

Cemento modificado para usos generales. Resiste moderadamente la acción de los sulfatos, se emplea también cuando se requiere un calor moderado de hidratación. El cemento Tipo II adquiere resistencia más lentamente que el Tipo I, pero al final alcanza la misma resistencia. Las características de este Tipo de cemento se logran al imponer modificaciones en el contenido de Aluminato Tricálcico (C3A) y el Silicato Tricálcico (C3S) del cemento.

Realiza del 75 al 100% de su resistencia.

USOS Y APLICACIONES: Se utiliza en alcantarillados, tubos, zonas industriales. En obras donde se requiera resistencia moderada a la acción de los sulfatos (ejemplo.: Estructuras de drenaje) y/o moderado Calor de hidratación (consecuencia de la hidratación del cemento). Se recomienda en edificaciones, estructuras industriales, puentes, obras portuarias, perforaciones y en general en todas aquellas estructuras de Volumen considerable, y en climas cálidos.

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3. PORTLAND TIPO III:

Cemento de alta resistencia inicial, recomendable cuando se necesita una resistencia temprana en una situación particular de construcción. El concreto hecho con el cemento Tipo III desarrolla una resistencia en tres días, igual a la desarrollada en 28 días para concretos hechos con cementos Tipo I y Tipo II ; se debe saber que el cemento Tipo III aumenta la resistencia inicial por encima de lo normal, luego se va normalizando hasta alcanzar la resistencia normal. Esta alta resistencia inicial se logra al aumentar el contenido de C3S y C3A en el cemento, al molerlo más fino; las especificaciones no exigen un mínimo de finura pero se advierte un límite practico cuando las partículas son tan pequeñas que una cantidad muy pequeña de humedad prehidratada el cemento durante el almacenamiento manejo. Dado a que tiene un gran desprendimiento de calor el cemento Tipo III no se debe usar en grandes volúmenes. Con 15% de C3A presenta una mala resistencia al sulfato.

PROPIEDADES:

- El contenido de C3A puede limitarse al 8% para obtener una resistencia moderada al sulfato o al 15% cuando se requiera alta resistencia al mismo.

- su resistencia es del 90 al 100%.

USOS Y APLICACIONES: Para obras que requiera alta resistencia elevadas a edades tempranas, normalmente a menos de una semana (ejemplo: adelanto de la puesta en servicio) y también en obras de zonas frías su uso permite reducir el curado controlado.

4. PORTLAND TIPO IV:

Cemento de bajo calor de hidratación se ha perfeccionado para usarse en concretos masivos. El bajo calor de hidratación de Tipo IV se logra limitándolos compuestos que más influye en la formación de calor por hidratación, o sea, C3A y C3S. Dado que estos compuestos también producen la resistencia inicial de la mezcla de cemento, al limitarlos se tiene una mezcla que gana resistencia con lentitud. El calor de hidratación del cemento Tipo IV suele ser de más o menos el 80% del Tipo II, el 65% del Tipo I y 55% del Tipo III durante la primera semana de hidratación. Los porcentajes son un poco mayores después de más o menos un año. Es utilizado en grandes obras, moles de concreto, en presas o túneles. Su resistencia relativa de 1 a 28 días es de 55 a 75%.

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USOS Y APLICACIONES:

Para Estructuras se requiera bajo Calor de Hidratación, caso de represas, centrales hidroeléctricas y obras de grandes masas de concreto, también debe tenerse en cuenta que este cemento desarrolla resistencias a una velocidad inferior a la de los otros cementos.

5. PORTLAND TIPO V:

Cemento con alta resistencia a la acción de los sulfatos, se especifica cuando hay exposición intensa a los sulfatos. Las aplicaciones típicas comprenden las estructuras hidráulicas expuestas a aguas con alto contenido de álcalis y estructuras expuestas al agua de mar. La resistencia al sulfato del cemento Tipo V se logra minimizando el contenido de C3A, pues este compuesto es el más susceptible al ataque por el sulfato. Realiza su resistencia relativa del 65 al 85 %.

USOS Y APLICACIONES:

Además de las cualidades del Tipo II, es recomendado para obras donde se requiera elevada resistencia a los sulfatos. Es el caso de obras portuarias expuesta al agua de mar También en canales, alcantarillas, túneles, suelos con alto contenido de sulfatos. Estos cementos desarrollan resistencias más lentamente que los cementos tipo I, incrementan su resistencia a los sulfatos.

CEMENTOS PORTLAND ADICIONADOS:

Contienen además de Clinker Portland y Yeso, 2 o más constituyentes inorgánicos que contribuyen a mejorar las propiedades del cemento. (Ejemplo: puzolanas, escorias granuladas de altos hornos, componentes calizos, sulfato de calcio, incorporadores de aire). Aquí tenemos según Normas técnicas:

Cementos Portland Puzolánicos ( NTP 334.044 )- Cemento Portland Puzolánico Tipo IP: Contenido de puzolana entre 15% y 40%.- Cemento Portland Puzolánico Modificado Tipo I (PM) : Contenido de puzolana

menos de 15%.

