CEMENTO PÓRTLAND
1) INTRODUCCION
En la actualidad cuando se menciona, paredes, vigas, túneles, diques, generalmente lo relacionamos con el cemento e imaginamos la dependencia de las civilizaciones del mundo por parte de este producto sobre todo debido a sus características que son su fácil adaptación, resistencia, durabilidad, precio accesible, etc.
Pero este producto no salió de la noche a la mañana sino fue a que desde tiempos remotos el hombre poco a poco fue descubriéndolo comenzando con rocas naturales que luego de ser calcinados los mezclaba con agua para que se endurezcan hasta que con los estudios empíricos y científicos se logró tener planta modernas y eficientes que trabajan bajo ciertas condiciones con diversos materiales.
El origen del nombre se debe a que en 1824 un albañil Inglés llamado Joseph Aspdin, patentó un producto que él llamó cemento Pórtland, pues al endurecerse adquiría un color semejante al de una piedra de la isla Pórtland en Inglaterra. En 1838, este cemento se utilizó por primera vez en una construcción de importancia en uno de los túneles construidos bajo el río Támesis en Londres. David Saylor, un técnico norteamericano, fue el primero en fabricar cemento en América, así nacía en 1850 la industria cementera en Norteamérica. El uso del cemento Pórtland continuó extendiéndose hasta convertirse en el material de construcción más utilizado en el mundo.
2) ELABORACION
a) Materias primas
Ø Las materias primas esenciales son las rocas calcáreas y las arcillas. Estas que se extraen de yacimientos.
Ø La otra materia prima que se utiliza es el yeso, que se incorpora en el proceso de la molienda, para regular el tiempo de fraguado.
b) Proceso de elaboración
Comenzaremos mencionando el proceso de elaboración de manera breve, este proceso consiste en tomar las rocas calcáreas y las arcillas en proporciones adecuadas y molerlas intensivamente, de manera que el compuesto de la caliza (CaO) se vincule firmemente y homogéneamente con los compuestos de la arcilla (SiO2, Al203 y Fe2O3). El producto resultante denominado polvo crudo ingresa al horno y egresa como clinker. El proceso se completa con la molienda conjunta del clinker y yeso, obteniendo el cemento Pórtland.
Trituración primaria:
Los bloques de rocas calcáreas y las arcillas provenientes de las canteras, ingresan a la trituradora primaria quedando reducidas a tamaños inferiores a los 10 cm.
Trituración secundaria:
Ingresa el material proveniente de la trituradora primaria y sale con tamaños máximos inferiores a 2,5 cm
Molienda:
El material resultante de la trituradora secundaria ingresa a un molino, resultando un producto impalpable, denominado polvo crudo.
Homogeneización:
Con el fin de alcanzar la unión íntima de los compuestos, se somete al polvo crudo a un mezclado intensivo, por medio de ciclones de aire.
Calcinación:
El polvo crudo ingresa al horno, elevándose la temperatura hasta alcanzar los 1450 ºC, en donde se produce una fusión incipiente del producto resultante, denominado clinker.
Molienda:
Finalmente, el clinker conjuntamente con el yeso se muele hasta obtener el Cemento Pórtland, se le añade yeso por que gracias a este compuesto el cemento se regula para un tiempo adecuado el tiempo de secado ya que el clinker solo reacciona rápidamente con el agua.
Para este proceso se utilizan dos métodos de manufactura: los procesos mojado y seco. En ambos procesos se prefiere el circuito cerrado pulverizado en preparación de los materiales crudos que el circuito abierto de pulverizado porque en el primero las partículas pequeñas o finos son colados y los gruesos del material son regresados; mientras que en el segundo, el material crudo es molido continuamente lo que significa que en lo más fino se consigue el valor deseado.
El proceso mojado fue desplazado por un tiempo por el proceso en seco, pero actualmente empieza a ser adaptado por nuevas plantas debido al control más exacto y el mezclado de los materiales crudos con sus proporciones. El material sólidos después de un secado abrumador, es reducido a un estado fino de división en un tubo mojado o molino de pelota y pasa por un slurry o lechada a través de un clasificador de balón o colador. El slurry es bombeado a tanques correctivos donde unas aspas hacen una mezclan homogénea y permite los ajustes finales en la composición.
