tipos de cemento que existen

8/17/2019 tipos de cemento que existen

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CAPITULO 3

EL CEMENTO PORTLAND

3.0 INTRODUCCION.

Es un aglomerante hidrófilo, resultante de la calcinación de rocas calizas,areniscas y arcillas, de manera de obtener un polvo muy fino que en presencia de agua endurece adquiriendo propiedades resistentes yadherentes.(Ref. No 3.1)

Como ya se mencionó en el Capítulo 1, el nombre proviene de la similitud enapariencia y el efecto publicitario que pretendió darle en el año 1!" #oseph$psdin un constructor ingl%s, al patentar un proceso de calcinación de calizaarcillosa que producía un cemento que al hidratarse adquiría seg&n %l, lamisma resistencia que la piedra de la isla de 'ortland cerca del puerto de(orset.Es en 1") cuando se desarrolla el procedimiento industrial del cemento'ortland moderno que con algunas variantes persiste hasta nuestros días yque consiste en moler rocas calc*reas con rocas arcillosas en ciertacomposición y someter este polvo a temperaturas sobre los 1+ -C produci%ndose lo que se denomina el cliner, constituido por bolasendurecidas de diferentes di*metros, que finalmente se muelenañadi%ndoseles yeso para tener como producto definitivo un polvo

sumamente fino.

3.1 FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND

El punto de partida del proceso de fabricación lo constituye la selección ye/plotación de las materias primas para su procesamiento consiguiente.0os componentes químicos principales de las materias primas para lafabricación del cemento y las proporciones generales en que intervienen son(Ref.3.2)

Componente Químico Poce!enci" U#u"$

12


2/42

3/ido de Calcio 4Ca35 6ocas Calizas%&' 3/ido de 7ílice 47i3!5 $reniscas

3/ido de $luminio 4$l!3+5 $rcillas

3/ido de 8ierro 48e!3+5 $rcillas, 9ineral de :ierro,'irita

3/idos de 9agnesio,7odio,

&' 'otasio, ;itanio, $zufre, 9inerales


3/42

1D


4/42

!


5/42

que las reduce a un tamaño de alrededor de +", con lo que est*n encondiciones de ser sometidas a molienda. 0os materiales son molidosindividualmente en un molino de bolas hasta ser convertidos en un polvo finoimpalpable, siendo luego dosificados y mezclados íntimamente en las proporciones convenientes para el tipo de cemento que se desee obtener.0a mezcla es posteriormente introducida en un horno giratorio consistente enun gran cilindro met*lico recubierto de material refractario con di*metrosque oscilan entre ! y ) m. y longitudes entre 1 a 1) m.. El horno tiene unaligera inclinación con respecto a la horizontal del orden del " ? y unavelocidad de rotación entre + a D revoluciones por hora. (ependiendo deltamaño del horno, se pueden producir diariamente de + a 2 ;oneladas.0a fuente de calor se halla en el e/tremo opuesto al ingreso del material y pueden obtenerse mediante inyección de carbón pulverizado, petróleo o gas

en ignición, con temperaturas m*/imas entre 1,!) y 1,D -C.0as temperaturas desarrolladas a lo largo del horno producen primero laevaporación del agua libre, luego la liberación del C3! y finalmente en lazona de mayor temperatura se produce la fusión de alrededor de un !? a+? de la carga y es cuando la cal, la sílice y la al&mina se vuelven acombinar aglomer*ndose en nódulos de varios tamaños usualmente de 1" a1 de di*metro de color negro característico, relucientes y duros al enfriarse,denominados cliner de cemento 'ortland.En la etapa final del proceso, el cliner es enfriado y es molido en un molinode bolas con=untamente con yeso en pequeñas cantidades 4 + a >?5 paracontrolar el endurecimiento violento. 0a molienda produce un polvo muyfino que contiene hasta 1.1 F 1 1! partículas por Ag. y que pasa

completamente por un tamiz Bo ! 4.2+2 mm., ! aberturas por pulgada cuadrada5.8inalmente el cemento pasa ser almacenado a granel,siendo luego suministrado en esta forma o pesado y embolsado para sudistribución.

En el proceso h&medo la materia prima es molida y mezclada con aguaformando una lechada que es introducida al horno rotatorio siguiendo un proceso similar al anterior pero con mayor consumo de energía para poder eliminar el agua añadida. El proceso a usarse depende de las característicasde las materias primas, economía y en muchos casos por consideraciones detipo ecológico ya que el proceso h&medo es menos contaminante que el seco.(urante todos los procesos el fabricante e=ecuta controles minuciosos paraasegurar tanto la calidad y proporciones de los ingredientes como las

temperaturas y propiedades del producto final, para lo que e/isten una seriede pruebas físicas y químicas estandarizadas, así como equipo delaboratorio desarrollado específicamente para estas labores.

!1


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En la Tabla 3.1 (Ref.3.3) se pueden observar las fuentes de materias primasde las cuales es posible obtener los componentes para fabricar cemento, enque se aprecia la gran variedad de posibilidades e/istentes en la naturaleza para poder producir este material.

3., COMPO-ICION DEL CEMENTO PORTLAND.

