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CEMENTO - CONCRETO

ESPACIO Y MATERIALIDAD

DOCENTE: ARQ. MG. ANDRS M. GONZLEZ C.

UNIVERSIDAD DE LA SALLEPROGRAMA DE ARQUITECTURA

OCTUBRE DE 2009

http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/files/Sydney_Opera_House_-_close_up_2.jpghttp://www.es.ritchiewiki.com/wikies/files/Sydney_Opera_House_-_close_up_2.jpghttp://www.es.ritchiewiki.com/wikies/files/Sydney_Opera_House_-_close_up_2.jpghttp://www.es.ritchiewiki.com/wikies/files/Sydney_Opera_House_-_close_up_2.jpghttp://www.es.ritchiewiki.com/wikies/files/Sydney_Opera_House_-_close_up_2.jpghttp://www.es.ritchiewiki.com/wikies/files/Sydney_Opera_House_-_close_up_2.jpghttp://www.es.ritchiewiki.com/wikies/files/Sydney_Opera_House_-_close_up_2.jpg

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INTRODUCCION

Definicin: Es una sustancia de polvo fino hecha deargamasa de yeso capaz de formar una pasta blanda almezclarse con el agua y que se endurece espontneamenteen contacto con el aire.

Historia: La utilizacin de cementos y aglomerantes, seremonta a:-Egipto, construccin de las pirmides.

-Griegos y romanos, utilizacin de los primeros concretos.Llamado por los romanos OpusCementitium.

-En 1724, se busca la cal hidrulica, adicionando arcilla a lamezcla con cal.

-En 1778, el Sr Aspdin realiza ensayos con rocas de la isla dePrtland (Inglaterra), es el Padre del cemento Prtland.

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TIPOS DE CEMENTO

CEMENTO PORTLAND: Cemento hidrulicoproducido mediante la pulverizacin del Clincker,compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidrulicos

y que contiene generalmente una o mas de las formas de

sulfato de calcio como una adicin durante la molienda.TIPOS DE CEMENTO PORTLAND:Tipo I: normal es el cemento Prtland destinado a obras deconcreto en general, cuando en las mismas no se especifique la

utilizacin de otro tipo. (Edificios, estructuras industriales,conjuntos habitacionales).

Libera mas calor de hidratacin que otros tipos de cemento.

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-Tipo II: Moderada resistencia a los sulfatos, destinado a obrasde concreto en general y obras expuestas a la accin moderadade sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratacin,cuando as sea especificado. (Puentes, tuberas de concreto).

-Tipo III: Alta resistencia inicial, cuando se necesita que laestructura de concreto reciba carga lo antes posible o cuando esnecesario desencofrar a los pocos das del vaciado.

-Tipo IV:Usado dondese requiere bajo calor de hidratacin enque no deben producirse dilataciones durante el fraguado.

-Tipo V: Usado donde se requiera una elevada resistencia a laaccin concentrada de los sulfatos. (canales, alcantarillas, obrasportuarias).

TIPOS DE CEMENTO

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-Prtland Puzolnico tipo IP:Donde la adicin de puzolana es

del 15 40 % del total.

-Prtland Puzolnico tipo I(PM): Donde la adicin depuzolana es menos del 15 %

-Prtland Puzolnico tipo P:Donde la adicin de puzolana esmas del 40%

CEMENTOS ESPECIALES

-Cemento Prtland Blanco

-Cemento de Albailera

-Cementos Aluminosos

-Cementos compuestos

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND PUZOLNICO

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TIPOS DE CEMENTO- Aplicaciones

Represa en Antamina,cemento Prtland tipo II

Complejo habitacional y comercial,cemento Prtland tipo I

Punta Lagunas de San Juan,cemento Prtland puzolnico tipo I

(PM)

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PRODUCCION

MATERIAS PRIMAS PARA LA FABRICACION DEL CEMENTO:

