Embed Size (px)
DESCRIPTION
COM
Citation preview
Componentes y propiedades del cemento
En esta sección se pueden consultar las definiciones y características principales (especificaciones) de los materiales componentes del cemento.
El cemento
El cemento es un conglomerante hidráulico, es decir, un material inorgánico finamente molido que amasado con agua, forma una pasta que fragua y endurece por medio de reacciones y procesos de hidratación y que, una vez endurecido conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua.
Dosificado y mezclado apropiadamente con agua y áridos debe producir un hormigón o mortero que conserve su trabajabilidad durante un tiempo suficiente, alcanzar unos niveles de resistencias preestablecido y presentar una estabilidad de volumen a largo plazo.
El endurecimiento hidráulico del cemento se debe principalmente a l hidratación de los silicatos de calcio, aunque también pueden participar en el proceso de endurecimiento otros compuestos químicos, como por ejemplo, los aluminatos. La suma de las proporciones de óxido de calcio reactivo (CaO) y de dióxido de silicio reactivo (SiO2) será al menos del 50% en masa, cuando las proporciones se determinen conforme con la Norma Europea EN 196-2.
Los cementos están compuestos de diferentes materiales (componentes) que adecuadamente dosificadas mediante un proceso de producción controlado, le dan al cemento las cualidades físicas, químicas y resistencias adecuadas al uso deseado.
Existen, desde el punto de vista de composición normalizada, dos tipos de componentes:
Componente principal: Material inorgánico, especialmente seleccionado, usado en proporción superior al 5% en masa respecto de la suma de todos los componentes principales y minoritarios.
Componente minoritario: Cualquier componente principal, usado en proporción inferior al 5% en masa respecto de la suma d e todos los componentes principales y minoritarios.
En esta misma página web se pueden consultar las composiciones y características de los diferentes tipos de cemento a través del menú “tipos de cemento” y el correspondiente buscador.
Descripción de los componentes
Caliza (L)Especificaciones:
CaCO3 >= 75% en masa. Contenido de arcilla < 1,20 g/100 g. Contenido de carbono orgánico total TOC) <= 0,50% en masa.
Caliza (LL)Especificaciones:
CaCO3 >= 75% en masa. Contenido de arcilla < 1,20 g/100 g. Contenido de carbono orgánico total TOC) <= 0,20% en masa.
Cenizas volantes calcáreas (W)Las cenizas volantes se obtienen por precipitación electrostática o mecánica de partículas pulverulentas arrastradas por los flujos gaseosos de hornos alimentados con carbón pulverizado. La ceniza volante calcárea es un polvo fino que tiene propiedades hidraúlicas y/o puzolánicas. Composición: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos. Especificaciones:
CaO reactivo > 10,0% en masa si el contenido está entre el 10,0% y el 15,0% las cenizas volantes calcáreas con más del 15,0% tendrán una resistencia a compresión de al menos 10,0 Mpa a 28 días
SiO2 reactivo >= 25% Expansión estabilidad) <= 10 mm Pérdida por calcinación <= 5,0% en masa si está entre el 5,0% y 7,0% en
masa (pueden también aceptarse, con la condición de que las exigencias particulares de durabilidad, y principalmente en lo que concierne a la resistencia al hielo, y la ompatibilidad con los aditivos, sean cumplidas conforme a las normas o reglamentos en vigor para hormigones o morteros en los lugares de utilización)
Cenizas volantes silíceas (V)Las cenizas volantes se obtienen por precipitación electrostática o mecánica de partículas pulverulentas arrastradas por los flujos gaseosos de hornos alimentados con carbón pulverizado. La ceniza volante silícea es un polvo fino de partículas esféricas que tiene propiedades puzolánicas. Composición química: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos. Especificaciones:
(SiO2) reactivo >= 25%
CaO reactivo < 10,0% en masa CaO libre < 1,0% en masa si el contenido es superior al 1,0% pero inferior al
2,5% es también aceptable con la condición de que el requisito de la expansión (estabilidad) no sobrepase los 10 mm
Pérdida por calcinación < 5,0% en masa si el contenido está entre el 5,0% y 7,0% en masa pueden también aceptarse, con la condición de que las exigencias particulares de durabilidad, y principalmente en lo que concierne a la resistencia al al hielo, y la compatibilidad con los aditivos, sean cumplidas conforme a las normas o reglamentos en vigor para hormigones o morteros en los lugares de utilización.
Clínker (K)El clínker de cemento portland es un material hidráulico que se obtiene por sintetización de una mezcla especificada con precisión de materias primas (crudo, pasta o harina). Composición química: CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos. Especificaciones:
(CaO)/(SiO2) >= 2,0 MgO <= 5,0% 3CaO.SiO2 + 2CaO.SiO2 >= 2/3
Clínker Aluminato de CalcioEl clínker de cemento de aluminato de calcio es un material hidráulico que se obtiene por fusión o sinterización de una mezcla homogénea de materiales aluminosos y calcáreos conteniendo elementos, normalmente expresados en forma de óxidos, siendo los principales los óxidos de aluminio, calcio y hierro (Al2O3, CaO, Fe2O3), y pequeñas cantidades de óxidos de otros elementos (SiO2, TiO2, S=, SO3, Cl-, Na2O, K2O, etc.). El componente mineralógico fundamental es el aluminato monocálcico (CaO Al2O3).
Escoria granulada de horno alto (S)La escoria granulada de horno alto se obtiene por enfriamiento rápido de una escoria fundida de composición adecuada, obtenida por la fusión del mineral de hierro en un horno alto. Composición química: CaO, SiO2, MgO, Al2O3 y otros compuestos. Especificaciones:
Fase vítrea >= 2/3 CaO + MgO + SiO2 >= 2/3 CaO + MgO)/SiO2) > 1,0
Esquistos calcinados (T)El esquisto calcinado, particularmente el bituminoso, se produce en un horno especial a temperaturas de aproximadamente 800ºC y finamente molido presenta propiedades hidráulicas pronunciadas, como las del cemento Portland, así como propiedades puzolánicas. Composición: SiO2, CaO, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos. Especificaciones:
Resistencia a compresión a 28 días >= 25,0 MPa La expansión estabilidad) <= 10 mm
NOTA: Si el contenido en sulfato SO3 del esquisto calcinado excede el límite superior permitido para el contenido de sulfato en el cemento, esto debe tenerse en cuenta por el fabricante del cemento reduciendo convenientemente los constituyentes que contienen sulfato de calcio.
