tecnologia del concreto

Ing. S. Benavides Ch.

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UNDAC ING. MINAS

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CURSO

TECNOLOGIA DEL CONCRETO

ARMADO

Por

Ing. Silvestre F. BENAVIDES CHAGUA

C. de P. Agosto. 2015

UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRIÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE MINAS

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Ing. S. Benavides Ch. 2

SILABO

TECNOLOGIA DEL CONCRETO.

•DATOS GENERALES

I.CÓDIGO : FIM - 05309

II.REQUISITO : FIM - 0522

III.SECCIÓN :VI Semestre Única

IV.CRÉDITOS : 04

V.EXTENSIÓN HORARIA : HT = 2, HP =4, TH = 6

VI.SEMESTRE ACADÉMICO : VI (2015-B)

VII.DURACIÓN : 15-08-1515 AL 09-12-15

VIII.DOCENTE : Ing. Silvestre Fabián, BENAVIDES CHAGUA

Email: [email protected]


Los trabajos del Ingeniero de Minas en cuanto se refiere a lasestructuras está centrado especialmente en los conocimientosbásicos respecto a los aspectos del manejo de una tecnologíaapropiada en la fabricación del concreto armado.

Siendo en concreto un material de construcción con característicasmuy importantes y favorables aplicados a proyectos mineroscomo plataformas de concreto para asentamiento de maquinasestacionarias, sostenimiento de labores abiertas, muros decontención, vigas y columnas de sostenimiento, ductos, etc.

El concreto tiene características moldeables que se adecuan adistintas formas y en combinación con otros elementospresentan elevadas resistencias a la compresión y capacidad deadherencia principalmente con el acero que satisface laresistencia a la tracción.

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El Ingeniero de Minas debe estar capacitado para:

Seleccionar los componentes adecuados; Cemento, agua,agregados, aditivos, e interpretar las especificacionestécnicas del CA, con resistencias requeridas por elproyecto

Dosificar la mezcla de un concreto, especialmentecemento-agua, factor de control de la resistencia.

Seleccionar el medio mas adecuado de transporte delConcreto y controlar el medio eficaz de compactación

Seleccionar los métodos de curado del CA, paragarantizar la resistencia y durabilidad, requerido por elproyecto.

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CEMENTOS

Semana: 1-2-3-4

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CEMENTOS: según ntp 334.009, cemento pòrtland es un polvo muy fino decolor verdoso, mezclado con agua se forma una masa (pasta), muy plástica ymoldeable, que se fragua y endurece, adquiriendo una gran resistencia ydurabilidad.

El Cemento portland, es se produce mediante pulverización del Clinker,compuesto básicamente de silicatos de calcio hidráulico y sulfatos de calcio quese adiciona durante la molienda es decir:

Cemento Portland = Clinker + Yeso

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Es un producto semiacabado, de forma de piedrasnegruzcas de tamaño de ¾ “ aproximadamente, se obtienemediante calcinación de una mezcla de materiales calcáreosy arcillosos en proporciones convenientes, que llega a unafusión incipiente (clinkerizaciòn) a 1450 ºC, Su composiciónbásica es por los Silicatos de calcio, Aluminatos de calcio,ferro aluminatos de calcio y otros en pequeñas cantidades.

La combinación del óxido de calcio (CaO), con otros óxidoscomo dióxido de silicio (SiO2), óxido de aluminio (Al2O3) yóxido férrico (Fe2O3),

El Clinker portland, se enfría rápidamente y se almacena en canchas al aire libre

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Material calcáreo: carbonato de calcio (CO3Ca) de60% a 80%, no mayor de 1.5% de magnesia (margas,cretas y calizas en general que suministran óxidos decalcio (cal)

Material Arcilloso: Deben contener Sílice de 60% a70%, proveniente del dióxido de silicio o sílice y delóxido de aluminio o alúmina (pizarras, esquistos yarcillas)

Minerales de Fierro: Suministran óxidos férricoprovenientes de arcilla

Yeso: Aporta el sulfato de calcio

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Extracción de la materia Prima: De yacimientos a cieloabierto con operaciones de exploración, perforación,carguío y acarreo

Trituración de la Materia Prima: Chancado y reducciónprimario de 1.5 mts. A 25 cm. Se verifica la composiciónquímica, Chancado secundario a ¾”

Pre-homogenización: Revisar la composición química enlas canchas de materia prima

Molienda de crudos: se realiza con molinos de bolas oprensas de rodillos produciendo el material fino listo parael horno

Homogenización: Revisión de componentes químicos paragarantizar la calidad del clinker la que transporta alprecalentador

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Intercambiador de calor (precalentador): Proceso sistemático,cicloneado del material uno sobre otro alcanzando temperaturashasta de 850 ºC (en la entrada al horno) emitiendo gases en laparte alta con temperaturas alrededor de 280 ºC.

Clinkerización: Zona de importancia del horno rotatoriomediante un tubo cilíndrico de hacer de 4 a 5 mts. De diámetro ylongitud d 70 a 80 mts. Con temperaturas de 1500 ºC. Hornosgiratorios con 4.5 r.p.m.

Enfriamiento: Enfriadores ubicados en la salida del hornomediante placas móviles con orificios por donde pasa el aireinsuflado por la parte superior .

Molienda: Pasa el clinker a los molinos de bolas obteniendo unasuperficie específica alta del cemento.