COMPONENTES ADICIONADOS

-Oxido de manganeso -lcalis: K2O, Na2O

-Azufre -Cloruros -Floruros

FASES MINERALES DEL CLINKERAl combinarse durante el proceso de sinterizacin en el horno los cuatroelementos: Calcio, Slice, Aluminio y Hierro; se producen cuatro nuevoscompuestos mineralgicos principales en el clincker, que son:

-El SILICATO TRICALCICO 3CaO.SiO2 (C3S) ALITA

-El SILICATO BICALCICO 2CaO.SiO2 (C2S) BELITA

-El ALUMINATO TRICALCICO 3CaO.Al2O3 (C3S)

-El FERRO ALUMINATO TETRACALCICO

4CaO . Al2O3 . Fe2O3 (C4AF)

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Silicato triclcico. C3Sque contribuye en el buen desarrollo dela resistencia, endurece rpidamente y tiene una influenciaimportante sobre el tiempo de fraguado y la resistencia temprana.Calor elevado de hidratacin.

Silicato diclcico C2SSe hidrata con mayor lentitud y contribuyea la ganancia de resistencia en 7 das.Aluminato triclcico C3A.Resistencia temprana y elevado calorde hidratacin. Mala resistencia al sulfato y un mayor cambio de

volumen.

Aluminoferrita tetraclcica C4AFProducto que se forma en loshornos y acta como elemento de relleno con poca o ningunaresistencia.

COMPONENTES QUMICOS DEL CEMENTO

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PRODUCCION Proceso de Fabricacin

1. EXTRACCION CANTERA

2. CHANCADO3. MOLINO DE CRUDO

4. HORNEADO 5. MOLINO DE CEMENTO 6. EMPAQUE

Video cemento videocemento.flv

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_1/videocemento.flvhttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_1/videocemento.flv

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EL CONCRETO- HORMIGONCONCRETO CONVENCIONAL

Es un material modesto y de elaboracin sencilla,cuyo uso tiene una tradicin de dos mil aos mas omenos. Hibrido por excelencia donde su esenciaradica en la mezcla o aleacin de que se componga.Es una masa eficaz y barata considerada la piedraartificial.

Su composicin se basa exclusivamente en tresingredientes:

CEMENTOAGREGADOSAGUA

CONCRETO ARMADODe composicin, propiedades y comportamientosustancialmente diferentes al anterior.Compuesto de hormign convencional reforzadocon barras o mallas de acero a las que se lesdenomina armaduras.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Trebar.jpg

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AGREGADOS

Agregados finos:

Arena natural o manufacturada

Partcula menor a 10 mm.

Agregados gruesos: Partculas se retienen en la malla 16

Partcula entre 19 a 25 mm.

Constituyen aproximadamente el 60 al 75 % del volumen

total del concreto. Los agregados deben consistir en

partculas con resistencia adecuada as como

resistencias a condiciones de exposicin a la intemperie

y no deben contener materiales que pudieran causar

deterioro del concreto.

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PASTA

Cemento Portland 7% - 15%Fue inventado en 1824 en Inglaterra por el albail Joseph Aspdin. Estecemento se llama Portland por la similitud en su fsico con las rocasencontradas en Portland.

Unin homognea de arcilla y caliza, estas al ser sometidas al calor y

llevndola hasta un principio de fusin dan lugar a un productollamado clinker;

Se mezcla el clinkler con una cantidad de yeso inferior al 3% (comoretardador de fraguado), y molido.

Agua 14% -21%

La pasta constituye del 25 al 40 % del volumen total del concreto.

http://www.arqhys.com/construccion/construccion-cemento.html

Entre menos agua se utilice, se tendr una mejor calidad de

concreto a condicin que se pueda consolidar adecuadamente.

Menores cantidades de agua de mezclado resultan en mezclas

mas rgidas; pero con vibracin, a un las mezclas mas rgidas

pueden ser empleadas.

