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MATERIALES
AGLOMERANTES
Los materiales aglomerantes son todos aquellos materiales
que presentan características hidráulicas, es decir, que en
presencia del agua reaccionan y endurecen, el material
aglomerante por excelencia es el cemento.
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Cementos y Hormigones
• Cemento:
– Mezcla formada de arcilla y materiales calcáreos,
sometida a cocción y muy finamente molida, que
mezclada a su vez con agua se solidifica y
endurece.
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Cementos y Hormigones
Antecedentes Históricos
• Los constructores griegos y romanos descubrieron que
ciertos depósitos volcánicos, mezclados con caliza y
arena producían un mortero de gran fuerza, capaz de
resistir la acción del agua, dulce o salada.
• Un material volcánico muy apropiado para estar
aplicaciones lo encontraron los romanos en un lugar
llamado Puzoli, población próxima a Nápoles, y en sus
cercanías. Esta roca volcánica la conocemos como
puzolana.
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Cementos y Hormigones
Antecedentes Históricos
• Investigaciones y descubrimientos a lo largo de miles de años,
nos conducen a principios del siglo XIX, cuando en Inglaterra fue
patentada una mezcla de caliza dura, molida y calcinada con
arcilla, al agregársele agua, producía una pasta que de nuevo se
calcinaba, se molía y batía hasta producir un polvo fino que es
el antecedente directo de nuestro tiempo.
• Nota El nombre del cemento Portland le fue dado por la
similitud que este tenia con la piedra de la isla de Portland del
canal ingles.
• La aparición de este cemento y de su producto resultante el
hormigón ha sido un factor determinante para que el mundo
adquiere una fisonomía diferente.
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Cementos y Hormigones
Antecedentes Históricos
• Edificios, calles, avenidas, carreteras, presas y canales,
fabricas, talleres y casas, puentes,....
• 1824: - James Parker, Joseph Aspdin patentan al Cemento
Portland, materia que obtuvieron de la calcinación de alta
temperatura de una Caliza Arcillosa.
•
1845: - Isaac Johnson obtiene el prototipo del cemento
moderno quemado, alta temperatura, una mezcla de caliza
y arcilla hasta la formación del "clinker".
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Cementos y Hormigones
Pruebas del Hormigón
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Cementos y Hormigones
Pruebas del Hormigón
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Cementos y Hormigones
Aditivos del Hormigón
• Producto incorporado en el momento del amasado del hormigón en
una cantidad no mayor del 5% en masa, con relación al contenido de
cemento en el hormigón, con objetivo de modificar las propiedades
de la mezcla en estado fresco y/o endurecido.
• Los de uso más generalizado son:
– Reductores de agua
– Superfluidificantes
– Acelerantes de fraguado
– Retardadores de fraguado
– Aceleradores de endurecimiento
– Hidrófugos
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Cementos y Hormigones
Aditivos del Hormigón
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Además de otros como:
Inclusores de aire,
generadores de gas,
generadores de espuma,
desaireantes o antiespumantes,
generadores de expansión,
aditivos para bombeo,
aditivos para hormigones y morteros proyectados,
aditivos para inyecciones,
colorantes,
inhibidores de corrosión
y modificadores de la reacción álcali-áridos.
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Cementos y Hormigones
Diseño de Mezcla de Hormigón
• Una mezcla de hormigón requiere la proporción de agregados
finos (arena), agregados gruesos (grava), agua y cemento
apropiadas.
• La mezcla se expresa en unidades de volumen:
– Una mezcla en proporción podría ser de 1:3:5.
• 1 unidad de cemento
• 3 unidades de agregado fino (arena)
• 5 unidades de agregados gruesos (grava)
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Cementos y Hormigones
Diseño de Mezcla de Hormigón
• El factor mas importante en el diseño de una mezcla
de hormigón es la razón de agua/cemento
La cantidad de agua es el factor mas importante para
controlar la fuerza y durabilidad del hormigón.
• El hormigón endurece durante toda su vida útil.
