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El Futuro de la Industria del Concreto en México Una visión desde la perspectiva de un Académico - Investigador Por: Dr. Alejandro Durán Herrera Profesor-Investigador, FACI Jefe del Dpto. de Tecnología del Concreto Asesor Sección Estudiantil ACI-FIC-UANL Facultad de Ingeniería Civil Universidad Autónoma de Nuevo León El Concreto y su Tecnología en el Nuevo SigloCentro de Tecnología Holcim Apasco Toluca, Edo. De México Febrero 24 y 25 de 2012

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El Futuro de la Industria del Concreto en MéxicoUna visión desde la perspectiva de un Académico - Investigador

Por: Dr. Alejandro Durán Herrera

Profesor-Investigador, FACI

Jefe del Dpto. de Tecnología del Concreto

Asesor Sección Estudiantil ACI-FIC-UANL

Facultad de Ingeniería Civil

Universidad Autónoma de Nuevo León

“El Concreto y su Tecnología en el Nuevo Siglo”

Centro de Tecnología Holcim Apasco

Toluca, Edo. De México

Febrero 24 y 25 de 2012

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C O N T E N I D O

Facultad de Ingeniería Civil

1. Consumo de cemento en México

2. Concreto de alto comportamiento (CAC)

3. Concreto Auto-compactable

4. Curado del CAC

5. Sustentabilidad

6. Concretos con altos consumos de CV

7. Conclusiones

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CONSUMO DE CEMENTO EN MÉXICO, 2005

Facultad de Ingeniería Civil

Consumo por segmento, %.

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Facultad de Ingeniería Civil

1. Diseño y producción del concreto.

2. Transporte.

3. Colocación.

4. Compactación.

5. Protección y curado.

Etapas del Proceso de Construcción con Concreto

CONSUMO DE CEMENTO EN MÉXICO, 2005

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Facultad de Ingeniería Civil

¿El personal cuenta con la capacitación y la experiencia necesaria para

participar con un enfoque integral en el aseguramiento de calidad?

Instituciones 1 2 3 4 5

Gobierno ? ? ? ? ?

Concreteras ? ? ?

Transformistas

Construcción formal ? ? ? ? ?

Autoconstrucción ? ?

Visión integral del proceso de construcción con concreto

CONSUMO DE CEMENTO EN MÉXICO, 2005

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Facultad de Ingeniería Civil

1 800

1 600

1 400

1 200

1 000

800

600

400

200

00 2 000 4 000 6 000 8 000 10 000 14 000 16 000 18 00012 000

Libano

Iran

IndonesiaChina

Israël

Qatar

Singapur

Australia

Taiwan

Filipinas

Arabia Saudita

Korea del Sur

Malasia

Hong Kong

Nueva Zelanda

Co

ns

um

o d

e c

em

en

to p

erc

áp

ita (

kg

)

Ingreso percápita nacional en USD

700

600

500

400

300

200

100

00 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000

Brasil

ArgentinaCanadá

EUA

Costa RicaPanamá

México

Ingreso percápita nacional en USD

CONSUMO DE CEMENTO EN EL MUNDO, SIGLO XX

(330)

(540)

(320)

(1175)

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Facultad de Ingeniería Civil

0

50

100

150

200

250

300

350

400

1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012Co

nsu

mo

p

or

ha

bit

an

te (

kg

/hab

.)

Año

CONSUMO NACIONAL DE CEMENTO

CONSUMO DE CEMENTO EN MÉXICO, 2005

País Relación de México con

otras regiones del mundo

América 40 %

Resto del mundo 27 %

China ( 1,400 kg/hab, 2011) 27 %

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CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO

Facultad de Ingeniería Civil

Es aquel que cumple con combinaciones especiales de

desempeño y requerimientos de uniformidad que no siempre

pueden lograrse de manera rutinaria utilizando

constituyentes y prácticas de mezclado, colocación y curado

convencionales.

Un CAC es aquel que se diseña para que se desarrollen

ciertas características requeridas en aplicaciones y

ambientes particulares.

