3. CEMENTO
- Cemento Pórtland
Según la Norma Técnica Peruana NTP 334.009, el cemento
Pórtland es un cemento hidráulico producido mediante la
pulverización del Clìnker compuesto esencialmente por
silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente
una o más de las formas sulfato de calcio como adición
durante la molienda
Cemento Pórtland = Clinker Pórtland + Yeso
4. CEMENTO
- Cemento Pórtland Puzolànico:
Es aquel cemento que contiene puzolana se
obtiene por la pulverización conjunta de una
mezcla de clìnker Pórtland y puzolana con
adición de Sulfato de calcio.
. El contenido de puzolana debe estar
comprendido entre 15 y 40% en peso total.
5. CEMENTO
- Materias primas del cemento Pórtland
a. Materiales calcáreos: Deben tener un adecuado contenido de
carbonato de calcio (Co3Ca) que será entre 60% a 80%, y no deberá
tener mas de 1.5% de magnesia. Aquí tenemos a las margas, cretas y
calizas en general estos materiales suministran el óxido de calcio o cal.
b. Materiales arcillosos: Deben contener sílice en cantidad entre 60% y
70%. Estos materiales proveen el dióxido de silicio o sílice y también el
óxido de aluminio o alúmina, aquí tenemos a las pizarras, esquistos y
arcillas en general.
c. Minerales de fierro: Suministran el óxido férrico en pequeñas
cantidades. En algunos casos éstos vienen con la arcilla.
d. Yeso: Aporta el sulfato de calcio.
7. FABRICACION DEL CEMENTO
1.- Extracción de la materia prima:
2.- Reducción de la Caliza y su homogenización
3.- Molienda
4.- Obtención Clinker - Horneado
5.- Obtención del Cemento
6.- Envase y Despacho del cemento
9. CEMENTO
Compuestos Químicos
Durante la calcinación en la fabricación del
clinker de cemento Pórtland los óxidos se
combinan con los componentes ácidos de la
materia prima entre si dando lugar a cuatro
importantes compuestos.
10. Designación Fórmula Abreviatura Porcentaje
Silicato tricálcico 3CaO.SiO2 C3S 30% a 50%
Silicato dicálcico 2CaO.SiO2 C2S 15% a 30%
Aluminato tricálcico 3CaO.Al2O3 C3A 4% a 12%
Ferro aluminato
tetracálcico
4CaO.Al2O3.Fe2O3
C4AF 8% a 13%
Cal libre CaO
Magnesia libre
(Periclasa)
MgO
11. CEMENTO
Propiedades de los compuestos principales
a. Silicato Tricálcico (C3S), conocido también
como alita.
• Se hidrata y endurece rápidamente
• Es el más importante de los compuestos del cemento
• Determina la rapidez o velocidad de fraguado
• Determina la resistencia inicial del cemento
• Libera gran cantidad de calor de hidratación es
equivalente a 120 cal/gr. Este compuesto tiene mucha
importancia en el calor de hidratación de los cementos
• Contribuye una buena estabilidad de volumen
• Contribuye a la resistencia al intemperismo
12. CEMENTO
b. Silicato Dicálcico (C2S), conocido también
como belita.
