ADICIONES MINERALES; NORMAS Y APLICACIONES

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ADICIONES MINERALES NORMAS Y APLICACIONES

• Dra. Ing. Rosaura Vásquez A.
• CEMENTOS PACASMAYO S.A.A.

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ADICIONES MINERALES

• 1. DEFINICIÓN
• Materiales inorgánicos que son incorporados al
  cemento o al concreto, en diferentes porcentajes,
  con el fin de mejorar sus propiedades.
• 2. VENTAJAS
• Mejores propiedades
• - Mayor durabilidad.
• - Menor calor de hidratación.
• - Mayores resistencias.
• Ahorro de energía no renovable
• Protección del medio ambiente
  - Reducción
  de la emisión de CO2, SO2, NOx. - Uso de
  subproductos industriales.

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ADICIONES MINERALES

• 3. CLASIFICACIÓN
• 3.1 Puzolanas
• Naturales
• - Cenizas volcánicas
• - Tufos o tobas volcánicas (zeolitas)
• - Tierras de diatomeas (diatomitas)
• Artificiales
• - Cenizas volantes
• - Arcillas activadas térmicamente
• - Microsílice (silica fume)
• - Cenizas de cáscara de arroz
• 3.2 Escoria de Alto Horno
• 3.3 Filler

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• 3.1 PUZOLANA
• Material silíceo o sílico-aluminoso, que por si
  mismo puede tener poca o ninguna actividad
  hidráulica pero que, finamente dividido y en
  presencia de agua, reacciona químicamente con el
  hidróxido de calcio para formar compuestos que
  poseen propiedades hidráulicas.

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TIPOS

• Puzolanas Naturales
• Cenizas volcánicas
• Se forman por erupciones de carácter explosivo,
  en pequeñas partículas que son templadas a
  temperatura ambiente, originando la formación del
  estado vítreo.
• Tufos o tobas volcánicas (zeolitas)
• Producto de la acción hidrotermal sobre las
  cenizas volcánicas y de su posterior cementación
  diagenética.
• Tierras de diatomeas (diatomitas)
• Puzolanas de origen orgánico. Depósitos de
  caparazones silíceos de microscópicas algas
  acuáticas unicelulares (diatomeas).

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Puzolanas ArtificialesSub-productos
industriales y materiales tratados térmicamente.

• Cenizas volantes (fly ash)
• Subproducto de centrales termoeléctricas que
  utilizan carbón pulverizado como combustible.
• Polvo fino constituido esencialmente de
  partículas esféricas.
• La Norma ASTM C 618 define dos clases de cenizas
  volantes
• Clase F Producidas por la calcinación de carbón
  antracítico o bituminoso. Cenizas que poseen
  propiedades puzolánicas.
• Clase C Producidas por la calcinación de carbón
  sub-bituminoso o lignito. Esta clase de cenizas,
  además de tener propiedades puzolánicas, también
  tienen propiedades cementicias.

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• Arcillas activadas térmicamente
• Las arcillas naturales no presentan actividad
  puzolánica a menos que su estructura cristalina
  sea destruida mediante un tratamiento térmico a
  temperaturas del orden de 600 a 900 C.
• Microsílice (silica fume)
• Subproducto de la reducción del cuarzo de alta
  pureza con carbón en hornos de arco eléctrico
  para la producción de silicio o aleaciones de
  ferrosilicio. El material que es extremadamente
  fino es colectado por filtración de los gases de
  escape del horno, en filtros de mangas.

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• Cenizas de cáscara de arroz
• Producida por la calcinación controlada de la
  cáscara de arroz.
• Consiste básicamente de
• - Sílice amorfa (gt90 )
• - Estructura celular de gran área superficial
  (50 a 60 m2/g)
• - Posee gran actividad puzolánica.

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PUZOLANAS NORMALIZACIÓN

• 3.1.1 PUZOLANAS ADICIÓN MINERAL DEL CEMENTO.
• 3.1.2 PUZOLANAS ADICIÓN MINERAL DEL CONCRETO.

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• 3.1.1 PUZOLANAS ADICIÓN MINERAL DEL CEMENTO
• A) NORMAS DE REQUISITOS
• NTP 334.0902001 CEMENTOS Cementos Portland
  Adicionados. Requisitos
• ASTM C 595 - 00 Standard Specification for
  Blended Hydraulic Cements

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Tabla 3.- Requisitos de la puzolana para su uso
en cementos Portland Adicionados
PUZOLANA
REQUISITOS
Finura Retenido malla 45 mm (N325),
máx. Índice de actividad puzolánica con cemento
Portland, 28 días, mín. Índice de actividad
puzolánica método de la cal, resistencia a la
compresión a los 7 días, MPa, mín.
20,0 75 5,5
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3.1.1 PUZOLANAS ADICIÓN MINERAL DEL CEMENTO

• B) NORMAS DE MÉTODOS DE ENSAYO
• NTP 334.0451998 CEMENTOS. Método de ensayo para
  determinar la finura por tamizado húmedo
  con tamiz normalizado de 45 mm (N 325).
• NTP 334.0661999 CEMENTOS. Método de ensayo para
  determinar el índice de actividad
  puzolánica utilizando cemento portland.
• NTP 334.0551999 CEMENTOS. Método de ensayo para
  determinar el índice de actividad
  puzolánica por el método de la cal

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ÍNDICE DE ACTIVIDAD PUZOLÁNICA CONCEMENTO
PORTLAND

• Índice de actividad puzolánica con cemento
  Portland A x 100
• B
• A Resistencia a compresión de los cubos del
  mortero de ensayo
• (puzolana y cemento).
• B Resistencia a la compresión de los cubos del
  mortero patrón (cemento).