Concreto de alto Comportamiento (definición ACI)

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Facultad de Ingeniería Civil

Características clave para la selección de las

proporciones de un CAC.

Características de desempeño:

• Facilidad de colocación

• Compactación sin segregación

• Propiedades mecánicas a largo plazo

• Alta resistencia inicial

• Tenacidad

• Estabilidad volumétrica

• Permeabilidad

• Densidad

• Calor de hidratación

• Incremento de vida útil en ambientes severos.

CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO

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Facultad de Ingeniería Civil

Características de costo y otras:

• Ahorro en materiales

• Disminución del numero de elementos

estructurales requeridos

• Disminución en los requerimientos de

mantenimiento

• Extensión de la vida útil

• Beneficios estéticos.

CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO

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Facultad de Ingeniería Civil

Criterios de durabilidad que se utilizan para la evaluación de

los CAC tanto en el diseño como en la verificación de la

calidad:

• Resistencia a la compresión

• Módulo de elasticidad

• Retracción

• Flujo plástico

• Resistencia a ciclos de congelamiento-descongelamiento

• Resistencia al descascar amiento

• Resistencia a la abrasión

• Permeabilidad a los iones cloro

• Permeabilidad a gases (carbonatación)

• Corrosión del acero embebido

CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO

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Facultad de Ingeniería Civil

Debido a que varias de las características del concreto de

alto comportamiento están interrelacionadas, el cambio en

una de ellas puede afectar otra o otras características. Por

tal motivo, si para la producción de un concreto para una

aplicación particular deben considerarse diferentes

características, cada una de estas características debe

especificarse claramente en los documentos del contrato.

CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO

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Facultad de Ingeniería Civil

Granos anhidros

del cemento

Agua

0.300.60

CONCRETO DE ALTO COMPORTAMIENTO

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HPC: Concreto de alto comportamiento

Facultad de Ingeniería Civil

Concreto

convencional

Concreto de alto

comportamiento

Agregado

Interfase

Ca(OH)2

10 µm

Agregado

CSH denso

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Concreto de Alto comportamiento

Facultad de Ingeniería Civil

Características deseables en el cemento (P.C. Aïtcin)

• Para altas resistencias iníciales no es necesario un alto C3S, esto puede

lograrse bajando la relación A/C.

• C3A +C4AF de 15 a 18% y C3A máximo de 5 %.

• C3S + C3A ≤ 60 ó 65 %

• Contenido mínimo de sulfatos rápidamente solubles 0.4%

• Fineza

300 a 325 m2/kg para concretos

masivos y en verano

350 ± 10 m2/kg para concretos

ordinarios

375 a 400 m2/kg para concretos

prefabricados

y en invierno

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Facultad de Ingeniería Civil

La forma del sulfato de calcio tiene gran influencia en controlar la reacción del C3A.

FormaSolubilidad

g/100g

Ca · SO4 · H2O 0.63

Ca · SO4 · 1/2H2O 0.71

Ca · SO4 · 2H2O 0.21

Si el C3A es cúbico reacciona rápidamente con los iones sulfatos para formar una

capa de etringita casi impermeable alrededor del C3A que previene su hidratación

posterior. En tal caso los iones SO4-2 deben estar disponibles de manera muy rápida.

Si el C3A es ortorrómbico, reacciona menos rápido, pero forma una red abierta de

largas agujas de etringita que continúan creciendo sin crear una escudo impermeable

como cuando el C3A es cúbico.

La naturaleza polimórfica del C3A es muy importante con relación a la

reología de mezclas con relaciones A/CM muy bajas.

Concreto de Alto comportamiento

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Facultad de Ingeniería Civil

Factores que Influyen en la incompatibilidad Cemento – Aditivo

Súperfluidificante al repercutir en la adsorción del súperfluidificante.

* Contenido de C3A

* Reactividad del C3A (Cúbico o Ortorrómbico)

* Fineza del Cemento

* Propiedades moleculares del Súperfluidificante

Factores que Influyen para que se de una relación SO4/C3A

balanceada en la solución.

