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Calidad que se acredita internacionalmente ASIGNATURA TECNOLOGIA DEL CONCRETO (ANTOLOGÍA)

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Tecnologia Del Concreto(a)

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  • Calidad que se acredita internacionalmente

    ASIGNATURA

    TECNOLOGIA DEL

    CONCRETO

    (ANTOLOGA)

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    2

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    Material publicado con fines de estudio

    Tercera edicin

    Huancayo, 2013

    MISIN

    Somos una universidad privada, innovadora y

    comprometida con el desarrollo del Per, que

    se dedica a formar personas competentes,

    ntegras y emprendedoras, con visin

    internacional; para que se conviertan en

    ciudadanos responsables e impulsen el

    desarrollo de sus comunidades, impartiendo

    experiencias de aprendizaje vivificantes e

    inspiradoras; y generando una alta valoracin mutua entre todos los grupos de inters.

    VISIN

    Ser una de las 10 mejores universidades

    privadas del Per al ao 2020, reconocidos

    por nuestra excelencia acadmica y vocacin

    de servicio, lderes en formacin integral, con

    perspectiva global; promoviendo la competitividad del pas.

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    3

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    PRESENTACIN

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO, es una asignatura de carrera del Ingeniero

    Civil, que proporciona al estudiante los conocimientos bsicos e importante ,cuyas

    herramientas indispensables son los procesos constructivos y control de calidad en

    la ejecucin de de obras de edificacin .

    La Competencia a alcanzar es: Conocer Los Conceptos de generales del

    concreto y sus componentes: cemento, agua, agregados y aditivos; Logra un

    entendimiento bsico de la tecnologa del concreto, identificando y reconociendo la

    trascendencia de los materiales empleados y su preparacin en la calidad del

    concreto.

    Elaborar el Diseo de Mezcla de concreto s/c Aditivo; conoce, entiende, explica y

    desarrolla un diseo de mezcla, los procedimientos adecuados para la elaboracin

    de concreto en obra. As como el uso de Aditivos. Finalmente evaluar las

    propiedades y caractersticas esenciales del concreto; comprende la importancia

    de la evaluacin de las propiedades del concreto en el estado fresco y endurecido

    para medir la calidad del concreto.

    En general, los contenidos propuestos en el material de estudio, se dividen

    en 4 unidades :La Historia del Concreto,El Cemento en El Peu,El Concreto-

    Hormigon(Componentes) y El Concreto en El Per (tipo) La Norma Tecnica

    Peruana, y La Norma ASTM incluyen importantes normas, control de calidad y

    procedimientos de ensayos de uso frecuente entre los profesionales que

    desarrollan su actividad en la Construccin y Supervisin de Obras. La lectura del

    Capitulo 2-5 de la E-060 del Reglamento Nacional de Edificaciones del Ministerio

    de Vivienda Construccin y Saneamiento. Apuntes , Publicaciones y Boletines de

    ASOCEM, recopilados cuidadosamente de estos Textos y Normas descritos.

    Es recomendable que el estudiante desarrolle una permanente lectura de

    estudio junto a una minuciosa investigacin de campo, via Internet la consulta a

    profesionales con experiencia relacionados al tema. El contenido del material se

    complementara con las lecciones presnciales y a distancia que se desarrollan en

    la asignatura.

    Agradecemos al Ingeniero Richard Hugo Reymundo Gamarra que trabajo

    en la elaboracin de la Antologa ,quien con su aporte y sugerencias han

    contribuido a mejorar la presente edicin, que solo tiene el valor de una

    introduccin al mundo de Construccin.

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    4

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    NDICE

    Pg.

    PRESENTACIN 3

    NDICE 4

    PRIMERA UNIDAD: HISTORIA DEL CONCRETO

    Texto N 1: El concreto en el Tiempo 6

    SEGUNDA UNIDAD: EL CEMENTO EN EL PERU

    Texto N 2: La produccin del cemento en el Per 17

    TERCERA UNIDAD: EL CONCRETO-HORMIGON

    Texto N 3: Composicin del Concreto 36

    CUARTA UNIDAD : EL CONCRETO EN EL PERU

    Texto N 4: Tipo de concreto segn desempeo-Normas ASTM-ASOCEM 64

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    5

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    PRIMERA UNIDAD

    HISTORIA DEL CONCRETO

    TEXTO N 1

    EL CONCRETO EN EL TIEMPO

    Compilado y adaptado de: Historia del concreto

    ,monografas com

    Documento electrnico

    http://www.monografias.com/trabajos/histoconcreto

    /histoconcreto.shtml

    Pag 5-15

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    6

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    EL CONCRETO EN EL TIEMPO

    Egipto Antiguo

    Los egipcios usaron el yeso calcinado para dar al ladrillo o a las estructuras de piedra una capa lisa.

    Grecia antigua

    Una aplicacin similar de piedra caliza calcinada fue utilizada por los Griegos antiguos.

    Antigua Roma

    El Coliseo Romano

    Los Romanos utilizaron con frecuencia el agregado

    quebrado del ladrillo embutido en una mezcla de la

    masilla de la cal con polvo del ladrillo o la ceniza

    volcnica. Construyeron una variedad amplia de

    estructuras que incorporaron la piedra y concreto,

    incluyendo los caminos, los acueductos, los templos y los palacios.

    Los Romanos antiguos utilizaron losas de concreto

    en muchas de sus estructuras pblicas grandes

    como el Coliseo y el Partenn. El concreto tambin fue utilizado en la pared de la

    defensa que abarca Roma, ms muchos caminos y los acueductos que todava existen

    hoy. Los Romanos utilizaron muchas tcnicas innovadoras para manejar el peso del

    concreto. Para aligerar el peso de estructuras enormes, encajonaron a menudo tarros

    de barro vacos en las paredes. Tambin utilizaron barras de metal como refuerzos en

    el concreto cuando fueron construidos techos estrechos sobre callejones.

    1774 El Faro de Smeaton

    TEXTO N 1

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    7

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. John Smeaton haba encontrado que combinar la cal viva con otros materiales creaba

    un material extremadamente duro que se podra utilizar para unir juntos otros

    materiales. l utiliz este conocimiento para construir la primera estructura de

    concreto desde la Roma antigua.

    "John Smeaton, uno de los grandes ingenieros del siglo dieciocho, logr un triunfo al

    construir el faro de Eddystone en Inglaterra. Los faros anteriores en este punto haban

    sido destruidos por las tormentas y el sitio estaba expuesto a la extrema fuerza del

    mar. Pero Smeaton utiliz un sistema en la construccin de su cantera que la limita

    junta en un todo extremadamente tenaz. l bloque las piedras unas en otras y para

    las fundaciones y el material de junta utiliz una mezcla de la cal viva, arcilla, arena y

    escoria de hierro machacada concreto, eso es. Esto ocurri en 1774... [y] es el primer uso del concreto desde el perodo romano." (Citado de Espacio, Tiempo y

    Arquitectura: el crecimiento de una nueva tradicin, por Sigfried Giedion, Harvard

    University Press, 1954. Aguafuerte del informe de Smeaton sobre el faro, una narrativa del edificio y una descripcin de la construccin del faro de Eddystone.)

    1816

    El primer puente de concreto (no reforzado) fue construido en Souillac, Francia.

    1825

    Paso del canal

    El primer concreto moderno producido en Amrica se utiliza en la construccin del

    canal de Erie. Se utiliz el cemento hecho de la "cal hidrulica" encontrada en los

    condados de Madison en Nueva York, de Cayuga y de Onondaga.

    Primero llamado "La zanja de Clinton", el canal de Erie se abri en 1825. Fue un

    instrumento en la apertura de la expansin a travs de la regin de Los Grandes

    Lagos. Su xito comercial fue atribuido a menudo al hecho de que el coste de

    mantenimiento de los pasos de concreto era muy bajo. El volumen del concreto usado

    en su construccin le hizo el proyecto de construccin de concreto ms grande de sus das.

    1897

    Sears Roebuck ofreci el artculo #G2452, un barril de "Cemento, natural" en $1,25

    por barril y el artculo #G2453, "cemento Portland, importado" en $3,40 por barril de

    50 galones.

    1901

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    8

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    Abrazadera de columna

    Arthur Henry Symons dise una abrazadera de columna que se utilizara con las

    formas de concreto trabajo construidas.

    Arthur Henry Symons dise una abrazadera de columna para encofrado de concreto

    en su departamento de herrero en la ciudad de Kansas. Era ajustable y mantena las

    formas cuadradas, dos caractersticas apreciadas por los contratistas de concreto. La

    abrazadera lleg a ser rpidamente popular y los contratistas pidieron que l hiciera

    ms equipo para resolver sus necesidades en la construccin de concreto. Pronto, A.H.

    Symons haca una variedad amplia de equipo para la cada vez mayor industria de la construccin en concreto.

    1902

    August Perret dise y construy un edificio de apartamentos en Pars que usa las

    aplicaciones qu l llam "sistema trabeated para el concreto reforzado". Fue

    estudiado y tambin imitado ampliamente y adems influenci profundamente la construccin en concreto por dcadas.

    August Perret dise los apartamentos en la 25bis el rue Franklin con vistas

    maravillosas hacia el Ro Sena y la Torre Eiffel. Su rea agrandada de ventanas con las

    pequeas masas de soporte fue radical en sus das. Se considera una estructura

    seminal en el temprano movimiento arquitectnico moderno porque utiliz la fuerza

    extraordinaria del concreto reforzado para crear un edificio que tena un marco de soporte que no dependa del espesor de las paredes.

    1905

    Templo Unity

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

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    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. Frank Lloyd Wright comenz la construccin del famoso templo de la Unidad en Oak

    Park, Illinois. Tomando tres aos para terminar, Wright dise la masiva estructura

    con cuatro caras idnticas de modo que su costoso encofrado se pudiera utilizar

    mltiples veces.

