Tecnologias del cemento y concreto

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1 TECNOLOGIA DEL CEMENTO Y CONCRETO BRANDO ESTEBAN BENAVIDES NICOL CASTRILLON HEIDY JOHANA PINCHAO MARTIN RENTERIA SONIA ANDREA TREJOS SENA CENTRO DE LA CONSTRUCCION SECCIONAL VALLE TECNOLOGIA EN OBRAS CIVILES SANTIAGO DE CALI 2014

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TECNOLOGIA DEL CEMENTO Y CONCRETO

BRANDO ESTEBAN BENAVIDES

NICOL CASTRILLON

HEIDY JOHANA PINCHAO

MARTIN RENTERIA

SONIA ANDREA TREJOS

SENA CENTRO DE LA CONSTRUCCION SECCIONAL VALLE

TECNOLOGIA EN OBRAS CIVILES

SANTIAGO DE CALI

2014

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TECNOLOGIA DEL CEMENTO Y CONCRETO

BRANDO ESTEBAN BENAVIDES

NICOL CASTRILLON

HEIDY JOHANA PINCHAO

MARTIN RENTERIA

SONIA ANDREA TREJOS

PROYECTO DE INVESTIGACION

Asesores

Wilmer Andrés Silva

Ingeniero Sistemas

Jair Felipe Chávez

Ingeniero

SENA CENTRO DE LA CONSTRUCIONTECNOLOGIA EN OBRAS CIVILES

SANTIAGO DE CALI2014

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DEDICATORIA

Le dedico esta trabajo a todos los que creyeron en mi, a toda la gente que me

apoyo, a mis amigos y familiares y ha esta institución que me ha formado, pero en

especial se lo dedico a mis padres por todo el apoyo que me han brindado, mis

agradecimientos a mis profesores que me instruyeron, a mi madre que fue pilar

fundamental en mi formación y educación como persona, a ella y a mis amigos

que me brindaron su ayuda, su atención y los mas importante su amistad, también

debo agradecer a esta institución por permitir mi formación como profesional,

como persona y como ciudadano

Brandon Estiben Benavides

Le dedico primeramente mi trabajo a mis Padres, a quien le debo toda mi vida, les

agradezco el cariño y su comprensión, a ustedes quienes han sabido formarme

con buenos sentimientos, hábitos y valores, lo cual me ha ayudado a salir adelante

buscando siempre el mejor camino.

A mi profesor, gracias por su tiempo, por su apoyo que me transmitieron en el

desarrollo de mi trabajo, en especial al Profesor Wilmer Andrés Silva, por haber

guiado el desarrollo de este trabajo y llegar a la culminación del mismo.

Heidy Johanna Pinchao

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Quiero dedicar este proyecto de investigación a cada una de las personas que de

forma directa o indirectamente aportaron para que este fuera consolidado y

llevado a feliz término. Donde hubo personas muy importante que me apoyaron

siempre y en todo momento mis padres, mi novio y compañeros que participaron

intensamente en la realización de este logro.

Sonia Andrea Trejos

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AGRADECIMIENTOS

Mi gratitud, principalmente esta dirigida al Dios Todopoderoso por haberme dado

la existencia y permitido llegar hasta este punto de nuestra carrera.

Igualmente el autor del presente estudio agradece muy profundamente a todos los

organismos y personas naturales que hicieron posible la realización del mismo,

entre los que se deben mencionar: ...

- A nuestra casa de estudios por haberme dado la oportunidad de ingresar al

sistema de Educación Superior y cumplir este gran sueño.

- A todas y todos quienes de una u otra forma han colocado un granito de arena

para el logro de este Trabajo de Grado, agradezco de forma sincera su valiosa

colaboración.

Brando Esteban Benavides

Quiero agradecer a mis papás, quienes siempre me han brindado el apoyo frente

a las decisiones que he tomado a lo largo de mi vida, y quienes me animaron a

ingresar al Sena, además de esto, quiero agradecer a los docentes, quienes

cuando necesitaba de su ayuda, me la brindaron incondicionalmente. A todos ellos

Gracias.

Nicole Castillón

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Primero y antes que nada, dar gracias a Dios, por iluminar mi mente y por haber

puesto en mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y compañía

durante este el periodo de estudio.

