Sesión 1 Concreto y Materiales para su elaboración
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Diplomado en Ingenieria Estructural
Nuevas Tendencias en Edificaciones Urbanas
e Industriales
Diplomado en Ingenieria Estructural
Nuevas Tendencias en Edificaciones Urbanas
e Industriales
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Comportamiento de los Materiales y
sus Posibilidades Estructurales
Ing. Enrique Pasquel C.
Julio-Agosto 2010
Comportamiento de los Materiales ysus Posibilidades Estructurales
Ing. Enrique Pasquel C.
Julio-Agosto 2010
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SESISESIÓÓN 1N 1
EL CONCRETO Y LOS MATERIALES PARAEL CONCRETO Y LOS MATERIALES PARASU ELABORACISU ELABORACIÓÓNN
20 Julio 201020 Julio 2010
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INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN
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CAUSAS DE FALLAS EN LAS ESTRUCTURAS DECAUSAS DE FALLAS EN LAS ESTRUCTURAS DECONCRETOCONCRETO
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OBSERVACIONESOBSERVACIONES
La gestión tecnológica exitosa del concreto en la
obra depende en gran medida de la calidad delproyecto.
La calidad del proyecto está influenciada
fundamentalmente por el diseño estructural, las
especificaciones técnicas y los detalles para la
construcción.
El conocimiento por el diseñador de los materiales
y su empleo en la obra es fundamental en la calidaddel proyecto.
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La raLa raííz tecnolz tecnolóógicagica
nacionaInacionaI enenConcreto y MaterialesConcreto y Materiales
para su elaboracipara su elaboracióónn
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AMERICAN CONCRETE INSTITUTE – ACI - 1904
REGLAMENTO NACIONAL DE CONSTRUCCIONES – Norma E-060 1987
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AMERICAN SOCIETY FOR TESTING MATERIALS
NTPS
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Insumos
CementoAgua
AgregadosAditivos
Criterios de aceptación
Diseño de mezclasControl de calidad y Normas
Procesos constructivos
ITEMS CONSIDERADOS POR ELDISEÑADOR EN RELACIÓN ALCONCRETO Y LOS MATERIALES PARA SU ELABORACIÓN
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Materiales para la
elaboración del concreto:
Cemento
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Conceptos básicos
PROPORCIONES TIPICAS ENVOLUMEN ABSOLUTO DE LOS
COMPONENTES DEL
CONCRETO
Aire = 1 % a 3 %
Cemento = 7 % a 15 %
Agua = 15 % a 22 %
Agregados60 % a 75 %
Aditivos = 0.1 % a 0.2 %
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Conceptos BConceptos Báásicos sobre el comportamiento delsicos sobre el comportamiento delcementocemento
Pese a intervenir en tan pequeña proporción su
efecto es determinante en el concreto.
La mayoría de beneficios en el concreto provienen
del cemento.
La mayoría de problemas en el concreto
también provienen del cemento.
La hidratación es un proceso químico que
depende de la humedad, temperatura y tiempo.
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95%
Componente Químico Procedencia Usual
Oxido de Calcio (CaO) Rocas Calizas
Oxido de Sílice (SiO2) Areniscas
Oxido de Aluminio (Al2O3) Arcillas
Oxido de Fierro (Fe2O3) Arcillas, Mineral de Hierro, Pirita
5% Oxidos de Magnesio, Sodio,Minerales Varios
Potasio, Titanio, Azufre,
Fósforo y Manganeso
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OxidoComponente PorcentajeTípico Abreviatura
CaO 61% - 67% C
SiO2 20% - 27% S
Al2O3 4% - 7% A
Fe2O3 2% - 4% F
SO3 1% - 3%
MgO 1% - 5%
K2O y Na2O 0.25% - 1.5%
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a) Silicato Tricálcico (3CaO.SiO2 --> C3S --> Alita
Resistencia inicial (en la primera semana) y tiene mucha importancia en el calor de hidratación.
b) Silicato Dicálcico (2CaO.SiO2--> C2S --> Belita
Define la resistencia a largo plazo y tiene incidencia menor en el calor de hidratación.
c) Aluminato Tricálcico (3CaO.Al2O3) --> C3A
Con silicatos condiciona fraguado violento actuando como catalizador
yeso (3% - 6%) .Responsable resistencia a los sulfatos Sulfoaluminatos expansivos.
d) Alumino-Ferrito Tetracálcico (4CaO.Al2O3.Fe2O3-->C4AF--Celita
Velocidad de hidratación y secundariamente en el calor de hidratación.
a) Silicato Tricálcico (3CaO.SiO2 --> C3S --> Alita
Resistencia inicial (en la primera semana) y tiene mucha importancia en el calor de hidratación.
b) Silicato Dicálcico (2CaO.SiO2--> C2S --> Belita
Define la resistencia a largo plazo y tiene incidencia menor en el calor de hidratación.
c) Aluminato Tricálcico (3CaO.Al2O3) --> C3A
Con silicatos condiciona fraguado violento actuando como catalizador
yeso (3% - 6%) .Responsable resistencia a los sulfatos Sulfoaluminatos expansivos.
d) Alumino-Ferrito Tetracálcico (4CaO.Al2O3.Fe2O3-->C4AF--Celita
Velocidad de hidratación y secundariamente en el calor de hidratación.
COMPOSICIÓN DEL CEMENTO PORTLAND
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e) Oxido de Magnesio (MgO)
Componente menor, > 5% problemas expansión en la pasta hidratada y endurecida.
f) Oxidos de Potasio y Sodio (K2O,Na2O-->Alcalis)Reacciones químicas con ciertos agregados, solubles en agua florescencias con agregados calcáreos.
g) Oxidos de Manganeso y Titanio (Mn2O3,TiO2).-
Coloración, resistencia a largo plazo pero en menor orden.
e) Oxido de Magnesio (MgO)
Componente menor, > 5% problemas expansión en la pasta hidratada y endurecida.
f) Oxidos de Potasio y Sodio (K2O,Na2O-->Alcalis)Reacciones químicas con ciertos agregados, solubles en agua florescencias con agregados calcáreos.
g) Oxidos de Manganeso y Titanio (Mn2O3,TiO2).-
Coloración, resistencia a largo plazo pero en menor orden.