    Falling Waters

    Frank Lloyd Wright crey que el concreto era un material de construccin importante

    que debe ser utilizado en muchas maneras. l lo utiliz como vigas ocultas de ayuda, losas, paredes y techos en la mayora de sus trabajos desde 1903 en adelante.

    El templo de la unidad se hizo casi enteramente de concreto reforzado; la famosa casa

    "Falling Waters" usa las losas de concreto para soporte y efecto dramtico; en muchos

    de sus trabajos posteriores us sus bloques de concreto diseados para soporte y

    efecto decorativo.

    1908

    Edison con casa modelo

    Thomas Alva Edison construy 11 hogares de concreto moldeados en sitio en Union,

    Nueva Jersey. Esos hogares an siguen siendo utilizados. l tambin puso la primera milla del camino en concreto cerca de New Village, Nueva Jersey.

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    10

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. Thomas Edison crey que el concreto era el material que revolucionara los hogares. l

    quera que el trabajador promedio pudiera vivir en casas finas, que el concreto hara

    rentable. Este modelo adornado era similar a los 11 hogares que l construy. Usando

    concreto y formas avanzados, cada hogar era vertido de piso a techo en un da.

    1914

    La construccin del Canal de Panam

    El Canal de Panam fue abierto despus de dcadas de construccin. Ofrece tres pares

    de exclusas de concreto con suelos tan gruesos como 20 pies y las paredes tan

    gruesas como 60 pies en el fondo.

    El Canal de Panam tom ms de 30 aos para terminarse a un costo de $347

    millones. Los desafos de ingeniera encontrados fueron enormes. Las condiciones

    geolgicas difciles, la obtencin de las materias primas necesarias y mano de obra,

    ms la enorme escala del equipo requirieron la innovacin ilimitada. Las formas de

    acero para las superficies interiores de las exclusas fueron 80 pies de alto y 36 pies de ancho.

    1917

    El local en Chicago

    Symons se mud a un local ms grande en Chicago para acomodar el crecimiento.

    Arthur Henry Symons mud su negocio desde la ciudad de Kansas a Chicago en 1917

    para acomodar el crecimiento del negocio. El estar ms cerca al buen transporte para

    la adquisicin de la materia prima y distribucin del producto, trabajo experto y un mercado que creca estimul ms crecimiento.

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    11

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    1918

    Anuncio

    Symons lanz su primer anuncio en la Engineering News-Review (ENR). Esto extendi

    la palabra sobre sus productos y di lugar incluso a mayor crecimiento y expansin de los productos y servicios de Symons.

    "La abrazadera de columna SYMONS" dice el ttulo en el primer anuncio de Symons en

    la Engineering News-Review (ENR). Este anuncio apareci en la edicin de ENR del 14

    agosto de 1918 y se han estado publicando anuncios all desde entonces.

    1921

    Hangar de aeronaves

    Los vastos y parablicos hangares de dirigibles en el aeropuerto de Orly en Pars

    fueron terminados.

    Los hangares extensos de los dirigibles de Eugene Freyssinet (comenzados en 1916)

    fueron construidos de costillas parablicas pretensadas. La forma permiti la ms

    grande y posible fuerza estructural para el enorme volumen necesario para contener

    los dirigibles. La naturaleza incombustible del concreto fue el factor principal que

    convenci al equipo de Orly a que aprobara el diseo altamente inusual.

    1933

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    12

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    Alcatraz

    La Penitenciara de Alcatraz fue abierta. Los primeros internos fueron la cuadrilla de trabajo de la prisin que la construy.

    Esta prisin federal en la isla de Alcatraz fue cerrada por el ejrcito en 1933 y se

    convirti oficialmente en una Penitenciara en 1934. El agregado para el concreto en muchos de los edificios es ladrillo machacado de la prisin militar.

    1946

    Symons comenz la fabricacin Wood-Ply, un sistema de formacin modular que

    consisti en formas de madera reutilizables con la dotacin fsica de acero.

    1955

    Fue introducido Steel-Ply, el sistema de formacin de concreto ms popular de

    Symons. Utilizado en operaciones "handset" y "gangform", provee a los contratistas la mxima flexibilidad de forma con grados fiables de la carga.

    El sistema de Steel-Ply combina los resistentes carrioles de acero y los travesaos con

    el chapeado especial de Symons de " de plywood HDO para un grado de 1000 psf.

    Este grado de la carga:

    reduce los requisitos de unin comparados al encofrado tpico trabajo-

    construdo. aumenta la productividad

    1973

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    13

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    La Casa de pera

    Se inaugura la casa de pera en Sydney, Australia. Sus distintivos picos de concreto se convirtieron rpidamente en un smbolo para la ciudad.

    La distribucin internacional de los productos de Symons comienza.

    La lnea dramtica de la azotea en la Casa de pera en Sydney es una perdurable

    imagen de Sydney, Australia. Las mltiples reas de presentaciones dentro de los

    picos son reconocidas por sus exquisitas calidades acsticas.

    1982

    La lnea qumica de productos de concreto de Symons de ampla con la introduccin de

    desbloqueadores lquidos, compuestos para curar, selladores de acrlico y endurecedores.

    1987

    Se introducen el "Room Tunnel" molde para el formado repetitivo de cuartos y el

    sistema de formacin de concreto "Flex-Form" para paredes curvas.

    El sistema de formado Room Tunnel es un sistema de "medio tnel" que es ms

    simple, ms ligero y ms rpido de manejar que productos competidores de "tnel

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    14

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. entero". El diseo del "medio tnel" tambin proporciona una mayor flexibilidad dimensional para la potencial reutilizacin en otros proyectos.

    El "Room Tunnel" est diseado con un revestimiento de placa 3/16" de acero

    respaldada con costillas de acero. Este robusto diseo reduce al mnimo el apoyo

    interior para lograr un rea despejada. El diseo tambin proporciona un acabado liso

    sin desviacin. Los asentamientos magnticos rpidos y eficientes reducen los costos para los bordes y los "blockouts" de la losa, mejorando la duracin del ciclo.

    El sistema "Room Tunnel" se ha utilizado para "un cuarto, por da, por forma". Eso

    significa horarios ms rpidos para la terminacin del proyecto y costos reducidos para

    el contratista y el propietario.

    Los paneles de "Flex-Form" se entregan al sitio del trabajo pre-ensamblados al radio

    requerido. No hay costosos modelos trabajo-construidos necesarios para poner este sistema patentado de formacin en uso.

    El sistema de "Flex-Form" consiste en un panel flexible 3/16" de acero que sigue la

    forma de una costilla rodada en ngulo. La costilla se emperna a los refuerzos del

    panel para llevar a cabo con seguridad la forma al radio especificado. Cambiar el radio

    de formacin para diversas condiciones del proyecto es tan simple como cambiar la costilla.

    El sistema de formacin de concreto "Flex-Form" produce una excelente superficie de

    concreto que no requiere normalmente ningn acabado adicional. Debido a que el

    panel de "Flex-Form" se dobla para formar el radio, las estras se eliminan virtualmente.

    1993

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    15

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. Museo JFK

    El Museo John F. Kennedy en Boston fue terminado. La dramtica estructura de concreto y cristal fue diseada por el reconocido arquitecto I. M. Pei.

    La ceremonia de dedicatoria para el Museo John Fitzgerald Kennedy fue presidida por

    el presidente Clinton. l coment de su reunin en su infancia con el presidente

    Kennedy y cmo ste influenci su vida.

    El museo por s mismo es una estructura dramticamente angular de cristal verde y

    concreto blanco que se aprovecha del inclinado terreno costero con dramticas vistas del mar y de la ciudad.

    1996

    Symons introduce la manija "Quick-Hook" en paneles y rellenores de "Steel-Ply". Esta manija innovadora e integral proporciona agarraderas convenientes para los

    paneles mviles y para enganchar la proteccin de cada de personal. La manija

    "Quick-Hook" tiene una capacidad de 5,000 libras que cumple con los requisitos de seguridad del OSHA.

    La manija de "Quick-Hook" es una parte integral de cada panel de "Steel-Ply" y de

    varias tallas del llenador. Provee a los trabajadores las puntas de conexin

    convenientes para el harness de seguridad al subir y trabajar con el "Steel-Ply" que

    forma el sistema.

    Cuando los paneles de "Steel-Ply" con la manija "Quick-Hook" se utilizan en una

    aplicacin gangforming, las manijas nunca estn ms de 3 pies separadas. Un

    trabajador puede moverse fcilmente arriba, abajo y a travs de la cuadrilla

    alternativamente enganchando y soltando los ganchos de seguridad asociados al equipo de proteccin de cadas.

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    16

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    TEXTO N 2

    LA PRODUCCION DEL CEMENTO EN EL

    PERU

    Compilado y adaptado de: La Produccin del cemento

    del Peru, Monografas.com.

    Documento electrnico

    http://www.monografias.com/trabajos58/produccion-

    cemento/produccion-cemento2.shtml

    Pag 16-34

    SEGUNDA UNIDAD

    EL CEMENTO EN EL PERU

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    17

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    INTRODUCCIN

    La introduccin del cemento en el Per se inicia en la dcada de 1860. En efecto, en

    1864 se introdujo en el Arancel de Aduanas, la partida correspondiente al denominado

    "Cemento Romano", nombre inapropiado que designaba un producto con calidades hidrulicas desarrollado a inicios del siglo.

    En 1869 se efectuaron las obras de canalizacin de Lima, utilizando este tipo de

    cemento. En 1902 la importacin de cemento fue de 4,500 T.M. Posteriormente, en

    1904 el Ingeniero Michel Fort public sus estudios sobre los yacimientos calizos de

    Atocongo, ponderando las proyecciones de su utilizacin industrial para la fabricacin

    de cemento. En 1916 se constituy Ca. Nac. de Cemento Portland para la explotacin de las mencionadas canteras.

