Tecnologia Del Concreto y El Acero

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    12-Jul-2015

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FundamentosdelConcreto

ComposicindelConcreto p

Reduccin del Contenido de Agua delContenido deAgua Aumento delaresistencia Bajalapermeabilidad. Mejoraladurabilidad. Reduccin dela contraccin ( t t i (retraccin) i ) por secado ydela fisuracin. Menores cambios de volumen causado por el p mojado yelsecado

TrabajabilidadEs la E l propiedad d l i d d del concreto fresco que determina sus d t i caractersticas de trabajo, t b j o sea, l f ilid d la facilidad de mezclado, colocacin, compactacin y acabado. t i b d

Factores que Afectan laTrabajabilidad Mtodo y duracin del yduracin del transporte. Cantidad y caractersticas de los ycaractersticas delos materiales cementantes. Consistencia delconcreto (asentamiento). Granulometra,formaytextura superficialdelagregado superficial del agregado Aireincluido. Contenido de agua deagua. Temperatura delconcreto ydel ambiente. Aditivos.

Efecto delaTemperatura deColocacin sobre elAsentamiento

Seccin Transversal del Concreto Endurecido delConcretoConcreto congrava redondeada de silicio desilicio

Concreto con agregado calcreo t it d l triturado

Sangrado

Consolidacin

EfectodelosVacos sobrelaspropiedades delConcreto Endurecido

Efecto delCurado sobre el Desarrollo delaResistencia

CuradoTiempo Temperatura Humedad

ResistenciaaCompresin Resistencia a Compresinseexpresaenkg/cm2 MPa olb/pulg.2 aunaedadde28das. El concreto de uso general 200 a 400 kg/cm2 20 a 40 MPa (3000 to 6000 lb/pulg.2) Concreto de alta resistencia, por p definicin 700 kg/cm2 o ms 70 MP o ms MPa (10000 lb/pulg.2 o ms)

Relaciones a/mc ya/c / y /Relacin agua-material cementante (a/mc) agua material relacinentrelamasadeaguaylamasadelosmateriales cementantesenelconcreto,expresadacomounnmero decimal.Eselaguadelamezcla,excluyndoseelaguaabsorbida porelagregado.

Relacin agua-cemento (a/c) grelacin entre la masa de agua y la masa de cemento en el concreto, expresada como un nmero d i l. l t d decimal

Variaciones Tpicas deResistencia para l Relaciones a/c las l /

AproximacionesdelasResistencias delConcreto Resistencia a Compresin ( c )

7das 7 das 75% de los 28 das 75%delos28das 56y90das 10% 15%>28das

Resistencia a la Flexin ( Mdulo de Ruptura)densidadnormal 8% 12%delac

Resistencia a la Tensin (Traccin)tensindirecta 8% 12% de la c tensin directa 8% 12%dela cortanteocisallamiento 8%14%delac

EyMasaVolumtrica. E y Masa Volumtrica.Mdulo de Elasticidad ( E )concretonormal 140,000a420,000kg/cm2 14,000a41,000MPa (2a6million lb/pulg. (2 a 6 million lb/pulg 2)

Masa Volumtrica 2200a2400kg/m3 (137a150lb/ft3) concreto reforzado concretoreforzado 2400kg/m 2400 kg/m3 (150lb/pies3) concretoaislanteligero 240kg/m3 ( (15lb/pies3) /p concretopesado hasta6000kg/m3 (375lb/pies3) ( (blindajecontraradiacinycontrapesos) j y p ) concretonormal

Estanquidad/Permeabilidad Et id d / P bilid d Estanquidad es la habilidad del concreto en retener el eslahabilidaddelconcretoenretenerel aguasinescurrimientooescapevisible. Permeabilidad eslacantidaddeaguaquemigraatravs delconcreto,mientrasqueelaguaestbajo presinoeslacapacidaddelcocnreto de resistiralapenetracindelaguaodeotras ( q g ) sustancias(lquidos,gasesoiones).