0uego del proceso de formación del cliner y molienda final, se obtienen lossiguientes compuestos establecidos por primera vez por 0e Chatelier en1)!, y que son los que definen el comportamiento del cemento hidratado yque detallaremos con su fórmula química, abreviatura y nombre corriente

(Ref.3.4)

" -i$ic"to Tic/$cico 3C"O.-iO, 2 C3-2A$it"@

(efine la resistencia inicial 4en la primera semana5 y tiene muchaimportancia en el calor de hidratación.

* -i$ic"to Dic/$cico ,C"O.-iO,2 C,-2 Be$it".@

(efine la resistencia a largo plazo y tiene incidencia menor en el calor dehidratación.

c A$umin"to Tic/$cico 3C"O.A$,O32 C3A.@

$isladamente no tiene trascendencia en la resistencia, pero con los silicatoscondiciona el fraguado violento actuando como catalizador, por lo que esnecesario añadir yeso en el proceso 4+? @ >?5 para controlarlo.Es responsable de la resistencia del cemento a los sulfatos ya que alreaccionar con estos produce 7ulfoaluminatos con propiedades e/pansivas, por lo que hay que limitar su contenido.

! A$uminoFeito Tet"c/$cico C"O.A$,O3.Fe,O32CAFCe$it".

!!


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Tabla 3.1 .- Fuentes de materias primas usadas en la fabricación

de cemento portland. ( Ref. 3.3 )

Cal Sílice Almina

Ca! Si!" Al"!3

Aragonita Arcilla

Arcilla calcárea (Marga)Calcita

Conchas marinasDeshechos alcalinos

EscoriasMármol

Piedra CalizaPizarras

Polvo residuo de clinker Roca calcárea

Tiza

Arcilla Arcilla calcárea (Marga)

Arena AreniscasBasaltos

Cenizas olátilesCenizas de cáscara de

arroz!CuarcitaEscorias

Piedras calizasRoca calcárea

"ilicato de calcio

Arcilla Arcilla calcárea (Marga)

Bau#itaCenizas volátiles

Deshechos de mineralde aluminio!

Escoria de co$reEscorias

Estaurolita%ranodioritasPiedra caliza

PizarrasResiduos de lavado de

mineral de aluminioRoca calcárea

#ierro $eso %a&nesia

Fe"!3 CaS!'."#"! %&!

ArcillaCeniza de altos hornos

Escoria de &irita'aminaciones de hierro

Mineral de hierroPizarras

Residuos de lavado demineral de hierro

Anhidrita"ulato de calcio

eso natural

EscoriasPiedra caliza

Roca calcárea

!+


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;iene trascendencia en la velocidad de hidratación y secundariamente en elcalor de hidratación.

e O(i!o !e M"4ne#io M4O.'ese a ser un componente menor, tiene importancia pues para contenidosmayores del )? trae problemas de e/pansión en la pasta hidratada yendurecida.

5 O(i!o# !e Pot"#io 6 -o!io 7 ,O8N",O2A$c"$i#.

;ienen importancia para casos especiales de reacciones químicas con ciertosagregados, y los solubles en agua contribuyen a producir eflorescencias conagregados calc*reos.

4 O(i!o# !e M"n4"ne#o 6 Tit"nio Mn,O38TiO,.

El primero no tiene significación especial en las propiedades del cemento ,salvo en su coloración, que tiende a ser marrón si se tienen contenidosmayores del +?. 7e ha observado que en casos donde los contenidos superanel )? se obtiene disminución de resistencia a largo plazo. (Ref.3.2)El segundo influye en la resistencia, reduci%ndola para contenidos superioresa )?. 'ara contenidos menores, no tiene mayor trascendencia.

(e los compuestos mencionados, los silicatos y aluminatos constituyen loscomponentes mayores, pero no necesariamente los mas trascendentes, pues

como veremos posteriormente algunos de los componentes menores tienenmucha importancia para ciertas condiciones de uso de los cementos.

3.3 LA- FORMULA- DE BO9UE PARA EL CALCULO DE LACOMPO-ICION POTENCIAL DE LO- CEMENTO-.

En 1D!D como consecuencia de una serie de investigaciones e/perimentales,el químico 6.:.Gogue establece las fórmulas que permiten el c*lculo de loscomponentes del cemento en base a conocer el porcenta=e de ó/idos quecontiene, habiendo sido asumidas como norma por $7;9 C@1).(Ref.3.5) permitiendo una apro/imación pr*ctica al comportamiento potencial decualquier cemento 'ortland normal no mezclado.

$ continuación estableceremos las fórmulas de Gogue debiendo tenerse claroque se basan en las siguientes hipótesis

!"


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♦ 0os compuestos tienen la composición e/acta.4Bo es del todo cierto pues

en la pr*ctica tienen impurezas5.

♦ El equilibrio se obtiene a la temperatura de formación del cliner y se

mantiene durante el enfriamiento.4En la pr*ctica, las fórmulassobrestiman el contenido de C+$ y C!75

FORMULA- DE BO9UE Compo#ici:n Potenci"$ ;

-i A$,O3 .0?1C"O ?.=-iO, =.?1@A$,O3 1.3Fe,O3 ,.@&,-O3

C,- > ,.@=?-iO, 0.?&C3-

C3A > ,.=&A$,O3 1.=%,Fe,O3

CAF > 3.0Fe,O3

-i A$ ,O3


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3. MECANI-MO DE IDRATACION DEL CEMENTO.