    Las construcciones de concreto con cemento Portland se inician en la segunda dcada

    del siglo con elementos estructurales de acero, como el caso de las bvedas y losas

    reforzadas de la Estacin de Desamparados y la antigua casa Oechsle. Tambin, en

    algunos edificios del Jr. de la Unin y en el actual teatro Municipal. A partir de 1920 se

    generaliza la construccin de edificaciones de concreto armado, entre ellos las an

    vigentes: Hotel Bolivar, Sociedad de Ingenieros, Club Nacional, el Banco de la

    Reserva, la Casa Wiesse y otros. Asimismo, se efectan obras hidrulicas, la primera

    de ellas la Bocatoma del Imperial, construida en 1921, empleando 5,000 m 3 de concreto.

    I. HISTORIA

    Cualquier sustancia que aglutine materiales puede considerarse como cemento. En

    construccin el trmino "cemento" se refiere a aquellos agentes que se mezclan con agua para obtener una pasta aglutinante.

    El hombre desde el inicio de su existencia ha tratado mejorar sus condiciones de vida

    y conseguir comodidad, para ello ha mantenido una constante bsqueda de elementos

    y materiales que le posibiliten efectuar construcciones que le permitan hacer realidad su propsito.

    El ligante ms antiguo con caractersticas cementicias encontrado, data de 7.000 aos AC, descubierto en 1985, durante la construccin de la carretera Yiftah El en Galilea.

    Los egipcios, griegos y romanos usaron materiales cementicios naturales sometidos en

    algunos casos a tratamientos trmicos imperfectos, siendo comunes los morteros

    elaborado en base de cal.

    Los romanos aproximadamente en el ao 200 AC perfeccionaron los materiales

    cementicios al mezclar cal hidrulica con una ceniza volcnica extrada cerca de Pozzuoli, y al material obtenido lo denominaron "opus caementicium."

    Con este material posteriormente llamado Cemento Romano fabricaron hormign con resistencias de hasta 5 MPa con el cual construyeron sus famosos monumentos.

    Muchos de los monumentos Romanos no se destruyeron por la accin del tiempo sino

    ms bien por el vandalismo y el uso de sus materiales para otras edificaciones como

    TEXTO N 2

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    18

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. castillos e iglesias. Sin embargo, hay monumentos que hasta hoy perduran como el

    Panten en Roma construido por Agripa (ao 27 AC) destruido por un incendio, fue

    reconstruido por Adriano en el ao 120 de nuestra Era y que desde entonces se

    conserva indemne, posiblemente porque en el ao 609 fue convertido en la iglesia de

    Santa Mara de los Mrtires y en la Era moderna fue sede de la Academia de los

    Virtuosos de Roma. Su cpula de 44 m de luz, fue por muchos siglos la ms grande del mundo.

    II. PROCESO PRODUCTIVO

    El cemento es un aglomerante utilizado en obras de ingeniera civil, proveniente de la

    pulverizacin del clinker obtenido por fusin incipiente de materiales arcillosos y

    calizos, que contengan xidos de calcio, silicio, aluminio y fierro en cantidades dosificadas, adicionndole posteriormente yeso sin calcinar.

    El proceso de fabricacin del cemento se inicia con la explotacin de los yacimientos

    de materia prima, en tajo abierto.

    El material resultante de la voladura es transportado en camiones para su trituracin,

    los mismos que son cargados mediante palas o cargadores frontales de gran capacidad. La fabricacin de cemento consiste en cuatro etapas:

    2.1 Trituracin y molienda de la materia prima

    Las principales materias primas son silicatos y aluminatos de calcio, que se encuentran

    bajo la forma de calizas y arcillas explotadas de canteras, por lo general ubicadas

    cerca de las plantas de elaboracin del clinker y del cemento. Otras materias primas

    son minerales de fierro (hematita) y slice, los cuales se aaden en cantidades pequeas para obtener la composicin adecuada.

    La trituracin de la roca, se realiza en dos etapas, inicialmente se procesa en una

    chancadora primaria, del tipo cono que puede reducirla de un tamao mximo de 1.5

    m hasta los 25 cm. El material se deposita en un parque de almacenamiento.

    Seguidamente, luego de verificar su composicin qumica, pasa a la trituracin

    secundaria, reducindose su tamao a 2 mm aproximadamente.

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    19

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    El material triturado se lleva a la planta propiamente dicha por cintas transportadoras,

    depositndose en un parque de materias primas. En algunos casos se efecta un proceso de pre-homogeneizacin.

    La siguiente etapa comprende la molienda, por molinos de bolas o por prensas de

    rodillos, que producen un material de gran finura. En este proceso se efecta la

    seleccin de los materiales, de acuerdo al diseo de la mezcla previsto, para optimizar

    el material crudo que ingresar al horno, considerando el cemento de mejores

    caractersticas.

    2.2 Homogeneizacin y mezcla de la materia prima

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    20

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. Luego de triturarse la caliza y arcilla en las canteras mismas, de las cuales se la

    transporta a la planta de procesamiento, se le mezcla gradualmente hasta alcanzar la

    composicin adecuada, dependiendo del tipo de cemento que se busque elaborar,

    obtenindose el polvo crudo.

    El material molido debe ser homogeneizado para garantizar la efectividad del proceso

    de clinkerizacin mediante una calidad constante. Este procedimiento se efecta en silos de homogeneizacin.

    El material resultante constituido por un polvo de gran finura debe presentar una

    composicin qumica constante.

    2.3 Calcinacin del polvo crudo: obtencin del clinker

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    21

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    Una vez homogeneizado el polvo crudo, se procede a calcinarlo en hornos que

    funcionan a altas temperaturas (hasta alcanzar los 1450 grados centgrados), de modo

    que se "funden" sus componentes y cambia la composicin qumica de la mezcla, transformndose en clinker.

    El polvo crudo es introducido mediante sistema de transporte neumtico y

    debidamente dosificada a un intercambiador de calor por suspensin de gases de

    varias etapas, en la base del cual se instala un moderno sistema de pre calcinacin de

    la mezcla antes de la entrada al horno rotatorio donde se desarrollan las restantes

    reacciones fsicas y qumicas que dan lugar a la formacin del clinker. El intercambio

    de calor se produce mediante transferencias trmicas por contacto ntimo entre la

    materia y los gases calientes que se obtienen del horno, a temperaturas de 950 a

    1,100C en un sistema de 4 a 6 ciclones en cascada, que se encuentran al interior de

    una torre de concreto armado de varios pisos, con alturas superiores a los cien

    metros.

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    22

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    23

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. 2.4 Transformacin del clinker en cemento

    Posteriormente el clinker se enfra y almacena a cubierto, y luego se le conduce a la

    molienda final, mezclndosele con yeso (retardador del fraguado), puzolana (material

    volcnico que contribuye a la resistencia del cemento) y caliza, entre otros aditivos, en

    cantidades que dependen del tipo de cemento que se quiere obtener. Como resultado final se obtiene el cemento.

    El horno es el elemento fundamental para la fabricacin del cemento. Est constituido

    por un tubo cilndrico de acero con longitudes de 40 a 60 m y con dimetros de 3 a 6

    m, que es revestido interiormente con materiales refractarios, en el horno para la

    produccin del cemento se producen temperaturas de 1,500 a 1,600C, dado que las

    reacciones de clinkerizacin se encuentra alrededor de 1,450C. El clinker que egresa

    al horno de una temperatura de 1,200 C pasa luego a un proceso de enfriamiento

    rpido por enfriadores de parrilla. Seguidamente por transportadores metlicos es

    llevado a una cancha de almacenamiento.

    Desde este depsito y mediante un proceso de extraccin controlada, el clinker es

    conducido a la molienda de cemento por molinos de bolas a circuito cerrado o prensas

    de rodillos con separadores neumticos que permiten obtener una finura de alta

    superficie especfica. El cemento as obtenido es transportado por medios neumticos

    para depositarse en silos donde se encuentra listo para ser despachado.

    El despacho del cemento portland que produce la planta, se realiza en bolsas de 42,5

    Kg como a granel.

    Desde este depsito y mediante un proceso de extraccin controlada, el clinker es

    conducido a la molienda de cemento por molinos de bolas a circuito cerrado o prensas

    de rodillos con separadores neumticos que permiten obtener una finura de alta

    superficie especfica. El cemento as obtenido es transportado por medios neumticos

    para depositarse en silos donde se encuentra listo para ser despachado.

    El despacho del cemento portland que produce la planta, se realiza en bolsas de 42,5 Kg como a granel.

    2.5 Tipos de fabricacin

    Existen dos procesos de produccin:

    i. fabricacin por va seca ii. fabricacin por va hmeda.

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    24

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. En la fabricacin seca, una vez que las materias primas han sido trituradas, molidas

    y homogeneizadas pasan a un horno que alcanza temperaturas de 1,400 grados

    centgrados, obtenindose de este modo el clinker. Seguidamente, se deja reposar el

    clinker por un periodo de entre 10 y 15 das para luego adicionarle yeso y finalmente

    triturarlo para obtener cemento. En la fabricacin por va hmeda, se combinan las

    materias primas con agua para crear una pasta que luego es procesada en hornos a

    altas temperaturas para producir el clinker. En el Per, la mayor parte de las

    empresas utilizan el proceso seco, con excepcin de Cementos Sur, que utiliza la fabricacin por va hmeda, y Cementos Selva que emplea un proceso semi-hmedo.

    III. TIPOS DE CEMENTO EN EL MERCADO NACIONAL

    La industria de cemento en el Per produce los tipos y clases de cemento que son

    requeridos en el mercado nacional, segn las caractersticas de los diferentes procesos

    que comprende la construccin de la infraestructura necesaria para el desarrollo, la

    edificacin y las obras de urbanizacin que llevan a una mejor calidad de vida.