* Tipo de CaSO4 (dihidrato, hemihidrato, anhidrita)

* Contenido de sulfatos alcalinos (Na2SO4 y K2SO4)

* Formación de etringita (velocidad y tipo)

* Precipitación de yeso.

Concreto de Alto comportamiento

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Facultad de Ingeniería Civil

Hidratación del

cemento Portland

en presencia de un

súperfluidificante

SO2-4

AlO 2

Comportamiento

Muy alta

Fraguado falso

Alta

Fraguado falso

débil

MICRO ESTRUCTURA

Tiempo de hidratación

10 min 1 horas 2 horas

Promedio

Fraguado normalPerdida de revenimiento

BajaFraguado

relámpago débil

Muy bajaFraguado

relámpago

Clinker

Sulfato de calcio

Agujas de yeso

Agujas de etringita

Etringita y CSH

Gel de C4AH

Leyenda:

-

Concreto de Alto comportamiento

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Facultad de Ingeniería Civil

La compatibilidad

La robustez

Concreto de Alto comportamiento

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Facultad de Ingeniería Civil

Minicono para la prueba de minirevenimiento

82.6

mm

19 mm6.44.2 mm

2.2 mm

6.4 mm

15.9 mm

57.2

mm

38.1

mm

3.2 mm38.1 mm

Vista

GeneralVista

En plantaVista

Transversal

Concreto de Alto comportamiento

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Facultad de Ingeniería Civil

50 mm

350 mm

150 mm

2 mm Malla de

Capacidad 1.2 L

Diámetro

Del orificio= 5 mm

Cono Marsh

Concreto de Alto comportamiento

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Facultad de Ingeniería Civil

Desarrollo de la prueba

de minirevenimiento

Concreto de Alto comportamiento

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Facultad de Ingeniería Civil

Desarrollo de la prueba de fluidez con el cono Marsh

Concreto de Alto comportamiento

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Facultad de Ingeniería Civil

Tiempo de fluidez de Marsh para dos diferentes cementos

60

80

100

120

140

160

180

200

60 min

5 min

60 min

5 min

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8

Tie

mp

o d

e f

luid

ez d

e M

ars

h (

seg

.)

Dosificación de súperfluidificante (como porcentaje de la masa del cemento)

A/C = 0.35

T = 23° C

Cemento A

Cemento B

Concreto de Alto comportamiento

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Facultad de Ingeniería Civil

50

70

90

110

130

150

170

190

210

T = 22°C

5 min

60 min

2.82.42.01.61.20.80.4

Dosificación de súperfluidificante (como porcentaje de la masa del cemento)

Tie

mp

o d

e f

luid

ez (

se

g.)

Punto de saturación

A/C = 0.35

0.0

Punto de saturación

Concreto de Alto comportamiento

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Facultad de Ingeniería Civil

Importancia de los aditivos

en los concretos modernos

0

10

20

30

40

50

60

70

40 60 80 100 120 140

Co

sto

en

po

rcie

nto

Resistencia la compresión (MPa)

b) Planta de Prefabricados del Belga.

62% 60%

46%39%

33%

24%

19%

4% 5%16%

35%

Aditivos

Agregado

Cemento

Concreto de Alto comportamiento

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Facultad de Ingeniería Civil

Factores que influyen la dosificación:

• La relación agua cemento

• La temperatura inicial del agua

• La fineza

• El tipo de cemento

• La composición fásica del cemento

• Las formas del sulfato de calcio

• La cantidad de sulfatos alcalinos

• La eficiencia de la mezcladora

• La secuencia de introducción

Concreto de Alto comportamiento

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Facultad de Ingeniería Civil

Es el concreto que puede

fluir por su propio peso y

llenar por completo la

cimbra, incluso en

presencia de un armado

denso sin necesidad de

ninguna vibración y sin

perdida de homogeneidad.