• Contribuye con las resistencias a edades mayores a una
semana
• Por su porcentaje en el clinker es el segundo en
importancia
• Se hidrata y endurece con lentitud
• Alcanza elevada resistencia a la compresión a largo
plazo (después de prolongado endurecimiento)
• El valor de hidratación es equivalente a 63 cal/gr
• Contribuye a la resistencia al intemperismo junto al C3S
• Su contribución a la estabilidad de volumen es regular
13. CEMENTO
c. Aluminato Tricálcico (C3A)
• Es el primero en hidratarse, o sea fragua con mucha
rapidez (hidratación violenta)
• Libera gran cantidad de calor durante los primeros días
de la hidratación
• Incide levemente en la resistencia mecánica
• Tiene baja resistencia al intemperismo (acción del hielo y
deshielo)
• Tiene mala estabilidad de volumen
• Escasa resistencia a la acción del ataque de los sulfatos y
ataques químicos
• Calor de hidratación equivalente a 207
14. CEMENTO
d. Ferro Alumínato Tetra calcico (C4AF)
• Reduce la temperatura de formación del clinker
• Rápida velocidad de hidratación
• El calor de hidratación es equivalente a 100 cal/gr (moderado)
• En la resistencia mecánica no esta definida su influencia
• La estabilidad de volumen es mala
• Influye en el color final del cemento
15. CEMENTO
COMPUESTOS SECUNDARIOS.-
Los componentes principales del clinker
están presentes en este entre 90% y 95% del
total. El resto corresponde a los compuestos
secundarios
- oxido de cal libre
- óxido de Magnesia
- óxido de sodio y potasio
- cantidades pequeñas de otros óxidos
16. CEMENTO
COMPUESTOS SECUNDARIOS.-
- oxido de cal libre.- Es un componente accidental
que puede deberse a:
- Una combinación imperfecta de la cal con otros
materiales (inadecuada cocción del clinker)
- Defectos de dosificación, homogenización del
crudo
- Deficiencia de enfriamiento del clinker
17. CEMENTO
COMPUESTOS SECUNDARIOS.-
- oxido de cal libre.-
INCOVENIENTES
La cal libre en presencia de agua o de
sustancias ácidas forma sales de calcio las
cuales dan origen a expansiones ,
agrietamientos y desmoronamientos del
concreto, investigadores alemanes sitúan
dentro del grupo de cal libre al hidróxido de
calcio
18. CEMENTO
COMPUESTOS SECUNDARIOS.-
- oxido de cal libre.-
CONTROL
El contenido de cal libre debe ser inferior al
2%. A partir de valores superiores de 2.5%
puede obtenerse ensayos en Autoclave
con una expansión superior a 1% . La Norma
menciona que una pasta de cemento no
debe tener una expansión mayor a 0.8%
cuando es ensayada en el Autoclave
19. CEMENTO
COMPUESTOS SECUNDARIOS.-
- oxido de Magnesio.-
Origen
Frecuentemente acompaña al óxido de
calcio, puede provenir tanto de las materias
primas calizas como de las arcillosas. Es un
factor determinante de la calidad del
cemento , cuando la cantidad de MgO es
superior al 5% en el clinker, el cemento
puede ser expansivo
20. CEMENTO
COMPUESTOS SECUNDARIOS.-
- oxido de Magnesio.-
Limitaciones de la Norma
La Norma ASTM C 150 para cementos
portland ha fijado en 5% el contenido
máximo de óxido de magnesio en los
cementos tipo I,II,III y IV y en 4% en el
cemento tipo V
21. CEMENTO
COMPUESTOS SECUNDARIOS.-
- Öxido de Sodio y Potasio.-
Concepto
Conocidos también como álcalis, son
acompañantes inevitables de la materia
prima del cemento.
22. CEMENTO
COMPUESTOS SECUNDARIOS.-
- Öxido de Sodio y Potasio.-
Inconvenientes
En pequeñas cantidades se considera
inocuo, cuando sobrepasan determinados
porcentajes pueden ser nocivos porque
reaccionan con determinados compuestos
presentes en algunos agregados (formas de
sílice, tridimita, cristobalita,heulandita, ópalo, calcedonia) .
Esta reacción da origen a expansión con
destrucción del concreto.