COMPOSICIÓN DEL CEMENTO PORTLAND
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Si Al2O3/Fe2O3 ≤ 0.64 :
C3S = 4.071CaO - 7.6SiO2 - 6.718Al2O3 - 1.43Fe2O3 - 2.852SO3
C2S = 2.867SiO2 - 0.7544C3S
C3A = 2.65Al2O3 - 1.692Fe2O3
C4AF = 3.04Fe2O3
Si Al 2O3/Fe2O3 ≥ 0.64 se forma (C4AF+C2AF) y se calcula:
(C4AF+C2AF) = 2.1Al2O3 + 1.702Fe2O3
y en cuyo caso el Silicato Tricálcico se calcula como:
C3S = 4.071CaO - 7.6SiO2 - 4.479Al2O3 - 2.859Fe2O3 -
2.852SO3
Si Al2O3/Fe2O3 ≤ 0.64 :
C3S = 4.071CaO - 7.6SiO2 - 6.718Al2O3 - 1.43Fe2O3 - 2.852SO3
C2S = 2.867SiO2 - 0.7544C3S
C3A = 2.65Al2O3 - 1.692Fe2O3
C4AF = 3.04Fe2O3
Si Al 2O3/Fe2O3 ≥ 0.64 se forma (C4AF+C2AF) y se calcula:
(C4AF+C2AF) = 2.1Al2O3 + 1.702Fe2O3
y en cuyo caso el Silicato Tricálcico se calcula como:
C3S = 4.071CaO - 7.6SiO2 - 4.479Al2O3 - 2.859Fe2O3 -
2.852SO3
FORMULAS DE BOGUE
(ASTM C-150 - Composición Potencial) :
FORMULAS DE BOGUE FORMULAS DE BOGUE
(ASTM C (ASTM C - - 150 150 - - Composici Composici ó ó n Potencial) : n Potencial) :
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Mecanismo de hidratación del Cemento
Mecanismo de hidrataci Mecanismo de hidrataci ó ó n del n del
Cemento Cemento
⇒ Fraguado Inicial ( Caso Junta fría ) ⇒ Fraguado Inicial ( Caso Junta fría )
⇒ Estado Plástico ⇒ Estado Plástico
⇒ Endurecimiento ⇒ Endurecimiento
⇒ Fraguado Final ⇒ Fraguado Final
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Desarrollo del Calor de hidratación
vs. Tiempo
Desarrollo del Calor de hidrataci Desarrollo del Calor de hidrataci ó ó n n
vs. Tiempo vs. Tiempo
MINUTOS HORAS DIAS
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Estructura del cemento hidratado Estructura del cemento hidratado Estructura del cemento hidratado
⇒ Poros de gel ⇒ Poros de gel
⇒ Gel de cemento ⇒ Gel de cemento
⇒
Agua sobrante ⇒
Agua sobrante
⇒ Poros capilares ⇒ Poros capilares
⇒ Cemento sin hidratar ⇒ Cemento sin hidratar
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MODELO DE TREVAL POWERS
ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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POROSDE GEL
GEL DE CEMENTO HIDRATANDOSE
ESQUEMA DEPOROSCAPILARES
AGUA SOBRANTE EN POROS CAPILARES
ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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Estructura del cemento hidratado Estructura del cemento hidratado Estructura del cemento hidratado
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ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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ESTRUCTURA DEL CEMENTO HIDRATADO
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Resistencia en compresión vs Relación Agua/Cemento
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3
Relación Agua/cemento en peso
R e s i s t e n c i a e n c o m p r e
s i ó n f ´ c e n k g / c m 2
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Estructura de Hidratación de la pasta vs Relación Agua/Cemento
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9
Relación Agua/Cemento
P o r c e n t a j e
Cemento Hidratado Cemento sin hidratar Poros capilares Agua de hidratación Agua Sobrante
á óC bC t báá i b l ii b l ióó
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Conceptos básicos sobre relación
Agua/cemento e hidratación
Conceptos b Conceptos b á á sicos sobre relaci sicos sobre relaci ó ó n n
Agua/cemento e hidrataci Agua/cemento e hidrataci ó ó n n
⇒ Para A/C alta sobra agua de hidratación y todo el cemento se hidrata.
⇒ Para A/C alta sobra agua de hidratación y todo el cemento se hidrata.
⇒
Para A/C < 0.42 queda cemento sin hidratar
⇒
Para A/C < 0.42 queda cemento sin hidratar
⇒ Para A/c = 0.42 no sobra agua de hidratación
⇒ Para A/c = 0.42 no sobra agua de hidratación
⇒ Influencia en el curado!! ⇒ Influencia en el curado!!
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Tipos de Cemento : Los Estándar o no
mezclados ASTM C-150
Tipos de Cemento : Los Est Tipos de Cemento : Los Est á á ndar o no ndar o no
mezclados ASTM C mezclados ASTM C - - 150 150
⇒ Tipo II : Mediana Resistencia Sulfatos, calor moderado, f´c lento.
⇒ Tipo II : Mediana Resistencia Sulfatos, calor moderado, f´c lento.
⇒ Tipo I : Uso general, alto calor, f´c rápido ⇒ Tipo I : Uso general, alto calor, f´c rápido
⇒ Tipo III : Alto calor, f´c muy rápido, baja resistencia sulfatos.
⇒ Tipo III : Alto calor, f´c muy rápido, baja resistencia sulfatos.
⇒ Tipo IV : Muy bajo calor, f´c muy lento ⇒ Tipo IV : Muy bajo calor, f´c muy lento
⇒ Tipo V : Muy resistente sulfatos bajo calor,f´c muy lento
⇒ Tipo V : Muy resistente sulfatos bajo calor,f´c muy lento
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Desarrollo de la resistencia en compresión en % de la resistencia a 28 días
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
160%
180%
200%
Tipo I
Tipo II
Tipo III
Tipo IV
Tipo V
28días 90días 180días 1año 2 años 5 años7días 14días 21días
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Desarrollo del calor de hidratación vs tiempo para cementos estandard
0
20
40
60
80
100
120
C a l o r í a s p o
r g r a m
o d e c e m e n t o
Tipo I
Tipo II
Tipo IIITipo IV
Tipo V
14días 28días 1 año1día 3días 7días 90días 180días
CEMENTOS ADICIONADOS ASTM C 595
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⇒ Tipo IP : Uso general, hasta 15 % a 40% puzolana.Menor calor, f´c después 28 días
⇒ Tipo IP : Uso general, hasta 15 % a 40% puzolana.Menor calor, f´c después 28 días
⇒ Tipo IPM : Uso general, hasta 15% puzolana. Menor calor, f´c después 28 días
⇒ Tipo IPM : Uso general, hasta 15% puzolana. Menor
calor, f´c después 28 días
⇒ Tipo MS : Mediana resistencia a sulfatos, hasta 25%
escoria, menor calor, f´c después 28 días
⇒ Tipo MS : Mediana resistencia a sulfatos, hasta 25%
escoria, menor calor, f´c después 28 días
⇒ Tipo ICo : Uso general, hasta 30% filler calizo.
Menor calor, f´c después 28 días
⇒ Tipo ICo : Uso general, hasta 30% filler calizo.
Menor calor, f´c después 28 días
CEMENTOS ADICIONADOS ASTM C-595
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Requisi tos químicos standard ASTM C -150 para cementos
Desc ripción Tipo I Tipo IA Tipo I I Tipo I IA
SiO2 , % m ínim o ----- ----- 20.00 20.00
Al2O3 , % m áximo ----- ----- 6.00 6.00
Fe2O 3 , % m áximo ----- ----- 6.00 6.00
MgO , % m áxim o 6.00 6.00 6.00 6.00
SO3, % máx imo
Cuando C3A es m enor o igual a 8% 3.00 3.00 3.00 3.00
Cuando C3A es m ayor a 8% 3.50 3.50 N/A N/A
Pérdidas por ignición , % m áximo 3.00 3.00 3.00 3.00
Residuos insolubles , % m áximo 0.75 0.75 0.75 0.75
C3A , % m áximo ----- ----- 8.00 8.00
Requisi tos químicos o pcionales( C3S + C3A ) , % m áximo ----- ----- 58.00 58.00
Alcal is , ( Na2O + 0.658 K2O ) , % m áximo 0.60 0.60 0.60 0.60
