Tecnología del concreto

Desde sus inicios el hombre empezó a construir con piedras

naturales, pero en el momento que se necesitaron edificios de

mayores dimensiones y que la calidad de las piedras no fue

suficiente, se necesitó el desarrollo de piedras artificiales, tal

como el concreto.

El concreto es una mezcla de arena, grava, un cementante y

aire que reacciona con el agua formando una lechada que

envuelve y aglomera al agregado pétreo.

Métodos para dosificar concreto en orden cronológico:

1. Fuller y Thompson,

2. Abrahams,

3. Edwards y Young

4. American Concrete Institute

Las propiedades que un concreto fresco debe tener son:

trabajabilidad y consistencia.

Las propiedades deseables de un concreto fraguado son:

resistencia, durabilidad, densidad y economía.

Agregados pétreos (áridos)

Es el conjunto de materiales comprendidos desde los finos o

rellenos, las arenas, las gravillas y la grava o piedra.

Se llaman áridos naturales los extraídos del suelo en su forma

definitiva, por oposición de los áridos triturados procedentes

de trituración de ciertas rocas.

Pueden ser extraídos del lecho de los ríos; son redondeados en ocasiones con materia

orgánica; o pueden proceder de canteras y, en tal caso, son terrosos y requieren en

general un lavado antes de su empleo.

Agregados pétreos naturales

Agregados pétreos artificiales

Las arenas y gravas de machacadora son de granos angulosos; necesitan un lavado

que elimine el polvillo de piedra procedente de la trituración.

Un Trommel es una especie de cilindro cuyas paredes están formadas por

cribas (planchas perforadas o enrejados metálicos). Por rotación del cilindro,

se obtiene el cribado según los calibres determinados por las perforaciones de

las paredes. Se eliminan primero los finos y sucesivamente los áridos de

tamaños mayores

Cribado de los agregados pétreos

Cribas superpuestas. La separación de los áridos puede lograrse por tamizados o

cribados sucesivos. La pendiente de las cribas es de un 25 % aproximadamente

para los finos y de un 35 % poco más o menos para los áridos de gran calibre

Tamices vibratorios. Por medio de tamices vibratorios se

eliminan sucesivamente la arena, la gravilla y la grava de

tamaños cada vez mayores. El calibre y el número de cribas

dependen del destino de los áridos. Las gravas de los distintos

calibres son conducidas a continuación y por separado a los

silos.

1. Mezclas dóciles, manejables, fáciles de poner en obra.

2. No exigen gran trabajo para adquirir compacidad.

3. Economía de aglomerante. La forma de los granos exige

escasa cantidad de partículas finas y menos agua de amasado.

Ventajas de los agregados pétreos naturales

1. Desmoldeo rápido de las piezas sin deformación plástica.

2. Fabricación de enlucidos y de capas de desgaste

fuertemente solicitadas (revestimiento de carreteras con

hormigón).

3. Resistencias mayores.

Ventajas de los agregados pétreos triturados

Arenas

Se denominan arenas los materiales de pequeñas dimensiones

procedentes de la desintegración de las rocas. Sus tamaños son

desde 0.075 mm a 4.75 mm. La arena no de debe contener mas

de 20 % de granos de diametro de 0.5 mm, ya que puede

demandar mas cemento y producir un cemento esponjoso y

quebradizo.

Gravas

Las gravas provienen de la desintegración de las rocas. La

dimensión máxima de los áridos está condicionada, por una

parte, por el espesor de las obras a realizar (1/3 del espesor), y

por otra, por la distancia mínima entre las diferentes armaduras

de la obra.

Escorias

Con una densidad menor que el árido normal, las escorias

permiten la realización de hormigones de cimentaciones o

para rellenos. Sin embargo hay que cerciorarse, antes de su

empleo, de que no contiene indicios de sulfuros susceptibles

de atacar la armadura.

