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• Juliño Ayala

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AGREGADOS 1.

¿Qué significa textura superficial del agregado?

2.

¿Qué significa esfericidad del agregado?

3.

¿Puede una partícula a la vez ser escamosa y alargada?

4.

¿Por qué se determina el índice de alargamiento?

5.

¿Por qué se determina el índice de escamosidad?

6.

¿Cuáles pueden ser las consecuencias de la presencia de impurezas en el agregado?

La textura superficial del agregado significa que depende de la dureza, del tamaño del grano y de las características del poro del material de origen (las rocas duras, densas y de grano fino, generalmente presentan superficies tersas con fracturas), así como del grado en que las fuerzas que actúan sobre la partícula la hayan suavizado o vuelto áspera. La esfericidad del agregado significa como la función de la relación del área de superficie de la partícula a su volumen (superficie específica). La esfericidad se relaciona con la estratificación y la división de la roca original; se relaciona también con el tipo de equipo de trituración, cuando el tamaño de las partículas se ha reducido artificialmente. Si puede ser escamosa y alargada a la vez porque se define en forma similar y se consideran en ambas categorías. Se determina porque es útil para una evaluación general del agregado, no describe adecuadamente la forma de partícula. Se determina porque a su vez es similar al índice de alargamiento. El índice de escamosidad se denomina cuando la masa de partículas escamosas es expresada como porcentaje en la masa de la muestra.

Los agregados naturales pueden ser suficientemente fuertes y resistentes al desgaste y aun así no resultar adecuados para la elaboración de concreto si contienen impurezas orgánicas que interfieren el proceso de hidratación, estas impurezas orgánicas consisten en productos de descomposición de material vegetal, en forma de humus o marga orgánica que suele estar presente en la arena más que en el agregado grueso y que es removible fácilmente con un lavado.

7.

¿Qué se entiende por solidez del agregado?

8.

¿Cuál es la propiedad de los agregados dragados de mar que requieren atención especial?

El agregado no sólo puede limitar la resistencia del concreto, sino que sus propiedades pueden afectar enormemente su durabilidad y desempeño.

Los agregados dragados del mar frecuentemente contienen sal. Las sales principales son el cloruro de sodio y el sulfato de magnesio y la cantidad de sal en los agregados es frecuentemente mayor que 1% de la masa del agua de mezcla. El mayor contenido de sal ocurre en las arenas que se encuentran justo encima del nivel de la marea alta.

El uso de estos agregados junto con el agua de mezcla potable normalmente contribuye con menos sal a la mezcla que el uso de agua del mar (como agua de mezcla) con agregados libres de sal. Los agregados dragados del mar se pueden lavar con agua fresca para reducir el contenido de sal. No hay un límite máximo de contenido de sal de los agregados fino y grueso, pero, sin embargo, los límites de cloruros.

9.

¿Cómo influye la forma de las partículas del agregado en las propiedades del concreto fresco?

Para tratar de establecer lo que es deseable en cuanto a la forma de las partículas de los agregados, es necesario considerar los efectos que la variación de esta característica puede producir en el concreto, básicamente en la trabajabilidad del concreto en estado fresco a través de su influencia en la cantidad de pasta requerida ya es requerida suficiente pasta para recubrir los agregados y proporcionar lubricación para disminuir la interacción entre las partículas del agregado durante el mezclado.

10. ¿Qué significa abultamiento de la arena?

En el caso de la arena, hay otro efecto debido a la presencia de humedad, el aumento del volumen ocasionado por las películas de agua que separan a las partículas de arena. Este incremento, no afecta las proporciones de los materiales por masa, pero en el caso de volumen de almacenamiento sí dará por resultado una masa de arena más pequeña que ocupa el volumen fijo de la caja de medición. El volumen de almacenamiento es una mala práctica y la explicación anterior debe ser una advertencia suficiente.

11. ¿Cómo se determina si el agregado contiene materia orgánica?

Mediante la prueba colorimétrica de la norma ASTM C 40-79. Los ácidos de la muestra se neutralizan con una solución de NaOH al 3%. Las cantidades prescritas del agregado y de la solución se colocan en una botella. La mezcla se agita vigorosamente hasta lograr el contacto íntimo necesario para la reacción química y después se deja reposar durante 24 horas, el contenido orgánico puede observarse por el color de la solución; a mayor contenido orgánico, el color será más oscuro.

12. ¿Cuáles son las consecuencias de la presencia de materia orgánica en el concreto? *Afecta el tiempo de fraguado y el endurecimiento. *Puede causar deterioro.

13. Defina el módulo de finura del agregado.

El módulo de finura del agregado se define como la suma de porcentajes acumulativos retenidos en las mallas de las series estandarizadas, dividido entre 100. Las series estandarizadas consisten en mallas, cada una del doble del tamaño de la precedente: 150, 300, 600 um, 1.18, 2.36, 5.00 mm (ASTM núm. 100, 50, 30, 16, 8, 4), hasta la malla de tamaño más grande.

MF = % Retenido Acumulado /100

14. ¿Qué es el número de angularidad?

El número de angularidad se define como 67 menos el porcentaje de volumen sólido en un recipiente que se llena con agregado de acuerdo con un procedimiento estándar. El número 67 representa el volumen sólido de la grava más redondeada, así que el número de angularidad medirá el porcentaje de exceso de espacios o huecos en la grava redondeada (es decir, 33). Mientras mayor sea el número, más anguloso será el agregado; así el rango para agregados prácticos oscila entre 0 y 11.

15. ¿Qué es una mezcla de espacios gradados?

Una mezcla de espacios gradados es aquella que emplea el agregado de espacios gradados, puede emplearse en cualquier concreto, pero tiene usos particulares: en concreto de agregado pre colocado y concreto de agregado expuesto.

16. ¿Cuáles son las ventajas de una mezcla de espacios gradados?

Evita la segregación, pero solo en mezclas de manejabilidad relativamente bajas, que serán compactadas por vibración; es esencial un buen control y cuidado en el manejo.

17. ¿Cómo se advierten los espacios gradados en una curva de gradación?

En la curva de gradación, los espacios gradados se representan con una línea horizontal sobre el rango de los tamaños emitidos.

18. ¿Cómo se calcula la cantidad de adherencia?