7e denomina hidratación al con=unto de reacciones químicas entre el agua ylos componentes del cemento, que llevan consigo el cambio del estado pl*stico al endurecido, con las propiedades inherentes a los nuevos productos formados. 0os componentes ya mencionados anteriormente, alreaccionar con el agua forman hidró/idos e hidratos de Calcio comple=os.0a velocidad con que se desarrolla la hidratación es directamente proporcional a la finura del cemento e inversamente proporcional al tiempo, por lo que inicialmente es muy r*pida y va disminuyendo paulatinamentecon el transcurso de los días, aunque nunca se llega a detener.

Contrariamente a lo que se creía hace años, la reacción con el agua no unelas partículas de cemento sino que cada partícula se dispersa en millones de partículas de productos de hidratación desapareciendo los constituyentesiniciales. El proceso es e/ot%rmico generando un flu=o de calor hacia ele/terior denominado calor de hidratación.

(ependiendo de la temperatura, el tiempo, y la relación entre la cantidad deagua y cemento que reaccionan, se pueden definir los siguientes estados quese han establecido de manera arbitraria para distinguir las etapas del procesode hidratación

" P$/#tico.

Inión del agua y el polvo de cemento formando una pasta moldeable.Cuanto menor es la relación $guaCemento, mayor es la concentración de partículas de cemento en la pasta compactada y por ende la estructura de los productos de hidratación es mucho mas resistente.El primer elemento en reaccionar es el C+$ , y posteriormente los silicatos yel C"$8 , caracteriz*ndose el proceso por la dispersión de cada grano decemento en millones de partículas. 0a acción del yeso contrarresta lavelocidad de las reacciones y en este estado se produce lo que se denomina el período latente o de reposo en que las reacciones se aten&an, y dura entre "y 1! minutos dependiendo de la temperatura ambiente y el cemento en partícula. En este estado se forma hidró/ido de calcio que contribuye aincrementar notablemente la alcalinidad de la pasta que alcanza un 'h del

orden de 1+.

* F"4u"!o inici"$.

!>


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Condición de la pasta de cemento en que se aceleran las reaccionesquímicas, empieza el endurecimiento y la p%rdida de la plasticidad,midi%ndose en t%rminos de la resistencia a deformarse. Es la etapa en que seevidencia el proceso e/ot%rmico donde se genera el ya mencionado calor dehidratación, que es consecuencia de las reacciones químicas descritas.

7e forma una estructura porosa llamada gel de :idratos de 7ilicatos deCalcio 4C:7 o ;orbemorita5, con consistencia coloidal intermedia entresólido y líquido que va rigidiz*ndose cada vez mas en la medida que sesiguen hidratando los silicatos.

Este período dura alrededor de tres horas y se producen una serie de

reacciones químicas que van haciendo al gel C:7 mas estable con el tiempo.En esta etapa la pasta puede remezclarse sin producirse deformaciones permanentes ni alteraciones en la estructura que a&n est* en formación.

c F"4u"!o Fin"$.

7e obtiene al t%rmino de la etapa de fraguado inicial, caracteriz*ndose por endurecimiento significativo y deformaciones permanentes. 0a estructura delgel est* constituida por el ensamble definitivo de sus partículas endurecidas.

! En!uecimiento.

7e produce a partir del fraguado final y es el estado en que se mantienen eincrementan con el tiempo las características resistentes. 0a reacción predominante es la hidratación permanente de los silicatos de calcio, y enteoría contin&a de manera indefinida.

Es el estado final de la pasta, en que se evidencian totalmente las influenciasde la composición del cemento. 0os sólidos de hidratación manifiestan sumuy ba=a solubilidad por lo que el endurecimiento es factible a&n ba=o agua.:ay dos fenómenos de fraguado, que son diferentes a los descritosH el primero corresponde al llamado 8raguado 8also que se produce enalgunos cementos debido al calentamiento durante la molienda del cliner con el yeso, produci%ndose la deshidratación parcial del producto resultante, por lo que al mezclarse el cemento con el agua, ocurre una cristalización y

endurecimiento aparente durante los ! primeros minutos de mezclado, peroremezclando el material, se recobra la plasticidad, no gener*ndose calor dehidratación ni ocasionando consecuencias negativas. El segundo fenómeno

!2


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es el del fraguado violento que ocurre cuando durante la fabricación no seha añadido la suficiente cantidad de yeso, lo que produce un endurecimientoinmediato, desarrollo violento del calor de hidratación y p%rdida permanentede la plasticidad , sin embargo es muy improbable en la actualidad que se produzca este fenómeno, ya que con la tecnología moderna el yesoadicionado se controla con mucha precisión.

3.& E-TRUCTURA DEL CEMENTO IDRATADO.