Este slurry es filtrado en un filtro rotatorio continuo y alimentado al horno. El proceso en seco se aplica especialmente a los cementos de roca natural y para la mezcla de roca con cal y esquisto o pizarra. En este proceso los materiales son bruscamente molidos en molinos con mandíbulas seguido de molinos rotatorios; después son secados, reducidos de tamaño y aún más molidos en un molino de tubo. Este material secado, es decir, en polvo, se alimenta directamente a los hornos rotatorios donde toman lugar las reacciones químicas. El calor es provisto por aceite quemado, gas natural, carbón pulverizado usando aire precalentado del enfriamiento del clinker.
Los hornos del proceso en seco pueden ser de 150 ft y en el proceso mojado los hornos son de 300 a 500 ft, con esto vemos que no son hornos muy comunes. El diámetro interno usualmente es de 8 a 15 ft y tienen una rotación de ½ a 2 rpm dependiendo del tamaño; están un poco inclinados para que los materiales alimentados en la parte superior viajen lentamente a la parte baja tomando de 2 a 3 hr.
Operaciones unitarias, procesos unitarios .
Esencialmente las operaciones unitarias preparan los materiales crudos en las proporciones necesarias y el estado físico propio de la finura y contacto íntimo tal que las reacciones químicas (procesos unitarios) pueden tomar parte en la temperatura de calcinación en el horno para formar, por doble descomposición o neutralización, los siguientes componentes:
Fórmula Nombre Abreviatura.
2CaO.SiO2 Silicato dicálcico C2S
3CaO.SiO2 Silicato tricálcico C3S
3CaO.Al2O2 Aluminato tricálcico C3A
4CaO.Al2O3.Fe2O3 Alumnioferrito tetracálcico C4AF
MgO En estado libre.
Nota: En esta nomenclatura al CaO se le representa como C, al SiO2 como S, Al2O2 como A, y al Fe2O3 como F.
1) INTRODUCCION
En la actualidad cuando se menciona, paredes, vigas, túneles, diques, generalmente lo relacionamos con el cemento e imaginamos la dependencia de las civilizaciones del mundo por parte de este producto sobre todo debido a sus características que son su fácil adaptación, resistencia, durabilidad, precio accesible, etc.
Pero este producto no salió de la noche a la mañana sino fue a que desde tiempos remotos el hombre poco a poco fue descubriéndolo comenzando con rocas naturales que luego de ser calcinados los mezclaba con agua para que se endurezcan hasta que con los estudios empíricos y científicos se logró tener planta modernas y eficientes que trabajan bajo ciertas condiciones con diversos materiales.
El origen del nombre se debe a que en 1824 un albañil Inglés llamado Joseph Aspdin, patentó un producto que él llamó cemento Pórtland, pues al endurecerse adquiría un color semejante al de una piedra de la isla Pórtland en Inglaterra. En 1838, este cemento se utilizó por primera vez en una construcción de importancia en uno de los túneles construidos bajo el río Támesis en Londres. David Saylor, un técnico norteamericano, fue el primero en fabricar cemento en América, así nacía en 1850 la industria cementera en Norteamérica. El uso del cemento Pórtland continuó extendiéndose hasta convertirse en el material de construcción más utilizado en el mundo.
2) ELABORACION
a) Materias primas
Ø Las materias primas esenciales son las rocas calcáreas y las arcillas. Estas que se extraen de yacimientos.
Ø La otra materia prima que se utiliza es el yeso, que se incorpora en el proceso de la molienda, para regular el tiempo de fraguado.
b) Proceso de elaboración
Comenzaremos mencionando el proceso de elaboración de manera breve, este proceso consiste en tomar las rocas calcáreas y las arcillas en proporciones adecuadas y molerlas intensivamente, de manera que el compuesto de la caliza (CaO) se vincule firmemente y homogéneamente con los compuestos de la arcilla (SiO2, Al203 y Fe2O3). El producto resultante denominado polvo crudo ingresa al horno y egresa como clinker. El proceso se completa con la molienda conjunta del clinker y yeso, obteniendo el cemento Pórtland.
