DEFINICIÓN: Se conoce como agregados a la arena y piedra de diferentes granulometrías empleados para fabricar concreto u otros usos (filtros para pozas de relaves, bases y sub-bases, etc).
La arena constituye la mayor parte del porcentaje en peso del concreto. Dicho porcentaje usualmente supera el 60% del peso en el concreto fraguado y endurecido. La adecuación de un agregado para la fabricación de concreto debe cumplir un conjunto de requisitos usualmente recogidos en las normas como la EHE, el eurocódigo 2 o las normas ASCE/SEI. Dichos requisitos se refieren normalmente a la composición química, la granulometría, los coeficientes de forma y el tamaño.
La piedra es un agregado de tamaño variable. Este material se origina por fragmentación de las distintas rocas, ya sea en forma natural o artificial. En este último caso actúan los procesos de chancado o triturado utilizados en las respectivas plantas de agregados. El material que es procesado corresponde principalmente a minerales de caliza, granito, dolomita, basalto, arenisca, cuarzo y cuarcita.
CLASIFICACIÓN :
1.-Por su Procedencia
Agregados naturales.-
Formados por procesos geológicos.
Agregados artificiales.-
Provienen de un proceso de transformación de los agregados naturales, dichos agregados artificiales son productos secundarios. Algunos de estos agregados son los que constituyen la escoria siderurgica, la arcilla horneada, el hormigón reciclado, piedra triturada (chancada), etc.
· Piedra triturada.- Producto que resulta de la trituración artificial de rocas, piedra boleada o pedruscos grandes, del cual todas las caras poseen aristas bien definidas, resultado de la operación de trituración.
· Escoria siderúrgica.- Residuo mineral no metálico, que consta en esencia de silicatos y aluminosilicatos de calcio y otras bases, y que se produce simultáneamente con la obtención del hierro.
2.-POR SU TAMAÑO
Agregado grueso.- Agregado retenido de modo predominante por el tamiz No. 4 (de 4.75mm); o bien, aquella porción de un agregado que es retenida por el tamiz No. 4 (de 4.75 mm).El agregado grueso utilizado en nuestro medio es denominado “Grava”, que resulta de la desintegración y abrasión naturales de la roca o procede de la trituración de esta.
Agregado fino.- Agregado que pasa por el tamiz de 3/4 in (9.5 mm) y casi pasa por completo por el tamiz No. 4 (de 4.75 mm). y es retenido de modo predominante por el tamiz No. 200 (de 75 µm); o bien, aquella porción de un agregado que pasa por el tamiz No. 4 (de 4.75 mm) y es retenida de modo predominante por el No. 200 (de 75 µm).
El agregado fino utilizado en nuestro medio se denomina “Arena”, este resulta de la desintegración y abrasión naturales de la roca o procede de la trituración de esta.
3. Por su Gravedad Específica
Ligeros, Gs < 2.5. Los agregados ligeros, como la arcilla esquistosa y la expandida, la escoria expandida, la Vermiculita, la Perlita, la Piedra Pómez y las Cenizas, se utilizan para producir hormigón aislante, para unidades de mampostería o estructural ligero que pesa entre 400 y 2000 kg/m3.
Normales, 2.5 < Gs < 2.75. Los materiales principales que se usan en el hormigón de peso normal, por lo común de 2300 a 2500 kg/m3, incluyen las arenas y gravas, roca triturada y escoria siderurgica. Las rocas trituradas de uso más común son el Granito, Basalto, Arenisca, Piedra Caliza y Cuarcita.
Pesados, Gs > 2.75. Los agregados pesados, como la Magnetita, la Barita o el Hierro de desecho, se usan para producir hormigón de 2900 a 3500 kg/m3, utilizado para blindaje contra la radiación y para contrapesos de hormigón.
CARACTERÍSTICAS DE LOS AGREGADOS
RESISTENCIA AL DESGASTE
Los pisos, pavimentos y estructuras hidráulicas están sujetos al desgaste; por tanto, en estas aplicaciones el concreto debe tener una resistencia elevada a la abrasión. Los resultados de pruebas indican que la resistencia a la abrasión o desgaste esta estrechamente relacionada con la resistencia la compresión del concreto. Un concreto de alta resistencia a compresión tiene mayor resistencia a la abrasión que un concreto de resistencia a compresión baja.
La resistencia a la abrasión, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedad que depende principalmente de las características de la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partículas van a estar sometidas a un roce continuo como es el caso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados que se utilizan deben estar duros.
RESISTENCIA A LA CONGELACIÓN Y AL DESHIELO Se espera que el concreto empleado en estructuras y pavimentos tenga una vida larga y poco mantenimiento.
