I UNIDAD: 2 PARTE AGREGADOS PARA EL CONCRETO

[UNIDAD 1]TECNOLOGA DEL CONCRETO

NATURALEZA DEL CONCRETO

I.I HISTORIA DEL CEMENTODesde tiempos remotos, el hombre ha tenido la necesidad de contar con un buen espacio para vivir, segn la poca y la aplicacin de los recursos disponibles. En los primeros das las estructuras consistan de tierra compactada, o bien de bloques de piedra colados uno sobre otros sin los beneficios de ningn material de liga o cementante. La estabilidad de las estructuras de piedra dependa de la disposicin regular de las piedras pesadas. Probablemente la primera mampostera consisti de tabiques de arcilla secados al sol, colados en hiladas regulares sobre capas delgadas de lodo hmedo. Cuando este lodo se secaba, se obtena un muro de arcilla slida. Construcciones de este tipo eran comunes en las reas secas y desrticas del mundo.

En la era Egipcia se descubri que el yeso calcino era un material cementante y aparentemente, se utiliz en la construccin de algunas pirmides. Posteriormente los griegos y los romanos descubrieron ciertos mtodos para calcinar la piedra caliza y as obtener la cal viva, misma que despus se apagaba para usarse en la elaboracin del mortero. Tanto los griegos como los romanos aprendieron que determinados tipos de suelos finos o tierra, cuando se mezclaban con cal y arena, producan un material cementante de clase superior.El cemento producido por los romanos era un cemento hidrulico, o sea, que tena la caracterstica de poder endurecerse bajo la accin del agua. Muchas de las estructuras romanas se construyeron con una forma de concreto que empleaba estos materiales, y la mampostera de piedra se ligaba mediante un mortero de composicin similar.

Durante la Edad Media la habilidad para elaborar un buen mortero estaba casi perdida, alcanzndose su punto mas bajo alrededor del siglo XI cuando se utiliz mucho material de muy baja calidad. La calidad de la cal empez a mejorar en esta poca y durante el siglo XIV, posteriormente se reanudo el empleo de puzolanas.

Uno de los ms famosos proyectos del reciente periodo, fue la construccin del nuevo Faro Eddystone, entre 1757-59 cerca de las costas de Inglaterra. John Smeaton, el ingeniero y proyectista de la estructura, investigo muchos materiales para ligar las piedras de construccin.

En 1824 Joseph Aspdin, un albail de Leeds, Inglaterra, patent un material que el llamo Cemento Prtland, as denominado porque el concreto elaborado con el mismo se asemejaba (al menos as se supona a las canteras de piedra caliza cercanas a Prtland, Inglaterra.

1.2 CEMENTO

Es el producto final que se obtiene de la coccin del incipiente de los materiales arcillosos y piedras calizas con oxido de calcio (silicio, aluminio y fierro), y con un agregado posterior como yeso (sin calcinar) y agua. Como no contiene oxido de calcio (CaO) en libertad, no requiere apagado, constituyendo esto uno de los signos caractersticos que sirven para distinguir o diferenciar una cal de un cemento.

El cemento a pesar de que los materiales que los conforman se extraen de la tierra, tiene una composicin qumica bastante compleja. Este producto se elabora en volmenes bastantes grandes como ningn otro producto qumico, utilizando la maquinaria mvil mas grande en la industria y consumiendo grandes cantidades de carbn, gas y aceites como combustibles.

El poder cementante de este producto es mayor que el de las cales hidrulicas; su fraguado es ms rpido, lo mismo en el aire que en el agua. Sus resistencia es mucho mayor llegando a formar con los materiales inertes que enlaza, monolticos que constituyen una piedra artificial capaz de soportar grandes fuerzas compresivas.

Todos los compuestos del cemento son anhdridos, o sea, que estn exentos totalmente de agua, cuando se combinan con esta, reaccionan activamente con ella formando nuevos compuestos hidratados. Todos ellos son pocos solubles, lo que proporcionan al concreto durabilidad. 1.3 CEMENTO PORTLAND

Son cementos hidrulicos conformados de material prima estrictamente seleccionada, las cuales se trituran, muelen y dosifican bajo sistemas de regulacin exacta de tal manera que la mezcla resultante tenga la composicin qumica deseada.

Las materias primas son en forma general una mezcla de material calcreo (oxido de calcio), como piedras calizas, marga, creta o coquilla y un material arcilloso (slice y alumina), como la pizarra, esquisto o escoria de alto horno.Los cementos Prtland son cementos hidrulicos compuestos principalmente de silicatos de calcio hidrulicos. Los cementos hidrulicos fraguan y endurecen al reaccionar qumicamente con el agua durante esta reaccin, llamada hidratacin, el cemento se combina con agua para formar una pasta de asbesto similar a una roca. Cuando la pasta (cemento y agua) se agrega a los agregados (arena y grava, piedra triturada u otro material granular) actan como adhesivos y une a todas las partculas de agregados para formar as el concreto, el material de construccin ms verstil y de mayor uso en el mundo.

La hidratacin comienza tan pronto como el cemento entra en contacto con el agua. Cada partcula de cemento forma un aumento sobre su superficie mismo que gradualmente se extiende hasta enlazarse con el aumento de otras partculas de cemento o hasta que se adquiere a las sustancias adyacentes. Esta reconstitucin tiene como resultado la progresividad rigidizacion endurecimiento y desarrollo de resistencia. La rigidizacion del concreto se puede reconocer por una perdidas de trabajabilidad que normalmente ocurre dentro de las tres primeras horas luego del mezclado, pero depende de la composicin y finura del cemento, de las proporciones de la mezcla y de las condiciones de la temperatura. Posteriormente el concreto fragua y comienza a endurecer.La hidratacin prosigue mientras se disponga despacio para los productos de la hidratacin y se tenga condiciones favorables de humedad y temperatura (curado). A medida que la hidratacin continua, el concreto se vuelve ms duro y ms resistente. La mayor parte de hidratacin y desarrollo de la resistencia tiene lugar durante el primer del ciclo de vida del concreto, pero continua, aunque ms lentamente, durante un largo periodo, se a registrado en investigaciones de laboratorio incrementos de resistencia durante un periodo de 50 aos.

La investigacin del cemento Prtland se atribuye generalmente a Joseph Aspdin, un albail ingles en 1824 obtuvo una patente que produca un concreto que en color semejaba a una caliza natural que se explotaba en el islote de Prtland, pennsula en el Canal de la Mancha. El nombre ha permanecido y se emplea en todo el mundo, con muchos fabricantes que le agregan su nombre de marca.

A pesar que Aspdin fue el primero en prescribir una frmula para el cemento Prtland y el primero en patentar su producto, los cementos calcreos ya haban sido empleados desde hace muchos siglos.

A mediados del siglo pasado se manufacturaban cementos naturales Rosendale, Nueva York. El primer empaque de cemento Prtland a los Estados Unidos del que se tenga registro fue hecho en 1968 y el primer cemento Prtland fabricado en los estados unidos se produjo una planta en Coplay, Pensilvania, en 1871.

1.4 FABRICACIN DEL CEMENTO PORTLAND

El proceso de fabricacin del cemento Prtland, es un proceso que requiere de calor. La materia prima requiere una preparacin preliminar antes de calentarse.Esta preparacin preliminar se refiere en primera instancia a la obtencin de la materia prima del banco o cantera, lo cual, por lo general, esto requiere de dinamitado para reducir la roca de tal manera que sean lo suficientemente manejable. una vez hecho este proceso, se transporta la roca, ya sea por medio de camiones, carros de ferrocarril o bandas transportadoras, hasta la trituradora primaria, en donde se lleva a cabo la trituracin hasta dejarla en unos 15 cm. de dimetro, luego pasa a la segunda trituradora en donde se reduce de tamao en fragmentos de 10 mm. De dimetro en promedio esto por medio de un molino de martillos.

En este momento se mezcla la caliza con los dems materiales para despus transportar este producto de la mezcla y ser almacenado.

En el proceso de almacenamiento se realiza un muestreo con el fin de obtener una base de datos en la que el qumico se basara para establecer la formula de la mezcla para el tipo de cemento a producir. La mezcla consiste en cuatro o cinco partes de piedra caliza por un parte de los otros materiales (arcilla, arena, etc.). Una vez mezclado el material, ahora se almacena en pilas por medio de bandas transportadoras u otra maquinaria especial de apilamiento y ms tarde se recoge utilizando la misma maquinaria.

De acuerdo con el sistema de mezclado que se sigue, el proceso de elaboracin del cemento se hace por: proceso seco o proceso hmedo, los cuales se ilustran en la figura 1.1 y en la figura 1.2 se muestra la nueva tecnologa en la manufactura del cemento por proceso seco.Tabla1.1 Fuentes de materia primas empleadas para la fabricacin del cemento Prtland.

Cal

CaOHierro

Fe2 O3Slice

SiO2Almina

Al2 O3Yeso

CaSO42H2OMagnesia

MgO

-Desechos industriales

-Aragonita

-Calcita

-Polvo de horno de cemento

-Roca calcrea

-Creta

-Arcilla

-Greda

-Caliza

-Mrmol

-Marga

-Coquilla

-Esquisto

-Escoria-Polvo del

conducto de

humo de horno

de funcion

-Arcilla

-Mineral de

hierro

-Costras de

laminado

-Lavaduras de

mineral

-Cenizas de

pirita

-Esquisto-Cilicato de

calcio

-Roca

calcrea

-Arcilla

-Ceniza

volante

-Greda

-Caliza

-Loes

-Marga

-Lavaduras de minerales

-Carcita

-Ceniza de

cscara de

arroz

-Arena

-Arenisca

-Esquisto

-Escoria

-Basalto-Desperdicio

de mineral

de auluminio

-Bauxita

-Roca

calcrea

-Arcilla

-Escoria de

cobre

-Ceniza

volante

-Greda

-Granodiorita

-Caliza

-Loes

-Lavaduras

de mineral

-Esquisto

-Escoria

-Estaurolita

-Anhidrita

-Sulfato de calcio

-Yeso-Roca

calcrea

-Caliza

-Escoria

nota: probablemente el 50% de todos los productos industriales tienen potencial como materia prima para fabricacin del cemento Prtland.

1.4.1 PROCESO SECO

En este proceso, el material depositado en las pilas, se mueve para almacenarlo en tolvas, solamente cuando el material contiene humedad se coloca en hornos de secado giratorio, en los cuales el material se calienta lo suficiente, nada mas para eliminar la humedad. Una vez seco el material se transporta de las tolvas de almacenamiento o de los hornos de secado a la seccin del molino en crudo. En el proceso seco se utilizan 3 tipos de molinos que son: molinos de bolas, de tubos y de compartimentos.

El molino de bolas es un cilindro horizontal que gira a una velocidad de 15 a 20 R.P.M y que contiene una carga de esferas de acero de 10 a 15 cm. de dimetro.

El molino de tubos se asemeja al molino de bolas, con la diferencia que es menos pesado, contiene bolas mas pequeas de un dimetro entre 2.5 y 5.0 cm. y el molino es ms fino.

