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XVI CONGRESO NACIONAL DE
INGENIERA CIVIL
CEMENTO PUZOLANICO EN
CONCRETOS DE ALTO
DESEMPEOCIP - CDA
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I. CEMENTOS PORTLAND
1. CEMENTOS PORTLAND (tradicionales):
Clinker + Yeso
2. CEMENTOS PORTLAND ADICIONADOS:
Clinker + Yeso + ADICIN MINERAL
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1.1 CEMENTOS PORTLAND (tradicionales): TIPOS
TIPO I: De uso general.TIPO II: De uso general, especficamente cuando sedesea moderada resistencia a los sulfatos omoderado calor de hidratacin.
TIPO III: Cuando se requiere alta resistencia inicial.
TIPO IV: Cuando se desea bajo calor de hidratacin.
TIPO V: Para emplearse cuando se desea altaresistencia a los sulfatos.
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2. CEMENTOS PORTLAND ADICIONADOSClinker + Yeso + ADICIN MINERAL
2.1 ADICIONES MINERALES
Materiales inorgnicos que son incorporadosal cemento o al concreto, en diferentesporcentajes, con el fin de mejorar sus propiedades.
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2.1.1 PRINCIPALES ADICIONES
a) Puzolanas
Naturales:- Cenizas volcnicas- Tufos o tobas volcnicas- Tierras de diatomeas
Artificiales:- Cenizas volantes- Cenizas de cscara de arroz- Microslice (silica fume)- Arcillas activadas trmicamente
b) Escoria de Alto Horno
c) Filler
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2.2 CEMENTOS PORTLAND ADICIONADOS:
VENTAJAS
Mejores propiedades:
- Mayor durabilidad.
- Menor calor de hidratacin.- Mayores resistencias.
Ahorro de energa no renovable
Proteccin del medio ambiente:
- Reduccin de la emisin de CO2, SO2, NOx.
- Uso de subproductos industriales.
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2.3 CEMENTOS PORTLAND ADICIONADOS:TIPOS
- Cementos Portland puzolnicos(adicin mineral: puzolana).
- Cementos Portland de escoria(adicin mineral: escoria).
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2.3.1 CEMENTOS PORTLAND PUZOLNICOS
Clinker + Yeso + PUZOLANA
TIPOS
1. Cemento Portland Puzolnico Tipo IP:Producido mediante molienda conjunta de clinkerportland y puzolana (contenido de puzolana:entre el 15% y 40 %).
2. Cemento Portland Puzolnico Modificado Tipo I(PM)
3. Cemento Portland Puzolnico Tipo P
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II. PUZOLANA
Material silceo o slico-aluminoso, que finamente dividido y en
presencia de agua, reacciona qumicamente con el hidrxido de
calcio para formar compuestos que poseen propiedades
hidrulicas.
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REACCIN PUZOLNICA
SILICATOS DE CALCIO
(C3S y C2S)
+
AGUA
SILICATOS DE CALCIO
HIDRATADADOS
HIDROXIDO DE CALCIO
Ca(OH)2
+
PUZOLANA
SILICATOS DE CALCIO
HIDRATADOS
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Resultado de la reaccin puzolnica:
1. Disminucin de hidrxido de calcio.
2. Incremento de silicato de calcio hidratado Reduccin deporosidad capilar (refinamiento de poro) Menorpermeabilidad
Mayor durabilidad,
Mayor resistencia mecnica.
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PLANTA YURA S. A.
Ubicacin: Yura, 26 km Arequipa.
Capacidad inst.: 684,720 t/ao.
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III. PUZOLANA DE YURA Y
CEMENTO YURA TIPO IP
1. Puzolana de Yura
Natural, de origen volcnico (ceniza volcnica).