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Cementos Portland de Escoria ( NTP 334.049 )- Cemento Portland de Escoria Tipo IS : Contenido de escoria entre 25% y 70%- Cemento Portland de Escoria Modificado Tipo I (SM) : Contenido de escoria

menor a 25%

Cementos Portland Compuesto Tipo 1 (Co) (NTP 334.073): Cemento adicionado obtenido por la pulverización conjunta de Clinker Portland y materiales calizos (Travertino), hasta un 30% de peso.

Cemento de Albañilería (A) (NTP 334.069): Cemento obtenido por la pulverización de Clinker Portland y materiales que mejoran la plasticidad y la retención de agua.

Cementos de Especificaciones de la Performance (NTP 334.082): Cemento adicionado para aplicaciones generales y especiales, donde no existe restricciones en la composición del cemento o sus constituyentes. Se clasifican por tipos basados en requerimientos específicos: Alta resistencia inicial, resistencia al ataque de sulfatos,

CEMENTOS ESPECIALES:

- CEMENTO PORTLAND BLANCO

Es el mismo Portland regular, lo que defiere es el color, esto se obtiene por medio del color de la manufactura, obteniendo el menor número de materias primas que llevan hierro y oxido de magnesio, que son los que le dan la coloración gris al cemento. Este cemento se usa específicamente para acabados arquitectónicos tales como estuco, pisos y concretos decorativos.

- CEMENTO PORTLAND DE ESCORIA DE ALTO HORNO:

Es obtenido por la pulverización conjunta del Clinker portland y escoria granulada finamente molida con adición de sulfato de calcio. El contenido de la escoria granulada de alto horno debe estar comprendido entre el 15% y el 85% de la masa total.

- CEMENTO SIDERÚRGICO SUPERSULFATADO:

Obtenido mediante la pulverización de escoria granulada de alto horno, con pequeñas cantidades apreciables de sulfato de calcio.

- CEMENTO PORTLAND PUZOLANICO:

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Se obtiene con la molienda del Clinker con la puzolana. Tiene resistencia parecida al cemento normal y resistente ataques al agua de mar, lo que lo hace aconsejable para construcciones costeras. Para que el cemento sea puzolanico debe contener entre el 15% y el 50% de la masa total. El cemento puzolánico se utiliza en construcciones que están en contactos directos con el agua, dada su resistencia tan alta en medios húmedos.

- CEMENTO PORTLAND ADICIONADO:

Obtenido de la pulverización del Clinker portland conjuntamente con materiales arcillosos o calcáreos-silicos-aluminosos.

- CEMENTO ALUMINOSO:

Es el formado por el Clinker aluminoso pulverizado el cual le da propiedad de tener alta resistencia inicial. Es también resistente a la acción de los sulfatos así como a las altas temperaturas.

PROPIEDADES DEL CEMENTO

a. FINURA Y FINEZA: Referida al grado de molienda del polvo, se expresa por la superficie específica, en m²/kg. En el laboratorio existen 2 ensayos para determinarlo• Permeabilimetro de Blaine• Turbidimetro de Wagner A mayor finura, crece la resistencia, pero aumenta el calor de hidratación y cambios de volumen. A mayor finura del cemento mayor rapidez de hidratación del cemento y mayor desarrollo de resistencia.

b. PESO ESPECÍFICO:Referido al peso del cemento por unidad de volumen, se expresa en gr/cm³. En el laboratorio se determina por medio de:• Ensayo del Frasco de Le Chatelier (NTP 334.005).Se usa para los cálculos en el diseño de mezclas.

c. TIEMPO DE FRAGUADO:

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Es el tiempo entre el mezclado (agua con cemento) y la solidificación de la pasta. Se expresa en minutos. Se presenta como: El tiempo de Fraguado Inicial y El tiempo de Fraguado Final.En el laboratorio existen 2 métodos para calcularlo• Agujas de Vicat: NTP 334.006 (97)• Agujas de Gillmore: NTP 334.056 (97)Fija la puesta correcta en obra y endurecimiento de los concretos y morteros.

d. ESTABILIDAD DE VOLUMEN:Representa la verificación de los cambios volumétricos por presencia de agentes expansivos, se expresa en %. En el laboratorio se determina mediante:• Ensayo en Autoclave: NTP 334.004 (99).

e. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN: Mide la capacidad mecánica del cemento a soportar una fuerza externa de compresión.Es una de las más importantes propiedades, se expresa en Kg/cm². En el laboratorio se determina mediante:

- Ensayo de compresión en probetas cúbicas de 5 cm de lado (con morterocemento-arena normalizado): NTP 334. 051 (98)Se prueba a diferentes edades: 1, 3,7, 28 días.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 volúmenes absolutos de mortero C-A en molde cilíndrico estándar: NTP334.048Concretos con aire atrapado disminuye la resistencia (5% por cada 1 %).

g. CALOR DE HIDRATACIÓN:Es el calor que se genera por la reacción ( agua + cemento ) exotérmica de la hidratación del cemento, se expresa en cal/gr.y depende principalmente del C3A y el C3S . En el laboratorio se determina mediante:

- Ensayo del Calorímetro de Langavant o el de la Botella Aislante. Se emplea morteros estándar: NTP 334.064.

PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO

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EXTRACCIÓN DE LA MATERIA PRIMA: Esta se realiza con la explotación de los yacimientos a tajo abierto. El material resultante de la voladura es transportado en camiones para su trituración, los mismos que son cargados mediante palas o cargadores frontales de gran capacidad. Esta etapa comprende los procesos de exploración, perforación, carguío y acarreo.

TRITURACIÓN DE LA MATERIA PRIMA: Se realiza en dos etapas, inicialmente se procesa en una chancadora primaria, del tipo cono que puede reducirla de un tamaño máximo de 1.5 m hasta los 25 cm. (Chancado primario). El material se deposita en una cancha de almacenamiento y luego de verificar su composición química, pasa al chancado secundario reduciéndose a tamaños de hasta ¾” aproximadamente.

PRE-HOMOGENIZACIÓN: El material triturado se lleva a la planta propiamente dicha por cintas transportadoras, depositándose en un parque de materias primas. En algunos casos se efectúa un proceso de pre-homogeneización.

MOLIENDA DE CRUDOS: Este proceso se realiza por medio de molinos de bolas o prensas de rodillos que producen un material muy fino además de dosificarse adecuadamente los materiales para lograr un crudo óptimo que será el que ingrese al horno.

HOMOGENIZACIÓN: El Crudo finamente molido debe ser homogenizado a fin de garantizar que el Clinker sea de calidad constante es decir en esta etapa se debe asegurar la composición química constante del crudo. Una vez homogenizado este material es transportado mediante fajas transportadoras al intercambiador de calor.

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 través de los ciclones quienes captan el calor residual evacuados con los gases de combustión salientes del horno en contracorriente con el flujo del material que ingresa, entonces este crudo que se calienta por acción de los gases generados en el quemador del horno e iniciándose de esta manera el proceso de descarbonatación y transformación termo-químico del crudo. En esta etapa se pueden alcanzar temperaturas hasta de 850ºC (en la entrada al horno rotatorio), y en la parte alta (zona de salida de los gases del precalentador) se alcanzan temperaturas alrededor de 280ºC En la base de este edificio se

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encuentra un sistema de precalcinación previo a su ingreso al horno rotatorio. El intercambio de calor se produce mediante transferencias térmicas por contacto íntimo entre la materia y los gases calientes provenientes del horno, en un sistema de 4 a 6 ciclones en cascada, que se encuentran al interior de una torre de concreto armado de varios pisos, con alturas superiores a los cien metros.

CLINKERIZACIÓN: Es la zona más importante del horno rotatorio siendo este el elemento fundamental para la fabricación del cemento, se trata de un tubo cilíndrico de acero con diámetros 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 obtención del Clinker se debe alcanzar temperaturas alrededor de los 1500ºC, 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 combustión del carbón o petróleo en un quemador situado en el extremo de la salida sufre transformaciones físicas y químicas , llegándose a obtener el producto intermedio llamado Clinker esto sucede a temperaturas del orden de los 1400 a 1450ºC. El horno rotatorio de Cementos Lima alcanza una longitud de 83 mts y un diámetro de 5.25 mts y una inclinación del 3% que permite el avance del material por deslizamiento, estos hornos giran a velocidades de 4.5 rpm y la temperaturas van desde 850ºC hasta 1450ºC. Sin embarga la fase liquida que nos indica el inicio del proceso de sinterización tiene lugar a temperaturas de 1260ºC y que al aumentar la temperatura aumenta también la fase liquida o fundida.