El molino de compartimentos consiste en dos o tres divisiones, separadas por paredes divisorias.

En la seccin del molino en crudo, la materia prima se tritura y pulveriza de tal manera que un 80% o 90% pase por la malla No. 200. El molido se realiza en los molinos descritos anteriormente y tienen una capacidad superior 100 toneladas por hora de molido, operando por lo general en circuito cerrado con un separador de aire. La materia prima pasa primeramente por el molino de bolas, en donde cada giro del molino, las esferas caen continuamente en cascadas sobre la piedra, pulverizndola, despus pasa por el molino de tubos efectuando la misma operacin para el molido final. El mismo molido se efecta en un molino de compartimentos en donde unas bolas de distinto tamao dependiendo del compartimiento efectan el molido que va desde las mas grandes en el extremo de alimentacin hasta las mas pequeas en el ultimo compartimiento.

una corriente de aire se hace pasar por el interior de cualquiera de estos molinos efectuando lo que comnmente se designa llenado por aire, el cual transporta el material molido al separador de aire que divide el polvo o material fino del material grueso. Los materiales finos son transportados al lugar de almacenamiento para posteriormente efectuar el proceso de coccin y el material grueso se regresa a los molinos para seguir pulverizndolos.

1.4.2 PROCESO HMEDO

El proceso hmedo es similar al proceso seco, ya que al igual la materia prima se transporta de las tolvas de almacenamiento o de los hornos de secado a las pilas de almacenamiento. aqu se utilizan los mismos molinos que en proceso seco, la materia prima se deposita en los molinos y se le adiciona agua, operando en circuito cerrado con un equipo clasificador para separar el material fino del grueso, este equip clasificador consiste por lo normal en hidroseparadores o clasificadores de tornillo o de rastrillo. Una vez separada esta pasta fina se bombea hasta los separadores, en donde se elimina una gran cantidad de agua para despus pasar a los tanques de mezclado o de almacenamiento, en donde estos se mantendrn agitados para evitar que la pasta se asiente o se segregue antes de pasar a la seccin de coccin. El material grueso es devuelto para seguir molindolos.

1.4.3 COCCION

Una vez almacenado el material obtenido en los diferentes mtodos, se prosigue la seccin de coccin y acabado, donde la carga de material seco o pasta se coloca en deposito del horno para su calcinacin, el horno (Fig. 1.3) es un cilindro de acero forrado de ladrillo o material refractario que gira a una velocidad de 1 a 2 vueltas por minuto. en donde el material se mueve en forma de vuelco y cascada durante un periodo de 3 a 4 horas, la carga se eleva por el arco, o sea, por la pared del horno y la gravedad hace que la carga caiga e forma de cascada, mientras que en el extremo inferior del horno, el combustible para calcinar ( carbn pulverizado, combustoleo o gas), es inyectado para que el horno se caliente hasta una temperatura aproximadamente de 1480 c para el primer secado, luego se funde hasta obtener el clinker de cemento que tiene la forma de pelotillas negro-grisceos de 12 mm. De dimetro.

Durante este tiempo el material pierde ciertas caractersticas como agua y gas de bixido de carbono para formar nuevos compuestos, tambin pierde peso debido a los distintos estados de coccin, o sea, la perdida de ignicin.

Un detalle importante que se observa en este momento es que la composicin qumica de la carga con que se alimenta el horno no es la misma a la del cemento obtenido, por lo cual, el qumico encargado del proceso puede determinar esas diferenciis as calcular la composicin de la carga que se requiere para un determinado tipo de cemento.

La prdida por ignicin de la carga con que es alimentado el horno con respecto al clinker vara entre un 30% y un 50%, ya que para obtener una tonelada de clinker se requiere de 1360 kg. De material aproximadamente.

El producto obtenido de la coccin (clinker) se hace pasar a travs de un enfriador cilndrico con movimiento giratorio y pendiente contraria a la del horno, aqu el clinker en estado incandescente, lo agita y estando en contacto con la temperatura ambiente, contribuye a su enfriamiento. El clinker que sale del enfriador es transportado a los silos del clinker para terminar su enfriamiento, permitiendo as tambin la extincin de la cal libre contenida en el y constituyendo as tambin un stock para elaboracin continua.

1.4.4 MOLIDO DEL CLINKER.

Esta elaboracin consiste en el molido final de lo terrones fundidos o clinker a travs de molinos similares a los de bolas, tobos o de compartimientos con separadores de aire como esta molienda, deben ser de gran finura, tambin puede emplearse los molinos de martillos raymond tipo cicln. Durante este proceso de molido del clinker, se le adiciona una pequea proporcin de yeso que flucta entre 3% y 5% con el cemento, esto es para controlar el tiempo de fraguado cuando se utilice. Tambin puede en este momento introducir en el molino, otros aditivos con el fin de facilitar el proceso de molido o mejorar las propiedades del cemento, despus este producto es transportado a los silos de almacenamiento en donde por medio de maquinas es envasado en bolsas de papel de doble forro o ser transportado por medio de bandas transportadoras, artesas suspendidas en el aire o bombeo a travs de tobos.1.5 TIPOS DE CEMENTO PORTLAND

Se fabrican diversos tipos de Cemento Portland para satisfacer diferentes necesidades qumicas y fsicas para propsitos especficos. La norma C 150 Especificacin estndar para Cementos Portland de la American Society for Testing and Materials (ASTM) estipula ocho tipos de cemento:

TIPOSNOMBRES

Tipo INormal

Tipo IANormal, inclusor de aire

Tipo IIDe resistencia moderada a los sulfatos

Tipo IIADe resistencia moderada a los sulfatos, inclusor de aire

Tipo IIIDe alta resistencia a edad temprana

Tipo IIIA De alta resistencia a edad temprana, inclusor de aire

Tipo IVDe bajo calor de hidratacin

Tipo VDe resistencia elevada a los sulfatos

1.5.1 TIPO I

El cemento Prtland tipo I es un cemento de uso general, adecuado para ser empleado cuando las propiedades especiales de los dems tipos de cemento no sean necesarias. Se utilizan en concreto que no estn sujetos al ataque de factores agresivos tales como el ataque de sulfatos existentes en el suelo o en el agua o en concretos que tengan un aumento cuestionable de temperatura debido al calor generado durante la hidratacin. Entre sus usos se incluyen pavimento, pisos, edificios de concreto reforzado, puentes, estructuras para vas frreas, tanques y depsitos, tuberas, mamposteras, y otros productos de concreto prefabricado.

1.5.2 TIPO II

Le cemento Prtland tipo II de emplea donde sea necesario tomar precauciones contra el ataque moderado de sulfatos, como ocurren en les estructuras de drenaje, donde las concentraciones de sulfatos existentes en la aguas freticas son mayores de lo normal, pero sin llegar a ser demasiado severas. El cemento tipo II genera normalmente menos calor a menor velocidad que el cemento tipo I. el requisito de calor moderado de hidratacin, este cemento puede ser empleado en estructuras de volumen considerable, como en pilas de gran masa, estribos gruesos, contrafuertes pesados y muros de contencin, sus uso reducir el aumento de temperatura, al realizar colados de concreto en climas clidos.1.5.3 TIPO III

El cemento tipo III proporciona resistencia elevadas a edades tempranas, normalmente a una semana o menos. Qumica y fsicamente es similar al cemento tipo I, excepto que sus partculas han sido molidas ms finamente. Se emplea cuando las cimbras deben ser retiradas lo ms pronto posible o cuando se tenga que poner rpidamente en servicio la estructura. En climas fros su uso permite reducir el curado controlado. A pesar que se pueden usar mezclas mas ricas de cemento tipo I para lograr incrementos de resistencia a edades tempranas, el cemento tipo III puede lograr esto mismo satisfactoriamente y con mayor economa.1.5.4 TIPO IV

El cemento Prtland tipo IV se emplea cuando se tenga que mantener en un valor mnimo la cantidad y velocidad de generacin de calor provocada por la hidratacin. Desarrolla reasistencia a una velocidad muy inferior a la de otros tipos de cemento. El Cemento tipo IV se destina para estructuras de concreto masivo, como presas de gravedad grandes, donde el aumento de temperatura resultante del calor generado en el transcurso del endurecimiento se tenga que conservar en el valor mnimo posible. Este tipo de cemento solo puede conseguirse por pedido especial y tambin requiere de mayor curado que el tipo I.

1.5.5 TIPO V

El cemento Prtland tipo V se emplea exclusivamente en concretos expuestos a acciones severas de sulfatos, especialmente donde los suelos o las aguas freticas contengan fuertes contenidos de sulfatos. Su resistencia es adquirida mas lentamente que el cemento tipo I. la elevada reasistencia a los sulfatos del cemento tipo V se atribuye al bajo contenido de aluminato tricalcico (C3A).

La resistencia a los sulfatos incrementa si se incluye aire o se aumentan los contenidos de cemento (relaciones agua-cemento bajas). El cemento tipo V, al igual que los dems cementos Prtland, no es resistente a los ataques de cidos ni de otras sustancia fuertemente corrosivas. Este tipo de cemento solo es elaborado por unos cuantos productores.

Adems de los cinco tipos de cemento mencionados, hay otros tres tipos de cemento que pueden conseguirse fcilmente en el mercado.

1.5.6 CEMENTO PORTLAND INCLUSORES DE AIRE.

En la norma ASTM C 150 aparecen las especificaciones para los tres tipos de cemento inclusor de aire (tipos IA , IIA, y IIIA ).

Corresponden en su composicin a los tipos ASTM I, III, y III material inclusor de aire han sido mezcladas junto con el clinker durante su fabricacin. Estos cementos producen concretos con resistencias mejoradas contra la accin de la congelacin-deshielo y contra la descamacin provocada por la aplicacin de productos qumicos para remover hielo o nieve. Semejantes concretos contienen diminutas burbujas de aire uniformemente distribuidas, y totalmente separadas entre si.

1.5.7 CEMENTO PORTLAND DE ESCORIA DE ALTOS HORNOS.

Existen dos tipos de cementos, el tipo Is, que es un cemento Prtland de escoria de los altos hornos, y el tipo Is-a que es igual, pero con aire incluido. Estos pueden usarse en construcciones en general d concreto cuando no se requieran las propiedades especiales de otros tipos. Hay tambin provisiones opcionales para calor moderado de hidratacin (Mh), para resistencia moderada a los sulfatos (Ms), o para ambos. si se desea, puede agregarse el sufijo apropiado para el tipo escogido.

En estos cementos la escoria granulada de altos hornos de calidad seleccionada, se muele junto con la escoria del cemento Prtland.

El cemento Prtland tipo is desarrolla mas lentamente su resistencia a edad temprana que el cemento Prtland del tipo i de una figura comparable. Sin embargo, las resistencias promedio a los 28 das de los concretos hechos con cemento tipo is y tipo i, son aproximadamente iguales.

