MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS
06/08/2017
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
TECNOLOGÍA DEL CONCRETO
MÓDULO 0
Conceptos Básicos
TIEMPO DE PRESENTACIÓN: No Aplica
Contenido
1. Fabricación del Cemento Portland
3
2. Normatividad y reglamentaciones
6
3. Diagrama de flujo
4. Interpolación lineal
5. Estadística
6. Nomenclatura y definiciones.
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FABRICACIÓN DEL CEMENTO PORTLAND
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1
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Fabricación del
Cemento Portland
1
3
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ALMACÉN
Pre-homogenización de los ingredientes
CANTERA
Explotación de la materia Prima
4
2
MOLINO DE BOLAS
Obtención de la “harina cruda”
MOLINO DE QUIJADAS
Trituración primaria
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1.
4
La materia prima para la fabricación del Cemento Portland puede provenir de
diversas fuentes, sin embargo, los compuestos básicos son cuatro: Cal,
Arcilla, Alúmina y Fierro.
Cal
Silica
Alúmina
Fierro*
Caliza
Arena
Arcilla
Mineral de fierro
Marga
Roca ígnea
Caolín
Fierro calcinado
Desechos alcalinos
Silicato de calcio
Lutita
Polvo de fierro
Concha de ostra
Cuarcita
Escoria
Pirita
Coquina
Arcilla
Ceniza Volante
Oxido de fierro
Creta
Fuller
Escoria de Cobre
Finos de escoria
2.
En la trituración primaria se reduce la materia prima a un tamaño apropiado
para los procesos posteriores.
3.
En este proceso se establecen las proporciones de las materias primas que
son necesarias para producir el clinker, que a su ves pueden definir algunos
tipos de cemento
4.
La materia prima se pulveriza para obtener “harina cruda”, al cual se le
realizan análisis químicos frecuentes para controlar su calidad y uniformidad.
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Fabricación del
Cemento Portland
5
7
5
ENFRIADOR
Se enfría el Clinker
INTERCAMBIADOR DE CICLONES
Se elimina el agua de la “harina cruda”
8
6
ALMACEN
Se almacena el Clinker para molienda
HORNO ROTATORIO
Se obtiene el Clinker
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2
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5.
El calor que emana del horno rotatorio es encausado hacia los pre-calentadores,
donde la harina cruda pierde la humedad casi por completo antes de entrar al
horno rotatorio. Este proceso ayuda a ahorrar energía para la calcinación.
6.
El paso más importante del proceso. Es en donde la harina cruda se transforma
en Clinker gracias a una reacción química que ocurre cuando los materiales se
calcinan a una temperatura de 1450 °C. Durante la calcinación se producen los
siguientes compuestos característicos del cemento portland, llamados “fases del
cemento”:
Nomenclatura Común
Características
C3S
Responsable de las resistencias a primeras edades, hasta los 28 días aproximadamente.
C2S
Responsable de las resistencias a edades avanzadas, a 28 días en adelante.
C3A
Genera mucho mas calor que una cantidad igual de los otros componentes.
Es responsable de la variación del volumen, formación de grietas, ataque de los sulfatos.
C4AF
Genera menos calor que una cantidad igual de los otros componentes.
7.
Se enfría el Clinker para que pueda ser tratado posteriormente.
8.
El Clinker es almacenado para su molienda posterior. Este paso es necesario
para controlar la producción de diferentes tipos de cemento o incluso para
aquellas plantas que solo producen Clinker, ya sea para distribuirlo a plantas
subsidiarias o venderlo a otras cementeras.
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Fabricación del
Cemento Portland
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7
MOLINO DE BOLAS
Obtención del Cemento Portland
11
9
CILOS
Se incorpora el Yeso y las Adiciones
ENSACADO / DESPACHO
Se prepara el Cemento para su venta
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9.
8
Para la obtención de diferentes tipos de cemento, existen tres alternativas: [1]
seleccionar la materia prima adecuada, [2] incorporar adiciones minerales al
Clinker, o [3] una combinación de las dos anteriores. Además de incorporar
adiciones minerales, al Clinker se le dosifica una cantidad de Yeso (sulfato de
calcio), con el objetivo de controlar los tiempos de fraguado.
Mezcla de ingredientes
Clinker + Yeso
Clinker + Yeso + Adiciones
Se obtiene
Cemento Portland
Cemento Portland Compuesto
Adiciones más comunes: Puzolana Natural, Escoria Granulada de Alto Horno, Microsilica, Ceniza
Volante Polvo de Caliza, Ceniza de cascara de arroz, entre otros.
10. Una vez se tienen todos los materiales que incluirá y definirán el tipo de
cemento, se pulverizan para obtener finalmente el Cemento Portland.
11. El cemento es empaquetado o trasvasado a los medios de transporte
adecuados para su distribución y venta.
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NORMATIVIDAD Y REGLAMENTACIONES
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NORMATIVIDAD
• La normatividad esta dada por organismos
ya sean gubernamentales o no y depende
del país donde se fabrique el cemento.
• Su función es establecer los estándares
con los que se debe cumplir para garantizar
la calidad de un material, un producto o un
servicio.
• Organismos como ASTM y ONNCCE
(México) publican las normas para su
cumplimiento, en este caso nuestro interés
es para el ramo de la construcción,
específicamente: cemento, agregados y
concreto.
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Clasificación de las normas ASTM y NMX
ASTM
• Se dividen en:
1.Terminología: Contienen el vocabulario y lenguaje al que se referirán las demás
normas.
2.Práctica Estándar: Procedimientos a seguir como parte de alguna metodología
sin embargo no se obtienen resultados cuantificables.
3.Método de Prueba: Procedimientos a seguir como parte de alguna metodología
obteniéndose resultados cuantificables.
