DATOS TECNOLÓGICOS
DEL HORMIGÓN NORMAL
(modelo)
Abril
1985
"El
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efectos legales, tiene validez como Reglamento
Nacional el texto impreso editado por
INTI-CIRSOC"
INDICE
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Introducción
1. CEMENTOS
1.1. Cementos normalizados
- Cemento Pórtland Normal, requisitos químicos
- Cemento Pórtland Normal, requisitos físicos
- Densidad sólida y aparente del cemento pórtland
- Fraguado de la pasta de cemento
- Falso fraguado
- Almacenamiento de cementos
- Color de los cementos
1.2. Compuestos básicos del Cemento Pórtland
- Fabricación del cemento
- Proceso de fabricación
- Composición de óxidos del clinker
de cemento Pórtland
- Compuestos básicos de Cemento Pórtland
- Propiedades de los
componentes básicos a hidratarse
- Influencia de los contenidos de silicatos
y de aluminatos
1.3. Otros cementos
1.4. Normas IRAM de Ensayos de Cementos y Componentes
2.
AGREGADOS
2.1. Tipos de agregados naturales, provenientes de la roca
- Densidad de algunos agregados naturales
2.2. Granulometría
- Tamices IRAM
- Tamaño máximo nominal
- Módulo de finura
- Ensayos de laboratorio
2.3. Agregado fino
- Límites granulométricos de agregados
finos normales
- Sustancias perjudiciales
- Influencia de la humedad en la densidad aparente
de la arena
- Humedad aproximada de agregados finos
2.4. Agregado grueso
- Límites granulométricos de los agregados gruesos
normales
- Sustancias perjudiciales
- Densidad aparente de agregados gruesos
2.5.
Curvas límites de agregados totales
2.6. Normas IRAM sobre agregados
3.
AGUA
3.1. Componentes perjudiciales
3.2. Relación agua-cemento (a/c)
3.3.
Requerimientos aproximados de agua en
/m3 de hormigón
fresco para
partículas angulosas
3.4. Máximas razones agua/cemento especificadas por razones de durabilidad
o por otros motivos.
4.
ADICIONES
5.
ADITIVOS
5.1. Incorporadores de aire
5.2. Aceleradores
5.3. Retardadores, plastificantes, fluidificantes
y superfluidificantes
6.
HORMIGON
6.1. Clasificación de los hormigones
6.2. Composición del hormigón
- Estudios previos
- Contenido unitario de cemento
-
Propiedades empíricas
-
Tamaño máximo del agregado grueso
- Preparación del hormigón
- Mezclado
- Temperatura del hormigón
6.3. Propiedades del hormigón fresco
-
Consistencia
-
Asentamiento del tronco cono y métodos
de compactación recomendados
- Resumen de la ejecución del ensayo
con el tronco de cono
- Apreciación de la trabajabilidad
6.4. Propiedades del hormigón endurecido
-
Desarrollo de la resistencia del hormigón
(influencias del curado, temperatura,
edad y tipo de cemento)
-
Otras propiedades del hormigón (relación
de resistencias tracción-compresión,
módulo de elasticidad
- Fluencia lenta y retracción
6.5.
Hormigones de características y propiedades
especiales
- Hormigones de elevada impermeabilidad
-
Hormigones resistentes a bajas temperaturas
- Hormigones resistentes a la agresión química
o físico-química
- Hormigones expuestos a acciones mecánicas y a la abrasión superficial
-
Hormigones expuestos a la acción del calor
(> 70ºC)
- Hormigones para su colado bajo agua
6.6.
Normas IRAM sobre hormigones
7.
DOSIFICACION DEL HORMIGON
7.1. Resistencia media en función del factor agua / cemento
7.2. Base del método de dosificación
7.2.1.
Aplicación del método en obras pequeñas
7.2.2. Aplicación rigurosa del método
7.3.
Ejemplo de aplicación
7.4.
Dosificaciones tipo
8.
PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS
8.1. Producción
8.2. Transporte
8.3. Colocación
8.4. Compactación
8.5. Curado
8.6. Remoción de encofrados
9.
CONTROL DE CALIDAD Y ENSAYOS
9.1. Evaluación de la resistencia a compresión
9.2. Control estadístico de ensayos de resistencia
9.3.
Ensayos de resistencia a compresión del
hormigón
- Moldeo de probetas
- Curado de probetas
- Encabezado de probetas
- Ejecución del ensayo
- Variación de la resistencia con la
esbeltez de la probeta y con su forma
9.4. Recubrimiento y separación libre entre
barras para hormigón armado
9.5. Tolerancias dimensionales
9.6. Normas IRAM de ensayo y Normas
IRAM-IAS para armaduras del hormigón armado
10.
