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. MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 2 FABRICACIÓN DEL CEMENTO PORTLAND MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 3 1 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS Fabricación del Cemento Portland 1 3 06/08/2017 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 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 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. MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 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 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 6 2 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 06/08/2017 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. MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS Fabricación del Cemento Portland 10 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 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 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. MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 9 3 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 06/08/2017 NORMATIVIDAD Y REGLAMENTACIONES MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 10 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. MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 11 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 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 12 4 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 06/08/2017 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 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 13 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. MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 14 DIAGRAMAS DE FLUJO MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 15 5 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 06/08/2017 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. MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 16 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? MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 17 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 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS conector 18 6 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 06/08/2017 INTERPOLACIÓN LINEAL MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 19 • 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 + MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 20 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 MÓDULO 0 - CONCEPTOS BÁSICOS 21 7