ENFRIAMIENTO: No todos los minerales deseados del Clinker , hidráulicamente activos, quedan estables después del proceso de clìnkerización por lo que es necesario que el Clinker caliente deba ser enfriado rápidamente es decir una vez que el Clinker es descargado por el horno pasa a la tercera parte del circuito de clìnkerización que se dan en los enfriadores. Estos enfriadores se encuentran a la salida del horno y recibirán toda la carga del material que sale del horno a temperaturas entre 1000 a 1100ºC , constan de varias superficies escalonadas compuestas por placas fijas y placas móviles alternadas con unos pequeños orificios por donde pasa el aire que es insuflado por la parte inferior por la acción de ventiladores con el objeto de enfriar el Clinker hasta aproximadamente 120ºC para ser almacenado posteriormente a esta temperatura el material en las canchas de almacenamiento. Si el Clinker formado por el proceso de sinterización se enfría lentamente puede invertirse el sentido de las reacciones de equilibrio y podrían disolverse en la fase liquida una parte del silicato Tricálcico ( compuesto importante para el desarrollo de

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resistencias en el cemento ), por lo tanto un proceso de enfriamiento lento podría bajar la resistencia del cemento por otro lado un proceso de enfriamiento rápido el cual es deseable por los efectos que podrían causar en el cemento tales como: mejor molturabilidad por la existencia de fisuras tensionales en el Clinker , menor proporción de alita disuelta.

MOLIENDA DEL CLINKER: Mediante un proceso de extracción controlado el Clinker entra a los molinos de bolas o prensa de rodillos donde se obtendrá una superficie especifica alta de los granos del cemento.

ENVASADO Y DESPECHO: Generalmente el cemento se comercializa en bolsas de 42.5 Kg., de acuerdo a los requerimientos del usuario también puede despacharse a granel.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 periódicamente controladas mediante la verificación de su porosidad al aire, absorción, impermeabilidad y resistencias mecánicas.

ANEXOS

PROCESO DE FABRICACION

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CEMENTO PORTLAND TIPO I

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ADITIVOS PARA EL CONCRETO

Un aditivo es un material diferente a los normales en la composición del concreto, es decir es un material que se agrega inmediatamente antes, después o durante la realización de la mezcla con el propósito de mejorar las propiedades del concreto, tales como resistencia, manejabilidad, fraguado, durabilidad, etc. En la actualidad, muchos de estos productos existen en el mercado, y los hay en estado líquido y sólido, en polvo y pasta. Aunque sus efectos están descritos por los fabricantes, cada uno de ellos deberá verificarse cuidadosamente antes de usarse el producto, pues sus cualidades están aún por definirse.

Los aditivos más comunes empleados en la actualidad pueden clasificarse de la siguiente manera:

Inclusores de aire: Es un tipo de aditivo que al agregarse a la mezcla de concreto, produce un incremento en su contenido de aire provocando, por una parte, el aumento en la trabajabilidad y en la resistencia al congelamiento y , por otra , la reducción en el sangrado y en la segregación. algunos de estos productos son: Inclusair LQ, Sika-Aire, Fest-Aire, Vinres 1143, Resicret 1144, etc.

Fluidizantes: Estos aditivos producen un aumento en la fluidez de la mezcla, o bien, permiten reducir el agua requerida para obtener una mezcla de consistencia determinada, lo que resulta en un aumento de la trabajabilidad, mientras se mantiene el mismo revenimiento. Además, pueden provocar aumentos en la resistencia tanto al congelamiento como a los sulfatos y mejoran la adherencia. Algunos de estos son: Festerlith N, Dispercon N, Deniscret, Quimiment, Adiquim, Resecret 1142 y 1146, Adicreto, Sikament, Plastocreto, etc.

Retardantes del fraguado: Son aditivos que retardan el tiempo de fraguado inicial en las mezclas y, por lo tanto, afectan su resistencia a edades tempranas. Estos pueden disminuir la resistencia inicial. Se recomienda para climas cálidos, grandes volúmenes o tiempos largos de transportación. Algunos de estos son: Resicret 1142, Durotard, Duro-Rock N-14, Festerlith R, Sonotard, Festard, Retarsol, Adicreto R, Densiplast R, etc.

Acelerantes de la resistencia: Estos producen, como su nombre lo indica, un adelanto en el tiempo de fraguado inicial mediante la aceleración de la resistencia a edades tempranas. Se recomienda su uso en bajas temperaturas para adelantar descimbrados. Además, pueden disminuir la resistencia final. Dentro de estos productos tenemos: Remix, Festermix, Secosal, Dispercon A, Rapidolith, Daracel 1145, Sikacrete, Fluimex, etc.

Estabilizadores de volumen: Producen una expansión controlada que compensa la contracción de la mezcla durante el fraguado y después la de este. Se recomienda su empleo en bases de apoyo de maquinaria, rellenos y resanes. Algunos de estos productos son: Vibrocreto 1137, Pegacreto, Inc. 1105, Expancon, Ferticon Imp., Kemox B, Interplast C, Ferrolith G, Fester Grouth NM, Ferroset, etc.

Endurecedores: Son aditivos que aumentan la resistencia al desgaste originado por efectos de impacto y vibraciones. Reducen la formación de

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polvo, y algunos de este tipo son: Master Plate, Anviltop, Lapidolith, Ferrolith IT, Ferrofest H, Duracreto, etc.

