cemento y arcilla en la ingenieria civil
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
INTRODUCCIÓN
El uso de diferentes materiales de construcción se ha venido dando desde la
antigüedad, en la actualidad can la ayuda de algunas ciencias y otros campos de
conocimiento como la ingeniería civil estos materiales están siendo utilizados con
mayor eficacia, y en la gran mayoría con innovaciones en la construcción, el diseño,
desafíos a la naturaleza, estos materiales pueden ser la arcilla, el yeso, el cemento,
etc.
La Arcilla es un tipo de Roca Natural Sedimentaria. Proviene de la descomposición de
las Rocas Feldespato, siendo un silicato Alumínico hidratado. Puede ser un elemento
suelto o puede estar formando una masa en estado sólido, puede ser coherente o
incoherente. Es un material terroso de grano generalmente fino y capaz de convertirse
en una masa plástica al mezclarse con cierta cantidad de agua.
Mientras el yeso se inicia con la extracción de un mineral llamado yeso, cuyo color
puede ser gris o blanco. El mineral básico está compuesto de sulfato de calcio
químicamente combinado con agua de cristalización, CaSO4.2H2O. El agua combinada
representa aproximadamente 20% del peso del mineral de yeso. Es esta característica
la que da al yeso sus propiedades de resistencia al fuego y lo hace tan adaptable para
la construcción.
Concreto son productos capaces de disolverse en agua, que se adicionan durante el
mezclado en porcentajes no mayores del 5% de la masa de cemento, con el propósito
de producir una modificación en el comportamiento de concreto en su estado fresco
y/o en condiciones de trabajo.
Son muy útiles en la construcción ya que con ello se elaboran materiales de
construcción.
pág. 1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
I. YESO
1.1. ANTECEDENTES
El yeso o algez es un sulfato cálcico dihidrato (CaSO4+2H2O) y su nombre proviene
del griego "gyps" que significa "mineral calcinado".
El yeso ha sido conocido y utilizado desde la antigüedad, principalmente en países de
clima seco. Su origen puede ser oriente medio, también los egipcios utilizaron el yeso
en gran abundancia como muestra la pirámide de Keops después Grecia y Roma y
mas tarde al pueblo árabe, el yeso ha sido protagonista de la decoración en la España
bajo el dominio de los árabes como se puede observar el la alhambra de Granada o el
Alcázar de Sevilla. Su fabricación, hasta bien entrado el siglo XX, resultaba costosa,
actualmente se han mejorando los sistemas de fabricación.
1.2. DEFINICIÓN.
El yeso es un mineral que se obtiene de la piedra de yeso o aljez, esta se encuentra
en la naturaleza y esta compuesta por sulfato cálcico dihidrato SO4Ca+ 2H2O esta roca
es la materia prima para la fabricación del yeso. Este se obtiene por deshidratación
parcial de dicha roca que sometida a temperatura no mayor de 170ºc, pierde molécula
y media de agua, formándose el sulfato cálcico hemihidrato SO4Ca+1/2H2O. Se
obtiene así el yeso cocido o deshidratado, el cual, amasado con agua, una ves
pulverizado, se rehidrata formando de nuevo el dihidrato.
Además se puede decir que el yeso es un buen material de construcción porque
cuando se calienta pierde rápidamente su agua de hidratación, produciendo yeso
calcinado, deshidratado parcial o totalmente, que recupera su estructura cristalina
cuando se hidrata, fraguando y endureciendo.
pág. 2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
1.3. CLASIFICACION
Se pueden clasificar los yesos a partir de diferentes criterios:
1.3.1. Clasificación según las condiciones de cocción
A medida que la temperatura de cocción va aumentando se van obteniendo productos
diferentes que si bien es verdad que todos son sulfato cálcico, sus propiedades y, por
tanto, sus usos, son distintos.
1.3.1.1. Hemihidrato-alfa: De 120-170ºC
Se obtiene una autoclave
Para su formación es indispensable que se produzca una atmosfera saturada de
agua
es más compacto que el beta
Tiene mayor compacidad y mejores características constructivas y
resistentes.asi como mayor resistencia a tracción y comprensión que los yesos
beta.
necesita un tiempo de fraguado menos que otros yesos
tiene multitud de cristales muy finos y presenta un aspecto sedoso brillante.
1.3.1.2. Hemihidrato- beta aspecto terroso
mayor solubilidad y, por tanto, menos estable
mayor contenido energético y tiempo de fraguado, con un aspecto terroso y no
cristalino
mayor tiempo de fraguado
fabricación en calderas
pág. 3
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
1.3.2. Clasificación según la normativa (lpiego RY -85, derogado por real decreto 1371/ 20007)
1.3.2.1. Yeso grueso de construcción (YG)Procede del algez impuro. Esta fabricado en hornos de baja calidad, por lo que
contiene cenizas y restos de la combustión. Contiene, al menos un 75% de
hemihidrato. Constituido por sulfato cálcico hemihidrato y anhidrita II artificial (obtenida
por cocción de algez entre 300-600ºc) y con la posible incorporación de aditivos
regulares del fraguado. Antiguamente este yeso se llamaba negro, moreno o tosco.
Suele emplearse para pasta de agarre en la ejecución de tabicados, en revestimientos
interiores y como conglomerante auxiliar en obra.
1.3.2.2. Yeso fino de construcción (YF)Procede delo algez más puro. Esta fabricado en hornos de alta calidad y no contiene
restos de los productos de la combustión. Tiene una granulometría mas fina que el
yeso grueso, con al menos un 80% de hemihidrato. Esta constituido
fundamentalmente por sulfato cálcico hemihidrato y anhidrita II artificial, de
granulometría mas fina que el anterior, con la posible adición de aditivos regulares del
fraguado. Suele emplearse en enlucidos, refinos o blanqueo sobre revestimientos
interiores (guarnecido o enfoscados). Antes, este yeso se llamaba blanco.
1.3.2.3. Yeso prefabricado (yp)
Esta constituido fundamentalmente por sulfato cálcico hemihidrato y por anhidrita II
artificial, con una mayor pureza y resistencia que los yesos de construcción (YGy YF).