Composicin mineralgica
Matriz de vidrio volcnico: 91 %
Plagioclasas, ortoclasas y cristobalita: 9 %
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1.1 Puzolana de Yura
COMPOSICIN QUMICA (%)
xido de silicio (SiO2) 70,10
xido de aluminio (Al2O3) 14,23
xido de hierro (Fe2O3) 2,29
xido de calcio (CaO) 2,63
xido de magnesio (MgO) 0,68
Trixido de azufre (SO3) 0,08
xido de sodio (Na2O) 2,84
xido de potasio (K2O) 3,18
Prdida por calcinacin 2,53
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REQUISITOS FSICOSPUZOLANA
YURA
REQUISITONTP 334.090ASTM C 595
Fineza: retenido malla 325,%
ndice de actividad puzolnica:Con cemento portland, a 28 das, %
ndice de actividad puzolnica:Mtodo de la cal, resistencia 7 das, MPa
10,0
91
7,3
Mx. 20,0
Mn. 75
Mn. 5,5
1.2 Puzolana: adicin mineral del cemento
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2. CEMENTO YURA TIPO IP
CLINKER + YESO + PUZOLANA =
65% 5% 30%
Normatividad: NTP 334.090 / ASTM C 595
Cemento Portland Puzolnico Tipo IP (MS) (MH)
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2.1. Resistencia a compresin
0
50
100
150200
250
300
350
400
0 3 7 28
Das
Resistenciaa
compresin
(kg/c
m2)
Requisito Tipo I Requisito Tipo IP Yura IP
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2.1.1 Cemento Yura Tipo IP: Resistencia a compresin
0
50
100
150
200
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390
Das
Resistenciaacom
presin(%)
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Efecto de la substitucin del cemento Portlandpor puzolana, sobre el calor de hidratacin
(Massazza, 1979).
2.2 Calor de hidratacin
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PRESA SANTA CRUZ DE APODI - BRASIL
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2.2.1 Cemento Yura Tipo IP:
De moderado calor de hidratacin
290
259
330
269
0
100
200
300
400
Calorde
hidratacin
(kJ/kg)
7 28
Das
Requisito IP(MH)
Yura IP
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2.3 Resistencia a los sulfatos
1. SO4-2 + Ca(OH)2 + 2H2O CaSO4 .2H2O + 2(OH)-Yeso
2. 3CaSO4 .2H2O + C3A.6H2OC3A.3CaSO4 .32H2OEtringita
Efecto de la puzolana en el cemento:
remocin del Ca(OH)2 por rx. con la puzolana, reduccin de la permeabilidad,
dilucin del contenido de C3A.
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2.3.1 Cemento Yura Tipo IP:
De moderada resistencia a los sulfatos
0
0.010.02 0.02
0.03
0.04 0.04
0
0.025
0.05
0.075
0.1
Expansi
n(%)
0 0.2 0.5 0.9 1.9 6 12
Edad (meses)
Yura IP Requisito IP(MS)
Mx. 0,1 %
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2.4 Reaccin lcali-agregado
SiO2 + 2NaOH Na2SiO3.xH2Ogel expansivo
Efecto de la puzolana en el cemento:
La puzolana fija los lcalis de la pasta de
cemento antes que puedan reaccionar con los
agregados, evitando la fisuracin del concretodebido a la reaccin expansiva lcali-agregado.
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2.5. Cemento Yura Tipo IP:
Inhibe la reaccin lcali-agregado
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0 0.2 0.5 0.9 1.9 6 12
Edad (meses)
Expansin(%)
Requisito Tipo IP Yura IP
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Tabla I.- CEMENTOS PORTLAND: REQUISITOS FSICOS COMPARATIVOS
259269
290*330*
290*----
--------
Calor de hidratacin,7 das, mx, kJ/kg28 das, mx, kJ/kg
0,040,10* (6 meses)--------Resistencia a los sulfatos,% mximo de expansin.
0,010,800,800,80Expansin en autoclave,%, mximo.
120255
45420
45375
45375
Tiempo de fraguado, minutos.Inicial, mn.Final, mx.
211264335380500
130200250
-
100170280*
-
120190
280*-
Resistencia a la compresin3 das, kg/cm2, mn.7 das, kg/cm2, mn.28 das, kg/cm2, mn.60 das, kg/cm2, mn.
365 das, kg/cm2, mn.
Tipo IPYura
Tipo IPASTM C 595NTP 334.090
Tipo IIASTM C 150NTP 334.009
Tipo IASTM C 150NTP 334.009
REQUISITOSFSICOSNORMA ASTMNORMA TCNICA PERUANA
*Requisito opcional.
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PUERTO DE MATARANI
(Obra realizada en 1974 con cemento Yura Tipo IP)
V. APLICACIONES
Concreto
CONCRETO PUZOLNICO EXPUESTO A LA ACCIN DEL AGUA DE MAR:
Resistencia qumica (sulfatos y cloruros).
Menor impermeabilidad y menor difusin inica.
Concreto de alta performance.
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PRESA DE ITAIPU BINACIONAL
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PRESA DE TUCURUI - BRASIL
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PUENTE VIA IMIGRANTES SO PAULO - SANTOS
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PUENTE VIA IMIGRANTES SO PAULO - SANTOS
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32/68
PUENTE VIA IMIGRANTES SO PAULO - SANTOS
PUENTE VIA IMIGRANTES SO PAULO SANTOS
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PUENTE VIA IMIGRANTES SO PAULO - SANTOS
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REPRESA DEL RO TORATA
(Moquegua)
CONCRETO PUZOLNICO MSICO:
Moderado calor hidratacin.