Agradecer hoy y siempre a mi familia por el esfuerzo realizado. El apoyo en mis

estudios. A mis padres ya que me brindan el apoyo, la alegría y me dan la

fortaleza necesaria para seguir adelante.

Un agradecimiento especial al Profesor Wilmer Andrés Silva, por la colaboración,

paciencia, apoyo, por escucharme y aconsejarme siempre.

Heidy Pinchao

Quiero agradecer a todas las personas que brindaron su conocimiento, consejo y

disposición para realizar este proyecto, donde se encontraron dificultades

obstáculos pero que con la ayuda de Dios y cada uno de los integrantes se pudo

sobre pasar estos inconvenientes y realizar adecuadamente el proyecto

investigativo.

Sonia Andrea Trejos

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TABLA DE CONTENIDO

Páginas

1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................... 7

2. PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA............................................................... 8

3. OBJETIVOS................................................................................................... 9

3.1. OBJETIVO GENERAL ................................................................................ 9

3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS........................................................................ 9

4. JUSTIFICACION DEL PROBLEMA .............................................................. 10

5. MARCO REFERENCIA….............................................................................. 11

6. HIPOTESIS ……………………………………………………………………….

7. PRESUPUESTO…………………………………………………………………….. 23

8. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... . 25

ANEXOS…………………………………………………………………………………

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INTRODUCCION

Trabajo realizado para la Tecnología de Obras Civiles el cual busca dar a conocer

la importancia de la tecnología del cemento y el concreto para dar inicio a una

investigación que permita divulgar estos conocimientos entre los estudiantes de

las carreras afines a Obras Civiles, existen otras investigaciones pero el que se va

a desarrollar permitirá un mayor enfoque documental y la aplicación de esta teoría

guiada por profesionales conocedores del tema. Se procederá a desarrollar ciertos

aspectos: sus componentes, forma de elaboración, propiedades, usos, entre otros,

además conocer su proceso de forma presencial en plantas donde se realiza

estos procesos. También se realizaran entrevistas con personas capacitadas en el

tema las cuales nos permitirán aclarar dudas y brindarnos mayor conocimiento

sobre el tema tanto teórico como practico, se implementara un blog donde podrán

tener información más detallada sobre este tema, participar de forma didáctica por

medio del mismo realizando preguntas y se tendrá un apoyo visual para el

auditorio por medio de diapositivas empleando el programa Prezzi.

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El Sena Centro de la construcción es un establecimiento público de orden

nacional con personaría jurídica, patrimonio propio e independiente adscrito al

ministerio del trabajo de Colombia, apta para capacitar a profesiones a nivel de

áreas tecnológicas para estos suplir necesidades que posee nuestro país.

Debido a la falta de conocimiento de las tecnologías del cemento y concreto es

necesario dar a conocer, divulgar y explicar la importancia de estas para que

tengan una mayor aplicabilidad y desarrollo tanto en lo práctico como en lo teórico

en los estudiantes cuyas carreras sean afines a Obras Civiles.

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3. OBJETIVOS

3.1 Objetivo general

Dar a conocer la importancia de las tecnologías del cemento y concreto y una

focalización más profunda de la implementación de estas.

3.2 Objetivos específicos

o Buscar un modo en el que los aprendices tengan un conocimiento mas a

fondo de estas tecnologías para su ámbito laborar y las apliquen

correctamente.

o Implementar un blog donde los aprendices puedan saber más del tema y

sus aplicaciones.

o Elaborar videos donde se puede ver el desarrollo y uso de estas

tecnologías.

o Crear diapositivas donde se explique paso por paso el manejo concreto

del cemento y concreto desarrollar sus aplicaciones en el espacio de obras

civiles.

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JUSTIFICACIÓN

En el desarrollo de este proyecto investigativo se efectuar con el fin de dar a

conocer a los aprendices el avance tecnológico del cemento y concreto, de igual

manera basadas en diferentes teorías con es: la aplicación el uso manejo las

diferentes clases de tipo que se usan y en qué momento se deben aplicara la

dosificación actual que se debe utilizar normas que se deben aplicar al momento

trabajar con estas tecnologías.

