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TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL NUEVO CHIMBOTE - 2013 ESCUELA : INGENIERÍA CIVIL TEMA : EL CEMENTO DOCENTE : AGUSTÍN CORZO ALIAGA ALUMNOS : - ALVA MENDOZA Fiorela - BUENO ESPINOZA Paola - CORCUERA HUACCHA Erika - MORILLO CRUZ Yelitza - NAVEDA APOLINAR Lisbeth - ORTEGA ALTUNA Bryan - ROSALES SEVILLANO Jesús - SALINAS CERNA Maryori - SANCHEZ GUERRERO Juan TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES

El Cemento

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NUEVO CHIMBOTE - 2013

ESCUELA : INGENIERÍA CIVIL

TEMA : EL CEMENTO

DOCENTE : AGUSTÍN CORZO ALIAGA

ALUMNOS :

- ALVA MENDOZA Fiorela

- BUENO ESPINOZA Paola

- CORCUERA HUACCHA Erika

- MORILLO CRUZ Yelitza

- NAVEDA APOLINAR Lisbeth

- ORTEGA ALTUNA Bryan

- ROSALES SEVILLANO Jesús

- SALINAS CERNA Maryori

- SANCHEZ GUERRERO Juan

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ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN……………………………………..….….… 3

2. OBJETIVOS ……………..…………………………..………… 4

3. JUSTIFICACIÓN...…………………………………...…….….. 5

4. DEFINICIÓN DEL CEMENTO .……………………….…….….6

5. TIPOS DE CEMENTO …………………………………….…….6

5.1. EL CEMENTO PORTLAND ………..………..………….….

5.2. EL CEMENTO SIDERÚRGICOS:…………………………….

5.3. EL CEMENTO CON AGREGADOS A…………………………

5.4. CEMENTO PUZOLAMICO……………………………………….

6 PROCESOS PRODUCTIVOS DEL CEMENTO……….…......7

7.- CLASIFICACIÓN……................................................…….....10

7.1.-EN FUNCIÓN A SU UTILIZACIÓN..……………….…13

7.2.-FUNCION A SUS CARACTERÍSTICAS…….………..14

7.3.-FUNCION A SU COMPOSICIÓN…………….…...…..15

8. PROPIEDADES DEL CEMENTO………………..…….….…..17

. CONCLUSIONES………………………………………...........……21

. BIBLIOGRAFÍA……………………………………………...........…22

.- LINKOGRAFIA……………………………………………………....22

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INTRODUCCIÓN

El presente informe trata acerca del cemento, que podemos definirlo como un

conglomerante formado a partir de una mezcla de calizas y arcillas calcinadas , y

posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecer al contacto con el

agua. El cemento mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea

una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo

una consistencia pétrea. Esta mezcla también es llamada "concreto"; y por todo lo

expresado anteriormente es que su uso está muy generalizado en obras de

construcción e ingeniería civil.

También trataremos acerca de la historia del cemento, tipos de cemento,

propiedades del cemento y su proceso de fabricación, así como otros datos más

específicos acerca de este material de construcción.

z

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OBJETIVOS

II. 1 Objetivos generales

Demostrar las propiedades ingenierieriles benéficas del cemento, también

nos ayudará a reconocer los tipos, existentes la cual es de mucha importancia en nuestro ámbito de estudio

II. 2 Objetivos específicos

Conocer las propiedades fundamentales del cemento, su clasificación, como también su proceso productivo

Conocer y mostrar todos los usos que se le pueden dar en el área de la construcción civil y ver cómo es que esta beneficia al hombre.

Conocer las características principales del cemento, sus tipos, para que

sirva, así como su proceso de producción.

El objetivo de este trabajo es compartir con Estudiantes, Docentes y

Profesionales de la Ingeniería algunos aspectos sobre el cemento

que los autores desarrollaron con la finalidad de un aprendizaje más

amplio.

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JUSTIFICACIÓN

La realización de la presente informe nos permitirá conocer y saber sobre un

tema de interés en el campo de la ingeniería ya que es importante saber de

componentes que nos permitirán hacer un proyecto, nos referíamos a este

material que es el cemento del cual debemos saber sus propiedades,

clasificación ,tipos, etc.

Como podemos darnos cuenta la ingeniería es un campo en la que

permite al hombre hacer posible los proyectos y para lograr eso es necesario

tener un buena formación y conocimientos necesarios y por eso este trabajo se

justifica porque nos es un paso más para nuestra formación académica, puesto

que es un aporte al conocimiento de todo futuro profesional.

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EL CEMENTO

1.- CONCEPTO

El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arci lla 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, Su uso está

muy generalizado en construcción e ingeniería civil.

