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INGENIERIA CIVIL

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE CINTALAPA

CATEDRATICO:

ING. GABRIEL CASTAÑEDA NOLASCO

ASIGNATURA:

TECNOLOGIA DEL CONCRETO

TEMA:

IMPORTCANCIA DEL CONCRETO

SEMESTRE Y GRUPO:

3 “K”

INTEGRANTES DE EQUIPO:

ENRIQUE SANCHEZ ZARATE

MANUEL JULIO C. CAMACHO SANTOS

FRUMENCIO HERNANDEZ HERNANDEZ

ORLEY ESPINOSA GONZALEZ

GEOVANNI DE JESUS CRUZ MONTESINOS

CARRERA:

INGENIERIA CIVIL

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INGENIERIA CIVIL

INDICE

ANTECEDENTES DEL CEMENTO---------------------------------------------------- 3

IMPORTANCIA DE CONCRETO------------------------------------------------------ 4

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL CEMENTO--------------------------- 5

PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LOS AGREGADOS----------------- 6

CLASIFICACION Y PROCESO DE PRODUCCION DE LOS AGREGADOS------ 8

CARACTERISTICAS FISICO-QUIMICAS DEL AGUA UTILIZADA EN LAS -----MEZCLAS

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CARACTERISTICAS DE LOS ADICTIVOS Y FIBRAS PARA MEJORAR EL------ DESEMPEÑO DEL CONCRETO

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LAS NORMAS QUE RIGEN EL USO DEL CONCRETO---------------------------- 12

APLICACIONES DEL CONCRETO (NORMALES Y ESPECIALES)---------------- 13

IDENTIFICAR LAS PRUEBAS DEL LABORATORIO AL CEMENTO, LOS------- AGREGADOS Y EL AGUA QUE SE UTILIZA

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ANTCEDENTES HISTORICOS DEL CEMENTO

La mayoría de las personas pensamos que el concreto a estado usándose hace muchos siglos. Anteriormente los romanos utilizaron un tipo de cemento que era llamado “puzolana” A.C se encontraron grandes depósitos de cenizas volcánicas arenosa cerca del monte Vesubio, también en otros lugares en Italia cuando mezclaron este material con la cal viva, agua, arena y grava dejando endurecer dicha mezcla esta produjo una sustancia rocosa que se utilizó como material de construcción.

Un gran adelanto del concreto ocurrió en el año 1824 fue utilizado por un albañil ingles llamado Joseph Aspdin, después de experimentos laboriosos obtuvo un cemento al que llamo “cemento portland” su color era muy similar al de la piedra de una carretera. El hizo su propio cemento con ciertas cantidades de arcilla y piedra caliza que pulverizo y quemo en su propia estufa de su cocina moliendo para obtener un polvo fino.

Este cemento se usó principalmente en estucos, este producto fue adoptado poco a poco por la industria de la construcción y no había sido producido en estados unidos hasta la década de 1870.Los primeros trabajos iniciales fueron elaboradas por los franceses Francois Le Brun, Joseph Lambot y Joseph Monier.

En 1832 Le Brun construyo una casa de concreto, una iglesia y luego una escuela con el mismo material, en 1850 Lambot construyo una embarcación de concreto reforzado con una red de alambre o varillas paralelas. Se le acredita a Monier la invención del concreto reforsado.

En 1867el recibió una patente para la construcción de tinas y depósitos de concreto reforzado con una malla de alambre de hierro, William E. Ward construyo el primer edificio de concreto reforzado en Estados Unidos en Port Chester, Nueva York en 1875.Thaddeus Hyatt, un estadunidense fue probablemente la primera persona en poner una viga de concreto reforzado. E.L. Ransome de San francisco supuestamente uso el concreto reforzado en los primeros años de la década de 1870 y fue el inventor de las varillas corrugadas (o retorcidas) para las que obtuvo patente en 1884.

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IMPORTANCIA DEL CONCRETO

“El concreto es una mezcla de arena, grava, roca triturada, u otros agregados” el

concreto, material disponible más importante en la construcción. Pude utilizarse en

casi todas las estructuras como los grandes y pequeños edificios, puentes,

carreteras (pavimentación), construcciones hidrológicas, los diferentes tipos de

cimentación (muros de contención, zapatas, etc.), túneles, instalación de drenaje,

tanques, entre otros.

Ventajas y propiedades del concreto:

Tiene una resistencia bastante considerable a la compresión en

comparación a otros materiales.

“es prácticamente el único material disponible para zapatas, losas de pisos,

muros de sótano y pilares”.