Trituración primaria:
Los bloques de rocas calcáreas y las arcillas provenientes de las canteras, ingresan a la trituradora primaria quedando reducidas a tamaños inferiores a los 10 cm.
Trituración secundaria:
Ingresa el material proveniente de la trituradora primaria y sale con tamaños máximos inferiores a 2,5 cm
Molienda:
El material resultante de la trituradora secundaria ingresa a un molino, resultando un producto impalpable, denominado polvo crudo.
Homogeneización:
Con el fin de alcanzar la unión íntima de los compuestos, se somete al polvo crudo a un mezclado intensivo, por medio de ciclones de aire.
Calcinación:
El polvo crudo ingresa al horno, elevándose la temperatura hasta alcanzar los 1450 ºC, en donde se produce una fusión incipiente del producto resultante, denominado clinker.
Molienda:
Finalmente, el clinker conjuntamente con el yeso se muele hasta obtener el Cemento Pórtland, se le añade yeso por que gracias a este compuesto el cemento se regula para un tiempo adecuado el tiempo de secado ya que el clinker solo reacciona rápidamente con el agua.
Para este proceso se utilizan dos métodos de manufactura: los procesos mojado y seco. En ambos procesos se prefiere el circuito cerrado pulverizado en preparación de los materiales crudos que el circuito abierto de pulverizado porque en el primero las partículas pequeñas o finos son colados y los gruesos del material son regresados; mientras que en el segundo, el material crudo es molido continuamente lo que significa que en lo más fino se consigue el valor deseado.
El proceso mojado fue desplazado por un tiempo por el proceso en seco, pero actualmente empieza a ser adaptado por nuevas plantas debido al control más exacto y el mezclado de los materiales crudos con sus proporciones. El material sólidos después de un secado abrumador, es reducido a un estado fino de división en un tubo mojado o molino de pelota y pasa por un slurry o lechada a través de un clasificador de balón o colador. El slurry es bombeado a tanques correctivos donde unas aspas hacen una mezclan homogénea y permite los ajustes finales en la composición.
Este slurry es filtrado en un filtro rotatorio continuo y alimentado al horno. El proceso en seco se aplica especialmente a los cementos de roca natural y para la mezcla de roca con cal y esquisto o pizarra. En este proceso los materiales son bruscamente molidos en molinos con mandíbulas seguido de molinos rotatorios; después son secados, reducidos de tamaño y aún más molidos en un molino de tubo. Este material secado, es decir, en polvo, se alimenta directamente a los hornos rotatorios donde toman lugar las reacciones químicas. El calor es provisto por aceite quemado, gas natural, carbón pulverizado usando aire precalentado del enfriamiento del clinker.
Los hornos del proceso en seco pueden ser de 150 ft y en el proceso mojado los hornos son de 300 a 500 ft, con esto vemos que no son hornos muy comunes. El diámetro interno usualmente es de 8 a 15 ft y tienen una rotación de ½ a 2 rpm dependiendo del tamaño; están un poco inclinados para que los materiales alimentados en la parte superior viajen lentamente a la parte baja tomando de 2 a 3 hr.
Operaciones unitarias, procesos unitarios .
Esencialmente las operaciones unitarias preparan los materiales crudos en las proporciones necesarias y el estado físico propio de la finura y contacto íntimo tal que las reacciones químicas (procesos unitarios) pueden tomar parte en la temperatura de calcinación en el horno para formar, por doble descomposición o neutralización, los siguientes componentes:
Fórmula Nombre Abreviatura.
2CaO.SiO2 Silicato dicálcico C2S
3CaO.SiO2 Silicato tricálcico C3S
3CaO.Al2O2 Aluminato tricálcico C3A
4CaO.Al2O3.Fe2O3 Alumnioferrito tetracálcico C4AF
MgO En estado libre.