Se realiza este proyecto para de esta forma los aprendices de las carreras de

obras civiles tenga un conocimiento más afondo de estas tecnologías del cemento

y concreto, de esta manera las apliquen y las desarrollen correctamente para en

una caso dado tengan un buen resultado cuando trabajen con estas tecnologías y

ya tenga un conocimiento más a fondo.

En este proyecto se mostrara todas las metodologías que hay para implementar

estas tecnologías necesarias para su uso y aplicación de estas.

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MARCO DE REFERENCIA

El cemento está presente en paredes, pavimentos, asfalto e, incluso, mobiliario

urbano. Es posible levantar un edificio entero sin argamasa, con una cuidadosa

selección de piedras y ladrillos que encajen perfectamente, y el mero efecto de la

gravedad actuando entre ellos puede ser todo lo que haga falta para obtener un

edificio entero en pie durante siglos Un elemento clave en la construcción, Sin

embargo, mantener los elementos de una construcción unidos con una sustancia

moldeable, pero que quede rígida y sea resistente.

El concreto es el material resultante de la mezcla de cemento con agregados y

agua. Cuando el concreto está fresco se le puede dar cualquier forma y una vez

se endurece tiene las características de ser durable en el tiempo y de resistir

esfuerzos mecánicos como la comprensión

Actualmente se usan muchos tipos de cemento, en función a las necesidades de

cada construcción, el cemento que mayor impacto ha provocado en la sociedad

moderna es el llamado cemento portland, basado en una mezcla de caliza y

carbón calcinados a altas temperaturas.

Los cementos son conglomerantes hidráulicos, esto es, productos que mezclados

con agua forman pastas que fraguan y endurecen, dando lugar a productos

hidratados mecánicamente resistentes y estables, tanto en el aire, como bajo

agua.

La clasificación de un cemento puede realizarse en función de:

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• La naturaleza de sus componentes

• Su categoría resistente

• O, en su caso, por sus características especiales

Clasificación de los cementosAtendiendo a la naturaleza de sus componentes, los cementos pueden clasificarse

en varios tipos diferentes, según las Normas de Costa Rica RTCR383:2004 en:

1. cemento portland: (también denominado como cemento tipo 1-RTCR, y que

cumple con las especificaciones físicas de la norma ASTM C150 para el cemento

tipo 1) cemento hidráulico producido al pulverizar Clinker y una o más formas de

sulfato de calcio como adición de molienda.

2. cemento hidráulico modificado con puzolana; cemento tipoMP-RTCR: cemento hidráulico que consiste en una mezcla homogénea de

Clinker, yeso y puzolana (y otros componentes minoritarios), producido por

molienda conjunta o separada cuya proporción de componentes está indicada en

la Tabla N°1.

3. cemento hidráulico modificado con escoria; cemento MS-RTCR: cemento

hidráulico que consiste en una mezcla homogénea de Clinker, yeso y escoria

granulada de alto horno (y otros componentes minoritarios), producido por

molienda conjunta o separada cuya proporción de componentes está indicada en

la Tabla N° 1.

4. cemento hidráulico de uso general; cemento tipo UG-RTCR:

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Cemento hidráulico que consiste en una mezcla homogénea de Clinker, yeso y

otros componentes minerales producida por molienda conjunta o separada, cuya

proporción de componentes está indicada en la Tabla N° 1.

5. modificaciones: Los cementos indicados en esta norma, pueden incluir las

siguientes modificaciones, opcionales, las cuales deberán ser indicadas en su

empaque respectivo:

5.1 A: cemento hidráulico con resistencia al congelamiento (mediante dispersión

de burbujas de aire en el concreto producido).

5.2 AR: cemento hidráulico de alta resistencia inicial.

5.3 AS: cemento hidráulico de alta resistencia a los sulfatos.

5.4 BL: cemento blanco. Aquel cemento que cumpla con un índice de blancura

superior a 85 en el parámetro *L, de acuerdo a la norma UNE 80305:2001

(establecida por las coordenadas CIELAB).

5.5 BH: cemento hidráulico de bajo calor de hidratación (en caso de requerirse

una mayor cantidad de puzolana debe estar adecuadamente indicada, así como

debe existir una especificación aprobada por el cliente).