Una característica especial del concreto es la posibilidad de colarlo en una

variedad de formas que van de simples losas, vigas y columnas hasta

grandes arcos y rascacielos.

En comparación con otros materiales, como el acero estructural que

requiere de mano de obra altamente calificada para su montaje, esta se

puede montar con mano de obra de baja calificación.

Desventajas del concreto como material estructural:

Para usar con éxito el concreto, el proyectista debe estar familiarizado con sus

puntos débiles.

El concreto tiene una resistencia despreciable a comparación con otros

materiales.

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PROPIEDADES COMPOSICIÓN QUÍMICA Y FÍSICA DEL CEMENTO

La composición química y física son composiciones que se han visto en materia prima del cemento, por lo cual están muy ligadas entre ambas.

Composición química:

La composición química del cemento son compuestos que interactúan en el horno para formar una serie de productos más complejos, hasta alcanzar un estado de equilibrio químico, con la excepción de un pequeño residuo de cal no cambia nada. Las propiedades de este material amorfo, conocido como vidrio, difieren una gran medida de compuestos cristalinos de una composición química nominal similar.

Otra complicación surge debido a la interacción de la parte liquida del Clinker con los componentes cristalinos ya presentes no obstante, puede considerarse que el cemento se encuentra en un estado de equilibrio congelado, es decir, que los productos congelados reproducen el equilibrio existente durante la temperatura de formación del Clinker.

De hecho, se hace esta suposición para calcular la composición de compuestos de los cementos comerciales; la composición “potencial” se calcula a partir de las cantidades precisas de óxido que están presentes en el Clinker, como si se hubiera producido una cristalización completa de los productos en equilibrio.

Se suelen considerar 4 compuestos como los componentes principales del cemento; se enumeran en la tabla.

COMPUESTOS PRINCIPALES DELCEMENTO PORTLAND

NOMBRE DEL COMPUESTO COMPOSICIÓN DE OXIDO

ABREVIATURA

Silicato tricalcico 3CaO.SiO2 C3SSilicato dicalcico 2CaO.SiO2 C2SAluminato tricalcico 3CaO.Al2O3 C3AAluminoferrita tetracalcica 4CaO.Al2 O3.Fe2 O3 C4AF

Como se puede observar en la tabla anterior nos muestra los compuestos del cemento que se establece para su realización. Estos elementos o estas composiciones de óxido fueron establecidos generalmente para crear compuestos del cemento. Es indudable que no se puede exagerarse la importancia de controlar la composición de los óxidos del cemento.

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También podemos observar que no influyen los compuestos si no también la hidratación del cemento que es una de las reacciones más importantes ya que transforma un enlace que produce una pasta de cemento. En otras palabras, en presencia del agua los silicatos y aluminatos mencionados forman productos de hidratación, que con el paso del tiempo, producen una masa firme y dura que se conoce como pasta de cemento hidratada.La propiedad de liga de las pastas de cemento Portland se debe a la reacción química entre el cemento y el agua llamada hidratación. El cemento Portland no es un compuesto químico simple, sino que es una mezcla de muchos compuestos. Cuatro de ellos conforman el 90% o más del peso del cemento Portland y son: el silicato tricálcico, el silicato dicálcico, el aluminato tricalcico y el aluminio ferrito tetracálcico. Además de estos componentes principales, algunos otros desempeñan papeles importantes en el proceso de hidratación.

Composición física

Las propiedades físicas del cemento se habla de su desarrollo de resistencia; el 80% de su resistencia ultima se alcanza en el tiempo aproximado de 24 horas, y aun en 6 a 8 horas el concreto tiene la resistencia suficiente para desimbrar y preparar nuevos colados de concreto.Las propiedades físicas son mezclas después de la composición del cemento lo

cual se utilizan para crear una pasta que se deriva de ciertas propiedades como

(el cemento, arena, grava, agua)

PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LOS AGREGADOS

El  fraguado  es  la  pérdida  de  plasticidad  que  sufre  la  pasta  de  cemento.  La velocidad  de  fraguado viene limitado por las normas estableciendo un periodo de tiempo, a partir del amasado, dentro del cual debe producirse el principio y fin del fraguado. Este proceso es controlado por medio del ensayo de la aguja de Vicat que mide el inicio y fin del fraguado en mediciones de penetraciones cada 15min, de la siguiente manera:

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Inicio del Fraguado.- Cuando la aguja no penetra más de 25 mm en la pasta. Se recomienda que una vez iniciado el fraguado el cemento ya debe estar totalmente colocado y no debe moverse de su lugar,  ya que se originaran fisuras.