Nota: En esta nomenclatura al CaO se le representa como C, al SiO2 como S, Al2O2 como A, y al Fe2O3 como F.
REACCION DE LA FORMACION DEL CLINKER
1000–1100°C3CaO+Al2O3→ 3CaOAl2O3 2CaO+SiO2→ 2CaOSiO2 CaO+Fe2O3→ CaOFe2O3
1100–1200°CCaOFe2O3+3CaOAl2O3→ 4CaOAl2O3Fe2O31250-1480°C2CaOSiO2+CaO → 3CaOSiO2
La composición final será de:
51% 3CaOSiO2
26% 2CaOSiO
11% 3CaOAl2O3
12% 4CaOAl2O3Fe2O3
REACCION DE HIDRATACION
Las reacciones de hidratación, que forman el proceso de fraguado son:
2(3CaOSiO2) + (x+3)H2O → 3CaO2SiO2xH2O + 3Ca(0H)22(2CaOSiO2)+ (x+1)H2O → 3CaO2SiO2xH2O + Ca(0H)22(3CaOAl2O3)+ (x+8)H2O → 4CaOAl2O3xH2O + 2CaOAl2O38H2O3CaOAl2O3 + 12H2O + Ca(0H)2 → 4CaOAl2O313H2O4CaOAl2O3Fe2O3 + 7H2O → 3CaOAl2O36H2O + CaOFe2O3H2O
Estas reacciones son todas exotérmicas. La más exotérmica es la hidratación de 3CaOAl2O3, seguida de la de 3CaOSiO2, y luego 4CaOAl2O3Fe2O3 y finalmente 2CaOSiO2.
El yeso, o aljez, es generalmente agregado al clinker para regular el fraguado. Su presencia hace que el fraguado se concluya aproximadamente en 45 minutos. El yeso reacciona con el aluminato tricálcico para formar una sal expansiva llamada 'ettringita'.3CaOAl2O3 + 3(CaSO42H2O) + 26H2O → 3CaOAl2O33CaSO432H2O
COMPOSICION FINAL DEL CEMENTO PORTLAND
51% 3CaOSiO2
26% 2CaOSiO
11% 3CaOAl2O3
12% 4CaOAl2O3Fe2O3
3) TIPOS DE CEMENTO PORTLAND:
Los Cementos Pórtland por lo general, se fabrican en cinco tipos cuyas propiedades se han normalizado sobre la base de la especificaciones ASTEM de normas para Cemento Pórtland (c 150). Los tipos se distinguen según los requisitos tanto físicos como químicos.
PORTLAND TIPO I:
Es un cemento normal, se produce por la adición de clinker más yeso. De uso general en todas las obras de ingeniería donde no se requiera miembros especiales. De 1 a 28 días realiza 1 al 100% de su resistencia relativa.
PORTLAND TIPO II:
Cemento modificado para usos generales. Resiste moderadamente la acción de los sulfatos, se emplea también cuando se requiere un calor moderado de hidratación. El cemento Tipo II adquiere resistencia mas lentamente que el Tipo I, pero al final alcanza la misma resistencia. Las características de este Tipo de cemento se logran al imponer modificaciones en el contenido de Aluminato Tricalcico (C3A) y el Silicato Tricalcico (C3S) del cemento. Se utiliza en alcantarillados, tubos, zonas industriales. realiza del 75 al 100% de su resistencia.
PORTLAND TIPO III:
Cemento de alta resistencia inicial, recomendable cuando se necesita una resistencia temprana en una situación particular de construcción. El concreto hecho con el cemento Tipo III desarrolla una resistencia en tres días, igual a la desarrollada en 28 días para concretos hechos con cementos Tipo I y Tipo II ; se debe saber que el cemento Tipo III aumenta la resistencia inicial por encima de lo normal, luego se va normalizando hasta alcanzar la resistencia normal. Esta alta resistencia inicial se logra al aumentar el contenido de C3S y C3A en el cemento, al molerlo mas fino; las especificaciones no exigen un mínimo de finura pero se advierte un limite practico cuando las partículas son tan pequeñas que una cantidad muy pequeña de humedad prehidratada el cemento durante el almacenamiento manejo. Dado a que tiene un gran desprendimiento de calor el cemento Tipo III no se debe usar en grandes volúmenes. Con 15% de C3A presenta una mala resistencia al sulfato. El contenido de C3A puede limitarse al 8% para obtener una resistencia moderada al sulfato o al 15% cuando se requiera alta resistencia al mismo, su resistencia es del 90 al 100%.