(urante el proceso de hidratación, el volumen e/terno de la pasta semantiene relativamente constante, sin embargo, internamente el volumen desólidos se incrementa constantemente con el tiempo, causando la reducción

permanente de la porosidad, que est* relacionada de manera inversa con laresistencia de la pasta endurecida y en forma directa con la permeabilidad.'ara que se produzca la hidratación completa se necesita la suficientecantidad de agua para la reacción química y proveer la estructura de vacíoso espacio para los productos de hidratación, la temperatura adecuada ytiempo, desprendi%ndose de aquí el concepto fundamental del curado, queconsiste en esencia en procurar estos tres elementos para que el proceso secomplete.

In concepto b*sico que nos permitir* entender el comportamiento delconcreto, reside en que el volumen de los productos de hidratación siemprees menor que la suma de los vol&menes de agua y cemento que los originan

debido a que por combinación química el volumen de agua disminuye enalrededor de un !)?, lo que trae como consecuencia la contracción de la pasta endurecida. 0os productos de hidratación necesitan un espacio delorden del doble del volumen de sólidos de cemento para que se produzca lahidratación completa.3tro concepto importante que hay que tomar en cuenta es que est*demostrado que el menor valor de la relación $guaCemento para que se produzca la hidratación completa del cemento es del orden de .+) a ."en peso para condiciones normales de mezclado y sin aditivos, dependiendola relación precisa de cada caso particular.

En la Fig. 3.2, se puede apreciar como ilustración un esquema típico de laestructura de la pasta de cemento y de la distribución del agua,

distingui%ndose las siguientes partes

" 9e$ !e Cemento.

!


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Constituido por los sólidos de hidratación 4:idratos de 7ilicatos de Calcio5Hel agua contenida en el gel, es la denominada agua de combinación, que noes evaporable por ser intrínseca de la reacción química.

* Poo# !e 9e$.

Espacios tan pequeños entre los sólidos de hidratación que no permiten laformación en su interior de nuevos sólidos de hidratación. El agua contenidadentro de estos poros se llama el agua de gel, que puede evaporarse ba=ocondiciones especiales de e/posición.

c Poo# C"pi$"e#.

Conformados por los espacios entre grupos de sólidos de hidratación dedimensiones que ofrecen espacio para la formación de nuevos productos dehidratación, denomin*ndose agua capilar a la contenida en ellos.

'ara comprender me=or la manera como se distribuyen los diferentescomponentes de la estructura de la pasta de cemento hidratado,estableceremos algunas relaciones que nos permitir*n calcularlos en un caso particular, para lo cual vamos a considerar inicialmente un sistema en el queno hay p%rdida de agua por evaporación ni ingresa agua adicional por curado

!D


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+


15/42

7ea 'ac J 'eso del agua de combinación'ch J 'eso del cemento a hidratarse


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Tabla 3." .- ariación de los componentes de la estructura de la pasta de

cemento en función del a&ua disponible para la idratación.

Cementodisponible

A&uadisponi

ble

Relacióna*c enpeso

Cemento aidratarse

+ deidratación

A&ua de&el

Peso ol ol Peso ol ol *idr! ol

(gr) (cm+) (cm+) (gr) (cm+) (cm+) (cm+)

,--!- +,!. /-!- -!/- 0.!1 ,2!, /+!+ 0.!1 3!,

,--!- +,!. //!- -!// 2/!+ ,1!1 /2!1 2/!+ ,-!-

,--!- +,!. /0!- -!/0 2.!, ,4!, /4!- 2.!, ,-!3

,--!- +,!. /1!- -!/1 1,!4 ,3!1 +-!+ 1,!4 ,,!4

,--!- +,!. /4!- -!/4 11!1 /,!, +/!1 11!1 ,/!.

,--!- +,!. +-!- -!+- .,!+ //!1 +2!- .,!+ ,+!1

,--!- +,!. +/!- -!+/ .1!, /0!/ +.!+ .1!, ,0!2

,--!- +,!. +0!- -!+0 4-!3 /2!. +3!1 4-!4 ,2!0

,--!- +,!. +1!- -!+1 42!1 /.!/ 0,!3 12!1 ,1!+,--!- +,!. +4!- -!+4 3-!0 /4!. 00!+ 3-!0 ,.!/

,--!- +,!. 0-!- -!0- 32!, +-!/ 01!1 32!, ,4!,

,--!- +,!. 0/!- -!0/ 33!3 +,!. 04!3 33!3 ,3!-

,--!- +,!. 00!- -!00 ,--!- ++!/ 03!- ,--!- ,3!3

,--!- +,!. 01!- -!01 ,--!- +0!. 03!- ,--!- /-!4

,--!- +,!. 04!- -!04 ,--!- +1!/ 03!- ,--!- /,!.

,--!- +,!. 2-!- -!2- ,--!- +.!. 03!- ,--!- //!.

Cemento sinidratarse

Capilares

,acíos

Cemento etrapoible de idratarse

Cemento ue nopodr/ idratarse

+m/imo

idrat.

Peso ol ol Peso ol ol *idr! Peso ol

(gr) (cm+) (cm+) (gr) (cm+) (cm+) (gr) (cm+)

2/!0 ,1!1 /!. 2!1 ,!4 /!. 01!3 ,0!3 2+!,

0.!. ,2!, +!- 1!, ,!3 +!- 0,!2 ,+!/ 24!20/!3 ,+!1 +!+ 1!. /!, +!+ +1!/ ,,!2 1+!4

+4!/ ,/!, +!1 .!+ /!+ +!1 +-!3 3!4 13!,

++!0 ,-!1 +!4 .!4 /!2 +!4 /2!1 4!, .0!0

/4!. 3!, 0!, 4!0 /!. 0!, /-!+ 1!0 .3!.