BIBLIOGRAFIA
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DIAGRAMA
DE LA FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND
(Origen:
Boletín del Cemento Pórtland, Publicación
del Instituto del Cemento Pórtland Argentino,
año XV Nº 82, Julio-Agosto 1981)
INTRODUCCIÓN
El
hormigón normal de cemento Pórtland está
constituido por agregado pétreos naturales,
cemento Pórtland y agua. A veces se adicionan
pequeñas cantidades se ciertas sustancias,
aditivos químicos y adiciones pulverulentas,
para conferir al hormigón fresco o endurecido
ciertas propiedades especiales.
En
la concepción moderna del hormigón, éste
está constituido por un sistema de dos
componentes: agregados y pasta de cemento.
La pasta de cemento formada por cemento
y agua, determina el hormigón fresco en
alto grado, la trabajabilidad y la consistencia
y constituye en el hormigón endurecido
la matriz que envuelve a los agregados
y que determina la resistencia y la durabilidad
del hormigón.
En
las hojas que siguen se han resumido los
datos tecnológicos más importantes del
hormigón normal de cemento Pórtland. El
objetivo es una mayor difusión de la información
que es requisito previo para lograr mejores
calidades de hormigón en las obras. El
contenido de las publicación toma en cuentas
las Normas IRAM vigentes sobre los materiales
y el Reglamento CIRSOC 201 "Proyecto,
cálculo y ejecución de estructuras de
hormigón armado y pretensado".
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1.
CEMENTOS
Para
la ejecución de las estructuras de hormigón
se emplearán únicamente cemento de tipo
Pórtland de marcas aprobadas. En casos
especiales podrán emplearse otros tipos
de cemento, si sus características han
sido convenientemente estudiadas por un
laboratorio oficial especializado, si
cumplen los requisitos de calidad establecidos
y si el empleo de dichos cementos ha sido
aprobado por las partes por escrito.
1.1.
Cementos normalizados
Tipos
de cementos Pórtland normalizados en la
Argentina
a)
Cemento Pórtland normal (Norma IRAM
1503)
b)
Cemento Pórtland de alta resistencia
inicial (Norma IRAM 1646)
c)
Cemento Pórtland puzolánico (Norma IRAM
1651)
d)
Cemento Pórtland altamente resistente
a los sulfatos (Norma IRAM 1669)
e)
Cemento Pórtland de bajo calor de hidratación
(Norma IRAM 1670)
f)
Cemento Pórtland resistente a la reacción
álcali-agregado (Norma 1671).
g)
Cemento Pórtland de escorias de alto
horno (Norma IRAM 1636)
Comentario:
No todos los tipos de cemento Pórtland
se mantienen en stock permanentemente,
en particular el tipo g) no es de fabricación
normal.
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Cementos
de distintos tipos o marcas
No
se permite el mezclado de distintos tipos
o marcas de un mismo tipo de cemento.
En un mismo elemento de la estructura
no se permite el empleo de cementos de
distintos tipos o marcas.
CEMENTO
PÓRTLAND NORMAL - REQUISITOS QUÍMICOS (IRAM 1504)
Concepto
|
|
Contenido
máximo (%)
|
Residuo
insoluble
Anhídrido sulfúrico
Oxido de magnesio
Pérdida por calcinación |
1,0
2,5
5,0
3,0 |
CEMENTO
PÓRTLAND NORMAL - REQUISITOS FÍSICOS (IRAM 1503)
Requisitos
|
Unidad
|
mín.
|
máx.
|
Material
retenido sobre tamiz IRAM 75
 m |
% |
--- |
15 |
| Superficie
específica promedio |
cm2/g |
2500 |
|
| individual mín. |
|
2250 |
|
| Ensayo
de expansión en autoclave |
% |
--- |
1 |
| Tiempo
de fraguadoinicialmín. |
45 |
-- |
| final hrs. |
-- |
10 |
| Resistencia
mín. a flexión 7 días MPa (Kg/cm2) |
3,5
(35) |
|
| 28 días MPa (Kg/cm2) |
5,5
(55) |
|
| Resistencia
mín. de compresión7 días MPa (Kg/cm2)
|
17
(179) |
|
| 28 días MPa (Kg/cm2) |
30
(300) |
|
DENSIDAD
SÓLIDA
Y APARENTE DEL CEMENTO PÓRTLAND (KG. DE
MASA)
| |
|
Aparente
(Kg/dm3) |
| Sólido
(Kg/dm3) |
suelto |
|
compactado |
|
|
|
|
| 3,10
a 3,15 |
0,9
a 1,1 |
|
1,2
a 1,4 |
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Fraguado
de la pasta
de cemento Pórtland Normal (Ref. 3)
Las
siguientes figuras muestran el principio
y el fin del fraguado en función de la
temperatura y del factor agua/cemento.