PORTLAND TIPO IV:
Cemento de bajo calor de hidratación se ha perfeccionado para usarse en concretos masivos. El bajo calor de hidratación de Tipo IV se logra limitándolos compuestos que más influye en la formación de calor por hidratación, o sea, C3A y C3S. Dado que estos compuestos también producen la resistencia inicial de la mezcla de cemento, al limitarlos se tiene una mezcla que gana resistencia con lentitud. El calor de hidratación del cemento Tipo IV suele ser de mas o menos el 80% del Tipo II, el 65% del Tipo I y 55% del Tipo III durante la primera semana de hidratación. Los porcentajes son un poco mayores después de mas o menos un año. Es utilizado en grandes obras, moles de concreto, en presas o túneles. Su resistencia relativa de 1 a 28 días es de 55 a 75%.
PORTLAND TIPO V:
Cemento con alta resistencia a la acción de los sulfatos, se especifica cuando hay exposición intensa a los sulfatos. Las aplicaciones típicas comprenden las estructuras hidráulicas expuestas a aguas con alto contenido de álcalis y estructuras expuestas al agua de mar. La resistencia al sulfato del cemento Tipo V se logra minimizando el contenido de C3A, pues este compuesto es el mas susceptible al ataque por el sulfato. Realiza su resistencia relativa del 65 al 85 %.
TIPOS DE CEMENTOS ESPECIALES
CEMENTO PORTLAND BLANCO:
Es el mismo Pórtland regular, lo que defiere es el color, esto se obtiene por medio del color de la manufactura, obteniendo el menor numero de materias primas que llevan hierro y oxido de magnesio, que son los que le dan la coloración gris al cemento. Este cemento se usa específicamente para acabados arquitectónicos tales como estuco, pisos y concretos decorativos.
CEMENTO PORTLAND DE ESCORIA DE ALTO HORNO:
Es obtenido por la pulverización conjunta del clinker Pórtland y escoria granulada finamente molida con adición de sulfato de calcio. El contenido de la escoria granulada de alto horno debe estar comprendido entre el 15% y el 85% de la masa total.
CEMENTO SIDERÚRGICO SUPERSULFATADO:
Obtenido mediante la pulverización de escoria granulada de alto horno, con pequeñas cantidades apreciables de sulfato de calcio.
CEMENTO PORTLAND PUZOLANICO:
Se obtiene con la molienda del clinker con la puzolana. Tiene resistencia parecida al cemento normal y resistentes ataques al agua de mar, lo que lo hace aconsejable para construcciones costeras. Para que el cemento sea puzolanico debe contener entre el 15% y el 50% de la masa total. El cemento puzolanico se utiliza en construcciones que están en contactos directos con el agua, dada su resistencia tan alta en medios húmedos.
CEMENTO PORTLAND ADICIONADO:
Obtenido de la pulverización del clinker Pórtland conjuntamente con materiales arcillosos o calcáreos-silicos-aluminosos.
CEMENTO ALUMINOSO:
Es el formado por el clinker aluminoso pulverizado el cual le da propiedad de tener alta resistencia inicial. Es también resistente a la acción de los sulfatos así como a las altas temperaturas.
4) PROPIEDADES DEL CEMENTO FINURA DEL CEMENTO (SUPERFICIE ESPECIFICA)
PROPIEDADES FISICAS
La finura se define como la medida o tamaño de las partículas que componen el cemento; se expresa en cm²/gr lo cual llamamos superficie de contactos o superficies especificas; esto se refleja en el proceso de hidratación del cemento ya que la mayor superficie de contacto mejor y más rápida es el tiempo de fraguado.