– A los 7 días desarrolla cerca del 75% de su fuerza total.
– A los 28 días desarrolla el 100% de su fuerza total.
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Cementos y Hormigones
Diseño de Mezcla de Hormigón
• Proporciones Volumétrica Según el Tipo de Trabajo
Cemento por
Volumen
Arena por
Volumen
Grava por
Volumen
Cimientos/Zapatas
1
3
5
Aceras, Marquesinas,
Escalones
1
2¼
3
Losas de Piso Sobre el
Suelo
1
2½
3
Tipo de Construcción
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Cementos y Hormigones
Juntas en el Hormigón
• Juntas de construcción:
– Los planos verticales u horizontales que se crean entre vertidos
sucesivos de hormigón o que separan el trabajo de un día de otro
o cuando se interrumpe el proceso de vaciado y/o colocación del
hormigón forman juntas de construcción.
– Para asegurar la mejor unión entre vaciados viejos y recientes se
acostumbra a restregar, limpiar y humedecer la superficie vieja
antes de colocar el nuevo hormigón.
– Se instalan barras de acero para mejorar la conexión.
– Las columnas deben construirse en un vertido único hasta la parte
inferior de la viga o losa de piso que soporten.
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Cementos y Hormigones
Hormigón Armado
• Hormigón Armado es el hormigón reforzado en su interior con
barras de acero.
– El hormigón es de gran resistencia a fuerza de compresión y
pobre a cargas en tracción.
– El acero es de gran resistencia a fuerzas de tracción.
– Al combinarlos se crea un material de construcción con
buena resistencia a fuerza en compresión y tracción.
• Esta combinación es posible porque ambos materiales
tienen un coeficiente de dilatación térmica de casi el
mismo valor.
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Cementos y Hormigones
Hormigón Armado
• Comportamiento de las fuerzas en una viga de hormigón:
Viga
Peralto de la
Viga
c
T
c
T
Leyenda:
c
Columna
(Punto de
Apoyo)
T
Intercolumnio
(Distancia entre los
puntos de apoyo)
: Estructura antes de someterse a carga
: Deformación por flexión después de que la
estructura se ha sometido a carga
: Acero (Varillas)
c
: Fuerzas en Compresión
T
: Fuerzas en Tensión
: Esfuerzos Internos
: Carga
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Cementos y Hormigones
Hormigón Armado
•Los cables de acero se utilizan
extensamente en los miembros
estructurales pretensados.
• Los cables son cubiertos con una capa de
zinc para crear resistencia a la corrosión.
•Los cables se utilizan extensamente en
ascensores, puentes colgantes, estructuras
traccionadas y neumaticas.
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• Los aceros de refuerzo pueden doblarse, solaparse, cortarse,
atarse y soldarse
• Para proteger el acero contra la corrosión o contra
substancias que puedan penetrar el hormigón se estipulan los
tamaños mínimos de cubierta del hormigón.
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Cementos y Hormigones
Hormigón Armado
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Encofrados del Hormigón
• Los encofrados son los moldes que se utilizan para darle forma
al hormigón.
• Los encofrados pueden ser hechos en la obra (casi siempre de
madera) o pueden ser unidades prefabricadas (de metal,
cartón o plásticos reforzados).
• Requisito más importante para un encofrado es que pueda
resistir las fuerzas laterales de la masa de hormigón.
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Cementos y Hormigones
Encofrados del Hormigón
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Cementos y Hormigones
Encofrados del Hormigón
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Cementos y Hormigones
Encofrados del Hormigón
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Cementos y Hormigones
Mezclado del Hormigón
• Maneras de mezclar el hormigón:
– A mano
– Pequeña amasadora
– Hormigón de central
• Se prepara en una central de hormigón
• Transporta en camión de tambor giratorio
• Debe colocarse en sitio antes de que hayan transcurrido 1½
horas luego de haber añadido el agua.
– Mezcla secas
• Materiales secos son mezclados y el agua se añade en la obra.
– Mezclado de tránsito
• Ligado seco de materiales en un camión con tambor giratorio y
con tanque de agua.