Suele emplearse para la ejecución de elementos prefabricados para tabiques.
a. Escayola
Procede del algez más puro. No presenta restos de los productos de la combustión, y
tiene un molido final de mayor finura. Se emplea en molduras, decoración de
interiores, techos, tabiques pre fabricados y otras industrias. La normativa las clasifica
en dos tipos, indicando su resistencia mínima a flexo tracción en Kp/cm2.
pág. 4
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
E-30: está constituida fundamentalmente por sulfato cálcico hemihidrato con la
posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado con una resistencia
mínima flexo tracción de 30 kp/cm2. Suele emplearse en la ejecución de
elementos prefabricados para tabiques y techos.
E-35: Es la escayola especial. Esta constituida fundamentalmente por sulfato
cálcico prefabricados para techos y en la puesta en obra de estos elementos
Hemihidrato con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado,
con mayor pureza en la escayola E-30 y con una resistencia mínima a flexo
tracción de 35 kp/cm2.suele emplearse en trabajos de decoración, en la
ejecución de elementos
En los tipos que se acaban de definir, excepto en el YP. Además de la clase normal
existe una clase lenta, denominado así en función de los periodos de trabajabilidad. En
la designación se añadirá una L, separado por una barra. YG/L: E-30/L; E-35/L.
1.4. PROCESO DE FABRICACION DEL YESO
1.4.1. OBTENCION MATERIA PRIMAS
El sulfato cálcico dihidrato abunda mucho en la naturaleza, en España. Es una roca
blanca cuando no esta contaminada por impurezas y, en general, presenta colores
claros.
1.4.2. EXPLOTACION EN CANTERAS
Como el yeso es un material muy barato, también lo a de ser todas las operaciones
que comprende su fabricación. Así pues, es casi obligado que la piedra de yeso aflore
a la superficie para que se pueda explotar a cielo abierto. El tipo de explotación
depende de las características particulares de cada una: arranque manual, a maquina,
con explosivos, etc., en función del volumen de fabricación. Según el sistema de
deshidratación que se vaya a seguir, puede variar el grado de trituración de la roca
cruda. Según las dimensiones que se hayan de obtener se utilizan:
machacadoras: hasta dimensiones de 2 a 3 cm
molinos de martillo: material más fino
trituradoras de martillo: factores de reducción muy elevados
pág. 5
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
1.4.3. DESHIDRATACION, CALCINACION O COCCION
El objeto de la cocción es la obtención de hemihidrato del sulfato cálcico o bien de las
formas anhidras del mismo. Los productos obtenidos fraguan por adición de agua,
regenerando el dihidrato, debiendo el yeso a este fenómeno su carácter de
conglomerante. Los hornos utilizados para la cocción del yeso se dividen en dos
grandes grupos según que el yeso este en contacto directo con los gases de
combustión pudiendo ser hornos fijos (de panadero, autoclaves, calderas)y hornos
rotatorios.
1.4.4. MOLIENDA, ALMACENAMIENTO Y ANSECADO
La molienda después de la cocción, suele hacerse con molino de martillos o bolas, si
interesa obtener mucha finura en al producto terminado. Aunque el sistema de
deshidratación requiera la molienda previa del material, generalmente hay que hacer,
después de la calcinación, una molienda de refino. El yeso molido suele almacenarse
en silos cerrados y aislados de la humedad, con objeto de evitar la rehidratación.
1.5. PROPIEDADES DEL YESO
1.5.1. FRAGUADO
Es el endurecimiento en un plazo breve, al amasar el yeso hemihidrato con agua.
1.5.2. EXPANSIÓN
Se produce una expansión como consecuencia del crecimiento rápido de los cristales
durante el fraguado, es del orden de 0.3 a 1.5%.
1.5.3. ABSORCION DE AGUA
El yeso tiene una capacidad considerable de solubilidad en agua. La razón
fundamental se encuentra en la rápida perdida de resistencia que experimenta el
material fraguado al absorber agua ávidamente a través de su red capilar.
1.5.4. ADHERENCIA
En general la adherencia de las pastas de yeso a las piedras ladrillos, etc., es buena
pero al hierro y al acero es mejor. La adherencia a la madera y superficies lisas es
deficiente. Puede decirse, en general que la adherencia del yeso disminuye con el
tiempo y, desde luego, con la presencia de humedad.
pág. 6
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
1.5.5. CORROCIÓN
El yeso produce corrosión en el hierro y en el acero, sobre todo en presencia de
humedad. Así pues, cualquier elemento de estos materiales que deba estar en
contacto con yeso debe protegerse por galvanización, pintado, etc.
1.6. APLICACIONES DEL YESO
1.6.1. GUARNECIDOS Y TENDIDOS
Tal ves la mayor aplicación del yeso en la construcción es el revestecimiento de
paramentos mas o menos irregulares que no han de quedar vistos. Para ello se aplica
sobre el paramento una primera capa de yeso YGde 15mm de espesor, y sobre esta,
una capa de yeso YF de 1 a3 mm. La primera capa recibe el nombre de guarnecido y
la segunda, el de tendido.
1.6.2. MOLDURAS
Para este trabajo se utiliza generalmente escayola. La operación denominada corrido
de molduras consiste en hacer deslizar una terraja con el perfil deseado sobre unas
guías. Al moverse la terraja sobre una masa de escayola recién forma la moldura.
1.6.3. ESTUCO
Se conoce con este nombre un recubrimiento para muros, brillante y lavable, que se
extiende con la llana. Está compuesto por escayola o yeso YF molido muy fino,
amasado con agua que contiene gelatina, puede contener también pigmentos
colorantes. Cuando se a conseguido una superficie plana, se la da brillo mediante un
bruñido con planchas de acero calientes o frotando las superficies con un paño
impregnado en aceite de linaza y, posteriormente, con otro impregnado en aguarrás y
cera.
1.6.4. ELEMENTOS PREFABRICADOS
Además de las molduras y de otros elementos decorativos, pueden fabricarse como
elementos resistentes bloques de yeso, bovedillas para forjados y placas para
tabiques. Esta muy extendido el uso de placas de hasta 40x40 cms. Y aun mas, para
la construcción de falsos techos. Con frecuencia estas placas están perforadas para
conseguir un buen acondicionamiento acústico de los locales donde están colocadas.