1.5.8 CEMENTO PRTLAND PUZOLANA

Este tipo de cemento se designa con la siguiente nomenclatura, tipo Ip, IIp y IIIp-a, este ultimo del mismo tipo pero con aire incluido. Estos se fabrican moliendo clinker de cemento Prtland con una puzolana apropiada; mezclando cemento Prtland o cemento Prtland de escoria de alto horno junto con una puzolana; o por una combinacin de los dos procesos. El contenido de puzolana de estos cementos se encuentra entre 15% y 40% en peso. El tipo Ip puede ser empleado en construcciones en general y el tipo p se utiliza en construcciones en donde no sean necesarias resistencias altas a edades tempranas como estructuras masivas, como estribos, presas y pilas de cimentacin. En algunos aspectos es comparable al cemento tipo IV.

1.5.9 CEMENTOS NATURALES

Los cementos naturales son el resultado de la calcinacin de las rocas calizas y arcillosas como la marga, en hornos similares a los de cal y a temperatura entre 1000c y 1200c para la expulsin del anhdrido carbnico y pulverizando el producto obtenido.

El color de este tipo de cemento varia de amarillo a caf, su peso especifico es de 2.8 a 3.0 y su peso volumtrico es de 1200kg/m3. su pasta de consistencia normal requiere mas agua y su fraguado es mucho mas rpido, perro con menos desprendimiento de calor, que el del cemento Prtland artificial. el tiempo de fraguado inicial de una pasta de consistencia normal, hecha con cemento natural, varia entre 15 y 60 minutos y el tiempo de fraguado final, tiene un valor mximo de tres horas. Un fuerte aire o exceso de agua prolonga los tiempos dados.

Se distinguen los siguientes tipos:1.5.9.1 CEMENTO NATURAL RAPIDO

Su fraguado finaliza antes de los 30 minutos. Esta normalizada una sola categora. Designacin: nr-20.

1.5.9.2 CEMENTO NATURAL LENTO

Las normas establecen dos categoras. el fraguado se inicia en ambas a los 30 minutos y termina antes de las 12 horas.

Designaciones: cemento nl-30 y cemento nl-80.

1.5.9.3 CEMENTO ZUMAYA

Es todo cemento natural resistente al agua de mar, de fraguado rpido en la regin cementera de zumaya. su fraguado finaliza entre los 5 y 25 minutos. Designacin: cemento cz

1.5.10 CEMENTO DE ALTA ALUMINA O ALUMINOSOS

Tambin llamado cemento fundido que contiene aluminatos de calcio en vez de silicatos de calcio. Es un cemento refractario, o sea, que se utiliza para exposiciones a altas temperaturas en hornos, hornos de fundicin y estructuras similares. Fragua y desarrolla resistencia mas rpidamente que el cemento Prtland. Un mortero o un concreto que contenga una mezcla de cemento Prtland y de cemento aluminoso endurecen en unos cuantos minutos. Este cemento no debe usarse para fines estructurales.

1.5.11 CEMENTO DE ESCORIA

El cemento tipo s, de escoria, se usa comnmente donde se requiere resistencias inferiores. Este cemento se fabrica por medio de alguno de los siguientes procesos: (1) mezclando escoria molida de alto horno y cemento Prtland, (2) mezclando escoria de lato horno y cal hidratada, o (3) la combinacin de mezclar escoria molida de alto horno, cemento Prtland y cal hidratada. El contenido mnimo de escorias es del 70% del peso de cemento de escoria. Se puede designar la inclusin de aire en un cemento de escoria agregando el sufijo a, por ejemplo, cemento tipo s-a.

1.5.12 CEMENTO DE MAGNESITA

Tambin llamado cemento de oxicloruro de magnesio o sorel. Se fabrica combinando oxido de magnesia con una solucin saturada da cloruro de magnesio en la obra. Tiene buenas propiedades elsticas y de resistencia. se usa para terrazo por que se pule fcilmente, y se utiliza mucho en pisos de poco peso en los edificios de apartamentos.

1.5.13 CEMENTOS ESPECIALES

Existen tipos especiales de cemento que no estn necesariamente incluidos en las especificaciones ASTM; algunos de ellos contienen cemento Prtland. Enseguida se comentan algunos.1.5.13.1 CEMENTO PARA POZO PETROLERO

Los cementos para pozo petrolero, empleados para sellar pozo de petrleo, normalmente estn hechos de clinker de cemento Prtland o de cementos hidrulicos mezclados. Generalmente deben tener un fraguado lento y deben ser resistentes a temperaturas y presiones elevadas. Las especificaciones para ensayes y materiales para cementos destinados a pozos del American Petroleum Institute (especificacin ap1 10), incluyen los requisitos para 9 clases de cemento para pozo (clase a hasta h y j). Cada clase resulta aplicable para usarse en un cierto rango de profundidades de pozo, temperaturas, presiones y ambientes sulfatados.

1.5.13.2 CEMENTO IMPERMEABLE

Contiene agregados repelentes al agua, como por ejemplo estearatos, o lalos y sebo, fabricado en color blanco y gris. Al concreto y al mortero que contienen este cemento se le proporciona cierto grado de repelencia al agua, pero los lcalis liberados durante la hidratacin del cemento reaccionan con el agente impermeabilizante y tienden a disminuir su efectividad, de tal modo que reduce la transmisin capilar de agua a presiones bajas o nulas, sin embargo no detiene la transmisin de vapor de agua.

1.5.13.3 CEMENTO PLASTICO

Los cementos plsticos se hacen aadiendo agentes plastificantes, en una cantidad no mayor del 12% del volumen total, al cemento Prtland del tipo I o II durante la operacin de la molienda. Estos cementos comnmente son empleados para hacer morteros y aplanados.

1.5.13.4 CEMENTOS DE FRAGUADO REGULADO

Es un cemento que, cuando se mezcla con agua, forma una pasta que aumenta significativamente de volumen durante el fraguado y el endurecimiento y aun despus se ha usado para disminuir la contraccin de concreto, generalmente con cemento Prtland regular, minimizando al agrietamiento. Tambin se ha empleado como cemento autoesforzante en los trabajos con concreto reesforzado.

No todos lo fabricantes lo elaboran.

Las especificaciones para el cemento Prtland limitan su composicin qumica y sus propiedades fsicas. la comprensin del significado de alguna de estas propiedades fsicas es til para interpretar los resultados de las pruebas que se efectan al cemento. en general las pruebas de las propiedades fsicas del cemento deben ser utilizadas exclusivamente para evaluar las propiedades del cemento mas que para el concreto.

1.6 COMPUESTOS QUIMICOS EN EL CEMENTO PORTLAND

Durante la calcinacin en la fabricacin del clinker de cemento Prtland, el oxido de calcio se combina con los componentes cidos de la materia prima para formar cuatro compuestos fundamentales que constituyen el 90% del peso del cemento. Tambin se encuentran presentes yeso y otros materiales. A continuacin se presentan los compuestos fundamentales, sus formulas qumicas, y sus abreviaturas:

Silicato Tricalcico3CaOSiO2C3S

Silicato Dicalcico2CaOSiO2C2S

Aluminato Tricalcico3CaOAl2O3C3A

Aluminoferrito Tetracalcico4CaO Al2O3 Fe2O3C4AF

En presencia del agua los cuatro compuestos se hidratan para formar nuevos compuestos que constituyen la infraestructura de la pasta de cemento endurecido en el concreto. Los silicatos de calcio C3S y C2S, que constituyen acerca del 75% del peso del cemento, se hidratan para formar los compuestos de hidrxido de calcio e hidrato de silicato de calcio (gel de tobermorita). El cemento hidratado contiene aproximadamente un 25% de hidrxido de calcio y un 50% de gel de tobermorita en peso. El C3A reacciona con el agua y con el hidrxido de calcio para formar el hidrato de aluminato tetracalcico. El C4AF reacciona con el agua para formar hidrato de aluminoferrito de calcio. El C3A, el yeso y el agua se pueden combinar para formar el hidrato sulfoaluminatode calcioEn el clinker y en el cemento, el C3S y el C2S son tambin conocidos como alita y belita, respectivamente. A estos y a otros compuestos se les puede observar y analizar por medio del empleo de tcnicas de microscopa.

A partir del anlisis qumico del cemento es posible calcular el porcentaje aproximado para cada compuesto. Para determinar con mayor precisin los porcentajes de los compuestos se pueden utilizar tcnicas de difraccin de rayos x.El silicato triclcico, C3S, se hidrata y endurece rpidamente y es responsable en gran medida del fraguado inicial y la resistencia temprana. En general la resistencia temprana del concreto de cemento Prtland es mayor con porcentajes superiores de C3S.

El silicato dicalcico, C2S, se hidrata y endurece lentamente y contribuye en gran parte al incremento de resistencia a edades mayores de una semana.

El aluminato tricalcico, C3A, libera una gran cantidad de calor durante los primeros das de hidratacin y endurecimiento. Tambin contribuye levemente el desarrollo de la resistencia temprana. El yeso, que se agrega al cemento durante la molienda final, retrasa la velocidad de hidratacin del C3A. Sin el yeso, un cemento que contuviera C3A fraguara rpidamente. Los cementos con bajos porcentajes de C3A son particularmente resistentes a los suelos y aguas que contienen sulfatos.

El aluminoferrito tetracalcico, C4AF reduce la temperatura de formacin del clinker, ayudando por tanto a la manufactura del cemento. Se hidrata con cierta rapidez pero contribuye mnimamente a la resistencia. La mayora de efectos de color se debe al C4AF y a sus hidratos.1.7 PROPIEDADES DEL CEMENTOLa mayor parte de especificaciones para el cemento Portland limitan su composicin qumica y sus propiedades fsicas. La comprensin del significado de algunas de estas propiedades fsicas es til para interpretar los resultados de las pruebas que se efectan al cemento. En general, las pruebas de las propiedades fsicas del cemento deben ser utilizadas exclusivamente para evaluar las propiedades del cemento ms que para el concreto. Las normas ASTM C 150 y C 595 limitan las propiedades de acuerdo al tipo de cemento. El cemento debe ser muestreado de conformidad con la norma ASTM C 183. 1.7.1 FINURA

La finura del cemento influye en el calor liberado y en la velocidad de hidratacin. A mayor finura del cemento, mayor rapidez de hidratacin del cemento y por lo tanto mayor desarrollo de resistencia. Los efectos que una mayor finura provoca sobre la resistencia se manifiestan principalmente durante los primeros 7 das. La finura se mide por medio del ensaye del turbidimetro de wagner, ( ASTM C 115),el ensaye de Blaine de permeabilidad al aire ( ASTM C 204), o con malla no.325 (45 micras) (ASTM C 430). Aproximadamente del 86% al 95% de las partculas del cemento son menores a 45 micras.1.7.2 SANIDAD

La sanidad se refiere a la capacidad de una pasta endurecida para conservar su volumen despus del fraguado. La expansin destructiva retardada o falta de sanidad es provocada por un exceso el las cantidades de cal libre o de magnesia. Casi todas las especificaciones para el Cemento Portland limitan los contenidos de magnesia (periclasa), as como la expansin registrada en la prueba de auto clave. Desde que en 1943 de adopto la prueba de expansin en autoclave (ASTM C 151), prcticamente no han ocurrido casos de expansin anormal que puedan atribuirse a falta de sanidad.1.7.3 CONSISTENCIA

La consistencia se refiere a la movilidad relativa de una pasta de cemento o mortero recin mezclado o bien a su capacidad de fluir. Durante el ensaye de cemento, se mezclan pastas de consistencia normal misma que se define por una penetracin de 10 +_1 mm. de la aguja de Vicat, mientras se mezclan morteros para obtener ya sea una relacin agua-cemento fija o para producir una cierta fluidez dentro de un rango dado, el cual se determina en una mesa de fluidez, tal como se describe en la Norma ASTM C 230. Ambos mtodos, el de consistencia normal y el de prueba de fluidez sirven para regular los contenidos de agua de las pastas y morteros respectivamente, que sern empleados en pruebas subsecuentes. Ambos permiten comparar distintos ingredientes con la misma penetracin o fluidez.