Figura
1. Principio y fin del fraguado en función
de la temperatura
Figura
2. Principio y fin del fraguado a temperatura
constante
en función del factor agua-cemento
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FALSO
FRAGUADO
El
fenómeno puede producirse con elementos
llevados a molido fino y con elevada adición
de yeso siendo más sensible en épocas
de tiempo frío. Por lo general, el falso
fraguado se manifiesta entre uno y cinco
minutos después del comienzo del amado.
Se caracteriza por un brusco aumento de
calor. No debe confundirse con el fraguado
rápido al que acompaña un elevado desprendimiento
de calor y una rigidez irreversible. Este
se produce con cementos de elevado contenido
de aluminato tricálcico (AC3)
e insuficiente contenido de yeso.
ALMACENAMIENTOS DE CEMENTOS
Los
cementos de distinto tipo, marca o partida
deben almacenarse separadamente y por
orden cronológico de llegada. El empleo
debe realizarse en el mismo orden.
El
almacenamiento debe realizarse en depósitos
o silos o bien ventilados, protegidos
contra la intemperie. Particularmente
debe evitarse un estacionamiento mayor
de 60 días.
Figura
3. Influencia del estacionamiento prolongado
(según Ref. 3) del cemento.
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COLOR
DE LOS CEMENTOS
Es
una propiedad no normalizada.
Para
el hormigón a la vista el color debe ser
parejo. El color depende de las materias
primas, del proceso de fabricación y de
la figura del cemento. Los cementos de
mayor superficie específica (molido más
fino) de una misma planta tienen generalmente
un color más claro que los cementos de
mayor superficie específica.
1.2.
Compuestos básicos del cemento Pórtland
FABRICACIÓN DEL CEMENTO PÓRTLAND
Las
materias primas son de roca calcáreas
y arcillosas. Las primeras proveen la
cal (Ca0) y las segundas la sílice (Si02)
y la alúmina (Al203).
Para
producir 1 tonelada de clinker se precisan
más de 1,5 t de materias primas.
PROCESO
DE FABRICACIÓN (ver
diagrama de la página V)
-
explotación de cantera, luego trituración
y acopio
-
dosificación del material crudo
-
homogenización del material crudo vía
húmeda o vía seca
-
cocción de horno rotativo (1 a 2 RPM)
de gran diámetro (orden de 6 m) y longitudes
hasta 180 m, temperatura de salida 1500º;
el material crudo es precalentado a 800º
C aprovechando los gases calientes provenientes
del horno. En la última parte del recorrido
el material entra en un estado de clinkerización.
-
molido del clinker: el clinker se presenta
en forma de piedras porosas granuladas
que son molidas en molinos de bola.
COMPOSICIÓN DE LOS ÓXIDOS DEL CLINKER DEL CEMENTO PÓRTLAND (%)
| Óxido
de calcio (C)+ |
Ca0 |
61
a 67 |
| Dióxido
de silicio (S)+ |
Si02 |
20
a 27 |
| Alúmina
(A) |
Al2
03 |
4
a 7 |
| Óxido
de hierro (F) |
Fe203 |
2
a 4 |
| Anhídrido
sulfúrico |
S03 |
1
a 3 |
| Óxido
de magnesio |
Mg0 |
1
a 5 |
| Alcalis |
K20
y Na20 |
0,25
a 1,5 |
+
Símbolo abreviado
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COMPUESTOS
BÁSICOS
DEL CEMENTO PÓRTLAND (% valores medios)
| Componentes |
Símbolo |
Tipo de cemento (ver 1.1.) |
| (a) |
(b) |
(c) |
(d) |
| Silicato
tricálcico |
Sc3 |
50 |
56 |
30 |
43 |
| Beta-silicato
dicálcico |
Sc2 |
25 |
15 |
46 |
36 |
| Aluminato
tricálcico |
AC3 |
12 |
12 |
5 |
4 |
| Ferro-aluminato
tetracálcio |
FAC4 |
8 |
8 |
13 |
12 |
Las
letras simbolizan los siguientes elementos:
C
= Ca0
S
= Si02
A
= Al203
F
= Fe203
Figura
4. Desarrollo de la resistencia de los
componentes de clinker.