    Los diferentes tipos de cemento que se encuentran en el mercado cumplen

    estrictamente con las normas nacionales e internacionales.

    3.1 Cemento Prtland

    Un cemento hidrulico producido mediante la pulverizacin del clinker, compuesto

    esencialmente de silicatos de calcio hidrulicos y que contiene generalmente una o

    ms de las formas de sulfato de calcio, como una adicin durante la molienda.

    Cemento portland tipo 1,normal es el cemento portland destinado a obras de concreto

    en general, cuando en las mismas no se especifique la utilizacin de otro tipo.

    (Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales).

    Cemento portland tipo 2, de moderada resistencia a los sulfatos es el cemento

    portland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la accin

    moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratacin, cuando as

    sea especificado. (Puentes, tuberas de concreto).

    Cemento portland tipo 5, resistente a los sulfatos es el cemento Portland del cual se

    requiere alta resistencia a la accin de los sulfatos. (canales, alcantarillas, obras

    portuarias).

    3.2 Cemento Prtland Puzolnico

    El cemento que contiene puzolana se obtiene por la pulverizacin conjunta de una

    mezcla de clinker portland y puzolana con la adicin eventual de sulfato de calcio. El

    contenido de puzolana debe estar comprendido entre 15% y 40% en peso del total.

    La puzolana ser un material silicoso o silico-aluminoso, que por si misma puede tener

    poca o ninguna actividad hidrulica pero que, finamente dividida y en presencia de

    humedad, reacciona qumicamente con el hidrxido de calcio a temperaturas

    ordinarias para formar compuestos que poseen propiedades hidrulicas.

    Cemento Portland Puzolnico Tipo IP.- Para usos en construcciones generales de

    concreto. El porcentaje adicionado de puzolana se encuentra entre 15% y 40%.

    Cemento Portland Puzolnico Modificado Tipo IPM.- Cemento Portland

    Puzolnico modificado para uso en construcciones generales de concreto. El porcentaje

    adicionado de puzolana es menor de 15%.

    3.3 Cementos especiales

    Cemento Portland de escoria de alto horno

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    25

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. El cemento que contiene escoria de alto horno se obtiene por la pulverizacin conjunta

    de una mezcla de clinker Portland y escoria granulada de alto horno, con la adicin

    eventual de sulfato de calcio. El contenido de escoria granulada de alto horno debe

    estar comprendido entre 25% y 65% en peso del total.

    El cemento Portland de escoria modificado tiene un contenido de escoria granulada menor que el 25%.

    La escoria granulada de alto horno, es el subproducto del tratamiento de minerales de

    hierro en el alto horno, que para ser usada en la fabricacin de cementos, debe ser

    obtenida en forma granular por enfriamiento rpido y adems debe tener una composicin qumica conveniente.

    Cemento Tipo MS

    Que corresponde a la norma de performance de cementos Portland adicionados, en el tipo de moderada resistencia a los sulfatos.

    Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co,

    Es un cemento adicionado obtenido por la pulverizacin conjunta de clinker portland, materias calizas como travertino y/o hasta un mximo de 30% de peso.

    Cemento de Albailera

    El cemento de albailera es el material obtenido por la pulverizacin conjunta de

    clinker Portland y materiales que an careciendo de propiedades hidrulicas o

    puzolnicas, mejoran la plasticidad y la retencin de agua, hacindolos aptos para trabajos generales de albailera.

    IV. LA PRODUCCIN DE CEMENTO POR EMPRESA

    Las empresas cementeras en Per, producen los siguientes tipos de cemento:

    Cemento Andino S.A.

    Cemento Portland Tipo I

    Cemento Portland Tipo II

    Cemento Portland Tipo V Cemento Portland Puzolnico Tipo I (PM)

    Cementos Lima S.A.

    Cemento Portland Tipo I; Marca "Sol"

    Cemento Portland Tipo IP - Marca "Super Cemento Atlas"

    Cementos Pacasmayo S.A.A.

    Cemento Portland Tipo I

    Cemento Portland Tipo II

    Cemento Portland Tipo V

    Cemento Portland Puzolnico Tipo IP

    Cemento Portland MS-ASTM C-1157 Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co

    Cementos Selva S.A.

    Cemento Portland Tipo I

    Cemento Portland Tipo II

    Cemento Portland Tipo V

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    26

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. Cemento Portland Puzolnico Tipo IP Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co

    Cemento Sur S.A.

    Cemento Portland Tipo I - Marca "Rumi"

    Cemento Portland Puzolnico Tipo IPM - Marca "Inti"

    Cemento Portland Tipo II* Cemento Portland Tipo V*

    Yura S.A.

    Cemento Portland Tipo I

    Cemento Portland Tipo IP Cemento Portland Tipo IPM

    Empresas

    Cemento Portland C. Portland Adicionados

    I II V IP I(PM) MS I Co

    Cemento Andino (1)

    (1) (1)

    Cementos Lima

    (1)

    Cementos Pacasmayo

    Cementos Selva

    (1)

    (1)(2) (1)(2)

    Cementos Sur

    (2) (2)

    Yura (2) (2)

    (1) de bajo contenido de lcalis (2) a pedido

    V. INDUSTRIA CEMENTERA EN EL PER

    5.1 Evolucin del consumo y de la produccin

    En el 2004, el sector construccin mantuvo el dinamismo retomado el 2002,

    impulsado por una reactivacin de la demanda interna y el avance de proyectos de concesiones en infraestructura.

    En particular, el crecimiento de la demanda interna en los ltimos 3 aos fue

    fundamental para incentivar la edificacin de infraestructura comercial y de oficinas, la

    importante participacin de inversionistas privados en los proyectos habitacionales del

    Estado(Mivivienda y Techo Propio) y la reactivacin del mercado inmobiliario

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    27

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. tradicional (viviendas no econmicas). Por su parte, el gasto pblico en infraestructura

    no mostr un crecimiento significativo el 2004, dada la necesidad de continuar

    reduciendo el dficit fiscal, y se espera que este comportamiento se repita en el 2005,

    de modo que el sector privado seguir siendo el motor de la actividad constructora. De

    esta forma, el sector construccin creci 4.7% en el 2004 y, dado que los

    fundamentos del mismo se mantendran en el presente ao, en el 2005 crecera alrededor de 5.1%.

    5.2 Produccin

    Materias primas para la fabricacin el cemento:

    Componentes calcareos:

    Caliza

    La creta La marga

    Componentes correctores:

    Se aaden en los casos en que las materias primas disponibles no contienen la

    cantidad suficiente de uno de los qumicamente necesarios para el crudo. Los

    principales materiales correctores son: Diatomeas, Bauxita, Cenizas volantes, Cenizas

    de pirita, mineral de hierro, polvo de tragante de alto horno, arena.

    Esta tendencia se reflej en el desempeo de la industria de cemento. As, las ventas

    totales de las cementeras (en el mercado local y externo) crecieron 7.8% en el 2004,

    tras aumentar 1.9% el 2003, mientras que los despachos se incrementaron 19.3% y

    2.2%, respectivamente. A nivel empresarial, solamente las empresas del sur

    (Cemento Sur y Cementos Yura) experimentaron una contraccin en sus ventas y

    despachos. No obstante, a nivel nacional, el crecimiento del 2004 responde a la

    consolidacin del Programa Mivivienda y al mayor poder adquisitivo de la poblacin,

    que ha impulsado al mercado inmobiliario (y al crdito hipotecario) tradicional y las

    ventas de cemento destinado a la autoconstruccin (la edificacin de viviendas de

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    28

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. concreto creci 5.4% en el perodo enero noviembre del 2004, mayor al 3.4% de similar perodo en el 2003).

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    29

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    El gerente de Estudios Econmicos del Banco de Crdito del Per (BCP), Alonso

    Segura, estima que para el ao 2013 el sector construccin avanzar solo 8.2% en el Per, luego de que el presente terminar con un crecimiento de 15,5%.

    Lo importante es que el sector seguir creciendo y ms rpido que la economa incluso, sostuvo el especialista, poniendo nfasis en comercio y servicios, los cuales han sustentado en parte la economa del 2012.

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    30

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. De otro lado, espera que el sector minero muestre un alza en sus tasas de crecimiento.

    Esperamos un slido crecimiento de la produccin minera que se sostenga en los prximos aos, condicional a la continuidad de los flujos de inversin al sector y la

    materializacin de los proyectos en cartera, seal al diario La Repblica.

    VI. FBRICAS DE CEMENTO

    CEMENTOS LIMA

    Fbrica: Atocongo Lima

    Combustible: Carbn

    Proceso: Seco

    Capacidad instalada de clinker (TM): 1 100 000, 2 580 000

    Tipos: Prtland Tipo I Marca Sol

    Prtland Puzolnico tipo IP Marca Super cemento Atlas

    CEMENTOS PACASMAYO

    Fbrica: Planta Pacasmayo - La Libertad

    Proceso: Seco

    Combustible: Carbn

    Capacidad instalada de clinker (TM): 1 500 000, 690 000

    Tipos: Prtland Tipo I

    Prtland Puzolnico tipo IP

    Prtland Tipo II

    Prtland Tipo V

    Prtland MS-ASTM C-1157

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    31

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. CEMENTO ANDINO

    Fbrica: Condorcocha - Tarma

    Proceso: Seco

    Combustible: Carbn

    Capacidad instalada de clinker (TM): 460 000, 600 000

    Tipos: Prtland Tipo I

    Prtland Tipo II

    Prtland Tipo V

    CEMENTOS YURA

    Fbrica: Yura - Arequipa

    Proceso: Seco

    Combustible: Petrleo

    Capacidad instalada de clinker (TM): 260 000, 410 000

    Tipos: Prtland Tipo I

    Prtland Puzolnico tipo IP

    Prtland Puzolnico tipo IPM

    Cemento de albailera, marca estuco Flex

    CEMENTO SUR

    Fbrica: Coracoto - Juliaca

    Proceso: Hmedo

    Combustible: Carbn

    Capacidad instalada de clinker (TM): 92 000, 63 000

    Tipos: Prtland Tipo I, marca RUMI

    Prtland Puzolnico tipo IP, marca INTI

    Prtland Tipo II

    Prtland Tipo V

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    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. PANEL FOTOGRAFICO OBRAS DE CONCRETO PREMEZCLADO

    OBRA : PLANTA DE TRATAMIENTO ATARJEA LIMA

    OBRA : MAESTRO HOME CENTER HUANCAYO

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    33

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    OBRA : CENTRO COMERCIAL PLAZA VEA HUANCAYO

    OBRA : TIENDAS RIPLAY HUANCAYO

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    34

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    OBRA : CENTRO COMERCIAL METRO-HUANCAYO-CHILCA

    OBRA : SALON INTERACTIVO UNIVERSIDAD CONTINENTAL

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    35

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    TERCERA UNIDAD

    EL CONCRETO (HORMIGON)

    TEXTO N 3

    COMPOSICION DEL CONCRETO

    Compilado y adaptado de: Wikipedia Enciclopedia Libre

    correo electrnico.

    http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n

    Pag 35-62

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    36

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    El Concreto (Hormign)

    La tcnica del hormign est muy desarrollada permitiendo soluciones muy complejas.