Se emplean también paneles constituidos por un emparedado de cartón-yeso-cartón,
que responden a la denominación de plasterboard.
pág. 7
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
1.7. VENTAJAS DE CONSTRUIR CON PRODUCTOS DE YESO
1.7.1. Protección y seguridad.
La resistencia al fuego es inherente a la construcción con paneles de yeso o cemento.
Los sistemas proporcionan una resistencia al fuego permanente, que no está sujeta a
la pérdida de presión de agua u otras fallas y problemas que pueden ocurrir en los
sistemas con extinguidores por aspersión.
1.7.2. Resistencia al fuego.
Ni los paneles de yeso ni los de cemento generan fuego ni contribuyen a la
combustión. Al ser atacados por el fuego, se libera el agua químicamente combinada
en los cristales de yeso, convirtiéndose en vapor, lo que ayuda a retardar la
propagación de las llamas y a proteger las construcciones adyacentes. También los
paneles de cemento son efectivas barreras contra el fuego. Ambos tipos de
construcción cumplen con los requisitos de resistencia al fuego y propagación de flama
de todos los reglamentos modelo de construcción. Los ensambles específicos a
prueba de fuego de muros divisorios y estructurales, entrepisos, vigas y recubrimientos
contra fuego de columnas a base de yeso, tienen clasificaciones de resistencia al
fuego hasta de cuatro horas.
1.7.3. Control acústico.
Las construcciones de paneles de yeso y cemento ofrecen una excelente resistencia a
la transmisión de sonidos por el aire y por impacto, sin por ello tener una masa o peso
excesivos.
La fijación resiliente de paneles o bases de yeso y el uso de de aislamiento acústico
mejoran aún más las clasificaciones acústicas, haciendo que estos sistemas sean
ideales para muros medianeros. Existen muros y entrepisos que cumplen con los
requisitos STC (Clasificación de Transmisión de Sonido) e IIC (Clasificación de
Aislamiento por Impacto) de los reglamentos de construcción aplicable, y con las
necesidades de inquilinos y propietarios.
pág. 8
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
1.7.4. Durabilidad
Los revestimientos finos combinan las mejores características del panel de yeso y
enyesados convencionales. Las características de alta resistencia y de resistencia a la
abrasión de los acabados de revestimientos finos ofrecen la durabilidad necesaria en
áreas de tráfico pesado. Las superficies de enyesados convencionales son muy
resistentes a impactos
y maltratos. Terminados mediante un sistema de USG para el tratamiento de juntas,
los paneles de yeso forman muros y cielorrasos más resistentes que otros materiales
más rígidos a las grietas producidas por movimientos menores y variaciones en la
temperatura y humedad. El panel de cemento es un sustrato excepcionalmente
durable que no se deteriora con el agua.
1.7.5. Bajo Peso
Las construcciones de panel de yeso y cemento son mucho más ligeras que los
ensambles de albañilería del mismo espesor. Reducen costos de manejo de
materiales y pueden permitir el uso de miembros estructurales, cimientos y pisos, más
ligeros. La construcción con revestimientos finos es comparable al peso de un muro de
panel de yeso, y es considerablemente más ligera que un enyesado convencional.
1.7.6. Bajos costos de Instalación
Los sistemas de panel de yeso y cemento ofrecen menores costos de instalación que
las construcciones más masivas. Los sistemas ligeros reducen los costos de manejo
de materiales. Los elementos huecos proporcionan una amplia cavidad para
aislamiento térmico y acústico, además de facilitar la colocación de accesorios y de
instalaciones eléctricas y sanitarias en los muros. El bajo costo de los materiales y los
paneles grandes de construcción rápida se combinan para hacer que los sistemas de
paneles de yeso, paneles de cemento y revestimientos finos tengan un menor costo
que los trabajos de albañilería o enyesados convencionales. La rápida aplicación de
los acabados de revestimientos finos, además redundar en menores tiempos de
decoración, hace que en muchos casos estos sistemas sean competitivos con los del
panel de yeso.
pág. 9
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
1.7.7. Rápida Instalación
La construcción con paneles de yeso y cemento eliminan los costosos retardos en las
construcciones durante el invierno, permitiendo concluir y ocupar los edificios más
rápidamente. Los paneles y bases de yeso y cemento pueden almacenarse en la obra,
listos para utilizarse, se cortan con facilidad y se aplican rápidamente. Para obras de
grandes volúmenes, los enyesados convencionales pueden bombearse y aplicar se
fácilmente con rociadores. Los acabados de revestimientos finos, que fraguan en
aproximadamente una hora, eliminan los tiempos de secado prolongados y
generalmente quedan listos para decorarse al día siguiente o para pintarse con
pinturas aplicadas con rociador.
1.7.8. Fácil Decoración
La construcción con yeso ofrece superficies lisas que aceptan prontamente
decoración con pintura, papel tapiz, cubiertas vinílicas o azulejos, y permiten efectuar
re decoraciones durante la vida del edificio. Las texturas simples o con agregados se
aplican fácilmente a los paneles de yeso, o se elaboran durante la aplicación de la
capa de acabado de yeso. Las superficies lisas y duras obtenidas con acabados de
revestimientos finos y enyesados convencionales son más higiénicas y fáciles de
mantener que los bloques de concreto expuestos. Se pueden dar a los paneles de
cemento acabados con azulejos de cerámica, ladrillo delgado o estuco sintético.
1.7.9. Versatilidad
Las construcciones con panel de yeso o cemento son adecuadas como muros
divisorios, de corredor o medianeros; ductos para tuberías y cubos para elevadores;
muros exteriores y forrado de muros; y construcciones con membranas resistentes al
fuego.
Son adaptables para cualquier tipo de construcción nueva, sea comercial,
institucional, industria lo residencial, y para remodelaciones. Forman atractivos muros
y cielorrasos sin juntas, y se adaptan fácilmente a casi cualquier contorno, módulo o
dimensiones.
pág. 10
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
II. CEMENTO
2.1. DEFINICIÓN:
Es una sustancia de polvo fino hecha de argamasa de yeso capaz de formar una pasta
blanda al mezclarse con el agua y que se endurece espontáneamente en contacto con
el aire
El cemento es un material que une los fragmentos detríticos (arenas o gravas) de
ciertas rocas clásticas (areniscas o conglomerados). En general el cemento de estas
rocas se origina por precipitación química, siendo las sustancias cementantes más
frecuentes la sílice, los carbonatos y los óxidos de hierro.