1.7.4 TIEMPO DE FRAGUADO

Para determinar si un cemento fragua de acuerdo con los tiempos especificados en la Norma ASTM C 150, se efectan pruebas usando el aparato de Vicat ( ASTM C 191) o la aguja de Gillmore. El fraguado inicial de la pasta de cemento no debe ocurre demasiado pronto; y el fraguado final tampoco debe ocurrir demasiado tarde. Los tiempos de fraguado indican si la pasta est desarrollando sus reacciones de hidratacin de manera normal. El yeso regula el tiempo de fraguado en el cemento. Tambin influyen sobre el tiempo de fraguado, la finura del cemento, la relacin agua-cemento, y los aditivos usados. Los tiempos de fraguado de los concretos no estn relacionados directamente con los tiempos de fraguado de las pastas debido a la perdida de agua en el aire (evaporacin) o en los lechos y debido a las diferencias de temperaturas en la obra en contraste con la temperatura controlada que existe en el laboratorio. 1.7.5 EL FRAGUADO FALSO

El fraguado falso ( Norma ASTM C 451 para el mtodo de la pasta y Norma ASTM C 359 para el mtodo del mortero), se comprueba con una considerable perdida de plasticidad sin que se desarrolle calor en gran abundancia poco tiempo despus del mezclado, este puede llegarse a conocer ya sea por el mtodo de la pasta o por el mtodo del mortero. Desde el punto de vista de la colocacin y del manejo, las tendencias del cemento Prtland a provocar fraguado falso no causara dificultades si el concreto se mezcla un mayor tiempo de lo normal o si es remezclado sin agregarle agua antes de ser transportado y colado.

1.7.6 RESISITENCIA A LA COMPRESION

La resistencia a la compresin especificada en la Norma ASTM C 150, es la obtenida a partir de pruebas en cubos de mortero estndar de 5 cm., ensayados de acuerdo a la Norma ASTM C 109. Estos cubos se hacen y se curan de manera prescrita y utilizando una arena estndar.

1.7.7 PERDIDA DE IGNICION

La perdida por ignicin del cemento Prtland de determina calentando una muestra de cemento de peso conocido a 900C o 100C, hasta que se obtenga un peso constante. Se determina entonces la perdida en peso de la muestra. Normalmente una perdida por ignicin elevada indica prehidratacin y carbonatacion que pueden ser causadas por un almacenamiento prolongado e inadecuado o por adulteraciones durante el trasporte y la descarga. El ensaye para la perdida por ignicin se lleva a cabo de acuerdo con la Norma ASTM C 114.1.7.8 PESO ESPECIFICO

Generalmente el peso especfico del cemento Prtland es de 3.15. El cemento Prtland de escoria de alto horno y los cementos Prtland-puzolana pueden tener valores de pesos especficos de aproximadamente 2.90. El peso especifico de un cemento, determinado con la norma ASTM C 188 no es indicador de la calidad del cemento; su uso principal se tiene en los clculos de proporcionamiento de mezclas.

1.3.1 CEMENTO PORTLAND ORDINARIO (CPO)

Tabla B.1.1- recomendaciones prcticas para la utilizacin del cemento Prtland ordinario.

Tipo de cementoClase resistenteUtilizable para:No recomendables, salvo precauciones especiales, para:Precauciones:

Cemento Prtland ordinario (CPO)20Obras de concret en masa, de pequeo o mediano volumen. Obras de concreto armado. Algunas obras o elementos de concreto pretensado. Prefabricacin con tratamientos higrotermicos. Pavimentacin y firmes en carreteras. Estabilizacin de suelos.Obras en ambientales, aguas y terrenos agresivos. Obras de concreto en masa, de gran volumen, especialmente con dosificaciones altas.Cuidar el almacenamiento, tratando de que no se prolongue mas de tres meces.

30 y 30RObras de concreto armado en las que se requiere un endurecimiento ms rpido de lo normal. Obras o elementos de concreto pretensado. Prefabricacin, incluso con tratamiento higrotermicos.Obras en ambintales, aguas y terrenos agresivos. Obras y piezas de concreto armado, de mediano o de gran volumen o espesor, y estructuras fcilmente figurables por retraccin tanto plstica como trmica e hidrulica.Cuidar el almacenamiento, tratando de que no se prolongue mas de dos meces. Cuidar la dosificacin (en peso), el amasado y, especialmente, el curado. Tomar las medidas necesarias para evitar figuraciones por retraccin, particularmente durante las primeras horas (retraccin plstica), y en caso de piezas y elemento voluminosos, o de pequeo espesor.

40 y 40RObra especiales de concreto armado de endurecimiento muy rpido y de muy altas reisitencias a toda edad. Obras o elemento de concreto pretensado en los que se de la misma circunstancia. Refabricacin muy cuidada. Fabricacin de concreto en tiempo o clima muy fri. Descimbrado, desencofrado y desmoldado muy rpidos.Obras en ambientes aguas o terrenos agresivos. Obras de concreto armado de mediano volumen espesor, y estructuras figurables por retraccin tanto trmica como hidrulica.Cuidar el almacenamiento, tratando de que no se prolongue ms de un mes. Cuidar la dosificacin (en peso), el amasado y, muy especialmente, el curado. Tomar medida para evitar figuraciones por retraccin, particularmente durante las primeras horas (retraccin plstica), y en el caso de piezas y elementos voluminosos y/o con dosificaciones incluso bajas.

B.1.3.2 cemento Prtland puzolanico (CPP)

El cemento Prtland puzolanico es idneo para prefabricacin mediante tratamiento higrotermico del concreto, bien con vapor libre o, mejor todava con vapor a presin en autoclave. As mismo el cemento Prtland puzolanico va particularmente bien en el caso forzado de tener que emplear en el concreto agregados reactivos con los lcalis del cemento Prtland ordinario, en el primer lugar por que la adicin del puzolanio redujo la proporcin de clinker Prtland y con ella la de los lcalis que este aporta y en segundo lugar por que la propia puzolana fija lcalis y avita o atena la accin sobre los agregados reactivos. Aparte de otros aspectos especficos, de la naturaleza y consideracin fsica.

Tambin el cemento Prtland puzolanico es de bajo calor de hidratacin, pudiendo dar la totalidad, o mucho de ellos, sobre todo a cortas edades, calores de hidratacin inferiores incluso a los de la generalidad del cemento Prtland ordinario del tipo CPO-BCH.

Por todas estas circunstancias, lo cementos Prtland puzolanicos son idneos para obras de concreto en contacto con aguas agresivas de cualquier naturaleza, pero no en particular puras, carbnicas y ligeramente acidas. Son as mismo aptos para concreto en grandes masas en que intente evitar una gran elevacin de temperatura, y ello la retraccin y fisuracion de origen trmico. Por ambas circunstancias son especialmente indicados para concreto de presas y cimentaciones masivas. No son en cambio, los mas adecuados para concreto pretensado, particularmente con escasos recubrimientos.

Tabla B.1.2. Recomendaciones practicas para la utilizacin del cemento Prtland puzolanico

Tipo de cementoClase persistenteUtilizable para:No recomendables, salvo precauciones especiales, para:Precauciones:

Cemento Prtland puzolanico (CPP)20Obras de concreto en masa y armado.

Pavimentaciones y cimentaciones

Morteros en general.

Prefabricacin con tratamientos higrotermicos.

Concretos mas susceptibles a ataques por aguas puras, carbnicas agresivas o con dbil acidez.

Obras en concreto en masa en grandes volmenes (presas, cimentaciones masivas, muros de contencin, etc.).

Obras en las que se requieran impermeabilidad, a condicin de que la dosificacin sea la adecuada.

Obras en concreto de masa, con ridos sospechosos de reactividad frente a lcalis.

Obras martimas masivas que no requieran resistencias mecnicas elevadas.

Tratamientos hidrotermicos de higrotermicos del concreto.

Concreto pretensado con alambres adheribles.

Fabricacin de concreto en tiempo de heladasLas normales en la dosificacin y en el almacenamiento, tratando de que no se prolonguen ms de tres meses.

Curar adecuada y prolongadamente, en especial en climas secos y fros, evitando desecaciones durante el primer periodo de endurecimiento, en climas calidos y secos.

30, 30R

40 y 40RLos mismos fines que el tipo CPP, clase resistencia 20. Obras de concreto en masa o armado que toleren un moderado calor de hidratacin. Obras de concreto en masa o armado con agregados sospechosos de ractividad frente al lcali. Obras de gran impermeabilidad, con dosificaciones adecuadas. Prefabricacin con tratamiento hidrotermico y higrotermico. Obras de concreto pretensadoLos mismos fines que el tipo CPP, clase resistente 20, excepto concreto pretensado.

Obras en ambientes, aguas y terrenos agresivos.Los mismos fines que el tipo CPP, clase resistente 20, reduciendo el periodo de almacenamiento a no ms de dos meses.

B1.3.3 cemento Prtland con escoria granulada de alto horno es tanto menos vulnerable a la agresin qumica, en general, cuanto mayor es su contenido de escoria (o cuanto menor es su relacin clinker/ escoria), y en particular los menos atacables frente a las agresiones de tipo salino por agua de mar o por sulfatos.

En otro aspecto, el cemento Prtland de escoria granulada de alto es de bajo calor de hidratacin, tanto menor cuanto mayor sea su contenido de escoria.

El cemento Prtland granulada de alto horno, por razn de la escoria, pueden contener sulfuros en determinada proporcin, lo cual puede dar lugar a acciones corrosivas sobre las armaduras, especialmente serias en el cao de concreto pretensado.

Por todo lo que antecede, el cemento Prtland con escoria granulada de alto horno es idneo para concreto en masa o armados (con suficiente recubrimiento de armaduras), que hayan de estar en ambientes agresivos (salinos en general, sulfatadas en particular, o yesiferos), obras en zonas costeras o sumergidas en el mar, o en aguas, suelos y terrenos salinos, sulfatados o selenitosos. Y mayormente as adems de la resistencia qumica se requiere, por la naturaleza y/o ubicacin y/o finalidad de la obra, un bajo calor de hidratacin que evite o disminuya la retraccin trmica y la y la consiguiente fisura.