Humo de Sílice (D)El humo de Sílice se origina por la reducción de cuarzo de elevada pureza con carbón en hornos de arco eléctrico, para la producción de silicio y aleaciones de ferrosilicio, y consiste en partículas esféricas muy finas. Especificaciones:
SiO2) amorfo >= 85% Pérdida por calcinación <= 4,0% en masa Superficie específica BET) >= 15,0 m2/g
Puzolana natural (P)Las puzolanas naturales son normalmente materiales de origen volcánico o rocas sedimentarias de composición silícea o silico-aluminosa o combinación de ambas, que finamente molidos y en presencia de agua reaccionan para formar compuestos de silicato de calcio y aluminato de calcio capaces de desarrollar resistencia. Composición química: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3, CaO y otros compuestos. Especificaciones: SiO2 reactiva > 25%
Puzolana natural calcinada (Q)Las puzolanas naturales calcinadas son materiales de origen volcánico, arcillas, pizarras o rocas sedimentarias activadas por tratamiento térmico. Composición química: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3, CaO y otros compuestos. Especificaciones: SiO2 reactiva > 25%
Propiedades Físicas del Cemento.Las especificaciones de cemento presentan límites para las propiedades físicas y para la
composición química.
La comprensión de la importancia de las propiedades físicas es útil para la
interpretación de los resultados de los ensayos de los cementos. Los ensayos de las
propiedades físicas de los cementos se deben utilizar para la evaluación de las
propiedades del cemento y no del concreto. Las especificaciones del cemento limitan las
propiedades de acuerdo con el tipo de cemento. Durante la fabricación, se monitorean
continuamente la química y las siguientes propiedades del cemento:
Tamaño de las Partículas y Finura del Cemento.
Sanidad del Cemento.
Consistencia del Cemento.
Tiempo de Fraguado del Cemento.
Agarrotamiento Prematuro (Falso Fraguado y Fraguado Rápido) .
Resistencia a Compresión del Concreto.
Calor de Hidratación del Concreto.
Pérdida por Calcinación (Pérdida por Ignición, Pérdida al Fuego).
Peso Específico (Densidad) y Densidad Relativa (Densidad Absoluta, Gravedad
Específica) del Concreto.
Densidad Aparente del Concreto.
Tamaño de las Partículas y Finura del Cemento.
El cemento portland consiste en partículas angulares individuales, con una variedad de
tamaños resultantes de la pulverización del clínker en el molino
Aproximadamente 95% de las partículas del cemento son menores que 45 micrómetros,
con un promedio de partículas de 15 micrómetros. La distribución total del tamaño de
las partículas del cemento se llama “finura”. La finura del cemento afecta el calor
liberado y la velocidad de hidratación. La mayor finura del cemento (partículas menores)
aumenta la velocidad o tasa de hidratación del cemento y, por lo tanto, acelera el
desarrollo de la resistencia. Los efectos de la mayor finura sobre la resistencia de las
pastas se manifiestan, principalmente, durante los primeros siete días.
A principio del siglo XX, la finura del cemento se expresaba como masa del cemento por
fracción de tamaño (porcentaje de la masa retenida en tamaños de tamices específicos).
Hoy en día, la finura normalmente se mide por el ensayo de permeabilidad al aire Blaine
que mide indirectamente el área superficial de las partículas de cemento por unidad de
área. Cementos con partículas más finas tienen mayor área superficial en metros
cuadrados por kilogramo de cemento. Se han empleado, en el pasado, centímetros
cuadrados por gramo, pero, actualmente, se consideran estas medidas arcaicas. A
excepción de la AASHTO M 85, la mayoría de las normas de cemento no tienen un límite
máximo para la finura, sólo mínimo. Se puede utilizar en los ensayos de finura, el
ensayo del turbidímetro de Wagner (Fig. 2-32), el tamiz de 45 micrómetros (No. 325)
(Fig.2-33, Tabla 2.14) o los tamices de 150 µm (No. 100) y 75 µm (No. 200) (Tabla 2.14)
y el analizador electrónico de tamaño de partículas (Rayos X o láser) (Fig. 2-34). Los
datos de la finura Blaine para los cementos Norteamericanos se presentan en la Tabla
2.11
Fig. 2-32. Aparato del ensayo de Blaine (izquierda) y turbidímetro de Wagner
(derecha) para la determinación de la finura del cemento. Los valores de
finura de Wagner son un poco mayores que la mitad de los valores de Blaine.
(40262, 43815)
Fig. 2-33. Ensayos acelerados (ensayos rápidos), tales como
el lavado de cemento encima de este tamiz de 45
micrómetros, ayudan a controlar la finura del cemento
durante la producción. Se presenta una vista del receptáculo
del tamiz (cedazo). La foto más pequeña, a la derecha,
presenta una vista, de arriba, de una muestra de cemento en
el tamiz antes que sea lavada con agua (68818, 68819).
Fig. 2-34. Un analizador de partículas a láser que usa
difracción de láser para determinar la distribución del
tamaño de las partículas en el polvo. La Fig. 2-31 (derecha)
ilustra los valores típicos. (69390)
Sanidad del Cemento.
La sanidad se refiere a la habilidad de la pasta de cemento en mantener su volumen. La
falta de sanidad o la expansión destructiva retardada se puede causar por la cantidad
excesiva de cal libre o magnesia supercalcinadas. La mayoría de las especificaciones
para cemento portland limitan el contenido de magnesia (periclasa) y la expansión
máxima que se mide por el ensayo de expansión en auto- clave. Desde la adopción del
ensayo de expansión en autoclave en 1943 en los EE.UU. (Tabla 2.15), pocos casos de
expansiones se han atribuido a la falta de sanidad (Fig.2-35) (Gonnerman, Lerch y
Whiteside 1953).
Fig. 2-35. En el ensayo de sanidad, las barras con sección
cuadrada de 25 mm son expuestas a altas temperaturas y a
la presión en autoclave para determinarse la estabilidad de
volumen de la pasta de cemento. (23894)
Tabla 2-15. Ensayos de Expansión en Autoclave del Cemento
Consistencia del Cemento.
La consistencia se refiere a la movilidad relativa de la mezcla fresca de pasta o mortero
de cemento o su habilidad de fluir.