• El agua se puede añadir en ruta o cuando llega a la obra.
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Cementos y Hormigones
Mezclado del Hormigón
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Cementos y Hormigones
Vertido del Hormigón
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Cementos y Hormigones
Mezclado del Hormigón
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Cementos y Hormigones
Vertido del Hormigón
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Cementos y Hormigones
Vertido del Hormigón
• El hormigón debe colocarse lo mas cerca posible a su posición final.
• El hormigón en su estado plástico no debe dejar caerse ya que esto
puede ocasionar segregación de los agregados gruesos, asentándose
en las partes baja de la pasta.
• Las caídas verticales no deben exceder el metro de altura.
• Al colocar la pasta quedan atrapadas muchas burbujas de aire las
cuales pueden ocasionar una reducción considerable en la fuerza del
hormigón.
– Estas burbujas crean superficies con pobre apariencia.
– Si quedan atrapadas en la superficie entre la pasta y el molde se
forman feas “coqueras” (huecos superficiales) que hay que
resanar después de desencofrar.
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Cementos y Hormigones
Vertido del Hormigón
• Para evitar las condiciones mencionadas, el hormigón es compactado
con herramientas de mano o vibradores mecánicos.
• Los moldes pueden vibrarse externamente o internamente
colocando los vibradores dentro del mismo molde y de la pasta.
• Al someterse a este proceso de vibración el hormigón logra mejor
conexión con el acero de refuerzo y se mejora la densidad,
homogeneidad y durabilidad del mismo.
• Debe evitar que el hormigón en su forma plástica no se someta a
temperaturas extremas porque el proceso de curado puede verse
afectado adversamente.
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Cementos y Hormigones
Endurecimiento del Hormigón
•
•
El endurecimiento del hormigón resulta del proceso de hidratación.
–
Durante el proceso el agua se combina químicamente con el
cemento generando calor.
–
Esta reacción o proceso de hidratación se completa con el
“curado” del hormigón y requiere:
1. Suficiente tiempo
2. La presencia de humedad
3. Temperaturas favorables o adecuadas.
Tanto la cantidad de agua como el proceso de “curación” afectan
directamente el poder de cementar de la pasta y por ende la fuerza
y durabilidad del hormigón.
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• Para curar el hormigón se debe evitar la evaporación del agua en
la pasta; para lograr esto se deben tomar las siguientes medidas
de precaución:
– Añadir agua adicional mediante riegos ocasionales con
manguera o rociadores.
– Cubrir con arena, paja o sacos humedecidos.
– Cubrir membranas plásticas de polietileno o aditivos y
compuestos de curado para evitar la evaporación.
• Los moldes de madera además de humedecerse para evitar que
absorban el agua de la pasta son también aceitados para evitar
que se peguen al hormigón y así facilitar el desencofrado.
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Cementos y Hormigones
Vertido del Hormigón
• Es preferible vaciar el hormigón en pequeños
montones a baja altura que un solo montón a mayor
altura para evitar segregación de los agregados
(grava y arena) del resto de la pasta del hormigón.
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Cementos y Hormigones
Acabados del Hormigón
•
Los acabados más comunes que se practican en el hormigón son:
1. Flotado
– Flota de madera
– Flota de Acero
2. Cepillado
3. Hormigón Expuesto
4. Agregado Expuesto
5. Diseñado
6. Martillo Demoledor
7. Coloreado
8. Anti-resbaladizo
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ALMACENAMIENTO
El cemento es una sustancia particularmente sensible a la acción
del agua y de la humedad, el cual puede conservarse sin
deteriorarse, en la medida en que esté protegido de la humedad
del suelo y del aire.
Así mismo, tiempos prolongados de almacenamiento, aún en
las condiciones indicadas, también pueden producir grumos.
Evitar períodos de almacenamiento prolongados ya que,
dependiendo de las condiciones de almacenamiento, el
desarrollo de resistencia a compresión del cemento a edad
temprana podría llegar a reducirse sensiblemente.
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cemento