Concreto Autocompactable

http://civilengineerlink.com/scc-compacting-concrete/

CONCRETO AUTO-COMPACTABLE

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Facultad de Ingeniería Civil

ASTM C1611 / C1611M - 09be1

Método de prueba estándar para el flujo de revenimiento del

concreto auto-consolidante

• Se mide la extensión (diámetro)

• Se evalúa la viscosidad (T50)

• Se evalúa el grado de segregación (IEV)

CONCRETO AUTO-COMPACTABLE

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Facultad de Ingeniería Civil

IEV = 0 (muy estable)No hay evidencia de segregación o sangrado

IEV = 1 (estable)No hay evidencia de segregación y se observa un

ligero sangrado por el brillo sobre la masa de concreto

IEV = 2 (inestable)Se forma un anillo de mortero alrededor de la

masa de concreto ≤ 10 mm y/o una pila de

agregado al centro de la masa de concreto

IEV = 3 (muy inestable)Se forma un anillo de mortero alrededor de la

masa de concreto ≤ 10 mm y/o una pila de

agregado al centro de la masa de concreto

CONCRETO AUTO-COMPACTABLE

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Facultad de Ingeniería Civil

ASTM C1621 / C1621M - 09b

Método de prueba estándar para la capacidad de paso del

concreto auto-consolidante por medio del anillo J

Presencia de bloqueoDiferencia entre el flujo de

revenimiento y el flujo con el anillo J

0 – 25 mm [ 0 – 1 in.]

>25 – 50 mm [ 1 – 2 in.]

>50 mm [ >2 in.]

No se aprecia bloqueo

Bloqueo mínimo o ligero

Bloqueo ligero a extremo

CONCRETO AUTO-COMPACTABLE

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Facultad de Ingeniería Civil

ASTM C1610 / C1610M - 10

Método de prueba estándar para la segregación estática del

concreto auto-consolidante usando la técnica de la columna.

Photo: BASF Construction Chemicals

CONCRETO AUTO-COMPACTABLE

• Es un procedimiento de laboratorio que evalúa el potencial de

segregación estática (S)

• S ≤ 10 % para aceptación (ACI 237R-07)

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Facultad de Ingeniería Civil

Curado del CAC

No es posible despreciar la retracción autógena

en un concreto de alto desempeño

Curado con agua o

humidificación Película impermeable

Retardante de

evaporación

Retracción

autógena

Retracción

por secado

Retracción

plástica

Impedir que

el agua se

evapore

Los capilares deben

llenarse continuamente

con agua

Evitar la retracción por secado.

La retracción autógena continua

hasta que la hidratación

concluye

Te

mp

era

tura

, T

Tiempo

Curado del concreto para minimizar su retracción

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Facultad de Ingeniería Civil

Curado del CAC

0

100

-100

-200

-300

-400

Curado

con agua

Sellado después de 7 días

Edad (días)

Sin curado

Secado al aire

después de 7 díasRetracción

(× 10)-

Expansión

(× 10)-6

7 28

6

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Facultad de Ingeniería Civil

Retracción química

Se refiere a la reducción en el volumenabsoluto de sólidos y líquidos de la pasta,resultante de la hidratación del concreto.

Esto debido a que el volumen absoluto delos productos hidratados del cemento esmenor que el volumen absoluto del cementoy el agua antes de la hidratación.

Curado del CAC

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Facultad de Ingeniería Civil

Retracción autógena

Es la reducción macroscópica del volumen(cambio dimensional visible) de la pasta decemento, mortero o concreto, causada porla hidratación del cemento.

La retracción química es la fuerza queconduce a la retracción autógena; la cual enpresencia de agua de curado no puedeocurrir

PERO…

Curado del CAC

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Facultad de Ingeniería Civil

Retracción autógena

Cuando el agua externa no está disponible, la

hidratación del cemento consume el agua de los

poros, resultando en una AUTODESECACIÓN de

la pasta y en una reducción uniforme del volumen.

(Copeland y Braga 1995)

Curado del CAC

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Facultad de Ingeniería Civil

Agua

Pasta de

cemento

Cambios volumétricos durante la hidratación

Curado del CAC

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Facultad de Ingeniería Civil

Agua

Pasta de

cemento

hidratada

Momentosdespués

Cambios volumétricos durante la hidratación

Curado del CAC

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Facultad de Ingeniería Civil

1

Pasta de

cemento

hidratada

Más tarde2

Cambios volumétricos durante la hidratación

Curado del CAC

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Curado del CAC

Facultad de Ingeniería Civil

Cambios volumétricos

durante la hidratación

Cemento

Agua de loscapilares

Poros

0 1amax

1

Vol.