Desc ripción Tipo I I I Tipo I I IA Tipo IV Tipo V
Fe2O 3 , % m áximo ----- ----- 6.50 -----
MgO , % m áxim o 6.00 6.00 6.00 6.00
SO3, % máx imo
Cuando C3A es m enor o igual a 8% 3.50 3.50 2.30 2.30Cuando C3A es m ayor a 8% 4.50 4.50 N/A N/A
Pérdidas por ignición , % m áximo 3.00 3.00 2.50 3.00
Residuos insolubles , % m áximo 0.75 0.75 0.75 0.75
C3S , % m áximo ----- ----- 35.00 -----
C2S , % m áximo ----- ----- 40.00 -----
C3A , % máximo 15.00 15.00 7.00 5.00
[C4AF + 2(C3A )] o (C4AF + C2F ) , % m áximo ----- ----- ----- 25.00
Requisi tos químicos o pcionalesC3A , % máximo pa ra mediana resistencia asulfatos
8.00 8.00 ----- -----
C3A , % m áximo para al ta resistencia a sulfatos 5.00 5.00Alcal is , ( Na2O + 0.658 K2O ) , % m áximo 0.60 0.60 0.60 0.60
Requisitos físicos standard ASTM C-150 para cementos
Descripción Tipo I Tipo IA Tipo II Tipo IIA
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Descripción Tipo I Tipo IA Tipo II Tipo IIA
Contenido de aire en % ( máximo , mínimo ) (12,N/A)
(22,16) (12,N/A)
(22,16)
Fineza con turbidímetro en m2/Kg ( mínimo ) 160 160 160 160
Fineza por permeabilidad de aire en m2/Kg (min) 280 280 280 280
Expansión en autoclave 0.80 0.80 0.80 0.80
Resistencia en compresión en Mpa
A 3 días 12.40 10.00 10.30 8.30A 7 días 19.30 15.50 17.20 13.80
Fraguado inicial Gillmore mínimo en minutos 60 60 60 60
Fraguado final Gillmore máximo en minutos 600 600 600 600
Fraguado inicial Vicat mínimo en minutos 45 45 45 45
Fraguado final Vicat máximo en minutos 375 375 375 375
Requisitos físicos opcionales
Fraguado falso (penetración final ) % mínimo 50 50 50 50
Calor de hidratación máximo a 7 días en cal/gr 70 70
Calor de hidratación máximo a 28 días en cal/gr 58 58
Resistencia en compresión mínima a 28 días(Mpa)
27.60 27.60 27.60 27.60
Descripción Tipo III Tipo IIIA Tipo IV Tipo V
Contenido de aire en % ( máximo , mínimo ) (12,N/A)
(22,16) (12,N/A)
(12,N/A)
Fineza con turbidímetro en m2/Kg ( mínimo ) 160 160
Fineza por permeabilidad de aire en m2/Kg (min) 280 280
Expansión en autoclave 0.80 0.80 0.80 0.80
Resistencia en compresión en Mpa
A 1 día 12.40 10.00A 3 días 24.10 19.30 8.30A 7 días 6.60 15.20A 28 días 20.70
Fraguado inicial Gillmore mínimo en minutos 60 60 60 60
Fraguado final Gillmore máximo en minutos 600 600 600 600
Fraguado inicial Vicat mínimo en minutos 45 45 45 45
Fraguado final Vicat máximo en minutos 375 375 375 375
Requisitos físicos opcionales
Fraguado falso (penetración final ) % mínimo 50 50 50 50
Calor de hidratación máximo a 7 días en cal/gr 60
Calor de hidratación máximo a 28 días en cal/gr 70Expansión con sulfatos a 14 días, % máximo 0.04
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Las FLas Fáábricasbricas
de Cementode Cemento
en elen el
PerPerúú
CementosSelva
CementosPacasmayo
CementosLima
CementoAndino
CementosYura
CementosSur
(*) Cemento Caliza Inca
(*)
Los Cementos Nacionales
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Los Cementos Nacionales(7 Tipos y 26 productos diferentes)
Fabricante Ubicación de la Fábrica Tipos de cemento que producen
Cementos Lima S.A.
47.2%
Lima Tipo I (Sol I), Tipo II (SolII), Tipo IP (Atlas)
(3 Productos)
Cemento Andino S.A.20.0%
Tarma - Junín Tipo I (Andino I), Tipo II(Andino II),Tipo V (Andino V), Tipo IPM (Andino IPM)(4 Productos)
Yura S.A.11.0%
Yura - Arequipa Tipo I (Yura I), Tipo II (Yura II), Tipo V (YuraV)Tipo IP (Yura IP),Tipo IPM (Yura IPM)(4 Productos)
Cemento Pacasmayo S.A.16%
Pacasmayo - La Libertad Tipo I (Pacasmayo I), Tipo II(Pacasmayo II),Tipo V (Pacasmayo V), Tipo IP (Pacasmayo IP),Tipo IMS (Pacasmayo MS), Tipo ICo(Pacasmayo ICo) (6 Productos)
Cementos Sur S.A.3.0%
Juliaca - Puno Tipo I (Rumi I), Tipo II (Rumi II), Tipo V (Rumi V)Tipo IP (Rumi IP) (4 Productos)
Cementos Selva S.A.
2.8%
Rioja – San Martín Tipo I (Selva I), Tipo II(Selva II), Tipo V (Selva V),
Tipo IP (Selva IP), Tipo ICo (Selva ICo) (5Productos)
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! EL COMPORTAMIENTO DE UN TIPO DECEMENTO ES DIFERENTE EN FUNCION DEL
FABRICANTE NO FUNCIONAN IGUALPARA UNA MISMA MEZCLA COSTO-
BENEFICIO DIFERENTE !
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50 de 164
FASES MINERALOGICAS DEL CEMENTO TIPO ICEMENTOS LIMA
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
S e t - 0 0
O c t - 0 0
N o v I - 0 0
N o v I I - 0 0
D i c I - 0 0
D i c I I - 0 0
E n e I - 0 1
E n e I I - 0 1
F e b I - 0 1
F e b I I - 0 1
M a r I - 0 1
M a r I I - 0 1
A b r I - 0 1
A b r I I - 0 1
M a y I - 0 1
M a y I I - 0 1
J u n I - 0 1
J u n I I - 0 1
J u l I - 0 1
A g o I - 0 1
A g o I I - 0 1
S e t I - 0 1
PERIODO QUINCENAL DE PRODUC CION
C3S
C2S
C3A
C4AF
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51 de 164
RESISTENCIA A LA COMPRESION A DIFERENTES EDADES
CEMENTO TIPO I ,CEMENTOS LIMA
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
S e t - 0 0
O c t - 0 0
N o v I - 0 0
N o
v I I - 0 0
D
i c I - 0 0
D i c I I - 0 0
E n
e I - 0 1
E n
e I I - 0 1
F e
b I - 0 1
F e
b I I - 0 1
M a r I - 0 1
M a
r I I - 0 1
A b r I - 0 1
A b
r I I - 0 1
M a y I - 0 1
M a
y I I - 0 1
J u
n I - 0 1
J u
n I I - 0 1
J
u l I - 0 1
A g
o I - 0 1
A g
o I I - 0 1
S e t I - 0 1
PERIODO QUINCENAL DE PRODUCCION
24 HORAS
3 DIAS
7 DIAS
28 DIAS
FASES M INERALOGICAS D EL CEMENTO TIPO V
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FASES M INERALOGICAS D EL CEMENTO TIPO V
CEMENTO ANDI NO
0 . 0 0
1 0 . 0 0
2 0 . 0 0
3 0 . 0 0
4 0 . 0 0
5 0 . 0 0
6 0 . 0 0
P E R I O D O QU I N C E N A L D E P R O D U C C I O N
C3S
C2S
C3A
C4AF
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RESIS TENCIA A LA COMPRES ION A DIFERENTES EDADES
DEL CEMENTO T IPO V,CEMENTO ANDINO
1 00
1 25
1 50
1 75
2 00
2 25
2 50
2 75
3 00
P E R I O D O Q U I N C E N A L D E P R O D U CC I O N
3 DIAS
7 DIAS
NORMAS ASTM SOBRE CEMENTO
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Normas Aplicables :
ASTM C-150 Cementos estándard sin
adiciones : Tipo I, II, V
ASTM C-595 Cementos adicionados: TipoIP, IPM, IMs, ICo
ASTM C-1157 Por desempeño
GU,HE,MS,HS,MH,LH
! OJO con la Norma que se especifica¡
¿ Como elegir el tipo de cemento ?
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¿ Como elegir el tipo de cemento ?
1) Donde vamos a construir?
2) En que condición de exposiciónvamos a construir?
3) Que tipo de estructura y/o queproceso constructivo vamos a usar?
1) Donde vamos a construir?
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El medio ambiente y las condiciones deservicio afectan de manera sustancial el
comportamiento del concreto
1) Donde vamos a construir?
1) Donde vamos a construir?
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En clima cálido : Cemento con bajo calor dehidrataciónMenor a mayorV, IP,II,IPM,IMs,ICo,I
1) Donde vamos a construir?