El concreto debe tener una buena durabilidad para resistir a condiciones de exposición anticipadas. El factor de intemperismo potencialmente más destructivo es la congelación y deshielo (hielo-deshielo) mientras el concreto está húmedo, principalmente en la presencia de anticongelantes (descongelantes). El deterioro es causado por la congelación del agua y su posterior expansión en la pasta, agregado o ambos.
ESTABILIDAD QUÍMICA
De tiempo atrás se reconoce que ningún arqueado es completamente inerte al permanecer en contacto con la pasta de cemento, debido a los diversos procesos y reacciones químicas que en distinto grado suelen producirse entre ambos. Algunas de estas reacciones son benéficas porque, contribuyen a la adhesión del agregado con la pasta, mejorando las propiedades mecánicas del concreto, pero otras son detrimentales porque generan expansiones internas que causan daño y pueden terminar por destruir al concreto.
FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL DE LAS PARTÍCULAS
Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geométrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En términos descriptivos la forma de los agregados pueden ser: Angular: Poca evidencia de desgaste en caras y bordes. Sub angular: Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes. Sub redondeada: Considerable desgaste en caras y bordes. Redondeada: Bordes casi eliminados.
Muy Redondeada: Sin caras ni borde.
GRANULOMETRÍA Es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por análisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamaño de partícula del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas. Los siete tamices estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm.
Los números de tamaño (tamaños de granulometría), para el agregado grueso se aplican a las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que pasan a través de un arreglo de mallas. Para la construcción de vías terrestres, la norma ASTM D 448 enlista los trece números de tamaño de la ASTM C 33, más otros seis números de tamaño para agregado grueso. La arena o agregado fino solamente tiene un rango de tamaños de partícula. La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los agregados así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción.
PESO VOLUMÉTRICO UNITARIO
Se sabe que el peso volumétrico (también llamado unitario o densidad en masa) de un agregado es el peso del agregado que se requiere para llenar un recipiente con volumen unitario específico. El volumen al que se hace referencia, es ocupado por los agregados y los vacíos entre las partículas de agregado.
PESO ESPECÍFICO
Se entiende como peso específico de un agregado a la relación de su peso respecto al peso de un volumen absoluto igual de agua (agua desplazada por inmersión).
ABSORCIÓN Y HUMEDAD SUPERFICIAL
La absorción y humedad superficial de los agregados se debe determinar de acuerdo a las Normas (NOM-C-164, 165 Y 166) de manera que se pueda controlar el contenido neto del agua en el concreto y se puedan determinar los pesos correctos de cada mezcla. La estructura interna de una partícula de agregados está constituida de manera sólida y de vacíos que puedan o no contener agua.
SUSTANCIAS PERJUDICIALES EN LOS AGREGADOS
Las sustancias perjudiciales que pueden estar presentes en los agregados incluyen impurezas orgánicas, limo, arcilla, esquisto, óxido de hierro, carbón mineral, lignito y ciertas partículas ligeras y suaves. Además, rocas y minerales, como el chert y el cuarzo deformado (Buck y Mather 1984) y ciertas calizas dolomíticas son reactivas con álcalis. El yeso y la anhidrita pueden causar ataque de sulfatos. Ciertos agregados, como los esquistos causan erupciones por el hinchamiento (sencillamente por la absorción de agua) o por el congelamiento del agua absorbida. La mayoría de las especificaciones limitan las cantidades permisibles de estas sustancias.
MANEJO Y ALMACENAMIENTO DE LOS AGREGADOS
Debemos tener las siguientes consideraciones: a. Para evitar mayor absorción del calor se recomienda: Mantener los agregados a cubierto de los rayos solares. Mantener los acopios de los agregados debidamente humedecidos no solo para bajarle la temperatura sino para evitar el resecamiento de los mismos.
b. En lo posible evitar el uso del cemento recién salido de la molienda por presentar temperaturas mal altas que la normal. c. El agua en los posible debe estar en lo estante a la sombra pintado de blanco. No olvidar que el agua tiene de 4 a 5 veces mas que calor especifico que los otros componentes del concreto.
MUESTREO DE LOS AGREGADOS
Esta práctica cubre el muestreo de agregados gruesos y finos para los siguientes propósitos: investigación preliminar de los recursos de almacenamiento, control de los productos de los recursos de almacenaje, control de las operaciones en el sitio de uso, y aceptación o rechazo de los materiales.
Terminología
Tamaño máximo del agregado.- La malla del tamiz más pequeño por donde pasa la muestra entera del agregado. Tamaño máximo nominal del agregado.- Es la abertura más pequeña del tamiz por la cual es permitido que pase la cantidad del agregado.