No existe un método para medir la adherencia de un agregado con el cemento, pero la adherencia de un agregado con el asfalto si puede medirse mediante una norma británica que consiste esencialmente en determinar el grado de amarre del asfalto con los agregados que se van a utilizar en el campo. La adherencia del agregado depende de la forma, textura y tamaño de las partículas.

19. Explique la influencia de la gradación del agregado en la densidad (unidad de peso en aire) del concreto.

El volumen relativo del agregado afecta la manejabilidad, un requerimiento de tipo económico es que el agregado ocupe un volumen relativo tan grande como sea posible, puesto que es más barato que la pasta de cemento. Sin embargo, si el volumen máximo del agregado se determina sobre la base de la densidad máxima, es decir, sobre la base de la distribución de tamaños del agregado, para dar un mínimo de vacíos entre partículas, entonces el concreto fresco será probablemente áspero y no manejable.

20. ¿Cuál es el tamaño máximo del agregado fino? El agregado fino o arena, es la parte conformada por partículas de tamaño igual o inferior a 5 mm, es decir que el tamaño máximo del agregado fino es de 5 mm.

21. ¿Qué es un tamaño mayor que el normal? En que el tamaño va a ser más grande que lo usual o normalmente habido

22. ¿Cuáles son los materiales encontrarse en el agregado?

deletéreos

que

pueden

Los materiales deletéreos incluyen partículas que debilitan, reaccionan con el agregado, son partículas perjudiciales para el agregado, algunos ejemplos son: terrones de arcilla esquistos, aceites, carbón, partículas vidriosas, micas y vegetación.

23. ¿Por qué es importante la gradación del agregado para las propiedades del concreto endurecido? Es importante puesto que de manera directa influye en la cantidad de cemento requerido para determinada resistencia, durabilidad después de instalado el concreto.

24. ¿Por qué es importante la gradación del agregado respecto a las propiedades del concreto fresco? Es importante para lograr la movilidad, plasticidad y ausencia de segregación deseadas, todo lo cual se agrupa en el término general trabajabilidad.

25. ¿Cómo se estima la forma de las partículas del agregado? Las gravas y arenas naturales tienen forma de partícula redondeada y suave. Los agregados triturados (gruesos o finos) pueden tener formas planas y alargadas, angulares, cúbicas, de disco o de barra. Estas formas se observa dependiendo del equipo de trituración y de la mineralogía del agregado.

26. ¿Cómo afecta la forma de las partículas del agregado a las propiedades del concreto fresco? Las formas delgadas y alargadas dan lugar a concreto de peor calidad. Disminuyen la trabajabilidad del concreto fresco, obligando a una mayor cantidad de agua y arena, lo que en definitiva se traduce en una disminución de la resistencia.

27. ¿Cómo afecta la forma de las partículas del agregado a las propiedades del concreto endurecido? Mientras más sea el alargamiento y angularidad extremas aumentan la cantidad de cemento requerido para dar resistencia y durabilidad al concreto endurecido.

28. ¿Cuál es la influencia del módulo de finura en las propiedades de las mezclas de concreto? Las arenas cuyo módulo de finura es inferior a 2.3, normalmente se consideran demasiado finas, porque suelen requerir mayores consumos de pasta de cemento, lo cual repercute en los cambios volumétricos y en el costo del concreto. En el extremo opuesto, las arenas con módulo de finura mayor de 3.1 resultan demasiado gruesas y también se les

juzga inadecuadas por que tienden a producir mezclas de concreto ásperas, segregables. En cuanto al agregado grueso al igual que en el caso de la arena, es deseable que el agregado grueso en conjunto posea cierta continuidad de tamaños en su composición granulométrica; aunque vale decirlo los efectos que la gradación de la grava produce sobre la trabajabilidad de las mezclas de concreto, son mucho menores que los producidos por el agregado fino.

29. ¿Qué se entiende por las condiciones saturadas con superficie seca y secado total, en el agregado? Defina la absorción y contenido de humedad. El agregado se puede encontrar en diferentes estados según su contenido de humedad: Saturado y superficie seca (SSS): No existe humedad superficial y los poros se encuentran llenos de agua. Secado total (S): La humedad del agregado es eliminada totalmente mediante secado en estufa a 105 °C hasta peso constante. Los poros permeables se encuentran vacíos. Algunas de sus propiedades físicas del agregado son: Contenido de humedad: Al interior de las partículas de los agregados, el agua puede ingresar ya que éstos resultan tener una determinada porosidad constituida por poros permeables. Desde este punto de vista, solamente interesan los poros interconectados con la superficie, su tamaño y su volumen, no participando los poros impermeables. Además, el agua puede quedar retenida en la superficie de las partículas formando una película adherida a la misma. Absorción: La absorción total es el máximo peso de agua que el agregado puede absorber. Se determina midiendo el incremento en peso de una muestra seca en horno después de sumergirla en agua durante 24 horas. Su valor es la relación del incremento de peso con respecto al peso de la muestra seca, expresada como porcentaje: Atotal=100 * [(Psss - Ps)/Ps]

30. ¿Qué entiende por gradación del agregado? Es la distribución de los tamaños de los agregados en una mezcla de concreto, es importante puesto que de manera directa influye en la cantidad de cemento requerido para determinada resistencia, trabajabilidad de la mezcla (y cantidad de esfuerzo para colocar la mezcla en las formaletas), durabilidad después de instalada y economía general.

31. ¿Cómo afecta la gradación del requerimiento de agua de la mezcla?

agregado

en

el

Conforme aumenta el tamaño máximo del agregado, disminuye la cantidad de pasta de cemento requerida. Debido a que la relación agua / cemento puede ser disminuida, para una trabajabilidad dada y contenido de cemento, es decir dependiendo de la gradación del agregado la cantidad de agua requerida para la mezcla va a variar.

32. Explique la diferencia entre la gravedad específica aparente y la gravedad específica en masa del agregado. La diferencia entre ambas es que la gravedad especifica aparente, es la relación entre el peso en el aire de una unidad de volumen de la parte impermeable del agregado a una temperatura indicada a el peso en el aire de un igual volumen de agua destilada libre de gas a una temperatura dada, mientras la gravedad especifica en masa, es la relación entre la masa (o peso en el aire) de una unidad de volumen de una material a la masa del mismo volumen de agua a una temperatura indicada.