Granulometría

El estudio de la granulometría de los áridos esta orientado a

la obtención de una densidad máxima de la masa compuesta

de granos distintos diámetros. El espacio que entre cada

grano debe llenarlo la grava de un calibre lo mayor posible.

La masa así realizada no tiene que admitir más que un

mínimo de huecos. El polvo (en muy escasa proporción) y el

cemento se encargan de llenar los huecos más diminutos.

La resistencia a la compresión (y a la tracción) es

proporcional a la densidad del hormigón; por lo tanto la

composición granulométrica de un árido de buena resistencia

debe ofrecer un porcentaje de huecos muy bajo. Conviene,

pues, averiguar el volumen óptimo del árido. Por otra parte,

el enlace entre los granos del árido queda asegurado por el

cemento que los une entre sí. Al objeto de economizar

aglomerante se hace preciso averiguar la superficie mínima

de los granos del árido.

Densidad Máxima. Mezclar los componentes del árido de tal manera que los

calibres inferiores rellenen los huecos dejados por el "diámetro" precedente.

Para determinar la densidad máxima, se mezcla cierta cantidad de cada uno de

los componentes, con el fin de obtener una mezcla que comprenda un mínimo

de huecos. Por vibración, apisonado se procura lograr la compacidad máxima

de la mezcla. Por tanteos sucesivos se hacen variar, x, y e z, se anotan las

cantidades de las distintas mezclas.

Trituración

Correcto

Videos Trituración

Aglomerantes

Se denominan aglomerantes los productos empleados en la

construcción para fijar o aglomerar ciertos materiales entre

si. Los aglomerantes naturales son los que proceden de la

calcinación de una roca natural sin adición alguna. Ejemplo:

La cal que proviene de una caliza, el yeso que procede de la

piedra de yeso, los cementos naturales procedentes de una

marga (mezcla natural de arcilla y caliza).

Los aglomerantes artificiales, por el contrario, se obtienen

por calcinación de mezclas de piedras, de composición

conocida, cuidadosamente dosificadas. Ejemplo: Los

cementos artificiales procedentes de una mezcla de caliza,

de arcilla y de piedra de yeso; los cementos electro-

fundidos compuestos de una caliza y un mineral aluminoso

Se denomina fraguado al período de solidificación. El

principio del fraguado es el instante en que la pasta del

aglomerado pierde su plasticidad. El fin del fraguado es el

momento en que la pasta ya no se deforma bajo la presión del

dedo, habiendo perdido toda su elasticidad, el endurecimiento

es el período que sigue a la fase del fraguado y durante el cual

la resistencia del aglomerante aumenta (durante años para los

cementos).

Aglomerantes aéreos (fraguan en el aire):

•La piedra de yeso, el yeso o escayola.

•Cal viva.

•Cal aérea, cal hidratada o cal apagada.

Aglomerantes hidráulicos (Fraguan en el aire y en el

agua):

•Cal hidráulica.

•Cementos naturales.

•Cementos Pórtland.

Aglomerante Arcilla Obtención Fraguado Resistencia Cocción

Yeso 0 % Cocción de la piedra

de yeso. Para retardar

el fraguado se

emplea 1 % bórax o

fosfato sódico.

Escultor

Inicial: 2 min

Final: 15 min

Yesero

Inicial: 15 min

Final: 2 hr

Baja Escultor: 200ºC

Yesero:

800 ºC

Cal viva < 10 % Cocción de piedra

caliza

Baja 1100ºC

Cal aérea Hidratación de la cal

viva

Lento Baja

Cal hidráulica 10 a 20 % Cocción de piedras

margas

Lento Baja 850ºC

Cementos

naturales

30 a 40 % Molienda, cocción de

rocas caliza

Inicial: 3 min

Final: 20 min

Media 1000 ºC

Cemento

Pórtland

23 % Molienda y cocción

de piedras calizas y

arcilla

Inicial: 60 min

Final. 15 hr

Alta 1450 ºC

La piedra de yeso, el yeso o escayola.