/+!3 .!1 0!0 4!3 /!4 0!0 ,2!- 0!4 42!-

,3!/ 1!, 0!1 3!2 +!- 0!1 3!. +!, 3-!+

,0!0 0!1 0!3 ,-!- +!/ 0!3 0!+ ,!0 32!.

3!4 +!, 2!/ 3!1 +!, 0!. -!- -!- ,--!-

0!3 ,!2 2!2 0!3 ,!2 /!0 -!- -!- ,--!-

-!, -!- 2!. -!, -!- -!, -!- -!- ,--!-

-!- -!- 1!4 -!- -!- -!- -!- -!- ,--!-

-!- -!- .!3 -!- -!- -!- -!- -!- ,--!-

-!- -!- 3!- -!- -!- -!- -!- -!- ,--!-

-!- -!- ,-!, -!- -!- -!- -!- -!- ,--!-

++


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sus productos de hidratación, luego, e/isten relaciones $guaCemento paralas cuales por mas agua e/tra que proveamos, no se producir* la hidratacióntotal del cemento.


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+)


20/42

+>


21/42

+2


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Tipo II . (e moderada resistencia a los sulfatos y moderado calor dehidratación. 'ara emplearse en estructuras con ambientes agresivos yo envaciados masivos.

Tipo III. (esarrollo r*pido de resistencia con elevado calor dehidratación. 'ara uso en clima frío ó en los casos en que se necesitaadelantar la puesta en servicio de las estructuras.

Tipo I. (e ba=o calor de hidratación. 'ara concreto masivo.

Tipo . $lta resistencia a los sulfatos. 'ara ambientes muyagresivos.

Cuando a los tres primeros tipos de cemento se les adiciona el sufi=o $ 4p.e;ipo P$5 significa que son cementos a los que se les ha añadidoincorporadores de aire en su composición, manteniendo las propiedadesoriginales.

Es interesante destacar los cementos denominados mezclados óadicionados (Ref.3.7) dado que algunos de ellos se usan en nuestro medio

Tipo I- . Cemento al que se ha añadido entre un !)? a 2? deescoria de altos hornos referido al peso total.

Tipo I-M . Cemento al que se ha añadido menos de !)? de escoria de

altos hornos referido al peso total.

Tipo IP . Cemento al que se le ha añadido puzolana en un porcenta=eque oscila entre el 1)? y "? del peso total.

Tipo IPM . Cemento al que se le ha añadido puzolana en un porcenta=ehasta del 1)? del peso total.

;odos estos cementos tienen variantes en que se les añade aire incorporado4sufi=o $5, se induce resistencia moderada a los sulfatos 4sufi=o 95, ó semodera el calor de hidratación 4sufi=o :5.

0as puzolanas son materiales inertes silíceos yo aluminosos, que

individualmente tienen propiedades aglomerantes casi nulas, pero quefinamente molidas y al reaccionar químicamente con hidró/idos de Calcio yagua adquieren propiedades cementantes. 0as puzolanas se obtienen por lo

+


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general de arcillas calcinadas, tierras diatom*ceas, tufos y cenizasvolc*nicas, y de residuos industriales como cenizas vol*tiles, ladrillo pulverizado, etc.0a particularidad del reemplazar parte del cemento por estos materiales,estriba en cambiar algunas de sus propiedades, como son el aumentar lostiempos de duración de los estados mencionados anteriormente, retrasar yodisminuir el desarrollo de resistencia en el tiempo, reducir la permeabilidad,mayor capacidad para retener agua, mayor cohesividad, incremento de losrequerimientos de agua para formar la pasta, menor calor de hidratación yme=or comportamiento frente a la agresividad química.:ay que tener muy presente que la variación de estas propiedades nosiempre ser* conveniente dependiendo del caso particular, por lo que no se puede tomar a los cementos puzol*nicos ó la inclusión de puzolana como

una panacea, ya que son muy sensibles a las variaciones de temperatura los procesos constructivos y las condiciones de curado.

'ara fines de diseño de mezclas hay que tener en cuenta que los cementosstandard tienen un peso específico del orden de +,1) gm+ y los cementos puzol*nicos son mas livianos con pesos específicos entre !,) y +,gm+.

En las Fig.3.6 y 3.7 se pueden apreciar comportamientos típicos de loscementos b*sicos, relativos al desarrollo de resistencia en el tiempo y calor de hidratación.(Ref.3.8)En la Tablas 3.3 y 3.4 (Ref. 3.5) se pueden apreciar los requisitos físicos y

químicos de fabricación establecidos por las normas $7;9 C@1) para loscementos standard nombrados, y en las Tablas 3.5 y 3.6 . se consignanestadísticas de variación de los componentes de los diversos tipos decemento normales en I.7.$. e Pnglaterra, donde se concluye pues en que laelasticidad en las normas de fabricación admite variaciones que si bien nodeben influir en las resistencias finales e/igidas, si pueden ocasionar comportamientos variables en el tiempo.

