EL CEMENTO

INTEGRANTES

CATARI VARGAS CLAUDIA VANESSACARRILLO QUISPE RUTHCOAQUIRA VALDIVIA GERARDOCONDORI LLERENA JORGE LUIS

1. Definición

1. Definición

Se definen como cementos los conglomerantes hidráulicos que, convenientemente amasados con agua, forman pastas que fraguan y endurecen a causa de las reacciones de hidrólisis e hidratación de sus constituyentes, dando lugar a productos hidratados mecánicamente resistentes y estables tanto al aire como bajo agua.

HISTORIA DEL CEMENTO

Fue en la Antigua Grecia cuando empezaron a usarse tobas (roca ígnea formada por acumulación de ceniza) volcánicas extraídas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales.

En el siglo I a. C. se empezó a utilizar el

cemento natural en la Antigua Roma, la bóveda es un ejemplo de ello.

En el siglo XVIII John Smeaton construye la cimentación de un faro en el acantilado de Edystone (Inglaterra), empleando un mortero de cal calcinada. 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.

HISTORIA DEL CEMENTO

Prehistoria Hace 8.000 años, la mezcla de cemento con agua,

arena y áridos dio como resultado un nuevo material que se podía moledar fácilmente y que, cuando endurecía, adquiría características de solidez, resistencia y durabilidad notables. Este nuevo material fue el origen del hormigón. 

Según fuentes históricas, la construcción más antigua realizada en hormigón es el suelo de una cabaña en Lepensky Vir (Yugoslavia), datada en el año 5.600 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 cimentación de un faro en el acantilado de Eddystone, en la costa Cornwall, empleando un mortero de cal calcinada.

Edad Antigua El pueblo egipcio ya utilizaba un mortero –mezcla de arena

con materia cementosa- para unir bloques de piedra y levantar sus prodigiosas construcciones. Parte de una de las pirámides de Gizeh (2.600 a.C.) fue levantada con hormigón, y en el mural de Tebas (1.950 a.C.) se conservan escenas de hombres fabricando hormigón y aplicándolo en una obra.  

Los constructores griegos y romanos descubrieron que ciertos materiales procedentes de depósitos volcánicos, mezclados con caliza, arena y agua, producían un mortero de gran fuerza, capaz de resistir la acción del agua dulce y salada. La civilización romana utilizaba el hormigón en la construcción de grandes edificios, y también en la red de agua potable y en la evacuación de aguas residuales.

Entre otros ejemplos romanos de utilización de hormigones, se pueden destacar los siguientes:-El anfiteatro de Pompeya, construido en el año 75 a.C., muestra anillos de hormigón en su perímetro.-El Coliseo de Roma, construido en el año 82 d.C., contiene hormigón en los cimientos, los muros interiores y la estructura.-El Panteón de Roma, construido en el año 127 d.C., donde se utilizó un hormigón aligerado para construir la cúpula, de 50 m de diámetro.-En diversas canalizaciones de agua, con numerosos ejemplos.

Hormigón medieval

Después del gran papel del hormigón en las construcciones del Imperio Romano, no se encuentran muestras de su uso hasta el año 1.200, en que se vuelve a utilizar para la construcción de grandes obras como la Catedral de Salisbury en Inglaterra, cuyos cimientos están hechos de hormigón.

Cemento Portland

A partir de mediados del siglo XVIII, se empezaron a realizar una serie de investigaciones relacionadas con el cemento y el hormigón. Así, en 1.759, John Smeaton, un ingeniero de Leeds, en el Reino Unido, desarrolló un nuevo mortero para unir los bloques de piedra del faro de Eddystone. Al cabo de pocos años, el reverendo James Parker creó un nuevo cemento de manera accidental al quemar unas piedras calizas. Este nuevo cemento, denominado cemento romano porque se pensaba que era el que se había utilizado en la época romana, se patentó y se empezó a utilizar en diversas obras en el Reino Unido.

En 1.824, James Parker y Joseph Aspdin  patentaron un nuevo cemento hidráulico artificial, fabricado por la combustión conjunta de caliza y carbón, que denominaron Portland Cement por su color oscuro, similar a la piedra de la isla de Portland. En sus inicios este material no fue demasiado empleado, a causa de su complejo procedimiento de fabricación, que encarecía su producción.

Hacia finales del siglo XIX, el proceso de industrialización y la introducción de hornos rotatorios propiciaron la extensión de su uso para todo tipo de aplicaciones. Actualmente, y a pesar de  todas las mejoras técnicas introducidas, el cemento Portland continua siendo, en esencia, muy similar al primero que se patentó, aunque su impacto y prestaciones han mejorado muy significativamente. 