33. ¿Cuáles son algunos de los materiales deletéreos comunes en agregados naturales? Los materiales deletéreos más comunes en agregados naturales son: terrones de arcilla esquistos, carbón, partículas vidriosas, micas y vegetación.

34. ¿Cómo calcularía la resistencia del agregado? La resistencia del agregado se puede calcular mediante pruebas indirectas, la norma BS 812: Parte 3:1975 prescribe la prueba para determinar el valor de trituración del agregado (VTA), que es una guía útil para trabajar con agregados cuyo desempeño se desconoce.

35. Explique el valor de 10% de finura. La norma BS 812: Parte 3:1975 se incluye una prueba de valor de finura de 10%. En esta prueba se emplea el aparato para la prueba estandarizada de trituración, con el fin de determinar la carga que se requiera para producir 10% de finura en partículas de 14.0 a 10.0 mm (1/2 a 3/8 in).

36. Defina la dureza del agregado. La dureza puede definirse como la resistencia del agregado a fallar por impacto.

37. ¿Cómo calcularía la resistencia al desgaste del agregado? La resistencia al desgaste del agregado se calcula mediante la prueba de Los Ángeles que combina los procesos de desgaste y abrasión del agregado y sus resultados muestran una buena correlación con el desgaste real del agregado en el concreto.

38. ¿Cómo mediría la gravedad especifica aparente del agregado? Establezca un valor típico de un agregado natural.

Para calcular la gravedad específica aparente del agregado fino se usa el método señalado en la norma ASTM C 128-84. La masa de la muestra secada en horno es D, la masa del recipiente lleno de agua es C y la masa del recipiente con la muestra y agua es B, entonces la masa de agua que ocupa el mismo volumen que el sólido será D-(B-C). La gravedad específica aparente será: D/ (D-(B-C)), se usa un recipiente conocido como pycnómetro. Para medir la gravedad especifica aparente del agregado grueso, la norma ASTM C 127-84 prescribe el método de la cesta de alambre, debido a las dificultades que presenta el método del pycnómetro y que las diferentes partículas en un agregado pueden tener diferentes valores de densidad de la partícula. La mayoría de agregados naturales tienen una gravedad típica aparente entre 2.6 y 2.7.

39. ¿Qué son la densidad en masa y la relación de vacíos? La densidad en masa es la masa real que llenaría un contenedor de volumen unitario, esta densidad se usa para convertir cantidades por masa a cantidades por volumen. Mientras que la relación de vacíos indica el volumen de mortero que se requiere para llenar los espacios entre las partículas de agregado grueso.

40. ¿Cuál es la prueba medida de flotabilidad? 41. Establezca un valor típico de coeficiente de expansión térmica de agregado común. El coeficiente de expansión térmica de las rocas productoras de agregado más comunes se ubica entre 5 y 13x10-6 por °C (3 y 7x10-6 por °F).

42. ¿Cuáles son los efectos de la arcilla y del material muy fino en las propiedades del concreto? La arcilla puede estar presente en el agregado en forma de capas que interfieran la adherencia entre l agregado y la pasta de cemento. Además, puede haber sedimentos y polvo fino, sea como capas sobre la superficie o como material suelto. Incluso en la segunda forma, el sedimento y el polvo fino no deben estar presentes en cantidades mayores, pues debido a su finura y a su mayor área superficial, incrementan la cantidad de agua necesaria para humedecer todas las partículas en l mezcla.

43. ¿Cómo puede el agregado causar eflorescencia en el concreto? El agregado puede causar eflorescencia en el concreto por la presencia de sal, esta absorberá la humedad del aire y causara desagradables depósitos blancos eflorescentes en la superficie del concreto.

44. ¿Cómo puede el tamaño máximo del agregado afectar la manejabilidad del concreto con un contenido de agua determinado?

A mayor tamaño de la partícula del agregado será menor el área de superficie que se va a humedecer por unidad de masa. Así, al extender la gradación del agregado hasta su tamaño máximo, se disminuirá el requerimiento de agua en la mezcla, y para una manejabilidad específica y riqueza de la mezcla.

45. ¿Cómo afecta la variación en humedad del agregado a la manejabilidad del concreto fresco y la resistencia del concreto endurecido? El agua también puede ser retenida en la superficie de los agregados en forma de una película de humedad. Debido a ello es importante conocer el estado de humedad de los agregados empleados en el concreto. Si el agregado es capaz de absorber agua, disminuirá la relación agua cemento efectiva y por el contrario si tiene agua presente en su superficie aumentará esta relación. En el primer caso, el concreto perderá trabajabilidad y en el segundo caso disminuirá la resistencia.

46. ¿Existe una gradación ideal para el agregado? Discuta esto en relación con la manejabilidad del concreto fresco. No existe una gradación ideal para el agregado a emplear en el concreto, pero si existen límites de gradación para agregados ya sean grueso, medio o fino. Un agregado de gradación tal puede permitir una manejabilidad razonable y una segregación mínima para producir un concreto fuerte y económico.

47. Calcule: a) La gravedad especifica aparente b) La gravedad especifica en masa c) La densidad aparente de la partícula d) La densidad de la partícula en masa de la arena, de acuerdo con los siguientes datos. Masa Masa Masa Masa

de arena (secada al horno) = 480 g de arena (saturada y de superficie seca) = 490 g de picnómetro lleno de agua = 1400 g del picnómetro mas arena y cubierto con agua = 1695 g

a) Gravedad especifica aparente: 480/ (480-(1695-1400))=2.59 b) Gravedad especifica en masa: 490/ (490-(1695-1400))=2.51 c) Densidad aparente de la partícula: 1000(480)/ (480-(16951400))=2590 d) Densidad de la partícula en masa: 1000(490)/ (490-(16951400))=2510

48. Si la masa de un recipiente lleno de agua es de 15 kg (33 lb), la masa del recipiente vacío es de 5 kg (11 lb) y la masa del recipiente con agregado grueso compactado es de 21 kg (46 lb), calcule la densidad en masa y la relación de vacíos del agregado grueso.

49. Calcule la absorción de la arena empleada en la pregunta 48. Si la arena de la reserva tiene un contenido total de agua de 3.5% ¿Cuál es el contenido de humedad

AGUA 1.

¿Qué se entiende por concentración de un ion de sulfato en agua?