+D


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"


25/42

"1


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Tabla 3.3 .- Reuisitos físicos standard AST% C-10 para cementos

2escripción Tipo Tipo A Tipo Tipo A

Contenido de aire en 5 ( má#imo 6 m7nimo ) (,/689A) (//6,1) (,/689A) (//6,1)

:ineza con tur$id7metro en m/9;g ( m7nimo ) ,1- ,1- ,1- ,1-

:ineza &or &ermea$ilidad de aire en m/9;g (min) /4- /4- /4- /4-

E#&ansi


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Tabla 3.' .- Reuisitos uímicos standard AST% C-10 para cementos

2escripción Tipo Tipo A Tipo Tipo A

"i=/ 6 5 m7nimo >>>>> >>>>> /-!-- /-!--

Al/=+ 6 5 má#imo >>>>> >>>>> 1!-- 1!--

:e/=+ 6 5 má#imo >>>>> >>>>> 1!-- 1!--

Mg= 6 5 má#imo 1!-- 1!-- 1!-- 1!--

"=+6 5 má#imo

Cuando C+A es menor o igual a 45 +!-- +!-- +!-- +!-- Cuando C+A es ma?or a 45 +!2- +!2- 89A 89A

P@rdidas &or ignici>>>> >>>>> 4!-- 4!--

Reuisitos uímicos opcionales

( C+" C+A ) 6 5 má#imo >>>>> >>>>> 24!-- 24!-- Alcalis 6 ( 8a/= -!124 ;/= ) 6 5 má#imo -!1- -!1- -!1- -!1-

2escripción Tipo Tipo A Tipo Tipo

:e/=+ 6 5 má#imo >>>>> >>>>> 1!2- >>>>>

Mg= 6 5 má#imo 1!-- 1!-- 1!-- 1!--

"=+6 5 má#imo

Cuando C+A es menor o igual a 45 +!2- +!2- /!+- /!+- Cuando C+A es ma?or a 45 0!2- 0!2- 89A 89A

P@rdidas &or ignici>>>> >>>>> 0-!-- >>>>>C+A 6 5 má#imo ,2!-- ,2!-- .!-- 2!--

C0A: /(C+A) o (C0A: C/:) 6 5 má#imo >>>>> >>>>> >>>>> /2!--

Reuisitos uímicos opcionales

C+A 6 5 má#imo &ara mediana resistencia a sulatos 4!-- 4!-- >>>>> >>>>>

C+A 6 5 má#imo &ara alta resistencia a sulatos 2!-- 2!--

Alcalis 6 ( 8a/= -!124 ;/= ) 6 5 má#imo -!1- -!1- -!1- -!1-

"+


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Tabla 3.0 .- ariación en composición de al&unos

cementos portland norteamericanos

AST%Tipo Componentes uímicos - !idos

Ca! %&! Al"!3 Fe"!3 Si!" Ti!" 4a! 5"! S!3 Ca!6ibre

1+!1 +!. 2!4 /!0 /-!. -!/+ -!/, -!2, ,!1 -!0

1+!, /!2 0!. +!- //!, -!/, -!-1 ,!+- ,!. -!/

12!4 ,!, 0!. /!, //!/ -!+- -!-0 -!,3 ,!1 ,!1

1/!4 ,!. 1!. /!2 /,!, -!+3 -!32 -!2, ,!4 /!-

1,!0 +!, 0!4 0!4 /-!4 -!/, -!-1 ,!+- ,!4 -!3

10!3 ,!3 0!- /!, /0!- -!/+ -!/+ -!22 ,!. ,!2

12!1 ,!0 2!/ /!2 /-!- -!/. -!/, -!00 /!+ ,!1

1+!+ 0!+ 2!, /!- /-!+ -!/, -!,3 -!/4 /!2 ,!3

23!1 +!- 0!1 2!- //!3 -!/+ -!-1 ,!,3 ,!+ -!0

1+!1 ,!, +!. +!, /2!/ -!,3 -!++ -!-, ,!3 -!0

10!+ ,!. +!, +!+ /0!0 -!,3 -!-4 -!// ,!0 -!2

10!/ /!2 ,!3 ,!+ /1!, -!,/ -!,- -!,2 /!- ,!4

1+!+ ,!/ +!+ 0!. /+!, >>>>> -!-4 -!+. ,!. >>>>>

AST%Tipo Compuestos uímicos

C'AF C3A C3S C"S

. ,, 22 ,4

3 . 0. /4

1 3 20 /+4 ,0 ++ +2

,2 2 00 /1

1 . 0, +4

4 ,- 1+ ,-

4 ,- 2, ,3

,2 0 /2 0.

3 2 +, 03

,- + 02 +1

0 + +2 04

,0 , 03 +-

""


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Tabla 3.7 .- ariación en composición de al&unos

cementos portland brit/nicos

Tipo Componentes uímicos - !idos

Ca! %&! Al"!3 Fe"!3 Si!" Ti!" 4a! 5"! S!3 Ca!6ibre

12!1 -!.- 0!+, /!22 /+!.+ -!/0 -!+, -!11 ,!-- ,!-

12!2 ,!/+ 2!3- ,!23 //!.1 -!++ -!0+ -!2- ,!1- ,!0

(a) 10!0 -!43 2!+1 +!/. /,!,3 -!+0 -!+1 -!24 /!2+ ,!3

10!1 -!21 .!10 +!+- ,3!-3 -!+0 -!/2 -!2. /!,3 -!1

12!2 -!3. 1!32 /!+- /-!20 -!+2 -!,1 -!.1 ,!20 /!-

1+!, -!4/ 1!/4 +!23 /-!21 -!+. -!/. -!24 /!23 ,!.