Factores que influyen en el tiempo fraguado:

1. finura del cemento.- cuanto mayor sea la finura, menor será el tiempo de fraguado.

2. temperatura.- a mayor temperatura, menor tiempo de fraguado

3. meteorización.- causado por el almacenamiento prolongado, aumenta la duración del tiempo de fraguado

4. materia  orgánica.-  que  puede  provenir  del  agua  o  de  la  arena,  retrasa  el fraguado  y puede llegar a inhibirlo.

5. agua de amasado.- a menor cantidad corresponde un fraguado más corto.

  6. humedad ambiente.- a menor humedad menor tiempo de fraguado.

En  casos  donde  el  Hormigón  debe  ser  trasladado  una  distancia considerable,  se  debe  tomar  en cuenta  el  tiempo  de  inicio  del  fraguado, debiéndose  considerar  el  empleo  de  retardadores  de fraguado.

Falso Fraguado o endurecimiento prematuro.- Se manifiesta por un endurecimiento rápido del hormigón poco después del mezclado. Si este es resultado de la deshidratación del yeso durante el proceso  de  molido,  por  lo general  desaparecerá  con  un  mezclado  adicional.  Si  es  resultado  de  la interacción cemento-aditivo, es posible que se requieran agua y mezclado adicionales para mitigar el problema.

Fraguado por compactación.- En ocasiones, en el manejo del cemento a granel, se encuentra que el cemento presenta cierta dificultad para fluir o que fluye mal. Este “fraguado por compactación”, no tiene efecto sobre las propiedades del cemento para producir el hormigón. El problema suele ser la humedad, instalaciones de manejo inadecuadamente diseñadas o haber dejado que el cemento se asentara, por demasiado tiempo sin moverlo.

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INGENIERIA CIVIL El  fraguado  por  compactación  puede  presentarse  en  donde,  durante  el tránsito,  la  vibración  ha eliminado  la  mayor  parte  del  aire  que  rodea  las partículas  de  cemento,  como  en  los  vagones  de ferrocarril. Se puede tener una situación semejante en los silos de almacenamiento. Por lo general, la aplicación de chorros de aire esponjará bastante el cemento como para permitir que fluya.

El uso de sustancias para ayudar a la pulverización del cemento ha reducido de manera significativa los problemas  de  flujo.  Los  sistemas  modernos  de aireación,  los  vibradores  adecuados  para  los depósitos y los depósitos y silos correctamente diseñados experimentan pocos problemas, en caso de haberlos.

CLASIFICACIÓN Y LOS PROCESOS DE PRODUCCIÓN DE LOS AGREGADOS

Por el método de extracciónSegún el procedimiento de producción, los agregados pueden Clasificarse Como: - Naturales - Artificiales - Minerales tratados térmicamente- Trituración - Reciclado - Tecnología del Hormigón – CL

Por su tamaño•Agregado grueso: es el agregado que de acuerdo con su Tamaño nominal, queda retenido en el tamiz IRAM 4,75 mm (N° 4).

•Agregado fino: es el agregado que pasa por lo menos el 95% el tamiz IRAM 4,75 mm (N° 4), y queda retenido en el Tamiz IRAM 75 µm (N° 200

Canteras à Voladuras à Selección por tamaños

Ejemplo: piedra partida granítica Depósitos naturales à Extracción con cucharas o dragado à Selección por tamaños

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INGENIERIA CIVILEjemplo: arena, cantos rodados Subproductos industriales à Trituración? À Selección por tamaños Ejemplo: escoria de alto horno Artificiales à Fabricación Ejemplo: arcilla expandida (leca) Reciclados à Recuperación à Selección por tamaños Ejemplo: hormigón reciclado, escombro.

CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICO DEL AGUA UTILIZADA EN LAS MEZCLAS

El agua es el líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), esta propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias, ya que estas se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares del agua.La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones importantes para los seres vivos: es el medio en que transcurren las mayorías de las reacciones del metabolismo, y el aporte de nutrientes y la eliminación de desechos se realizan a través de sistemas de transporte acuosos.

Fuerza, de cohesión entre sus moléculas.Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible.

Elevada fuerza de adhesión.

De nuevo los puentes de hidrógeno del agua son los responsables, al establecerse entre estos y otras moléculas polares, y es responsable, junto con la cohesión de la capilaridad, al cual se debe, en parte, la ascensión de la sabia bruta desde las raíces hasta las hojas.