Es la cantidad de área expuesta al contacto con el agua en una determinada masa de cemento.
Entre mas fino sea el cemento más rápido es el contacto con el agua.
Entre mayor sea la superficie de contacto mayor es la finura del cemento.
En 28 días un cemento a cumplido el 90% de su hidratación, el otro 10% puede tardar años.
PROPIEDADES QUIMICAS
La propiedad de liga de las pastas de cemento Pórtland se debe a la reacción química entre el cemento y el agua llamada hidratación.
El cemento Pórtland no es un compuesto químico simple, sino que es una mezcla de muchos compuestos. Cuatro de ellos conforman el 90% o más de el peso del cemento Pórtland y son: el silicato tricálcico, el silicato dicálcico, el aluminato tricalcico y el aluminio ferrito tetracálcico. Además de estos componentes principales, algunos otros desempeñan papeles importantes en el proceso de hidratación. Los tipos de cemento Pórtland contienen los mismos cuatro compuestos principales, pero en proporciones diferentes.
Cuando el clinker (el producto del horno que se muele para fabricar el cemento Pórtland) se examina al microscopio, la mayoría de los compuestos individuales del cemento se pueden identificar y se puede determinar sus cantidades. Sin embargo, los granos más pequeños evaden la detección visual. El diámetro promedio de una partícula de cemento típica es de aproximadamente 10 micras, o una centésima de milímetro. Si todas las partículas de cemento fueran las promedio, el cemento Pórtland contendría aproximadamente 298,000 millones de granos por kilogramo, pero de hecho existen unos 15 billones de partículas debido al alto rango de tamaños de partícula. Las partículas en un kilogramo de cemento Pórtland tiene una área superficial aproximada de 400 metros cuadrados.
Los dos silicatos de calcio, los cuales constituyen cerca del 75% del peso del cemento Pórtland, reaccionan con el agua para formar dos nuevos compuestos: el hidróxido de calcio y el hidrato de silicato de calcio. Este ultimo es con mucho el componente cementante más importante en el concreto. Las propiedades ingenieriles del concreto, fraguado y endurecimiento, resistencia y estabilidad dimensional principalmente depende del gel del hidrato de silicato de calcio. Es la medula del concreto.
La composición química del silicato de calcio hidratado es en cierto modo variable, pero contiene cal (CaO) y sílice (Si02), en una proporción sobre el orden de 3 a 2. el área superficial del hidrato de silicato de calcio es de unos 3000 metros cuadrados por gramo. Las partículas son tan diminutas que solamente ser vistas en microscopio electrónico. En la pasta de cemento ya endurecida, estas partículas forman uniones enlazadas entre las otras fases cristalinas y los granos sobrantes de cemento sin hidratar; también se adhieren a los granos de arena y a piezas de agregado grueso, cementando todo el conjunto. La formación de esta estructura es la acción cementante de la pasta y es responsable del fraguado, del endurecimiento y del desarrollo de resistencia.
Cuando el concreto fragua, su volumen bruto permanece casi inalterado, pero el concreto endurecido contiene poros llenos de agua y aire, mismos que no tienen resistencia alguna. La resistencia esta en la parte sólida de la pasta, en su mayoría en el hidrato de silicato de calcio y en las fases cristalinas.
Entre menos porosa sea la pasta de cemento, mucho mas resistente es el concreto. Por lo tanto, cuando se mezcle el concreto no se debe usar una cantidad mayor de agua que la absolutamente necesaria para fabricar un concreto plástico y trabajable. A un entonces, el agua empleada es usualmente mayor que la que se requiere para la completa hidratación del cemento. La relación mínima Agua – Cemento (en peso) para la hidratación total es aproximadamente de 0.22 a 0.25.