Cuando el contenido de iones SO3 no sobrepasa las 1000 ppm, el agua es inofensiva.

2.

¿Cómo se expresa el contenido de sólidos en agua?

3.

Defina el agua que se debe emplear para mezclas de concreto.

El agua muy rara vez contendrá solidos disueltos por sobre 2000 ppm y por lo general menos de 1000 ppm. Para una relación de agua/cemento de 0.5 por masa, el segundo contenido corresponde a una cantidad de solidos igual a 0.05% de la masa de cemento así cualquier efecto de los sólidos comunes seria pequeño.

El agua potable es por lo general segura, pero también la no potable suele ser adecuada para elaborar concreto. Como regla, cualquier agua con un pH (grado de acidez) de 6.0 a 8.0 que no sepa salada o salobre es útil.

4.

¿Puede emplearse el agua usada para lavar mezcladoras de concreto como agua para mezcla?

El agua empleada para lavar mezcladoras es satisfactoria para la mezcla (debido a que los sólidos que contiene son ingredientes adecuados para concreto), a condición de que haya sido adecuada desde el principio. La norma ASTM C 94-83 permite el uso del agua de lavado, pero desde luego, los cementos y aditivos diferentes para mezclas no deben revolverse.

5.

6.

Comente las consecuencias del empleo de agua salobre en diversos tipos de construcciones.

El agua salobre tiende a ocasionar humedad persistente y eflorescencia. Por tanto, esta agua no debe emplearse cuando la apariencia del concreto sea importante o cuando vaya a aplicarse un acabado de yeso. En el caso de concreto reforzado, especialmente en países tropicales se ha observado corrosión en estructuras expuestas al aire húmedo cuando el recubrimiento del refuerzo no es el adecuado o el concreto no es lo bastante denso, de modo que se da una acción corrosiva de las sales residuales en presencia de la humedad.

¿Cuáles son los requerimientos del agua que se emplea para el curado del concreto?

El agua que es adecuada para mezcla también lo es para curado. Sin embargo, el hierro y la materia orgánica pueden ocasionar manchas,

especialmente si el agua fluye lentamente sobre el concreto y se evapora con rapidez.

7.

¿El agua potable es siempre adecuada para mezcla?

8.

¿Por qué nos concierne el contenido de sólidos en agua para mezcla?

El agua potable es siempre adecuada para la mezcla, por lo general segura para cualquier tipo de construcción.

El contenido de sólidos en agua para mezcla nos concierne por que el estudio de esto garantizara una mezcla de calidad.

9.

¿Cuáles son los peligros del uso de agua de mar para mezcla? El agua de mar eflorescencia.

tiende

a

ocasionar

humedad

persistente

y

10. Describa una prueba para determinar la conveniencia de agua para mezcla.

Una forma simple para determinar la conveniencia de emplear cierta agua para mezcla consiste en comparar tanto el tiempo de fraguado del cemento como la resistencia de cubos de mortero hechos empleando esa agua, con los resultados correspondientes empleando agua conocida, adecuada o destilada.

CEMENTO 1.

2.

3.

¿Cómo puede cemento?

reducirse

el

calor

de

hidratación

del

Reduciendo el porcentaje de compuestos que generan elevado calor de hidratación, como el C3A y C3S, y usar cementos con menos finura.

¿Cuáles son los productos principales de la hidratación del CCAA?

La hidratación de CCAA se obtiene por resultado del hidrato de CAH10, y una pequeña porción de C2AH3 y gel de alúmina (Al303 acuoso).

¿Existe una relación entre las propiedades aglutinantes y el calor de hidratación del cemento? La reacción química (calor de hidratación) que generan los componentes aglutinantes como: el yeso, la caliza y la arcilla; al tener contacto con el agua en el momento de hidratación. Sin el procedimiento de hidratación estos componentes no daría la propiedad de aglutinamiento al concreto. El yeso ayuda a regular la reacción exotérmica del cemento en el fraguado.

4.

¿Por qué en una fábrica de cemento se requieren pruebas del cemento?

Es para saber las propiedades físicas y químicas del cemento, su relación con el medio exterior y así mejorar la calidad del cemento

5.

¿Cuáles son las causas de la falta de solidez del cemento?

6.

Describa los efectos importantes propiedades del concreto.

La cal activa, magnesio y sulfato (en exceso) por su forma cristalina dentro del cemento puede causar falta de solidez, por la expansión (cambio de volumen) que originan, este aumento causa la ruptura de la pasta endurecida.

del

C 3A

en

las

No es tan deseable, porque cuando la pasta endurecida es atacada por los sulfatos, la formación de sulfoaluminato de calcio (restringida) puede causar resquebrajamientos. Es benéfico en la elaboración del cemento porque favorece la combinación de cal y sílice.

7.

¿Por qué es importante e contenido de C3A en el cemento?

8.

Describa los efectos C3S en las propiedades del concreto.

9.

¿Cómo influye el yeso en la hidratación del C3A?

Porque favorece la combinación de cal y sílice.

Son los componentes causantes de la resistencia de la pasta hidratada de cemento, es un principal componente aglutinante del cemento (con una hidratación menos rápida). Ayudan en la formación química del concreto y en su hidratación por sus propiedades hidráulicas. El contenido optimo del yeso se determina con base en la generación de calor de hidratación para que se dé una taza conveniente de reacción temprana que asegure pocas cantidades de C3A disponible para reaccionar después de que todo el yeso se haya combinado.

10. Compare las contribuciones de los diferentes componentes del cemento a su calor de hidratación.

11. ¿Cómo se mide la finura del cemento?

Se mide por sedimentación o levigación que se basan en la ley de Stoke y otro muy sofisticado es el turbidimetro de Wagner

12. ¿Qué se entiende por agua de hidratación?

Es el agua que está en la molécula de cualquier compuesto, pero que no forma parte de la fórmula, es decir, no está combinada con la molécula, solo adherida, que mediante esta se producen las reacciones químicas al combinar agua-cemento y forman productos de

hidratación o hidratos que resultan en una masa firme y dura: la pasta endurecida del cemento.

13. ¿Cómo se mide la consistencia de la pasta de cemento?