Gran calor específico. El agua absorbe grandes cantidades de calor que utiliza en romper los puentes de hidrógeno. Su temperatura desciende más lentamente que la de otros líquidos a medida que va liberando energía al enfriarse. Esta propiedad permite al citoplasma acuoso servir de protección para las moléculas orgánicas en los cambios bruscos de temperatura.

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INGENIERIA CIVIL Elevado calor de vaporización.A 20ºC se precisan 540 calorías para evaporar un gramo de agua, lo que da idea de la energía necesaria para romper los puentes de hidrógeno establecidos entre las moléculas del agua líquida y, posteriormente, para dotar a estas moléculas de la energía cinética suficiente para abandonar la fase líquida y pasar al estado de vapor.

 Elevada constante dieléctrica.

Por tener moléculas dipolares, el agua es un gran medio disolvente de compuestos iónicos, como las sales minerales, y de compuestos covalentes polares como los glúcidos.

Las moléculas de agua, al ser polares, se disponen alrededor de los grupos polares del soluto, llegando a desdoblar los compuestos iónicos en aniones y cationes, que quedan así rodeados por moléculas de agua. Este fenómeno se llama solvatación iónica.

Bajo grado de ionización. De cada 107 de moléculas de agua, sólo una se encuentra ionizada.

H2O   H3O+ + OH-

Esto explica que la concentración de iones hidronio (H3O+) y de los iones hidroxilo (OH-) sea muy baja. Dado los bajos niveles de H3O+ y de OH-, si al agua se le añade un ácido o una base, aunque sea en poca cantidad, estos niveles varían bruscamente.

CARACTERÍSTICAS DE LOS ADICTIVOS Y FIBRAS UTILIZADOS PARA MEJORAR EL DESEMPEÑO DEL CONCRETO

La razón para el uso de los adictivos es que son un gran beneficio posteriormente físico y económico, ya que se consideran aptos para el concreto. Los adictivos aceleran el manejo del concreto sin afectar sus propiedades y mezclas.

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INGENIERIA CIVIL Los adictivos se han considerado un gasto adicional ya que no siempre son baratos, puesto esto hace un gasto más, pero la mayoría opta por utilizarlos, pero también se puede llevar a cabo el mejoramiento de la durabilidad para evitar las medidas adicionales del adictivo. Se debe tener en cuenta que los adictivos propiamente usados son benéficos para el concreto pero no son esenciales para mezclas de mala calidad o para los malos manejos de la transportación, colocación y compactación.

Esto nos indica que los adictivos cuentan con la ventaja de ser muy eficientes con el concreto pero no garantizan que fallen, in embargo i se lleva a cabo las indicaciones apropiadas para utilizar el adictivo puede hacer que el concreto sea lo más eficiente en su durabilidad.

Los adictivos pueden ser orgánicos o inorgánicos en cuanto a la composición los adictivos se clasifican:

Tipo A reductores Tipo B retardantes Tipo C acelerantes Tipo D reductores de agua y retardantes Tipo E reductores de agua y acelerantes Tipo F reductores de agua de alto rango o superfluidificantes Tipo G reductores de agua de alto rango y retardates o superfluidificantes y

retardantes

Pero las mas usadas son:

Adictivos acelerantes:

Su funcionamiento es primordialmenete acelerar el desarrollo temprano de resistencia del concreto

Adictivos retardantes

Esto hace que se pueda lograr un retraso en el fraguado de la pasta del cemento ya que son utilizados en la elaboración del cocreto en clima cálido, este adictivo permite transportarlo en un largo tiempo sin perder su resistencia y poder así colocar y compactar sin ningún problema.

Adictivos reductores de agua:

Los reductores de agua son llamados tipo A entre otros tipos como el D, siempre y cuando valla combinado con retardantes o acelerantes, este adictivo es utilizado para contrarrestar el retraso del fraguado.

Los adictivos reductores de agua también se pueden utilizar en concreto bombeado o en concreto colocado por un tremie.

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INGENIERIA CIVIL LAS NORMAS QUE RIGEN EL USO DEL CONCRETO Y SUS MATERIALES COMPONENTES.

Nmx-c-076-onncce.2002: industria de la construcción-agrupados-efectos delas impurezas orgánicas en los agregados finos sobre la resistencia de los morteros- método de prueba

Nmx-c-083-onncce-2002: industria de la construcción –concreto-determinación de la resistencia a la compresión de cilindros de concreto-método de prueba

NMX-C-109-ONNCCE-2004: industria de la construcción –concreto-cabeceo de especímenes cilíndricos.