Evita retraccin y fisuracin de origen trmico.
PUENTE SAN ISIDRO
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PUENTE SAN ISIDRO
PRESA PILLONES
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PRESA PILLONES
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CENTRAL TERMOELCTRICA DE ILO(Moquegua)
CONCRETO PUZOLNICO EN CIMENTACIONES:
Moderado calor hidratacin.
Durabilidad qumica.
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CEMENTO PUZOLNICO EN PAVIMENTOS DE CONCRETO COMPACTADO CONRODILLO (CCR)
Beneficios de la puzolana en el CCR
Efecto filler:
Incrementa el contenido de finos (densifica la mezcla) ymejora la trabajabilidad del CCR.
Actividad puzolnica:Incrementa el contenido de silicato de calcio hidratado que
reduce la porosidad e incrementa la resistencia mecnica y ladurabilidad del CCR.
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PAVIMENTOS DE CONCRETO PUZOLNICO COMPACTADO CON RODILLO(CCR):
Mayor trabajabilidad y compacidad. Desarrolla moderado calor de hidratacin. Resistente a los sulfatos Inhibe reaccin lcali agregado. Mayor durabilidad.
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HIDRELECTRICA CORUMB III
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PRESA DEL RIO SO BENTO - BRASIL
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MUELLE PUERTO PATACHE(Iquique, Chile)
DEFENSAS COSTERAS(Arica, Chile)
CONCRETOS PUZOLNICOS DURABLES:
CALIDAD QUE SE EXPORTA
DURABILIDAD
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DURABILIDAD
ATAQUE POR SULFATO
DURABILIDAD
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www.holandaengenharia.com.br
DURABILIDAD
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DURABILIDAD
PRINCIPAIS REACCIONES QUIMICAS DELETRIAS QUE PUEDENSER NEUTRALISADAS CON EL EMPLEO DEL CEMENTO IP ENMEZCLAS DE CONCRETO
OHCaCOOHCaCO 2322 )(
OHFeSOHOXIDACIONSFes 242)(
DURABILIDAD
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DURABILIDAD
FORMAO DE ETRINGITASECUNDRIA
)(32.3.6.2.3
)(.)(
2432324
24242
ETRINGITAOHCaSOACOHACOHCaSO
YESOOHCaSOOHCaSOH
DURABILIDAD
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DURABILIDAD
DURABILIDAD
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DURABILIDAD
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DURABILIDAD
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53/68
DURABILIDAD
DURABILIDAD
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54/68
DURABILIDAD
DURABILIDAD
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55/68
DURABILIDAD
REACTIVIDAD ALCALI -AGREGADO
DURABILIDAD
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DURABILIDAD
REACTIVIDAD ALCALI -
AGREGADO
DURABILIDAD
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DURABILIDAD
GRETAMIENTO DEL CONCRETO POR ACCIN DE RAA ZONA DE COMPUERTA
DURABILIDAD
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DURABILIDAD
RAA CEMENTO ELEVADA RESISTENCIA INICIAL
0 dias 03 dias 07 dias 09 dias 12 dias 16 dias 30 dias
53435Cemento CP V
ARI Rio Branco0,000 0,090 0,133 0,175 0,212 0,271 0,425
53614 nto CP V ARI RS It 0,000 0,010 0,075 0,102 0,145 0,168 0,310
0
Limite 1 0,10
Limite 2 0,20
Cerificado
n
Cimento
empregado
Mdia das variaes dimensionais (%)
Ensayo Reactividade lcalis-Agregado - ASTM C 1260Agregado de roca granitica - Cemento de Elev Resistencia Inicial
Variacin dimensional x Tiempo decorrido
0,000,10
0,200,300,400,500,60
0 510
15
20
25
30
Tiempo decorrido (Dias)
VariacinDimensional
(%)
Deletrio
Potencialmente ReactivoIncuo
DURABILIDAD
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RAA CEMENTO PUZOLNICO TIPO IP
0 dias 03 dias 07 dias 09 dias 12 dias 16 dias 30 dias