El cemento es un polvo seco hecho de sílice, alúmina, cal, oxido de hierro y oxido de
magnesio, que se endurece cuando se mezcla con agua.
2.2. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL CEMENTO:
Los cementos pertenecen a la clase de materiales denominados aglomerantes en
construcción, como la cal aérea y el yeso (no hidráulico), el cemento endurece
rápidamente y alcanza resistencias altas; esto gracias a reacciones complicadas de la
combinación cal – sílice.
Ej.: Análisis químico del cemento:
CaO 63 % (Cal)
SiO2 20 % (Sílice)
Al2O3 6 % (Alúmina)
pág. 11
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Fe2O3 3 % (Oxido de Fierro)
MgO 1.5 % (Oxido de Magnesio)
K2O + Na2O 1 % (Álcalis)
Perdida por calcinación 2 %
Residuo insoluble 0.5 %
SO3 2 % (Anhídrido Sulfúrico)
CaO Residuo 1 % (Cal libre)
2.2.1. Características químicas
Módulo fundente
Compuestos secundarios
Perdida por calcinación
Residuo insoluble
2.2.2. Características físicas
Superficie específica
Tiempo de fraguado
Falso fraguado
Estabilidad de volumen
Resistencia mecánica
Contenido de aire
Calor de hidratación
2.3. TIPOS DE CEMENTO
Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:
2.3.1. De origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en
proporción 1 a 4 aproximadamente;
2.3.2. De origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen
orgánico o volcánico.
pág. 12
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Entre otras clasificaciones tenemos:
A. CEMENTO PÓRTLAND: Cemento hidráulico producido mediante la
pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio
hidráulicos y que contiene generalmente una o más de las formas de sulfato de
calcio como una adición durante la molienda.
i) TIPOS DE CEMENTO PÓRTLAND:
a. Tipo I: normal es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en
general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.
(Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales)
Libera más calor de hidratación que otros tipos de cemento.
b. Tipo II: de moderada resistencia a los sulfatos, es el cemento Pórtland
destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción
moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación,
cuando así sea especificado.(Puentes, tuberías de concreto)
c. Tipo III: Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura
de concreto reciba carga lo antes posible o cuando es necesario
desencofrar a los pocos días del vaciado.
d. Tipo IV: Se requiere bajo calor de hidratación en que no deben producirse
dilataciones durante el fraguado.
e. Tipo V: Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción
concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias)
B. CEMENTOS SIDERÚRGICOS: Es el producto que se obtiene de la mezcla
conjunta de clínquer, escoria básica granulada de alto horno y yeso. La escoria
básica granulada, es el producto que se obtiene por enfriamiento brusco de la
masa fundida no metálica, que resulta en el tratamiento de mineral de hierro,
en un alto horno. Si tiene menos de 30% de escoria básica, se denomina
Cemento Portland Siderúrgico.
pág. 13
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
C. CEMENTO CON AGREGADO A: Es el producto que se obtiene de molienda
conjunta con clínquer, agregado tipo A y yeso. El agregado tipo A es una
mezcla de sustancias, compuestas por un material cálcico-arcilloso, que ha
sido calcinado a temperatura superior a 900 ºC, y otros materiales a base de
óxidos de silicio, aluminio y fierro. Si contiene menos del 30% del agregado tipo
A se llama Cemento Portland Tipo A, y si tiene entre 30 y 50% se llama
Cemento Tipo A.
D. CEMENTO PUZOLÁMICO: Es el producto que se obtiene de la molienda
conjunta del clínquer, puzolana y yeso. La Puzolana es el material sílico-
aluminoso que, aunque no posee propiedades aglomerantes por si solo, las
desarrolla cuando está finamente dividido y en presencia de agua, por reacción
química con el hidróxido de calcio, a la temperatura ambiente.
i) Tipos De Cemento Portland Puzolánico:
a. Pórtland Puzolánico tipo IP: Donde la adición de puzolana es del 15 –40 %
del total.
b. Pórtland Puzolánico tipo I(PM) : Donde la adición de puzolana es menos del
15 %
c. Pórtland Puzolánico tipo P : Donde la adición de puzolana es mas del 40%
E. CEMENTOS ESPECIALES
Cemento Pórtland Blanco
Cemento de Albañilería
Cementos Aluminosos
Cementos compuestos
pág. 14
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
2.4. CEMENTOS RECOMENDABLES POR SUS EFECTOS EN EL
CONCRETO
Las condiciones que deben tomarse en cuenta para especificar el concreto idóneo y
seleccionar el cemento adecuado para una obra, pueden determinarse por la
indagación oportuna de dos aspectos principales:
1) las características propias de la estructura y de los equipos y procedimientos
previstos para construirla.
2) las condiciones de exposición y servicio del concreto, dadas por las
características del medio ambiente y del medio de contacto y por los efectos
previsibles resultantes del uso destinado a la estructura.
Existen diversos aspectos del comportamiento del concreto en estado fresco o
endurecido, que pueden ser modificados mediante el empleo de un cemento
apropiado, para adecuar los a los requerimientos específicos dados por las
condiciones de la obra. Las principales características y propiedades del concreto que
pueden ser influidas y modificadas por los diferentes tipos y clases de cemento, son
las siguientes:
Cohesión y manejabilidad
Concreto Pérdida de revenimiento fresco
Asentamiento y sangrado
Tiempo de fraguado
Adquisición de resistencia mecánica
Concreto Generación de calor endurecido
Resistencia al ataque de los sulfatos
Estabilidad dimensional (cambios volumétricos)
Estabilidad química (reacciones cemento-agregados)
pág. 15
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
2.4.1. Propiedades físicas del cemento de aluminato de calcio
Fraguado: Normal 2-3 horas.
Endurecimiento: muy rápido. En 6-7 horas tiene el 80% de la resistencia.
Estabilidad de volumen: No expansivo.
Calor de hidratación: muy exotérmico.
a. Aplicaciones
El cemento de aluminato de calcio resulta muy adecuado para:
Hormigón refractario.