EspecmenesSometidosa150Ciclos p deCongelacinDeshielo Sinaireincluido Altarelacinagua cementoCon aire incluido Baja relacin aguacemento t

ReactividadlcaliAgregado(RAA) i id d l li A d ( AA)Eslareaccinentrelosconstituyentes mineralesactivosdealgunos minerales activos de algunos agregadosyloshidrxidosalcalinosde sodioypotasioyelhidrxidodecalcio sodio y potasio y el hidrxido de calcio enelconcreto. Reaccinlcalislice(RAS) Reaccin lcalicarbonato (RAC ) Reaccinlcali carbonato(RAC)

ReactividadlcaliSlice(RAS) ControldelaRAScon: CenizaVolante Escoria Arcillacalcinada A ill l i d CementosAdicionados

L it d l Lmitedelcontenidode t id d lcalisenelconcreto Ensayos de eficiencia Ensayosdeeficiencia

Corrosin delAcero debido ala Carbonatacin

Ataque d S lf t At deSulfatos Usar baja relacin Usarbajarelacin a/c Usar cementos Usarcementos resistentesalos sulfatos

Vigas deConcreto despus deSiete Aos p j deExposicin aunSuelo Mojado Ricoen Sulfatos

ConcretoExpuestoalAguadelMar Concreto Expuesto al Agua del Mar

DepsitosdeEtringita SecundariaenunVaco

CementosPortland,Combinadosy OtrosCementosHidrulicos Ot C t Hid li

Cercade7000aos unpisodeconcretodescubiertodurantelaconstruccin deunacarreteraenYiftah ElenGalilea,Israel.

Elcementoportlandfuepatentadoporprimera vezen1824. vez en 1824

Semejanteconlacaliza naturaldelacanteradela isladePortlandenel CanaldelaMancha.

ElPrimerCementoPortlandEE.UU. 1871 Coplay,Pensilvania Canad1889 Hull,Quebec

LatinoAmrica Latino Amrica1888enBrasil 1898enCuba 1898 C b 1907enVenezuela 1909enColombia 1909 en Colombia 1916enPer 1923enEcuador 1923 en Ecuador 1928enBolivia g 1941enNicaragua 1897enGuatemala 1903enMxico 1903 M i 1908enChile 1912enUruguay 1912 en Uruguay 1919enArgentina 1926enParaguay 1926 en Paraguay 1936enPuertoRico 1949enElSalvador

Ecuador,1923 Ecuador 1923Ciudad:Guayaquil Fabrica:IndustriasyConstrucciones Fabrica: Industrias y Construcciones Produccin:3.000toneladasanuales Marca:Cndor

Ecuador,2008Produccin:5000.000toneladasanuales.

MateriaPrima Materia Prima

Calcio Slice Almina Al i Hierro

FuentesdemateriaprimaparafabricacindecementoportlandCalcioDesechos industriales Aragonita Calcita Polvodelhorno decemento Rocacalcrea Creta Arcilla Greda Caliza Mrmol Marga Coquilla Esquisto Escoria

HierroPolvodehumo dehornode fundicin Arcilla Mineralde hierro Costrasde laminado Lavadurasde mineral Cenizasdepirita Esquisto

SliceSilicatodecalcio Rocacalcrea Arcilla Cenizavolante Greda Caliza Loes Marga Lavadurasde mineral Cuarcita C it Cenizadecscarade arroz Arena Arenisca Esquisto Escoria Basalto

Almina

Sulfato

Mineralde Anhidrita aluminio Sulfatode Bauxita calcio Rocacalcrea Yeso Arcilla A ill Escoriadecobre Cenizavolante Greda G d Granodiorita Caliza Loes L Lavadurasde mineral Esquisto Escoria Estaurolita

Produccin de Cemento Portland deCemento1.Larocasereduceprimerohastauntamaode125 1 La roca se reduce primero hasta un tamao de 125 mm(5pulg.)ydespusauntamaode20mm(3/4 pulg.),luegosealmacena. pulg ) luego se almacena

2a.Lasmateriasprimassemuelenhastaquesevuelvanpolvoyse lasmezcla. las mezcla.