En clima frío : Cemento con alto calor dehidrataciónMenor a mayor
I, II,IPM,IMs,Ico,V
El concepto que prima es el clima y suinfluencia en el concretoManejo del calor de
hidratación
2) En que condición de exposición vamos a construir?
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Ambiente marino : Cloruros + sulfatosMás
resistente a menos resistenteIP,V, IPM,II,IMs,Ico,I
) q p
Suelo con sulfatos : Más resistente a menosresistente
V,IP,II,IPM,IMs,Ico,I
El concepto que prima es resistencia a la
agresividad química
3)Que tipo de estructura y/o que proceso constructivovamos a usar ?
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Vaciados de gran volumen y poca área dedisipación de calor : Más favorable a menos
favorableV,IP,II, IPM,IMs,Ico,I
vamos a usar ?
Desencofrado rápido : Más favorable a menosfavorable
I,IPM,II,IMs,ICo,IP,V
El concepto que prima es desarrollo de
resistencia y calor de hidratación
¿ Como elegir finalmente el tipo de cemento ?Prioridades
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Prioridades
II) Donde vamos a construir? Temporal y afecta sólo mientras se
construye
I) En que condición de exposición
vamos a construir?Permanente
III) Que tipo de estructura y/o queproceso constructivo vamos a usar ?
Temporal y afecta sólo mientras seconstruye
IV) Que cemento es el disponible en la
zona ? Tipo Costo
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Realidades del mercado del
cemento y el concreto en nuestro medio
Realidades del mercado del Realidades del mercado del
cemento y el concreto en cemento y el concreto en nuestro medio nuestro medio
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2
0 0 8
2
0 0 9
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Perú
Distribución aproximada de la producción anual de
l P ú j 2009
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cemento en el Perú en porcentaje - 2009
15%4%3%
59%
19%
Concreto Premezclado Usos varios en minasConcreto por contratistas formales Concreto informalAlbañílería y acabados
Distribución aproximada de la producción anual de
t l P ú t j 2009
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concreto en el Perú en porcentaje - 2009
19%4%
77%
Concreto Premezclado Contratistas formales
Concreto informal
Distribución aproximada de la producción
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p p
de concreto en el Perú - 2009
23%
77%
Concreto Formal Concreto Informal
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La industria de laconstrucción informal
es la que consume lamayor cantidad de
cemento y concreto.
REALIDADES DEL MERCADO DEL CEMENTO
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⇒ No se conocen a fondo las propiedades y variaciones de los cementos en el tiempo por falta de estadística.
⇒ No se conocen a fondo las propiedades y variaciones de los cementos en el tiempo por falta de estadística.
⇒ No siempre se emplea el cemento mas adecuado para el trabajo a ejecutar, sino que se usa el disponible.
⇒ No siempre se emplea el cemento mas adecuado para el trabajo a ejecutar, sino que se usa el disponible.
⇒ Se trabaja el concreto sin usar aditivos con las limitaciones derivadas del Tipo de cemento utilizado .
⇒ Se trabaja el concreto sin usar aditivos con las limitaciones derivadas del Tipo de cemento utilizado .
REALIDADES DEL MERCADO DEL CEMENTO
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Por la ubicación geográfica de las fábricas,se da una
suerte de monopolio regional en la producción, debiendo el usuario común y corriente consumir necesariamente el cemento que se elabora en su zona, con muy poca opción de utilizar cementos de otra procedencia por el costo adicional en fletes.
El control de calidad depende exclusivamente de los fabricantes.
No es usual que suministren certificados de calidad a los consumidores medianos o pequeños, y la mayor parte del mercado no lo exige.
Por la ubicación geográfica de las fábricas,se da una
suerte de monopolio regional en la producción, debiendo el usuario común y corriente consumir necesariamente el cemento que se elabora en su zona, con muy poca opción de utilizar cementos de otra procedencia por el costo adicional en fletes.
El control de calidad depende exclusivamente de los fabricantes.
No es usual que suministren certificados de calidad a los consumidores medianos o pequeños, y la mayor parte del mercado no lo exige.
REALIDADES DEL MERCADO DEL CEMENTO
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No tienen la costumbre de suministrar información
periódica sobre aspectos básicos, como la variación del desarrollo de la resistencia en el tiempo, uniformidad de las propiedades físicas y químicas, características de las puzolanas que emplean en los cementos mezclados,
estadísticas de los controles interlaboratorios que realizan, etc.
Los fabricantes tienen mucha experiencia en la
elaboración y control de calidad del cemento, pero ninguno la tiene en la aplicación práctica de este material en la producción de concreto (recientemente han incursionado en la industria del premezclado o productos
de concreto)
No tienen la costumbre de suministrar información
periódica sobre aspectos básicos, como la variación del desarrollo de la resistencia en el tiempo, uniformidad de las propiedades físicas y químicas, características de las puzolanas que emplean en los cementos mezclados,
estadísticas de los controles interlaboratorios que realizan, etc.
Los fabricantes tienen mucha experiencia en la
elaboración y control de calidad del cemento, pero ninguno la tiene en la aplicación práctica de este material en la producción de concreto (recientemente han incursionado en la industria del premezclado o productos
de concreto)
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Materiales para laelaboración del concreto:
Agregados
Conceptos básicos
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PROPORCIONES TIPICAS ENVOLUMEN ABSOLUTO DE LOS
COMPONENTES DELCONCRETO
Aire = 1 % a 3 %
Cemento = 7 % a 15 %
Agua = 15 % a 22 %
Agregados60 % a 75 %
Aditivos = 0.1 % a 0.2 %
Conceptos BConceptos Báásicos sobre elsicos sobre elcomportamiento de los agregadoscomportamiento de los agregados
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74 de 164
p g gp g g
Representan las ¾ partes de la mezcla deconcreto por lo que pese a ser su comportamientopasivo, influyen significativamente.
Contrarrestan en cierta medida varios delos problemas originados por el cemento.
Además de sus características físicas, influye laforma y distribución de partículas.
Características Físicas Caracter Caracter í í sticas F sticas F í í sicas sicas
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http://slidepdf.com/reader/full/sesion-1-concreto-y-materiales-para-su-elaboracion 75/164Análisis Granulométrico An An á á lisis Granulom lisis Granulom é é trico trico
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“Representación numérica de
la distribución volumétrica de partículas por tamaños”
“ “ Representaci Representaci ó ó n num n num é é rica de rica de
la distribuci la distribuci ó ó n volum n volum é é trica de trica de part part í í culas por tama culas por tama ñ ñ os os ” ”
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¿Con qué se mide el tamaño de
un agregado?
¿¿Con qu Con qu é é se mide el tama se mide el tama ñ ñ o de o de
un agregado? un agregado?
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5.3.- Tamices standard ASTM.
DENOMINACION ABERTURA EN ABERTURA EN
DEL TAMIZ PULGADAS MILIMETROS
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DEL TAMIZ PULGADAS MILIMETROS
3” 3 75
1 1/2” 1.5 37.5
3/4” 0.75 19
3/8” 0.375 9.5
No 4 0.187 4.75
No 8 0.0937 2.36
No 16 0.0469 1.18
No 30 0.0234 0.59
No 50 0.0117 0.295
No 100 0.0059 0.1475
No 200 0.0029 0.0737
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Tama Tama ñ ñ o M o M á á ximo : ximo :
Menor tama Menor tama ñ ñ o de tamiz por el que pasa la o de tamiz por el que pasa la totalidad del agregado (100%) totalidad del agregado (100%)
Tama Tama ñ ñ o M o M á á ximo Nominal : ximo Nominal :
- Menor tama Menor tama ñ ñ o de tamiz por el que pasa la o de tamiz por el que pasa la
mayor parte del agregado (no menos del 85%) mayor parte del agregado (no menos del 85%) - - Mayor tama Mayor tama ñ ñ o de tamiz que tiene el primer o de tamiz que tiene el primer
retenido (15% o menos).retenido (15% o menos).