Se define por ASTM C125 y por el ACI 116 como el menor tamiz por el cual la mayor parte de la muestra de agregado grueso debe pasar. El tamiz del tamaño máximo nominal puede retener del 5% al 15% de la masa dependiendo del número del tamaño.
Obtención de las muestras
General.- Donde se practique, el muestreo debe ser realizado y obtenido del producto final. Las muestras del producto final que serán probadas a la abrasión no deben ser sometidas a aplastamiento o reducción manual del tamaño de las partículas en la preparación para la prueba de la abrasión a menos que el tamaño del producto final sea tal, que requiera una reducción de la muestra de ensayo.
Inspección.- El material deberá ser inspeccionado para determinar variaciones perceptibles.
ESPECIFICACIONES DE LA NORMA ASTM C 33 AGREGADOS PARA CONCRETO
Las normas ASTM C-33 indican de forma detallada cómo hacer hormigón o elementos que deben agregarse al concreto para prepararlo y usarlo. Los agregados tratados en la norma son tanto finos como gruesos. Los agregados finos están definidos como arena natural, arena elaborada o una combinación de ambas. Los agregados gruesos se definen como grava, grava triturada, piedra triturada, escombros horneados y enfriados por aire, hormigón triturado de cemento hidráulico o una combinación de estos elementos.
•Definición
: .•Se llaman materiales aglomerantes
aquellos materiales que, en estado pastoso y con consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear, de
adherirse fácilmente a otros materiales, de unirlos entre sí, protegerlos, endurecerse y alcanzar resistencias
mecánicas considerables. Estos materiales son de vital importancia en la construcción, para formar
parte de casi todos los elementos de la misma. Clasificación de los aglomerantes :
•Aglomerantes naturales:proceden
de una roca natural sin adición alguna, como el yeso, la cal y los cementos
naturales.
•Aglomerantes artificiales:se obtienen de la calcinación de
mezclas de piedras de composición conocida y cuidadosamente dosificadas. Como
es el caso de los cementos artificiales.
•Materiales Aglomerantes aéreos:los que solo endurecen en el aire,
dando morteros no resistentes al agua. (la arcilla , yesos y cales aéreos.)
•Materiales
Aglomerantes Hidráulicos:aquellos que se endurecen en forma
pétrea tanto en el agua como en el aire, pertenecen a este grupo la cales
hidráulicas y los cementos. Se incluyen las puzolanas, que por si solas no
endurecen o fraguan, si se mezclan con cal, dan productos hidráulicos.
•Materiales Aglomerantes Hidrocarbonatos: Lo
forman hidrocarburos más o menos líquidos o viscosos, que endurecen por enfriamiento o evaporación de sus
disolventes, como el alquitrán y el betún.
•ARCILLA:
•Laarcilla es un sueloo roca
sedimentaria constituido por agregados
de silicatos de aluminio hidratados, procedentes de la
descomposición de rocas que contienen feldespato como el granito. Presenta
diversas coloraciones según las impurezas que contiene, desde el rojo
anaranjado hasta el blanco cuando es pura.
PROPIEDADES :
1.- capacidad de absorción
2.-hidratacion e hinchamiento
3.-plasticidad
4.- color
5.-merma
6.-porosidad
7.-refractariedad
CLASIFICACIÓN:
Las arcillas se pueden clasificar en:
Arcillas primarias: se utiliza esta denominación cuando el
yacimiento donde se encuentra es el mismo lugar en donde se originó. El caolín es la única arcilla primaria conocida.
Arcillas secundarias:son las que se han desplazado después de
su formación, por fuerzas físicas o químicas. Se encuentran entre ellas el
caolín secundario, la arcilla refractaria, la arcilla de bola, el barro de
superficie y el gres.
USOS EN CONSTRUCCIÓn
Como
base
de:
Productos de loseta de arcilla:
Ingrediente principal del
ladrillo, loseta de cerámica, teja para techo, chapa
de
cerámica.
YESO :
Es uno de los aglomerantes más conocidos y utilizados
desde la antigüedad. Se obtiene por la deshidratación
parcial o total de la piedra de yeso o algez, que es un
mineral cuya composición química es sulfato cálcico
dihidratado.