2b.Lasmateriasprimassemuelen,semezclanconelaguapara formarunalechadaysemezclan

Molinodebolas

3.Lacalcinacintransformaqumicamentelasmateriasprimas enelclnker decemento

4.Semueleelclnker juntoconelyesoparaconvertirlosen cementoportlandyselodespacha

Torresdeprecalentamientoysilosdealmacenamiento Torres de precalentamiento y silos de almacenamiento

Almacenamiento Almacenamiento Almacenamiento

Cantera

Clinker

Yeso

TiposdeCemento Tipos de CementoI IA II IIA Normal Normalconaireincluido Moderadaresistenciaalossulfatos Moderadaresistenciaalossulfatoscon aireincluido III Altaresistenciainicial IIIA Altaresistenciainicialconaireincluido l i i i i i l i i l id IV Bajocalordehidratacin V Altaresistenciaalossulfatos Alta resistencia a los s lfatosASTM C 150 (AASHTO M 85) ( )

Desarrollodelahidratacin ll d l hid i

Gillmore Vicat

Consistencia del Mortero delMorteroASTM C 230 ASTM C 1437 AASHTO M 152

Mesa de Fluidez

Cubos de mortero demortero

ASTM C 109 (AASHTO T 106)

Masa Especfica del Cemento delCementoFrasco de Le Chatelier ( (ASTM C 188 or AASHTO T 133) )

Picnmetro de Helio

Masa Unitaria

830 kg/m3 (52 lb/pie3) 1650 kg/m3 (103 lb/pie3)

Transporte del Cemento

ProduccindecementoenEcuador Produccin de cemento en EcuadorEMPRESA HOLCIM ECUADOR S. A. LAFARGE CEMENTOS S. A. INDUSTRIAS GUAPN S. A. CEMENTO CHIMBORAZO C A C. A. Guapn San Juan Chico PLANTA Cerro Blanco San Rafael UBICACIN Guayaquil Latacunga Otavalo Azogues Riobamba

100% cemento gris que se consume en el pas, t i l Cemento Portland IP, Norma INEN 490 (ASTM C 595) , mayor comercializacin, Cementos puros tipo I y II as como por desempeo HE , bajo pedido, Cemento blanco y especiales se importan importan.

CONCEPTOPoblacin Consumo d cemento C de t Consumo Per Cpita

UNIDADHabitantes Toneladas T ld Kg/habitante

AO 200012.299.120 2.765.093 2 765 093 225

200112.479.924 3.117.831 3 117 831 250

200212.660.728 3.275.063 3 275 063 259

200312.842.578 3.217.290 3 217 290 251

200413.026.891 3.492.607 3 492 607 268

200513.215.089 3.715.501 3 715 501 281

200613.408.270 4.140.824 4 140 824 309

200713.605.485 4.443.509 4 443 509 327

CRECIMIENTO DEL CONSUMO A PARTIR DEL AO 20005.000.000 4.500.000 4.000.000 3.500.000 3.000.000 2.500.000 2.000.000 1.500.000 1.000.000 500.000 0 2000 2001 2002 2003Cemento

350

250

200 2004Per Cpita

2005

2006

2007

Kg/ha abitante

Tone eladas

300

ARIDOS

AgregadoFino Agregado Fino Arena y/o piedra Arenay/opiedra triturada 70 MPa Aumentodela resistenciainicial Reduce la Reducela penetracinde iones

SuperplastificantesASTMC1017

SonesencialmentereductoresdealtorangoEnEE.UU.,MxicoyEcuador:seconocencomoplastificante. EnArgentinayChile,plastificanteserefiereareductoresdeaguaconvencionales.