Durante los ensayos de cemento, se mezclan pastas de consistencia normal, definidas
como la penetración de 10 ±1 mm de la aguja de Vicat (ASTM C 187, AASHTO T 129,
COVENIN 494, IRAM 1612, Nch151, NMX–C–057–1997– ONNCCE, NTC 110, NTE 0157,
NTP334.074, UNIT-NM 43) (Fig. 2- 36). Se mezclan los morteros para obtenerse una
relación agua-cemento fija o proporcionar una fluidez dentro de un rango prescrito.
La fluidez de los morteros se determina en una mesa de fluidez (mesa de caídas, mesa
de sacudidas) como descrito en las normas ASTM C 230, ASTM C 1437, AASHTO M 152,
COVENIN 0485, Nch 2257/1, NMX-C- 144, NTC 111, NTP 334.057 (Fig. 2-37).
Ambos métodos, el de consistencia normal y el de fluidez, se usan para regular la
cantidad de agua en las pastas y morteros, respectivamente, para que se los utilice en
ensayos subsecuentes. Ambos permiten la comparación de ingredientes distintos con la
misma penetrabilidad o fluidez.
Fig. 2-36. Ensayo de consisten-
cia normal para pastas usando
la aguja de Vicat. (68820)
Fig. 2-37. Ensayo de consis-
tencia para morteros usando la
mesa de fluidez. El mortero se
coloca en un molde de latón cen-
tralizado en la mesa (foto pe-
queña, a la derecha). El técnico
debe usar guantes al manosear
el mortero para la protección de
su piel. Después que se remueve
el molde y se somete la mesa a
una sucesión de caídas, se mide
el diámetro del mortero para
determinarse la consistencia.
(68821, 68822
Tiempo de Fraguado del Cemento.
El objetivo del ensayo del tiempo de fraguado es la determinación (1) del tiempo que
pasa desde el momento de la adición del agua hasta cuando la pasta deja de tener
fluidez y de ser plástica (llamado fraguado inicial) y (2) del tiempo requerido para que la
pasta adquiera un cierto grado de endurecimiento (llamado fraguado final).
Para determinar si un cemento se fragua de acuerdo con los límites especificados en las
especificaciones de cemento, los ensayos se realizan con el uso del aparato de Vicat
(Tabla 2.16) (Fig. 2-38) o la aguja de Gillmore (Tabla 2.17) (Fig. 2-39).
Fig. 2-38. El ensayo del tiempo
de fraguado en pasta usando la
aguja de Vicat. (23890)
Fig. 2-39. El tiempo de fraguado determinado por la
aguja de Gillmore. (23892)
El ensayo de Vicat gobierna si no se especifica ningún ensayo por parte del comprador.
El inicio del fraguado de la pasta de cemento no debe ocurrir demasiado temprano y el
final del fraguado no debe ocurrir muy tarde. Los tiempos de fraguado indican si la pasta
está o no sufriendo reacciones normales de hidratación. El sulfato (del yeso u otras
fuentes) en el cemento regula el tiempo del fraguado, pero este tiempo también se
afecta por la finura, relación agua-cemento y cualquier aditivo empleado. El tiempo de
fraguado del concreto no tiene correlación directa con el de las pastas debido a la
pérdida de agua para el aire o substrato (lecho), presencia de agregado y diferencias de
temperatura en la obra (en contraste con las temperaturas controladas en el
laboratorio).
La Figura 2-40 ilustra los promedios de los tiempos de fraguado para cementos portland.
Tabla 2-16. Ensayos del Tiempo de Fraguado Usando la Aguja de Vicat
Tabla 2-17. Ensayos del Tiempo de Fraguado Usando la Aguja de Gillmore
*Promedio de dos valores para el fraguado inicial y un
valor para el fraguado final
**Promedio de dos valores para el fraguado final
Fig. 2-40. Tiempo de fraguado para cementos portland
(Gebhardt 1995 y PCA1996).
Agarrotamiento Prematuro (Falso Fraguado y Fraguado Rápido) .
El agarrotamiento prematuro (endurecimiento rápido) es el desarrollo temprano de la
rigidez en las características de trabajabilidad o plasticidad de la pasta, mortero
concreto de cemento. Esto incluye ambos fraguados, el falso y el rápido.
El falso fraguado se evidencia por la pérdida considerable de plasticidad,
inmediatamente después del mezclado, sin ninguna evolución de calor. Desde el punto
de vista de la colocación y manoseo, las tendencias de fraguado falso en el cemento no
van a causar problemas, si se mezcla el concreto por un tiempo más largo que el usual o
si el concreto es remezclado sin añadirle agua adicional antes de su transporte y
colocación. El falso fraguado ocurre cuando una gran cantidad de sulfatos se deshidrata
en el molino de cemento formando yeso. La causa del endurecimiento prematuro es la
rápida cristalización o el entrelazamiento de las estructuras en forma de aguja con el
yeso secundario. El mezclado complementario sin la adición del agua rompe estos
cristales y restablece la trabajabilidad. La precipitación de etringita también puede
contribuir para el falso fraguado.
El fraguado rápido se evidencia por una pérdida rápida de trabajabilidad en la pasta,
mortero o concreto a una edad aún temprana. Esto es normalmente acompañado de
una evolución considerable de calor, resultante principalmente de la rápida reacción de
los aluminatos. Si la cantidad o forma adecuadas de sulfato de calcio no están
disponibles para controlar la hidratación del aluminato de calcio, el endurecimiento es
aparente. El fraguado rápido no se lo puede disipar, ni tampoco se puede recuperar la
plasticidad por el mezclado complementario sin la adición de agua.
El endurecimiento correcto resulta de un equilibrio cuidadoso de los compuestos de
sulfato y aluminato, bien como de temperatura y finura adecuadas de los materiales (las
cuales controlan la hidratación y la tasa de disolución).
La cantidad de sulfato transformado en yeso tiene un efecto significante. Por ejemplo,
con un cemento específico, 2% de yeso permitieron un tiempo de fraguado de 5 horas,
mientras que 1% de yeso promovió el fraguado rápido y 3% permitieron el falso
fraguado (Helmuth y otros 1995).
Los cementos se ensayan para agarrotamiento prematuro usando las pruebas del
método de la pasta: ASTM C 451 (AASHTO T 186), COVENIN 0365, IRAM 1615, NMX-C
132-1997-ONNCCE, NGO 41014 h4, NTC 297, NTE 0875, NTP334.052; o las pruebas del
método del mortero: ASTM C 359 (AASHTO T 185), NTC 225, NTE0201, NTP334.053. Sin
embargo, estos ensayos no consideran todos los factores relacionados con el mezclado,
colocación, temperatura y condiciones de obra que puedan causar endurecimiento
temprano. Ellos tampoco consideran el agarrotamiento prematuro causado por las
interacciones con los otros ingredientes del concreto. Por ejemplo, concretos mezclados
por periodos muy cortos, menos de un minuto, tienden a ser más susceptibles al
endurecimiento rápido (ACI 225).