Se determina con el aparato de vicat, que mide la profundidad de penetración de un pistón de 10mm de diámetro, con la fuerza de su propio peso. Cuando la profundidad de penetración llegue a cierto valor, el contenido de agua requerido dará la consistencia estándar entre 26 y 33 (expresada como porcentaje por masa de cemento seco)

14. ¿Cuál es la diferencia entre fraguado falso y fraguado instantáneo? Fraguado falso: No se desprende calor alguno y el concreto puede re mezclarse sin añadir agua. Fraguado instantáneo: Se caracteriza por la liberación de calor

15. ¿Cuáles son las etapas principales en la fabricación del cemento portland? Proceso de manufactura: Moler las materias primas y convertirlas en un polvo muy fino, mezclarlas perfectamente en proporciones establecidas y quemarla en un horno a 1400 Cº; el material se incrusta y se funde parcialmente hasta convertirse en escorias. Cuando la escoria se enfría, se muele hasta convertirla en un polvo fino y se agrega un poco de yeso, luego se prepara el cemento para la expedición.

16. ¿Cuáles son las etapas principales en la fabricación del cemento con alto contenido de alúmina?

Proceso de manufactura: Moler las materias primas (incluido la alúmina Al2O3 en un 30 y 50 %) y convertirlas en un polvo muy fino, mezclarlas perfectamente en proporciones establecidas y quemarla en un horno a 1400 Cº; el material se incrusta y se funde parcialmente hasta convertirse en escorias. Cuando la escoria se enfría, se muele hasta convertirla en un polvo fino y se agrega un poco de yeso. “Estos cementos con alto contenido de alúmina son oscuros”.

17. ¿Cuáles son las reacciones del la hidratación de los componentes principales en el cemento portland?

Silicato tricálcico + agua gel de tobermorita + hidróxido de calcio. Silicato dicálcico + agua gel de tobermorita + hidróxido de calcio. Los dos silicatos, reaccionan con el agua para formar dos nuevos componentes que conforman el 75% del peso del cemento tipo Portland, en la última ecuación se observa la presencia del yeso en la reacción, compuesto utilizado para regular el fraguado de la mezcla.

18. ¿Cuál es el método para calcular la composición del componente del cemento portland a partir de su composición oxida?

El cálculo de la composición potencial del cemento portland está basado en el trabajo de R. H. Bogue y otros, y se conoce como “composición de bogue”.

19. ¿Cuáles son los componentes principales del cemento portland?

Silicato de tricálcico (C3S), Silicato de biálcico (C2S), Aluminio de tricalcio (C3A), Aluminio ferrato (C4AF).

20. ¿Cuáles son los componentes portland? ¿Cuál es su papel?

menores

del

cemento

Oxido de magnesio (MgO), Dióxido de titanio (TiO2), Oxido mangánico (Mn2O3), Oxido de potasio, Dióxido de sodio. Son llamados componentes menores por su baja cantidad y no por su importancia, a pesar de que estos componentes son agregados en una baja proporción, ayudan en el índice de la resistencia del cemento y en la desintegración del concreto al reaccionar con los agregados (Na2O, K2O-álcalis).

21. ¿Qué significa perdida en encendido?

Muestra la amplitud de la hidratación y la carbonatación de la cal y el magnesio libres debido a la exposición del cemento a la atmosfera. El límite permisible de perdida es de 3% y un 4% en clima tropical puesto que la cal libre hidratada es innocua, en un cemento con alto contenido libre de cal, una perdida mayor en encendido es realmente ventajosa.

22. ¿Cuál es la diferencia entre el fraguado falso, inicial y fraguado final?

Fraguado inicial: Corresponde a un incremento rápido de hidratación Fraguado final: Ocurre cuando llega a la temperatura pico. Fraguado falso: Ocurre a los pocos minutos de mezclarse con el agua (debe diferenciarse de los dos anteriores.

23. ¿Cómo se lleva a cabo las pruebas de resistencia en el cemento?

Se emplea un mortero de cemento-arena, y en algunos casos concreto de proporciones prescritas, hechos con materiales específicos y en condiciones estrictamente controladas.

24. ¿Cuál es la diferencia entre el cemento portland común (tipo I) y el cemento portland de endurecimiento rápido (tipo III)? ¿Cuál de estos cementos emplearía para concreto masivo?

La finura es un factor distintivo entre estos dos cementos, por lo que hay poca diferencia química. El portland (tipo III) no debe ser usado en construcciones masivas de concreto, ni en grandes secciones estructurales debido a su alto índice de desarrollo de calor.

25. Describa la reacciones químicas que tienen lugar durante las primeras 24 horas de hidratación del cemento portland común (tipo I), a temperatura normal.

1) Cuando se mezcla C3S con el agua de amasado comienza un período donde hay una rápida evolución de calor (la reacción es rápida por la gran superficie de en contacto con agua), que cesa después de, aproximadamente, 15 min. 2) Sigue un período de inactividad relativa, denominado período de inducción, en el cual el consumo de agua y la cantidad de hidratos formados son muy pequeños, lo que explica porque el hormigón de cemento Portland queda manejable y trabajable 3) Después de 1-3 horas, es decir, al final del período de inducción, empieza la solidificación o fraguado inicial. El C3S empieza a hidratarse rápidamente otra vez, ya que el Ca (OH)2 empiece a cristalizar. La velocidad de hidratación alcanza un máximo al final del período de aceleración. Este máximo corresponde con el máximo de la evolución de calor. A este tiempo (2-8 horas) el fraguado final ha ocurrido y comienza el endurecimiento inicial. 4) Por la hidratación del C3S, el espesor de la capa C-S-H crece. Por consiguiente, llega un momento en que la velocidad de reacción es igual a la velocidad de difusión. A partir de este momento, mientras el espesor de la capa sigue creciendo y el movimiento a través de la capa C-S-H determina la velocidad de la reacción y la hidratación queda controlada por la velocidad de difusión dentro de la capa. Luego la velocidad de reacción empieza a disminuir hasta que llegue un estado estable (periodo de difusión estacionario) después de 12 a 24 horas.

26. Compare las contribuciones del C3S y del C2S a la resistencia del concreto a los siete días. Los silicatos C3S y C2S son los componentes más importantes y causantes de la resistencia de la pasta hidratada de cemento. El C3S aporta resistencia a corto y mediano plazo, y el C2S a mediano y largo plazo, es decir, se complementan bien para que la adquisición de resistencia se realice en forma sostenida.