Desecación de la pasta

de cemento hidratado

A/C = 0,30

"Gel" sólido

a a1

Cemento

"Gel" sólido

Agua de los

capilares

Poros

0 1a

1

Vol.

Auto

desecación

A/C = 0,42

Cemento

"Gel" sólido

Agua de los

capilares

Poros

0 1a

1

Vol.

Auto

desecación

A/C = 0,60

Representación esquemática de

Jensen y Hansen de la reacción de

hidratación en presencia de una

fuente de agua exterior

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Facultad de Ingeniería Civil

Representación esquemática de

Jensen y Hansen de la reacción de

hidratación en presencia de una

fuente de agua exterior

"Gel" sólido

Poros

Cemento

Fuente de agua exterior

Vo

lum

en

Grado de hidratación

1

00 1a

max

Agua de los

capilares

A/C = 0,30 Vol.

Cemento

"Gel" sólido

Agua de los

capilares

0 1a

1 A/C = 0,42

Fuente de agua exterior

No hay auto desecación

No hay porosidad

No hay meniscos

Poca agua capilar

(volumen igual al de la

retracción química)

Vol.

Cemento

"Gel" sólido

Agua de los

capilares

0 1a

1 A/C = 0,60

Fuente de agua exterior

No hay auto desecación

No hay porosidad

No hay meniscos

No hay retracción autógena

Pero, mucha agua capilar

Curado del CAC

Cambios volumétricos

durante la hidratación

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Facultad de Ingeniería Civil

Si

No Si

No

Hidratación

Contracción

volumétrica

Auto desecación

Meniscos

Retracción

autógena

No hay

retracción

autógena

No hay

meniscos

Poros y capilares

conectados?

Fuente de agua

exterior?

Retracción

autógena

Cambios volumétricos durante la hidratación

Curado del CAC

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Facultad de Ingeniería Civil

En CONDICIONES quasi-ISOTÉRMICAS en especímenes

pequeños de laboratorio.

En CONDICIONES quasi-ADIABÁTICAS en especímenes

grandes colados en cimbras aisladas.

Curado del CAC

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Facultad de Ingeniería Civil

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91

Age of concrete (day)

Initiation of air curing

(23 ºC, R.H. = 50%)

ºF = 1.8 ºC + 32T

ota

l s

tra

ins

m.m

-1)

Sw

ellin

gS

hri

nk

ag

e

Reference prism

Light (substituted) prism

Light (substituted) block

Reference block

Curado del CAC

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Facultad de Ingeniería Civil

Concretos Auto-consolidables con curado interno

Carbonatación acelerada.[CO] = 4%

HR = 60% ± 10%T°= 30 °C

Resistencia a compresión.

Curado del CAC

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Facultad de Ingeniería Civil

Resistencia a compresión. Carbonatación acelerada.

[CO] = 4%

HR = 60% ± 10%T°= 30 °C

Concretos Auto-consolidables ligeros

con curado interno

Curado del CAC

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Facultad de Ingeniería Civil

combustion 38%

Obtención de materia

prima, harina cruda y

molienda52%

Electricidad 10%

Emisiones de CO2 en la producción de cemento

Sustentabilidad

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Facultad de Ingeniería Civil

Aceites y gas

31%

Químicos

16%Otros sectores

14%Construcción

5%

Productos forestales

5%

Hierro y metales 5%

Minería

5%

Alimentos

5%

Cemento

4%

Alúmina y aluminio

3%

Plástico y caucho

2% textiles

2%

Cal

1%Fundición de metales

1%Semiconductores

1%

Gases de invernadero, emisiones en el sector industrial

Sustentabilidad

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Sustentabilidad

Facultad de Ingeniería Civil

ACADEMIA E INVESTIGACIÓN

INICIATIVA PRIVADA

DEPENDENCIAS DE GOBIERNO

ACADEMIA

E INV.