    En este puente sobre el ro Almonte (Espaa) se ve como progresa la ejecucin del

    primer arco desde las mrgenes apoyado en tirantes provisionales faltando de

    hormigonar solo la clave del mismo. Detrs, en paralelo, se observa el avance de un segundo arco en una fase ms preliminar.

    Colocacin de hormign fresco en obra. El material que se vierte es una masa pastosa. Los trabajadores con botas impermeables se mueven por l sin dificultad.

    TEXTO N 3

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    37

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    El hormign permite rellenar un molde o encofrado con una forma previamente

    establecida. En este caso, es un encepado, un elemento que une las cabezas de un grupo de pilotes, hincados o embebidos profundamente en el terreno.

    El hormign, tambin denominado concreto en algunos pases de Iberoamrica, es

    el material resultante de la mezcla de cemento (u otro conglomerante) con ridos

    (piedra, grava, gravilla y arena) y agua. La mezcla de cemento con arena y agua se denomina mortero.

    El cemento, mezclado con agua, se convierte en una pasta moldeable con propiedades

    adherentes, que en pocas horas fragua y se endurece tornndose en un material de

    consistencia ptrea.

    La principal caracterstica estructural del hormign es que resiste muy bien los

    esfuerzos de compresin, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de

    esfuerzos (traccin, flexin, cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo

    asociado al acero, recibiendo el nombre de hormign armado, comportndose el

    conjunto muy favorablemente ante las diversas solicitaciones.

    Adems, para poder modificar algunas de sus caractersticas o comportamiento, se

    pueden aadir aditivos y adiciones, existiendo una gran variedad de ellos: colorantes, aceleradores, retardadores de fraguado, fluidificantes, impermeabilizantes, fibras, etc.

    Cuando se proyecta una estructura de hormign armado se establecen las

    dimensiones de los elementos, el tipo de hormign, los aditivos, y el acero que hay

    que colocar en funcin de los esfuerzos que deber soportar y de las condiciones ambientales a que estar expuesto.

    Su empleo es habitual en obras de arquitectura e ingeniera, tales como edificios,

    puentes, diques, puertos, canales, tneles, etc. Incluso en aquellas edificaciones cuya

    estructura principal se realiza en acero, su utilizacin es imprescindible para conformar

    la cimentacin.

    1.- Etimologa

    Hormign procede del trmino formic, palabra latina que alude a la cualidad de moldeable o dar forma. El trmino concreto tambin es originario del latn:

    concretus, que significa crecer unidos, o unir. Su uso en idioma espaol se

    transmite por va de la cultura anglosajona, como anglicismo (o calco semntico), siendo la voz inglesa original: concrete.

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    38

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. 2. Historia del hormign

    Trabajadores del Antiguo Egipto. Pintura en la tumba de Rejmira.

    Precedentes

    La historia del hormign constituye un captulo fundamental de la historia de la

    construccin. Cuando el hombre opt por levantar edificaciones utilizando materiales

    arcillosos o ptreos, surgi la necesidad de obtener pastas o morteros que permitieran

    unir dichos mampuestos para poder conformar estructuras estables. Inicialmente se

    emplearon pastas elaboradas con arcilla, yeso o cal, pero se deterioraban rpidamente

    ante las inclemencias atmosfricas. Se idearon diversas soluciones, mezclando agua

    con rocas y minerales triturados, para conseguir pastas que no se degradasen

    fcilmente. As, en el Antiguo Egipto se utilizaron diversas pastas obtenidas con

    mezclas de yesos y calizas disueltas en agua, para poder unir slidamente los sillares

    de piedra; como las que aun perduran entre los bloques calizos del revestimiento de la

    Gran Pirmide de Giza.

    2.1.Hormigones de cementos naturales

    PANTEN (SIGLO II)

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    39

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    La cpula semiesfrica de

    43,44 m (150 pies) de

    dimetro ha resistido

    diecinueve siglos sin

    reformas o refuerzos. El

    grueso anillo murario es de

    opera latericia (hormign con

    ladrillo) y la cpula se aliger

    utilizando piedra pmez

    como rido.

    En la Antigua Grecia, hacia el ao 500 a. C., se mezclaban compuestos de caliza

    calcinada con agua y arena, aadiendo piedras trituradas, tejas rotas o ladrillos,

    dando origen al primer hormign de la historia, usando tobas volcnicas extradas de

    la isla de Santorini. Los antiguos romanos emplearon tierras o cenizas volcnicas,

    conocidas tambin como puzolana, que contienen slice y almina, que al combinarse

    qumicamente con la cal daban como resultado el denominado cemento puzolnico

    (obtenido en Pozzuoli, cerca del Vesubio). Aadiendo en su masa jarras cermicas o

    materiales de baja densidad (piedra pmez) obtuvieron el primer hormign aligerado,1

    con este material se comenz por construir por sobre todo tuberas e instalaciones

    portuarias fabricaciones las cuales se han encontrado restos hasta el da de hoy. Y en

    las que destacan construcciones como los diversos arcos del Coliseo romano, los

    nervios de la bveda de la Baslica de Majencio, con luces de ms de 25 metros,2 las

    bvedas de las Termas de Caracalla, y la cpula del Panten de Agripa, de unos cuarenta y tres metros de dimetro, la de mayor luz durante siglos.3

    Hormign medieval

    Tras la cada del Imperio romano, el hormign fue poco utilizado, posiblemente debido

    a la falta de medios tcnicos y humanos, la mala calidad de la coccin de la cal, y la

    carencia o lejana de tobas volcnicas; no se encuentran muestras de su uso en

    grandes obras hasta el siglo XIII, en que se vuelve a utilizar en los cimientos de la

    Catedral de Salisbury, o en la clebre Torre de Londres, en Inglaterra. Durante el

    renacimiento su empleo fue escaso y muy poco significativo.

    Civilizaciones precolombinas

    En algunas ciudades y grandes estructuras, construidas por Mayas y Aztecas en

    Mxico o las de Machu Pichu en el Per, se utilizaron materiales cementantes.1

    El siglo XVIII

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    40

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. En el siglo XVIII se reaviva el afn por la investigacin. John Smeaton, un ingeniero

    de Leeds fue comisionado para construir por tercera vez un faro en el acantilado de

    Edystone, en la costa Cornwall, empleando piedras unidas con un mortero de cal

    calcinada para conformar una construccin monoltica que soportara la constante

    accin de las olas y los hmedos vientos; fue concluido en 1759 y la cimentacin an perdura.

    2.2. El siglo XIX: cemento Portland y hormign armado

    El cemento Portland

    Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 el Portland Cement, obtenido de

    caliza arcillosa y carbn calcinados a alta temperatura denominado as por su color gris verdoso oscuro, muy similar a la piedra de la isla de Prtland. Isaac Johnson

    obtiene en 1845 el prototipo del cemento moderno elaborado de una mezcla de caliza

    y arcilla calcinada a alta temperatura, hasta la formacin del clinker; el proceso de

    industrializacin y la introduccin de hornos rotatorios propiciaron su uso para gran

    variedad de aplicaciones, hacia finales del siglo XIX.4

    El hormign armado

    El hormign, por sus caractersticas ptreas, soporta bien esfuerzos de compresin,

    pero se fisura con otros tipos de solicitaciones (flexin, traccin, torsin, cortante); la

    inclusin de varillas metlicas que soportaran dichos esfuerzos propici optimizar sus

    caractersticas y su empleo generalizado en mltiples obras de ingeniera y

    arquitectura.

    La invencin del hormign armado se suele atribuir al constructor William Wilkinson,

    quien solicit en 1854 la patente de un sistema que inclua armaduras de hierro para

    la mejora de la construccin de viviendas, almacenes y otros edificios resistentes al

    fuego. El francs Joseph Monier patent varios mtodos en la dcada de 1860, pero

    fue Franois Hennebique quien ide un sistema convincente de hormign armado,

    patentado en 1892, que utiliz en la construccin de una fbrica de hilados en Tourcoing, Lille, en 1895.5

    Diseo de estructuras de hormign armado

    Hennebique y sus contemporneos basaban el diseo de sus patentes en resultados

    experimentales, mediante pruebas de carga; los primeros aportes tericos los realizan

    prestigiosos investigadores alemanes, tales como Wilhem Ritter, quien desarrolla en

    1899 la teora del Reticulado de Ritter-Mrsch. Los estudios tericos fundamentales se gestarn en el siglo XX.

    2.3. El siglo XX: auge de la industria del hormign

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    41

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. Puente de hormign sobre el ro Ulla, en Vedra, Galicia, Espaa.