23. CEMENTO
COMPUESTOS SECUNDARIOS.-
- Óxido de Sodio y Potasio.-
Límites permisibles
La Norma ASTM C 150 indica que el
cemento portland normal no deberá
contener más del 0.6 % de álcalis en
peso del cemento
24. CEMENTO
COMPUESTOS SECUNDARIOS.-
OTROS COMPUESTOS SECUNDARIOS
Oxido Ferroso
Bióxido de titanio
Anhídrido Fosfórico
Azufre Libre
Óxido Mangánico
Oxido de Estroncio
25. CEMENTO
Propiedades del cemento
a. Finura o Fineza
Grado de molienda del polvo, se
expresa por la superficie específica,
en m²/kg.
Importancia: A mayor finura, crece la
resistencia, pero aumenta el calor de
hidratación y cambios de volumen.
A mayor finura del cemento mayor
rapidez de hidratación del cemento y
mayor desarrollo de resistencia.
Ensayos para determinarlo:
• Permeabilimetro de Blaine
• Turbidimetro de Wagner
Permeabilimetro de
Blaine
26. CEMENTO
b. Peso Especifico
Referido al peso del cemento por unidad de volumen, se
expresa en gr/cm³. En el laboratorio
se determina por medio de:
• Ensayo del Frasco de Le Chatelier (NTP 334.005
Importancia: Se usa para los cálculos en el diseño de
mezclas
Los pesos específicos de los cementos Pórtland son de
aproximadamente 3.15
27. CEMENTO
c. Tiempo de Fraguado
Es el tiempo entre el mezclado (agua con
cemento) y la solidificación de la pasta. Se
expresa en minutos. Se presenta como: El
tiempo de Fraguado Inicial y El tiempo de
Fraguado Final.
En el laboratorio existen 2 métodos para
calcularlo
• Agujas de Vicat : NTP 334.006 (97)
• Agujas de Gillmore : NTP 334.056 (97)
Importancia: Fija la puesta correcta en obra y
endurecimiento de los concretos y morteros.
Aguja de Vicat
28. CEMENTO
d. Resistencia a la Compresión
Mide la capacidad mecánica del cemento a
soportar una fuerza externa de compresión .
Es una de las más importantes propiedades, se
expresa en kg/cm².
En el laboratorio se determina mediante:
• Ensayo de compresión en probetas cúbicas
de 5 cm de lado (con mortero cemento-arena
normalizada): NTP 334. 051 (98)
Se prueba a diferentes edades : 1,3,7, 28 días.
Importancia: Propiedad que decide la calidad
de los cementos
29. CANTIDAD APROXIMADA DE CALOR GENERADA
EN LOS PRIMEROS SIETE DIAS.
e. Calor de Hidratación
30. CALOR DE HIDRATACION DE LOS
COMPUESTOS
Es el calor que se genera por la reacción ( agua +
cemento ) exotérmica de la hidratación del cemento, se
expresa en cal/gr.y depende principalmente del C3A y el
C3S . En el laboratorio se determina mediante:
• Ensayo del Calorímetro de Langavant o el de la Botella
Aislante. Se emplea morteros estándar: NTP 334.064
COMPUESTOS ( CAL/GR)
C2 S 62
C3 S 120
C3 A 207
C4 AF 100
31. CEMENTO
f. Estabilidad de Volumen
Representa la verificación de los cambios volumétricos
por presencia de agentes expansivos,
Se expresa en %. En el laboratorio se determina
mediante:
• Ensayo en Autoclave : NTP 334.004 (99)
32. CEMENTO
G. Contenido de aire
Mide la cantidad de aire atrapado o retenido
en la mezcla (mortero), se expresa en % del
volumen total. En el laboratorio se determina
mediante:
• Pesos y volúmenes absolutos de mortero C-A
en molde cilíndrico estándar: NTP 334.048
Importancia: Concretos con aire atrapado
disminuye la resistencia (5% por cada 1 %)
33. CEMENTO
Tipos de cementos
a. Cementos Pórtland sin adición
- Tipo I: Para usos que no requieran propiedades
especiales de cualquier otro tipo
- Tipo II: Para uso general y específicamente cuando se
desea moderada resistencia a los sulfatos o moderado
calor de hidratación
- Tipo III: Para utilizarse cuando se requiere altas
resistencias iniciales
- Tipo IV: Para emplearse cuando se desea bajo calor de
hidratación
- Tipo V: Para emplearse cuando se desea alta resistencia
a los sulfates.