También se cuenta con otro tipo de aditivos como son los impermeabilizantes, las membranas de curado y los adhesivos. Dentro de estos productos tenemos para los impermeabilizantes, Fluigral Pol, Festegral, Impercon, Sikalite, etc. Para membranas, el Curacreto, Curafilm 1149, curalit, etc. y, para los adhesivos que se usan para ligar concreto viejo con nuevo, Adhecon B, Fester bond, Pegacreto, Epoxicreto NV, Ligacret, etc. Dentro de las aplicaciones comunes en donde se utilizan aditivos, se encuentran las siguientes:

a) Construcción de cisternas y tanques en la que se emplean impermeabilizantes.

b) Para llevar concreto a alturas elevadas por medio de bombeo, se pueden aplicar aditivos fluidizantes y/o retardadores del fraguado.

c) En la reparación de estructuras dañadas, donde se debe ligar concreto viejo con nuevo, se utilizan aditivos adhesivos.

d) En colados, donde las temperaturas son bajas, usamos aditivos inclusores de aire para obtener para obtener concretos resistentes al efecto del congelamiento.

e) Para el correcto y eficiente anclaje de equipo y maquinaria se usan aditivos expansores, los cuales proporcionan estabilidad dimensional a las piezas por anclar.

Es obvio volver a recalcar que el uso de aditivos debe hacerse conociendo, en primera instancia, el requerimiento y, de esta manera, poder definir adecuadamente el producto a emplear. También es de suma importancia conocer perfectamente las características del aditivo que deberemos utilizar para obtener los resultados esperados.

En general los aditivos para concreto modifican propiedades del concreto para adecuarlo a la obra.

AGUA EN EL CONCRETO

Agua de arroyos y lagos.

Las aguas de arroyos y lagos, generalmente están libres de sales, pueden volverse ácidas debido a la formación de ácido carbónico derivado del bióxido de carbono presente en la atmosfera, transformándose en corrosivas al concreto, especialmente si éste es pobre o permeable.

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El contenido de bióxido de carbono de las aguas naturales puede ser muy alto si hay actividad geoquímica cercana. Las aguas naturales provenientes de zonas minerales pueden tener un alto contenido de ácido carbónico agresivo para el concreto.

En estas aguas el valor del pH no es un buen índice de su agresividad al concreto, dado que ésta también depende del bicarbonato de calcio y otras sustancias presentes en la solución. Así, aguas con ácido carbónico y un pH de 7, y muy poco bicarbonato de calcio disuelto, podrían ser seriamente destructivas al concreto al poder disolver rápidamente carbonato de calcio, cuya solución saturada en el aire tiene un pH de 8,3. Si la concentración del bicarbonato de calcio es mayor, resultando un pH de 6 o menor, el agua podría no ser seriamente agresiva.

El contenido de bióxido de carbono de las aguas naturales podría ser inusualmente alto si hubiese actividad geoquímica y bioquímica. Las aguas naturales provenientes de zonas minerales pueden tener un alto contenido e ácido carbónico agresivo al concreto.

El agua que se va a usar debe estar limpia, cuando se usan aguas turbias o con materiales orgánicos en suspensión se obtendrán concretos de baja resistencia y poca durabilidad. Se pueden usar aguas de ríos y quebradas si estas no se encuentran turbias, las aguas de lagos y pantanos no son recomendables. Las aguas de ríos, lagunas que se reciban aguas negras deberán rechazarse al igual a las que contengan desechos industriales.

Si se tiene duda acerca de la calidad del agua, deberá ser analizada preferiblemente en un laboratorio, si esto no es posible debe realizarse un ensayo muy sencillo llenando una botella con agua con la que se piensa trabajar, se deja reposar por 24 horas, si al cabo de este tiempo el agua se conserva turbia, es un agua no apta para concretos; si se presenta material de acumulación en el fondo y este no es mucho, se debe almacenar el agua en canecas para que los sólidos se asienten y se pueda usar el agua superficial.

Aguas con contenido de cloruro de sodio mayor al 3%.

Si hablamos de aguas con contenido mayor del 3% de cloruro de sodio podemos hablar del agua de mar, la cual ocupa uno de los lugares más destacados entre los agentes naturales capaces de causar efectos destructivos sobre el concreto.

Además sabemos que la presencia del ion cloro altera la naturaleza y extensión de la reacción química. El comportamiento de concretos continuamente sumergidos en

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agua de mar, preparados con cementos que cumplen los requisitos de la norma ASTM C 150 que tienen contenidos de cloruro de sodio tan altos como 10% han probado un comportamiento satisfactorio siempre y cuando la permeabilidad sea baja. El cuerpo de Ingenieros de de la Portland Cement Association recomienda hasta un 10% de C3A calculado para concretos que deberán permanecer sumergidos en agua de mar, si la relación agua-cemento es mantenida por debajo de 0.45.