Resistencia a Compresión del Concreto.
La resistencia a compresión es aquélla obtenida por la prueba, por ejemplo, de cubos o
cilindros de mortero de acuerdo con las normas nacionales de la Tabla 2.18. La Figura 2-
41 enseña el ensayo según la norma ASTM C 109. Se debe preparar y curar los
especimenes de acuerdo con la prescripción de la norma y con el uso de arena
estándar.
El tipo de cemento, o más precisamente, la composición de los compuestos y la finura
del cemento influyen fuertemente la resistencia a compresión. Algunas normas como,
por ejemplo, la ASTM C 1157, la IRAM 50000, la MNX-C-414-ONNCCE y la NTP334.082,
traen los requisitos de ambas resistencias, la mínima y la máxima, mientras que la
ASTM C 150 y la ASTM C 595 (AASHTO M 85 y M 240), bien como la mayoría de las
normas de los países Latinoamericanos, presentan solamente los requisitos de
resistencia mínima. Los requisitos de resistencia mínima de las especificaciones de
cemento se cumplen por la mayoría de los fabricantes de cemento.
Fig. 2-41. Se hacen cubos de 50 mm (2 pulg.) (izquierda) y se
los prensan para la determinación de las características de
resistencia del cemento.
Tabla 2.18. Normas para la Determinación de la Resistencia del Cemento
Fig. 2-42. Desarrollo relativo de la resistencia de cubos de
morteros de cemento como un porcentaje de la resistencia
a los 28 días. Los promedios fueron adaptados de Gebhardt
1995.
Fig. 2-43. Desarrollo de resistencia de cubos de mortero de cemento portland
de varias estadísticas combinadas. La línea rayada representa los valores
promedios y el área rayada, la gama de valores (adaptado de Gebhardt 1995).
Pero, no se debe asumir que dos tipos de cemento que tengan los mismos requisitos de
resistencia van a producir morteros o concretos con la misma resistencia, sin que se
hagan modificaciones de las proporciones de la mezcla.
En general, la resistencia del cemento (basada en ensayos en cubos de mortero) no se
la puede usar para el pronóstico de la resistencia del concreto con un alto grado de
precisión, debido a las muchas variables en las características de los agregados,
mezclado del concreto, procedimientos de construcción y condiciones del
medioambiente en la obra (Weaver, Isabelle y Williamson 1970 y Dehayes 1990). Las
Figuras 2-42 y 2-43 ilustran el desarrollo de la resistencia en morteros estándares,
preparados con varios tipos de cemento portland. Word (1992) presenta las resistencias
a largo plazo de morteros y concretos preparados con cemento portland y cemento
adicionado. La uniformidad de la resistencia del cemento de una única fuente se puede
determinar de acuerdo con los procedimientos, por ejemplo, de la ASTM C 917.
Calor de Hidratación del Concreto.El calor de hidratación es el calor que se genera por la reacción entre el cemento y el
agua. La cantidad de calor generado depende, primariamente, de la composición
química del cemento, siendo el C3Ay el C3S los compuestos más importantes para la
evolución de calor. Relación agua-cemento, finura del cemento y temperatura de curado
también son factores que intervienen. Un aumento de la finura, del contenido de
cemento y de la temperatura de curado aumentan el calor de hidratación. Apesar del
cemento portland poder liberar calor por muchos años, la tasa de generación de calor es
mayor en las edades tempranas. Se genera una gran cantidad de calor en los tres
primeros días, con la mayor tasa de liberación de calor normalmente ocurriendo a lo
largo de las primeras 24 horas (Copeland y otros 1960). El calor de hidratación se
ensaya según las normas ASTM C 186, COVENIN 0495, IRAM 1617, IRAM 1852, NMX-C-
151-ONNCCE, NTC 117, NTE 0199, NTP334.064, UNIT 326 o por calorímetro de
conducción (Fig. 2-44).
Fig. 2-44. El calor de hidratación se puede determinar por (izquierda) ASTM C
186 y por (derecha) calorímetro de conducción.
Tabla 2-19. Calor de Hidratación de Cementos Portland de los EE.UU.
Seleccionados de la Década de 90,según la Norma ASTM C 186, en kJ/kg*
Para la mayoría de los elementos de concreto, tales como losas, el calor generado no
trae preocupación porque el calor se disipa rápidamente en el ambiente. Sin embargo,
en estructuras de grandes volúmenes, con espesor mayor que un metro (yarda), la tasa
y la cantidad de calor generado son importantes. Si este calor no se disipa rápidamente,
puede ocurrir un aumento considerable de la temperatura del concreto. Este aumento
de temperatura puede ser indeseable, pues después del endurecimiento a altas
temperaturas, el enfriamiento no uniforme de la masa de concreto hasta la temperatura
ambiente puede crear tensiones de tracción (esfuerzos de tensión) indeseables.
Por otro lado, el aumento de la temperatura en el concreto causado por el calor de
hidratación es frecuentemente beneficioso en clima frío, pues ayuda a mantener las
temperaturas favorables para el curado.
La Tabla 2.19 presenta valores de calor de hidratación para varios tipos de cemento
portland. Estos datos limitados muestran que el cemento tipo III (ASTM C 150) tiene
calor de hidratación más alto que los otros tipos de cemento, mientras que el tipo IV
(ASTM C 150) tiene el calor más bajo. También se debe observar la diferencia en la
generación de calor entre el tipo II (ASTM C 150) normal y el moderado calor de
hidratación tipo II (ASTM C 150).
Los cementos no generan calor a una tasa constante. La producción de calor durante la
hidratación de un cemento portland tipo I (ASTM C 150) se presenta en la Figura 2-45.
El primer pico presentado en el perfil de calor se debe a la liberación de calor por las
reacciones iniciales de los compuestos del cemento, tales como aluminato tricálcico.
Algunas veces llamado de calor de mojado, este primer pico de calor se sigue por un
periodo de baja reactividad conocido como periodo de incubación o inducción.
Después de algunas horas, aparece un segundo pico atribuido a la hidratación del
silicato tricálcico, señalizando el comienzo del proceso de endurecimiento de la pasta.