34. CEMENTO
b.Cementos Pórtland Adicionados
- Cementos Pórtland Puzolánicos (NTP 334.044 )
-Cemento Pórtland Puzolánico Tipo IP: Contenido de puzolana
entre 15% y 40%.
- Cemento Pórtland Puzolánico Modificado Tipo I (PM) :
Contenido de puzolana menos de 15%.
- Cementos Pórtland de Escoria ( NTP 334.049 )
- Cemento Pórtland de Escoria Tipo IS : Contenido de escoria
entre 25% y 70%
- Cemento Pórtland de Escoria Modificado Tipo I (SM) :
Contenido de escoria menor a 25%
- Cementos Pórtland Compuesto Tipo 1 (Co) (NTP 334.073):
Cemento adicionado obtenido por la pulverización conjunta de
Clinker Pórtland y materiales calizos (travertino), hasta un 30%
de peso
35. CEMENTOS PORTLAND NTP 334. 009
TIPO I Cemento Portland para uso general que no
requiera propiedades especiales
TIPO II Cemento Portland para uso general y
específicamente cuando se desea moderada
resistencia a los sulfatos
TIPO II (MH) Cemento Portland para uso general y
específicamente cuando se desea moderada calor de
hidratación y moderada resistencia a los sulfatos
TIPO III Cemento Portland para ser utilizado cuando se
requiera resistencias iniciales altas
TIPO IV Cemento Portland para usar cuando se requiera
baja calor de hidratación
TIPO V Cemento Portland para usar cuando se requiera
altas resistencias a los sulfatos
36. CEMENTOS ADICIONADOS NTP 334. 090
TIPO IS Cemento Portland con escoria de alto
horno
TIPO IP Cemento Portland Puzolánico
TIPO IL Cemento Portland – Caliza
TIPO I(PM) Cemento Portland Puzolánico
Modificado
TIPO IT Cemento Portland adicionado Ternario
TIPO ICo Cemento Portland Compuesto
37. CEMENTOS PORTLAND ESPECIFICACIÓN DE LA
PERFOMANCE NTP 334,082
Tipo GU: Cemento Portland para construcciones
generales. Usar cuando no se requieran
propiedades especiales
Tipo HE: de alta resistencia
Tipo MS: De moderada resistencia a los sulfatos.
Tipo HS: De alta resistencia a los sulfatos
Tipo MH: De moderada calor de hidratación.
Tipo LH: De bajo Calor de Hidratación
38. USOS
Portland Tipo I
Este cemento está destinado al uso común y
corriente en construcciones de concreto y
trabajos de albañilería. Su uso está
recomendado en todas aquellas obras en las
cuales no se requieren características y/o
especificaciones de otros tipos especiales de
cemento. Este cemento se recomienda para la
construcción de estructuras de edificios,
estructuras industriales, viviendas unifamiliares,
conjuntos habitacionales, y todas aquellas obras
que se construyan sobre terrenos con exposición
menor de 150 p.p.m.' de sulfato soluble en agua.
39. Portland Tipo II
Este cemento esta destinado a obras de concreto en
general, principalmente donde se requiera una
resistencia moderada a la acción de los sulfatos
alcalinos (Tipo MS) y/o cuando se requiera un
moderado calor hidratación (Tipo MH). Se recomienda
para estructuras de edificios, estructuras industriales,
puentes, obras portuarias, tuberías de concreto,
perforaciones, y todas aquellas obras que requieren
soportar la acción moderada de los suelos ácidos y/o
aguas subterráneas.