Reparaciones rápidas de urgencia.
Basamentos y bancadas de carácter temporal.
Cuando su uso sea justificable, se puede utilizar en:
Obras y elementos prefabricados, de hormigón en masa o hormigón no
estructural.
Determinados casos de cimentaciones de hormigón en masa.
Hormigón proyectado.
No resulta nada indicado para:
Hormigón armado estructural.
Hormigón en masa o armado de grandes volúmenes.(muy exotérmico)
Es prohibido para:
Hormigón pretensado en todos los casos.
pág. 16
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
2.5. PRODUCCION DE CEMENTO
Proceso de fabricación:
2.5.1. EXTRACCION DE CANTERAS
De las canteras de piedra se extrae la caliza, y las arcillas a través de barrenación y
detonación con explosivos.
2.5.2. CHANCADO
El material de la cantera es fragmentado en las trituradoras, cuya tolva recibe la
materia prima, que por efecto de impacto o presión son reducidos a un tamaño
máximo de una o media pulgada.
pág. 17
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
2.5.3. MOLINO DE CRUDO
Se realiza por medio de un molino vertical de acero, que muele el material mediante la
presión que ejercen tres rodillos cónicos al rodar sobre una mesa giratoria de
molienda. Se utilizan también para esta fase molinos horizontales, en cuyo interior el
material es pulverizado por medio de bolas de acero.
2.5.4. HORNEADO
Es la parte medular del proceso, donde se emplean grandes hornos rotatorios en cuyo
interior a 1,400 °C la harina cruda se transforma en clinker, que son pequeños
módulos gris obscuro de 3 a 4 cm.
pág. 18
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
2.5.5. MOLINO DE CEMENTO
El clinker es molido a través de bolas de acero de diferentes tamaños a su paso por
las dos cámaras del molino, agregando el yeso para alargar el tiempo de fraguado del
cemento.
2.5.6. ENSACADO
El cemento es enviado a los silos de almacenamiento; de los que se extrae por
sistemas neumáticos o mecánicos, siendo transportado a donde será envasado en
sacos de papel, o surtido directamente a granel. En ambos casos se puede despachar
en camiones, tolvas de ferrocarril o barcos.
2.6. ADITIVOS DE CONCRETO
Los aditivos del concreto son productos capaces de disolverse en agua, que se
adicionan durante el mezclado en porcentajes no mayores de[ 5% de la masa de
cemento, con el propósito de producir una modificación en el comportamiento de]
concreto en su estado fresco y/o en condiciones de trabajo. Esta definición excluye,
por ejemplo, a las fibras metálicas, las puzolanas y otros. En la actualidad los aditivos
permiten la producción de concretos con características diferentes a los tradicionales,
han dado un creciente impulso a la construcción y se consideran como un nuevo
ingrediente, conjuntamente con el cemento, el agua y los agregados.
pág. 19
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
2.6.1. ANTECEDENTES
Los antecedentes más remotos de los aditivos químicos se encuentran en los
concretos romanos, a los cuales se incorporaba sangre y clara de huevo.
La fabricación del cemento portland alrededor de 1850 y el desarrollo del concreto
armado, llevó a regular el fraguado con el cloruro de calcio, patentado en 1885. Al
inicio del siglo se efectuaron sin éxito comercial estudios sobre diferentes aditivos.
El primer antecedente de los aditivos químicos modernos se encuentra en el empleo
ocasional del sulfonato naftaleno formaldehído, que fue utilizado en 1930 para actuar
como dispersante en concretos con adiciones negro de humo, destinados a carriles de
pavimentos que por su coloración pudieran llamar la atención de los conductores de
vehículos. Si bien en 1932 se registro una patente de los EE.UU. no se aplicó por su
elevado costo y exceder los requerimientos de las construcciones de concreto de esa
época.
2.6.2. TIPOS DE ADITIVOS
Los aditivos pueden clasificarse tentativamente según las propiedades que modifican
en el concreto fresco o endurecido.
A. EN ESTADO FRESCO:
• Incrementar la trabajabilidad sin aumento de agua o reducir el contenido de agua con
similar trabajabilidad.
• Retardar o acelerar el fraguado.
• Modificar el asentamiento.
• Disminuir la exudación
• Reducir la segregación
B. EN EL CONCRETO ENDURECIDO:
• Mejorar la actitud al bombeo 1 Aditivos Del Concreto
• Acelerar la ganancia de resistencia temprana.
• Incrementar la resistencia.
• Mejorar la durabilidad frente a exposición severa,
• Disminuir la permeabilidad.
• Producir expansión o controlar la contracción.
• Incrementar la adherencia con las barras de acero de refuerzo.
• Impedir la corrosión de las barras de refuerzo.
pág. 20
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
• Controlar la reacción álcali-agregado
En la actualidad los aditivos responden a las siguientes normas: Reductores de agua y
reguladores de fragua: ASTM C 494 NTP 334.088 Incorporadores ASTM C 260 de aire
(1) NTP 334.089 Cloruro ASTM D 98 de calcio: (1) Fluidificantes: ASTM C 1017
2.7. APLICACIONES DEL CEMENTO
2.7.1. INGENIERÍA ESTRUCTURAL
Desarrollamos investigaciones de tipo analítico y experimental en materiales,
elementos estructurales y sistemas constructivos de concreto. Los estudios se
orientan al desarrollo y evaluación de concretos de alto comportamiento, nuevas
tecnologías constructivas y reforzamiento, reparación y reestructuración de
estructuras existentes. Con argumentos sólidamente soportados, se resaltan las
ventajas que tiene el uso del concreto en las estructuras, comparado con el acero.
Podemos apoyar en elaboración de anteproyectos estructurales (ingeniería de
detalle), evaluación de estructuras existentes y proyectos de reforzamiento de
estructuras con deficiencias de calidad en materiales.
A. Construcción De Edificios
Es muy importante su uso en las zapatas aisladas ya que estas se construyen
directamente sobre el suelo excavado. Además es la parte que va a soportar toda la
construcción.