    Guggenheim museum, diseado en hormign por Frank Lloyd Wright, en Nueva York, USA.

    pera de Sdney, edificio diseado por el arquitecto dans Jrn Utzon en 1957 e inaugurado en el ao 1973, en Sdney, Australia.

    A principios del siglo XX surge el rpido crecimiento de la industria del cemento,

    debido a varios factores: los experimentos de los qumicos franceses Vicat y Le

    Chatelier y el alemn Michalis, que logran producir cemento de calidad homognea;

    la invencin del horno rotatorio para calcinacin y el molino tubular; y los mtodos de

    transportar hormign fresco ideados por Juergen Hinrich Magens que patenta entre

    1903 y 1907. Con estos adelantos pudo elaborarse cemento portland en grandes cantidades y utilizarse ventajosamente en la industria de la construccin.1

    Maillart proyecta en 1901 un puente en arco de 38 metros de luz sobre el ro Inn, en

    Suiza, construido con vigas cajn de hormign armado; entre 1904 y 1906 disea el

    puente de Tavanasa, sobre el ro Rin, con 51 metros de luz, el mayor de Suiza. Claude

    A.P. Turner realiza en 1906 el edificio Bovex de Minneapolis (USA), con los primeros pilares fungiformes (de amplios capiteles).

    Le Corbusier, en los aos 1920, reclama en Vers une Architecture una produccin

    lgica, funcional y constructiva, despojada de retricas del pasado; en su diseo de

    Casa Domino, de 1914, la estructura est conformada con pilares y forjados de

    hormign armado, posibilitando fachadas totalmente difanas y la libre distribucin de los espacios interiores.6

    Los hangares de Orly (Pars), diseados por Freyssinet entre 1921 y 1923, con 60

    metros de luz, 9 de flecha y 300 de longitud, se construyen con lminas parablicas

    de hormign armado, eliminando la divisin funcional entre paredes y techo. En 1929 Frank Lloyd Wright construye el primer rascacielos en hormign.

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    42

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. Hormigones de altas prestaciones

    En la dcada de 1960 aparece el hormign reforzado con fibras, incorporadas en el

    momento del amasado, dando al hormign isotropa y aumentando sus cualidades a

    flexin, traccin, impacto, fisuracin, etc. En los aos 1970, los aditivos permiten

    obtener hormigones de alta resistencia, de 120 a ms de 200 MPa; la incorporacin de

    monmeros, genera hormigones casi inatacables por los agentes qumicos o

    indestructibles por los ciclos hielo-deshielo, aportando mltiples mejoras en diversas propiedades del hormign.

    Ms alto, ms largo, ms ancho y ms bello.

    Los grandes progresos en el estudio cientfico del comportamiento del hormign

    armado y los avances tecnolgicos, posibilitaron la construccin de rascacielos ms

    altos, puentes de mayor luz, amplias cubiertas e inmensas presas. Su empleo ser

    insustituible en edificios pblicos que deban albergar multitudes: estadios, teatros,

    cines, etc. Muchas naciones y ciudades competirn por erigir la edificacin de mayor

    dimensin, o ms bella, como smbolo de su progreso que, normalmente, estar construida en hormign armado.

    Los edificios ms altos del mundo poseen estructuras de hormign y acero, tales como

    las Torres Petronas, en Kuala Lumpur, Malasia (452 metros, 1998), el edificio Taipei

    101 en Taiwn (509 metros, 2004), o el Burj Dubai de la ciudad de Dubi (818 metros, 2009), en el siglo XXI.

    2.4. El siglo XXI: la cultura medioambiental

    El uso de materiales reciclados como ingredientes del hormign est ganando

    popularidad debido a la cada vez ms severa legislacin medioambiental. Los ms

    utilizados son las cenizas volantes, un subproducto de las centrales termoelctricas

    alimentadas por carbn. Su impacto es significativo pues posibilitan la reduccin de

    canteras y vertederos, ya que actan como sustitutos del cemento, y reducen la

    cantidad necesaria para obtener un buen hormign. Como la produccin de cemento

    genera grandes volmenes de dixido de carbono, la tecnologa de sustitucin del

    cemento desempea un importante papel en los esfuerzos por aminorar las emisiones de dixido de carbono.

    3.- Caractersticas y comportamiento del hormign

    Nociones generales

    El hormign es el material resultante de unir ridos con la pasta que se obtiene al

    aadir agua a un conglomerante.7 El conglomerante puede ser cualquiera, pero

    cuando nos referimos a hormign, generalmente es un cemento artificial, y entre

    estos ltimos, el ms importante y habitual es el cemento portland.7

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    43

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. La funcin de la Planta de hormign es aportar el cemento, el agua y los varios

    tamaos de ridos en la proporciones adecuadas. El camin hormigonera transporta el

    hormign fresco en su cuba rotativa donde mediante un amasado continuo se mezclan

    ntimamente todos los componentes.

    Armadura de acero para una pila inclinada y su cimiento. Los puntales provisionales

    de madera mantienen la armadura en su posicin.

    Hormign postensado: cuatro cordones, formados cada uno por veinte alambres de

    acero de alta resistencia, preparados en el tablero de un puente para tesar. Se ponen

    en tensin mediante gatos hidrulicos.

    Los ridos proceden de la desintegracin o trituracin, natural o artificial de rocas y,

    segn la naturaleza de las mismas, reciben el nombre de ridos silceos, calizos,

    granticos, etc. El rido cuyo tamao es superior a 5 mm se llama rido grueso o grava, mientras que el inferior a 5 mm se llama rido fino o arena.8

    La pasta formada por cemento y agua es la que confiere al hormign su fraguado y

    endurecimiento, mientras que el rido es un material inerte sin participacin en el fraguado y endurecimiento.8

    El cemento se hidrata en contacto con el agua, inicindose complejas reacciones

    qumicas que lo convierten en un producto maleable con buenas propiedades

    adherentes, que en el transcurso de unas horas, derivan en el fraguado y

    endurecimiento progresivo de la mezcla, obtenindose un material de consistencia ptrea.

    Una caracterstica importante del hormign es poder adoptar formas distintas, a

    voluntad del proyectista. Al colocarse en obra es una masa plstica que permite

    rellenar un molde, previamente construido con una forma establecida, que recibe el nombre de encofrado.7

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    44

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. Caractersticas estructurales

    La principal caracterstica estructural del hormign es resistir muy bien los esfuerzos

    de compresin. Sin embargo, tanto su resistencia a traccin como al esfuerzo cortante

    son relativamente bajas, por lo cual se debe utilizar en situaciones donde las solicitaciones por traccin o cortante sean muy bajas.

    Para superar este inconveniente, se "arma" el hormign introduciendo barras de

    acero, conocido como hormign armado, o concreto reforzado, permitiendo soportar

    los esfuerzos cortantes y de traccin con las barras de acero. Es usual, adems,

    disponer barras de acero reforzando zonas o elementos fundamentalmente

    comprimidos, como es el caso de los pilares. Los intentos de compensar las

    deficiencias del hormign a traccin y cortante originaron el desarrollo de una nueva tcnica constructiva a principios del siglo XX, la del hormign armado.

    Posteriormente se investig la conveniencia de introducir tensiones en el acero de

    manera deliberada y previa al fraguado del hormign de la pieza estructural, desarrollndose las tcnicas del hormign pretensado y el hormign postensado.

    As, introduciendo antes del fraguado alambres de alta resistencia tensados en el

    hormign, este queda comprimido al fraguar, con lo cual las tracciones que surgiran

    para resistir las acciones externas, se convierten en descompresiones de las partes

    previamente comprimidas, resultando muy ventajoso en muchos casos. Para el

    pretensado se utilizan aceros de muy alto lmite elstico, dado que el fenmeno denominado fluencia lenta anulara las ventajas del pretensado.

    Los aditivos permiten obtener hormigones de alta resistencia; la inclusin de

    monmeros y adiciones para hormign aportan mltiples mejoras en las propiedades

    del hormign.

    Cuando se proyecta un elemento de hormign armado se establecen las dimensiones,

    el tipo de hormign, la cantidad, calidad, aditivos, adiciones y disposicin del acero que hay que aportar en funcin los esfuerzos que deber resistir cada elemento.

    Un diseo racional, la adecuada dosificacin, mezcla, colocacin, consolidacin,

    acabado y curado, hacen del hormign un material idneo para ser utilizado en

    construccin, por ser resistente, durable, incombustible, casi impermeable, y requerir

    escaso mantenimiento. Como puede ser moldeado fcilmente en amplia variedad de formas y adquirir variadas texturas y colores, se utiliza en multitud de aplicaciones.

    Caractersticas fsicas del hormign (Concreto)

    Las principales caractersticas fsicas del hormign, en valores aproximados, son:

    Densidad: en torno a 2.350 kg/m3

    Resistencia a compresin: de 150 a 500 kg/cm2 (15 a 50 MPa) para el

    hormign ordinario. Existen hormigones especiales de alta resistencia que

    alcanzan hasta 2.000 kg/cm2 (200 MPa).

    Resistencia a traccin: proporcionalmente baja, es del orden de un dcimo de

    la resistencia a compresin y, generalmente, poco significativa en el calculo

    global.

    Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, variando en funcin de la

    temperatura y la humedad del ambiente exterior.

    Tiempo de endurecimiento: progresivo, dependiendo de la temperatura,

    humedad y otros parmetros.

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    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. o De 24 a 48 horas, adquiere la mitad de la resistencia mxima; en una

    semana 3/4 partes, y en 4 semanas prcticamente la resistencia total

    de clculo.

    Dado que el hormign se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero,

    pues tienen parecido coeficiente de dilatacin trmico, resulta muy til su uso

    simultneo en obras de construccin; adems, el hormign protege al acero de la oxidacin al recubrirlo.