INICIATIVA PRIVADA

GOBIERNO

ACADEMIA

E INV.

INICIATIVA PRIVADA

GOBIERNO

REALIDAD ACTUAL

SITUACIÓN MÍNIMA

DESEABLE NIVEL DE

INTERACCIÓN

DESEABLE

PARA UN

DESARROLLO

SUSTENTABLE

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Sustentabilidad, HVFAC

Facultad de Ingeniería Civil - UANL

Estrategia #2

DISMINUIR EL CONSUMO DE CEMENTO

En la producción de concreto

Estrategia #1

DISMINUIR EL CONSUMO DE CONCRETO

Para la construcción de nueva infraestructura

Estrategia #3

DISMINUIR EL CONSUMO DE CLINKER

En la fabricación del cemento

Sustentabilidad

de la

Industria Cementera

Diagrama ilustrativo de la estrategia integral para reducir la

emisiones de carbón de la industria cementera a los niveles de 1990 en los

siguientes 20 años.

P. Kumar Metha, CONSEC 2010, Mérida, Yucatán

E1 + E2

30 %

en reducción

de cemento

E1 + E2 + E3

40 - 50 %

en reducción

de clinker

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Estrategias para reducir las emisiones de CO2 en los próximos

20 años.

Estrategia # 1: Disminuir el consumo de concreto

Se estima que el 45% del consumo mundial de concreto se

utiliza para la construcción de nuevos edificios, 15% para

infraestructura y 40 % para reparación y remodelación.

P. Kumar Metha, CONSEC 2010, Mérida, Yucatán

Sustentabilidad, HVFAC

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Estrategia # 1: Disminuir el consumo de concreto

• Reducir la huella de carbón del proyecto mediante una

arquitectura innovadora.

• Reducir los espesores en cimentaciones, columnas, muros y

vigas mediante un diseño estructural inteligente.

• Utilizar mezclas de concreto altamente durables para

cimentaciones y otros elementos masivos para estructuras

nuevas y para la reparación de estructuras en servicio.

P. Kumar Metha, CONSEC 2010, Mérida, Yucatán

Sustentabilidad, HVFAC

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Estrategia 2:

Disminuir el consumo de cemento en la fabricación del cemento

• Se pueden obtener considerables ahorros de cemento cuando la

resistencia se especifica a edades de 56 o 90 días en lugar de los

28 días.

• También porque al utilizar agregados con tamaño y

granulometría óptimos se reduce el volumen de pasta.

• Para incrementar el revenimiento del concreto fresco utilizar un

aditivo SF en lugar de más agua y cemento.

• Al incrementar la resistencia del concreto el volumen de los

elementos estructurales puede ser disminuido.

P. Kumar Metha, CONSEC 2010, Mérida, Yucatán

Sustentabilidad, HVFAC

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Estrategia 2:

Disminuir el consumo de cemento en la fabricación del concreto

PP Misma carga

A 3ASección transversal (A)

f’c= 75 MPa

kg/m3

C = 450

A.G. = 1050

A.F. = 675

f’c= 25 MPa

kg/m3

C = 300

A.G. = 1050

A.F. = 800

P.C.Aitcin, “El futuro del

concreto y el concreto del

futuro”, SNEM-ACI, 2007

Sustentabilidad, HVFAC

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Estrategia 3:

Disminuir el consumo de clinker en la fabricación del cemento

Durante los últimos 20 años, los concretos de alto

comportamiento han sido utilizados en diversos proyectos de

construcción alrededor del mundo, mismos que han sido

producidos reduciendo los consumos de cemento en 50 % o

mas. Los materiales para sustituir el clinker pueden ser la

ceniza volante de carbón mineral, la escoria granulada de

alto horno, la microsílica, las puzolanas naturales y la caliza

pulverizada.P. Kumar Metha, CONSEC 2010, Mérida, Yucatán

Sustentabilidad, HVFAC

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El concreto con altos volúmenes de ceniza volante

(HVFA) es un ejemplo de cementos binarios. Los cementos

ternarios y cuaternarios conformados por clinker, ceniza

volante, escoria de lato horno, puzolana natural y/o

microsílica (5 – 15%) o caliza pulverizada se han utilizado

en grandes proyectos alrededor del mundo.