La zapata se tiene, después de tener el terreno excavado con las dimensiones de la
zapata aislada y cota correspondiente, se vaciará una capa de hormigón pobre sobre
la base del terreno con una dosificación 1: 8 (cemento: arena) para empezar con el
armado de los fierros.es la base de toda la construcción.
B. Otros como:
2. el puente interurbano más grande de Colombia : El concreto es protagonista
de los entramados urbanos que acortan distancias y generan nuevas dinámicas de
comunicación vial en la ciudad. A continuación un repaso a los avances en la
construcción del que será el puente urbano más largo Colombia.
pág. 21
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
3. Vaciado del concreto en clima frío En obra, las condiciones ambientales y
especialmente las temperaturas externas en días fríos son factores que afectan
directamente el desarrollo de resistencias y el comportamiento del concreto.
pág. 22
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
3.1. Planta Cartagena-Línea 4 Argos La nueva línea de producción de la planta
Cartagena, constituyó por su tamaño, complejidad y tipo, una obra de gran
relevancia para la ingeniería colombiana. Contribuyó con aspectos de
desarrollo social generando empleo y nuevos horizontes de mejoramiento, y
representó un verdadero desafío por su magnitud y por el tiempo récord de
construcción.
Concreto lanzado en túneles Desde hace muchos siglos ha existido la
necesidad de vencer los obstáculos de la naturaleza para el bienestar de la población,
el comercio y la economía de un país. Por tal razón, en las últimas décadas Colombia
ha venido realizando proyectos de obras subterráneas, especialmente, túneles férreos
y viales, hidroeléctricas, y se ha convertido en potencia latinoamericana de túneles
carreteros.
pág. 23
Dentro de los procesos constructivos
de túneles hidroeléctricos y túneles
viales, el concreto lanzado o el
concreto neumático o shotcrete son
elementos fundamentales tanto en el
sostenimiento como en el
revestimiento de túneles y obras
subterráneas. Estos tipos de proyecto
han motivado un continuo desarrollo
tecnológico del concreto, la
maquinaria, la aplicación y el control
de calidad.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
III. ARCILLA
3.1. DEFINICIÓN
La arcilla es una asociación de minerales arcillosos (silicatos complejos hidratados de
aluminio), de pequeño tamaño de partícula originada por la alteración hidrotermal de
rocas ígneas (granitos, riolitas, dioritas, basaltos)que, bajo condiciones propias de
presión, temperatura, acidez, etc., decilicifican a minerales arcillosos sílice libre y
alcalies que se lixivian según la conocida reacción:
Desde el punto de vista mineralógico, engloba a un grupo de minerales
(minerales de la arcilla), filosilicatos en su mayor parte, cuyas propiedades
físico-químicas dependen de su estructura y de su tamaño de grano, muy fino
(inferior a 2m ).
Desde el punto de vista petrológico la arcilla es una roca sedimentaria, en la
mayor parte de los casos de origen detrítico, con características bien definidas.
Para un sedimentólogo, arcilla es un término granulométrico, que abarca los
sedimentos con un tamaño de grano inferior a 2 m.
pág. 24
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
3.2. ESTRUCTURAS DE LA ARCILLLA
Las arcillas, al igual que el resto de los filosilicatos, presentan una estructura basada
en el apilamiento de planos de iones oxígeno e hidroxilos. Los grupos tetraédricos
(SiO)44- se unen compartiendo tres de sus cuatro oxígenos con otros vecinos
formando capas, de extensión infinita y fórmula (Si2O5)2-, que constituyen la unidad
fundamental de los filosilicatos. En ellas los tetraedros se distribuyen formando
hexágonos. El silicio tetraédrico puede estar, en parte, sustituido por Al3+ o Fe3+.
Estas capas tetraédricas se unen a otras octaédricas de tipo gibbsita o brucita. En
ellas algunos Al3+ o Mg2+, pueden estar sustituidos por Fe2+ o Fe3+ y más
raramente por Li, Cr, Mn, Ni, Cu o Zn. El plano de unión entre ambas capas está
formado por los oxígenos de los tetraedros que se encontraban sin compartir con otros
tetraedros (oxígenos apicales), y por grupos (OH)- de la capa brucitica o gibsitica, de
forma que, en este plano, quede un (OH)- en el centro de cada hexágono formado por
6 oxígenos apicales. El resto de los (OH)- son reemplazados por los oxígenos de los
tetraedros (Figura siguiente).
pág. 25
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
3.3. CLASIFICACIÓN
Cada una de las propiedades de la Arcilla puede dar lugar a una clasificación distinta.
Así pues, puede clasificarse según su color, su temperatura de cocción, sus
propiedades plásticas, su porosidad después de la cocción, su composición química,
etc.
3.3.1. Según su uso práctico se clasifican en:
A. Tierras Arcillosas; se vuelven vidriosas incluso a 900°C, contiene elevados
porcentajes de partículas silicuas o calizas.
B. Arcillas comunes ; son fusibles y se usan a temperatura comprendidas entre
900 y 1050°C. Contienes grandes cantidades de Carbonato Cálcico y Óxidos
de Hierro.
C. Arcillas para losa : se usan hasta temperaturas de 1250°C, casi no contiene
impurezas y contiene más de 25% de caolinita.
D. Arcillas para gres : funde a temperaturas elevadas, pero sintetizan y compactan
a temperaturas inferiores, originando productos de nula porosidad y vitrificados.
E. Arcillas para porcelana : tienen un punto de vitrificación muy elevado por lo que
se añaden un número elevado de fundentes.
3.3.2. Según su fusibilidad y color de arcilla se clasifican en:
A. Caolines : su componente principal es la caolinita, puede usarse a temperaturas
superiores a 1300°C.
B. Arcillas refractarias : son arcillas que pueden usarse hasta los 1500°C. Su
composición y color son variables aunque el contenido en Sílice es elevado.
C. Arcillas gresificables : son arcillas bastante refractarias. Pueden usarse a
temperaturas elevadas. Son más plásticas que las refractarias, dando lugar a
los productos de nula porosidad.
D. Arcillas blancas grasas : Se usan a temperaturas inferiores a los 1250°C y
poseen elevada plasticidad y gran encogido durante el secado. Toman color
blanco o marfil después de la cocción.
pág. 26
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
E. Arcillas rojas fusibles : son arcillas de alta fusibilidad. Son plásticas. Su
composición es muy variable, pero siempre con alto contenido de hierro. Según
su origen geológico:
F. Arcillas primarias : son aquellas que se encuentran en el mismo lugar de su
formación. Por lo general solo podemos considerar, arcillas primarias, a los
caolines.