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Gradación de la Curva Gradación de la Curva
Agregado Fino
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GRANULOMETRIA
PESO % % %
MALLA RETENIDO RETENIDO RETENIDO PASANTE
EN GR. ACUMUL. ACUMUL.
3" 0.0 0.0 100.02 1/2" 0.0 0.0 100.0
2" 0.0 0.0 100.0
1 1/2" 0.0 0.0 100.0
1" - 0.0 0.0 100.0
3/4" - 0.0 0.0 100.0
1/2" - 0.0 0.0 100.0
3/8" - 0.0 0.0 100.0# 4 49.1 4.1 4.1 95.9
# 8 239.5 20.2 24.3 75.7
# 16 219.7 18.5 42.8 57.2
# 30 226.5 19.1 61.9 38.1
# 50 213.4 18.0 79.9 20.1
# 100 117.4 9.9 89.8 10.2
FONDO 121.5 10.2 100.0 0.0
MODULO
TOTAL 1,187.1 100.0 FINEZA 3.03
Curva Granulométrica de la arena
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10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
3" 21/2" 2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 1" 4 8 16 30 50 100 200
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% R E T E N I D O
0
10
20
30
40
50
60
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100
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% R E T E N I D O
2"3" 21/2 11/2" 1" ¾” ½” 3/8" 4 8 16 30 50 100 200
LIMITES ASTM C-33PARA AGREGADOFINO
Agregado Grueso
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GRANULOMETRIA
MALLA PESO % % %RETENIDO RETENIDO RETENIDO PASANTE
EN GR. ACUMUL. ACUMUL.
3" 0.0 0.0 100.02 1/2" 0.0 0.0 100.0
2" 0.0 0.0 100.01 1/2" 0.0 0.0 100.01" 0.0 0.0 100.0
3/4" 0.0 0.0 100.01/2" 2686.7 42.2 42.2 57.83/8" 1915.5 30.1 72.3 27.7# 4 1652.3 26.0 98.3 1.7
# 8 73.8 1.2 99.5 0.5FONDO 32.9 0.5 100.0 0.0
MODULO
TOTAL 6361.20 100.0 FINEZA 6.70
Curva Granulométrica de la piedra
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0
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30
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50
60
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3" 21/2" 2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 1" 4 8 16 30 50 100 200
10
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100
% R E T E N
I D
0
10
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30
40
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10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
% R E T E N
I D O
2"3"21/2" 11/2" 1" 3/4 1/2" 3/8" No 4 No 8 No 16 No 30 No 50 No 100 No 200
LIMITES PARAHUSO # 67
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Requisito Granulometrico ASTM C-33 para Agregado
Grueso
63 mm 50 mm 37.5 mm 25.0 mm 19 mm 9.5 mm
(2 1/2 pulg) (2 pulg) (1 1/2 pulg) (1 pulg) (3/4 pulg) (3/8 pulg)
1 90 mm A 37.5 mm (3 1/2pulg a 1 1/2 pulg)
100 90 a 100 - 25 a 60 - 0 a 5 - - - -
2 63 mm a 37.5 mm (2 1/2 - - 100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 - 0 a 5 - -
HUSO TAMAÑO MÁXIMO NOMINAL PORCENTAJE QUE PASA POR LOS TAMICES NORMALIZADOS
100 mm (4pulg)
90 mm(31/2 pulg)
75 mm (3pulg)
12.5 mm (1/2pulg)
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pulg a 1 1/2 pulg)
3 50 mm a 25,0 mm (82 pulg a1 pulg)
- - - 100 90 a 100 35 a 70 0 a 15 - 0 a 5 -
357 50 mm a 4.75 mm (2 pulg aNnno 4)
- - - 100 95 a 100 - 35 a 70 - 10 a 30 -
4 37.5 mm a 19,0 mm (1 1/2pulg a 3/4 pulg)
- - - - 100 90 a 100 20 a 55 0 a 15 - 0 a 5
467 37.5 mm a 4.75 mm (1 1/2 aNno 4)
- - - - 100 95 a 100 - 35 a 70 - 10 a 30
5 25 mm a 12.5 mm (1 pulg a1/2 pulg)
- - - - - 100 90 a 100 20 a 55 0 a 10 0 a 5
56 25.0 mm a 9.5 mm (1 pulg a3/8 pulg)
- - - - - 100 90 a 100 40 a 85 10 a 40 0 a 15
57 25.0 mm a 4.75 mm (1 pulga No4)
- - - - - 100 95 a 100 - 25 a 60 -
6 19.0 mm a 9.5 mm (3/4 pulga 3/8 pulg)
- - - - - - 100 90 a 100 20 a 55 0 a 15
67 19.0 mm a 4.75 mm (3/4pulg a No4)
- - - - - - 100 90 a 100 - 20 a 55
8 9.5 mm a 2.36 mm (3/8 pulga No 8)
- - - - - - - - 100 85 a 100
89 9.5 mm a 1.18 mm (3/8 pulga No 16)
- - - - - - - - 100 90 a 100
9 4.75 mm a 1.18 mm (No4 aNo16)
- - - - - - - - - 100
7 12.5 mm a 4.75 mm (1/2
pulg a No4)
- - - - - - - 100 90 a 100 40 a 70
FIG. 5.5 CARACTERISTICAS FISICAS Y GRANULOMETRICAS DE ARENA PARA CONCRETO
MUESTRA : ARENA PARA CONCRETO FECHA : 07/10/93PROCEDENCIA : CANTERA HOSPICIO TECNICO : V. RAMOS
GRANULOMETRIA CARACTERISTICAS FISICAS
MALLA PESO % % % MODULO DE FINEZA 2.82RETENIDO RETENIDO RETENIDO PASANTE TAMAÑO MAXIMO N/A
EN GR ACUMUL ACUMUL PESO ESPECIFICO 2 66 / 3
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EN GR. ACUMUL. ACUMUL. PESO ESPECIFICO 2.66 gr/cm33" 0.0 0.0 100.0 IMPUREZAS ORGANICAS NO HAY
2 1/2" 0.0 0.0 100.0 % HUMEDAD 0.62" 0.0 0.0 100.0 % ABSORCION 0.7
1 1/2" 0.0 0.0 100.0 % MATERIAL < # 200 1.2 (lavado)
1" 0.0 0.0 100.0 % ABRASION a 5003/4" 0.0 0.0 100.0 REVOLUCIONES N/A1/2" 0.0 0.0 100.0 % ARCILLA Y PARTICULAS3/8" 0.0 0.0 100.0 DESMENUZABLES NO HAY# 4 24.0 2.3 2.3 97.7 % PARTICULAS LIGERAS 0.7# 8 187.3 17.6 19.9 80.1 % DESGASTE a 5 ciclos con
# 16 185.8 17.5 37.4 62.6 SO4Na2 1.34# 30 195.8 18.4 55.8 44.2 REACTIVIDAD ALCALINA# 50 178.7 16.8 72.7 27.3
# 100 221.9 20.9 93.5 6.5 OTROS :# 200 58.6 5.5 99.1 0.9
< # 200 9.9 0.9 100.0 0.0 PESO UNITARIO SUELTO : 1,667 Kg/m3
MODULO PESO UNITARIOTOTAL 1,062.0 100.0 FINEZA 2 .8 2 C OM PA CT AD O : 1 ,7 94 K g/m 3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMICES STANDARD ASTM
%
P A S A N T E
3" 21/2" 2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 1" 4 8 16 30 50 100 200
0
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20
30
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90
10
O
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMICES STANDARD ASTM
% P
A S A N T E
0
10
20
30
40
50
60
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90
100
% R E T E N I D O
LIMITES ASTM C-33
PARA ARENA
2"3" 21/2" 11/2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" No 4 No 8 No 16 No 30 No 50 No 100 No 200
Informe de
Laboratorio
MODULO DE FINEZAMODULO DE FINEZAMODULO DE FINEZA
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1. Concepto general para arena y piedra
