COMPONENTES DEL CONCRETO HIDRAÚLICO CEMENTO Manufactura.El cemento es el resultado de la mezcla de un material calcáreo (piedra caliza, conchas, greda o marga) y un material arcilloso (arcilla, pizarra, escoria de altos hornos), en el cual la sílice es el constituyente constituyente importante. Estos materiales en ocasiones se encuentran mezclados naturalmente. Los materiales antes mencionados se mezclan en hornos (generalmente rotatorios) con temperaturas de aproximadamente 1500 ! hasta alcanzar un punto cercano a la "usi#n. Este material o$tenido se le denomina %clín&er'. El clín&er en"riado y molido a polo muy "ino y mezclado con una peue*a cantidad de yeso (+ o por cierto) es lo ue constituye el cemento -#rtland comercial
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Relación de co!onente" #$"ico" de ceento" caracter%"tico" &a" u"uale"'.Los compuestos uímicos ue generalmente contienen los cementos son /ilicato tricálcico +!a /i 2 !+/ /ilicato dicálcico !a /i 2 !/ 3luminato tricálcico +!a 3l+ 2 !+3 3lumino"errito tetracálcico !a 3l+ 4e+ 2 !34 El "ilicato tric$lcico( C )S, se hidrata y endurece rápidamente y es responsa$le en gran medida del "raguado inicial y de la resistencia a edad temprana. El "ilicato dic$lcico( C *S, se hidrata y endurece lentamente y contri$uye en gran parte al incremento de resistencia a edades mayores de una semana. El aluinato tric$lcico( C )A, li$era una gran cantidad de calor durante los primeros días de hidrataci#n y endurecimiento. El yeso ue se agrega al cemento durante la molienda "inal, retrasa la elocidad de hidrataci#n del !+3. /in el yeso, un cemento ue contuiera !+3 "raguaría rápidamente. Los cementos con $aos porcentaes de ! +3 son particularmente resistentes a los suelos y aguas ue contienen sul"atos. El aluinoferrito tetrac$lcico( C +A,, reduce la temperatura de "ormaci#n del clín&er, ayudando por tanto a la manu"actura del cemento. /e hidrata con cierta rapidez pero contri$uye mínimamente a la resistencia. La mayoría de e"ectos de color se de$e al !34 y a sus hidratos.
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!on la presencia de agua (60), los cuatro compuestos se hidratan para "ormar nueos compuestos. Lo" "ilicato" de calcio( C)S C*S ue constituyen el 75 8 del peso del cemento, se hidratan para "ormar los compuestos de hidr#xido de calcio e hidrato de silicato de calcio (gel de to$eromita) El aluinato tric$lcico reacciona con el agua y con el hidr#xido de calcio para "ormar el hidrato de aluminato tetracálcico. El aluinoferrito tetrac$lcico reacciona con el agua para "ormar hidrato de alumino"errito de calcio. El aluinato tric$lcico( el e"o el aua se pueden com$inar para "ormar el hidrato sul"oaluminato de calcio.
Estas trans"ormaciones $ásicas de compuestos se muestran en la siguiente ta$la (+!a 9 /i ) (!a 9 /i ) +!a 9 3l+ !a93l+94e+ +!a93l+
: ;6 : 6 : 16 : 106 : 106
2 +!a 9 /i 9 +6 2 +!a 9 /i 9 +6 : !a(6) : !a(6) : !a/96
: +!a(6) : !a(6) 2 +!a93l+9!a(6)916 2 ;!a93l+94e+916 2 +!a93l+9!a/916
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E"!ecificacione" ASTM.Las normas 3/>? !@150 y !@5A5 limitan las propiedades de acuerdo al tipo de cemento
3/>? !@150.@ Especi"icaciones para !emento -#rtland
? !@5A5.@ Especi"icaciones para !ementos 6idráulicos ?ezclados El ?Btodo de muestreo del !emento de$e realizarse de acuerdo a 3/>? !@1C+ ,inura 3/>? ! 115 (>DFGHI?E> J3K
? ! 0 (E? ! +0 (?3LL3 0.05 mm) Sanidad 3/>? ! 151 (EM-3!L3OE) Con"i"tencia 3/>? ! +0 (4LDGHEP) Tie!o de 3/>? ! 1A1 (3-33> HE OG!3>), frauado (3-33> HE KGLL?E) ,rauado fal"o 3/>? ! 51 (-3/>3) 3/>? ! +5A (?>E) Re"i"tencia a la 3/>? ! 10A (!DF/ HE 50 M 50 mm) co!re"ión Calor de 3/>? ! 1C; /idratación Perdida !or 3/>? ! 11 inición Pe"o e"!ec%fico 3/>? ! 1CC A0RE0ADOS Hoja 4 de 11
Cla"ificación.Los agregados generalmente se clasi"ican en gruesos y "inos, siendo los gruesos denominados graas y los "inos denominados arenas. -or su procedencia pueden diidirse en
-or sus componentes, los agregados naturales pueden clasi"icarse en ?inerales ocas Igneas ocas /edimentarias ocas ?etam#r"icas Materiale" delet1reo".?ientras ue los agregados sanos y duros son $ene"iciosos (generalmente) en la "a$ricaci#n del concreto, los materiales (suaes y delezna$les) pueden perudicar las características del producto "inal.
Las prue$as para determinar la calidad los agregados se encuentran re"eridas en las normas 3/>? ! ++ y 3/>? ! ++0
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Areado" rue"o" ./e consideran agregados gruesos los agregados con partículas de tama*o entre .75 mm y 75.0 mm inclusie. -ara uso en la "a$ricaci#n de concreto generalmente se separan en di"erentes su$tama*os. Los agregados gruesos son generalmente los ue se emplean en mayor cantidad en el concreto Areado" fino"./e consideran agregados "inos los agregados con partículas de tama*o entre .75 mm y 0.15 mm inclusie -ara uso en el concreto se $usca ue los agregados "inos tengan un m#dulo de "inura entre .+ y +.