PROPIEDADES :
*rápido fraguado y endurecimiento
*la reacción de hidratación es exotérmica y va
acompañada de un ligero aumento de volumen
(expansión)
*permeable al agua (empleo solo en interiores)
*bajas resistencias mecánicas
*buena adherencia a otros materiales de construcción
PRINCIPALES FACTORES
QUE ACONDICIONAN LA
CALIDAD DE LOS YESOS
AGLOMERANTES :
La calidad de los yesos aglomerantes pueden valorarse
teniendo presente las siguientes características: tiempo
de utilización, resistencias, secado y expansión
diferencial. En la Tabla siguientes se expresa el
intervalo de tiempos de utilización para los yesos
blancos de uso común, para los hemihidratos y para los
yesos modificados con el empleo de aditivos
retardantes de fraguado:
TABLA
Hemihidrato 3 a 5
Yeso Blanco 5 a 7
Yeso con retardantes 7 a 12
Yeso con retardantes y plastificantes hasta 60 min.
Cuando la medición de fragua se efectúa en la relación
agua/yeso que corresponde a lo que se llama
“amasado a saturación”
TIPOS :
APLICACIONES DEL
YESO :
•En la construcción el yeso se emplea para :
1.- componentes de los cementos comerciales (regulador
de fraguado del Clinker del portland )
2.-revestimiento de paramentos de muros y tabiques
3.-elementos prefabricados (tabiques, placas de yeso
laminado , falsos techos ,molduras y elementos
decorativos) .
4.-elaboración de estucos (revestimientos que imitan a la
cantería )
SISTEMA DRYWALL :
El sistema Drywall es un método
constructivo consistente en placas de yeso (gypsum) o
fibrocemento, fijadas a una estructura reticular liviana de
madera o acero galvanizado, en cuyo proceso de
fabricación y acabado no se utiliza agua, por eso el
nombre de Drywall o pared en seco.
El Sistema de Construcción en Seco (Drywall), es una
tecnología utilizada en todo el mundo para la
construcción
de tabiques, cielo rasos y cerramientos, en todo tipo de
proyectos de arquitectura comercial, hotelera,
educacional, recreacional, industrial y de vivienda, tanto
unifamiliar como multifamiliar.
ALGUNAS VENTAJAS DEL SISTEMA DRY-WALL
•Se puede utilizar en toda clase de proyectos bien sea en
remodelación u obras nuevas.
•Es flexible debido a que se puede adaptar a diferentes
formas, dimensiones y diseños
•Tiene un alto nivel de resistencia al fuego debido a que
los materiales no contribuyen a la combustión. Sirve de
barrera contra el fuego y disminuye su propagación.
•Proporciona aislamientos tanto térmicos como acústicos.
•No se expande ni contrae con los cambios de humedad
y temperatura; la estructura no se oxida.
•Es inmune a hongos, plagas y roedores.
•Sus materiales son livianos; el tiempo de instalación es
corto y produce menos desperdicios. Todo esto s
traduce en menor costo financiero.
•Las instalaciones eléctricas e hidráulicas son más fáciles
y rápidas que en la mampostería tradicional.
•Es compatible con muchos materiales entre ellos madera, cristales, marcos entre otros.
Sistema
constructivo en
seco :
•CONSTRUCCIÓN CON MATERIALES QUE NOREQUIEREN
MEZCLASHÚMEDAS
NOMBRE DEL SISTEMA ETERNITCON
PERFILES DE
ACEROGALVANIZADO,PLACAS DE YESO EN
INTERIORESY PLACAS
DE
FIBROCEMENTOEN
EXTERIORES.
•UNICO SISTEMA DE CONSTRUCCIÓN ENSECO
(DRYWALL) APROBADO POR EL MINISTERIODEVIVIENDA YCONSTRUCCIÓN.
GANADOR
DEL PREMIO CAPECO ALAINNOVACIÓN
TECNOLÓGICA.
Componentes del sistema – drywall :
•PLACASPLANAS
SUPERBOARD GYPLAC
PERFILES DE ACERO GALVANIZADO
0.45 y 0.90 mm
MASILLA YCINTAS
WESTPAC LISTA PARA USAR
ROMERAL DE SECADO RÁPIDO
CINTA DE PAPEL
CINTA DE FIBRA DE VIDRIO
CINTA FLEX C/REFUERZO METALICO
ESQUINEROS IMPORTADOS
•CIELOSRASOS
ECONOBOARD
CERTAINTEED
OWA
PERFILES DE ACERO GALVANIZADO •Fabricados de lámina de acero galvanizada ASTM A653 ó zincalum ASTM A792. En ambos casos, Grado 33 (Fy=2,300 kg/cm2). Secciones tipo canal “C” (parantes y viguetas), canal “U” (rieles), y otras secciones complementarias.