Estrategia 3:

Disminuir el consumo de clinker en la fabricación del cemento

Sustentabilidad, HVFAC

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Capacitar a los profesionales de la industria de la

construcción para:

• Optimizar la calidad en la producción del concreto.

• Redactar especificaciones claras, detalladas y apegadas a

referencias actualizadas.

• Que cuenten con certificaciones internacionales de prestigio

• Que con la aplicación de sus conocimiento aseguren la mayor

durabilidad de las estructuras.

Estrategia 4:

Formar profesionales competentes para la producción, el diseño y

la construcción con concreto.

Sustentabilidad, HVFAC

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Facultad de Ingeniería Civil

0

20

40

60

80

100

0.10 1.0 10 100 1000

% P

AS

SIN

G

FLY ASH

d(0.1) = 16.0

d(0.5) = 87.0

d(0.9) = 220.0

CEMENT

d(0.1) = 1.4

d(0.5) = 10.0

d(0.9) = 30.0

PARTICLE SIZE, mµ

Distribución de tamaños y morfología de la ceniza volante

HVFAC Experiencias en la UANL

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Facultad de Ingeniería Civil

Producción de ceniza en 2008

Ceniza volante = 1.048 X 106 t (70%)

Ceniza de fondo = 0.417 X 106 t (30%)

Total = 1.465 X 106 t

Capacidad instalada = 1200 MW/h

HVFAC Experiencias en la UANL

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Facultad de Ingeniería Civil

BANCO “N”BANCO “J”

Ceniza volante y de fondo

Total almacenado en 27 años (hasta 2008)

23 x 106 t

HVFAC Experiencias en la UANL

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Facultad de Ingeniería Civil

Resistencia a la compresión a la edad de 28 días

en especímenes curados de manera estándar

y = - 0.42x + 37.87

y = - 0.37x + 32.22

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

0 15 30 45 60 75

Fly ash in % of the total cementitious material

Co

mp

ress

ive

stre

ng

th,

MP

a

y = - 0.48x + 44.68

1 MPa = 145 psi

R2 = 0.98

R2 = 0.98

R2 = 0.98

Serie A, W/b = 0.50

Serie B, W/b = 0.55

Serie C, W/b = 0.60

HVFAC Experiencias en la UANL

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Facultad de Ingeniería Civil

Sustitución máxima de CV en % para

alcanzar el f´c mínimo requerido por el ACI

318 de 175 kgf/cm2, e incremento en la

substitución de CV para cumplir con este

f´c a los 56 días.

Serie Edad, días Incremento de CV

28 – 56 días28 56

A 51 57 + 6

B 43 48 + 5

C 33 40 + 7

HVFAC Experiencias en la UANL

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Facultad de Ingeniería Civil

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

0 15 30 45 60 75

28 d

ay S

tati

c M

od

ulu

s of

ela

stic

ity, G

Pa

Fly ash content in % of the total cementitious material

y = 0.00003x3 - 0.0051x

2 - 0.0592x + 26.62,

ACI 318S-08Section 8.5

R2 = 0.90

Serie A

Serie B

Serie C

1 GPa = 145 Ksi

y = 0.00003x3 - 0.0069x

2 + 0.09x + 32.03, R

2 = 0.88

Serie A

Serie B

Serie C

ASTM 469-02

E = w 0.043 f´c1.5c

HVFAC Experiencias en la UANL

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Facultad de Ingeniería Civil

Los diferentes desarrollos tecnológicos del concreto que se

presentaron ilustran el potencial de este material para

contribuir en el mejoramiento de la infraestructura y en la

sustentabilidad de la industria de la construcción con

concreto nacional y ofrecen procedimientos para su

inmediata incorporación a la práctica común.