Tabla B1.3 RECOMENDACIONES PRCTICAS PARA LA UTILIZACION DEL CEMENTO PORTLAND CON ESCORIA GRANULADA

Tipo de cemento Clase resistenteUtilizable para:No recomendables, salvo precauciones especiales , para:Precauciones:

Cemento Prtland con escoria granulada de alto horno (CPEG)20Obras de concreto en masa, incluso de gran volumen, que requieran de bajo calor de hidratacin.

Pavimentaciones y cimentaciones.

Obras subterrneas.

Estabilizacin de suelos, suelo cemento y grava cemento.

Morteros de recubrimiento, agarre y juntas, salvo problemas de coloracin.

Obras martimas masivas de mediana resistencia.

Refabricacin con tratamientos hidrotermicos e higrotermicos.

Concreto pretensado con alambres adherentes.

Fabricacin de concreto a bajas temperatura o en tiempos de helada.

Obras en que importe el aspecto exterior del concreto (manchas).Las normales en la dosificacin y en el almacenamiento, tratando de que este no se prolongue ms de tres meses.

Curar adecuadamente y prolongadamente, especial en climas fros o a temperaturas bajas, evitando al mximo la desecacin prematura y empleando productos de curado, si es preciso.

30, 30R

40, 40RLos mismos fines que el tipo CPEG, clase resistente 20, en empleos que exijan resistencias aun mas altas y adems en:

Prefabricacin con tratamientos hidrotermicos. Los mismos fines que el tipo CPGE, clase resistente 20Los mismos prcticamente que para el tipo CPEG, clase resistente 20, reduciendo el periodo de almacenamiento a no mas de dos meses.

Curado y desecacin.

1.3.4 CEMENTO PORTLAND COMPUESTO (CPC)

En principio, los cementos Prtland compuesto en general, perteneciente a una misma clase resistente, son equivalentes desde al punto de vista de utilizacin practica, a efectos estructurales. Entre el empleo de unos u otros cementos pueden existir algunas diferencias, en funcion de la consistencia o de las relaciones agua/cemento de los concretos.

A efectos de durabilidad, resistencia qumica (excepto corrosin de armadura), calor de hidratacin, retraccin y fisuracion, o tratamiento higrotermicos, y a igualdad de todo lo dems, en principio sern preferibles los cementos Prtland compuesto a los cementos Prtland ordinario, a no ser que estos tengan algunas de las caractersticas especiales incluidas en las mismas, tales como bajo calor de hidratacin y/o resistente a los sulfatos.

TABLA B.1.4 RECOMENDACIONES PRCTICAS PARA LA UTILIZACION DEL CEMENTO PORTLAND COMPUESTO.

Tipo de cementoClase resistenteUtilizable para:No recomendables, salvo precauciones especiales, para:Precauciones:

Cemento Prtland compuesto (CPC)20Prcticamente todo los fines de los tipos CPEG y CPP, de las clases resistentes correspondientes, habida cuanta de que sus propiedades u comportamiento se pueden considerar como suma ponderada, segn sea la composicin, de las propiedades y comportamientos de dichos tipos de cemento y clases resistentesPrcticamente los mismos casos limitativos de los tipos CPEG y CPP, de las correspondientes clases resistentes, por los mismos motivos.Prcticamente las mimas que para el resto de los tipos CPEG y CPP, de las clases resistentes correspondientes por razones anlogas.

30, 30R

40 y 40RPrcticamente todos lo fines de los tipos CPEG y CPP, ya que sus propiedades y comportamientos se pueden considerar como suma ponderada segn las propiedades y comportamientos de dichos tipos de cemento y clases resistentesPrcticamente los mismos casos limitativos de los tipos CPEG y CPP, de las correspondientes clases resistentes, por los mismos motivos.Prcticamente las mimas que para los tipos CPEG y CPP, de las clases resistentes correspondientes por razones anlogas.

B1.3.5 CEMETO PORTLAND CON HUMO DE SILICE (CPS)

La utilizacin del cemento Prtland con humo de slice requiere a veces el uso de enrgicos superfluidificantes reductores de agua en el concreto, a fin de mantener aceptablemente baja las exigencias de aguas del mismo y su retraccin hidrulica de secado, esto se debe a que el humo de slice es un producto que consta de partculas muy finas de slice amorfa, con una superficie especifica 50 veces mayor que la de un cemento Prtland ordinario.

TABLA B1.5 RECOEMNDACIONES PRCTICAS PARA LA UTILIZACION DEL CEMENTO PORTLAN CON HUMO DE SILICE.Tipo de cementoClase resistenteUtilizable para :No recomendables, salvo precauciones especiales, para:Precauciones

Cemento Prtland con humo de slice (CPS)20Obras de concreto en masa y armado.

Pavimentaciones y cimentaciones.

Morteros en general.

Prefabricacin con tratamientos higrotermicos.

Obras en las que se requieran impermeabilidad, a condicin de que la dosificacin sea la adecuada.Concreto pretensado con alambres adherentes.

Fabricacin de concreto en tiempo de heladasLas normales en la dosificacin y en el almacenamiento, tratando de que no se prolongue ms de tres meses.

Curar adecuada y prolongadamente, en especial en climas secos y fros, evitando desecaciones durante el primer periodo de endurecimiento, en climas calidos y secos.

30, 30R

40 y 40RLos mismos fines que en el tipo CPS, clase resistente 20, obras de impermeabilidad, con dosificaciones adecuadas.

Prefabricacin con tratamiento hidrotermico e higrotermico.Los mismo fines que el tipo CPS, clase resistente 20, excepto concreto pretensado.

Obras en ambientes, aguas y terrenos agresivos.Los mismos fines que el tipo CPS, clase resistente 20, reduciendo el periodo de almacenamiento a no ms de dos meses.

B1.3.6 CEMENTO CON ESCORIA GRANULADA DE ALTO HORNO (CEG)

El cemento con escoria granulada de alto horno es utilizable en aquellos casos en que, no exigindose unas reisitencia mnimas altas ni una grande o mediana velocidad de endurecimiento, le pueden afectar al concreto problemas de fuerte agresividad salina por parte de yesos, sulfatos en general o agua de mar. Tambin se podrn utilizar cuando, siendo compatibles con el resto de las circunstancias del caso, este exija la condicin de un calor de hidratacin muy bajo.

El cemento con escoria granulada de alto horno no es, en cambio, recomendable para concreto pretensado, ni para armado con armaduras de dimetro pequeo y escaso recubrimiento.

Tabla B1.6 RECOMENDACIONES PRCTICAS PARA LA UTILIZACION DEL CEMENTO PORTLAND CON ESCORIA GRANULADA.

Tipo de cementoClase resistente Utilizable para:No recomendable , salvo precauciones especiales, para:Precauciones:

Cemento con escoria granulada de alto horno (CEG)20Obras de concreto en masa, incluso de gran volumen del que requiere un calor de hidratacin bajo

Obras de concreto en masa en ambientes hmedos o agresivos por salinidad en general (zonas litorales) o por sulfatos de aguas y de terrenos.

Pavimentaciones, cimentaciones y obras subterrneas.

Estabilizacin de suelos, suelo concreto y grava cemento.

Obras martimas. Concreto armado y presentado.

Concreto a bajas temperaturas.

Obras de gran superficie y poco espesor, en las que importe el aspecto externo del concreto (manchas).

Concreto en ambientes muy secos.Las mismas que la del tipo CEPG, clase resistente 20, sobre todo en lo referente al curado y a la desecacin.

Extremar las relativas a las dosificaciones mnimas y a la compacidad.

Evitar su empleo, salvo precauciones extremas de curado, en ambientes muy secos.

Fabricacin de concreto en tiempo fri y desecacin, en el caso del concreto armado.

30 y 30RLos mismos fines que el tipo CEG, clase resistente 20, siempre que se requieran resistencias mecnicas aun mayores Los mismos fines que el tipo CEG, clase resistente 20.Las mismas que para el tipo CEG, clase resistente 20.

B.1.4 CARACTERISTICAS ESPECIALES DE LOS CEMENTOS

Se consideran caractersticas especiales de los cementos: la resistencia de los sulfatos, la baja ractividad lcali agregado, el bajo calor de hidratacin y el color blanco. Los respectivos cementos tendrn una designacin adicional deacuerdo con la caracterstica especial de cada uno. Estos cementos debern cumplir todas las especificaciones mencionada en esta norma mexicana.

B.1.4.1 RESISTENCIA DE LOS SULFATOS (RS)

Tabla B.1.7 recomendaciones practicas para la utilizacin de cemento resistente a los sulfatos.

Caracterstica especialUtilizable para:No recomendables, salvo precauciones especiales, para:Precauciones:

Resistencia a los sulfatos (RS)Concreto en contacto con aguas y terrenos yesiferos o que contienen otros sulfatos, y concreto en contacto con aguas marinas o en ambientes martimos.

Concretos sometidos a la accin de los sulfatos (calcicos y/o magnesicos) de aguas o terrenos.

Concretos sometidos a la accin del agua de mar (sulfato y cloruros alcalino y alcalinotrreos).No existen contraindicaciones para estos cementos, distintas de las que corresponden a los de su mismo tipo y clase resistente, en cada caso, siempre que se tenga en cuenta las precauciones respectivas.Emplear siempre los materiales y las dosificaciones adecuadas en cada caso. Cuidar todas las etapas de la tecnologa del concreto, y muy especialmente el curado, y, en su caso, la proteccin adicional o complementaria del materia.

Tener en cuenta que, a efecto de durabilidad, hace mas un buen diseo del concreto (dosificacin del cemento, relacin agua/cemento, naturaleza y granulometra de los agregados, etc.) que garanticen una suficiente densidad, conpasidad, impermeabilidad a loe fluidos e impenetrabilidad a lo iones agresivos, que la seleccin de humos o otros cemento mas o menos adecuados.

En otras palabras, con un cemento que no sea el mas idneo para un determinado medio agresivo, un concreto muy compacto e impermeable resistente mas y mejor que otro compacto y mas vulnerable, aunque este se haya hecho con el cemento adecuado.

B.1.4.2 BAJA REACTIVIDAD ALCALI AGREGADO (BRA)

Tabla B.1.8 recomendaciones practicas para la utilizacin de cemento con baja ractividad lcali agregado.

Caracterstica especial.Utilizable para:No recomendables, salvo precauciones especiales, para:Precauciones.

Baja reactividad lcali agregado (BRA)Obras de concreto en masa, con agregado sospechoso de ractividad frente al alcalicisNo existen contraindicaciones para estos cementos, distintas de las que corresponde a los de su mismo tipo y clase resistente, en cada caso, siempre que se tengan en cuenta las precauciones respectivasEmplear siempre los materiales y las dosificaciones adecuadas en cada caso.