10!2 ,!/4 2!,3 /!3, /-!11 -!+- -!-4 -!.- /!11 /!-

(b) 12!0 -!2, 2!-- 0!+, /-!-0 -!0/ -!04 -!.4 /!-1 /!-

1+!- ,!01 1!-. /!1. /-!/, -!++ -!,/ -!30 /!,- ,!2

10!+ ,!/. 0!.0 /!,2 //!+. -!+1 -!,1 -!2+ ,!4/ /!+

(c) 1+!4 -!3/ 0!-. 0!12 /,!-3 -!/4 -!,+ -!1. /!21 /!3

10!2 -!43 +!,+ 2!/+ //!,0 -!/, -!,4 -!02 /!-4 ,!2

(d) 1,!4 ,!13 0!1- /!-. /2!-4 -!/2 -!,3 -!.. /!2. -!.

1/!- ,!23 0!20 /!-1 /2!4- -!/+ -!/- -!12 ,!4. -!3

Tipo Compuestos uímicos

C'AF C3A C3S C"S

4 . 0. +/

2 ,+ 0, +0

(a) ,- 3 02 /.

,- ,2 2+ ,2. ,0 03 //

,, ,, +3 +-

3 3 2- /,

(b) ,+ 1 10 3

4 ,/ 01 /+

. 3 0/ +/

(c) ,0 + 24 ,.

,1 - 20 //

(d) 1 3 ,. 23

1 3 ,2 1+

(a) =rdinario ($) Endurecimiento rá&ido

(c) Resistente a los sulatos (d) Bao calor de hidrataci


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3.? LO- CEMENTO- PERUANO- -U- CARACTERI-TICA-.

En la actualidad se fabrican en el 'er& los cementos ;ipo P, ;ipo PP, ;ipo


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Tabla 3.8a .- Características uímicas de los cementos peruanos.

9lemento SolTipo

Atlas Tipo :

AndinoTipo

AndinoTipo

AndinoTipo

Ca! 1+!/- 2+!12 10!,4 1+!4+ 10!1-

Si!" ,3!.3 /1!/4 /,!41 //!24 //!2,

Al"!3 1!,2 1!00 0!4, 0!/, +!-0

Fe"!3 /!4/ 0!40 +!/+ +!,, 0!/4

5"! -!31 ,!-. -!12 -!20 -!21

4a"! -!/4 -!+. -!,2 -!,/ -!,+

S!3 /!24 /!40 /!0, /!+4 /!+1

%&! +!,1 /!.1 -!31 -!3. -!3/

Cal libre -!2/ -!/3 -!23 -!0- -!22

:. &nición -!4- ,!1+ ,!/0 ,!01 ,!-4R. nsolubles -!1/ ,-!/, -!0/ -!23 -!2.

C3S 20!,4 2,!++ 04!.+ 24!10

C"S ,2!4. /+!32 /.!34 /-!+-

C3A ,,!2+ .!/4 2!43 -!4,

C'AF 4!2. 3!4/ 3!02 ,+!-,

9lemento $uraTipo

$uraTipo :

$uraTipo :%

:acasma;oTipo

:acasma;oTipo

RumiTipo (


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Tabla 3.8b.- Características físicas de los cementos peruanos.

9lemento SolTipo

Atlas Tipo :

AndinoTipo

AndinoTipo

AndinoTipo

:eso específico (&r*cm3) +!,, +!-+ +!,, +!,4 +!,,

Fine=a malla 1 (+) -!-0 -!-+ -!+0 -!,- -!/-

Fine=a malla " (+) 0!,0 -!+4 2!11 0!., /!24

S. específica >laine (cm"*&r) +60.. 060./ +6+-- +60-- +60--

Contenido de aire (+) 3!33 3!4/ 1!2- 2!+2 2!//

9pansión en autocla,e (+) -!,4 -!,2 -!-/ -!-, (-!-,)

Fra&uado inicial icat ,hr 03G ,hr 23G /hr 2-G +hr ,2G /hr ,2G

Fra&uado final icat +hr /3G +hr 0,G +hr 02G 0hr +-G +hr 02G

f?c a 3 días (@&*cm") /20 /+2 /-0 ,1- ,40

f?c a 8 días (@&*cm") +-, /43 /43 /-2 /0+f?c a " días (@&*cm") +2. +03 +3/ +/- +1/

Calor idratación a 8 días (cal*&r) .-!1- 1-!2- 10!3+ 1+!43 23!-/

Calor idratación a "días(cal*&r) 40!+- .4!0-

9lemento $uraTipo

$uraTipo :

$uraTipo:%

:acasma;oTipo

:acasma;oTipo

i

:eso específico (&r*cm3) +!,, /!41 /!32

Fine=a malla 1 (+)

Fine=a malla " (+)

S. específica >laine (cm"*&r) +623. 06-41 +6404 +60-- +6+--

Contenido de aire (+) ,-!2- ,-!,-

9pansión en autocla,e (+) -!/- -!,, -!/1 -!// -!,0Fra&uado inicial icat /hr /hr /hr ,-G /hr /3G /hr 0-G

Fra&uado final icat 0 hr 0hr ,-G 0hr ,-G 2hr ,-G 2hr /-G

f?c a 3 días (@&*cm") /0/ ,0- /0- ,14 ,20

f?c a 8 días (@&*cm") ++2 /// /33 /,- ,31

f?c a " días (@&*cm") +44 +,1 +1. /.+ /24

"


33/42

"D


34/42

)


35/42

)1


36/42

)!