Finalmente, hay un tercer pico debido a la reacción renovada del aluminato tricálcico; su
intensidad y localización dependen normalmente de la cantidad de aluminato tricálcico
y de sulfato en el cemento. En el ensayo de calorimetría, las primeras medidas de calor
se obtienen aproximadamente 7 minutos después de la mezcla de la pasta; como
resultado, sólo se puede observar la inclinación descendente del primer pico
(Etapa 1, Fig. 2-45). El segundo pico (pico de C3S) normalmente ocurre entre 6 y 12
horas. El tercer pico (pico de C3Arenovado en la conversión de AFt para AFM) ocurre
entre 12 y 90 horas. Esta información puede ser útil en el control del aumento de
temperatura en el concreto masivo (Tang 1992).
Cuando es necesario minimizar la generación de calor en el concreto, los diseñadores
deben escoger un cemento con más bajo calor, tales como el cemento portland tipo II
(ASTM C 150, AASHTO M 85), con la opción de los requisitos de moderado calor de
hidratación. Como ni todos los cementos tipo II se fabrican para el desarrollo de un nivel
moderado de calor, la opción de moderado calor de hidratación se debe solicitar
especialmente. El cemento de bajo calor de hidratación se puede utilizar para el control
de la subida de la temperatura, pero raramente está disponible.
Fig. 2-45. Evolución del calor como función del tiempo para
pasta de cemento. La etapa 1 es el calor de humedecimiento
o de la hidrólisis inicial (hidratación del C3Ay del C3S). La
etapa 2 es el período de incubación relacionado al tiempo
de fraguado inicial. La etapa 3 es una reacción acelerada de
los productos de hidratación que determina la tasa de
endurecimiento y el tiempo de fraguado final. En la etapa 4
hay una desaceleración de la formación de los productos de
hidratación y determina la tasa de aumento de resistencia
inicial. La etapa 5 es lenta, caracterizada por la formación
estable de productos de hidratación, estabilizando la tasa
de aumento de resistencia a edades avanzadas.
Los cementos de moderado calor y bajo calor también están disponibles en las
especificaciones de la ASTM C 595 (AASHTO M 240) y C 1157. El empleo de los
materiales cementantes suplementarios es también una opción para reducir la subida
de temperatura.
La ASTM C 150 (AASHTO M 85), la COVENIN 28, la NCR40, NTP334.009, NTP334.090
tienen tanto un enfoque químico como físico para el control del calor de hidratación. Se
puede especificar cualquiera de los enfoques, pero no ambos. La ASTM C 595 (AASHTO
M 240) y C 1157, IRAM 50001, NMX–C–414–ONNCCE y NTP 334.082 usan límites físicos.
Para más informaciones,consulte PCA(1997).
Pérdida por Calcinación (Pérdida por Ignición, Pérdida al Fuego).
La pérdida por calcinación (pérdida por ignición) del cemento portland se determina por
el calentamiento de una muestra de cemento con masa conocida a una temperatura de
900°C a 1000°C, hasta que se obtenga la constancia de masa. Se determina entonces la
pérdida de masa de la muestra. Normalmente, una gran pérdida por ignición es una
indicación de prehidratación y carbonatación, las cuales pueden ser resultantes del
almacenamiento prolongado o de manera incorrecta, o de la adulteración durante el
transporte. El ensayo de pérdida por calcinación se realiza de acuerdo con las normas
de ASTM C 114 (AASHTO T 105), COVENIN 0109, IRAM 1504, NCh147, NGO 41003 h18,
NMX-C-151-ONNCCE, NTC 184, NTE 0160, NTP334.086 y UNIT-NM 18 (Figura 2-46).
Fig. 2-46. Ensayo de pérdida por ignición del cemento.
Peso Específico (Densidad) y Densidad Relativa (Densidad Absoluta, Gravedad Específica) del Concreto.El peso específico del cemento (densidad, peso volumétrico, peso unitario, masa
unitaria) se define como el peso de cemento por unidad de volumen de los sólidos o
partículas, excluyéndose el aire entre las partículas. La masa específica se presenta en
megagramos por metro cúbico o gramos por centímetro cúbico (el valor numérico es el
mismo en las dos unidades). El peso específico del cemento varía de 3.10 hasta 3.25,
con promedio de 3.15 Mg/m3. El cemento portland de alto horno y el portland
puzolánico tienen pesos específicos que varían de 2.90 hasta 3.15, con promedio de
3.05 Mg/m3. El peso específico del cemento (Tabla 2-20) no es una indicación de la
calidad del cemento, su principal uso es en los cálculos de las proporciones de la
mezcla.
Fig. 2-47. La densidad del cemento (peso específico) se
puede determinar por (izquierda) el uso del frasco vo-
lumétrico de Le Chatelier y queroseno (kerosene) o por
(derecha) el uso de un picnómetro de helio
Para el proporcionamiento de la mezcla, puede ser más útil expresar la densidad como
densidad relativa, también llamada de gravedad específica o densidad absoluta. La
densidad relativa es un número adimensional determinado por la división de la densidad
del cemento por la densidad del agua a 4°C, la cual es 1.0 Mg/m3 (1.0 g/cm3, 1000
kg/m3 o 62.4 lb/pies3).
Se supone la densidad relativa del cemento portland como siendo 3.15 para su uso en
los cálculos volumétricos del proporcionamiento de la mezcla de concreto. Como las
proporciones de la mezcla traen las cantidades de los ingredientes del concreto en
kilogramos o libras, se debe multiplicar la densidad relativa por la densidad del agua a
4°C, establecida como 1000 kg/m3 (62.4 lb/pies3), para la determinación de la densidad
o el peso específico de las partículas de cemento en kg/m3 o lb/pies3.
Densidad Aparente del Concreto.
La densidad aparente del cemento se define como el peso de las partículas de cemento
más el aire entre las partículas por unidad devolumen. La densidad aparente del
cemento puede variar considerablemente, dependiendo de como se manosea y
almacena el cemento. Si el cemento portland está muy suelto, puede pesar sólo 830
kg/m3 (52 4 lb/pies3), mientras que cuando se consolida el cemento a través de
vibración, el mismo cemento puede pesar tanto como 1650 kg/m3 (103 4 lb/pies3)
(Toler 1963). Por esta razón, las buenas prácticas indican que se debe medir el cemento
en masa y no en volumen (Fig. 2-48).