2. Duff Abrams 1925
3. Suma de % retenidos acumulativos hasta
el tamiz # 100 dividido entre 100
4. Proporcional al promedio logarítmico del tamaño de partículas.
5. Granulometrías con igual M.F. Producen mezclas similares en f´c, trabajabilidad y cantidad de agua.
1. Concepto general para arena y piedra
2. Duff Abrams 1925
3. Suma de % retenidos acumulativos hasta
el tamiz # 100 dividido entre 100
4. Proporcional al promedio logarítmico del tamaño de partículas.
5. Granulometrías con igual M.F. Producen mezclas similares en f´c, trabajabilidad y cantidad de agua.
IMPORTANCIA DEL MODULO DE FINEZA TOTAL
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Todas las mezclas deconcreto tienen agregado
global con Tamaño
Máximo 1” , Módulo deFineza Total = 5.8300 kg de cemento por m3
y relación A/C=0.545
Referencia : Investigación de L. Pálotas – Budapest, Hungría 1933 citada en
Concrete : Making Materials por Sandor Popovics – USA 1979
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MF(P+A) en Peso = %P x MFP + % A x MFA
Superficie Específica Superficie Espec Superficie Espec í í fica fica
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1. Nos permite comprender la relación entre los agregados y la pasta de cemento.
2. Es el área superficial total de las partículas de agregados referida al volumen o peso absoluto. Se expresa en cm 2 /gr o cm 2 / cm 3 .
3. El agregado fino siempre tiene una superficie específica alta, en cambio el correspondiente al agregado grueso es bastante baja.
1. Nos permite comprender la relación entre los agregados y la pasta de cemento.
2. Es el área superficial total de las partículas de agregados referida al volumen o peso absoluto. Se expresa en cm 2 /gr o cm 2 / cm 3 .
3. El agregado fino siempre tiene una superficie específica alta, en cambio el correspondiente al agregado grueso es bastante baja.
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Area Superficial Area Area Superficial Superficial
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13.5 pulg. cuadradas(866 mm2)
1 - 1 / 2 ”
( 3 8 m m )
27 pulg. cuadradas(1732 mm2)
3 / 4 ”
( 1 9 m m )
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1” Agregado 3/8” Agregado Combinado
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Agua necesaria
Para Llenar vacios
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ELABORACION DE ESPECIFICACIONES TECNICASSOBRE AGREGADOS
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Norma Aplicable :
ASTM C-33 Requisitos de arena y
piedra a emplearse en concreto
!Observación muy importante de la normaASTM C-33 ¡
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“Los agregados que incumplan uno ovarios de los requerimientos de la norma,podrán emplearse si el proveedordemuestra que se puede obtener
concreto que cumpla con los requisitosde resistencia y durabilidadespecificados”.
Requisitos Granulométricos para agregado fino y límites para sustancias perjudiciales
en agregado fino y grueso según ASTM C-33
Requisitos Granulom Requisitos Granulom é é tricos para agregado tricos para agregado
fino y l fino y l í í mites para sustancias perjudiciales mites para sustancias perjudiciales
en agregado fino y grueso segen agregado fino y grueso segúún ASTM Cn ASTM C--3333
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en agregado fino y grueso según ASTM C-33 en agregado fino y grueso seg en agregado fino y grueso seg ú ú n ASTM C n ASTM C - 33 33
TamizStandard
LímitesTotales
Descripción AgregadoFino
Agregado Grueso
% acumpasante
( % ) ( % )
3/8” 100 1) Lentes de arcilla y partículas
desmenuzables.
3 2.0 a 10.0 (c)
# 4 95 a 100 2) Material menor que la malla # 200 3.0 a 5.0 (a) 1.0(g)
# 8 80 a 100 3) Carbón y lignito 0.5 a 1.0 (b) 0.5 a 1.0 (d)
# 16 50 a 85 4) Partículas ligeras ( G< 2.4 ) ----- 3.0 a 8.0 (e)
# 30 25 a 60 5) Suma de 1), 3), y 4) ----- 3.0 a 10.0 (f)
# 50 10 a 30 6) Abrasión ----- 50
# 100 2 a 10 7) Desgaste con Sulfato de Na 10 12
8) Desgaste con Sulfato de Mg 15 18
Requisitos Límites para sustancias perjudiciales
NOTAS NOTAS NOTAS
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a) 3% para concretos sujetos a abrasión y 5% para los demás. Si se trata de arena proveniente de chancado y el material < #200 no es arcilla, los límites
pueden subirse a 5% y 7%.
b) 0.5% cuando la apariencia del concreto es importante y 1% para el resto.
c) 2% y 3% para concreto arquitectónico en clima severo y moderado, 3% para losas y pavimentos expuestos a humedecimiento, 5% en estructuras interiores
y 10% en zapatas y columnas interiores.
d) 0.5 % en concreto al exterior, 1% en el resto.
e) 3% en concreto arquitectónico, 5% en concreto a la intemperie, 8 % en el resto.
f) 3% y 5% para concreto estructural en clima severo y moderado, 7% en concreto a la intemperie, 10% en el resto.
g) Este límite puede incrementarse a 1.5% si el material < #200 no es arcilla o si el agregado fino tiene un % < #200 inferior al límite permisible, en cuyo caso el límite se calculará usando la fórmula L=1+[(P)/(100-P)](T-A), donde L es el
nuevo límite, P
a) 3% para concretos sujetos a abrasión y 5% para los demás. Si se trata de arena proveniente de chancado y el material < #200 no es arcilla, los límites
pueden subirse a 5% y 7%.
b) 0.5% cuando la apariencia del concreto es importante y 1% para el resto.
c) 2% y 3% para concreto arquitectónico en clima severo y moderado, 3% para losas y pavimentos expuestos a humedecimiento, 5% en estructuras interiores
y 10% en zapatas y columnas interiores.
d) 0.5 % en concreto al exterior, 1% en el resto.
e) 3% en concreto arquitectónico, 5% en concreto a la intemperie, 8 % en el resto.
f) 3% y 5% para concreto estructural en clima severo y moderado, 7% en concreto a la intemperie, 10% en el resto.
g) Este límite puede incrementarse a 1.5% si el material < #200 no es arcilla o si el agregado fino tiene un % < #200 inferior al límite permisible, en cuyo caso el límite se calculará usando la fórmula L=1+[(P)/(100-P)](T-A), donde L es el
nuevo límite, P
Minerales, rocas y materiales sintéticos que pueden ser potencialmente reactivos
con los álcalis del cemento
Minerales, rocas y materiales sint Minerales, rocas y materiales sint é é ticos ticos
que pueden ser potencialmente reactivos que pueden ser potencialmente reactivos
con loscon los áálcalis del cementolcalis del cemento
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Andesitas Pizarras Opalinas Dolomitas Calcíticas
Argillitas Filitas Calizas Dolomíticas
Ciertas Calizas y Dolomitas Cuarcita Dolomitas de grano fino
Calcedonia Cuarzosa
Cristobalita Riolitas
Dacita Esquistos
Vidrio Volcánico Pizarras Silicias y ciertas
Gneiss Granítico Vidrio Silíceo, Sintético y
Opalo Tridimita
REACCION REACCION
con los álcalis del cemento con los con los á á lcalis del cemento lcalis del cemento
CONDICIONES :
Mineral reactivo
Alto contenido deÁlcalis > 0.6%
Humedad relativay temperaturaElevadas(>80%y35ºC)
Tiempo no menorDe 5 años
CONDICIONES :
Mineral reactivo
Alto contenido deÁlcalis > 0.6%
Humedad relativay temperaturaElevadas(>80%y35ºC)
Tiempo no menorDe 5 años
Efectos en la Durabilidad Reacción Alcalí-Sílice Efectos en la Durabilidad Reacci Efectos en la Durabilidad Reacci ó ó n n Alcal Alcal í í - - S S í í lice lice
Efecto de ASR en la Durabilidad del ConcretoEfecto de ASR en la Durabilidad del Concreto
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Efecto de ASR en la Durabilidad del ConcretoEfecto de ASR en la Durabilidad del Concreto
La reacción Álcali-Sílice(ASR) afecta todo tipo de
estructuras e implica comoprincipal contribución deseñal de socorro a millares deestructuras de concreto enNorte América
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http://slidepdf.com/reader/full/sesion-1-concreto-y-materiales-para-su-elaboracion 107/164Mecanismo ASRMecanismo ASR
ReacciReaccióónn alcalialcali--SSí í licelice
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
Mecanismo ASRMecanismo ASR
ReacciReaccióónn alcalialcali--SSí í licelice
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
Mecanismo ASRMecanismo ASR
ReacciReaccióónn alcalialcali--SSí í licelice
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
Mecanismo ASRMecanismo ASR
ReacciReaccióónn alcalialcali--SSí í licelice
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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cemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
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El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ del
cemento atacan el SiO2
del agregado.