5.6 BR: cemento hidráulico de baja reactividad a los agregados reactivos a los

álcalis (deben cumplir con los parámetros para baja reactividad a los agregados

reactivos a los álcalis).

5.7 MH: cemento hidráulico de moderado calor dehidratación.

5.8 MS: cemento hidráulico de resistencia moderada a los sulfatos.

6. cemento de albañilería; cemento para mortero: cemento hidráulico, usado

principalmente en albañilería o en preparación de mortero el cual consiste en una

mezcla de cemento hidráulico o tipo Portland y un material que le otorga

plasticidad (como caliza, cal hidráulica o hidratada) junto a otros materiales

introducidos para aumentar una o más propiedades, tales como el tiempo de

fraguado, trabajabilidad, retención de agua y durabilidad. Este cemento debe

cumplir con la norma ASTM C-91 (cemento de albañilería) y ASTM C-1329

(cemento para mortero) en su última versión.

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Tabla 1.

Tabla 1. RequerimientosFísicos Tipo de Cemento

PruebaASTM

Aplicable

MP-RTCR

UG –RTCR

MS –RTCR

TIPOI-

RTCR

TIPOI-

RTCR/AR

MP –RTCR/AR

Superficie específica, m2/kg

(min)

C204 (1) (1) (1) 280 --- (1)

Finura pasante en malla 0.045m/m (▫325) min. %

C430 (1) (1) (1) (1) (1) (1)

Cambio de longitud – Autoclave,Max %

C151 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80

Tiempo de fragua, Prueba Vicat(2) C191

Inicial no menor del min. 45 45 45 45 45 45Inicial no más de min. 420 420 420 375 375 420Contenido de aire en el volumen

del mortero más %(3)

C185 12 12 12 12 12 12

Resistencia a la compresión, min,, Mpa C1091 día --- --- --- --- 12 103 días 13 10 10 12 24 177 días 20 17 17 19 --- ---28 días 25 28

(4)28

(4)28

(4)

Calor de hidratación(5) C186

7 días, max, kl/kg 290 250 250 --- --- ---28 días, max, kl/kg 330 290 290 --- --- ---

Expansión del mortero(6) C227

14 días, max % 0.02 0.02 0.02 --- --- 0.0256 días, max % 0.06 0.06 0.06 --- --- ---Resistencia a los sulfatos C1012

Expansión 180 días Max %(7) --- 0.10 .010 --- --- ---

Componentes principales de los Cementos % en masaClinker + yeso 50-90 50-95 20-

3495-100 95-100 50-90

Caliza --- 6-35 --- --- --- ---

Minerales puzolánicos(8) 6-50 6-35 --- --- --- 6-50

Escoria granulada de alto horno --- 6-35 66-80

--- --- ---

Humo de sílice --- 0-10 --- --- --- ---

Otros(9) 0-5 0-5 0-5 0-5 0-5 0-5

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Tabla 2.

Tipo decemento

Aplicaciones en concretos y morteros

I Concretos de usos generales.I-AR Concretos de alta resistencia inicial

MP-AR Concretos de alta resistencia inicial con moderada resistencia a los sulfatos ymoderado calor de hidratación

MP Concretos y morteros de uso general que no demanden alta resistencia inicialy con resistencia a los sulfatos, agua de mar, y de bajo calor de hidratación.

GU, MS Concretos y morteros de uso general que no demanden alta resistencia inicial,concretos de uso masivo, con requerimientos de alta resistencia a lossulfatos, o al agua de mar y de bajo calor de hidratación.

Albañilería No se recomienda para fabricación de concretos de uso estructural. Serecomienda sólo para fabricación de morteros.

PROCESO DE FABRICACION DEL CEMENTO

La fabricación del cemento es una actividad industrial de procesado de minerales

que se divide en tres etapas básicas:

• Obtención de materias primas

• Molienda y cocción de materias primas

• Molienda de cemento

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Obtención y preparación de materias primas

El proceso de fabricación del cemento comienza con la obtención de las materias

primas

Necesarias para conseguir la composición deseada de óxidos metálicos para la

producción

De Clinker.