Tabla 2-20. Normas para la Determinación del Peso Específico y de la Densidad
Fig. 2-48. Los dos recipientes contienen 500 gramos de
polvo de cemento seco. Ala izquierda, el cemento ha sido
solamente colocado en el recipiente. Ala derecha, el
cemento ha sido ligeramente vibrado – imitando la
consolidación durante el transporte o la compactación
mientras que se lo almacena en los silos. La diferencia del
20% del volumen aparente enseña la necesidad de medirse
el cemento por su peso y no por su volumen, cuando de la
mezcla del concreto.
CementoEl cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada clinker, esta se convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda fraguar y endurecerse. Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón (en España, parte
de Suramérica y el Caribe hispano) o concreto (en México, Centroamerica y parte de Suramérica). Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil.
Índice
[ocultar]
1 Historia 2 Tipos de cemento
o 2.1 El cemento portland 2.1.1 Cementos portland especiales
2.1.1.1 Portland férrico 2.1.1.2 Cementos blancos
o 2.2 Cementos de mezclas 2.2.1 Cemento puzolánico 2.2.2 Cemento siderúrgico
o 2.3 Cemento de fraguado rápido o 2.4 Cemento aluminoso
2.4.1 Reacciones de hidratación o 2.5 Propiedades generales del cemento o 2.6 Propiedades físicas del cemento de aluminato de calcio o 2.7 Aplicaciones o 2.8 Usos comunes del cemento de aluminato de calcio
3 Proceso de fabricación 4 Producción de cemento en España 5 Véase también 6 Referencias 7 Enlaces externos
Historia[editar]
Desde la antigüedad se emplearon pastas y morteros elaborados con arcilla o greda, yeso y cal para unir mampuestos en las edificaciones. El cemento se empezó a utilizar en la Antigua Grecia utilizando tobas volcánicas extraídas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales. En el siglo I a. C. se empezó a utilizar en la Antigua Roma, un cemento natural, que ha resistido la inmersión en agua marina por milenios, los cementos Portland no duran más de los 60 años en esas condiciones; formaban parte de su composición cenizas volcánicas obtenidas en Pozzuoli, cerca del Vesubio. La bóveda del Panteón es un ejemplo de ello. En el siglo XVIII John Smeaton construye la cimentaciónde un faro en el acantilado de Eddystone, en la costa Cornwall, empleando un mortero de cal calcinada. El siglo XIX, Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 elPortland Cement, denominado así por su color gris verdoso oscuro similar a la piedra de Portland. Isaac Johnson, en 1845, obtiene el prototipo del cemento moderno, con una mezcla de caliza y arcilla calcinada a alta temperatura. En el siglo XX surge el auge de la industria del cemento, debido a los experimentos de los químicos franceses Vicat y Le Chatelier y el alemán Michaélis, que logran cemento de calidad homogénea; la invención del horno rotatorio para calcinación y el molino tubular y los métodos de transportar hormigón fresco ideados por Juergen Heinrich Magens que patenta entre 1903 y 1907.
Véase también: Historia del hormigón
Tipos de cemento[editar]
Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:
1. de origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente;
2. de origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o volcánico
elemento, diferentes por su composición, por sus propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos.
Desde el punto de vista químico se trata en general de una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de calcáreo, arcilla y arena. El material obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con agua se hidrata y solidifica progresivamente. Puesto que la composición química de los cementos es compleja, se utilizan terminologías específicas para definir las composiciones.
El cemento portland[editar]Artículo principal: Cemento Portland
El poso de cemento más utilizado como aglomerante para la preparación del hormigón es el cemento portland, producto que se obtiene por la pulverización del clinker portlandcon la adición de una o más formas de yeso (sulfato de calcio). Se admite la adición de otros productos siempre que su inclusión no afecte las propiedades del cemento resultante. Todos los productos adicionales deben ser pulverizados conjuntamente con el clinker. Cuando el cemento portland es mezclado con el agua, se obtiene un producto de características plásticas con propiedades adherentes que solidifica en algunas horas y endurece progresivamente durante un período de varias semanas hasta adquirir suresistencia característica. El proceso de solidificación se debe a un proceso químico llamado hidratación mineral.
Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcáreo o cal) se obtiene el cemento plástico, que fragua más rápidamente y es más fácilmente trabajable. Este material es usado en particular para el revestimiento externo de edificios.
Normativa
La calidad del cemento portland deberá estar de acuerdo con la norma ASTM C 150. En Europa debe estar de acuerdo con la norma EN 197-1. En España los cementos vienen regulados por la Instrucción para recepción de cementos RC-08, aprobada por el Real Decreto 956/2008 de 6 de junio.
Cementos portland especiales[editar]
Los cementos portland especiales son los cementos que se obtienen de la misma forma que el portland, pero que tienen características diferentes a causa de variaciones en el porcentaje de los componentes que lo forman.
Portland férrico[editar]
Imagen al microscopio del cemento portland férrico.
El portland férrico está caracterizado por un módulo de fundentes de 0,64. Esto significa que este cemento es muy rico en hierro. En efecto se obtiene introduciendo cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo. Este tipo de composición comporta por lo tanto, además de una mayor presencia de Fe2O3(óxido ferroso), una menor presencia de 3CaOAl2O3 cuya hidratación es la que desarrolla más calor. Por este motivo estos cementos son particularmente apropiados para ser utilizados en climas cálidos. Los mejores cementos férricos son los que tienen un módulo calcáreo bajo, en efecto estos contienen una menor cantidad de 3CaOSiO2, cuya hidratación produce la mayor cantidad de cal libre (Ca(OH)2). Puesto que la cal libre es el componente mayormente atacable por las aguas agresivas, estos cementos, conteniendo una menor cantidad, son más resistentes a las aguas agresivas que el plástico.
Cementos blancos[editar]
Contrariamente férricos, los cementos blancos tienen un módulo de fundentes muy alto, aproximadamente 10. Estos contienen por lo tanto un porcentaje bajísimo de Fe2O3. EI color blanco es debido a la falta del hierro que le da una tonalidad grisácea al Portland normal y un gris más oscuro al cemento ferrico. La reducción del Fe2O3 es compensada con el agregado de fluorita (CaF2) y de criolita (Na3AlF6), necesarios en la fase de fabricación en el horno.para bajar la calidad del tipo de cemento que hoy en día hay 4: que son tipo I 52,5, tipo II 52,5, tipo II 42,5 y tipo II 32,5; También llamado pavi) se le suele añadir una cantidad extra de caliza que se le llama clinkerita para rebajar el tipo, ya que normalmente el clinker molido con yeso sería tipo I
Cementos de mezclas[editar]
Los cementos de mezclas se obtienen agregando al cemento Portland normal otros componentes como la puzolana. El agregado de estos componentes le da a estos cementos nuevas características que lo diferencian del Portland normal.