Aguas con porcentajes significativos de sales de sodio o potasio disueltas

En donde encontramos aguas con sales de sodio y potasio disueltas, la encontramos generalmente en el agua de mar. Ya que el sodio y el potasio de las sales presentes en el agua de mar, usada en la preparación del hormigón, pueden agravar la reactividad álcali-agregado. Por lo tanto, no se debe usar agua de mar en la mezcla del hormigón donde estén presentes agregados potencialmente reactivos.

- Agua de arroyos y lagos

El bióxido de carbono remanente es denominado “exceso”. Si la solución está saturada con carbonato de calcio, el “exceso” es incapaz de disolver más de éste y la solución es considerada como no agresiva. Sin embargo, aún así el “exceso” puede reaccionar con el hidróxido de calcio en la pasta endurecida dando lugar a la formación de equivalentes químicos del carbonato de calcio los cuales podrían densificar el concreto.

La situación es mas compleja cuando están presentes en el agua, sustancias diferentes del bióxido de calcio y el bióxido de carbono. La cantidad de éste ultimo en solución requerida para estabilizar un porcentaje dado de bicarbonato de calcio se incrementa con la presencia de sales de calcio, tales como el sulfato de calcio o yeso, y decrece en presencia de sales o de otras bases, tales como el cloruro de sodio.

Así, para una determinada cantidad de bióxido de carbono y bicarbonato de calcio, el agresivo bióxido de carbono es más alto en soluciones de cloruro de sodio y más bajo en soluciones de sulfato de calcio en relación a las soluciones que contienen únicamente bicarbonato de calcio.

- Aguas con contenidos de cloruro de sodio mayor del 3%.

Los cloruros favorecen la solubilidad del yeso Los cloruros causan que, haya eliminación del sulfato de calcio, debido a la

mayor solubilidad del yeso. Puede ayudar a la concentración de sales, que al cristalizar reaccionan con el

cemento hidratado pudiendo destruir el concreto.

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Esta agua es mas agresiva cuando el contenido de cloruros es mayor al 3% pero se pueden controlar por diversos métodos.

- Aguas con porcentajes significativos de sales de sodio o potasio disueltas.

De la única reacción que podríamos hablar que causen las sales de sodio o potasio es: la denominada reacción álcali-agregado, que se origina entre determinados agregados activos y los óxidos de sodio y potasio del cemento. La reacción se inicia en la superficie del agregado y se produce en la interfase con la pasta de cemento.

TIPOS DE CONCRETO

A continuación se dará una descripción literal y grafica de algunos de los tipos de concreto usados en la construcción.

Generalmente el concreto se clasifica en tres:

Concreto simple o sin refuerzo:

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Se podría decir que el concreto simple u hormigón convencional es una sin y cualquier característica especial que se utiliza en el día a día construcción.

Su Slump varía de 40 mm a 70 mm y puede ser aplicada en la aplicación de casi todos los tipos de estructuras, con el debido cuidado en cuanto a su densificación.En la obra, el camión puede descargar directamente en formas, o puede ser llevado por carretillas, grúas o elevadores no pueden ser bombeadas.

Concreto armado o con refuerzo:El concreto simple, sin refuerzo, es resistente a la compresión, pero débil en tensión, lo que limita su aplicabilidad como material estructural.Para resistir tensiones, se emplea refuerzo de acero, generalmente en forma de barras, colocado en zonas donde se prevé que se desarrollaran tensiones bajo las acciones de servicio. El acero restringe la aparición de grietas originadas por la poca resistencia a la tensión del concreto.El uso del refuerzo no está limitado a la finalidad anterior, también se emplea en zonas de compresión para aumentar la resistencia del elemento reforzado, para reducir las deformaciones debidas a cargas de larga duración y para proporcionar confinamiento lateral al concreto, lo que indirectamente aumenta su resistencia a la compresión.

La combinación de concreto simple con refuerzo constituye lo que se llama CONCRETO REFORZADO.

El concreto pre esforzado es una modalidad de concreto reforzado, en la que se crea un estado de esfuerzos de compresión en el concreto antes de la aplicación de las acciones. De este modo, los esfuerzos de tensión producidos por las acciones quedan contrarrestados o reducidos. La manera más común de pre esforzar consiste en tensar el acero de refuerzo y anclarlo en los extremos del elemento.

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Concreto ciclópeo o con piedras grandes:

El hormigón ciclópeo o fondo de piedra con mortero, como se conoce en algunas aplicaciones, no es más que incorporación de piedras llamado "piedras mano" o"Boulder" para preparar hormigón.

La mano de piedra es un material de granulometría, con longitudes entre 10 y 40 cm y un peso promedio inferior o igual a 5 kg por unidad.