Época actual Hoy en día, los hormigones fabricados

con cemento portland admiten múltiples posibilidades de aplicación. La diversidad de características ponen al alcance de la sociedad un amplio abanico de modalidades para escoger. Todas las modalidades de hormigones han demostrado a lo largo del tiempo sus excelentes propiedades y su elevado grado de durabilidad y resistencia, lo se puede constatar en las grandes edificaciones, las obras públicas o los conjuntos artísticos (como esculturas), muestra de la funcionalidad y el buen comportamiento de todo un clásico actual.

ETAPAS DE LA FABRICACION DEL CEMENTO

EXPLOTACION DE

MATERIAS PRIMAS

MOLIENDA/ TRITURACIO

N

HOMOGENEIZACION

CLINKERIZACION

ADICIONES FINALES Y MOLIENDA

1-EXPLOTACION DE MATERIAS PRIMAS

EXPLORACION

EXPLOTACION

PERFORACION

CARGUE Y TRANSPORTE

CLASIFICACION

REMOCION

CEMENTO

SILICE

CALIZA

ALUMINA

2- TRITURACION Y MOLIENDA

•MATERIAL ARCILLOSO+ MATERIAL CALCAREO+AGUA•PRODUCTO LLAMADO “PASTA” ALMACENADO EN BALSAS, QUE SON TANQUES DE HOMOGENEIZACION

VIA HUMEDA

•EL GRANO MOLIDO ES LLEVADO A SILOS DE HOMOGENEIZACION, DONDE SON HOMOGENEIZADOS VIA NEUMATICA

VIA SECA

4-FABRICACION DEL CLINKERETAPA DE CALENTAMIENTO

ETAPA DE CALCINACION

ETAPA DE COCCION Y CLINKERIZACION

ETAPA DE ENFRIAMIENTO

SECUENCIA BASICA DE REACCIONES

ENFRIAMIENTO DEL CLINKER

El enfriamiento del clinker es necesario Porque :

El clinker al rojo no es transportable.

El clinker caliente influye desfavorablemente en la molienda del cemento.

El aprovechamiento del contenido térmico del clinker caliente en cuantía de unas 200 Kcal/Kg clinker disminuye los costos de producción.

Un proceso de enfriamiento adecuado perfecciona las propiedades del cemento.

5-ADICIONES FINALES Y MOLIENDA

LA FRACCION GRANULOMETRICA DEBE SER DE 3-30 MICRAS

ADICIONES YESO ESCORIA DE ALTO HORNO PUZOLANA NATURAL CALIZA CENIZAS

6-EMPACADOEl cemento resultante se transporta de forma mecánica o neumática a silos de almacenamiento y una vez hechos los correspondientes ensayos de control de calidad, es empacado en el momento de despacharlo al consumidor.

Propiedades físicas y mecánicas del cementoFraguado .- El fraguado es la perdida de plasticidad que

sufre la pasta de cemento. Este proceso es controlado por medio el ensayo de la aguja de Vicat.

Inicio del fraguado .- Cuando la aguja no penetra mas de 25mm en la pasta.

Fin del fraguado.- cuando la aguja no deja marcas en la superficie de la pasta.

   

Falso fraguado o endurecimiento prematuro .-Se manifiesta por un endurecimiento rápido del hormigón poco después del mezclado. Si este es resultado de la deshidratación del yeso durante el proceso de molido, por lo general desaparecerá con un mezclado adicional. . Si es resultado de la interaccion cemento aditivo, es posible que se requieran agua y mezclado adicionales para mitigar el problema.

Fraguado por compactación .-El fraguado por compactación puede presentarse en donde, durante el tránsito, la vibración ha eliminado la mayor parte del aire que rodea las partículas de cemento, como en los vagones de ferrocarril. Se puede tener una situación semejante en los silos de almacenamiento.

Finura .-Influye decisivamente en la velocidad de reacciones químicas que tienen lugar durante el fraguado y el principio de este. Al entrar en contacto con el agua, los granos de cemento solo se hidratan en una profundidad de 0,01 mm, por lo que si dichos granos fuesen muy gruesos, su rendimiento sería muy pequeño. Si el cemento posee una finura excesiva, su retracción y calor de hidratación serán muy altos, se vuelve más susceptible a la meteorización.