Cemento puzolánico[editar]
Se denomina puzolana a una fina ceniza volcánica que se extiende principalmente en la región del Lazio y la Campania, su nombre deriva de la localidad de Pozzuoli, en las proximidades de Nápoles, en las faldas del Vesubio. Posteriormente se ha generalizado a las cenizas volcánicas en otros lugares. Ya Vitruvio describía cuatro tipos de puzolana: negra, blanca, gris y roja.
Mezclada con cal (en la relación de 2 a 1) se comporta como el cemento puzolánico, y permite la preparación de una buena mezcla en grado de fraguar incluso bajo agua.
Esta propiedad permite el empleo innovador del hormigón, como ya habían entendido los romanos: El antiguo puerto de Cosa (puerto) fue construido con puzolana mezclada con cal apenas antes de su uso y colada bajo agua, probablemente
utilizando un tubo, para depositarla en el fondo sin que se diluya en el agua de mar. Los tres muelles son visibles todavía, con la parte sumergida en buenas condiciones después de 2100 años.
La puzolana es una piedra de naturaleza ácida, muy reactiva, al ser muy porosa y puede obtenerse a bajo precio. Un cemento puzolánico contiene aproximadamente:
55-70 % de clinker Portland 30-45 % de puzolana 2-4 % de yeso
Puesto que la puzolana se combina con la cal (Ca(OH)2), se tendrá una menor cantidad de esta última. Pero justamente porque la cal es el componente que es atacado por lasaguas agresivas, el cemento puzolánico será más resistente al ataque de éstas. Por otro lado, como el 3CaOAl2O3 está presente solamente en el componente constituido por el clinker Portland, la colada de cemento puzolánico desarrollará un menor calor de reacción durante el fraguado. Este cemento es por lo tanto adecuado para ser usado en climas particularmente calurosos o para coladas de grandes dimensiones.
Se usa principalmente en elementos en las que se necesita alta impermeabilidad y durabilidad.
Cemento siderúrgico[editar]
La puzolana ha sido sustituida en muchos casos por la ceniza de carbón proveniente de las centrales termoeléctricas, escoria de fundiciones o residuos obtenidos calentando elcuarzo. Estos componentes son introducidos entre el 35 hasta el 80 %. El porcentaje de estos materiales puede ser particularmente elevado, siendo que se origina a partir de silicatos, es un material potencialmente hidráulico. Ésta debe sin embargo ser activada en un ambiente alcalino, es decir en presencia de iones OH-. Es por este motivo que debe estar presente por lo menos un 20 % de cemento Portland normal. Por los mismos motivos que el cemento puzolánico, el cemento siderúrgico tiene mala resistencia a las aguas agresivas y desarrolla más calor durante el fraguado. Otra característica de estos cementos es su elevada alcalinidad natural, que lo rinde particularmente resistente a la corrosión atmosférica causada por los sulfatos.
Tiene alta resistencia química, de ácidos y sulfatos, y una alta temperatura al fraguar.
Cemento de fraguado rápido[editar]
El cemento de fraguado rápido, también conocido como "cemento romano ó prompt natural", se caracteriza por iniciar el fraguado a los pocos minutos de su preparación con agua. Se produce en forma similar al cemento Portland, pero con el horno a una temperatura menor (1.000 a 1.200 °C).1 Es apropiado para trabajos menores, de fijaciones y reparaciones, no es apropiado para grandes obras porque no se dispondría del tiempo para efectuar una buena aplicación. Aunque se puede iniciar el fraguado controlado mediante retardantes naturales (E-330) como el ácido cítrico, pero aun así si inicia el fraguado aproximadamente a los 15 minutos (a 20 °C). La ventaja es que al pasar aproximadamente 180 minutos de iniciado del fraguado, se consigue una resistencia muy alta a la compresión (entre 8 a 10 MPa), por lo que se obtiene gran prestación para trabajos de intervención rápida y definitivos. Hay cementos rápidos que pasados 10 años, obtienen una resistencia a la compresión superior a la de algunos hormigones armados (mayor a 60 MPa).
Cemento aluminoso[editar]Artículos principales: Cemento aluminoso y Aluminosis.
El cemento aluminoso se produce principalmente a partir de la bauxita con impurezas de óxido de hierro (Fe2O3), óxido de titanio (TiO2) y óxido de silicio (SiO2). Adicionalmente se agrega óxido de calcio o bien carbonato de calcio. El cemento
aluminoso también recibe el nombre de «cemento fundido», pues la temperatura del horno alcanza hasta los 1.600 °C, con lo que se alcanza la fusión de los componentes. El cemento fundido es colado en moldes para formar lingotes que serán enfriados y finalmente molidos para obtener el producto final.
El cemento aluminoso tiene la siguiente composición de óxidos:
35-40 % óxido de calcio 40-50 % óxido de aluminio 5 % óxido de silicio 5-10 % óxido de hierro 1 % óxido de titanio
Su composición completa es:
60-70 % CaOAl2O3
10-15 % 2CaOSiO2
4CaOAl2O3Fe2O3
2CaOAl2O3SiO2
Por lo que se refiere al óxido de silicio, su presencia como impureza tiene que ser menor al 6 %, porque el componente al que da origen, es decir el (2CaOAl2O3SiO2) tiene pocas propiedades hidrófilas (poca absorción de agua).
Reacciones de hidratación[editar]
CaOAl2O3+10H2O → CaOAl2O310H2O (cristales hexagonales)2(CaOAl2O3)+11H2O → 2CaOAl2O38H2O + Al(OH)3 (cristales + gel)2(2CaOSiO2)+ (x+1)H2O → 3CaO2SiO2xH2O + Ca(0H)2 (cristales + gel)
Mientras el cemento Portland es un cemento de naturaleza básica, gracias a la presencia de cal Ca(OH)2, el cemento aluminoso es de naturaleza sustancialmente neutra. La presencia del hidróxido de aluminio Al(OH)3, que en este caso se comporta como ácido, provocando la neutralización de los dos componentes y dando como resultado un cemento neutro.