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silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ delcemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ delcemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ delcemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
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Los OH-, NA+ , K+ delcemento atacan el SiO2
del agregado.
Formación del gel alcali-
silice.
El gel absorbe el agua y
se expande.
Se producen fisuras..
EFECTO DE DURABILIDADEFECTO DE DURABILIDAD –– REACCIREACCIÓÓN ALCALIN ALCALI--SILICESILICE
Requisitos para la expansión del ASR
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Silice Reactivo
HumedadSuficiente
SuficienteAlcali
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FIG. 5.3 Gráfico para evaluar Reactividad Potencial a los álcalis
( Método químico ASTM C-289 )
600
700FIG. 5.3 Gráfico para evaluar Reactividad Potencial a los álcalis
( Método químico ASTM C-289 )
550
600
650
700
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0
100
200
300
400
500
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
Cantidad Sc - Sílice Disuelto ( milimoles por
Cantidad Rc - Reducción en
( milimoles por litro
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
Cantidad Sc - Sílice Disuelto ( milimoles por
Cantidad Rc - Reducción en
( milimoles por litro
Agregados ConsideradosReactivos
Agregadosconsiderado potencialmentreactivo
Agregados Considerados
1 2.5 5.0 7.5 10 25 50 75 100 250 500 750 1000 2500
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Complementarios para concretos con f´c ≥≥≥≥ a 210 kg/cm2 Indice de espesor :
REQUISITOS PARTICULARES DE LA NTP 400.037
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137 de 164
≤≤≤≤ 50 para agregados naturales
≤≤≤≤ 35 para agregados chancados Valor de impacto (alternativo a abrasión) : ≤≤≤≤ 30 % para cualquier agregado
Opcionales : Concretos con humedad y agregados potencialmente
reactivos Cementos con álcalis (Na2O+0.658K2O) < 0.6%
Equivalente de arena en concretos con f´c≥≥≥≥
210 kg/cm2: ≥≥≥≥ 75% en concreto para pavimentos ≥≥≥≥ 65% en cualquier otro concreto
Análisis Granulométrico del agregado global – NTP 400.037
ANEXO NTP 400.037- Informativo
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138 de 164
Tamaño máximo nominalTamiz
37,5 mm (1 ½ pulg) 19,9 mm (3/4 pulg) 9,5 mm (3/8 pulg)50 mm (2 pulg) 10037,5 mm (1 ½ pulg) 95 a 100 10019,0 mm (3/4 pulg) 45 a 80 95 a 10012,5 mm (1/2 pulg) 1009,5 mm (3/8 pulg) 95 a 100
4,75 mm (No. 4) 25 a 50 35 a 55 30 a 652,36 mm (No. 8) 20 a 501,18 mm (No. 16) 15 a 40600 µm (No. 30) 8 a 30 10 a 35 10 a 30300 µm (No. 50) 5 a 15150 µm (No. 100) 0 a 8* 0 a 8* 0 a 8**Incrementar 10% para finos de roca triturada
Límite recomendado para el contenido de cloruros solubles en agua en los áridos (A)
ANEXO NTP 400.037- Informativo
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139 de 164
p g
Tipo de hormigónPorcentaje de la masa del total de áridos
contenidos en el hormigón (concreto) (%)Hormigón (concreto) simple 0,15
Hormigón (concreto) armado 0,06Hormigón (concreto) pretensado 0,03
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AGREGADOS MARGINALES AGREGADOS MARGINALES AGREGADOS MARGINALES
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CARACTERISTICAS DE AGREGADOS USADOS EN
LOS CONOS DE LIMA
CARACTERISTICAS DE CARACTERISTICAS DE
AGREGADOS USADOS EN AGREGADOS USADOS EN
LOS CONOS DE LIMALOS CONOS DE LIMA
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Canteras abastecedoras de Agregados en Lima
Canteras abastecedoras de Canteras abastecedoras de
Agregados en Lima Agregados en Lima
Agregado fino Agregado fino Agregado fino Agregado Grueso Agregado Grueso Agregado Grueso
⇒ La Gloria ⇒ La Gloria
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⇒ San Martín
⇒ La Molina
⇒ Cerro Camote
⇒ Arena de Río
⇒ Trapiche
⇒ No identificada
⇒ San Martín
⇒ La Molina
⇒ Cerro Camote
⇒ Arena de Río
⇒ Trapiche
⇒ No identificada
⇒
Lurín ⇒ Los Primos
⇒ Higuchi
⇒ Jicamarca
⇒ San Martín
⇒ Piedra del Río
⇒ Ancón
⇒ Limatambo
⇒
Lurín ⇒ Los Primos
⇒ Higuchi
⇒ Jicamarca
⇒ San Martín
⇒ Piedra del Río
⇒ Ancón
⇒ Limatambo
Caracteristicas de Agregados usados en los conos de Lima
Caracteristicas Caracteristicas de Agregados usados en de Agregados usados en
los conos de Lima los conos de Lima
Especificaciones de los Agregados ASTM C-33Resultado
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N°Muestras = 20 / Fecha = Agosto - Setiembre 2 001N°Muestras = 20 / Fecha = Agosto - Setiembre 2 001
Tipo Ensayo Limites
16 cumplen
hasta 6.27%
Huso 56 - Huso 5
hasta 12%5%
Max. 4283 p.p.m.
Agregado Grueso
Agregado FinoModulo de fineza
Pasante Malla # 200
Abrasion (Los Angeles)
Pasante Malla # 200
Granulometría
Granulometría
1300 p.p.mSales solubles totales Todas cumplen
Todas cumplen
1%
50%
Resultado
Sales solubles totales 1300 p.p.m
2.3 - 3.1
9 cumplen
2.64 - 3.65
Materiales para la
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145 de 164
Materiales para la
elaboración del concreto:
Agua
Funciones principales del agua de mezcla Funciones principales del agua de mezcla
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1. Reaccionar con el cemento para hidratarlo.
2. Actuar como lubricante para contribuir
a la trabajabilidad del conjunto.
3. Procurar la estructura de vacíos necesaria en la pasta para que los
productos de hidratación tengan espacio para desarrollarse.
1. Reaccionar con el cemento para hidratarlo.
2. Actuar como lubricante para contribuir
a la trabajabilidad del conjunto.
3. Procurar la estructura de vacíos necesaria en la pasta para que los
productos de hidratación tengan espacio para desarrollarse.