NMX-C-111-ONNCCE-2004: industria de la construcción –agregados para concreto hidráulico- especificaciones y métodos de prueba.

Nmxc-122-onncce-2004 industria de la construcción –agua para concreto-especificaciones.

Nmxc-156-onncce-2010: industria de la construcción – concreto hidráulico- determinación del revenimiento en el concreto fresco (esta norma cancela a la NMX-C-156-1997-ONNCCE)

Nmx-c-160-onncce-2004: industria de la construcción –concreto-elaboración y curado en obra de especímenes de concreto

Nmx-c-161-onncce-1997: industria de la construcción –concreto fresco-muestreo.

Nmx-c-onncce-2006: industria de los construcción-adictivos químicos para concreto-especificaciones, muestreo y métodos de ensayo.

Nmx-c-403-onncce-1999: industria de la construcción –concreto hidráulico para uso estructural.

MATERIALES

No se permitirán vaciados de concreto sin disponer en el sitio de las obras de los materiales suficientes en cantidad y calidad aprobadas por el Interventor, o sin que haya un programa de suministros adecuado para atender al normal desarrollo del plan general.

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CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES DE LOS CONCRETOS (NORMALES Y ESPECIALES)

Si en vez de mesclar y dosificar el concreto en la obra, en una planta central lo entrega listo para su colocación, se dice que este hormigón es “concreto premezclado”.

Este tipo de concreto se usa ampliamente y ofrece numerosas ventajas en comparación con el método tradicional de preparación en obra. El concreto premezclado es particularmente útil en obras que están muy congestionadas o en la construcción de vías donde solo se disponga de un espacio muy pequeño para tener una planta mezcladora y almacenar los agregados. Pero la principal ventaja del concreto premezclado consiste en que el hormigón puede hacerse en mejores condiciones de control. Hay dos categorías principales de concreto premezclado: en la primera categoría el mezclado se hace en una planta central y el concreto se transporta en un camión (mixe) que lo agita lentamente, a fin de evitar la segregación y un indebido endurecimiento; este concreto se conoce como mezclado central.

La segunda categoría es el concreto mezclado con tránsito o concreto mezclado en el camión; aquí los materiales se dosifican en una planta central pero se mezclan en el vehículo mezclador (mixe), ya sea durante el recorrido o en la obra inmediatamente antes de descargar el concreto. El mezclado en tránsito permite un recorrido más largo y es menos vulnerable en caso de retraso, pero la capacidad del vehículo mezclador (micer) es de solamente las ¾ partes que si el camión se usara para agitar el concreto premezclado. Algunas veces el concreto se mezcla parcialmente en la planta central y el mezclado se complementa en la vía, a fin de aumentar la capacidad de vehículo.

El concreto normal, mezclado, se vierte en una tolva con ayuda de una bomba con válvulas de aspiración y compresión, se impulsa y transporta el concreto por una tubería. La granulometría del agregado debe ser controlada debido a que el concreto confeccionado debe ser dócil (manejable) y pueda retener el agua con el fin de evitar la segregación. El hormigón bombeado evita el empleo de carretillas, vagonetas, grúas, elevadores o cucharones, etc.

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Se deben tener cuidados como por ejemplo, cerciorarse que la presión sea suficiente para transportar el hormigón hasta el sitio deseado; se recomienda que la tubería tenga un diámetro mínimo de 3 veces el tamaño máximo del agregado, la tubería no debe ser aluminio porque el aluminio reacciona con el cemento generando hidrogeno, este gas introduce vacíos en el concreto endurecido con la consiguiente pérdida de resistencia; la tubería no debe de formar ángulos muy agudos porque se puede atascar y se debe tener en cuenta la eficiencia de la bomba porque a medida que aumenta la altura sobre el nivel del mar disminuye la eficiencia de la bomba, reduciéndose la altura hasta la cual puede bombearse.

IDENTIFICAR LAS PRUEBAS DE LABORATORIO AL CEMENTO, LOS AGREGADOS Y EL AGUA QUE SE UTILIZAN

Los agregados finos comúnmente consisten en arena natural o piedra triturada siendo la mayoría de sus partículas menores que 5 ms.Los agregados finos deben cumplir ciertas reglas para darles un uso ingenieril óptimo: deben consistir en partículas durables, limpias, duras, resistentes y libres de productos químicos absorbidos, recubrimientos de arcilla y de otros materiales finos que pudieran afectar la hidratación y la adherencia de la pasta de cemento. Las partículas de agregado que sean desmenuzables o susceptibles de resquebrajarse son indeseables.