Cuidar todas las etapas de la tecnologa del concreto, y muy especialmente el curado, y, en su caso, la proteccin adicional o complementaria del material.

B.1.4.3 BAJO CALOR DE HIDRATACION (BCH).

Tabla B.1.9 recomendaciones practicas para la utilizacin de cemento con bajo calor de hidratacin.

Caractersticas especiales.Utilizacin para:Ni recomendables, salvo precauciones especiales, para:Precauciones:

Bajo calor de hidratacin (BCH)Obras en las que intervienen grandes masas de concreto susceptibles de experimentar fuertes retracciones por variaciones trmicas con peligro de fisuracion y agrietamiento, tales como grandes macizos de presas, cimentaciones; grandes losas.Concreto en tiempo fri y prefabricado.Cuidar mucho el curado, evitando al mximo evaporaciones y desecaciones.

Proteger el concreto cuando sea necesario.

B.1.4.4 BLANCO (B)

Tabla B.1.10 recomendaciones practicas para la utilizacin del cemento blanco.

Caracterstica especialUtilizable para:

No recomendables, salvo precauciones especiales, para:

Precauciones

Blanco (B)Los mismos usos que los cementos Prtland ordinarios de las respectivas clases resistentes, en los casos que se requiera el color blanco o mas claro de os mortero o concreto.

Concretos estructurales blancos de cara vista.

Concretos coloreados (con cemento blanco como base).

Refabricacin de piezas y elementos de mortero y concreto, de color blanco o claroObras en ambientes agresivos, especialmente en contacto con aguas o terrenos yesiferos o que contengas sulfato magnsico.Cuidar el almacenamiento, evitando que se prolongue demasiado, no debiendo pasar de dos meces (30 y 30R) o de un mes (40 y 40R). Cuidar la dosificacin (en peso), el mezclado y, sobretodo, el curado. Tomar medidas para evitar figuraciones por retraccin, particularmente durante las primeras horas y en el caso de piezas o elementos voluminosos. En el caso de utilizar agregados pigmentados para obtener morteros y concretos coloreados, asegurarse de su idoneidad y compatibilidad con el cemento, a efectos de fraguado, resistencia mecnica, estabilidad de volumen y durabilidad.

II.- AGREGADOS PARA EL CONCRETO

La importancia de utilizar el tipo y la calidad adecuada de agregados, no debe ser subestimada, pues lo agregados finos y gruesos ocupan comnmente de 60% a 75% del volumen del concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente en las propiedades del concreto recin mezclados y endurecidos en las proporciones de la mezcla, y en la economa.

Los agregados finos comnmente consisten en arena natural o piedra triturada siendo la mayora de sus partculas menores que 5 mm. Los agregados gruesos consisten en una grava o una combinacin de gravas o agregado triturado cuyas partculas sean predominantemente mayores que 5 mm y generalmente entre 9.5 mm y 38 mm. Algunos depsitos naturales de agregados, a veces llamados gravas de mina, consisten en grava y arena que pueden ser utilizadas en el concreto luego de un tratamiento mnimo. La grava y la arena naturales, usualmente se excavan o se dragan de alguna mina, ri, lago o lecho marino. El agregado triturado se produce triturando roca de cantera, piedra bola, guijarros, o grava de gran tamao. La escoria de alto horno enfriada al aire y triturada tambin se utiliza como agregado grueso o fino.

Normalmente los agregados se lavan y se gradan en la mina o planta. Se puede esperar cierta variacin en el tipo, calidad, limpieza, granulometra, contenido de humedad as como en otras propiedades. Cerca de la mitad de los agregados gruesos empleados en el concreto de Cemento Prtland en los Estados Unidos de Norteamrica son gravas; la mayor parte del resto son piedras trituradas.

Los agregados para concreto que se encuentran en estado natural, son una mezcla de rocas y minerales. Un mineral es una sustancia slida natural que tiene una estructura interna ordenada y una composicin qumica que vara dentro de lmites muy estrechos. Las rocas (que dependiendo de su origen se pueden clasificar como gneas, sedimentara o metafricas), se componen generalmente de varios minerales. Por ejemplo, el granito contiene cuarzo, feldespato, mica y otros cuantos minerales; la mayor parte de las calizas consiste en calcita, dolomta y pequeas cantidades de cuarzo, feldespato y arcilla. El intemperismo y la erosin de las rocas producen partculas de piedra, grava, arena, limo y arcilla.

El concreto reciclado, o concreto de desperdicio triturado, es una fuente factible de agregados y una realidad econmica donde escaseen agregados de calidad. Se puede emplear equipo convencional de trituracin, y actualmente se estn desarrollando nuevos equipos para reducir el ruido y el polvo.

Los agregados deben cumplir ciertas reglas para darles un uso ingenieril ptimo: deben consistir en partculas durables, limpias, duras, resistentes y libres de productos qumicos absorbidos, recubrimientos de arcilla y de otros materiales finos que pudieran afectar la hidratacin y la adherencia de las pasta de cemento. Las partculas de agregado que sean desmenuzables o susceptibles de resquebrajarse son indeseables. Los agregados que contengan cantidades apreciables de esquisto o de otras rocas esquistosas, de materiales suaves y porosos, y ciertos tipos de horstento debern evitarse en especial, puesto que tienen baja resistencia al intemperismo y pueden ser causa de defectos en la superficie tales como erupciones.

La identificacin de los constituyentes de un agregado, no pueden proporcionar por si sola fundamentos para predecir el comportamiento de los agregados durante su servicio. A menudo la inspeccin visual revelar debilidades en los agregados gruesos. Los registros de servicio son de gran utilidad para evaluar a los agregados. A falta de un registro de comportamiento, se debern ensayar los agregados antes de ser utilizados en el concreto. Los agregados mas comnmente empleados, como arena, grava, piedra triturada y escoria de alto horno enfriada al aire, producen concreto fresco o recin mezclado de peso normal, pesando aproximadamente 2160 a 2560 Kg./m3. Los agregados de esquisto, pizarra, arcilla, y escoria esponjados se utilizan para producir un concreto ligero estructural con un peso volumtrico fresco que vara aproximadamente de 1440 a 1920 Kg. /m3. Otros materuales ligeros, como: piedra pmez, escoria, perlita, vermiculita, y diatomita se usan para producir concretos ligeros aislantes que pesan de 240 a 1440 Kg./m3. Para producir concreto muy denso y concreto de blindaje contra la radiacin, se usan materiales pesados, como: la barita, limonita, magnetita, ilmenita, ematita, hierro y partculas de acero (Normas ASTM C 637 y C 638).

Los agregados de peso normal deben cubrir los requisitos de la norma ASTM C 33. Esta especificacin limita las cantidades permisibles de sustancias deletreas e informa de los requisitos para las caractersticas de los agregados. No obstante el hecho que los agregados satisfagan los requisitos de la norma ASTM C 33 no garantiza necesariamente un concreto libre de defectos. Tal cumplimiento se lleva a cabo por medio de alguna o varias de las diversas pruebas estandarizadas ASTM que se citan en las secciones y tablas subsecuentes.

Para alcanzar una consolidacin adecuada del concreto, la cantidad deseable del aire, agua, cemento, y agregado fino (es decir, la fraccin de mortero), es de aproximadamente 50% a 65% del volumen absoluto (45% a 60% en peso). El agregado redondeado, tal como la grava, demanda valores ligeramente inferiores, en tanto que los agregados demandan valores ligeramente superiores. El contenido de agregado fino, vara normalmente de 35% a 45% en peso o en volumen sobre el contenido total de agregados.

CARACTERISTICAS DE LOS AGREGADOS

Las caractersticas de importancia en los agregados para el concreto, se enlistan en la tabla 4-2 en casi todas se tratan en esta seccin.

GRANULOMETRIA.

La granulometra es la distincin de los tamaos de las partculas de un agregado tal como se determina por anlisis de tamices (norma ASTM. 136). El tamao de la partcula el agregado se determina por medio de tamices de malla y de alambre con coberturas cuadradas. Los siete tamices estndar ASTM C 33 para agregado fino tiene coberturas que varan desde la malla no. 100 (150 micras) hasta 9.52 mm.

Tabla 4.1 componentes minerales y rocosos de los agregados.

MINERALES

Slice

Cuarzo

palo

Calcedonia

Tridimita

Cristobalita

Silicatos

Feldespatos

Ferro magnesianos

Hornablenda

Piroxena

Arcilla

Llita

Caolines

Cloritas

Montmorillonitas

Mica

Ceolita

Carbonato

Calcita

Dolomta

Sulfato

Yeso

Anhidrita

Sulfuro de hierro

Pirita

Marcasita

Pirrotita

Oxido de hierro

Magnetita

Hematita

Geotita

Limenita

LimonitaROCAS IGNEAS

Granito

Sienita

Diorita

Gabro

Peridotito

Pegmatita

Vidrio volcnico

Obsidiana

Piedra pmez

Tufa

Cagafierro

Perlita

Vidrio volcnico

Petrosilex

Basalto

ROCAS

SEDIMENTARIAS

Conglomerado

Arenisca

Cuarcita

Grauvaca

Subgrauvaca

Arcosa

Piedra arcillosa, piedra de aluvin, argilita, y arcilla esquistosa

Carbonatos

Caliza

Dolomta

Marga

Greda

Horsteno

ROCAS METAFORMICAS

Mrmol

Metacuarcita

Pizarra

Filita

Esquisto

Anfibolita

Hornfelsa

Gneis

Serpentinita

Los trece tamices estndar para agregado grueso tienen aberturas que varan desde 1.18mm hasta 102mm. En la norma ASTM E 11 se enlistan las tolerancias para los tamaos de las aberturas en las mallas.

Los nmeros de tamao (tamao de granulometra), para el agregado grueso se aplican a las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que pasan a travs de un arreglo de mallas. Para la construccin de vas terrestres, la norma ASTM D 448 enlista los trece nmeros de tamao de la ASTM C 33 ms otros seis nmeros de tamao para agregado grueso.

La arena o agregado fino solamente tiene un rango de tamao de partculas.

La granulometra y los lmites de granulometra, se expresan usualmente como el porcentaje de material que pasa cada malla.

Existen varias razones por las que se especifican los lmites de la granulometra y el tamao mximo de agregado. La granulometra y el tamao mximo de agregado afectan las proporciones relativas de los agregados as como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economa, porosidad, contratacin y durabilidad del concreto. Las variaciones en la granulometra pueden afectar seriamente a la uniformidad del concreto de una revoltura a otra. Las arenas muy finas a menudo resultan antieconmicas; las arenas muy gruesas y el agregado grueso pueden producir mezclas rgidas, no trabajables. En general, aquellos agregados que no tienen una gran deficiencia o exceso de cualquier tamao y tienen una curva granulomtrica suave producirn los resultados ms satisfactorios.

