Este documento describe las propiedades y composición del cemento Pórtland. Explica que el cemento Pórtland se produce a partir de clinker Pórtland y yeso, y que contiene principalmente silicatos cálcicos hidráulicos. También describe los principales compuestos del cemento como el silicato tricálcico, silicato dicálcico, aluminato tricálcico y ferroaluminato tetracálcico. Finalmente, resume los diferentes tipos de cementos Pórtland disponibles.

1. TECNOLOGIA DEL
CONCRETO
CAPITULO 3
CEMENTO

2. CEMENTO

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.

6. FABRICACIÓN DEL CEMENTO

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

8. FABRICACIÓN 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