G. Arcillas secundarias o sedimentarias: son aquellas que no se encuentran en el
lugar de formación por haber sido arrastradas y posteriormente sedimentadas.
Estas Arcillas por lo general, están impurificadas con materiales muy diversos,
lo que produce la gran diversidad de Arcillas que puedan encontrarse.
3.3.3. Según su trabajabilidad:
A. Arcillas grasas : Son arcillas impuras de colores entre café, grises, rojizos o
amarillentos, se encuentran formando capas y se las conoce como ceraturo o
tierra arcillosa
B. Magras : Son arcillas muy puras y duras lo que les hace difíciles de trabajar y
dar forma. Se las conoce como Caolín, material de color blanco y al que se le
ve como una sola masa y sirve para trabajos eminentemente de cerámica.
3.3.4. Según las características de las Arcillas Crudas:
A. Arcillas bituminosas : son de color negro, gris o azulado debido al alto contenido
de substancias orgánicas.
B. Caolines : son de coloro blanco, amarillento o ligeramente azulado. Se adhieren
mucho a la lengua y con agua forman una masa moldeable pero que no se
adhiere a los objetos en contacto con ella.
C. Arcillas emécticas : Son aquellas que se diferencian de los caolines en que con
agua forman una masa no moldeable y absorben con gran avidez las grasas y
aceites.
D. Arcillas plásticas : sonde color amarillento o pardo. Tienen tacto graso y se
pulimentan con la uña. Con agua forman una masa muy plástica, permitiendo
incluso la formación de anillos a partir de pequeñas barras cilíndricas. En su
composición puede haber algo de arena o mica e hidróxido férrico.
pág. 27
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
E. Arcillas limosas : son de color amarillo o pardo, se adhieren a la lengua pero no
tienen tacto graso, ni pueden pulimentarse ni son lo suficientemente plásticas
como para poder formar anillos sin romperse.
F. Loess : son de colores grises y amarillentos. Se adhieren a la lengua. No son
muy trabajables. Tienen alto contenido en compuestos de hierro y algo de cal.
Sus partículas son de grano muy fino.
G. Arcillas Figulinas : Actualmente se tiende a incluirlas con las arcillas plásticas,
ya que su única diferencia es un mayor contenido en cal y hierro, son menos
plásticas, sus partículas son de granos muy finos.
H. Magras : Son de color variable como gris, verdoso, amarillento, etc. Se adhieren
a la lengua y contienen gran cantidad de caliza. Las verdaderas magras no
rayan el vidrio. Son fusibles y se reconocen por la efervescencia que se
produce al agregarse algunas gotas de ácido.
I. Gredas : son de color variado, generalmente blanco. Se adhieren a la lengua,
son de grano bastante grueso y contienen un alto porcentaje de cuarzo.
4.4. CARACTERISTICAS
Material de estructura laminar.
Sumamente higroscópico.
Su masa se expande con el agua.
Con la humedad se reblandece y se vuelve plástica.
Al secarse su masa se contrae en un 10%
Generalmente se le encuentra mezclada con materia orgánica.
Adquiere gran dureza al ser sometida a temperaturas mayores a 600°C.
4.4.1. PLASTICIDAD
Es posiblemente la propiedad más importante en el estudio del suelo. Depende de su
mineralogía, distribución de partícula, intercambio iónico, historia geológica, etc. Se
determina en función del:
A. Limite plástico (L P) o unidad mínima expresada como porcentaje de la
correspondiente a suelo seco que puede enrrollarse de en hilos de
0.319 cm de diámetro sin romperse, correspondiente al agua absorbida,
sobre la condición rígida, sin separación de partículas.
pág. 28
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
B. Limite liquido (L 1) o humedad con porcentaje del suelo secado que fluye
al agitarse ligeramente.
Índice de plasticidad o diferencia entre límites liquido y plástico, valores comunes para
dichos límites son:
LP L1
Montmorrrillonita 51-97 125-700
Atapulgita 100-124 161-232
Hidrómica 36-43 69-100
Caolinita 26-38 34-73
Haloisita 29-60 34-65
Alofano 78-131 85-207
Clorita 36-48 44-47
4.4.2. ACTIVIDAD
Es la relación de índice de plasticidad a contenido de fracción seca a porcentaje de
tamaño menor de 2 micrones. Varía entre 0.5 y 7.0 para montmorrillonitas, 0.57a 1.23
para atapulgita, 0.23 a 0.58 para hidrómica, 0.01 a 0.41 para caolinita, y 0.02 a 0.16
para Haloisita. Se diferencia entre arcillas:
Arcilla Índice de plasticidad
Inactivas >0.5
Inactivas <0.50;0.75>
Normales <0.75;1.25>
Activas <1.25;2>
activas >2
pág. 29
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Desde el punto de construcción es recomendable el uso de arcillas poco plásticas,
gruesas, de baja calidad.
4.4.3. INDICE DE LIQUIDEZ
Es la relación de contenido de de agua menos limite plástico a índice de plasticidad.
Varía con el grado de consolidación del depósito, y normalmente, son de alto índice
las montmorrillas sódicas y de bajo, las arcillas floculadas.
4.4.4. RESISTENCIA A LA TENSIÓN
Es la resistencia de una briqueta sometida a carga progresiva mayor, pero varía
mucho con la humedad, orientación de partículas, etc. Si mide con equipos
específicos.
4.4.5. SENSIBILIDAD
Es la relación entre la resistencia de suelo no disturbado y la de suelo remoldeado,
con la misma humedad. Se diferencia entre suelos:
Insensibles, si lel índice es menor de 1
De baja sensibilidad, si es entre 1y2
De sensibilidad media, entre 2y4
Sensibles, entre 4y8
Extra sensibles, mayor de 8
Rápidos, de índice mayor de 16
4.4.6. PERMEABILIDAD
Es la capacidad del suelo de ser atravesado por un fluido. El coeficiente de
permeabilidad es:
D- Tamaño efectivo de partícula
e- relación de espacios vacios
pág. 30
K = 200 D2 e2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
4.4.7. ABSORCION DEL AGUA
Es la propiedad de algunos suelos de absorber agua e incrementar su volumen.