El conocimiento de la cantidad de calor liberado a medida de que el cemento se hidrato puede ser útil para planear la construcción. En invierno, el calor de hidratación ayudara a proteger el concreto contra el daño provocado por temperaturas de congelación. Sin embargo, el calor puede ser en estructuras masivas, tales como presas, porque puede producir esfuerzos indeseables al enfriarse luego de endurecer. El cemento Pórtland tipo 1 un poco mas de la mitad de su calor total de hidratación en tres días. El cemento tipo 3, de alta resistencia temprana, libera aproximadamente el mismo porcentaje de su calor en mucho menos de tres días. El cemento tipo 2, un cemento de calor moderado, libera menos calor total que los otros y deben pasar mas de tres días para que se libere únicamente la mitad de ese calor. El uso de cemento tipo 4, cemento Pórtland de bajo calor de hidratación, se debe de tomar en consideración donde sea de importancia fundamental contar con un bajo calor de hidratación.
Es importante conocer la velocidad de reacción entre el cemento y el agua porque la velocidad de terminada el tiempo de fraguado y de endurecimiento. La reacción inicial debe ser suficientemente lenta para que conceda tiempo al transporte y colocación del concreto. Sin embargo, una vez que el concreto ha sido colocado y terminado, es deseable tener un endurecimiento rápido. El yeso, que es adicionado en el molino de cemento durante la molienda del clinker, actúa como regulador de la velocidad inicial de hidratación del cemento Pórtland. Otros factores que influyen en la velocidad de hidratación incluyen la finura de molienda, los aditivos, la cantidad de agua adicionada y la temperatura de los materiales en el momento del mezclado.
Campos De Aplicación
Se emplea en todo tipo de obra que no requiera de un cemento especial, a saber:
Ø Estructuras de Hormigón Armado, pretensado y postesado
Ø Premoldeados
Ø Pavimentos, pistas de aeropuertos y puentes
Ø Canales y alcantarillas
Ø Trabajos de albañilería (carpetas, morteros)
Ø Por su elevada resistencia y rápida evolución, se recomiendan especialmente para:
Ø Hormigones de alta resistencia
Ø Habilitación al tránsito (fast-track). Pavimentos de hormigón donde se requiere una rápida
Ø Estructuras elaboradas con encofrados deslizantes.
Ø Hormigonados en períodos de baja temperatura
Ø Los hormigones elaborados con Cemento Pórtland Normal poseen los máximos valores de resistencia, permitiendo:
Ø Incrementar la seguridad, si se mantiene la dosificación
Ø Posibilitar, además, una durabilidad mayor
Ø Economizar el costo, si se reduce el contenido de cemento
Ø Los hormigones elaborados con Cemento Pórtland Normal desarrollan una rápida evolución de resistencia posibilitando :
Ø Acortar los tiempos de obra
Ø Habilitar más rápidamente la obra
Ø Reducir costos
5) CONSISTENCIA NORMAL DEL CEMENTO
Al agregar agua al cemento se produce una pasta ( cemento + agua ), contiene fluídez a medida que se le va aumentando el contenido de agua.
La consistencia normal es un estado de fluídez alcanzado por la pasta del cemento que tiene una propiedad optima de hidratación . Se expresa como un porcentaje en peso o volumen de agua con relación al peso seco del cemento.
Wagua / Wcemento = % Consistencia Normal .
Por ejemplo 30% de la consistencia significa que por cada 100gr de cemento hay que agregar el 30% de agua.
El factores que influye en la consistencia normal del cemento puede ser la finura.
LOS QUE DETERMINAN LA CONSISTENCIA SON:
La viscosidad en la pasta (cemento).
La lubricación en los agregados (concreto).
Los valores de la consistencia normal no dependen del tipo del cemento.
6) METODOS PARA DETERMINAR LA FINURA DEL CEMENTO
PERMEAMETRO DE BLAINE.
Es un aparato para determinar la superficie especifica del cemento, basado en la Permeabilidad (permisibidad que tiene una sustancia para permitir el paso de otra a través de sus poros) de una capa de cemento en cierto grado de compactación al paso del aire.
El principio de este método consiste en hacer pasar una cantidad determinada de aire a través de una capa de cemento de porosidad definida. La cantidad y el tamaño de los poros existentes en dicha capa, son función del tamaño de las partículas y determinan el gasto de aire a través de la capa.