C O N C L U S I O N E S

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Facultad de Ingeniería Civil

Sin necesidad de modificaciones importantes, la industria

actual dispone de las herramientas necesarias para

disminuir las emisiones de CO2 atribuibles a la industria del

concreto, y las estrategias en este sentido pueden

implementarse de inmediato.

C O N C L U S I O N E S

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Facultad de Ingeniería Civil

En la producción de concreto se acabaron las recetas de

cocina; los “concretos a la carta” son los concretos de la

actualidad, con requerimientos indispensables en su diseño y

en el proceso de construcción tales como:

• Utilización de cementos con menos clinker y mayor

cantidad de adiciones.

• Menores relaciones a/cm

• Mejores practicas constructivas

• Que los pediatras del concreto cuenten con una

capacitación apropiada y con experiencia

• Una estrecha articulación entre los diferentes

participantes

• Mayor difusión para agilizar la transferencia a la practica

de las nuevas tecnologías.

C O N C L U S I O N E S

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Facultad de Ingeniería Civil

En el futuro, los conceptos de durabilidad y de desarrollo

sustentable serán enfoques obligados y complementarios

para el aseguramiento de la calidad en la industria de la

construcción con concreto e imprescindibles para que las

empresas mantengan una participación activa en el mercado

de la industria de la construcción con concreto.

C O N C L U S I O N E S

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2009

Facultad de Ingeniería Civil

SIMPOSIO NACIONAL

SOBRE LA ENSEÑANZA DEL CONCRETO

20 Y 21 DE OCTUBRE DE 2009

CENTRO BANAMEX CIUDAD DE MÉXICO

EVENTO ORGANIZADO POR EL IMCYC

RESUMEN DE CONCLUSIONES

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2009

Facultad de Ingeniería Civil

SIMPOSIO NACIONAL

SOBRE LA ENSEÑANZA DEL CONCRETO

• Enfocar la enseñanza hacia la certificación obligatoria, hacia el aseguramiento

de la calidad y a mejores practicas basadas en la sustentabilidad.

• Vincular a las Universidades para la difusión de trabajos de investigación y el

ofrecimiento de educación continua en materias sobre tecnología del concreto

que incluya durabilidad y concreto pre-esforzado, entre otras.

• Promover la participación de los estudiantes en concursos de modelos físicos

como los organizados por el ACI. Fomentar la creación de grupos estudiantiles

enfocados al diseño y la construcción con concreto.

• Promover la continuidad entre los programas de licenciatura, especialización,

maestría y doctorado. Así mismo, promover entre los alumnos de nivel

bachillerato las carreras de ingeniería civil y arquitectura.

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2009

Facultad de Ingeniería Civil

• Fortalecer las siguientes áreas del conocimiento que se proponen como

materias obligatorias: concreto pre-esforzado, ciencia de los materiales,

aditivos, ingles técnico, técnicas de liderazgo y ética de la practica profesional.

• Crear un foro nacional que vincule a los sectores académico (profesores y

estudiantes), industrial (constructores e industriales) para la difusión de nuevas

tecnologías, resultados de investigación y para la definición de nuevas áreas de

oportunidad en docencia e investigación.

• Participación equilibrada en los comités para la elaboración de normas

(academia, industria y gobierno)

• Concebir los proyectos con una visión practica integral, que asegure una

eficiente articulación entre todos los segmentos involucrados y la satisfacción

de necesidades económicas, sociales, técnicas y ecológicas.

SIMPOSIO NACIONAL

SOBRE LA ENSEÑANZA DEL CONCRETO

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C O N T E N T

Facultad de Ingeniería Civil

Gracias

Alejandro Durán Herrera

Email: [email protected]

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C O N T E N T

Facultad de Ingeniería Civil

No heredamos el mundo de nuestros

ancestros, lo tomamos prestado de

nuestros hijos1 y nietos2

1 Antiguo dicho africano citado por Léopold Sédar Senghor, ex-presidente de Senegal

durante su discurso introductorio en la Academia Francesa.

2 Complemento de P.C. Aïtcin, 2008.