53434Puzolnico RS Rio
Branco0,000 0,031 0,047 0,049 0,048 0,052 0,077
53615 Puzolnico Itamb 0,000 0,009 0,020 0,023 0,033 0,037 0,059
53436 Puzolnco Rio Branco 0,000 0,030 0,037 0,038 0,040 0,050 0,071
Limite 1
Limite 2
Cerif icado n Cimento empregadoMdia das variaes dimensionais (%)
Grfico - Ensayo Reactividade lcalis-Agregado - ASTM C 1260Agregado de roca granitica - Cemento Puzolanico
Variacin dimensional x Tiempo decorrido
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0 510
15
20
25
30
Tiempo decorrido (Dias)
VariacinDimensional
(%)
Deletrio
Potencialmente Reactivo
Incuo
DURABILIDAD
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CEMENTO DE ESCORIA DE ALTO HORNO
0 dias 03 dias 07 dias 09 dias 12 dias 16 dias 30 dias
53441Escria de alto
horno RS Holdercim0,000 0,020 0,034 0,037 0,053 0,075 0,120
53539 ria de alto horno Votor 0,000 0,023 0,054 0,068 0,083 0,102 0,151
Cerificadon
Cimento empregado Mdia das variaes dimensionais (%)
Grfico - Ensayo Reactividade lcalis-Agregado - ASTM C 1260Agregado de roca granitica - Cemento Escoria de alto Horno
Variacin dimensional x Tiempo decorrido
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0 510
15
20
25
30
Tiempo decorrido (Dias)
VariacinDimensional
(%)
Deletrio
Potencialmente Reactivo
Incuo
DURABILIDAD
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PROPIEDADES FISICAS DEL CEMENTO PUZOLANICO YURA IP
Contenido de Aire, volumen, % mx. 12 12Expansin de Autoclave, % mx, 0 0,5 0,5Contracin en Autoclave, % mx, 0,2 0,2Resistencia a compresin, mn, kgf/cm:
3 das 208 124 1207 das 258 193 19028 das 333 241 240Tiempo de Fraguado, Vicat, hrs
Inicial, mn. 03:00 00:45 00:45Final, mx. 03:40 07:00 07:00Calor de Hidratacin, Cal/gr
7 das 62 70 7028 das 64 80 80
REQUERIMIENTOS FISICOS
CEMENTO PUZOLANICO
ASTM C 595-02 NTP 334.090
CEMENTO
YURA IP
DURABILIDAD
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PROPIEDADES QUIMICAS
DEL CEMENTO PUZOLANICO
OXIDO DE MAGNESIO, MgO, % 1,86 6,0 Mx. 6,0 Mx.
TRIOXIDO DE AZUFRE, SO3 2,40 4,0 Mx. 4,0 Mx.
PERDIDA POR IGNICION AL FUEGO, % 1,61 5,0 Mx. 5,0 Mx.
REQUERIMIENTOS QUIMICOSCEMENTO PUZOLANICO
ASTM C 595-02 NTP 334.090
CEMENTO
YURA IP
DURABILIDAD
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NDICE DE ACTIVIDAD
PUZOLNICA
MTODO DE LA CAL , MPa 7,3 5,5 Mn.
MTODO DEL CEMENTO, % 89,0 75,0 Mn.
NDICES DE ACTIVIDAD
PUZOLNICA
CEMENTO
PUZOLANICOASTM C 595-02
CEMENTO
YURA IP
DURABILDAD
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COMPONENTES(%)SiO2 + R.I., % 22,40
R.I. 0,23
Al2O3 3,86
Fe2O3 3,53
CaO 66,51
MgO 2,44
SO3 0,49
Na2O 0,14
K2O 0,95
P.F. 0,19
CAL LIBRE 1,36
EQUIVALIENTE ALCALINO (EN Na2O) 0,77
COMPOSICION MINERALOGICA:
C3S 63,22
C2S 16,30
C3A 4,26
C4AF 10,74
CEMENTO YURA - ANALISIS QUIMICO DEL
CLINQUER
DURABILIDAD
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C3A DEL CLINQUER X SO3 DEL CEMENTO IP YURA
COMPONENTES(%)
C3A (DEL CLINQUER) 4,26SO3 2,40C3A/SO3 1,82
CEMENTO YURA IP - CONSIDERACIONES
FAVORABLES A LA RESISTENCIA ASULFATOS
Lmite practico para garantizar una buena resistenciaal ataque de sulfatos: C3A/SO33,00(Prof. ENRIC VASQUEZ, ESPANHA)
DURABILIDAD
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PRESA DE IRAP MINAS GERAIS - BRASIL
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XVI CONGRESO NACIONAL DE
INGENIERIA CIVIL
Francisco Gladston Holanda
[email protected]++ 55 24 33 55 60 47
Av. Coronel Mendes - manejo27521131 RESENDE-RJ - Brasil
CIP - CDA
mailto:[email protected]:[email protected]7/15/2019 59549250 Arequipa Cemento Ip Yura
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