El cemento se coloca en un recipiente, éste es compactado por un émbolo y mediante una pera de caucho conectada se hace pasar aire el cual al pasar mueve un liquido que se encuentra en un manómetro o instalado al recipiente.
TURBIDIMETRO DE WAGNER.
Consiste fundamentalmente en una fuente de luz de intensidad constante, ajustada de tal manera que produce un haz de rayos paralelos que pasan a través de una muestra de cemento en suspensión y llegan a una fotocelda.
La corriente generada por la fotocelda se debe medir con un Microamperímetro cuya lectura indica la medida de la Turbidez de la suspensión.
METODOS PARA DETERMINAR EL PESO ESPECIFICO
Para determinar el peso específico del cemento existen cuatro métodos:
1. Método De Le Chetalier.
2. Método de Schuman.
3. Método de Candlot.
4. Método Picnómetro.
Todos los métodos anteriores tienen la misma finalidad , que es determinar el volumen del líquido que desplaza una cantidad de cemento, el líquido no debe reaccionar con el cemento, los más utilizados son el De Le Chetalier y el de Picnómetro
.
7) NORMAS DE CALIDAD DEL CEMENTO PORTLAND
Análisis químico (ASTM C 114-16 T): Este análisis consiste en un grupo de procedimientos de prueba por el que se determina cuantitativamente los óxidos, álcalis y residuos del cemento. La química de los cementos es una cuestión complicada, por lo que es indispensable tener personal especializado para ejecutar estos análisis.
Finura, superficie específica en centímetros cuadrados por gramo. (Especificación ASTM C 115-58 o C 204-55) : Los dos aparatos más comunes para medir la finura del cemento Pórtland son el turbidímetro de Wagner y el aparato de Polaine para determinar la permeabilidad del aire. El turbidímetro se basa en la teoría de la sedimentación para obtener la distribución de las partículas en tamaños con la que se calcula la superficie específica. Se dispersa una muestra de cemento en keroseno en una probeta de vidrio y se mide la velocidad de sedimentación por los cambios en la intensidad de la luz que pasa a través de la suspensión. En el método de permeabilidad al aire se determina la superficie específica haciendo pasar una cantidad definida de aire por una muestra preparada. La cantidad de aire que pasa es una función del tamaño y distribución de las partículas.
Constancia de volumen (ASTM C 266-58 T o C 191-58): Las agujas de Gillmore y las de Vicat se utilizan para determinar la rapidez con la que se endurece el cemento Pórtland. Se prepara una muestra de pasta en condiciones especificadas y se cura a humedad y temperatura constantes. Se apoya la aguja de Gillmore o la de Vicat sobre la pasta un tiempo determinado, y la penetración indica la dureza o fraguado. La composición química, la finura, el contenido de agua y la temperatura son factores importantes que influyen en la duración del fraguado, y como el fraguado es un punto muy importante, es importante que se controle cuidadosamente.
Resistencia a la compresión en lb/pulg (ASTM C 109-58): La muestra del cemento se mezcla con una arena silicosa y agua en las proporciones preescritas y se moldean en cubos de 2x2x2 pulgadas. Estos cubos se curan y luego se prueban a la compresión para obtener una indicación de las características que sirven para desarrollar la resistencia del cemento.
8) CONCLUSIONES
En este trabajado podemos observar el proceso de manufactura del cemento Pórtland, así como los principales componentes y las propiedades químicas y físicas de este cemento. Por lo que cabe en los campos de aplicación determinamos que el cemento Pórtland es el de más uso en común, además de su calidad podemos observar un costo accesible, por lo que lo hace el apropiado para construcciones en general.
Las normas de calidad que rigen que se señalan en este trabajo son las más comunes, sin embargo, en cada planta procesadora de cemento Pórtland se basan en pruebas específicas de calidad, por lo que resulta un poco difícil detallar todas las normas de cada una de las plantas.
Podemos concluir que la hidrólisis y la hidratación son los factores importantes en el endurecimiento del cemento, ya que los productos que resultan de la hidratación tienen muy baja solubilidad en el agua. Si esto no fuera cierto, el concreto sería atacado rápidamente al contacto con el agua.