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PROCESO - ELABORACION

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EL CONCRETO- HORMIGON

Lanificio Gatti , Pier Luigi Nervi, Roma, 1952

La torre de Costa Rica, enA Corua, vista desde laazotea del edificio Trbol

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EL CONCRETO- HORMIGON

Palazzetto dello Sport

Pier Luigi Nervi1958

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Debe estar razonablemente limpia y sin cantidades de materia orgnica,barro y sales. Evitar agua con concentracin de sulfatos mayores al 1%

pueden perjudicar la resistencia del concreto reducindola en un 10%, aligual que el alto contenido de sales (cloruro de sodio), superiores al

3.5%. El agua de cinagas o de lagos estancados puede contener acido

tnico, el cual causa retardos en el fraguado y desarrollo de laresistencia.

ADITIVOS

Son materiales diferentes del cemento, los agregados y del agua que seusan como ingredientes del concreto y se adicionan inmediatamente

antes o durante el mezclado. Se emplean para modificar laspropiedades del concreto, para mejorar su trabajabilidad,aumentar la resistencia, retardar o acelerar el desarrollo de laresistencia y aumentar su resistencia a la congelacin.

AGUA

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EL CONCRETO- HORMIGON

Interior court, looking south Johnson WaxBuilding Racine, Wisconsin

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DOSIFICACION

MEZCLA CEMENTO

ARENA

(M3)

PIEDRA

(M3) AGUA (LTS) RESISTENCIA OBTENIDA

C A P KILOS

SACOS x

50 kg

TRITURAD

A

CUANDO EL

AGREGADO

ESTA

HUMEDO

CUANDO EL

AGREGADO

ESTA SECO

A LOS 28 DIAS EN

CONDICIONES

NORMALES Y SIN

ADITIVOS

KG / CM2 LBS / PULG2

1 2 2 420 8.500 0.670 0.670 170 190 250 3,555

1 2 2,5 380 7.500 0.600 0.760 160 180 240 3,400

1 2 3 350 7.000 0.555 0.835 150 170 220 3,130

1 2 3,5 320 6.500 0.515 0.900 155 170 210 3,000

1 2 4 300 6.000 0.475 0.950 145 160 200 2,850

1 2.5 4 280 5.260 0.555 0.890 140 160 190 2,700

1 2.5 4,5 260 5.500 0.520 0.940 130 150 180 2,560

1 3 3 300 6.000 0.715 0.715 140 160 170 2,400

1 3 4 260 5.250 0.625 0.825 130 175 160 2,280

1 3 5 230 4.500 0.555 0.920 170 150 140 2,000

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HIDRATACION, TIEMPO DE FRAGUADO,ENDURECIMIENTO

La propiedad de liga de las pastas de cemento Portland se debe a la

reaccin qumica entre el cemento y el agua.

Los dos silicatosde calcio, los cuales constituyen cerca del 75% del peso del cemento

Portland, reaccionan con el agua para formar dos nuevos compuestos:el hidrxido de

calcio y el hidrato de silicato de calcio. Este ultimo es con mucho el componente

cementante mas importante en el concreto. Las propiedades ingenieriles del concreto, -fraguado y endurecimiento, resistencia y estabilidad dimensional - principalmente

depende del gel del hidrato de silicato de calcio. Es la medula del concreto.

Es importante conocer la velocidad de

reaccin entre el cemento y el agua porque

la velocidad determinad el tiempo de

fraguado y de endurecimiento. La reaccininicial debe ser suficientemente lenta para

que conceda tiempo al transporte y

colocacin del concreto. Sin embargo, una

vez que el concreto ha sido colocado y

terminado, es deseable tener un

endurecimiento rpido.

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CURADO / ENDURECIMIENTO

El aumento de resistencia continuara con la edad

mientras este presente algo de cemento sin hidratar, a

condicin de que el concreto permanezca hmedo otenga una humedad relativa superior a

aproximadamente el 80% y permanezca favorable la

temperatura del concreto.

Si se vuelve a saturar el concreto luego de un periodode secado, la hidratacin se reanuda y la resistencia

vuelve a aumentar. Sin embargo lo mejor es aplicar el

curado hmedo al concreto de manera continua

desde el momento en que se ha colocado hasta

cuando haya alcanzado la calidad deseada debido a

que el concreto es difcil de restaurar.

El curado tiene por objeto evitar un secado prematuro,especialmente bajo la accin de los rayos del sol y del viento.

