AGLOMERANTES

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

Ing. Luis Clemente Condori

ABRIL 2015

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU

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2Ing. LUIS CLEMENTE

Los materiales aglomerantes son todos aquellos materiales que presentan características hidráulicas, es decir, que en presencia del agua reaccionan y endurecen, el material aglomerante por excelencia es el cemento.

MATERIALES AGLOMERANTES

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• Cemento:– Mezcla formada de arcilla y materiales calcáreos,

sometida a cocción y muy finamente molida, que mezclada a su vez con agua se solidifica y endurece.

Cementos y Concretos

4Ing. LUIS CLEMENTE

Cementos y ConcretosAntecedentes Históricos

• Los constructores griegos y romanos descubrieron que ciertos depósitos volcánicos, mezclados con caliza y arena producían un mortero de gran fuerza, capaz de resistir la acción del agua, dulce o salada.

• Un material volcánico muy apropiado para estar aplicaciones lo encontraron los romanos en un lugar llamado Puzoli, población próxima a Nápoles, y en sus cercanías. Esta roca volcánica la conocemos como puzolana.

5Ing. LUIS CLEMENTE


• Investigaciones y descubrimientos a lo largo de miles de años, nos conducen a principios del siglo XIX, cuando en Inglaterra fue patentada una mezcla de caliza dura, molida y calcinada con arcilla, al agregársele agua, producía una pasta que de nuevo se calcinaba, se molía y batía hasta producir un polvo fino que es el antecedente directo de nuestro tiempo.

• Nota El nombre del cemento Portland le fue dado por la similitud que este tenia con la piedra de la isla de Portland del canal ingles.

• La aparición de este cemento y de su producto resultante el hormigón ha sido un factor determinante para que el mundo adquiere una fisonomía diferente.

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• Edificios, calles, avenidas, carreteras, presas y canales, fabricas, talleres y casas, puentes,....

• 1824: - James Parker, Joseph Aspdin patentan al Cemento Portland, materia que obtuvieron de la calcinación de alta temperatura de una Caliza Arcillosa.

•1845: - Isaac Johnson obtiene el prototipo del cemento moderno quemado, alta temperatura, una mezcla de caliza y arcilla hasta la formación del "clinker".

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Cementos y ConcretosPruebas del Concreto

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Cementos y ConcretosPruebas del Concreto

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Cementos y ConcretosAditivos del Concreto

• Producto incorporado en el momento del amasado del Concreto en una cantidad no mayor del 5% en masa, con relación al contenido de cemento en el hormigón, con objetivo de modificar las propiedades de la mezcla en estado fresco y/o endurecido.

• Los de uso más generalizado son: – Reductores de agua– Superfluidificantes– Acelerantes de fraguado– Retardadores de fraguado– Aceleradores de endurecimiento– Hidrófugos

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Cementos y ConcretosAditivos del Concreto

• Además de otros como: • Inclusores de aire,• generadores de gas, • generadores de espuma,• desaireantes o antiespumantes, • generadores de expansión, • aditivos para bombeo, • aditivos para Concretos y morteros proyectados,• aditivos para inyecciones, • colorantes,• inhibidores de corrosión• y modificadores de la reacción álcali-áridos.


Cementos y ConcretosDiseño de Mezcla de Hormigón

• Una mezcla de Concreto requiere la proporción de agregados finos (arena), agregados gruesos (grava), agua y cemento

apropiadas. • La mezcla se expresa en unidades de volumen:

– Una mezcla en proporción podría ser de 1:3:5.• 1 unidad de cemento• 3 unidades de agregado fino (arena)• 5 unidades de agregados gruesos (grava)


Cementos y ConcretosDiseño de Mezcla de Concreto

• El factor mas importante en el diseño de una mezcla de hormigón es la razón de agua/cemento

La cantidad de agua es el factor mas importante para controlar la fuerza y durabilidad del hormigón.

• El Concreto endurece durante toda su vida útil.– A los 7 días desarrolla cerca del 75% de su fuerza total.– A los 28 días desarrolla el 100% de su fuerza total.


Cementos y ConcretosDiseño de Mezcla de Concreto

• Proporciones Volumétrica Según el Tipo de Trabajo

Tipo de ConstrucciónCemento por

VolumenArena por Volumen

Grava por Volumen

Cimientos/Zapatas 1 3 5

Aceras, Marquesinas, Escalones

1 2¼ 3

Losas de Piso Sobre el Suelo

1 2½ 3


Cementos y ConcretosJuntas en el Concreto

• Juntas de construcción:

– Los planos verticales u horizontales que se crean entre vertidos sucesivos de Concreto o que separan el trabajo de un día de otro o cuando se interrumpe el proceso de vaciado y/o colocación del hormigón forman juntas de construcción.

– Para asegurar la mejor unión entre vaciados viejos y recientes se acostumbra a restregar, limpiar y humedecer la superficie vieja antes de colocar el nuevo Concreto.

– Se instalan barras de acero para mejorar la conexión.

– Las columnas deben construirse en un vertido único hasta la parte inferior de la viga o losa de piso que soporten. 15Ing. LUIS CLEMENTE

Cementos y ConcretosConcreto Armado

• Concreto Armado es el Concreto reforzado en su interior con barras de acero.– El Concreto es de gran resistencia a fuerza de compresión y

pobre a cargas en tracción.– El acero es de gran resistencia a fuerzas de tracción.

– Al combinarlos se crea un material de construcción con buena resistencia a fuerza en compresión y tracción.

• Esta combinación es posible porque ambos materiales tienen un coeficiente de dilatación térmica de casi el mismo valor.