Existen también otros tipos de concreto:

Concreto Bombeable:

El hormigón Bombeable, se hacen con cierta características de flujo necesarias para ser bombeada un tubo a través del cual oscila entre 3 y 5 ½ pulgadas diámetro.

Este gasoducto se inicia en una bomba de hormigón (donde el mixer descarga) y se prolongará hasta el lugar de aplicación distancias horizontales de hasta 400 m hasta 160 m verticales

Concreto Autocompactante o Líquido:

Adecuado para piezas de fundición partes densamente armados prefabricados de estructuras, moldes en relieve, fachadas, paneles arquitectónicos de hormigón, losas, vigas, etc.

Este hormigón, con una amplia gama de aplicaciones se obtiene por la acción de superplastificantes

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aditivos que proporcionan facilidad de bombeo, una excelente homogeneidad resistencia y durabilidad.

Concreto de Alto rendimiento (DAC):

El hormigón de alto rendimiento (DAC) se dosifica para obtener alta resistencia y durabilidad.

El DAC tiene su fuerza superior a 40 MPa, que es importancia capital para estructuras que necesitan ser consistir en piezas con dimensiones más pequeñas.Además del aumento en la vida de las obras, este hormigón puede proporcionar: de forma más rápida disminución en la cantidad y la moldeabilidad, una ejecución más rápida de la obra.

Concreto Laminado

Se utiliza en pavimentos urbano, como sub-base pisos y grandes represas. Su bajo consumo cemento y baja capacidad de trabajo permiten la compresión a través de rodillos.

Su acabado no es tan bueno como el hormigón utilizado en plantas industriales o carriles de pavimentación aeropuertos y carreteras, por lo que se utiliza mejor como una sub-base.

Concreto para pavimento rígido

Además de aumentar la aplicación en las carreteras, su uso es fundamental en la renovación o construcción de pistas de aterrizaje, en los carriles bus y avenidas de las grandes ciudades.

Hay varias características que han hecho la opción de crecer por pavimento rígido, entre los que se incluyen: Resistencia, durabilidad, menores costos de mantenimiento, ahorro en iluminación, menor riesgo de accidentes, menor temperatura de la superficie, entre otros.

Concreto Proyectado (SHOTCRETE)

El concreto que se libera por un equipo especial y alta velocidad sobre una superficie, proporcionando compresión y adherencia incluso a esta superficie.Se utilizan para el revestimiento de túneles, muros, pilares retención de pendiente, etc.

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Este concreto se puede diseñar a través de-por-seco o húmedo, alterando de este modo la especificación del equipo aplicación y la traza que se utilizará.

Concreto prefabricado

Una estructura de hormigón prefabricado es uno en el cual elementos estructurales como columnas, vigas, losas y similares son moldeados y adquirir un cierto grado de resistencia antes de su posicionamiento final en la estructura. Por esta razón, este conjunto de partes es también conocido por el nombre de la estructuraPrefabricadas

Concreto Pretensado

Pretensado del hormigón se puede definir como la artificio para entrar en la estructura, un estado anterior de la tensión, mediante la compresión de la pieza de trabajo antes de hormigonar. Ella es obtenido con el uso de cables de acero de alta resistencia, la cual se estiran y anclado en el propio hormigón. CablesPretensado tienen una resistencia media a cuatro veces mayor que aceros usados en el hormigón armado.

Entre las ventajas que esta técnica puede proporcionar, nos la reducción en la incidencia de grietas, la reducción en el tamaño de piezas debido a la mayor resistencia de los materiales utilizados, abarca más posibilidades de ganar que el hormigón convencional.

Concreto Frío

Es uno que ha reducido la liberación temperatura, mediante la adición de hielo a la mezcla para reemplazar la totalidad o dosificación parcial de agua.El hielo debe ser aplastado y puesto a disposición de la central de medición en camiones refrigerados. Sólo debe ser colocado en camiones hormigonera, momentos antes de la carga.

Su incorporación tiene como objetivo principal, la reducción de las tensiones térmica, mediante la reducción del calor de hidratación en primeras horas. Este procedimiento,

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además de evitar grietas, ya mantiene la trabajabilidad y genera una mejor el desarrollo de resistencia a la compresión.El frío de concreto se utiliza más a menudo en grandes estructuras dimensiones, es decir, depósitos, algunos tipos de bases, bases de máquinas y bloques con alto consumo de cemento.

Concreto Ligero

Los concretos se reconocen por su peso ligero, aislamiento térmico y específica y de alta acústica.Mientras que el concreto normal tener una densidad que oscila entre 2300 y 2500 kg / m³, las densidades más ligeros alcanzan cerca de 500 kg / m³.

El hormigón ligero son los teléfonos más utilizados, sin delgada y hecho con agregados ligeros, tales como poliestireno, vermiculita y arcilla expandida.Sus aplicaciones se centran en tratar de cumplir con los requisitos algunos trabajos específicos y también para llenar losas, fabricación de bloques, la regularización de las superficies envolvente tuberías, entre otros.