Durante los primeros aos de tecnologa del concreto, a veces se supona que el porcentaje mnimo de vacos (mxima densidad de agregados), era lo ms adecuado para el concreto. Al mismo tiempo, se colocaba lmites sobre la cantidad y el tamao de las partculas ms pequeas. Actualmente se sabe que, aun siguiendo esta base, no se trata de mejor objetivo para el diseador de mezclas. Sin embargo la produccin de un concreto satisfactorio y econmico, requiere de agregados con un bajo contenido de vacos, pero sin llegar al mnimo. Los vacos en los agregados se pueden ensayar de acuerdo a la norma ASTM C 29.

En realidad la cantidad necesaria de pasta de cemento es mayor que el volumen de vacos que existen entre los agregados.

GRANULOMETRA DE LOS AGREGADOS FINOS.

Los requisitos de la norma ASTM C 33, permiten un rango relativamente en la granulometra del agregado, pero las especificaciones de otras organizaciones son ms limitantes. La granulometra mas convenirte para el agregado fino, depende del tipo de trabajo, de la riqueza de la mezcla, y del tamao del agregado grueso. En las mezclas ms pobres, o cuando se emplean agregados gruesos de tamao pequeo, la granulometra que mas se aproxime al porcentaje mximo que pasa por cada criba resulta lo ms conveniente para lograr una buena trabajabilidad. En general, si la relacin agua-cemento se mantiene constante y la relacin de agregado fino o grueso se elige correctamente, se puede hacer uso de un amplio rango en la granulometra sin tener un efecto apreciable en la resistencia.

En ocasiones se obtendr una economa mxima, ajustando la mezcla del concreto para que encaje con la granulometra de los agregados locales. Entre ms uniforme sea la granulometra, mayor ser la economa.

La granulometra del agregado fino dentro de los lmites de la norma ASTM C 33, generalmente es satisfactoria para la mayora de los concretos. Los lmites de la norma ASTM C 33 con respecto al tamao de las Cribas se indican a continuacin.

Tamao de mallaPorcentaje que pasa en peso

9.52mm (3/8)100

4.75mm (no.4)95 a 100

2.36mm (No. 8)80 a 100

1.18mm (No.16)50 a 85

0.60mm (No.30)25 a 60

0.30mm (No.50)10 a 30

0.15mm (No.100)2 a 10

Estas especificaciones permiten que los porcentajes mnimos (en peso) del material que pasa las mallas de 0.30mm (No.50) y de 0.15mm (No.100) sean reducidos a 5% y a 0% respectivamente, siempre y cuando:

1. El agregado se emplee en un concreto de aire incluido que contenga ms de 237kg. De cemento por m3 y que tenga un contenido de aire superior al 3%.

2. El agregado se emplee en un concreto que contenga ms de 296 Kg. de cemento por m3 cuando el concreto no tenga inclusin de aire.

3. Se usa un aditivo mineral aprobado para compensar la deficiencia del material que pase estas dos mallas.

Otros requisitos de la norma ASTM son:

1.- Que el agregado fino no tenga ms del 45% retenido entre dos mallas consecutivas.

2.- Que el modulo de finura no sea inferior a 2.3 ni superior a 3.1, ni que vari en mas de 0.2 del valor tpico de la fuente de abastecimiento del agregado.

En el caso que se sobrepase este valor el agregado fino se deber rechazar a menos que se hagan los ajustes adecuados en las proporciones del agregado fino y grueso.

Las cantidades de agregado fino que pasan las mallas de 0.30mm (No.50) y de 0.15mm (No.100), afectan la trabajabilidad, la textura superficial, y el sangrado del concreto. La mayora de las especificaciones permiten que el 10% al 30% pase por la malla de 0.30mm (No. 50). El lmite inferior puede bastar en condiciones de colado fciles o cuando el concreto tiene un acabado mecnico, como ocurre en el caso de los pavimentos. Sin embargo, en los pisos de concreto acabados a mano o donde se requiera una textura superficial tersa, se deber usar un agregado fino que contenga al menos un 15% que pase la malla de 0.30mm (No. 50) y al menos un 3% que pase la malla de 0.15mm (No. 100).

El modulo de finura (FM) del agregado grueso o del agregado fino se obtiene, conforme a la norma ASTM C 125, sumando los porcentajes acumulados en peso de los agregados retenidos en una serie especificada de mallas y dividiendo la suma entre 100. las mallas se emplean para determinar el modulo de finura son de la 0.15mm (No. 100), 0.30 mm (No.50), 0.60mm (No.30), 1.18mm (No.16), 2.36mm (No.8), 4.75mm (No.4), 9.52mm (3/8), 19.05mm (3/4), 38.10mm (1 ), 76.20mm (3), y 152.40mm (6).

El modulo de finura es un ndice de la finura del agregado-entre mayor sea el modulo de finura, mas grueso ser el agregado. Diferentes granulometras de agregados pueden tener igual modulo de finura. El modulo de finura del agregado fino es til para estimar las proporciones de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto. A continuacin se presenta un ejemplo de la determinacin del modulo de finura de un agregado fino con un anlisis de mallas supuesto:

TAMAO DE LA MALLAPORCENTAJE DE LA FRACCIN INDIVIDUAL RETENIDA EN PESOPORCENTAJE ACUMULADO QUE PASA EN PESOPORCENTAJE ACUMULADO RETENIDO EN PESO

9.52mm (3/8)01000

4.75mm (No.4)2982

2.36mm (No.8)138515

1.18mm (No.16)206535

.60mm (No.30)204555

0.30mm (No.50)242179

0.15mm (No.100)18397

Charola30--

total100283

Modulo de finura =283+100=2.83

GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS GRUESOS

Los requisitos de la norma ASTM C 33 para granulometra de agregados gruesos permiten un amplio rango de granulometras y una diversidad de tamaos de granulometra. La granulometra para un agregado grueso con un tamao mximo puede variar dentro de un rango moderado, sin que se produzca un efecto apreciable en la demanda de cemento y agua si la proporcin de agregado fino a agregado total produce un concreto de buena trabajabilidad. Para producir un concreto trabajable se debern cambiar las proporciones de la mezcla si ocurren fuertes variaciones en la granulometra del agregado grueso. Como estas variaciones son difciles de anticipar, a menudo es ms econmico mantener uniformes el manejo y la manufactura del agregado grueso, de modo que se reduzcan las variaciones en la granulometra.

El tamao mximo del agregado grueso que se utiliza en el concreto tiene su fundamento en la economa. Comnmente se necesita mas agua y cemento para agregados de tamao pequeo que para tamaos mayores. Para una relacin agua-cemento dada la cantidad necesaria de cemento disminuye a medida que aumenta el tamao mximo de agregado grueso.

El costo superior para obtener o manejar agregados mayores que 50mm, puede compensar el ahorro al utilizar menos cemento. Adems de esto, los agregados de tamao mximo distintos, pueden proporcionar resistencias de concreto ligeramente distintas para la misma relacin agua-cemento. En ciertos casos, con la misma relacin agua-cemento, el concreto con el menor tamao mximo de agregado tiene una mayor resistencia a la compresin. Esto es especialmente cierto en el concreto de alta resistencia. El tamao mximo ptimo de agregado grueso para rangos de altas resistencias depende de la resistencia relativa de la pasta de cemento, de la adherencia agregado-cemento, y de la resistencia de las partculas del agregado.

La terminologa empleada para especificar el tamao del agregado grueso, se debe escoger adecuadamente. Tal como se sealo, el tamao de la partcula se determina por el tamao de malla y se aplica al agregado que pasa esa malla y que no pasa la siguiente malla inferior. Cuando se habla de una clasificacin de tamaos de partcula, se usa el nmero de tamao de la granulometra (o tamao de la granulometra). El nmero de tamao se aplica a la cantidad colectiva de agregado que pasa a travs de un arreglo de mallas.

Debido a la costumbre, a veces hay confusin sobre lo que se quiere decir con el tamao mximo del agregado. La Norma ASTM C 125 y el ACI 116 definen a este trmino y lo diferencian del tamao mximo nominal del agregado. El tamao mximo de un agregado de un agregado, es el menor tamao de malla por el cual todo el agregado debe pasar. El tamao mximo nominal de un agregado, es el menor tamao de malla por el cual debe pasar la mayor parte del agregado. La malla de tamao mximo nominal, puede retener de 5% a 15% del agregado dependiendo del nmero de tamao. Por ejemplo, el agregado de nmero de tamao 67 tiene un tamao mximo de 25 mm y un tamao mximo nominal de 19mm. De noventa a cien por ciento de este agregado debe pasar la malla de 19 mm y todas sus partculas debern pasar la malla de 25 mm.

El tamao mximo del agregado que puede ser empleado depende generalmente del tamao y forma del elemento de concreto y de la cantidad y distribucin del acero de refuerzo. Por lo comn el tamao mximo de las partculas de agregado no debe sobrepasar:

1.- Un quinto de la dimensin ms pequea del miembro de concreto.

2.- Tres cuartos del espaciamiento libre entre barras de refuerzo

3.- Un tercio del peralte de las losas.

Estos requisitos se pueden rebasar si, en opinin del ingeniero, la mezcla tiene la trabajabilidad suficiente para colocar el concreto sin que se formen alveolados ni vacos.

AGREGADOS CON GRANULOMETRA DISCONTINUA

En los agregados con granulometra discontinua se han omitido ciertos tamaos de partcula. Para concreto moldeado en el lugar, los agregados con granulometra discontinua tpicos consisten en un solo tamao de agregado grueso siendo todas las partculas de agregado fino capaces de pasar a travs de los vacos del agregado grueso compactado. Las mezclas con granulometra discontinua se utilizan para obtener texturas uniformes en concretos con agregados expuestos. Tambin se emplean en concretos estructurales normales, debido a las posibles mejoras en densidad, permeabilidad, contraccin, fluencia, resistencia, consolidacin y para permitir el uso de granulometras de agregado locales.

Para un agregado de 19.0 mm de tamao mximo, se pueden omitir las partculas de 4.75 mm a 9.52 mm sin hacer al concreto excesivamente spero o propenso a segregarse.

En el caso del agregado de 38.1mm, normalmente se omiten los tamaos de 4.75 mm a 19.0 mm.

Se debe tener precaucin, al elegir el porcentaje de agregado fino en una mezcla con granulometra discontinua. Una eleccin incorrecta, puede resultar en un concreto susceptible de producir segregacin o alveolado debido a un exceso de agregado grueso o en un concreto con baja densidad y alta demanda de agua provocada por un exceso de agregado fino. Normalmente el agregado fino ocupa del 25% al 35% del volumen del agregado total. El porcentaje inferior se emplea con agregados redondeados y el superior con material triturado. Para un acabado terso al retirar la cimbra, se puede usar un porcentaje de agregado fino respecto del agregado total ligeramente mayor que para un acabado con un agregado expuesto, pero ambos utilizan un menor contenido de agregado fino que las mezclas con granulometra contnua. El contenido de agregado fino depende del contenido del cemento, del tipo de agregado, y de trabajabilidad.

Para mantener la trabajabilidad normalmente se requiere de inclusin de aire puesto que las mezclas con granulometra discontinua de revenimiento bajo hacen uso de un bajo porcentaje de agregado fino y a falta de aire incluido producen mezclas speras.