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Es necesario evitar la prdida de agua durante el periodo en

el que se produce la reaccin del cemento con el agua para

poder alcanzar la resistencia inherente del concreto.

El curado debe ser continuo para que no se generenagrietamientos superficiales.

Se debe iniciar el proceso de curado tan pronto se quita laformaleta o tan pronto como la superficie no resulte daada porel procedimiento de curado.Tipos de curadosAgua,roco continuo, usando arena u otros diques.Compuestos qumicos formadores de membranas,soluciones de resinas o ceras.Hojas de papel o plsticos.

Mantas y colchas,manta en yute o algodn.

CURADO / ENDURECIMIENTO

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EL CONCRETO- HORMIGON

Restaurant Submar,arquitecte Flix Candela

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CONTROL DE MEZCLAS EN OBRA

Las propiedades ms importantes a controlar en obra son:

Asentamiento (slump) y la resistencia a compresin

Asentamiento: Nos indica la trabajabilidad del concreto eindirectamente nos muestra su reaccin inicial (fraguadoinicial); consta de una muestra que se toma bajo ciertos

parmetros, la cual es ensayada en el cono de Abrams y sereporta una medida en centmetros o pulgadas, dependiendodel sistema de medicin que aplique segn el pas. A mayorasentamiento mayor fluidez (trabajabilidad).

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Cono_de_Abrams_03.jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Cono_de_Abrams_01.jpg

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Resistencia a la compresin: Se toman muestras en unascamisas cilndricas, las cuales sern sometidas a compresincontrolada a los 7, 14 y 28 das.

CONTROL DE MEZCLAS EN OBRA

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Concrete_Compression_Testing.jpg

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EL CONCRETO- HORMIGON

Un hormign es mas resistente cuando mas densa sea su masa.

El tipo y calidad de cemento empleado influye en la resistencia final yespecialmente en grado de dureza del producto.

Un alto contenido de agua reduce la resistencia y hace aumentar laretraccin.

La consolidacin y la homogenizacin del fluido se realiza preferiblementemediante vibradomecnico. Aumento de la densidad y facilidad de ladistribucin.

El encofrado debe ser lo suficientemente rgido para que no se deforme,debe estar sin imperfecciones superficiales o segn requerimientos deldiseador.

Se deben evitar juntas para garantizar la homogeneidad de la estructura.

Para la construccin en concreto se deben aprovechar las diferentes

ventajas que ofrece la formaleta, sea esta reutilizable en madera ometlica, sean formaletas perdidas o formaletas deslizables, entre otras,para dar las formas deseadas apropiadas en el uso del concreto.

La prefabricacin en concreto ofrece mayores ventajas; mejor control decalidad, reduccin del tiempo, diversidad en acabados, etc.

Las estructuras en concreto pretensado han ofrecido mayor resistencia en

los concretos reforzados o armado.

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EL CONCRETO- HORMIGON

Sydney Opera

http://www.es.ritchiewiki.com/wikies/files/Sydney_Opera_House_-_close_up_2.jpghttp://www.es.ritchiewiki.com/wikies/index.php/Imagen:Sydney_Opera_House_2.jpg

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PATOLOGAS DEL CONCRETO

Debido al mal vibrado se ocasionan hormigueros, estos son

bolsas de aire que quedaron al momento del vaciado. Oxidacinel acero, perder adherencia, acabados.

Al haber altas temperaturas, mucho viento y un mal curado, elconcreto se consume toda el agua presente y se reseca,

generando una contraccinque puede producir fisuras y hastagrietas.

Variacin de la relacin a/c, implica reduccin en la resistenciafinal; en obra es comn la adicin de agua para recuperarmanejabilidad y debido a ello se modifica ostensiblemente dicharelacin.

Exceso de aditivos, ya sea para retardar, acelerar, plastificar,puede desencadenar grandes problemas en el fraguado y en laresistencia.

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CIBERGRAFIA:

Varios Autores, Varios Ttulos. [http://www.slideshare.net]. Enero 15 de 2011