TORNILLOS DE FIJACIÓN CARACTERÍSTICAS: El dispositivo de bloqueo más popular para bujes de taladro renovables en unidades métricas. Utilice el lado "deslizante" o el lado "fijo" de un buje deslizante/fijo renovable. Los tornillos de fijación son simples, fuertes, compactos y económicos. TAMAÑOS: Disponible en una amplia gama de tamaños para bujes renovables de 8 a 105 mm de diámetro de cuerpo. Vea las páginas de bujes para seleccionar el tamaño de tornillo de fijación adecuado. MONTAJE: Los tornillos de fijación métricos vienen disponibles en dos alturas, para montaje estándar (forro totalmente embutido) o montaje proyectado (forro con cabeza no embutida). MATERIAL: Acero dulce, acabado óxido negro. DFARS y RoHS obediente.
•ACCESORIOS
DEANCLAJE
PERNOS DE ANCLAJE
Para anclar la estructura a la
losa de cimentación.
CLAVOS Y FULMINANTES
CENTRO EDUCATIVOS
EDIFICIO PRO-FUTURO :
Esquema estructural del sistema drywall
Plano estructural
Instalaciones eléctricas /
sanitarias
CIELO RASO
•PLACA DE ROCA DE YESO-
INTERIOR
La placa de yeso no es un producto
para exteriores
ACABADO DE JUNTAS INVISIBLES NO DEBE SER
EXPUESTO DIRECTAMENTE A LA INTEMPERIE.
PRODUCTO RECOMENDADO PARA SER USADO EN EXTERIORES :PLACAS DE CEMENTO SUPERBOARD
CARACTERÍSTICAS
TECNOLÓGICAS DEL
YESO:
•Las características fundamentales del yeso como material de construcción con su excelente adherencia a los materiales porosos, incluso sobre metales tales como el hierro, al que luego nos referimos, su fraguado rápido o modificable; sus propiedades aislantes térmicas; su menor capacidad calorífica; su acusticidad dada su porosidad; su ligereza y su costo de obtención relativamente bajo, la hacen un producto idóneo para los revestimientos.
• La adherencia viene afectada por el contenido de agua de amasado. Cuanto mayor es la relación A/Y, menos adherencia presenta.
•La adherencia aumenta con la porosidad del soporte, siendo relativamente baja en el hormigón denso. Los concretos de árido cuarzoso, a igual porosidad, presentan mejor adherencia al yeso que los concretos con árido calizo cuando están expuestos a cambios térmicos, como consecuencia de su diferente coeficiente lineal de expansión térmica.
• Mediante la acción adecuada de plastificantes (que permite reducir la relación A/Y) y de retardantes adecuados es posible prolongar en el tiempo de fraguado hasta más de una hora.
•Es posible la reducción de la porosidad por un rebatido de la masa antes de su fraguado inicial, pero esto provoca una descenso de resistencia y una contracción diferencial que origina graves problemas.
•El empleo de morteros de yeso-arena fina para revocos y enlucidos es interesante por el aumento de resistencia que supone, aunque pierden sus calidades aislantes. El agua de amasado varía con la aplicación que se le dé al mortero, para enlucidos o estudio de 40 al 60% y para el moldeo del 60 a 70%.
• No debe ser usado a la intemperie, ya que la humedad y el agua lo reblandecen y degradan.
•La adición de un volumen de cal, igual al volumen de yeso en el agua necesaria para obtener una pasta plástica constituye la mezcla de dos aglomerantes cuya propiedad principal es su resistencia al intemperismo; puede utilizarse también para la protección de paramentos exteriores, ya que sin ser impermeables, la humedad no lo reblandece, no lo pudre ni lo agrieta; de fraguado más lento, mucho más lento, mucho más resistente y permite superficies más tersas y brillantes.
CAL :
Es un producto resultante de la descomposición de las rocas calizas por la acción del calor. Estas rocas calentadas a mas de 900º C producen o se obtienen el óxido de calcio, conocido con el nombre de cal viva, producto sólido de color blanco y peso especifico de 3.4 kg./dm. Esta cal viva puesta en contacto con el agua se hidrata (apagado de la cal) con desprendimiento de calor, obteniéndose una pasta blanda que amasada con agua y arena se confecciona el mortero de cal o estupo, muy empleado en enfoscado de exteriores. Esta pasta limada se emplea también en imprimación o pintado de paredes y techos de edificios y cubiertas.
TIPOS DE CAL :
•Cal Viva:Se obtiene de la calcinación de la caliza que al desprender anhídrido carbónico, se transforma en óxido de calcio. La cal viva debe ser capaz de combinarse con el agua, para transformarse de óxido a hidróxido y una vez apagada (hidratada), se aplique en la construcción.
