Tecnologa del Hormign 1

Dr. Ing. Sergio Carmona Malatesta

Por qu un curso de hormign?Material muy usado en la construccin.6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1990 1993 1996 1999 2002 2005

Regin Metropolitana Total pas

Sus propiedades se alcanzan despus de colocado en la obra.Mezclado: en planta, camiones u obra. Transporte. Colocacin, compactacin y curado. Resistencia. Porosidad.

Se usan materiales heterogeneos:Cemento: altamente controlado. Agua: controlado. Agregados: Cantera Ro: dependen de la estacin del ao.

AglomerantesCompuestos capaces de aglutinar o unir a otros sin reaccionar con ellos. Se distinguen diferentes fasesHormign: pasta + piedras. Asfalto: bitumen + piedras. Madera aglomerada: trozos de madera unidos.

Tipos de AglomerantesDependiendo de cmo adquieren resistencia:Aglomerantes trmicos: Asfalto pavimentos Azufre hormign Aglomerantes polimricos: Urea formaldehido madera aglomerada Resinas epxicas adhesivos Aglomerantes areos e hidrulicos: Cal Yeso Cemento

Cal:Naturaleza:CaO + CO2 Ca CO3 Carbonato de calcio (caliza) CaO(s) + CO2(g) Cal viva Ca (OH)2(s) Cal apagada

Industrialmente:Ca CO3 CaO + H2O

YesoNaturaleza: mineral Selenita

Ca SO4 2 H2O Sulfato de calcio dihidratador

Industrialmente:2[Ca SO4 2 H2O] (Ca SO4)2 H2O + 3H2O

Cemento hidrulico60 70% Ca CO3 (Caliza) 15 25% Si O2 (Slice) 3 8% Al2 O3 (Almina) 0 6% Fe2 O3 (xido de hierro)

Cemento hidrulico

Cemento hidrulico

1400 - 1650

Cemento hidrulico

Componentes del Cemento PortlandClinker: Silicato triclcico: Silicato diclcico: Aluminato triclcico: Ferroaluminato tetraclcico: Yeso: Sulfato de calcio dihidratado: CaSO4 2H2O CH2 3CaO SiO2 2CaO SiO2 3CaO Al2O3 4CaO Al2O3 Fe2O3 C 3S C 2S C 3A C4AF

Hidratacin del cemento 1 hr.

2 hrs.

4 hrs.

9 hrs.

1 mes

Hidratacin del Cemento PortlandCemento + agua C3S C2S +H C3A C4AF CH2

C-S-H CH Sulfoaluminatos

Reacciones de hidratacin2 C3S + 7 H 2 C2S + 5 HReaccin de C3A sin yeso

C3S2H4 + 3CH C3S2H4 + CH C4AH13 + C2AH8 2 C3AH6 + 9 H C6A3H32(Etringita)

2 C3A + 21 H C4AH13 + C2AH8Reaccin de C3A con yeso

C3A + 3 CH2 + 26 H C6A3 + 2 C3A + 4 H

3 C4AH12 (mono sulfo..)

Efectos del yesoCH2 / C3A 3.0 1.0 3.0 1.0 < 1.0 0 Producto estable Etringita Etringita + Monosulfoaluminato Monosulfoaluminato Solucin slida de C4AH12 + C4AH13 C3AH6

w/c=0.5CH

Poro C-S-H

Hidratacin de los granos (m)3 das C3A C4AF C3S C2S 10.4 7.7 3.5 0.6 7 das 10.7 8.0 4.7 0.9 28 das 11.2 8.4 7.9 1.0 6 meses 15 13.2 15.0 2.7

Granos de 30 55 m

Calor hidratacinC 3S H = -113 kJ/mol C 2S H = -43 kJ/mol C3 AH = -340 kJ/mol

C4AF H = -203 kJ/mol

Calor liberado (Mindess, 1983)

-H (3 das) = 240 C3S + 50 C2S + 880 C3A + 290 C4AF -H (1 ao) = 490 C3S + 225 C2S + 1160 C3A + 375 C4AF Cantidades en proporcin en peso. H en kJ/kg

Cementos Portland ASTM C-150Tipo I II III IV V Nombre Ordinario (*) Fraguado rpido Fraguado lento Resistente a sulfatos C3S 50 45 60 25 40 C2S 25 30 15 50 40 C3A 12 7 10 5 5 C4AF 8 12 8 12 10 CH2 5 5 5 4 4 Calor 7 das 330 250 500 210 250

(*) Moderada resistencia a sulfatos y bajo calor con ganancia normal de resistencia

C-S-HSilicato clcico hidratado 50 60 % vol. Slido pasta Estructura amorfa Tamao 0,0001 mm Responsable resistencia

CHHidrxido de calcio 20 25 % vol. Slido pasta Estructura cristalina Tamao 0,01 0,1 mm Bajo aporte de resistencia Soluble en agua pH = 12,5

SulfoaluminatosEtringita Cristales aciculares Tamao 0,001 0,010 mm Monosulfoaluminato hidratado Placas exagonales Tamao 0.001 mm 15 20 % vol. Slido pasta Problemas de durabilidad en contacto con sulfatos y aluminio

Hidratacin de granos de cemento

HV = 8 m / ao Granos d > 16 m Tarda ms de 1 ao

d = 5 a 60 m

Distribucin del agua

Sistema porosoGrandesTamao mayor a 50.000 Aire atrapado, exceso de agua Reducen resistencia

CapilaresMacroTamao > 500 Agua sobrante red continua Permeabilidad

MesoTamao 26 500 C-S-H agua sobrante Efectos capilares

MicroTamao < 26 C-S-H Retraccin por secado