Tipo 1 Plastificante Tipo 2 Plastificante y Retardador

Producenconcretosfluidosconaltoasentamiento (mayoroiguala 190mm). (mayor o igual a 190 mm ) Reducenelsangrado(exudacin). Losplastificantesconasentamientoextendido L l ifi i did reducenlaprdidadeasentamiento.

AditivosRetardadoresASTM C 494 o AASHTO M 194 (Type B),

Retardan el fraguado o la velocidad de endurecimiento

Usosprincipales: Colocacin en Colocacinen climacaluroso. Colocacin difcil. Procesos especialesde acabado. b d

ASTM C 494 o AASHTO M 194 (Type C)

AditivosAceleradores Aditivos Aceleradores

ASTM D 98 AASHTO M 144

Aceleran: Hidratacin(fraguado) Desarrollodelaresistencia enedadestempranas

Aceleradores a b A l d base d cloruro d calcio: de l de l i Aumentan contraccin por secado Corrosin potencial del refuerzo C f Descascaramiento potencial Oscurecen el concreto

Inhibidores deCorrosin C t ld l Controldelacorrosindelacero i d l delrefuerzo Ladosisdependedelnivelde clorurosprevisto

Aditivos Reductores deContraccin

InhibidoresdeRASCarbonatodeLitio

AditivosColorantes(Pigmentos)

ADITIVOS SOLTEC S.C.C., (593) ( ) 2238179 ) (2) MAOSCA 141 Y AV.10 DE AGOSTO Quito ADMIX CIA.LTDA., (593) (2) 2807938 M.Ambrosi 711 Quito AGRECONS S.A. (593) ( ) 2395182 ) (4) Esmeraldas No. 401-A e/ Padre Solano y Luis Vernaza Guayaquil

DegussaCCEcuador Tel59322566011 FAX:59322569272 FAX: 593 2 256 9272 Sosaya133 Quito

Fibras

Acero Vidrio Sintticas Naturales

EfectossobrelasPropiedadesdelConcretoEfecto Reduccin de la fisuracin p por contraccin p plstica Aumento de la resistencia tensin (traccin) Aumento de la resistencia a flexin Tipo de Fibra p Sinttica, Acero Vidrio, Acero, Acero Carbn Acero, Acero Vidrio

FibrasdeAcero

Resistencia a R i t i tensin Dimetro, Masa (traccin), m especfica MPa (0.001 relativa [kg/cm2] pulg.) ( ) (ksi) 7.80 100-1000 (4-40) 500-2600 [5,100-27,000] [5 100-27 000] (70-380)

Mdulo de elasticidad, MPa [kg/cm2] (ksi) 210,000 [2100,000] [2100 000] (30,000)

Deformacin en la rotura rotura, % 0.5-3.5

MtodosdeAplicacin Mtodos de Aplicacin yProduccin

Mezcladasconvencionalmente usadasenCapassuperpuestas usadas en Capas superpuestas ConcretoLanzado. Estabilizacin de cuestas Estabilizacindecuestas Revestimientodetneles Revestimientodepozosde minasdecarbn Concretoconfibras impregnadasporlechada i d l h d

ConcretoconFibrasImpregnadaspor Lechada(SIFCON)Cemento Agua A Arena siliciosa 0.7 mm Lechada de slice Reductor de agua de alto rango Fibras de acero ( (cerca de 10 Vol.-%) 1000 kg/m3 (1686 lb/yd3) 330 kg/m3 (556 lb/yd3) 860 kg/m3 (1450 lb/yd3) 13 kg/m3 (1.3 lb/yd (1 3 lb/ d3) 35 kg/m3 (3.7 (3 7 lb/yd3) 800 kg/m3 (84 lb/ d3) lb/yd

Fibrasdevidrio ib d id i

PropiedadesdelasFibrasdeVidrio pDimetro, Resistencia a traccin, Tipo de Masa m MPa fibra de especfica (0.001 [kg/cm2] vidrio relativa pulg.) (ksi)