Resistencia mecánica .- La velocidad de endurecimiento del cemento depende de las propiedades químicas y físicas del propio cemento y de las condiciones de curado, como son la temperatura y la humedad. La relación agua/cemento (A/C) influye sobre el valor de la resistencia última, con base en el efecto del agua sobre la porosidad de la pasta. Una relación A/C elevada produce una pasta de alta porosidad y baja resistencia.La resistencia es medida a los 3, 7 y 28 días, teniendo estas que cumplir los valores mínimos.Para determinar la resistencia a la compresión, se realiza el ensayo de Compresión , en el cual se usan cubos de mortero de 5 cm. por lado, con una relación constante agua/cemento de 0.485, y para los cementos con puzolana se calcula esta relación, según el contenido de puzolana, hasta lograr la consistencia especificada. El mortero para las pruebas consta de una parte de cemento y 2.75 partes de arena graduada estándar, mezclados con agua. Los cubos de mortero se preparan en moldes que se compactan en 2 capas con una varilla normalizada, se deja secar en una cámara con humedad mayor al 90%. Luego se desmolda y se coloca en agua saturada de Oxido de Calcio a una temperatura entre 23 a 25ºC.El ensayo se lleva a cabo en la máquina de compresión, donde se colocan los cubos y se les aplica presión, hasta la rotura.

Expansión .-El exceso de cal libre o de magnesia en el cemento da por resultado expansión y la desintegración del hormigón hecho con ese cemento.

En el caso de la cal libre, se debe a partículas de esta que no llegan a combinarse con los demás componentes y que van aumentando de volumen hasta explotar.

En el caso de la magnesia se debe a la formación de la periclasa, formada por el oxido de magnesio que se origina cuando el Clinker no ha sido enfriado rápidamente al salir del horno

Componentes químicos del cemento .- Los componentes básicos para el cemento Pórtland son: CaO, obtenida de materiales ricos en cal, como la piedra caliza rica en CaCO3, con impurezas de SiO2, Al2O3 y MgCO3, de Margas, que son calizas acompañadas de sílice y productos arcillosos, conchas marinas, arcilla calcárea, greda, etc.

SiO2 y Al2O3, obtenidos de Arcilla, arcilla esquistosa, pizarra, ceniza muy fina o arena para proporcionar sílice y alúmina.

Fe2O3, que se obtiene de mineral de hierro, costras de laminado o algún material semejante para suministrar el hierro o componente ferrífero.

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND:

-Tipo I : Se usa donde el cemento o el concreto no esta sujeto al ataque de factores especificos ,como sulfatos del suelo o agua ,o elevaciones perjudiciales de temperatura debido al calor generado por la hidratacion.

Complejo habitacional y comercial, cemento Pórtland

tipo I

-Tipo II : de moderada resistencia a los sulfatos, es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado.(Puentes, tuberías de concreto)

Represa en Antamina, cemento Pórtland tipo II

-Tipo III : Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura de concreto reciba carga lo antes posible o cuando es necesario desencofrar a los pocos días del vaciado

-Tipo IV : Se requiere bajo calor de hidratación en que no deben producirse dilataciones durante el fraguado

-Tipo V : Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias)

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND PUZOLÁNICO:

-Pórtland Puzolánico tipo IP : Donde la adición de puzolana es del 15 –40 % del total.

-Pórtland Puzolánico tipo I(PM) : Donde la adición de puzolana es menos del 15 %

-Pórtland Puzolánico tipo P : Donde la adición de puzolana es mas del 40%

CEMENTOS ESPECIALES-Cemento expansivos y Cementos compensantes de la expancion-Cemento de Escorias-Cementos reguladores del fraguado-Cementos naturales

PRODUCCIÓN DE CEMENTO POR EMPRESALas empresas cementeras en Perú, producen los siguientes tipos de cemento:Cemento Andino S.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolánico Tipo I (PM)Cementos Lima S.A.Cemento Portland Tipo I; Marca "Sol"Cemento Portland Tipo IP - Marca "Super Cemento Atlas«

Cementos Pacasmayo S.A.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolánico Tipo IPCemento Portland MS-ASTM C-1157Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co

Cementos Selva S.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolánico Tipo IPCemento Portland Compuesto Tipo 1Co

Cemento Sur S.A.Cemento Portland Tipo I - Marca "Rumi"Cemento Portland Puzolánico Tipo IPM - Marca "Inti"Cemento Portland Tipo II*Cemento Portland Tipo V*Yura S.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IPCemento Portland Tipo IPM