Los yesos se obtienen cociendo la piedra de yeso que no es

más que una cal sulfatada.

Según las temperaturas y la duración de la cocción se obtienen

distintas calidades de yeso:

•Yeso para la construcción de 120 a 200 ºC. Fraguado inicial

de 10 a 20 minutos, fraguado final de 2 a 3 horas

•Yeso de modelaje de escu1tor de 120 a 200 ºC. Fraguado

inicial de 2 a 12 minutos. Fraguado final de 15 a 30 minutos.

•Yeso de yeseros de 200 a 800 ºC.

•Yeso hidráulico de 800 a 1400 ºC.

Se dice que un yeso está amasado espeso cuando se amasa con

poca cantidad de agua; amasado claro en caso contrario.

Para retardar el fraguado y aumentar la resistencia, se puede

añadir un retardador al agua de amasado. Este retardador puede

ser el bórax o el fosfato de sosa a razón de 0,5 a 1 % del peso

de yeso. Los yeseros emplean cola con el mismo propósito.

Usos

El yeso se emplea en los enlucidos interiores (aplicados a las

paredes) y en la confección de cielos rasos. Los anclajes o

empotramientos pueden realizarse con este material. Sin

embargo, el yeso, debido a su naturaleza porosa, oxida el hierro,

tanto más cuanto más claro se haya amasado. Por otra parte, lo

destruye la humedad, pero es un material incombustible que

constituye una excelente protección contra el fuego

Cal viva.

La cal viva se obtiene por cocción, a una temperatura de unos

1 100, de caliza que contenga menos de un 10 % de arcilla.

La cal viva se vende en el comercio en bidones metálicos y

se presenta bajo la forma de terrones o de polvo

Cal aérea, cal hidratada o cal apagada.

Esas tres denominaciones designan el mismo producto, que

resulta de la extinción (hidratación) de la cal viva, en

presencia de agua o de vapor. Se lleva a cabo rociando la cal

viva. Esa extinción produce un fuerte desprendimiento de

calor (de 120. a 130. de temperatura) y un importante aumento

de volumen (aproximadamente el doble).

Se llama cal grasa a la que proviene de una caliza muy pura que

contiene sólo de 0 a 5 % de arcilla. La cal magra o árida, cuyo

fraguado es más lento que el de la precedente, proviene de una

caliza que contiene materias extrañas y, entre otras, del 5 al 10

% de arcilla. El fraguado de la cal aérea o apagada es lento y

durante el endurecimiento se produce una importante retracción.

A fin de estabilizar su volumen, se mezcla la cal apagada con

una materia inerte, por ejemplo arena. Dividiendo así la masa,

los granos de arena disminuyen sensiblemente la retracción. La

cal y la arena mezcladas constituyen lo que se llama el mortero.

Cal hidráulica. La cal hidráulica se obtiene por cocción, a unos

850°, de margas (calizas que contienen de un 10 a un 20 %

de arcilla) o de calizas sílico-arcillosas. (Es posible constituir

artificialmente la mezcla de una marga: caliza + arcilla.)

Después del apagado, se almacena y tritura el residuo de esta

cocción. La cal hidráulica es un cemento, hablando

propiamente.

Cementos naturales. Los cementos naturales proceden de la

molturación, después de la cocción en el horno a unos 1000

grados centigrados, de rocas calizas que contienen de un 30 a

40 % de arcilla

Cementos Pórtland. Los cementos Pórtland, cementos de

fraguado lento, son los aglomerantes más empleados en la

construcción y sirven particularmente para la realización de

las obras de hormigón armado. En general, son aglomerantes

artificiales. En materia de fabricación de cementos, se llama

clinker a una mezcla íntima de caliza que contiene poco más

o menos un 13 % de arcilla muy silicosa cocida alrededor de

los 1,450 grados centígrados.

La combinación originada por esa mezcla contiene cal,

silicatos, alúmina y Oxido de hierro. El agua no tiene

acción sobre este clinker, que es una especie de escoria

grisácea.