    3.1. Fraguado y endurecimiento

    Diagrama indicativo de la resistencia (en %) que adquiere el hormign a los 14, 28,

    42 y 56 das.

    La pasta del hormign se forma mezclando cemento artificial y agua debiendo

    embeber totalmente a los ridos. La principal cualidad de esta pasta es que fragua y endurece progresivamente, tanto al aire como bajo el agua.9

    El proceso de fraguado y endurecimiento es el resultado de reacciones qumicas de

    hidratacin entre los componentes del cemento. La fase inicial de hidratacin se llama

    fraguado y se caracteriza por el paso de la pasta del estado fluido al estado slido.

    Esto se observa de forma sencilla por simple presin con un dedo sobre la superficie

    del hormign. Posteriormente continan las reacciones de hidratacin alcanzando a

    todos los constituyentes del cemento que provocan el endurecimiento de la masa y

    que se caracteriza por un progresivo desarrollo de resistencias mecnicas.9

    El fraguado y endurecimiento no son ms que dos estados separados convencionalmente; en realidad solo hay un nico proceso de hidratacin continuo.9

    En el cemento portland, el ms frecuente empleado en los hormigones, el primer

    componente en reaccionar es el aluminato triclcico con una duracin rpida y corta

    (hasta 7-28 das). Despus el silicato triclcico, con una aportacin inicial importante y

    continua durante bastante tiempo. A continuacin el silicato biclcico con una aportacin inicial dbil y muy importante a partir de los 28 das.9

    El fenmeno fsico de endurecimiento no tiene fases definidas. El cemento est en

    polvo y sus partculas o granos se hidratan progresivamente, inicialmente por contacto

    del agua con la superficie de los granos, formndose algunos compuestos cristalinos y

    una gran parte de compuestos microcristalinos asimilables a coloides que forman una

    pelcula en la superficie del grano. A partir de entonces el endurecimiento continua

    dominado por estas estructuras coloidales que envuelven los granos del cemento y a

    travs de las cuales progresa la hidratacin hasta el ncleo del grano.9

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    46

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. El hecho de que pueda regularse la velocidad con que el cemento amasado pierde su

    fluidez y se endurece, lo hace un producto muy til en construccin. Una reaccin

    rpida de hidratacin y endurecimiento dificultara su transporte y una cmoda puesta

    en obra rellenando todos los huecos en los encofrados. Una reaccin lenta aplazara de

    forma importante el desarrollo de resistencias mecnicas. En las fbricas de cemento

    se consigue controlando la cantidad de yeso que se aade al clinker de cemento. En la

    planta de hormign, donde se mezcla la pasta de cemento y agua con los ridos,

    tambin se pueden aadir productos que regulan el tiempo de fraguado.9

    En condiciones normales un hormign portland normal comienza a fraguar entre 30 y

    45 minutos despus de que ha quedado en reposo en los moldes y termina el

    fraguado trascurridas sobre 10 12 horas. Despus comienza el endurecimiento que

    lleva un ritmo rpido en los primeros das hasta llegar al primer mes, para despus

    aumentar ms lentamente hasta llegar al ao donde prcticamente se estabiliza.10 En

    el cuadro siguiente se observa la evolucin de la resistencia a compresin de un hormign tomando como unidad la resistencia a 28 das, siendo cifras orientativas:11

    Evolucin de la Resistencia a compresin de un Hormign Portland normal

    Edad del hormign en das 3 7 28 90 360

    Resistencia a compresin 0,40 0,65 1,00 1,20 1,35

    3.2.Resistencia

    Para comprobar que el hormign colocado en obra tiene la resistencia requerida se

    rellenan con el mismo hormign unos moldes cilndricos normalizados y se calcula su

    resistencia en un laboratorio realizando ensayos de rotura a compresin.

    En el proyecto previo de los elementos, la Resistencia caracterstica (fck) del hormign

    es aquella que se adopta en todos los clculos como resistencia a compresin del

    mismo, y dando por hecho que el hormign que se ejecutar resistir ese valor se dimensionan las medidas de todos los elementos estructurales.12

    La Resistencia caracterstica de proyecto (fck) establece por tanto el lmite inferior,

    debiendo cumplirse que cada amasada de hormign colocada tenga esa resistencia

    como mnimo. En la prctica, en la obra se realizan ensayos estadsticos de

    resistencias de los hormigones que se colocan y el 95% de los mismos debe ser

    superior a fck, considerndose que con el nivel actual de la tecnologa del hormign, una fraccin defectuosa del 5% es perfectamente aceptable.

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    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. La resistencia del hormign a compresin se obtiene en ensayos de rotura a

    compresin de probetas cilndricas normalizadas realizados a los 28 das de edad y

    fabricadas con las mismas amasadas puestas en obra.12 La Instruccin espaola (EHE)

    recomienda utilizar la siguiente serie de resistencias caractersticas a compresin a 28

    das (medidas en Newton/mm): 20; 25; 30, 35; 40; 45 y 50.12 Por ello, las Plantas

    de fabricacin de hormign suministran habitualmente hormigones que garantizan estas resistencias.

    Ensayo de consistencia en hormign fresco mediante el Cono de Abrams que mide el

    asiento que se produce en una forma troncocnica normalizada cuando se desmoldea.

    3.3. Consistencia del hormign fresco

    La consistencia es la mayor o menor facilidad que tiene el hormign fresco para

    deformarse y consiguientemente para ocupar todos los huecos del molde o encofrado.

    Influyen en ella distintos factores, especialmente la cantidad de agua de amasado, pero tambin el tamao mximo del rido, la forma de los ridos y su granulometra.13

    La consistencia se fija antes de la puesta en obra, analizando cual es la ms adecuada

    para la colocacin segn los medios que se dispone de compactacin. Se trata de un parmetro fundamental en el hormign fresco.

    Entre los ensayos que existen para determinar la consistencia, el ms empleado es el

    cono de Abrams. Consiste en rellenar con hormign fresco un molde troncocnico de

    30 cm de altura. La prdida de altura que se produce cuando se desmoldea es la

    medida que define la consistencia.13

    Los hormigones se clasifican por su consistencia en secos, plsticos, blandos y fluidos tal como se indica en la tabla siguiente:14

    Consistencia de los hormigones frescos

    Consistencia Asiento en cono de

    Abrams (cm) Compactacin

    Seca 0-2 Vibrado

    Plstica 3-5 Vibrado

    Blanda 6-9 Picado con barra

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    48

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    Fluida 10-15 Picado con barra

    Lquida 16-20 Picado con barra

    3.4. Durabilidad

    Las presas de hormign son

    una tipologa habitual en la

    construccin de embalses. En

    las imgenes la presa de

    Hoover construida en EE.UU.

    en 1936 y la de Atazar en

    Espaa de 1972. Ambas

    diseadas con forma

    parablica para optimizar la

    capacidad de soportar

    esfuerzos a compresin del

    hormign.

    Se define en la Instruccin espaola EHE, la durabilidad del hormign como la

    capacidad para comportarse satisfactoriamente frente a las acciones fsicas y qumicas

    agresivas a lo largo de la vida til de la estructura protegiendo tambin las armaduras

    y elementos metlicos embebidos en su interior.15

    Por tanto no solo hay que considerar los efectos provocados por las cargas y

    solicitaciones, sino tambin las condiciones fsicas y qumicas a las que se expone. Por

    ello se considera el tipo de ambiente en que se va a encontrar la estructura y que

    puede afectar a la corrosin de las armaduras, ambientes qumicos agresivos, zonas

    afectadas por ciclos de hielo-deshielo, etc.15

    Para garantizar la durabilidad del hormign y la proteccin de las armaduras frente a

    la corrosin es importante realizar un hormign con una permeabilidad reducida,

    realizando una mezcla con una relacin agua/cemento baja, una compactacin idnea,

    un peso en cemento adecuado y la hidratacin suficiente de ste aadiendo agua de

    curado para completarlo. De esta forma se consigue que haya los menos poros

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    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. posibles y una red capilar interna poco comunicada y as se reducen los ataques al hormign.15

    En los casos de existencia de sulfatos en el terreno o de agua de mar se deben

    emplear cementos especiales. Para prevenir la corrosin de armaduras hay que cuidar

    el recubrimiento mnimo de las mismas.15

    4.-Tipos de hormign (concreto)

    En la Instruccin espaola (EHE), publicada en 1998, los hormigones estn tipificados

    segn el siguiente formato siendo obligatorio referirse de esta forma en los planos y

    dems documentos de proyecto, as como en la fabricacin y puesta en obra:16

    Hormign T R / C / TM / A

    T: se denominar HM cuando sea hormign en masa, HA cuando sea hormign

    armado y HP cuando sea hormign pretensado.

    R: resistencia caracterstica del hormign expresada en N/mm.

    C: letra inicial del tipo de consistencia: S Seca, P plstica, B Blanda, F Fluida y L

    Lquida.

    TM: tamao mximo del rido expresado en milmetros. A: designacin del ambiente a que estar expuesto el hormign.

    Tipos de Hormign

    Hormign

    ordinario

    Tambin se suele referir a l denominndolo simplemente hormign.

    Es el material obtenido al mezclar cemento portland, agua y ridos

    de varios tamaos, superiores e inferiores a 5 mm, es decir, con

    grava y arena.17

    Hormign en

    masa

    Es el hormign que no contiene en su interior armaduras de acero.

    Este hormign solo es apto para resistir esfuerzos de compresin.17

    Hormign

    armado

    Es el hormign que en su interior tiene armaduras de acero,

    debidamente calculadas y situadas. Este hormign es apto para

    resistir esfuerzos de compresin y traccin. Los esfuerzos de traccin

    los resisten las armaduras de acero. Es el hormign ms habitual.17

    Hormign

    pretensado

    Es el hormign que tiene en su interior una armadura de acero

    especial sometida a traccin.17 Puede ser pre-tensado si la armadura

    se ha tensado antes de colocar el hormign fresco o post-tensado si

    la armadura se tensa cuando el hormign ha adquirido su

    resistencia.