2.-TIPOS DE CEMENTO: Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:

de origen arcilloso: obtenidos a partir de arci lla y piedra caliza en proporción

1 a 4 aproximadamente;

de origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen

orgánico o volcánico.

Existen diversos tipos de cemento, 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.

2.1.-EL CEMENTO PORTLAND

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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 portland con 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. 2.1.1.-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 oxido 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.

2.1.2.-Cementos blancos

Contrariamente a los cementos férricos,

los cementos blancos tienen un módulo de fundentes muy alto, aproximadamente. 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 férrico. La reducción del Fe2O3 es compensada

con el agregado de fluorita (CaF2) y decriolita (Na3AlF6), necesarios en la

fase de fabricación en el horno.

2.2.-CEMENTOS SIDERÚRGICOS: Es el producto que se obtiene de la mezcla conjunta de clínquer, escoria básica

granulada de alto horno y yeso. La escoria básica granulada, es el producto que

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se obtiene por enfriamiento brusco de la masa fundida no metálica, que resulta en

el tratamiento de mineral de hierro, en un alto horno.

2.3.-CEMENTO CON AGREGADO A: Es el producto que se obtiene de molienda conjunta con clínquer, agregado tipo A

y yeso. El agregado tipo A es una mezcla de sustancias, compuestas por un material cálcico-arcilloso, que ha sido calcinado a temperatura superior a 900 ºC, y

otros materiales a base de óxidos de silicio, aluminio y fierro. 2.4.-CEMENTO PUZOLÁMICO:

Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta del clínquer, puzolana y

yeso. La Puzolana es el material sílico-aluminoso que, aunque no posee propiedades aglomerantes por si solo, las desarrolla cuando está finamente dividido y en presencia de agua, por reacción química con el hidróxido de calcio, a

la temperatura ambiente.

3.-PROCESO PRODUCTIVO DEL CEMENTO

El proceso productivo del cemento comprende cuatro etapas principales: extracción y molienda de la materia prima, homogeneización de la materia prima, producción del Clinker yLa 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, el sistema de explotación y

equipos utilizados varía. 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° centígrados. 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 Clinker 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.

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PASOS DE LA FABRICACIÓN:

1) Explotación de materia prima:

De las canteras de piedra se extrae la caliza, y las arci llas a través de barrenación ydetonación con explosivos.

2) Transporte de materia prima:

Una vez que las grandes masas de piedra han sido

fragmentadas, se transportan a la planta en camiones o bandas.

3) Trituración:

El material de la cantera es fragmentado en las trituradoras, cuya tolva recibe la materia prima, que por

efecto de impacto o presión son reducidos a un tamaño máximo de una o media pulgada.

4) Prehomogeneización:

Es la mezcla proporcional de los diferentes tipos de arcilla, caliza o cualquier otro material que lo requiera.

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5) Almacenamiento de materia prima:

Cada uno de los materias primas es transportado por separado a

silos en donde son sodificados para la producción de diferentes tipos de cemento.

6) Molienda de materia prima:

Se realiza por medio de un molino vertical de acero, que muele el material mediante la presión que ejercen tres rodillos cónicos al rodar sobre una mesa giratoria de

molienda. Se utilizan también para esta fase molinos horizontales, en cuyo interior el material es pulverizado por

medio de bolas de acero.

7) Homogeneización de harina cruda:

Se realiza en los silos equipados para lograr una mezcla homogénea del material.

8) Calcinación:

Es la parte medular del proceso, donde se emplean grandes hornos rotatorios en cuyo interior a 1,400 °C la harina cruda se transforma en Clinker, que son pequeños

módulos gris obscuro de 3 a 4 cm.

9) Molienda de cemento:

El clinker es molido a través de bolas de acero de diferentes tamaños a su paso por las dos cámaras del

molino, agregando el yeso para alargar el tiempo de fraguado del cemento.

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10) Envase y embarque del cemento:

El cemento es enviado a los silos de almacenamiento;

de los que se extrae por sistemas neumáticos o mecánicos, siendo transportado a donde será envasado en sacos de papel, o surtido directamente a granel. En

ambos casos se puede despachar en camiones, tolvas de ferrocarril o barcos.

4.-CLASIFICACION:

Los cementos de la nueva serie de normas pueden clasificarse atendiendo a los siguientes criterios: · Por su utilización

· Por sus características especiales · Por su composición 4.1.-.-Clasificación en función de su utilización:

Atendiendo a su utilización los cementos se clasifican en:

a) Cementos comunes (CEM):

Son aquellos que se vienen utilizando tradicionalmente y cuyo comportamiento y prestaciones son bien conocidos y documentados. Su

empleo está recomendado para hormigones en masa, armados y pretensazos, utilizados tanto en edificación como en obra civil.

b) Cementos para usos especiales (ESP):

Son aquellos que están especialmente indicados para grandes macizos de hormigón en masa -como es el caso

de las presas-, así como para otros usos entre los que destacan los relacionados con la construcción de carret

Conocer las características principales del cemento, sus tipos, para que sirva, así como su proceso de producción.

c) Cementos de aluminato de calcio (CAC) Como puede

observarse, éste es el primer cambio significativo que se

produce en la normativa de cementos en relación a la situación de la anterior norma.