Cementos y ConcretosConcreto Armado

• Comportamiento de las fuerzas en una viga de Concreto:

c

c

c

T T

T

Luz (Distancia entre los puntos de apoyo)

Leyenda:

: Estructura antes de someterse a carga

: Deformación por flexión después de que la estructura se ha sometido a carga : Acero (Varillas)

c

T

: Fuerzas en Compresión

: Fuerzas en Tensión

: Esfuerzos Internos

: Carga

Peralte de la Viga

Viga

Columna (Punto de Apoyo)


Cementos y ConcretosConcretos Armado

•Los cables de acero se utilizan extensamente en los miembros estructurales pretensados.

• Los cables son cubiertos con una capa de zinc para crear resistencia a la corrosión.

•Los cables se utilizan extensamente en ascensores, puentes colgantes, estructuras traccionadas y neumaticas.


• Los aceros de refuerzo pueden doblarse, solaparse, cortarse, atarse y soldarse

• Para proteger el acero contra la corrosión o contra substancias que puedan penetrar el hormigón se estipulan los tamaños mínimos de cubierta del hormigón.


Cementos y Concretos Concreto Armado


Encofrados del Concretos

• Los encofrados son los moldes que se utilizan para darle forma al hormigón.

• Los encofrados pueden ser hechos en la obra (casi siempre de madera) o pueden ser unidades prefabricadas (de metal, cartón o plásticos reforzados).

• Requisito más importante para un encofrado es que pueda resistir las fuerzas laterales de la masa de Concreto.


Cementos y ConcretosEncofrados del Concreto


Cementos y Concretos Encofrados del Concreto


Cementos y Concretos Mezclado del Concreto

• Maneras de mezclar el hormigón:– A mano– Pequeña amasadora– Hormigón de central

• Se prepara en una central de hormigón• Transporta en camión de tambor giratorio• Debe colocarse en sitio antes de que hayan transcurrido 1½

horas luego de haber añadido el agua.– Mezcla secas

• Materiales secos son mezclados y el agua se añade en la obra.– Mezclado de tránsito

• Ligado seco de materiales en un camión con tambor giratorio y con tanque de agua.

• El agua se puede añadir en ruta o cuando llega a la obra.25Ing. LUIS CLEMENTE

Cementos y Concretos Vertido del Concreto


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• El hormigón debe colocarse lo mas cerca posible a su posición final.

• El hormigón en su estado plástico no debe dejar caerse ya que esto puede ocasionar segregación de los agregados gruesos, asentándose en las partes baja de la pasta.

• Las caídas verticales no deben exceder el metro de altura.

• Al colocar la pasta quedan atrapadas muchas burbujas de aire las cuales pueden ocasionar una reducción considerable en la fuerza del hormigón.– Estas burbujas crean superficies con pobre apariencia.– Si quedan atrapadas en la superficie entre la pasta y el molde se

forman feas “coqueras” (huecos superficiales) que hay que resanar después de desencofrar.



• Para evitar las condiciones mencionadas, el hormigón es compactado con herramientas de mano o vibradores mecánicos.

• Los moldes pueden vibrarse externamente o internamente colocando los vibradores dentro del mismo molde y de la pasta.

• Al someterse a este proceso de vibración el hormigón logra mejor conexión con el acero de refuerzo y se mejora la densidad, homogeneidad y durabilidad del mismo.

• Debe evitar que el hormigón en su forma plástica no se someta a temperaturas extremas porque el proceso de curado puede verse afectado adversamente.


Cementos y Concretos Endurecimiento del Concreto

• El endurecimiento del hormigón resulta del proceso de hidratación.

– Durante el proceso el agua se combina químicamente con el cemento generando calor.

– Esta reacción o proceso de hidratación se completa con el “curado” del hormigón y requiere:

1. Suficiente tiempo2. La presencia de humedad3. Temperaturas favorables o adecuadas.

• Tanto la cantidad de agua como el proceso de “curación” afectan directamente el poder de cementar de la pasta y por ende la fuerza y durabilidad del Concreto.


• Para curar el hormigón se debe evitar la evaporación del agua en la pasta; para lograr esto se deben tomar las siguientes medidas de precaución:– Añadir agua adicional mediante riegos ocasionales con

manguera o rociadores.– Cubrir con arena, paja o sacos humedecidos.– Cubrir membranas plásticas de polietileno o aditivos y

compuestos de curado para evitar la evaporación.

• Los moldes de madera además de humedecerse para evitar que absorban el agua de la pasta son también aceitados para evitar que se peguen al hormigón y así facilitar el desencofrado.



• Es preferible vaciar el hormigón en pequeños montones a baja altura que un solo montón a mayor altura para evitar segregación de los agregados (grava y arena) del resto de la pasta del hormigón.


Cementos y Concretos Acabados del Concreto

• Los acabados más comunes que se practican en el hormigón son:1. Flotado

– Flota de madera– Flota de Acero

2. Cepillado3. Hormigón Expuesto4. Agregado Expuesto5. Diseñado6. Martillo Demoledor7. Coloreado8. Anti-resbaladizo


El cemento es una sustancia particularmente sensible a la acción del agua y de la humedad, el cual puede conservarse sin deteriorarse, en la medida en que esté protegido de la humedad del suelo y del aire.

ALMACENAMIENTO

Así mismo, tiempos prolongados de almacenamiento, aún en las condiciones indicadas, también pueden producir grumos.

Evitar períodos de almacenamiento prolongados ya que, dependiendo de las condiciones de almacenamiento, el desarrollo de resistencia a compresión del cemento a edad temprana podría llegar a reducirse sensiblemente.


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