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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVILFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA TECNOLOGIA DEL CONCRETO PARA RESIDENTES, SUPERVISORES Y RESIDENTES, SUPERVISORES Y

PROYECTISTASPROYECTISTASTEMA :TEMA :

CEMENTOSCEMENTOSEXPOSITOR :EXPOSITOR :

Ing. Ana Torre CarrilloIng. Ana Torre Carrillo

Lima, Noviembre del 2002Lima, Noviembre del 2002

RESEÑA HISTORICARESEÑA HISTORICA

IMPERIO INCAICOIMPERIO INCAICO

Conocimiento de:

AstronomíaTrazado y construcción de canales de irrigaciónEdificaciones de piedra y adobe

LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –– FIC FIC –– UNIUNI


COLONIA (Siglo XVI)COLONIA (Siglo XVI)

Cal y Arena ( calicanto )Cal + Piedras ( Concreto ciclópeo )

Ejm: Puente de Piedra 1608Fortificaciones militaresConventos, iglesias



LA REPUBLICA (1820)LA REPUBLICA (1820)

1824 Apsdin ( Calcinación de la caliza )1840 Francia ( 1ra fábrica )1845 Inglaterra1855 Alemania1871 E.E.U.U.



SIGLO XXSIGLO XX

1915

Primeros hornos de fabricación de cemento1916 Primera fábrica de cemento en el Perú (CPCP)1955 – 1975 fábricas de cemento: Chilca, Lima,

Andino, Chiclayo, Pacasmayo, Sur, Yura.Edificios importantes:

Palacio de Justicia, Hotel Bolivar,Club Nacional, Country Club.

Terminal marítima del CallaoPavimentación Av. VenezuelaPavimentación Av. Costanera


DEFINICIONESDEFINICIONES

La arcillaLa arcillaYesoYesoCalCalCementosCementosAsfaltosAsfaltosPolímeros

CEMENTANTESCEMENTANTES

Polímeros


DEFINICIONESDEFINICIONES

CEMENTOSCEMENTOS

Material pulverizado que combinado con agua forma Material pulverizado que combinado con agua forma una pasta capaz de endurecer en el agua y al aire.una pasta capaz de endurecer en el agua y al aire.

CLINKERCLINKER

Producto obtenido por calcinación de materias primas, Producto obtenido por calcinación de materias primas, calizas y arcillosas adecuadamente dosificadas.calizas y arcillosas adecuadamente dosificadas.

CEMENTO PORTLANDCEMENTO PORTLAND

Obtenido por la pulverización del Obtenido por la pulverización del clinkerclinker con la adición con la adición eventual del sulfato de calcio.eventual del sulfato de calcio.



PROCESOS DE FABRICACIONPROCESOS DE FABRICACION

COMPOSICION QUÍMICA DEL CLINKERCOMPOSICION QUÍMICA DEL CLINKER

0% 0% -- 3%3%Mn2O3

0% 0% -- 0.5%0.5%TiO2

0% 0% -- 1.5%1.5%P2O5

0% 0% -- 1%1%K2O y Na2O

0.5% 0.5% -- 3%3%Pérdida x Calcinación

1% 1% -- 5%5%MgO

0.1% 0.1% -- 2.5%2.5%SO3

FF2% 2% -- 5%5%Fe2O3

AA4% 4% -- 8%8%Al2O3

SS16% 16% -- 26%26%SiO2

CC58% 58% -- 67%67%CaO

AbreviaturaPorcentaje TípicoOxido Componente


FASES MINERALES DEL CLINKERFASES MINERALES DEL CLINKER

MgOMgOMagnesia libre (Periclasa)

CaOCaOCal libre

CC44AFAF4CaO4CaO..AlAl22OO33..FeFe22OO33Ferrito aluminato tetracálcico

CC33AA3CaO3CaO..AlAl22OO33Aluminato tricálcico

CC22SS2CaO2CaO..SiOSiO22Silicato dicálcico

CC33SS3CaO3CaO..SiOSiO22Silicato tricálcico

AbreviaturaAbreviaturaFórmulaFórmulaDesignaciónDesignación


REQUISITOS FÍSICOS DEL CEMENTOREQUISITOS FÍSICOS DEL CEMENTO

ICoICoIPIPMSMSVVIIIIII

----

290*330*

----

----

290*--

----

Calor de Hidratación, máx, KJ/Kg7 días28 días

--0.10*6meses

0.106meses

0.04*14 días

----Resistencia a los Sulfatos

% máximo de expansión

0.800.800.800.800.800.80Expansión en autoclave,

% máximo

45420

45420

45420

45375

45375

45375

Tiempo de fraguado, minutosInicial, mínimoFinal, máximo

130200250

130200250

100170280*

80150210

100170280*

120190280*

Resistencia la Compresión mín Kg/cm²3 días7 días28 días

TipoTipoRequisitos FísicosRequisitos Físicos

* Opcional* Opcional


REQUISITOS QUÍMICOS DEL CEMENTOREQUISITOS QUÍMICOS DEL CEMENTO

------58--Aluminato tricálcico (C3A), máx, %

ICoICoIPIPMSMSVVIIIIII

------0.6*0.6*0.6*Álcalis equivalentes

( Na2O + 0.658 K2O ), máx, %

------0.750.750.75Residuo Insoluble, máx, %

8.05.0--3.03.03.0Pérdida por Ignición, máx, %

4.04.0--2.33.03.5Trióxido de Azufre (SO3), máx, %

6.06.0--6.06.06.0Óxido de Magnesio (MgO), máx, %

TipoTipoRequisitos QuímicosRequisitos Químicos



REQUISITOS OPCIONALESREQUISITOS OPCIONALESTipoTipo

Características Físicas OpcionalesCaracterísticas Físicas OpcionalesVVIVIVIIIIIIIIIIII