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ÍNDICE DE ACTIVIDAD PUZOLÁNICA CON CEMENTO
PORTLAND

• PREPARACIÓN DE LOS ESPECÍMENES (3 cubos)
• Materiales Mortero patrón Mortero de
  ensayo
• Cemento, g 250,0 162,5
• Arena, g 687,5 687,5
• Puzolana, g ----- 87,5 x d
  Puz./d Cemento
• Agua, mL X Y
• Fluidez, 100 -115 100 -115
• Curado 1 día a 23 1,7 C y 27 días a 38
  1,7 C.
• Desmoldar los cubos y colocarlos en
  recipientes herméticos de vidrio o metal.

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ÍNDICE DE ACTIVIDAD PUZOLÁNICA POR EL MÉTODO DE
LA CAL

• Resistencia desarrollada por un mortero, cuyas
  cantidades de cal, puzolana y arena gradada están
  prefijados.
• PREPARACIÓN DE LOS ESPECÍMENES (tanda de 3
  cubos)
• Materiales Mortero de ensayo
• Cal 1 parte
• Puzolana 2 x g Cal x d Puzolana/d Cal
• Arena 9 partes
• Agua, mL Z
• Fluidez, 110 5
• Curado 1 día a 23 1,7 C y 6 días a 55 1,7
  C.

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3.1.2 PUZOLANAS ADICIÓN MINERAL DEL CONCRETO

• A) NORMAS DE REQUISITOS
• PNTP 339.XXX CEMENTOS. Adiciones minerales
  del concreto puzolana natural cruda o
  calcinada y ceniza volante. Especificaciones
• ASTM C 618 - 99 Standard Specification for
  Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural
  Pozzolan for Use as Mineral Admixture in
  Concrete

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CLASIFICACIÓN (Norma ASTM C 618)

• Clase N Puzolanas naturales crudas o
  calcinadas, tal como las diatomitas tufos y
  cenizas volcánicas, calcinadas o sin calcinar y
  materiales que requieren de calcinación para
  inducir propiedades satisfactorias.
• Clase F Ceniza volante producida por la
  calcinación de carbón antracítico o bituminoso.
  Cenizas que poseen propiedades puzolánicas.
• Clase C Ceniza volante producida por la
  calcinación de carbón sub-bituminoso o
  lignito. Esta clase de ceniza, además de
  tener propiedades puzolánicas, también
  tiene propiedades cementicias.

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TABLA 1.- Requisitos Químicos

Clase de N
Adición F
Mineral C
Composición Química
Dióxido de silicio óxido de aluminio óxido de
fierro, mín, Trióxido de azufre (SO3), máx.,
Contenido de humedad, máx., Pérdida por
calcinación, máx.,
70,0 4,0 3,0 10,0
70,0 5,0 3,0 6,0A
50,0 5,0 3,0 6,0
A Se puede emplear puzolana de Clase F con
contenidos de hasta 12 de pérdida por
calcinación si cuenta con registros de
performance o resultados de ensayos de
laboratorio aceptables.
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TABLA 2.- Requisitos Químicos Opcionales
SuplementariosA
Clase de Adición Mineral
Composición Química
N F C
Álcalis disponibles, como Na2O equivalente,
máx., B
1,5
1,5
1,5
A El requisito opcional es aplicable solo en caso
sea solicitado específicamente. B Aplicable solo
en caso sea solicitado específicamente para
adiciones minerales a ser empleadas en
concreto que contiene agregado reactivo y cemento
con restricción sobre el contenido de álcalis.
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TABLA 3.- Requisitos Físicos
Clase de Adición Mineral N
F C
Requisitos
Fineza Cantidad retenida en el tamizado vía
húmeda en la malla de 45 mm (N 325), máx.,
A Indice de actividad resistenteB Con cemento
portland, a 7 días, mín., Con cemento
portland, a 28 días, mín., Demanda de agua,
máx., del control EstabilidadD Expansión,
contracción en autoclave, máx, Requisitos de
uniformidad Densidad, máxima variación del
promedio, Porcentaje retenido en 45 mm (N 325),
variación máx., puntos de del promedio
34 34 34
75 75
75 75 75
75
115 105 105
0,8 0,8 0,8
5 5 5 5
5 5
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3.1.2 PUZOLANAS ADICIÓN MINERAL DEL CONCRETO

• B) NORMAS DE MÉTODOS DE ENSAYO
• ASTM C 311 - 98b Standard Test Methods for
  Sampling and Testing Fly Ash or Natural
  Pozzolans for Use as a Mineral Admixture in
  Portland-Cement Concrete
• ÍNDICE DE ACTIVIDAD RESISTENTE CON CEMENTO
  PORTLAND
• Índice de actividad resistente con cemento
  Portland A x 100
• B
• A Resistencia a compresión de los cubos del
  mortero de ensayo
• (puzolana y cemento).
• B Resistencia a la compresión de los cubos
  del mortero patrón (cemento).

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ÍNDICE DE ACTIVIDAD RESISTENTE CON CEMENTO
PORTLAND

• PREPARACIÓN DE LOS ESPECÍMENES (TANDA DE 6
  CUBOS)
• Materiales Mortero patrón Mortero de ensayo
• Cemento, g 500 400
• Arena, g 1375 1375
• Puzolana, g ----- 100
• Agua, mL 242 W
• Fluidez, F F 5
• Curado 1 día a 23 1,7 C. Desmoldar los cubos
  y colocarlos en agua saturada con cal durante 6
  días o 27 días.