SEMANA 1

INTRODUCCIÓN

El concreto es la mezcla del cemento, agregados inertes (arena y grava) y agua, la cual se endurece después de cierto tiempo formando una piedra artificial. Los elementos activos del concreto son el agua y el cemento de los cuales ocurre una reacción química que después de fraguar alcanza un estado de gran solidez, y los elementos inertes, que son la arena y la grava cuya función es formar el esqueleto de la mezcla, ocupando un gran porcentaje del volumen final del producto, abaratandolo y disminuyendo los efectos de la reacción química de la lechada. 

Este material de construcción es el más extensamente utilizado por varias razones, primero, porque posee una gran resistencia a la acción del agua sin sufrir un serio deterioro, además de que puede ser moldeado para dar una gran variedad de formas y tamaños gracias a la trabajabilidad de la mezcla, siendo este de gran popularidad entre los ingenieros civiles por su pronta disponibilidad en las obras y su bajo costo.






CONCRETO

DEFINICIÓN: 

El concreto es el producto resultante de la mezcla de un aglomerante (generalmente cemento, arena, grava o piedra machacada y agua) que al fraguar y endurecer adquiere una resistencia similar a la de las mejores piedras naturales.

Los cementos junto a una fracción del agua del concreto componen la parte pura cuyas propiedades dependen de la naturaleza del cemento y de la cantidad de agua utilizada.

Esta pasta pura desempeña un papel activo: envolviendo los granos inertes y rellenando los huecos de loa áridos, confieren al concreto sus características:

  • De resistencias mecánicas.
  • De contracción
  • De fisurabilidad.

CUALIDADES DEL CONCRETO FRESCO:

CONSISTENCIA: La facilidad con que un concreto fresco se deforma nos da idea de su consistencia. Los factores más importantes que producen esta deformación son la cantidad de agua de amasado, la granulometría y la forma y tamaño de sus áridos.

DOCILIDAD: La docilidad puede considerarse como la aptitud de un concreto para ser empleado en una obra determinada; para que un concreto tenga docilidad, debe poseer una consistencia y una cohesión adecuada, así, cada obra tiene un concepto de docilidad, según sus medidas y características.

DENSIDAD: Es un factor muy importante a tener en cuenta para la uniformidad del concreto pues el peso varía según la granulometría, y humedad de los áridos, agua de amasado y modificaciones en el asentamiento.

PRINCIPALES PROPIEDADES DEL CONCRETO:

Podemos mencionar como principales propiedades del concreto fresco:

  • Trabajabilidad
  • Consistencia 
  • Compacidad 
  • Segregación
  • Exudación 
  • Contracción
  • Peso unitario
  • Contenido de aire 
En el estado endurecido el concreto presenta las siguientes propiedades:

  • Resistencia mecánica
  • Durabilidad 
  • Impermeabilidad
  • Estabilidad volumétrica  Elasticidad

RESEÑA HISTÓRICA:

Antigua roma: Cal, ceniza volcánica, piedra, barras metálicas. 





1825: El primer concreto moderno producido en América se utiliza en la construcción del canal de Erie, se utilizo cemento de cal hidráulica. Nueva york




1914: El Canal de Panamá fue abierto después de décadas de construcción. Ofrece tres pares de exclusas de concreto con suelos tan gruesos como 20 pies y las paredes tan gruesas como 60 pies en el fondo.




1993: Museo JFK, Boston El museo por sí mismo es una estructura dramáticamente angular de cristal verde y concreto blanco que se aprovecha del inclinado terreno costero con dramáticas vistas del mar y de la ciudad.




ANTECEDENTES EN EL PERÚ:


La historia del concreto está muy ligada con la historia del cemento, para ser más específicos con el material cementante, que desde tiempos remotos ha servido para dar mayor resistencia, ante los agentes de intemperismo, a la construcción de viviendas, templos, palacios, etc. y por ende a una mayor comodidad social. Por ejemplo en la cultura Egipcia se utilizaba un mortero, mezcla de arena con materia cementosa, para unir bloques y lozas de piedra al elegir sus construcciones.

Pero en el Perú a diferencia de estas culturas y a pesar de los grandes conocimientos incaicos sobre astronomía, trazado y construcción de canales de irrigación, edificaciones de piedra y adobe, etc. “No existen evidencias del empleo de ningún material cementantes este periodo que se caracterizo por un desarrollo notable del empleo de la piedra sin el elementos ligantes de unión entre piezas” 

Los materiales aglomerantes o cementantes en el Perú datan del siglo XVI, en la Colonia, en la que los españoles implantan los conocimientos técnicos europeos a Lima. Y a medida que el auge y la riqueza del virreinato del Perú crecen también lo hacen en gran medida las edificaciones y el ornato de las ciudades, motivando el empleo de materiales y técnicas más elaboradas, como lo indica el siguiente párrafo: 

"en las construcciones coloniales, generalmente de dos pisos, los cimientos eran de piedra grande de río amarradas y con mezcla de cal y arena lo que se denominaba el calicanto”


CEMENTO 


La pasta de cemento puede ser definida como el resultado de la reacción química del cemento con el agua durante el proceso de hidratación, comprende cuatro elementos fundamentales: 

• El gel, nombre con el que se denomina al producto resultante de la reacción química e hidratación del cemento. 

• Los poros incluidos en ella. 

• El cemento hidratado, si lo hay. 

• Los cristales de Hidróxido de calcio, o cal libre que pueden haberse formado durante la hidratación del cemento.


PROPIEDADES GENERALES DEL CEMENTO:

•Buena resistencia al ataque químico.
•Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario. 

•Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Conversión interna.
•Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad. Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotérmico


TIPO I: cemento de uso general, no se requiere de propiedades y características especiales normal es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.(Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales).

TIPO II: Resistente ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje (muros de contención, pilas, presas) de moderada resistencia a los sulfatos, es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado.(Puentes, tuberías de concreto).

TIPO III: Altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7 días Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura de concreto reciba carga lo antes posible.

TIPO IV: Muy bajo calor de hidratación (Presas)

TIPO V: Muy resistente acción de los sulfatos (Plataforma marina) Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras.

TIPO I: cemento de uso general, no se requiere de propiedades y características especiales 

TIPO II: Resistente ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje (muros de contención, pilas, presas)

TIPO III: Altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7 días

TIPO IV: Muy bajo calor de hidratación (Presas)

TIPO V: Muy resistente acción de los sulfatos (Plataforma marina)



CEMENTO PORTLAND

El cemento Portland es un conglomerante o cemento hidráulico que cuando se mezcla con áridos, agua y fibras de acero discontinuas y discretas tiene la propiedad de conformar una masa pétrea resistente y duradera denominada hormigón. Es el más usual en la construcción y es utilizado como aglomerante para la preparación del hormigón (llamado concreto en Hispanoamérica). Como cemento hidráulico tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia de agua, al reaccionar químicamente con ella para formar un material de buenas propiedades aglutinantes. 

Fue inventado en 1824 en Inglaterra por el constructor Joseph Aspdin. El nombre se debe a la semejanza en aspecto con las rocas que se encuentran en la isla de Pórtland, en el condado de Dorset.


FABRICACIÓN:



La fabricación del cemento Portland se da en tres fases: 

Preparación de la mezcla de las materias primas: Las materias primas para la producción del portland son minerales que contienen: óxido de calcio (44 %), óxido de silicio (14,5 %), óxido de aluminio (3,5 %), óxidos de hierro (3 %) óxido de manganeso (1,6 %). 

Producción del clinker: Se forma tras calcinar caliza y arcilla a una temperatura que está entre 1350 y 1450 °C. Se compone aproximadamente de:

40-60 % de silicato tricálcico,
20-30 % silicato dicálcico,
7-14 % aluminato tricálcico,
5-12 % ferritoaluminato tetracálcico

Preparación del cemento. El cemento obtenido tiene una composición del tipo:

64 % óxido de calcio
21 % óxido de silicio
5,5 % óxido de aluminio
4,5 % óxidos de hierro
2,4 % óxido de magnesio
1,6 % sulfatos

1 % otros materiales, entre los cuales principalmente agua.





PRODUCCIÓN DE CEMENTO POR EMPRESA

Las empresas cementeras en Perú, producen los siguientes tipos de cemento:

Cemento Andino S.A.
Cemento Portland Tipo I
Cemento Portland Tipo II
Cemento Portland Tipo V
Cemento Portland Puzolánico Tipo I (PM)

Cementos Lima S.A.
Cemento Portland Tipo I; Marca "Sol"
Cemento Portland Tipo IP - Marca "Super Cemento Atlas"

Cementos Pacasmayo S.A.A.
Cemento Portland Tipo I
Cemento Portland Tipo II
Cemento Portland Tipo V
Cemento Portland Puzolánico Tipo IP
Cemento Portland MS-ASTM C-1157
Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co

Cementos Selva S.A.
Cemento Portland Tipo I
Cemento Portland Tipo II
Cemento Portland Tipo V
Cemento Portland Puzolánico Tipo IP
Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co 

Cemento Sur S.A.
Cemento Portland Tipo I - Marca "Rumi"
Cemento Portland Puzolánico Tipo IPM - Marca "Inti"
Cemento Portland Tipo II*
Cemento Portland Tipo V* 

Yura S.A.
Cemento Portland Tipo I
Cemento Portland Tipo IP
Cemento Portland Tipo IPM




NORMA TÉCNICA NTP 334.090 PERUANA 

Las siguientes normas contienen disposiciones que al ser citadas en este texto constituyen requisitos de esta Norma Técnica Peruana. Las ediciones indicadas estaban en vigencia en el momento de esta publicación. Como toda norma está sujeta a revisión, se recomienda a aquellos que realicen acuerdos en base a ellas, que analicen la conveniencia de usar las 

ediciones recientes de las normas citadas seguidamente. El Organismo Peruano de Normalización posee la información de las Normas Técnicas Peruanas en vigencia en todo momento. 

La presente NTP se aplica a los siguientes tipos de cemento adicionado que generalmente son concebidos para el uso indicado. 

5.1.1 Cementos Portland adicionados para construcción de concreto en general. 

5.1.1.1 Tipo IS: Cemento Portland con escoria de alto horno. 

5.1.1.2 Tipo IP: Cemento Portland puzolánico. 

5.1.1.3 Tipo IL: cemento Portland – caliza 

5.1.1.4 Tipo I(PM): Cemento Portland puzolánico modificado. 

5.1.1.5 Tipo IT: Cemento adicionado ternario. 

5.1.1.6 Tipo ICo: Cemento Portland compuesto.




PROPIEDADES ESPECIALES


  • Cuando se solicite, se debe especificar moderada resistencia a los sulfatos o moderado calor de hidratación, o ambos, agregando el sufijo (MS) o (MH), respectivamente, al tipo de cemento indicado en el apartado 5.1.1. 
  • Cuando se solicite por el comprador de alta resistencia a los sulfatos, se debe especificar agregando el sufijo (HS) al tipo de cemento indicado en el apartado 5.1.1. 
  • Cuando se solicite por el comprador se debe especificar bajo calor de hidratación, agregando el sufijo (LH), al tipo de cemento indicado en el apartado 5.1.1.

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