•Cal hidratada: Se conoce con el nombre comercial de cal hidratada a la especie química de hidróxido de calcio, la cual es una base fuerte formada por el metal calcio unido a dos grupos hidróxidos.
•Cal hidráulica: Cal compuesta principalmente de hidróxido de calcio, sílica (SiO2) y alúmina (Al2O3) o mezclas sintéticas de composición similar. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso debajo del agua.
CEMENTO :
•El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada Clinker, esta se convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda fraguar y endurecerse. Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón (en España, parte de Sudamérica y el Caribe hispano) o concreto (en México, Centroamérica y parte de Sudamérica). Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil.
TIPOS DE CEMENTO:
•Se pueden establecer dos tipos básicos de cemento:
de origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente;
de origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o volcánico.
Desde el punto de vista químico se trata en general de una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de calcáreo, arcilla y arena. El material obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con agua se hidrata y solidifica progresivamente. Puesto que la composición química de los cementos es compleja, se utilizan terminologías específicas para definir las composiciones.
CEMENTO PORTLAND :
•El cemento Portland es un conglomerante o cemento hidráulico que cuando se mezcla con áridos, agua y fibras de acero discontinuas y discretas tiene la propiedad de conformar una masa pétrea resistente y duradera denominado concreto. Es el más usual en la construcción y es utilizado como aglomerante para la preparación del concreto (llamado concreto en varias partes de Hispano-américa). Como cemento hidráulico tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia de agua, al reaccionar químicamente con ella para formar un material de buenas propiedades aglutinantes.
•Fue inventado en 1824 en Inglaterra por el constructor Joseph Aspdin. El nombre se debe a la semejanza en aspecto con las rocas que se encuentran en la isla de Portland, en el condado de Dorset. A diferencia de lo que muchos creen, su origen no está relacionado con Portland, Oregón, EE. UU.
Fabricación del cemento Portland :
La fabricación del cemento Portland se da en tres fases:
•preparación de la mezcla de las materias primas
•producción del Clinker •preparación del cemento
Tiposde cementos Portland
:
• TIPO I: cemento de uso general, no se requiere de propiedades y características especiales
• TIPO II: Resistente ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje (muros de contención, pilas, presas)
• TIPO III: Altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7 días
• TIPO IV: Muy bajo calor de hidratación (Presas)
• TIPO V: Muy resistente acción de los sulfatos (Plataforma marina)
NORMAS DEL CEMENTO EN EL PERÚ :
NTP 334.001:2011 CEMENTOS. Definiciones y nomenclatura
NTP
334.002:2003 CEMENTOS. Determinación de la finura expresada por la superficie específica (Blaine)
NTP
334.004:2008 CEMENTOS. Ensayo en autoclave para determinar la estabilidad de volumen
NTP 334.005:2011 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar la densidad del cemento Portland
NTP 334.006:2003 CEMENTOS. Determinación del tiempo de fraguado del cemento hidráulico utilizando la aguja de Vicat
NTP 334.045:2010 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar la finura por tamizado húmedo con tamiz normalizado 45 um (Nº 325)
NTP 334.048:2003 CEMENTOS. Determinación del contenido de aire en morteros de cemento hidráulico
NTP 334.051:2006 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar la resistencia a la compresión de morteros de cemento Portland usando especímenes cúbicos de 50 mm de lado. NTP 334.064:2009 CEMENTOS. Método para determinar el calor de hidratación de cementos Portland. Método por disolución NTP 334.067:2011 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar la reactividad potencial alcalina de combinaciones cemento- agregado. Método de la barra de mortero NTP 334.074:2004 CEMENTOS. Determinación de la consistencia normal
NTP 334.075:2004 CEMENTOS. Cemento Portland. Método de ensayo normalizado para optimizar el SO3 usando resistencia a la compresión a las 24 horas
NTP 334.082:2008 CEMENTOS. Cemento Portland. Especificación de la Performance
NTP 334.084:2009 CEMENTOS. Especificación normalizada para aditivos funcionales a usarse en la producción de cementos Portland
NTP 334.085:2005 CEMENTOS. Aditivos de proceso a usarse en la producción de cementos Portland
NTP 334.086:2008 CEMENTOS. Método para el análisis químico del cemento
NTP 334.093:2001 CEMENTOS. Método de ensayo para determinar la expansión de barras de mortero de cemento portland curadas en agua
NTP 334.111:2002 CAL Y PIEDRA CALIZA. Definiciones y nomenclatura
NTP 334.127:2012 CEMENTOS. Adiciones minerales del cemento y hormigón (concreto). Puzolana natural cruda o calcinada y ceniza volante. Método de ensayo
NTP 334.144:2004 CALES. Cal hidratada para su uso
NTP 334.165: 2007 CEMENTOS. Método de ensayo normalizado.