4.Especificación: Contiene los límites mínimos o máximos de alguna propiedad
medible, con los cuales se debe cumplir.
• Las normas ASTM de interés para el curso: Tomo 4 (Construcción), volúmenes 1 y 2
(04.01-Cemento, cal y yeso / 04.02-Concreto y agregados). Ejemplo:
ASTM C 150-07
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Clasificación de las normas ASTM y NMX
NMX (ONNCCE)
• Se dividen en:
1.Normas Oficiales Mexicanas (NOM): son obligatorias ya que
de no cumplirse pueden atentar contra el bienestar o salud del
medio ambiente y seres humanos.
2.Normas Mexicanas (NMX): no son obligatorias.
• Las normas NMX de interés para el curso: Sección construcción,
es decir, categoría C. Ejemplo:
NMX-C-414-ONNCCE-2010
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REGLAMENTACIONES
• Los reglamentos generalmente son para
la construcción de cierto tipo de
estructura o elaboración de cierto tipo de
producto y sirven de guía.
• Pueden ser emitidas por el gobierno o
por cualquier otro tipo de asociaciones u
organizaciones.
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DIAGRAMAS DE FLUJO
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Pasos para crear un diagrama de flujo.
1. Elija un medio en el que trazar su diagrama de flujo (lápiz y
papel, pizarra, software).
2. Defina los pasos de su proceso y enumérelos uno a uno. Si no
está seguro de cuándo un proceso en particular entra en juego,
escríbalo de todas formas. Estas preguntas pueden ayudar:
¿Qué sigue después en el proceso?, ¿Necesita tomarse una
decisión antes de continuar con el proceso?.
3. Es el momento de dibujar su diagrama de flujo. Empiece con la
forma de círculo alargado (inicio).
4. Pase al siguiente paso o pregunta por orden de numeración y
colóquelo en el símbolo correcto. (vea el mapa de figuras)
5. Trace flechas entre cada elemento para delinear mejor el
camino.
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Pasos para crear un diagrama de flujo.
6. Continúe añadiendo cada paso a su diagrama de flujo hasta que
su diagrama de flujo represente completamente el proceso.
Después añada la forma de círculo alargado para demostrar la
finalización
7. Su gráfico está casi finalizado. Pero antes de ponerlo en uso,
asegúrese de que el diagrama de flujo es completo y
exhaustivo. Muévase de paso a paso y descubra si ha
representado correctamente la secuencia de tareas y
decisiones. Si está buscando ineficiencias pregúntese a sí
mismo: ¿Este paso duplica trabajo? ¿Cómo puedo mantener el
trabajo al mínimo?¿Debería haber otro paso
involucrado?¿Están las personas correctas haciendo el trabajo
correcto?
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Pasos para crear un diagrama de flujo.
8. Finalmente, lleve su diagrama de flujo a alguien en quien confíe
y pregúntele si tiene sentido. Esa persona debería tener una
perspectiva externa que pueda añadir una visión valiosa a su
diagrama.
MAPA DE FIGURAS (solo se muestras las más comunes)
Inicio o Fin del
proceso
Proceso
Datos
Documento
Proceso alternativo
Decisión
Preparación
combinar
extraer
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conector
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INTERPOLACIÓN LINEAL
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• Para la interpolación lineal considere los principios matemáticos de Coordenadas y
Triángulos Semejantes. Analice la información con ayuda del siguiente diagrama:
Eje y
Por ser triángulos semejantes, ambas
relaciones se pueden igualar (Eq. 1).
𝑎 𝑏
=
𝐴 𝐵
Conociendo las coordenadas de los
puntos 1 y 2, y conociendo xo, se puede
determinar el valor de yo. (Eq. 2)
𝑦𝑜 = 𝑦1 + 𝑏
Despejando la ecuación 1 y sustituyendo
en la ecuación 2:
𝑦𝑜 = 𝑦1 +
Distancia “B”
𝑎
𝑏
, 𝑐𝑜𝑚𝑜:
𝐴
𝐵
Punto 1
(x1, y1)
Reemplazando las distancias por coordenadas:
Punto 2
(x2, y2)
Punto O (a determinar)
(xo, yo)
Distancia “b”
La distancia A es a la distancia a, como la
distancia B es a la distancia b, es decir:
Distancia
“a”
Distancia
“A”
𝑎
×𝐵
𝐴
Eje x
𝑥𝑜 − 𝑥1
× (𝑦2 − 𝑦1 )
𝑥2 − 𝑥1
𝑦𝑜 = 𝑦1 +
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EJEMPLO: Interpolar el factor adecuado de la tabla para un número de especímenes promedio de 2.5.
No. de especímenes
promedio
Factor (d2)
2.0
1.128
Datos para
interpolar
𝑥𝑜 − 𝑥1
𝑦𝑜 = 𝑦1 +
× (𝑦2 − 𝑦1 )
𝑥2 − 𝑥1
𝑦𝑜 = 1.128 +
2.5 − 2.0
× (1.693 − 1.128)
3.0 − 2.0
𝑦𝑜 = 1.128 +
0.5
× (0.565)
1.0
2.5
??
3.0
1.693
4.0
2.059
Eje y
𝒚𝒐 = 𝟏. 𝟒𝟏𝟎𝟓
Punto O
[ 3, 1.693 ]
[ 2.5, yo ]
b
𝑦𝑜 = 1.128 + 0.2825
Punto 2
B = 1.693 – 1.128 = 0.565
𝑦𝑜 = 1.128 + 0.5 × 0.565
Punto 1
[ 2, 1.128 ]
a = 2.5 – 2.0 = 0.5
A = 3.0 – 2.0 = 1.0
Eje x
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0