40. Portland Tipo V
Este cemento esta destinado a obras, es un
cemento especial que además de reunir las
cualidades del Cemento Portland tipo II, es usado
donde se requiera una elevada resistencia a la
acción concentrada de los sulfatos .Se
recomienda su uso en estructuras de canales,
alcantarillas, túneles y sifones con suelos y
aguas que contengan alta concentración de
sulfatos, así como de obras portuarias que estén
permanentemente expuestas a la acción de las
aguas marinas.
41. Portland Tipo I (PM)
Este cemento está destinado a
construcciones generales de concreto y
cuando así sea especificado por el
constructor, este cemento puede ser usado
en obras que requieran una moderada
resistencia a sulfatos. Este cemento
Hidráulico producido mediante la molienda
conjunta de clinker, puzolana y yeso, en el
cual la puzolana esta presente en no más
del 15% en la masa del cemento portland
puzolanico.
42. Portland Tipo I (P)
Este cemento está destinado a
construcciones generales de concreto y
cuando así sea especificado por el
constructor, este cemento puede ser usado
en obras que requieran una moderada
resistencia a sulfatos. Este cemento
Hidráulico producido mediante la molienda
conjunta de clinker, puzolana y yeso, en el
cual la puzolana esta presente entre 15% y
40% en la masa del cemento portland
43. EMPRESA TIPOS DE CEMENTO QUE
PRODUCE
Cementos Lima S A Sol I, Sol II, Supercemento Atlas
IP
Cementos Pacasmayo S A Pacasmayo I, Pacasmayo II,
Pacasmayo V,
Pacasmayo MS-ASTM C-1157 ,
Pacasmayo IP,
Pacasmayo ICo (COMPUESTO
)CementoAndino S A Andino I, Andino II, Andino V,
Andino IPM
Cementos Selva Cemento Pórtland Tipo I, Tipo II,
Tipo V
,Puzolanico 1P,Compuesto 1Co
Yura SA Yura Tipo I, Yura IP, Yura IPM,
Tipo V, Tipo II
HE, HS
Cemento Sur S A Rumi I, Inti 1PM, Portland tipo II,
Portland Tipo V.
Cemento Rioja S.A. Cemento Pórtland Tipo IPM
44. TIPOS Y CLASES DE CEMENTO
Empresas
Cemento Portland C. Portland Adicionados
I II V IP I(PM) MS I Co
Cemento Andino (1) (1) (1)
Cementos Lima (1)
Cementos Pacasmayo
Cementos Selva (1) (1)(2) (1)(2)
Cementos Sur (2) (2)
Yura (2) (2)
(1) de bajo contenido de álcalis
(2) a pedido
45. Exposición
a sulfatos
Sulfatos
solubles en
agua (SO4)
en el suelo
Sulfatos (SO4)
en el agua, ppm
Tipo
Cemento
Concreto con
agregado de
peso normal
rel. a/c máx en
peso
Concreto con
agregado de
peso normal y
ligero Resist.
Comp. mínma
MPa
Insignificante 0<SO4<0.1 0<SO4<150 -- -- --
Moderada 0.1<SO4<0.2 150<SO4<1500
II, IP, MS,
IPM 0.50 40
Severa 0.2<SO4<2.0 1500<SO4<10,000 V 0.45 45
Muy severa SO4>2.0 SO4>10,000 V más
puzolana
0.45 45
46. CEMENTO
Almacenamiento del cemento
° Ubicación y características del área donde se asienta la construcción.
° Espacios disponibles.
° Consumo promedio de concreto de acuerdo al cronograma de la obra
° Consumo máximo y duración del periodo en el cual se realiza la mayor
producción de concreto.
° Forma y medios de aprovisionamiento de los materiales.
° Stock mínimo que es conveniente mantener.
° Ubicación de las mezcladoras o central de mezcla.
47. BIBLIOGRAFIA
Naturaleza y Materiales del Concreto – Enrique Rivva
López
Tecnología del Concreto - A.M. Neville y j.j. Brooks