Los agregados gruesos y "inos no de$en contener materiales orgánicos o nocios para el concreto, tales como arcillas, partículas suaes, de $aa densidad yQo agregados reactios con los álcalis y car$onatos. Los agregados de$en cumplir con lo indicado en 3!G 1 y 3!G 01.
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E"!ecificacione" ASTM
Los agregados de masa normal de$en cumplir con lo indicado en 3/>? !@++ Los agregados ligeros de$en cumplir con lo indicado en 3/>? ! ++0 Las prue$as para determinar sus características son Kranulometría 3/>? ! 1+; ?asa olumBtrica 3/>? ! A ?asa especí"ica y 3/>? ! 17 (K3O3/) 3$sorci#n 3/>? ! 1C (3E<3/) Gmpurezas orgánicas 3/>? ! 0 /anidad de 3gregados 3/>? ! CC ?ateriales mas "inos 3/>? ! 117 ue la cri$a 0.075 mm esistencia a la 3/>? ! 1+1 a$rasi#n (los Rngeles) 3/>? ! 5+5 >errones de arcilla y 3/>? ! 1 partículas delezna$les Condicione" de /uedad.Los agregados de$en mantenerse en condiciones de humedad semeantes al estado saturado super"icialmente seco hasta el momento de su empleo. En los casos ue no sea posi$le, se de$erán hacer determinaciones en el momento de emplearse para hacer correcciones en las proporciones de las mezclas A02A Hoja 7 de 11
Influencia del aua en la calidad del concreto /e de$e de cuidar ue el agua para usarse en las mezclas de concreto no contenga sustancias nocias para el concreto tales como materias orgánicas, cloruros de calcio, sul"atos, etc. ue puedan reducir la resistencia del concreto Calificación del aua !ara u"o en la !roducción de concreto En la norma 3/>? ! A y en la 33/>6 > ; se esta$lecen criterios de aceptaci#n para el agua ue será empleada en el concreto
El comitB 3!G aconsea ue el máximo contenido de cloruro solu$le en ácido, seg=n la norma 3/>? ! 11, sea de 0.0C8 y de 0.08 para concreto pres"orzado y concreto re"orzado, respectiamente. Los comitBs 3!G +1C y no consignan límites para la cantidad de cloruro en concreto sin re"uerzo. El reglamento 3!G +1C limita el contenido de i#n cloruro solu$le al agua en el concreto, a los siguientes porcentaes en peso del cemento !oncreto pres"orzado 0.0;8 !oncreto re"orzado expuesto a cloruros durante su 0.158 sericio !oncreto re"orzado ue aya a estar seco o protegido 1.008 contra la humedad durante su sericio tras construcciones de concreto re"orzado 0.+08 3HG>GO/ Hoja 8 de 11
Gnclusores de aire.@ la mayoría de los aditios inclusores de aire consisten generalmente en uno o más de los materiales siguientes esina de ?adera 6idrocar$uros sul"onatados Rcidos grasos y resinosos ?ateriales sintBticos Los contenidos recomenda$les de aire en el concreto o$tenidos por un inclusor de aire arían de 7.5 a 1.5 8 dependiendo de las condiciones de exposici#n a ciclos de congelaci#n y deshielo. Suímicos.@ /on productos ue siren para modi"icar la alguna características del concreto. Entre ellos se encuentran los siguientes 3HG>GO/ GGO/ EHD!>E/ HE 3KD3 3HG>GO/ E>3H3<>E/ 3HG>GO/ 3!ELE3<>E/ 3HG>GO/ /D-E-L3/>G4G!3<>E/
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!EE/ -DPL3<3/ 3demás de los aditios uímicos, existen aditios minerales "inamente diididos ue al agregarse el concreto antes del mezclado o durante Bste pueden meorar o trans"ormar algunas de las propiedades del concreto de cemento -#rtland en estado plástico o endurecido. !enizas olantes.@ Es un residuo "inamente diidido ue resulta de la com$usti#n del car$#n mineral pulerizado en las plantas generadoras de electricidad. La ceniza olante consiste principalmente de silicatos ítreos ue contienen sílice, al=mina, hierro y calcio. tros componentes menores son el magnesio, el azu"re, el sodio, el potasio y el car$ono. -uzolanas.@ Dna puzolana es un material silíceo o aluminosilíceo ue por sí mismo posee poco o ning=n alor cementante pero ue, en "orma "inamente molida y en presencia de agua, reacciona uímicamente con el hidr#xido de calcio li$erado por la hidrataci#n del cemento -#rtland para "ormar compuestos ue poseen propiedades cementantes. !omo puzolanas naturales se emplean las tierras diatomáceas, los horstenos opalinos, las arcillas, las pizarras, las to$as olcánicas y la piedra p#mez. La mayoría de las puzolanas naturales se de$en moler antes de ser usadas y muchas se tienen ue calcinar a temperaturas de ;50 ! a AC0 !, para actiar sus componentes arcillosos Hoja 10 de 11
E/-E!G4G!3!G? -33 3HG>GO/ 3/>? ! ++, 3/>? ! ;0 3/>? ! A
3HG>GO/ G
3/>? ! ;1C
E/-E!G4G!3!G
3HG>GO/ EHD!>E/ HE E>3H3<>E/ 3!ELE3<>E/
3KD3,
E/-E!G4G!3!GGO/ 3!G 1 KDG3 -33 EL D/ HE 3HG>GO/ E< EL !
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