0.040.04----------------Resistencia a los sulfatos, 14 días, Resistencia a los sulfatos, 14 días, máxmáx

------------280280280280Resistencia la Compresión (Resistencia la Compresión (MPaMPa) 28 días) 28 días

--------

60607070

--------

7070----

--------

Calor de Hidratación, Calor de Hidratación, máxmáx, Cal/, Cal/grgr7 días7 días28 días28 días

50505050505050505050Falso Fraguado, % ( P. Fin ) Falso Fraguado, % ( P. Fin ) minimominimo

TipoTipoCaracterísticas Químicas OpcionalesCaracterísticas Químicas Opcionales

VVIVIVIIIIIIIIIIII

--------0.60.60.60.60.60.6Álcalis equivalentesÁlcalis equivalentes( ( NaNa22OO + 0.658 K+ 0.658 K22O ), O ), máxmáx, %, %

------------5858----Suma ( CSuma ( C33S + CS + C33A ), A ), máxmáx %%

--------5 5 -- 88--------Aluminato Aluminato tricálcicotricálcico (C(C33A), A), máxmáx, %, %


TIPOS DE CEMENTOSTIPOS DE CEMENTOS

PÓRTLANDPÓRTLANDADICIONADOS

PÓRTLANDPÓRTLANDADICIONADOS

??LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –– FIC FIC –– UNIUNI

CEMENTOS PÓRTLANDCEMENTOS PÓRTLAND( ASTM C( ASTM C--150 NTP 334.009 )150 NTP 334.009 )

TIPO I :TIPO I : Uso general, alto calor, f ’c altoUso general, alto calor, f ’c altoTIPO II :TIPO II : Mediana Resistencia Sulfatos, Mediana Resistencia Sulfatos, calor moderado, calor moderado, fćfć lentolento.TIPO III :TIPO III : Alto calor, Alto calor, fćfć muy rápido, baja muy rápido, baja resistencia sulfatos.resistencia sulfatos.TIPO IV :TIPO IV : Muy bajo calor, fć muy lentoTIPO V :TIPO V : Muy resistente sulfatos bajo calor, fć muy lento


DesarrolloDesarrollo de la resistencia en compresión en %de la resistencia en compresión en %de la resistencia a 28 díasde la resistencia a 28 días


Desarrollo del calor de hidratación Desarrollo del calor de hidratación vsvs tiempo para tiempo para cementos cementos estandardestandard

REGRESARREGRESAR LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –– FIC FIC –– UNIUNI

CEMENTOS PÓRTLAND ADICIONADOSCEMENTOS PÓRTLAND ADICIONADOS

TIPO IP :TIPO IP : Uso general, hasta 15 % a Uso general, hasta 15 % a 40% puzolana. Menor calor, 40% puzolana. Menor calor, fćfćdespués 28 días.después 28 días.TIPO IPM :TIPO IPM : Uso general, hasta 15% Uso general, hasta 15% puzolana, Menor calor, puzolana, Menor calor, fćfć después 28 después 28 días.días.

REGRESARREGRESAR LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –– FIC FIC –– UNIUNI

CEMENTOS PÓRTLAND ADICIONADOSCEMENTOS PÓRTLAND ADICIONADOS

TIPO IMS :TIPO IMS : Mediana resistencia a Mediana resistencia a sulfatos, hasta 25% escoria, menor sulfatos, hasta 25% escoria, menor calor, calor, fćfć después 28 Días.después 28 Días.TIPO TIPO ICoICo :: Uso general, hasta 30% Uso general, hasta 30% fillerfillercalizo. Menor calor, calizo. Menor calor, fćfć después 28 después 28 días.días.


CEMENTOCEMENTOTIPO I MEJORADO

REQUISITOS FÍSICOS COMPARATIVOSTIPO I MEJORADO


0.800.800.800.80Expansión en autoclave% máximo

4545375375

4545420420

Tiempo de fraguado, minutosInicial, minFinal, min

120120190190

280*280*

130200250

Resistencia a la compresión, Kg/cm², mín3 Días 7 Días28 Días

Tipo ITipo IASTM C 150ASTM C 150NTP 334.090NTP 334.090

Tipo Tipo ICoICoTipo I mejoradoTipo I mejorado

NTP 334.090NTP 334.090REQUISITOS FISICOS

• Obras de concreto y de concreto armado en general.

• Morteros en general, especialmente para tarrajeo y asentado de unidades de albañilería.