Normalmente se debe a montmorrillonitas y en menor grado, a otras arcillas. En suelos
confinados, el hinchamiento puede desarrollar presiones de hasta 167 Ton/mt2.
Algunas arcillas encuentran su principal campo de aplicación en el sector de los
absorbentes ya que pueden absorber agua u otras moléculas en el espacio
interlaminar (esmectitas) o en los canales estructurales (sepiolita y paligorskita).
4.4.8. HIDRATACIÓN E HINCHAMIENTO
La hidratación y deshidratación del espacio interlaminar son propiedades
características de las esmectitas, y cuya importancia es crucial en los diferentes usos
industriales. Aunque hidratación y deshidratación ocurren con independencia del tipo
de catión de cambio presente, el grado de hidratación sí está ligado a la naturaleza del
catión interlaminar y a la carga de la lámina.
4.4.9. TIXOTROPÍA
La tixotropía se define como el fenómeno consistente en la pérdida de resistencia de
un coloide, al amasarlo, y su posterior recuperación con el tiempo. Las arcillas
tixotrópicas cuando son amasadas se convierten en un verdadero líquido. Si, a
continuación, se las deja en reposo recuperan la cohesión, así como el
comportamiento sólido. Para que una arcilla tixotrópica muestre este especial
comportamiento deberá poseer un contenido en agua próximo a su límite líquido. Por
el contrario, en torno a su límite plástico no existe posibilidad de comportamiento
tixotrópico
4.5. APLICACIONES EN INGENIERIA CIVIL
En ingeniería civil y particularmente, en mecánica de suelos, es fundamental el
conocimiento de los suelos y su comportamiento bajo condiciones diversas que
dependen de su historia geológica y composición. Así, en suelos arcillosos, son
importantes sus características actuales y sus reacciones a la acción de
soluciones químicas, corrientes eléctricas o al contacto con otros minerales que
pág. 31
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
puedan variar completamente su permeabilidad, resistencia, etc. En general el
estudio de suelos en ingeniería civil incluye mineralogía y comportamiento bajo
condiciones diversas. La determinación mineralógica es importante por que
permite predecir su comportamiento y la forma de controlarlo.
Creación de membranas impermeables en torno a barreras en el suelo, o como
soporte de excavaciones.
Prevención de hundimientos. En las obras, se puede evitar el desplome de
paredes lubricándolas con lechadas de bentonita.
Protección de tuberías: como lubricante y rellenando grietas.
En cementos: aumenta su capacidad de ser trabajado y su plasticidad.
En túneles: Ayuda a la estabilización y soporte en la construcción de túneles.
Actúa como lubricante (un 3-5 % de lodo de bentonita sódica mantenida a
determinada presión soporta el frente del túnel). También es posible el
transporte de los materiales excavados en el seno de fluidos benoníticos por
arrastre.
En tomas de tierra: Proporciona seguridad en el caso de rotura de cables
enterrados.
Transporte de sólidos en suspensión.
Dentro del campo de la construcción, la arcilla no es utilizada directamente sino
más bien se la usa en la fabricación de baldosas, ladrillos, sanitarios, tejas, y
en la mezcla de las pinturas, etc.
La arcilla y la bentonita se ha venido usando desde los años 50 como agente
aglutinante en la producción de pellets del material previamente pulverizado
durante las tareas de separación y concentración. La proporción de bentonita
añadida es del 0,5%, en la mayor parte de los casos.
Material de Sellado: Durante muchos años las bentonitas se han venido
utilizando en mezclas de suelos en torno a los vertederos, con el fin de
disminuir la permeabilidad de los mismos. De esta forma se impide el escape
de gases o lixiviados generados en el depósito.
Más recientemente ha surgido una nueva tendencia en el diseño de barreras
de impermeabilización que se basa en la fabricación de complejos bentonitas-
geosintéticos (geomembranas y geotextiles). Consiste en la colocación de una
barrera de arcilla compactada ente dos capas, una de geotextil y otra de
geomembrana (plásticos manufacturados, como polietileno de alta densidad o
polipropileno, entre otros).
pág. 32
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Así mismo, se utilizan bentonitas sódicas como material impermeabilizante y
contenedor en los siguientes campos:
- Como contenedores de aguas frescas: Estanques y lagos
ornamentales, campos de golf, canales...
- Como contenedores de aguas residuales: Efluentes industriales
(balsas).
- En suelos contaminados: Cubiertas, barreras verticales
- En el sellado de pozos de aguas subterráneas contaminadas.
- En depósitos de residuos radiactivos: Repositorios subterráneos,
sellado de fracturas en granitos, etc.
Se utiliza para cementar fisuras y grietas de rocas, absorbiendo la humedad
para impedir que esta produzca derrumbamiento de túneles o excavaciones,
para impermeabilizar trincheras, estabilización de charcas, etc.
pág. 33
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
IV. BIBLIOGRAFÍA
DOVAL MONTOYA, M. GARCÍA ROMERO, E., LUQUE DEL VILLAR, J., MARTIN-VIVALDI CABALLERO, J. L. y RODAS GONZALEZ, M. (1991). "Arcillas Industriales: Yacimientos y Aplicaciones". En: Yacimientos Minerales. Editores: R. Lunar y R. Oyarzun. Editorial Centro de Estudios Ramón Areces, S. A. Madrid. pgs 582-608.
DOVAL MONTOYA, M. (1990). "Bentonitas" . En: Recursos Minerales de España. Coord. J. García Guinea y J. Martínez Frias
GALAN HUERTOS, E. (1990). "Arcillas" En: Recursos Minerales de España. Coord. J. García Guinea y J. Martínez Frias.
LAGREDA, M. D.; BUCKINGHAM, P. L.; EVANS, J. C. (1996). "Gestión de Residuos tóxicos. Tratamiento, Eliminación y Recuperación de suelos". Mc. Graw. Hill.
Website: http://es.wikipedia.org/wiki/Cemento http://www.ingenieracivil.com/2007/11/_yeso
.
pág. 34