Se debe evitar la segregacin de las mezclas con granulometra discontinua, restringiendo el revenimiento al valor mnimo acorde a una buena consolidacin. Este puede variar de cero a 7.5 cm dependiendo del espesor de la seccin, de la cantidad, de la cantidad de refuerzo y de la altura de colado. Tambin es necesario un estrecho control de la granulometra y del contenido del agua porque las variaciones pueden ser causa de segregacin. Si se requiere una mezcla spera, los agregados de granulometra discontinua podran producir mayor resistencia que los agregados normales empleados con contenidos de cemento similar. Debido a sus bajos volmenes de agregados finos y a sus bajas relaciones agua-cemento, las mezclas con granulometra discontinua, se pueden considerar como no trabajables para la construccin con elementos moldeados en el lugar. Sin embargo, cuando han sido proporcionados, estos concretos se consolidan por vibracin.

FORMAS DE PARTICULAS Y TEXTURAS SUPERFICIAL.

La forma de partcula y la textura superficial de un agregado influyen ms en las propiedades del concreto fresco, que en las propiedades del concreto endurecido. Para producir un concreto trabajable, las partculas elongadas, angulares, de textura rugosa necesitan ms agua que los agregados compactos, redondeados y lisos. En consecuencia, las partculas de agregados que son angulares, necesitan un mayor contenido de cemento para mantener la misma relacin agua-cemento. Sin embargo, con una granulometra satisfactoria los agregados triturados y no triturados (de los mismos tipos de roca) generalmente dan las mismas resistencias para el mismo factor de cemento. Los agregados pobremente graduados o angulares pueden ser tambin ms difciles de bombear.

La adherencia entre la pasta de cemento y un agregado generalmente aumenta a medida que las partculas cambian de lisas y redondeadas a rugosas y angulares. Este incremento de adherencia se debe considerar al seleccionar agregados para concreto en que sea importante la resistencia a la flexin o donde sea necesaria una alta resistencia a la compresin.

Los contenidos de vacos del agregado compactado fino o grueso, se pueden usar como un ndice de las diferencias en la forma y textura de agregados con igual granulometra. La demanda de agua de mezclado y de mortero tiende a aumentar a medida que aumentan el contenido de vacos del agregado. Los vacos entre las partculas de agregado se incrementan con la angularidad del agregado.

El agregado debe estar relativamente libre de partculas planas y elongadas. Las partculas planas y elongadas se deben evitar o al menos limitar a aproximadamente un 15% del peso total del agregado. Este requisito es igualmente importante para agregado grueso y para agregado fino triturado., porque el agregado fino producido triturando piedra contiene a menudo partculas planas y elongadas. Tales partculas de agregado hacen necesario un incremento en el agua de mezclado, pudiendo afectar de esta forma la resistencia del concreto, particularmente a la flexin, si no se ha conservado la relacin agua-cemento.

PESO VOLUMETRICO Y VACIO

El peso volumtrico (tambin llamado peso unitario o densidad en masa) de un agregado, en el peso del agregado que se requiere para llenar un recipiente con un volumen unitario especifico. El volumen al que se hace referencia, es ocupado por los agregados y los vacos entre las partculas de agregado. El peso volumtrico aproximado de un agregado usado en concreto de peso normal, varan desde aproximadamente 1200 Kg/m3 a 1760 kg/m3. El contenido de vacos entre partculas afecta la demanda de mortero en el diseo de la mezcla. Los contenidos de vaci varan desde aproximadamente 30% a 45% para los agregados gruesos hasta 40% a 50% para el agregado fino. La angularidad aumenta el contenido de vacos; mayores tamaos de agregados bien graduados y una granulometra mejorada hacen disminuir el contenido de vacos. Los mtodos para determinar el peso volumtrico de los agregados y el contenido de vacos, se dan en la norma ASTM C 29. Se describen tres mtodos para consolidar el agregado en el recipiente, dependiendo de tamao mximo de agregado, varillado sacudido y vaciado con pala.

PESO ESPECFICO

Peso especfico (densidad relativa) de un agregado es la relacin de su peso respecto al peso de un volumen absoluto, igual de agua (agua desplazada por inmersin). Se usa en ciertos clculos para proporcionamiento de mezclas y control, por ejemplo en la determinacin del volumen absoluto ocupado por el agregado. Generalmente no se le emplea como ndice de calidad del agregado, aunque ciertos agregados porosos que exhiben deterioro acelerado a la congelacin-deshielo tengan peso especficos bajos. Las mayoras de los agregados naturales tienen densidades relativas entre 2.4 y 2.9.

Los mtodos de prueba para determinar los pesos especficos para los agregados gruesos y finos se describen en las normas ASTMC 127 y C128 respectivamente. El peso especifico de un agregado se puede determinar considerado que ha sido secado al horno totalmente o que se encuentre saturado y superficialmente seco (SSS). Ambos pesos especficos se pueden utilizar en los clculos prale proporcionamiento de mezclas de concreto. Los agregados secados en el horno, no contiene ninguna cantidad de agua libre o absorbida. Se les seca en un horno hasta obtener peso constate. Los agregados saturados en los cuales los poros en el Interior de cada partcula de agregado han quedado llenos con agua y no contienen agua en exceso en la superficie de la partcula.

ABSORCION Y HUMEDAD SUPERFICIAL

La absorcin y hmeda superficial de los agregados se determine de acuerdo a las normas ASTM C 70, C127, C 128 y C 566 de manera que se pueda controlar el contenido neto de agua en el concreto se puede determinar los pesos correctos de cada mezcla. La estructura interna de partculas de agregado, esta constituida de material slida y de vacos que pueden o no contener agua.

1. Secado al horno completamente absorbentes.

2. Secado al aire secos en la superficie de las partculas pero conteniendo cierta humedad interior, siendo por lo tanto algo absorbente.

3. Saturados y superficialmente seco (SSS) no absorben ni ceden agua a la mezcla agua a la mezcla de concreto.

4. Hmedos contiene un exceso de humedad en la superficie (agua libre).

La cantidad de agua utilizada en la mezcla de concreto se debe ajustar a las condiciones de humedad de los agregados de manera que cubran los requeridos de agua. Si el contenido de agua de la mezcla de concreto no se mantiene constante, la resistencia a la compresin, la trabajabilidad y otras propiedades variaran de una revoltura a otra. El agregado grueso y fino generalmente tienen niveles de absorcin (contenidos de humedad en estado SSS) dentro de los rangos de 0.2% a 4% y 0.2% a 2% respectivamente. Los contenidos de agua libre, es de varan desde 0.5% hasta 2% para el agregado grueso y desde 2% hasta 6% para el agregado fino. El contenido mximo de agua de un agregado grueso drenado, usualmente es menor que el de un agregado fino. La mayora de los agregados finos pueden mantener un contenido de humedad drenado mximo, aproximadamente de 3% a 8%, mientras que los agregados gruesos solo pueden mantener aproximadamente 1% a 6%.

El abundamiento, es el aumento del volumen total del agregado fino hmedo respecto al mismo peso seco. La tensin superficial en la humedad mantiene separadas las partculas, provocando un aumento de volumen. El abundamiento de los agregados finos, ocurre cuando se trapalean o se mueven de cualquier otra forma en condicin humedad, aunque antes hayan sido consolidados totalmente.

RESISTENCIA A CONGELACIN Y DESHIELO

La resistencia de un agregado a la congelacin y deshielo, caracterstica importante de un concreto para exteriores, esta relacionada con su porosidad, absorcin, permeabilidad, y estructura de poro. Una partcula de agregado puede absorber tanta agua (hasta su saturacin critica) que no pueda acomodar la expansin y la presin hidrulica que ocurre durante el congelamiento del agua. Como resultado se tiene la expansin misma del agregado y la posible desintegracin del concreto, si han sido afectadas suficientes partculas. Si una partcula problema se encuentra cerca de la superficie del concreto puede causar una erupcin. Por lo general, las erupciones aparecen como fragmentos cnicos que se desprenden de la superficie del concreto. La partcula del agregado afectado usualmente se encuentra en la parte inferior del hueco. Generalmente son las partculas de agregado grueso ms que las partculas de agregado fino, las que pesen

Tan mayores valores de porosidad y poros de tamao medio (de 0.1 a 5 micras) y las que se saturan con mayor facilidad provocando deterioros en el concreto y erupciones. Normalmente los poros mas grandes no se saturan ni son causa de fallas en el concreto, y el agua en poros muy finos no se congela tan fcilmente.

A cualquier velocidad de congelacin, puede existir un tamao crtico de partcula arriba del cual la partcula fallara si se congela cuando se encuentre totalmente saturada. Este tamao crtico depende de la velocidad de congelacin y de la porosidad, permeabilidad y resistencia a la tensin de la partcula. Para agregados de grano fino con baja permeabilidad (por ejemplo horsteno), el tamao de la partcula crtico puede encontrarse dentro del rango de tamaos de agregados normales. Es mayor en materiales de grano grueso o aquellos con sistemas de capilaridad interrumpidos por un gran numero de macroporos (vacos demasiado grandes para conservar su humedad por accin capilar). Para estos agregados, el tamao crtico de partcula puede ser suficientemente grande para no ser de consecuencias aunque la absorcin sea alta. Si se utilizan agregados potencialmente vulnerables en concreto que este sujeto a secado peridico mientras se encuentra en servicio, tal vez nunca lleguen a estar lo suficientemente saturados como para provocar fallas.

El agradecimiento en D, es un deterioro por congelacin-deshielo de los pavimentos de concreto que se ha observado en los pavimentos luego de tres o ms aos de servicio. Las grietas D son formaciones de grietas estrechamente espaciadas y paralelas a las juntas trasversales y longitudes, que se multiplican posteriormente hacia fuera desde las juntas hacia el centro del tablero de pavimento. El agrietamiento D es funcin de las propiedades de poro de ciertos tipos de partculas de agregados y del medio ambiente en el cual se ha colocado el pavimento. Debido ala acumulacin natural del agua bajo los pavimentos en las estructuras de base y sub.-base, el agregado llega eventualmente a quedar saturado. Luego con los ciclos de congelacin y deshielo, el agrietamiento del concreto comienza en el agregado saturado en parte inferior de la losa, continuando progresivamente hacia arriba hasta alcanzar la superficie de desgaste. Este problema se puede reducir ya sea eligiendo agregados que tengan mejor comportamiento en ciclos de congelacin deshielo o, en caso que se tengan que usar agregados marginales, reduciendo el tamao mximo de la partcula. La instalacin de un drenaje efectivo para conducir el agua libre desde sub-base del pavimento puede ser tambin de utilidad.

El comportamiento de los agregados expuestos a la congelacin y deshielo se puede evaluar de dos maneras: por su anterior comportamiento en el campo y por ensayes de congelacin-deshielo de especmenes de concreto en el laboratorio. Los agregados de la misma fuente han proporcionado previamente un servicio satisfactorio al ser usados en concretos, se deben considerar adecuados. Los agregados de los que