• Pavimentos y cimentaciones.* Opcional* Opcional

CEMENTOCEMENTOTIPO MS

REQUISITOS FÍSICOS COMPARATIVOSTIPO MS


0.800.800.800.80Expansión en autoclave% máximo

----0.10 (6 meses)0.10 (6 meses)Resistencia a los sulfatos% máximo de expansión

4545375375

4545420420


100100170170

280*280*

100170

280*






CEMENTOCEMENTOTIPO IP ESPECIAL

REQUISITOS FÍSICOS COMPARATIVOSTIPO IP ESPECIAL


----0.10 *(6 meses)0.10 *(6 meses)Resistencia a los sulfatos% máximo de expansión

--------

290*290*330*330*

Calor de hidratación, máx , kJ/Kg7 días28días

4545375375

4545420420


120120190190

280*280*

130200250






FABRICAS DE FABRICAS DE CEMENTOSCEMENTOSEN EL PERUEN EL PERU


LOS CEMENTOS NACIONALESLOS CEMENTOS NACIONALES

Tipo IPPucallpaUcayali

Cementos Rioja S.A.1%

Rumi I, Rumi II, Rumi V, RumiIPM,

JuliacaPuno

Cementos Sur S.A.5%

Pacasmayo I, Pacasmayo II, Pacasmayo V, Pacasmayo MS, Pacasmayo IP, Pacasmayo ICo

PacasmayoLa Libertad

Cemento Pacasmayo S.A.13%

Yura I, Yura IP, Yura IPMYura

ArequipaYura S.A.

14%

Andino I, Andino II, Andino V, Andino IPM

TarmaJunín

Cemento Andino S.A.19%

Sol I, Sol II, Atlas IPLimaCementos Lima S.A.

46%

Tipos de Cemento que Tipos de Cemento que producenproducenUbicaciónUbicaciónFabricanteFabricante


REQUISITOS PARA CONCRETOS EXPUESTOS A REQUISITOS PARA CONCRETOS EXPUESTOS A SOLUCIONES QUE CONTIENEN SULFATOSSOLUCIONES QUE CONTIENEN SULFATOS

450.45V1500<SO4<10,0000.2<SO4<2.0Severa

450.45V más puzolanaSO4>10,000SO4>2.0Muy severa

400.50II, IP(MS), IS(MS), P(MS), I(PM) (MS),

I(MS)150<SO4<15000.1<SO4<0.2Moderada

------0<SO4<1500<SO4<0.1Insignificante

Concreto con agregado de

peso normal y ligero

Resist. Comp. mínma MPa

Concreto con agregado de peso normal

rel. a/c máx en peso

Tipo CementoSulfatos (SO4)

en el agua, ppm

Sulfatos solubles en agua (SO4) en el suelo

Exposición a sulfatos


¿ Como elegir el tipo de cemento ?¿ Como elegir el tipo de cemento ?

Donde vamos a construir?

En que condición de exposición vamos a construir?

Que tipo de estructura y/o que proceso constructivo vamos a usar?


Donde vamos a construir ?Donde vamos a construir ?

El medio ambiente y las condiciones de servicio afectan de manera sustancial el comportamiento del concreto, por lo tanto es muy importante tener en cuenta el manejo del calor de hidratación:

En clima cálido : Utilizar cementos con bajo calor de hidratación, por lo tanto ordenando los cementos de acuerdo al calor de hidratación que producen, de menor a mayor tenemos: V, IP, II, IPM, IMs, ICo, I

En clima frío : Utilizar cementos con alto calor de hidratación , por lo tanto ordenando los cementos de acuerdo al calor de hidratación que producen, de menor a mayor tenemos: I, II, IPM, IMs, ICo, V


En que condición de exposición vamos a construir?En que condición de exposición vamos a construir?

El concepto que prima es resistencia a la agresividad química, por lo tanto es muy importante tener en cuenta las condiciones de exposición:

Ambiente marino: Expuesto al ataque de Cloruros + sulfatos, por lo tanto ordenando los cementos de acuerdo al grado de resistencia a estos iones de mayor a menor tenemos:

IP, V, IPM, II, IMs, Ico, ISuelo con sulfatos : Ordenando los cementos de acuerdo al grado de resistencia a los sulfatos de mayor a menor tenemos:

V, IP, II, IPM, IMs, Ico, I


Que tipo de estructura y/o que proceso Que tipo de estructura y/o que proceso constructivo vamos a usar? constructivo vamos a usar?

En este caso el concepto que prima es desarrollo de resistencia y calor de hidratación de la estructura a construir

Vaciados de gran volumen y poca área de disipación de calor : En este caso es importante tener en cuenta el calor de hidratación del cemento, entonces ordenando los cementos de más favorable a menos favorable tenemos:

V, IP, II, IPM, IMs, Ico, IDesencofrado rápido : En este caso es importante tener en cuenta la ganancia rápida de la resistencia del concreto, entonces ordenando los cementos de más favorable a menos favorable tenemos:

I, IPM, IMs, ICo, IP, VLABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES –– FIC FIC –– UNIUNI

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