ALMACENAMIENTO :
PUZOLANAS :
•Las puzolanas son materiales silíceos o aluminio-silíceos a partir de los cuales se producía históricamente el cemento, desde la antigüedad Romana hasta la invención del cemento Portland en el siglo XIX. Hoy en día el cemento puzolánico se considera un eco material.
•El término se aplica popularmente a las áreas de frenado para salidas de pista durante competiciones automovilísticas, principalmente de fórmula 1, pues originalmente eran de puzolana, si bien hoy día se emplean otros materiales como grava calibrada de distinto origen.
CLASIFICACIÓN :
•Las puzolanas se clasifican en :
Puzolanas
naturales :
•Rocas volcánicas, en las que el constituyente amorfo es vidrio producido por enfriamiento brusco de la lava. Por ejemplo las cenizas volcánicas, las tobas, la escoria y obsidiana.
•Rocas o suelos en las que el constituyente silíceo contiene ópalo, ya sea por la precipitación de la sílice de una solución o de los residuos de organismos de lo cual son ejemplos las tierras de diatomeas, o las arcillas calcinadas por vía natural a partir de calor o de un flujo de lava.
Puzolanas
artificiales :
•Cenizas
volantes: las cenizas que se producen en la combustión de carbón mineral (lignito), fundamentalmente en las plantas térmicas de generación de electricidad.
•Arcillas
activadas o calcinadas artificialmente: por ejemplo residuos de la quema de ladrillos de arcilla y otros tipos de arcilla que hayan estado sometidas a temperaturas superiores a los 800°C.
•Escorias
de fundición: principalmente de la fundición de aleaciones ferrosas en altos hornos. Estas escorias deben ser violentamente enfriadas para lograr que adquieran una estructura amorfa.
•Cenizas
de residuos agrícolas: la ceniza de cascarilla de arroz, ceniza del bagazo y la paja de la caña de azúcar. Cuando son quemados convenientemente, se obtiene un residuo mineral rico en sílice y alúmina, cuya estructura depende de la temperatura de combustión.
Mejora en las propiedades del cemento puzolánico
:
•El cemento puzolánico se produce a partir de mezclar íntimamente y moler en un molino de bolas hasta fino polvo una mezcla de hidrato de cal y puzolana, con una proporción promedio de 70% de puzolana y 30% de cal. El material producido requiere tener una finura similar a la del cemento Portland ordinario (250-300 kg/m^2 ensayo Blaine)
VENTAJAS :
Las ventajas que ofrece el cemento puzolánico sobre el resto se detallan a continuación:
Mayor durabilidad del cemento.
Mejora en la resistencia frente al agua de mar.
Mejor defensa ante los sulfatos y cloruros.
Aumento en la resistencia a la tracción.
Incremento de la impermeabilidad por la reducción de grietas en el fraguado.
Disminución del calor de hidratación.
Mejora en la resistencia a la abrasión.
Aumento la resistencia del acero a la corrosión.
Menor necesidad de agua
LAS PUZOLANAS EN EL PERÚ :
ESCORIAS DE ALTOS HORNOS : •La escoria de alto horno es un producto que se produce durante la obtención del arrabio, en cantidades proporcionales a la producción. Los constituyentes son similares a los del Clinker, pero en proporciones aleatorias como consecuencia de los materiales con que se carga el alto horno para obtención del metal.
MATERIALES BITUMINOSOS : •DEFINICIÓN
: Los materiales bituminosos son sustancias de color negro, sólidas o viscosas, dúctiles, que se ablandan por el calor y comprenden aquellos cuyo origen son los crudos petrolíferos como también los obtenidos por la destilación destructiva de sustancias de origen carbonoso.
CLASIFICACIÓN
: •Los materiales bituminosos pueden dividirse en dos grandes grupos: betunes y alquitranes. •Ambos presentan unas propiedades análogas y de diferencias muy significativas: los dos son termo plásticos y poseen una buena adhesividad con los áridos; sin embargo la viscosidad de los alquitranes se ve más afectada por las variaciones de temperaturas y su envejecimiento es mucho más precoz que el de los betunes. BETUNES :
Son mezclas de hidrocarburos naturales, pirogenados (sometidos a tratamientos de calor), o combinaciones de ambos. Pueden presentar diversos estados: gaseosos, líquidos, semisólidos, y sólidos. Pueden ser:
Betunesnaturales
•Se encuentran en la naturaleza formando lagos, mezclados con arena o arcilla, y a veces impregnando rocas. Son poco abundantes y su extracción no presenta gran interés. El origen de estos betunes está en los petróleos que han subido a la superficie a través de fisuras y se han depositado allí; con el tiempo los materiales más ligeros se evaporaron, quedando los componentes de mayor viscosidad.