Mdulo de elasticidad, MPa / [kg/cm2] (ksi) 72,000 72 000 [730,000] (10,400) (10 400) 80,000 [820,000] ( , (11,600) )

Deformacin en la rotura rotura, % 3.0-4.8 3048

E

2.54 2 54

8-15 8 15 (0.3 0.6) (0.3-0.6)

2000-4000 2000 4000 [20,00041,000] (290-580) 1500-3700 [15,00038,000] (220-540) (220 540)

AR

2.70

12-20 (0.5-0.8)

2.5-3.6

Fibras Fibras Sintticas Acrlica Aramida Carbn Nylon Polister P li t Polipropileno (Foto) (F t )

Propiedades.FibrasSintticasTipo de fibra de vidrioAcrlica Aramida Carbn Nylon Polister Polietileno Polipropil eno

Resistencia DeformaDensidad Dimetro, a tensin , Mdulo de (traccin), elasticidad, MPa cin en la relativa m rotura, % MPa

1.18 1 18 1.44 1.90 1 90 1.14 1.38 0.96 0.90

5 17 5-17 10-12 8-0 80 23 10-80 25-1000 20-200

200 1000 200-1000

17,000 19,000 17 000-19 000 230,000 230,000380,000 5,200 10,000-18,000 5,000 3,500-5,200

28 50 28-50 2-3.5 0.5-1.5 0515 20 10-50 12-100 6-15

2000-3100 62,000-120,000 1800-2600 1800 2600 1000 280-1200 80-600 450-700

Propiedades.FibrasNaturalesTipo de fibra natural l Celulosa de madera Sisal Coco Bamb Yute Pasto elefante Densidad relativa Dimetro, m (0.001 pulg.) l ) Resistencia a traccin, MPa (ksi) Mdulo de elasticidad, MPa (ksi) 10,000-40,000 (1,500-5,800) 13,000-25,000 (1,900-3,800) 19,000-25,000 (2,800 3,800) (2,800-3,800) 33,000-40,000 (4,800-5,800) 25,000-32,000 (3,800-4,600) 4,900 (710) Deformaci n en la rotura, %

1.50 1 50

25-125 (1-5)

350-2000 (51-290) 280-600 (4085)

3.5 35 10-25

1.12-1.15 1.50 1.02-1.04 425

100-400 (4 16) (4-16) 50-400 (2-16) 100-200 (4-8) 180 (17)

120-200 (1729) 350-500 (5173) 250-350 (3651) 4,900 (26)

1.5-1.9 3.6

Fuentesdeconsulta: F t d lt PCAPortlandCement Association,Design andControlofconcrete Mixtures,2004 Rodrguez,J.,HormignApuntesdeclase,UniversidaddeGranada, g , , g p , , 2009 INECYC,ArticulosobrelaproduccindecementoenelEcuador,2008 Valarezo,M.,www.utpl.edu.ec/blog/mfvalarezo Fotografasyartculosdeinternet.

MarlonValarezoA. mfvalarezo@utpl.edu.ec f l @ l d

DiseoyProporcionamiento de MezclasdeConcretoNormalClase05TecnologiadelConcretoyel AceroMarlonValarezoA. mfvalarezo@utpl.edu.ec mfvalarezo@utpl edu ec

Caractersticas Trabajabilidad Durabilidad Resistencia Apariencia Economa E

Materiales Cemento Materialescementantes suplementarios Agua Agregado Aditivos Fibras

RequisitosparaCondicionesdeExposicinRelacin a/c mxima en masaElija basndose en la resistencia, trabajabilidad y requisitos de acabado 0.50

Condicin de exposicinConcreto protegido de la exposicin congelacin-deshielo, descongelantes y sustancias agresivas Concreto con baja permeabilidad, expuesto al agua Concreto expuesto a congelacin-deshielo en la condicin hmeda y a descongelantes Para proteccin del concreto reforzado expuesto a cloruros

Resistencia min, f'c, kg/cm2 (MPa) [lb/pulg.2]Elija basndose en los requisitos estructu...