27. ¿Qué se entiende por calor total de hidratación del cemento?

Es el calor producido a lo largo de un periodo prolongado que puede disiparse en grado mayor, con un sucesivo aumento menor en la temperatura.

28. ¿En qué consiste la conversión de CCAA?

En la transformación de cristales hexagonales de CAH10 a cristales cúbicos de C2AH6 y gel de alúmina. Esta conversión se provoca por una mayor temperatura y mayor concentración de cal, o un aumento de la alcalinidad.

29. ¿Cuáles son las consecuencias de la conversión del CCAA?

- Implica una pérdida de resistencia como consecuencia a que el hidrato de C2AH6 cúbico convertido tiene mayor densidad que el hidrato de CAH10 hexagonal no convertido.

- Si el volumen total de la masa es constante, la conversión produce un incremento de porosidad en la pasta, lo que ejerce una influencia fundamental en la resistencia del concreto.

30. ¿En qué condiciones recomendaría el empleo del CCAA?

Su uso es recomendado en lugares con concentraciones de sulfato, debido a que es resistente a sus ataques, pero debe evitarse mantener en contacto con Ca (OH)2.

31. Describa las consecuencias de mezclar cemento portland y CCAA.

-Puede ocurrir un fraguado instantáneo si el cemento llega a constituir entre 20 y 80 % de la mezcla; lo cual sirve para detener el ingreso de agua y fluidos similares. -La resistencia de la mezcla a largo plazo es bastante lenta. -Varía el tiempo de fraguado.

32. ¿Recomendaría estructurales?

el

uso

de

CCAA

para

propósitos

Si, dependiendo del tipo de estructura y el lugar donde se efectué su construcción, debido a que muestra un índice muy alto de desarrollo de resistencia pero mantiene un fraguado lento.

33. ¿Por qué se agrega yeso en la fabricación de cemento portland?

Debido a que contienen escorias frías muy duras, usándose el yeso para molerlas; así se evitará que el yeso se encienda. No obstante, el exceso de yeso lleva a la expansión y a la consecuente ruptura de la pasta de cemento; para determinar su contenido se debe basar en el calor de hidratación para observar su tasa de reacción temprana adecuada.

34. ¿Por qué es recomendable el cemento resistente al sulfato (tipo V) en concreto expuesto al ataque de sulfato?

Debido a que tiene un bajo contenido de C3A, de otra manera, la formación de sulfoaluminato de calcio y el concreto pueden ocasionar rotura del concreto debida al incremento de volumen de los componentes resultantes.

35. ¿Por qué no es deseable el C3A en el cemento?

Porque contribuye poco o nada a la resistencia del cemento, excepto en las primeras etapas; y cuando la pasta de cemento endurecida es atacada por sulfatos, la formación de sulfoaluminato de calcio (estringita) puede causar resquebrajamiento.

36. ¿Cómo se especifica el contenido de yeso en el cemento portland?

La cantidad de yeso añadida en la escoria es esencial y dependerá del contenido de C3A y de álcali del cemento. El contenido óptimo de yeso se determina con base en la generación de calor de hidratación para que se dé una tasa de reacción temprana.

37. ¿Qué son los álcalis en el cemento?

Son componentes menores formados por los óxidos de sodio y potasio (Na2O y K2O); estos pueden reaccionar con otros agregados causando la desintegración del concreto, afectan el índice de incremento de la resistencia del concreto.

38. ¿Qué es el residuo insoluble en el cemento?

Es una medida de adulteración del cemento que se eleva considerablemente por las impurezas del yeso, determinado por tratamiento con ácido hidroclorhídrico. La norma BS 12: 1978 limita el residuo insoluble a 1.5% de la masa del cemento.

39. ¿Cuál es el factor de saturación de la cal?

Este tiene un limitante entre 0.66 y 1.02 según la BS 12: 1978, su fórmula es: 1.0 CaO- 0.7 (SO3)2.8 SiO2+ 1.2 Al2O3+ 0.65 Fe2O3 Donde cada término entre paréntesis indica el porcentaje en la masa de cada componente presente en el cemento.

40. ¿Qué cemento emplearía para propósitos refractarios?

Los cementos con alto contenido de alúmina (CCAA) porque tiene una elevada resistencia temprana (a las 24hrs) y propiedades refractarias.

41. ¿Por qué se controla la cantidad de yeso que se agrega a las escorias?

Porque el exceso de yeso llevaría a la expansión y a la consecuente ruptura de la pasta de cemento.

42. ¿Qué se entiende por módulo químico?

Es una serie de valores característicos de cada cemento, que permite conocer cómo se relacionan, porcentualmente, los diversos componentes en el producto final.

43. ¿Qué cemento emplearía para reducir la reacción entre agregados y álcali? El cemento Portland con escoria y el cemento Portland puzolánico.

44. ¿Cuál es el índice de actividad puzolánica?

El índice de actividad puzolánica es la relación de resistencia a la compresión de la mezcla con una sustitución específica de cemento por puzolana con la resistencia de mezcla sin sustitución. Existe un índice de actividad puzolánica en cal (actividad total)

45. ¿Qué es lo que produce la propiedad expansiva de cementos expansivos?

Todos los tipos de cementos expansivos producen hidrato de sulfoaluminio de calcio (entrigita), que provoca la expansión de la pasta.

46. ¿Cuál es la puzolana artificial más común y como se usa en el cemento?

La puzolana artificial más común es la ceniza volátil o ceniza de combustible pulverizada (CCP), que se obtiene por medios electrostáticos o mecánicos a partir de gases de calderas de los

hornos de estaciones que emplean carbón como fuente de energía. Su uso en la mezcla con el cemento Portland común tiene un requerimiento de no exceder el agua en un 95% con relación con el cemento Portland.

47. ¿Cuáles son las ventajas de usar CCP o escorias?

- Tienen partículas esféricas y de la misma finura del cemento con lo que el sílice está listo para reaccionar. - Sirve como un agregado reactivo al álcali.

48. ¿Qué es un cemento mezclado?