37/42

)+


38/42

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39/42

Pnformación que sería sumamente &til para los usuarios % investigadores,evitando muchas situaciones en que se espera un comportamiento por e/trapolación con información for*nea o con información local incompleta yse obtiene otro por falta de datos confiables.

Como comentario adicional habría que decir que la introducción de loscementos 'uzol*nicos y 'uzol*nicos modificados en nuestro medio ha traído beneficios desde el punto de vista que tienen venta=as referidas a durabilidad,adem*s de ser venta=osos para el fabricante pues al reemplazar cemento por puzolana abarata sus costos y los precios de venta e/perimentan algunareducción, pero estas venta=as no son del todo aprovechadas por cuanto noha habido suficiente investigación, difusión y labor did*ctica en cuanto a lasconsideraciones para su dosificación, lo que trae como consecuencia

deficiencias en su utilización por parte del usuario. Bormalmente se supone que los diseños con estos cementos requieren igualcantidad de agua que los normales, lo cual en la pr*ctica no es cierto, puesalgunos de ellos necesitan hasta 1? mas de agua y tienen consistenciacohesiva que amerita mayor energía en la compactación con lo que a la largala supuesta economía no es tanta.En el $p%ndice, se incluyen copias de los datos originales suministrados por los fabricantes en 1DD+ y 1DD>, que incluyen información adicional a laconsignada en las tablas y que puede ser de utilidad para quien est%interesado en profundizar sobre estos aspectos.

3.@ CONDICIONE- DE CONTROL ALMACENAE ENOBRA -U- CON-ECUENCIA-.

0o ya mencionado en relación a los cementos nacionales nos hacerefle/ionar en la necesidad de tratar en lo posible de hacer en obra unseguimiento estadístico del tiempo y condiciones de almacena=e, así como dela calidad del cemento que se emplea.

Ina buena pr*ctica la constituye el e=ecutar an*lisis químicos en unlaboratorio confiable cada ) ;oneladas de cemento para el caso de obrasgrandes, y solicitar regularmente a los fabricantes certificados conresultados de su control de calidad. En ning&n caso la muestra que seobtenga debe ser menor de ) Ag.

En cuanto a las condiciones de almacena=e, es recomendable limpiar confrecuencia los silos met*licos de depósito sobre todo en climas de humedadrelativa alta, pues se produce hidratación parcial del cemento adherido a las

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paredes, y que con el uso del silo ocasiona que se desprendan trozosendurecidos y se mezclen con el cemento fresco causando problemas en launiformidad de la producción del concreto.En el caso de cemento en bolsas el concepto es similar en cuanto a protegerlas de la humedad, bien sea aisl*ndolas del suelo o protegi%ndolas enambientes cerrados.Ina manera pr*ctica de evaluar si ha habido hidratación parcial del cementoalmacenado, consiste en tamizar una muestra por la malla Bo 1, seg&n la Borma $7;9 C@1", pesando el retenido, el cual referido al peso total, nosda un orden de magnitud de la porción hidratada. El porcenta=e retenido sinhaber hidratación oscila usualmente entre y .)?.7i recordamos los conceptos referidos al mecanismo de hidratación podemosestimar que si usamos cemento parcialmente hidratado, estaremos

sustituyendo en la pr*ctica una parte del agregado por cemento endurecidocon características resistentes inciertas y definitivamente inferiores a la de laarena y la piedra, que causar* zonas de estructura d%bil, cuya trascendenciaser* mayor cuanto mayor sea la proporción de estas partículas.

7e puede estimar que el empleo de cemento hidratado en un +? referido al peso total, con gr*nulos no mayores de 1" trae como consecuencia unareducción en la resistencia a ! días del orden del !)?, dependiendo delcemento en particular. Es obvio que porcenta=es hidratados mayores, con partículas de tamaño superior a 1" ocasionar*n per=uicios mas negativosen la resistencia y durabilidad.8inalmente hay que aclarar que en cuanto al almacena=e, el criterio correcto

para evaluar la calidad del cemento no es el tiempo que ha estadoalmacenado sino las condiciones de hidratación del cemento al cabo de ese período, por lo que lo aconse=able es tomar las previsiones para evitar oretrasar la hidratación desde un inicio, en vez de de=ar pasar el tiempo sinninguna precaución y entrar luego en las complicaciones de evaluar si estar*apto o no para usarse .

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REFERENCIA- BIBLIO9RAFICA-

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Documents

tipos de cemento que existen