Concreto Celular

El concreto celular es parte del grupo de los hormigones, con la diferencia de que en lugar de utilizar los agregados de reducción de la densidad en su composición, que se obtiene a través de la adición de un tipo especial de hormigón celular.

Su uso está muy extendido en todo el mundo, que se aplica paredes, tabiques, suelos y nivelación para arriba en pedazos paneles estructurales y prefabricados. En Brasil existen proyectos interesantes de utilizar en la vivienda, tales como el proyecto denominado Casa 1.0, patrocinado por ABCP (Asociación Brasileña de Cemento Portland).

Concreto Pesado

El hormigón pesado se obtiene mediante el uso de hogares con mayor densidad aparente en su composición, tales como hematita, magnetita yBarita.Su dosis debe proporcionar la masa específica hormigón alcanza valores superiores a 2800 kg / m³, ofreciendo la mezclando buenas características mecánicas, durabilidad y capacidad para proteger contra la radiación.

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Este concreto tiene su aplicación más frecuente en la construcción cámaras de rayos X o gamma paredes de los reactores nucleares, contrapesos, bases y pesos

Concreto Sumergido

Es el nombre dado al concreto que se aplica en presencia agua, como algunos cajones, presas, estructuras sumergidas en el mar o estructuras de contención de agua dulce o bentonita en el barro, como es las paredes de la caja diafragma.Sus características principales son dar una mayor cohesión los granos, no permitiendo la dispersión para entrar en el hormigón contacto con el agua y ofrecer una mayor resistencia química concreta.Su medición se realiza con aditivos especiales y en función de la agresividad del ambiente en el que se inserta, es posible que necesite cementos especiales y otras adiciones en su composición.

Concreto u hormigón extrusionado

El hormigón es un material extruido que se aplica para la construcción de bordillos y cunetas. El hormigón utilizado en la extrusora debe ser preparado con cero aplastamiento (grava) y tienen una consistencia (caída) de aproximadamente 20 mm para satisfacer las necesidades de los equipo.

El uso de este hormigón de cemento varía entre 200 y 300 kg / m³. El rendimiento del dispositivo depende del perfil de pieza, pero alcanza veinte metros guía linear / canal con un metro cúbico de hormigón.

Concreto para pisos industriales

Al ser un lugar de intenso tráfico y objeto de ataques agentes agresivos, solicitudes de un trabajo de calidad en todas las etapas de la obra (dosificación, aplicación, curado, juntas expansión, etc.).

El concreto debe tener características para mantener la consistencia durante la

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Estructura común del Concreto seco

aplicación, tienen una baja permeabilidad, alta resistencia a la abrasión, grietas y bajo tiempo manejan características proporcionan una conveniente.Con exudación baja, mejor acabado y durabilidad para las plantas.

Microconcreto o lechada (GROUD)

Lechada es un microhormigón constituido por cemento, arena, cuarzo, agua y aditivos especiales, que destaca su alto resistencia mecánica.Se caracteriza por ser hormigón autocompactante, lo que permite su aplicación en el llenado de huecos y juntas de mampostería estructural.Lechadas comercialmente disponibles alcanzan resistencias superior a 25 MPa a las 24 horas y el paso de 50 a 28 MPa día

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3 REQUISITOS QUE DEBE CUMPLIR EL CONCRETO

Según Harmsen (2002)

Los requisitos principales que debe cumplir el concreto endurecido son:

Resistencia, Durabilidad y Economía.

Debe tener la resistencia deseada diseñada y especificado que sea uniforme,

impermeable y resistente al clima, al uso y otros agentes destructicos, además

que no se agriete excesivamente al enfriamiento o al secado, debe ser de

menos costo que otros materiales igualmente resistentes y durables, para

algunos usos el concreto debe tener características especiales.

1.1.4 FORMACION Y PROCESO DE FORMACION DEL CONCRETO

En un concreto fresco mezclado plásticamente, todos los solidos granulados,

incluyendo el cemento están temporalmente suspendidos en agua, las

partículas individualmente se encuentran separadas por capas delgadas de

agua. Esta separación de partículas y el efecto de lubricación de estas capas

de agua juntas y con algunas fuerzas entre partículas hacen plástica y

trabajable.

Es conveniente pensar que el concreto es una mezcla entre una pasta(agua-cemento), y el agregado mineral(piedra y arena).

Sabiendo que se trata de una pasta, donde se introduce el agregado; el cual irá separado entre si por medio de capas delgadas de pasta. Luego el volumen de toda la mezcla es igual a volumen de la pasta mas el volumen de los solidos o sea los agregados, mas el volumen

de los vacíos de aire.

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