Es un cemento que consiste en mezclas juntas de clinker y ceniza muy fina, puzolana natural o calcinada, o bien, escoria dentro de los límites en porcentaje especificados de los componentes. En general estos cementos dan lugar a una resistencia mayor a la reacción álcaliagregado, al ataque por sulfato y al ataque del agua de mar, pero requieren un curado de mayor curación y tienen a ser menos resistentes a los daños por la sal para deshelar y descongelar. Dentro de este tipo se encuentran los cementos de alto horno (tipo IS) y los cementos puzolánicos (tipos IP, P e I (PM)).

49. ¿En qué condiciones no deben emplearse CCP y escoria?

No se debe usar a elevadas temperaturas porque el comportamiento de resistencia es dudoso en estas condiciones.

50. Calcule la composición Bogue de los cementos con las siguientes composiciones de óxido.

SiO2 CaO Fe2O3 Al2O3 SO3 Cal libre o activa

22,4 68,2 0,3 4,6 2,4 3,3

25,0 61,0 3,0 4,0 2,5 1,0

20,7 64,2 5,3 3,9 2,0 1,5

CONCRETO 1.

¿Qué es concreto masivo? El concreto masivo es cualquier volumen de concreto con dimensiones lo suficientemente grandes como para exigir que se adopten medidas para hacer frente a la generación de calor de hidratación del cemento y el consecuente cambio de volumen para reducir al mínimo la figuración. Según el comité ACI-116 define el concreto masivo como cualquier volumen cuantioso de concreto colado en el lugar, con dimensiones lo suficientemente grande, que obliguen a tomar medidas para enfrentar problemas provocados por las altas

temperaturas y el cambio volumétrico a fin de minimizar los agrietamientos.

2.

Explique el manejo de una mesa de flujo. La mesa está diseñada para determinar el flujo de los morteros de cemento hidráulico y pastas de cemento, esta referencia permite hacer el ensayo de forma manual.

3.

¿Para qué mezclas revenimiento?

no

es

adecuada

la

prueba

de

No es adecuada para los concretos demasiados secos y los que son reforzados con fibras, que darían asientos nulos.

4. 5.

¿Para qué mezclas no es adecuada la prueba de Vebe? No es adecuada para mezclas de alta consistencia. ¿Qué se entiende por consistencia de una mezcla? Está definida por el grado de humedecimiento de la mezcla, depende principalmente de la cantidad de agua usada. Una vez elaborada la mezcla de concreto, se debe evaluar la consistencia de la misma, esta evaluación consiste en medir que tan aguada es la mezcla, si ésta consistencia es aceptable para el trabajo por realizar se prosigue, de otra manera se deben hacer correcciones antes de emplear la mezcla en la obra.

6.

¿Cuál es la relación entre cohesividad y segregación? La cohesividad se define como aquella propiedad gracias a la cual es posible controlar la posibilidad de segregación durante la etapa de manejo de la mezcla, al mismo tiempo que contribuye a prevenir la aspereza de la misma, y facilitar su manejo durante el proceso de compactación del concreto. Normalmente se considera que una mezcla de concreto posee el grado apropiado de cohesividad si ella no es demasiado plástica ni demasiada viscosa, es plástica y no segrega fácilmente. La cohesión y manejabilidad de las mezclas de concreto son características que contribuyen a evitar la segregación y facilitar el manejo previo y durante su colocación en las cimbras. Consecuentemente, son aspectos del comportamiento del concreto fresco que adquieren relevancia en obras donde se requiere manipular extraordinariamente el concreto, o donde las condiciones de colocación son difíciles y hacen necesario el uso de bomba o el vaciado por gravedad.

7.

¿A qué se llama segregación de una mezcla de concreto? Es la separación de los materiales que constituyen una mezcla de cemento. Entre los principales factores que producen segregación están la diferencia en tamaños de las partículas y la mala distribución granulométrica de los agregados. Otras causas se refieren a los inadecuados procesos del concreto: Mezclado, trasporte, colocación y compactación.

8.

¿Qué es la exudación del concreto? La exudación del concreto es la propiedad por la cual una parte del agua de mezcla se separa de la masa y sube hacia la superficie del concreto. Es un caso típico de sedimentación en que los sólidos se asientan dentro de la masa plástica. La exudación puede ser controlada con aditivos inclusores de aire, cementos más finos y un control de agregado fino.

9.

¿Qué significa la forma del panal de abejas? Significa que el concreto tiene alto contenido de aire mayor 10%.

10. De ejemplos de mezclas con el mismo revenimiento, pero diferentes manejabilidades.    

Concreto Concreto Concreto Concreto

reforzado en muros masivo armado premezclado

11. ¿Qué implica la exudación en una construcción que se hace en varias capas? A consecuencia de la exudación, la parte superior de cada capa de concreto colocada puede quedar demasiado húmeda y si el agua queda atrapada por el concreto superpuesto, da por resultado una capa porosa débil y no duradera de concreto.

12. ¿Cuáles son los factores que afectan la manejabilidad del concreto?           

Los factores que afectan en la manejabilidad del concreto son los siguientes: Gradación del agregado fino. Gradación del agregado grueso. Forma y textura superficial de los agregados. Cantidades relativas de pasta y agregados. Fluidez de la pasta. Relación de agregado, cemento y finura de cemento. Contenido de aire. Contenido de agua, tipo y de agregado grueso. Porcentaje de arena en el agregado total. Aditivos. Factores externos.

13. ¿Por qué es importante controlar la manejabilidad del concreto en obra? Es importante porque la fluidez de la pasta, debido, a la plasticidad de la mezcla dependerá de las proporciones de cemento y agua en la pasta y si este no es controlado el concreto no tendrá la suficiente manejabilidad para que este se pueda moldear y para que no se produzca segregación o exudación.

14. Explique las ventajas y desventajas de la prueba de Vebe. Su uso resulta más adecuado para hormigones de muy baja fluidez y constituye en dicho rango un buen complemento de la medición del asentamiento del cono. Sin embargo, por la relativa complejidad del equipo necesario para aplicarlo, su uso se ha limitado básicamente en laboratorio.

15. Explique lo factores que afectan la consistencia del concreto. 

  

La relación agua/cemento: la relación a/c afecta la resistencia a la compresión del concreto con o sin aire incluido. La resistencia en ambos casos disminuye con el aumento de a/c. El contenido de cemento: la resistencia disminuye conforme se reduce el contenido de cemento. El tipo de cemento: la rapidez de desarrollo de resistencia varía para los concretos hechos con diferentes tipos de cemento. Las condiciones de curado: debe mantener la humedad en el concreto durante el periodo del curado, para que pueda incrementarse su resistencia con el tiempo.