Requisitos
para los elementos según referencia 5
con una:
a)
moderada capacidad de resistencia a
los sulfatos: AC3 
8%
b)
alta capacidad de resistencia a los
sulfatos: AC3 5% y FAC4 + 2AC3 20%
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Propiedades de los componentes básicos
a hidratarse (Ref. 3)
Componentes
(ver 1.3.) |
|
Velocidad
1)
de hidratación |
|
Calor |
|
Cal/gr. |
|
|
|
|
| Sc3
Silicato tricálcico |
grande |
fuerte |
120 |
| Sc2
silicato dicálcico |
pequeña |
regular |
62 |
| AC3
aluminato tricálcico |
casi
instant. |
muy
elevado |
207 |
| FAC4
ferroaluminato tetracálcico
|
muy
grande |
regular |
100 |
1)
El yeso que se agrega en la fabricación
del cemento modifica la velocidad de todos
los componentes
| Componentes |
|
|
|
Resistencias |
| |
|
Mecánicas |
|
Químicas |
| |
|
inicial
|
|
a
largo plazo |
|
(Durabilidad) |
|
|
|
|
| SC3 |
grande |
------- |
aceptable |
| SC2 |
------- |
grande |
buena |
| AC3 |
pequeña |
------- |
escasa
2) |
| FAC4 |
negativa |
negativa |
elevada
3) |
2)
Frente a cloruros y sulfatos produce variación
de volumen y de grietas.
3)
Elevada frente a aguas salinas.
Influencia de los silicatos:
Al reaccionar el SC3 con el
agua, se libera cal, la cual es sensible
a la acción de las aguas ácidas, puras
y carbónicas agresivas. SC3
se hidrata rápidamente desprendiendo gran
cantidad de calor.
SC2
tiene características opuestas al SC3,
su reacción con el agua es lenta, produce
menos calor de hidratación y libera menos
cal.
Los
contenidos sumados de SC3 y
SC2 dan valores prácticamente
constantes.
Influencia
a los aluminatos:
AC3 es el primero en hidratarse
(en las primeras 24 hs.). La incorporación
de yeso evita que el fraguado sea casi
instantáneo. Es muy vulnerable ante la
presencia de los sulfatos que provocan
una acción expansiva en detrimento de
la cohesión de la pasta cementicia.
FAC4
aporta muy poco a la resistencia del cemento
y aparece como consecuencia de la necesidad
de controlar el contenido de AC3.
Tiene características opuestas a aquel.
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1.3.
Otros cementos
| |
Contenido
de Oxidos (%) |
| Tipo |
C=
CaO |
S
= SiO2 |
A
= Al2O3 |
|
|
|
|
| Cemento
Pórtland normal (a) |
65 |
25 |
5 |
| Cemento
de Escorias de Alto Horno |
48 |
36 |
12 |
| Cemento
Aluminoso |
33 |
6 |
63 |
Cemento
puzolánico: compuesto por una mezcla de
cemento de un clinker Pórtland y una puzolana
natural o artificial (25 a 40 %).
Puzolanas
naturales: materiales silicios o siico-aluminosos
de origen volcánico, capaces de reaccionar
con la cal en presencia de agua, formando
silicatos de calcio estables.
Puzolanas
artificiales: escoria de alto horno, cenizas
volantes (producidas por la combustión
de carbón en usinas) y las arcillas activadas.
Cementos
puzolánicos liberan menos cal al hidratarse
y se consigue una real mejora frente a
aguas que pudieran producir el fenómeno
de lixiviación (proceso químico de disolución
y arrastre de un sólido por un líquido)
de la cal libre, pero su resistencia a
los sulfatos puede ser menor que la del
cemento Pórtland normal.
1.4.
Normas
IRAM de ensayos de cementos y componentes
1503
Cemento Pórtland normal
1504
Cemento Pórtland. Análisis químico (residuos
insolubles).
1612
Cemento Pórtland. Método de determinación
de la consistencia normal.
1614
Cemento Pórtland. Método de ensayo acelerado
para pronosticar la resistencia a la compresión.
1616
Cemento Pórtland. Método de determinación
del contenido de escorias granuladas de
alto horno.
1619
Cemento Pórtland. Método de determinación
del tiempo fraguado.
1620
Cemento Pórtland. Método de determinación
de la constancia de volumen mediante el
ensayo de autoclave.
1621
Cemento Pórtland. Método de ensayo de
finura por tamizado húmedo (residuo sobre
tamiz 5 
m - Nº 200).
1622
Cemento Pórtland. Método de determinación
de las resistencias a la compresión y
a la flexión.
1623
Cemento Pórtland. Método de ensayo de
finura por determinación de la superficie
específica por permeametría (método Blaine).
1643
Cementos. Muestreo (toma de muestras).
1668
Puzolanas. Características y muestreo.
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