BETUNES
ARTIFICIALES
Se obtienen a partir del petróleo sometiendo al mismo, después de una destilación fraccionada a temperatura ambiente, a otro proceso de destilación fraccionada en caliente y vacío para obtener aceites pesados y grasas sin que se produzca el cracking que se origina con temperaturas más altas. Este cracking consiste en romper las cadenas de los hidrocarburos más largas y convertirlas en hidrocarburos de cadenas más pequeñas.
Alquitranes:
•Son productos bituminosos semisólidos o líquidos que se obtienen por destilación en ausencia de aire. Existen distintos tipos de alquitrán: de hulla, lignito, esquistos o madera. Siendo el primero de ellos el más utilizado en obra.
•Se denomina brea al residuo fusible, semisólido o sólido, de color negro o marrón oscuro, que queda después de la evaporación parcial o destilación del alquitrán o sus derivados. El alquitrán no se obtiene como producto, sino como subproducto. Normalmente se calientan los carbones vegetales (hulla, antracita) para que se desprendan los hidrocarburos que guardan en su interior y entonces obtenemos el gas ciudad. Debido a la circulación de este gas por tuberías se origina un residuo viscoso que es lo que se denomina alquitrán en bruto. Al someter a este a un proceso de destilación, se van separando aceites hasta que al final se obtiene la brea. Así, con esta brea y los aceites de distintas densidades se obtiene el alquitrán con el que se va a trabajar.
•Las especificaciones españolas consideran dos tipos de alquitranes, AQ y BQ, según los tipos de breas y aceites que entren en su composición. Los de tipo A contienen brea más dura y aceites más volátiles que los tipo B.
PROPIEDADES DE LOS BETUNES
ASFÁLTICOS
Para el estudio de las propiedades de los betunes asfálticos, no es suficiente con un análisis químico elemental, sino que se requiere un minucioso estudio de sus propiedades físico-químicas.
q Penetración
Es una medida de la consistencia del producto. Se determina midiendo en décimas de mm la longitud que entra una aguja normalizada en una muestra con unas condiciones especificadas de tiempo, temperatura y carga. Esto mide si el producto es líquido, semisólido o sólido. La consistencia varía con la densidad, disminuyendo la consistencia al aumentar la densidad.
q Susceptibilidad Térmica
Es la aptitud que presenta un producto para variar su viscosidad en función de la temperatura. Los menos susceptibles son los oxidados, después los de penetración y los que más susceptibles son los alquitranes.
q Punto de reblandecimiento
Es una medida de la susceptibilidad térmica. El punto de reblandecimiento aumenta cuando aumenta la densidad y la penetración disminuye. Un ensayo para su medida es el de anillo y bola (A y B) que consiste en aumentar la temperatura, midiendo cuando la bola llega al fondo del recipiente arrastrando el producto bituminoso.
q Índice de Penetración
Valor que da la susceptibilidad térmica de los betunes y se obtiene de otros dos ensayos: el punto de reblandecimiento y el de penetración.
q Envejecimiento
Los betunes se ponen en obra en estado plástico. Luego van endureciendo, aumenta la cohesión y crece la viscosidad y la dureza. Este fenómeno tiene lugar hasta llegar a una dureza determinada. A partir de ahí, la cohesión disminuye y el producto se vuelve frágil, muy sensible a los esfuerzos bruscamente aplicados y a las deformaciones rápidas.
q Punto de Fragilidad Fraas
El ensayo se aplica a los materiales sólidos o semisólidos y consiste en someter a una película del material que recubre una placa de acero a ciclos sucesivos de flexión a temperaturas decrecientes. Se define como Punto de Fragilidad Fraas la temperatura en ºC a la que, a causa de la rigidez que va adquiriendo el material, se observa la primera fisura o rotura en la superficie de la película.
Aplicaciones
:
•La principal aplicación de los materiales bituminosos y a la que se destina el mayor porcentaje de su producción, se realiza en el campo de la pavimentación de carreteras, formando lo que se ha dado en denominar firmes flexibles. Otra aplicación importante, por el gran papel que desempeña en la construcción aunque no por el consumo de productos, es la impermeabilización tanto de obras hidráulicas como de edificios.
•Pavimentos de carreteras
•Impermeabilizaciones
•Impermeabilización de edificios
•Revestimiento e impermeabilización de canales
•Impermeabilización de presas de tierra y escollera.