El cemento aluminoso debe utilizarse en climas fríos, con temperaturas inferiores a los 30 °C. En efecto, si la temperatura fuera superior, la segunda reacción de hidratación cambiaría y se tendría la formación de 3CaOAl2O36H2O (cristales cúbicos) y una mayor producción de Al(OH)3, lo que llevaría a un aumento del volumen y podría causar fisuras.
Propiedades generales del cemento[editar]
Buena resistencia al ataque químico. Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario. Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad. Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotérmico.
Está prohibido el uso de cemento aluminoso en hormigón pretensado. La vida útil de las estructuras de hormigón armado es más corta.
El fenómeno de conversión (aumento de la porosidad y caída de la resistencia) puede tardar en aparecer en condiciones de temperatura y humedad baja.
El proyectista debe considerar como valor de cálculo, no la resistencia máxima sino, el valor residual, después de la conversión, y no será mayor de 40 N/mm2.
Se recomienda relaciones A/C ≤ 0,4, alta cantidad de cemento y aumentar los recubrimientos (debido al pH más bajo).
Propiedades físicas del cemento de aluminato de calcio[editar]
Fraguado: Normal 2-3 horas. Similar al del cemento Portland. Endurecimiento: muy rápido. En 6-7 horas tiene el 80 % de la resistencia. Estabilidad de volumen: No expansivo. Calor de hidratación: muy exotérmico.Desprende rápidamente una gran cantidad
de calor. Muy resistente a sulfatos y muy buena durabilidad y resistente a compuestos
ácidos Buenas propiedades refractarias, aguanta 1500-1600 ºC manteniendo resistencias
y propiedades físicas. Expuesto a condiciones de ata temperatura y alta humedad (Por ejemplo una zona
costera) sufre una alteración en su composición química:
3CAH10=>C3AH6+2AH3+18H
Pierde 18 moléculas de agua y deja poros al evaporarse, en consecuencia pierde toda resistencia (Pasa de un cristal hexagonal a uno cúbico)
El curado ha de ser muy cuidado (dura un día)
Aplicaciones[editar]
El cemento de aluminato de calcio resulta muy adecuado para:
Hormigón refractario. Reparaciones rápidas de urgencia. Basamentos y bancadas de carácter temporal.
Cuando su uso sea justificable, se puede utilizar en:
Obras y elementos prefabricados, de hormigón en masa o hormigón no estructural. Determinados casos de cimentaciones de hormigón en masa. Hormigón proyectado.
No resulta nada indicado para:
Hormigón armado estructural. Hormigón en masa o armado de grandes volúmenes.(muy exotérmico)
Es prohibido para:
Hormigón pretensado en todos los casos.
Usos comunes del cemento de aluminato de calcio[editar]
Alcantarillados. Zonas de vertidos industriales. Depuradoras. Terrenos sulfatados. Ambientes marinos. Como mortero de unión en construcciones refractarias. Carreteras.
Proceso de fabricación[editar]
El proceso de fabricación del cemento comprende cuatro etapas principales:
1. Extracción y molienda de la materia prima2. Homogeneización de la materia prima3. Producción del Clinker4. Molienda de cemento
La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la dureza y ubicación del material, se aplican ciertos sistemas de explotación y equipos. Una vez extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser procesados por los molinos de crudo.
La etapa de homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca, dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales. En el proceso húmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneización y de allí hasta los hornos en donde se produce el clínker a temperaturas superiores a los 1500°C. En el proceso seco, la materia prima es homogeneizada en patios de materia prima con el uso de maquinarias especiales. En este proceso el control químico es más eficiente y el consumo de energía es menor, ya que al no tener que eliminar el agua añadida con el objeto de mezclar los materiales, los hornos son más cortos y el clínker requiere menos tiempo sometido a las altas temperaturas.
El clínker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para finalmente obtener cemento.
Reacción de las partículas de cemento con el agua
1. Periodo inicial: las partículas con el agua se encuentran en estado de disolución, existiendo una intensa reacción exotérmica inicial. Dura aproximadamente diez minutos.
2. Periodo durmiente: en las partículas se produce una película gelatinosa, la cual inhibe la hidratación del material durante una hora aproximadamente.
3. Inicio de rigidez: al continuar la hidratación de las partículas de cemento, la película gelatinosa comienza a crecer, generando puntos de contacto entre las partículas, las cuales en conjunto inmovilizan la masa de cemento. También se le llama fraguado. Por lo tanto, el fraguado sería el aumento de la viscosidad de una mezcla de cemento con agua.
4. Ganancia de resistencia: al continuar la hidratación de las partículas de cemento, y en presencia de cristales de CaOH2, la película gelatinosa (la cual está saturada en este punto) desarrolla unos filamentos tubulares llamados «agujas fusiformes», que al aumentar en número generan una trama que aumenta la resistencia mecánica entre los granos de cemento ya hidratados.
5. Fraguado y endurecimiento: el principio de fraguado es el tiempo de una pasta de cemento de difícil moldeado y de alta viscosidad. Luego la pasta se endurece y se transforma en un sólido resistente que no puede ser deformado. El tiempo en el que alcanza este estado se llama «final de fraguado».
Almacenamiento
Si es cemento en sacos, deberá almacenarse sobre parrillas de madera o piso de tablas; no se apilará en hileras superpuestas de más de 14 sacos de altura para almacenamiento de 30 días, ni de más de 7 sacos de altura para almacenamientos hasta de 2 meses. Para evitar que el cemento envejezca indebidamente, después de llegar al área de las obras, el contratista deberá utilizarlo en la misma secuencia
cronológica de su llegada. No se utilizará bolsa alguna de cemento que tenga más de dos meses de almacenamiento en el área de las obras, salvo que nuevos ensayos demuestren que está en condiciones satisfactorias.
Producción de cemento en España[editar]
La producción de cemento en España es un buen ejemplo de la evolución económica del país. Desde 1973 hasta la actualidad, las gráficas nos indican una evolución constante, con suelo en 2013 después de una crisis de siete años de producción que comenzó en 2007.2
Producción de cemento en España entre 1973 y 1986 (en miles de toneladas)3
Fuente:Oficemen
Gráfica elaborada por: Wikipedia
Producción de cemento en España entre 1987 y 1999 (en miles de toneladas)4
Fuente:Oficemen
Gráfica elaborada por: Wikipedia
Producción de cemento en España entre 2000 y 2013 (en miles de toneladas)5
Fuente:Oficemen
Gráfica elaborada por: Wikipedia