LLí í mites permisibles para agua de mezcla mites permisibles para agua de mezcla
Unidad NTP 339.088 ASTM 1602-04
1. Residuos sólidos totales ppm 5,000 50,000
Características Limite permisible
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2. Sulfatos solubles ( Ión SO4 ) ppm 600 3,000
3. Cloruros solubles ( Ión Cl- ) ppm 1,000 500 -1,000
4. Ph 5 a 8
5. Alcalinidad ( NaHCO3 ) ppm 1,000
6. Alcalis (NaO2 + 0.628 K2O) ppm 500
7. Materia Orgánica ppm 3
8. f'c en cilindros % 90
9. Diferencia tiempo de Fragua H:min 1:00 - 1:30
OPCIONAL
OBLIGATORIO
1. AGUA POTABLE :
No requiere ninguna prueba
1. AGUA POTABLE :
No requiere ninguna prueba
Tipos de Agua Posibles de Usarse y Frecuencia de Verificación
ASTM C 1602-04
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2. AGUA NO POTABLE :
Prueba de desempeño : f’c y Tiempo de fragua c/3 meses y 4/año
3. AGUA DE LAVADO DE EQUIPO DE MEZCLADO Y TRANSPORTE : Control basado en medición diaria de densidad :
< 1.01 Prueba de desempeño c/6meses y 2/año y Opcionales c/6 meses
1.01 a 1.03 Prueba de desempeño mensual y Opcionales c/6 meses
> 1.03 Prueba de desempeño semanal y Opcionales c/6meses
2. AGUA NO POTABLE :
Prueba de desempeño : f’c y Tiempo de fragua c/3 meses y 4/año
3. AGUA DE LAVADO DE EQUIPO DE MEZCLADO Y TRANSPORTE : Control basado en medición diaria de densidad :
< 1.01 Prueba de desempeño c/6meses y 2/año y Opcionales c/6 meses
1.01 a 1.03 Prueba de desempeño mensual y Opcionales c/6 meses
> 1.03 Prueba de desempeño semanal y Opcionales c/6meses
An An á á lisis qu lisis qu í í micos de agua de varias fuentes micos de agua de varias fuentes
en el Per en el Per ú ú
San Juan de Planta Sub suelo zona Agua de riego
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1) Solidos en suspensión 260 ppm 500 ppm 28 ppm 5,000 ppm
2) Materia orgánica 27 ppm 3 ppm.
3) Alcalinidad (NaHCO3) 20 ppm 25 ppm 12 ppm 186 ppm 1,000 ppm
4) Sulfato ( Ión SO4 ) 156 ppm 133 ppm 34 ppm 150 ppm 600 ppm
5) Cloruros ( Ión Cl ) 197 ppm 45 ppm 33 ppm 141 ppm 1,000 ppm
6) pH 7.8 7.9 7.9 7.5 5 a 8
Requisito
NTP 339.088Descripción
San Juan de
MirafloresLima
Planta
La AtarjeaLima
Sub suelo zona
AeropuertoJuliaca Puno
Agua de riego
Proyecto MajesArequipa
Observaciones sobre el agua para Observaciones sobre el agua para
concreto en el Per concreto en el Per ú ú
En la práctica no existe un patrón definitivo en cuanto a las limitaciones en composición química que debe tener el agua de mezcla ya
En la práctica no existe un patrón definitivo en cuanto a las limitaciones en composición química que debe tener el agua de mezcla ya
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química que debe tener el agua de mezcla, ya
que incluso aguas no aptas para el consumo humano sirven para preparar concreto y por otro lado depende mucho del tipo de cemento y las
impurezas de los demás ingredientes.Las normas nacionales son conservadoras y es relativamente fácil su cumplimiento.
Fuera de los centros urbanos más poblados,todavía las fuentes de agua natural se mantienen relativamente puras.
química que debe tener el agua de mezcla, ya
que incluso aguas no aptas para el consumo humano sirven para preparar concreto y por otro lado depende mucho del tipo de cemento y las impurezas de los demás ingredientes.
Las normas nacionales son conservadoras y es relativamente fácil su cumplimiento.
Fuera de los centros urbanos más poblados,todavía las fuentes de agua natural se mantienen relativamente puras.
Observaciones sobre el agua para Observaciones sobre el agua para
concreto en el Per concreto en el Per ú ú
Salvo aguas contaminadas por relaves mineros o desagües cloacales, no hay normalmente problema en conseguir agua apta para usarse
Salvo aguas contaminadas por relaves mineros o desagües cloacales, no hay normalmente problema en conseguir agua apta para usarse
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problema en conseguir agua apta para usarse
en la producción y curado de concreto.
Los efectos más perniciosos de aguas de mezcla con impurezas son : retardo en el
endurecimiento, reducción de resistencia,manchas en el concreto endurecido,eflorescencias, etc.
No emplear especificaciones foráneas para agua potable y aplicarlas para agua a utilizarse en concreto.
problema en conseguir agua apta para usarse
en la producción y curado de concreto.
Los efectos más perniciosos de aguas de mezcla con impurezas son : retardo en el
endurecimiento, reducción de resistencia,manchas en el concreto endurecido,eflorescencias, etc.
No emplear especificaciones foráneas para agua potable y aplicarlas para agua a utilizarse en concreto.
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EL AIRE Y LAESTRUCTURA DE
VACIOS EN ELCONCRETO
EL AIRE Y LAESTRUCTURA DE
VACIOS EN ELCONCRETO
Tipos de aire dentro del concreto
Aire Atrapado
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Aire Incorporado
Contenido de aire vs T.M.
Slump
3/8” 1/2” 3/4” 1” 11/2” 2” 3” 4”
1” 2” 207 199 190 179 166 154 130 113
Concreto s in Aire incorporado
Tamaño máximo de agregado
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154 de 164
1” a 2” 207 199 190 179 166 154 130 113
3” a 4” 228 216 205 193 181 169 145 124
6” a 7” 243 228 216 202 190 178 160 -----
% Aireatrapado 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0.3 0.2
1” a 2” 181 175 168 160 150 142 122 107
3” a 4” 202 193 184 175 165 157 133 119
6” a 7” 216 205 197 184 174 166 154 -----
Normal 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1
Moderada 8 5.5 5 4.5 4.5 4 3.5 3
Extrema 7.5 7 6 6 5.5 5 4.5 4
% de Aire incorporado en función del gr ado de exposición
Concreto con aire incorporado
Contenido de aire vs Resistencia
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Tamaño Máximo Nominal de Agregado
3/8 in. 1/2 in. 3/4 in. 1 in. 1-1/2 in. 2 in. 3 in.
Contenido de aire recomendado para diferentes condicionesde exposición
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(9.5 mm) (12.5 mm) (19 mm) (25 mm) (37.5 mm) (50 mm) (75 mm)
Exposición Contenido de aire (%)
Normal 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5
Moderada 6.0 5.5 5.0 4.5 4.5 4.0 3.5
Severa 7.5 7.0 6.0 6.0 5.5 5.0 4.5
Tolerancia en contenido de aire = ± 1.5 %
Fuentes de Fluctuaciones en el contenido de aire
ANTES DE USO EN OBRAANTES DE USO EN OBRA
GradaciónGradación dede loslos agregadosagregados
CambiosCambios enelenel CementoCemento
EN OBRA
AdiciónAdición dede aguaagua
AdiciónAdición dede aditivoaditivo
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CambiosCambios en elen el CementoCemento
Adiciones MineralesAdiciones Minerales
TemperaturaTemperaturadeldel ConcretoConcreto
VariacionesVariaciones de Slumpde Slump DosisDosis dede incorporadorincorporador dede aireaire
SecuienciaSecuiencia dede MezcladoMezclado
ContaminaciónContaminación
AdiciónAdición dede aditivoaditivo
AdiciónAdición dede pigmentospigmentos
AdiciónAdición dede fibrasfibras
TécnicaTécnica dede compactacióncompactación
EquipoEquipo dede mediciónmedición dede airairdescalibradodescalibrado
BombeoBombeo
ProcedimientoProcedimientodedecolocacióncolocación
TIPOS DE MEDICION DE AIRE INCORPORADO
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Efecto de laTemperatura deConcreto en elContenido de
Aire
Efecto del
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Efecto deltiempo de
mezclado en
el contenidode aire
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Efecto delTiempo de
Vibrado en elContenido deAire
Efecto del Bombeo en el Contenido de Aire
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CONTROL DEL AGUA EN OBRA
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¿Preguntas?
FIN