El Clinker se compone de los siguientes óxidos (datos en %)

Porcentaje %

Óxido de calcio "cal" ( CaO) 60-69

Óxido de Silicio "sílice" 18-24

Óxido de Aluminio "alúmina" (

Al2O3) 4-8

Óxido de Hierro ( Fe2O3) 1-8

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Molienda y cocción de materias primas

La molienda de materias primas (molienda de crudo) se realiza en equipos

mecánicos rotatorios, en los que la mezcla dosificada de materias primas es

sometida a impactos de cuerpos metálicos o a fuerzas de compresión elevadas.

PROCESOS DE FABRICACIÓN DEL CLÍNKER

1. Vía Seca

2. Vía semi-seca,

3. Vía semi-húmeda

4. Vía húmeda

1. Proceso de vía seca

La materia prima es introducida en el horno en forma seca y pulverulenta.

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El sistema del horno comprende una torre de ciclones para intercambio de calor

en la que

se precalienta el material en contacto con los gases provenientes del horno.

El proceso de descarbonatación de la caliza (calcinación) puede estar casi

completado antes

De la entrada del material en el horno si se instala una cámara de combustión a la

que se

Añade parte del combustible (precalcinador).

2. Proceso de vía húmeda

Este proceso es utilizado normalmente para materias primas de alto contenido en

humedad.

El material de alimentación se prepara mediante molienda conjunta del mismo con

agua, resultando una pasta con contenido de agua de un 30-40 % que es

alimentada en el extremo más elevado del horno de clínker. 3 y 4. Procesos de vía

semi-seca y semi-húmeda.

El material de alimentación se consigue añadiendo o eliminando agua

Respectivamente, al material obtenido en la molienda de crudo.

Se obtienen "pellets" o gránulos con un 15-20 % de humedad que

Son depositados en parrillas móviles a través de las cuales se hacen

Circular gases calientes provenientes del horno. Cuando el material

Alcanza la entrada del horno, el agua se ha evaporado y la cocción ha

Comenzado.

En todos los casos, el material procesado en el horno rotatorio

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Alcanza una temperatura entorno a los 1450º. Es enfriado

bruscamente al abandonar el horno en enfriadores planetarios o de

parrillas obteniéndose de esta forma el clínker.

MOLIENDA DE CEMENTO

El proceso de fabricación de cemento termina con la molienda conjunta de clínker,

yeso y

otros materiales denominados "adiciones".

Los materiales utilizables, que estan normalizados como adiciones, son entre

otros:

• Escorias de horno alto

• Humo de sílice

• Puzolanas naturales

• Cenizas volantes

• Caliza

En función de la composición, la resistencia y otras características adicionales, el

cemento es clasificado en distintos tipos y clases.

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La molienda de cemento se realiza en equipos mecánicos en las que la mezcla de

materiales es Sometida a impactos de cuerpos metálicos o a fuerzas de

compresión elevadas.

Para ello se utilizan los siguientes equipos:

• Prensa de rodillos

• Molinos verticales de rodillos

• Molinos de bolas

• Molinos horizontales de rodillos

Una vez obtenido el cemento se almacena en silos para ser

Ensacado o cargado a granel

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PRESUPUESTO

Tabla 3. PRESUPUESTO DEL PROYECTO

Salas de internet $5.000

Transporte $60.000

Asesoría $50.000

Copias $18.000

Total $133.000

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CRONOGRAMA

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BIBLIOGRAFIA

- Historia del cemento, Lemon, Javier Bilbao, 2010,

http://www.lemona.biz/EL%20CEMENTO1/historia%20del%20CEMENT

O.pdf

- Tecnologías del concreto, Revista Virtual Pro, 14 de Febrero 2014,

http://www.revistavirtualpro.com/revista/index.php?ed=2012-02-

01&pag=23

- Usos y aplicaciones del concreto, Buenas Tareas, Junio 2012,

http://www.buenastareas.com/ensayos/Usos-y-Aplicaciones-Del-

Concreto/4635233.html

- Tipos de cemento, Cemex, 2014,

http://www.cemex.com/ES/ProductosServicios/TiposCemento.aspx

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