16. Explique lo factores que afectan la cohesión del concreto. 







Las mezclas de consistencia más fluida tienden a perder revenimiento con mayor rapidez, debido a la evaporación del exceso de agua que contienen. El empleo de agregados porosos en condición seca tiende a reducir pronto la consistencia inicial, por efecto de su alta capacidad para absorber agua de la mezcla. El uso de algunos aditivos reductores de agua y superfluidificantes acelera la pérdida de revenimiento, como consecuencia de reacciones indeseables con algunos cementos. El empleo de cementos portland-puzolana cuyo componente puzolánico es de naturaleza porosa y se muele muy finamente, puede acelerar notablemente la pérdida de revenimiento del concreto recién mezclado al producirse un resecamiento prematuro provocado por la avidez de agua de la puzolana.

17. Explique lo factores que afectan la exudación del concreto. La exudación puede ser producto de una mala dosificación de la mezcla de un exceso de agua en la misma de la utilización de aditivos, y de la temperatura, en la medida en que a mayor temperatura mayor es la velocidad de exudación.

18. Explique se significa de exudación del concreto. Se define como el ascenso de una parte del agua de la mezcla hacia la superficie como consecuencia de la sedimentación de los sólidos. Este fenómeno se presenta momentos después de que el concreto ha sido colocado en el encofrado.

19. ¿Cuáles son los requerimientos de manejabilidad para concreto con refuerzo congestionado? Al momento de establecer las especificaciones del concreto, considere las diferentes especificaciones de diseño y variables de obra, tales como: resistencia especificada, tipo de elemento, volumen y geometría del elemento, tipo de estructura, tipo de refuerzo, espaciamiento de refuerzo, consideraciones de durabilidad (ver prácticas recomendadas por el American Concrete Institute ACI), exposición ambiental, condiciones de vaciado, altura, método de colocación, tiempo de vaciado, hora de vaciado y velocidad de construcción, entre otros.

20. ¿Cuál es la relación entre exudación y asentamiento plástico? Asentamiento plástico y de exudación producen unas fisuras longitudinales cuya trayectoria es la dirección de las armaduras o viguetas de forjado, los estribos de la parte superior de las vigas o lateral de los pilares. Son difíciles de evitar.

21. ¿Por qué el revenimiento no es una medición directa de la manejabilidad? Porque la prueba de revenimiento mide la trabajabilidad del concreto y no de los factores de que lo afectan o como se manejan.

22. ¿Qué es un concreto pobre? El concreto pobre es material muy débil que no tiene la resistencia para cargar un peso de gran magnitud, ejemplo el concreto débil no lo puedes usar en columnas de carga, otro ejemplo de este material es que no se puede utilizar en losas (techos).

23. ¿Qué es una mezcla pobre? Es una material auto compactante de baja resistencia con una consistencia luida, que es utilizado como un material de relleno económico, como alternativa al relleno granular compactado. El relleno luido ni es concreto (hormigón) ni es utilizado para reemplazar el concreto.

24. ¿Por qué es importante que no haya segregación? Es importante que no haya segregación ya que cuando sucede la segregación se separa los agregados finos de los gruesos y esto afecta al concreto.

25. Explique la aplicabilidad de las diferentes pruebas de manejabilidad en concretos de niveles diferentes de manejabilidad. La prueba de revenimiento se hace para asegurar una mezcla de concreto sea trabajable. La muestra medida debe de estar dentro de un rango establecido o tolerancia del revenimiento pretendido.

26. ¿Qué tipo de revenimiento es inadecuado en la prueba de revenimiento? El revenimiento del concreto se fija dependiendo entonces del tipo de elemento a colar y de la trabajabilidad que se requiere. Normalmente se acepta una variación en la medición del revenimiento ya sea en más o en menos, por ejemplo, la norma NMX-C-155 “Concreto hidráulico- Especificaciones”, señala las siguientes tolerancias: ± 1.5 cm si el revenimiento es menor de 5 cm, ± 2.5 cm si el revenimiento se encuentra entre 5 y 10 cm, y ± 3.5 cm si el revenimiento es mayor a 10 cm. El ingeniero debe preocuparse por entender la correlación que tiene la prueba del revenimiento con otras propiedades del concreto.

27. ¿Por qué la manejabilidad se reduce con el tiempo? Por factores externo como el aire los agregados la exudación a través que pasen el tiempo es más difícil controlar esos factores externos.

28. Defina la manejabilidad del concreto. La manejabilidad del concreto es una propiedad del concreto fresco que se refiere a la facilidad con que este puede ser: mezclado, manejado, transportado, colocado, compactado y terminado sin que pierda su homogeneidad (exude o se segregue). Es la facilidad que presenta el concreto fresco para ser mezclado, colocado, compactado y acabado sin segregación y exudación durante estas operaciones.

29. ¿Cómo se mide el factor de compactación? La compactación o consolidación del concreto es la operación por medio del cual se trata de densificar la masa, todavía blanda reduciendo a un mínimo la cantidad de vacíos. Estos vacíos en la masa provienen de varias causas, de las cuales las dos más importantes son el llamado aire atrapado, y las vacuolas producidas por la evaporación de parte del agua de amasado. Después de que el concreto ha sido mezclado, transportado y colado, contienen aire atrapado en forma de vacíos. El objeto de la compactación es eliminar la mayor cantidad posible de este indeseable aire; lo ideal es reducirlo a menos del 1 %, (por supuesto, esto no procede cuando hay inclusión deliberada de aire, pero en este caso, el aire es estable y está distribuido uniformemente).

30. ¿Qué es cedencia? Cedencia es la deformación irrecuperable de la probeta, a partir de la cual sólo se recuperará la parte de su deformación correspondiente a la deformación elástica, quedando una deformación irreversible. Mediante el ensayo de tracción se mide esta deformación característica que no todos los materiales experimentan.

31. Una mezcla de 1:1.8:4.5 por masa tiene una relación de agua/cemento de 0.6. Calcule el contenido de cemento en el concreto si la densidad compactada es de 2400 kg/m3 (150 lb/ft3). El contenido de cemento es de 304kg/m3.