Envasado y Despachado: Se envasa en bolsas de 42.5 Kg. Ernpapel krap, tipo Klupac,(hojas) o en bolsones (big bag) y agranelde 25 a 30 Tn.

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Óxido Componente Porcentaje típico Abreviatura

CaO 58% - 67% C

SiO2 16% - 26% S

Al2O3 4% - 8% A

Fe2O3 2% - 5% F

SO3 0.1% - 2.5%

MgO 1% - 5%

Mn2O3 0% - 1%

K2O y Na2O 0% - 3%

TiO2 0% - 0.5%

P2O5 0% - 1.5%

Pérdida x Calcinación 0.5% 3%

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Designación Fórmula Abreviatura Porcentaje

Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 30% a 50%

Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 15% a 30%

Aluminato tricalcico 3CaO.Al2O3 C3A 4% a 12%

Ferro aluminato tetracálcico

4Ca=.Al2O3.Fe2O3 C4AF 8% a 13%

Cal libre CaO

Magnesia libre (periclasa) MgO

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a) Silicato Tricálcico (C3S), Llamado alita:

Se hidrata y endurece rápidamente

Es el más importante de los compuestos del cemento

Determina la rapidez o velocidad de fraguado

Determina la resistencia inicial del cemento

Libera gran cantidad de calor de hidrataciónequivalente a 120 cal./gr. Este compuesto tienemucha importancia en el calor de hidratación de loscementos

Contribuye una buen a estabilidad de volumen

Contribuye a la resistencia al intemperismo

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b) Silicato Dicálcico (C2S) llamado belita

Contribuye con la resistencia a edades mayores a unasemana

Por su porcentaje en el clinker es el segundo enimportancia

Se hidrata y endurece con lentitud

Alcanza elevada resistencia a la compresión a largo plazo(después de prolongado endurecimiento)

El valor de hidratación es equivalente a 63 cal/gr.

Contribuye a la resistencia al intemperismo junto al C3S

Su contribución a la estabilidad de volumen es regular.

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c) Aluminato Tricálcico (C3Al)

Es el primero en hidratarse, o se fragua con mucha rapidez (hidratación violenta)

Libera gran cantidad de calor durante los primeros días de la hidratación

Incide levemente en la resistencia mecánica

Tiene baja resistencia al intemperismo (acción del hielo y deshielo)

Tiene mala estabilidad de volumen

Escasa resistencia a la acción del ataque de los sulfatos y ataques químicos

Calor de hidratación equivalente a 207 cal/gr.

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d) Ferro Aluminato tetra cálcico (C4AlF)

Reduce la Temperatura de formación del clinker

Rápida velocidad de hidratación

El calor de hidratación es equivalente a 100 cal/gr. (moderado)

En la resistencia mecánica no está definida su influencia

La estabilidad de volumen es mala

Influye en el color final del cemento(El silicato tricálcico y el silicato dicálcico, constituye el 75% del cemento, a

estos se debe la resistencia mecánica del cemento)

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Finura o Fineza: Referida al grano de molienda delpolvo, expresada por la superficie específica (m2/Kg.):A mayor finura crece la resistencia pero aumenta elcalor de hidratación del cemento y mayor desarrollo deresistencia (blaine = finura del polvo: m2/kg)

Peso específico: Se refiere al peso del cemento porunidad de volumen (gr./cm3) se determina en ellaboratorio que es aproximadamente para CP= 3.15.

Tiempo de fraguado: Es el tiempo entre el mezclado(agua/cemento) y la solidificación de la pasta seexpresa en minutos, fraguado inicial y final, paraendurecimiento de concretos y morteros.

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Estabilidad de Volumen: Representa los cambiosvolumétricos por presencia de agentes expansivos seexpresa en %,

Resistencia a la Compresión: Mide la capacidadmecánica del cemento a soportar una fuerza externa decompresión se expresa en Kg/cm2, esta decide lacalidad de los cementos

Contenido de Aire: Mide la cantidad de aire atrapadoen la mezcla (mortero) se expresa en % del volumentotal. Concretos con aire atrapado disminuye laresistencia (5% de aire por cada 1% de concreto)

Calor de Hidratación: Generado por la reacciónCemento+ agua, (exotérmica), se mide en cal./gr.

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Cementos Pórtland sin Adición: Constituidos por Clinker y determinadoporcentaje de sulfato de calcio(yeso) dentro de estos se tiene:

Tipo I: para usos que no requieren propiedades especiales de cualquier otrotipo

Tipo II: Para uso general y específicamente cuando se desea moderadaresistencia a los sulfatos o moderado calor de hidratación

Tipo III: Para utilizarse cuando se requiere altas resistencias iníciales

Tipo IV: Para emplearse cuando se desea bajo calor de hidratación

Tipo V: Para emplearse cuando se desea alta resistencia a los sulfatos.

Cementos Pórtland Adicionados ó Cementos pórtland puzolánicos:

Tipo IP y IPM: Para obras masivas, adicionado con puzolana entre 15 y 40%

Tipo MS: Cemento Escoria (IS) contenido entre 25 y 70% , MS, menor a 25%,empleado en todo tipo de estructuras es de moderada resistencia

Tipo Ico: Adicionado los travertinos, hasta un 30% en peso, Usado en obras deconcreto con mayor plasticidad, pavimentos cimentaciones.

Nota: Material inorgánico de origen Silicio, añadido durante la molienda delclinker, en 15 al 50 % , se combina con Cal, tiene propiedades aglomerantes

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