    Mortero Es una mezcla de cemento, agua y arena (rido fino), es decir, un

    hormign normal sin rido grueso.7

    Hormign

    ciclpeo

    Es el hormign que tiene embebidos en su interior grandes piedras

    de dimensin no inferior a 30 cm.17

    Hormign sin Es aquel que slo tiene rido grueso, es decir, no tiene arena (rido

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    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    finos menor de 5 mm).17

    Hormign

    aireado o

    celular

    Se obtiene incorporando a la mezcla aire u otros gases derivados de

    reacciones qumicas, resultando un hormign baja densidad.17

    Hormign de

    alta densidad

    Fabricados con ridos de densidades superiores a los habituales

    (normalmente barita, magnetita, hematita...) El hormign pesado se

    utiliza para blindar estructuras y proteger frente a la radiacin.

    5.- Caractersticas de los componentes del hormign

    5.1. Cemento

    Los cementos son productos que amasados con agua fraguan y endurecen formndose

    nuevos compuestos resultantes de reacciones de hidratacin que son estables tanto al aire como sumergidos en agua.18

    Hay varios tipos de cementos. Las propiedades de cada uno de ellos estn

    ntimamente asociadas a la composicin qumica de sus componentes iniciales, que se

    expresa en forma de sus xidos, y que segn cuales sean formaran compuestos resultantes distintos en las reacciones de hidratacin.18

    Cada tipo de cemento est indicado para unos usos determinados; tambin las

    condiciones ambientales determinan el tipo y clase del cemento afectando a la

    durabilidad de los hormigones. Los tipos y denominaciones de los cementos y sus

    componentes estn normalizados y sujetos a estrictas condiciones. La norma espaola

    establece los siguientes tipos: cementos comunes, los resistentes a los sulfatos, los

    resistentes al agua de mar, los de bajo calor de hidratacin, los cementos blancos, los

    de usos especiales y los de aluminato de calcio. Los cementos comunes son el grupo

    ms importante y dentro de ellos el portland es el habitual. En Espaa slo pueden

    utilizarse los cementos legalmente comercializados en la Unin Europea y estn sujetos a lo previsto en leyes especficas.19

    Adems del tipo de cemento, el segundo factor que determina la calidad del cemento,

    es su clase o resistencia a compresin a 28 das. Esta se determina en un mortero

    normalizado y expresa la resistencia mnima, la cual debe ser siempre superada en la

    fabricacin del cemento. No es lo mismo, ni debe confundirse la resistencia del

    cemento con la del hormign, pues la del cemento corresponde a componentes

    normalizados y la del hormign depender de todos y cada uno de sus componentes.

    Pero si el hormign est bien dosificado a mayor resistencia del cemento corresponde

    mayor resistencia del hormign.18 La norma espaola establece las siguientes clases

    de resistencias:19

    Especificaciones de las diversas clases de cementos

    Clase de

    resistencia Resistencia (N/mm) Fraguado

    Expansin

    (mm)

    a 2 das a 7 das a 28 das Inicio

    (minutos)

    Final

    (horas)

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    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    32,5N >16,0 32,552,5 >75,0 75,0 60,0 60,0 52,5 >45,0 52,5 >45,0

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    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC..

    Clinker de cemento antes de su molienda.

    La composicin qumica media de un portland, segn Calleja, est formada por un

    62,5% de CaO (cal combinada), un 21% de SiO2 (slice), un 6,5% de Al2O3 (almina),

    un 2,5% de Fe2O3 (hierro) y otros minoritarios. Estos cuatro componentes son los

    principales del cemento, de carcter bsico la cal y de carcter cido los otros tres.

    Estos componentes no se encuentran libres en el cemento, sino combinados formando

    silicatos, aluminatos y ferritos clcicos, que son los componentes hidrulicos del

    mismo o componentes potenciales. Un clinker de cemento portland de tipo medio contiene:21

    Silicato triclcico (3CaOSiO2).................................. 40% a 50%

    Silicato biclcico (2CaOSiO2).................................. 20% a 30%

    Aluminato triclcico (3CaOAl2O3)............................ 10% a 15% Aluminatoferrito tetraclcico (4CaOAl2O3Fe2O3)....... 5% a 10%

    Las dos principales reacciones de hidratacin, que originan el proceso de fraguado y endurecimiento son:

    2(3CaOSiO2) + (x+3)H2O 3CaO2SiO2 x H2O + 3Ca(OH)2

    2(2CaOSiO2) + (x+1)H2O 3CaO2SiO2 x H2O + Ca(OH)2

    El silicato triclcico es el compuesto activo por excelencia del cemento pues desarrolla

    una resistencia inicial elevada y un calor de hidratacin tambin elevado. Fragua

    lentamente y tiene un endurecimiento bastante rpido. En los cemento de

    endurecimiento rpido y en los de alta resistencia aparece en una proporcin superior

    a la habitual.21

    El silicato biclcico es el que desarrolla en el cemento la resistencia a largo plazo, es

    lento en su fraguado y en su endurecimiento. Su estabilidad qumica es mayor que la

    del silicato triclcico, por ello los cementos resistentes a los sulfatos llevan un alto contenido de silicato biclcico.21

    El aluminato triclcico es el compuesto que gobierna el fraguado y las resistencias a

    corto. Su estabilidad qumica es buena frente al agua de mar pero muy dbil a los

    sulfatos. Al objeto de frenar la rpida reaccin del aluminato triclcico con el agua y regular el tiempo de fraguado del cemento se aade al clinker piedra de yeso.21

    El aluminatoferrito tetraclcico no participa en las resistencia mecnicas, su presencia es necesaria por el aporte de fundentes de hierro en la fabricacin del clinker.21

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    53

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. Otros cementos

    En Espaa existen los llamados cementos portland con adiciones activas que adems

    de los componente principales de clinker y piedra de yeso, contienen uno de estos

    componentes adicionales hasta un 35% del peso del cemento: escoria siderrgica,

    humo de slice, puzolana natural, puzolana natural calcinada, ceniza volante silcea, ceniza volante calcrea, esquistos calcinados o caliza.19

    Los cementos de alta resistencia inicial, los resistentes a los sulfatos, los de bajo calor

    de hidratacin o los blancos suelen ser portland especiales y para ellos e limitan o potencian alguno de los cuatro componentes bsicos del clinker.22

    El cemento siderrgico se obtiene por molturacin conjunta de clinker de portland y

    regulador de fraguado en proporcin de 5-64% con escoria siderrgica en proporcin

    de 36-95%.19 Constituye la familia de los cementos fros. La escoria se obtiene

    enfriando bruscamente en agua la ganga fundida procedente de procesos siderrgicos;

    en este enfriamiento la escoria se vitrifica y se vuelve activa hidralicamente por su

    contenido en cal combinada. La escoria por si sola fragua y endurece lentamente, por lo que para acelerarlo se aade el clinker de portland.22

    El cemento puzolnico es una mezcla de clinker de portland y regulador de fraguado

    en proporcin de 45-89% con puzolana en proporcin del 11-55%.19 La puzolana

    natural tiene origen volcnico y aunque no posee propiedades conglomerantes

    contiene slice y almina capaces de fijar la cal en presencia de agua formando

    compuestos con propiedades hidrulicas. La puzolana artificial tiene propiedades

    anlogas y se encuentran en las cenizas volantes, la tierra de diatomeas o las arcillas

    activas.22

    El cemento aluminoso se obtiene por fusin de caliza y bauxita. El constituyente principal de este cemento es el aluminato monoclcico.22

    5.2. ridos

    Grava y Arena (hormign)

    Acopio de ridos de tamao 6-10 mm para la fabricacin de hormign.

    Los ridos deben poseer por lo menos la misma resistencia y durabilidad que se exija

    al hormign. No se deben emplear calizas blandas, feldespatos, yesos, piritas o rocas

    friables o porosas. Para la durabilidad en medios agresivos sern mejores los ridos

    silceos, los procedentes de la trituracin de rocas volcnicas o los de calizas sanas y densas.23

  • ING. RICHARD HUGO REYMUNDO GAMARRA .

    54

    TECNOLOGIA DEL CONCRETO

    IICC.. El rido que tiene mayor responsabilidad en el conjunto es la arena. Segn Jimnez

    Montoya no es posible hacer un buen hormign sin una buena arena. Las mejores

    arenas son las de ro, que normalmente son cuarzo puro, por lo que aseguran su

    resistencia y durabilidad.23

    Con ridos naturales rodados, los hormigones son ms trabajables y requieren menos

    agua de amasado que los ridos de machaqueo, tenindose adems la garanta de que

    son piedras duras y limpias. Los ridos machacados procedentes de trituracin, al

    tener ms caras de fractura cuesta ms ponerlos en obra, pero se traban mejor y se

    refleja en una mayor resistencia.23

    Si los ridos rodados estn contaminados o mezclados con arcilla, es imprescindible

    lavarlos para eliminar la camisa que envuelve los granos y que disminuira su

    adherencia a la pasta de hormign. De igual manera los ridos de machaqueo suelen

    estar rodeados de polvo de machaqueo que supone un incremento de finos al

    hormign, precisa ms agua de amasado y darn menores resistencias por lo que suelen lavarse.23

    Los ridos que se emplean en hormigones se obtienen mezclando tres o cuatro grupos

    de distintos tamaos para alcanzar una granulometra ptima. Tres factores

    intervienen en una granulometra adecuada: el tamao mximo del rido, la

    compacidad y el contenido de granos finos. Cuando mayor sea el tamao mximo del

    rido, menores sern las necesidades de cemento y de agua, pero el tamao mximo

    viene limitado por las dimensiones mnimas del elemento a construir o por la

    separacin entre armaduras, ya que esos huecos deben quedar relle