4.2.- Clasificación en función de sus características especiales:

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Atendiendo a las prestaciones adicionales que puede tener un cemento con

relación a las consideradas como estándar, éstos se clasifican en:

a) Cementos de bajo calor de hidratación (BC): que a la

edad de 5 días desarrollan un calor de hidratación igual o inferior a 65 cal/g.

b) Cementos blancos (BL):

que presentan un índice de blancura superior al 75%.

c) Cementos resistentes a sulfatos y/o agua de mar Todas estas características especiales pueden

darse en los cementos comunes, mientras que para los cementos especiales la única característica especial es la de bajo calor de hidratación.

En cuanto a la resistencia a sulfatos y a agua de mar, la única novedad que se

produce es que incluye a los cementos blancos, manteniéndose las limitaciones establecidas en la Norma para los contenidos de aluminato tricálcico (Ca3Al) y ferrito-aluminato tetracálcico (Ca4AlFe).

4.3.-Clasificación en función de su composición

Los distintos tipos de cemento se clasifican a su vez en diferente subtipos en función de la composición de los mismos, salvo en el caso de los cementos de

aluminato de calcio para los que existe únicamente un tipo, el CAC/R (ver Tablas). Los cementos comunes y los cementos para usos especiales, pueden tener entre

sus componentes los siguientes productos:

Humo de sílice (D)

Escoria granulada de horno alto (S)

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·

Todos ellos se contemplaban ya en la norma, salvo el humo de sílice, producto cuyo contenido se limita a un 10% debido a su gran afinidad por el óxido de cal liberado en la hidratación del cemento, lo que reduce la capacidad de protección

del hormigón frente a la corrosión de las armaduras en él embebidas (reserva alcalina).

Dentro de los cementos comunes, cada uno de los tipos de cemento se divide a su vez en dos niveles, A y B, en función del contenido de adición, lo que sin duda

permitirá optimizar su aplicación por parte del utilizador. 4.4.-Clasificación en función de su resistencia

Los cementos pueden también clasificarse en función de la

resistencia a compresión, en N/mm2, que alcanza un mortero normalizado a una determinada edad. Esta será de 28 días para los cementos comunes, y de 90 días para los cementos

para usos especiales. Se distinguen así cuatro posibles clases resistentes: 22,5; 32,5; 42,5 y 52,5. N/m.m.2

· Las clases resistentes reducen su especificación en 2,5 N/mm2 con relación a las clases definidas en la norma. El valor adoptado por las

diferentes clases puede parecer caprichoso, por lo que hay que aclarar que es el resultado del consenso entre los países europeos que tenían especificaciones de

30, 40 y 50 N/mm2, y aquellos otros, como España, cuyas especificaciones eran de 35, 45 y 55 N/mm2.

· Desaparece la clase de resistencia 25 en los cementos comunes.

· La especificación a dos días para las clases con resistencias iniciales elevadas (identificadas con la letra R), es similar a la que se venía exigiendo hasta ahora.

· En el caso de los cementos para usos especiales, la clase resistente se define a través de la resistencia a 90 días de edad dado el elevado contenido de adiciones

Puzolana natural

(P)

Caliza (L) Ceniza volante (V)

(P)

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activas que poseen. No obstante, y con el fin de obtener un control operativo sobre

este tipo de cementos, se establecen unas exigencias mínimas y máximas que debe cumplir la resistencia a compresión a 28 días de edad.

La primera sensación del técnico y usuario del cemento es la de considerar que con esta nueva norma se le va a “quitar resistencia” manteniendo el precio del

producto. Sin embargo esto no va a ser así, puesto que las prestaciones resistentes de los cementos fabricados van seguir siendo la misma, e incluso se

incrementará en algunos cementos al decidir los fabricantes elevar los actuales tipo 45 a la categoría 52,5.

5.- PROPIEDADES DEL CEMENTO

Buena resistencia al ataque químico.

Resistencia a temperaturas elevadas.

Refractario.

Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Conversión

interna.

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 Y MECÁNICAS DEL CEMENTO

5.1 Fraguado y endurecido

El fraguado es la pérdida de plasticidad que sufre la pasta de cemento. La

velocidad de fraguado viene limitado por las normas estableciendo un periodo de tiempo, a partir del amasado, dentro del cual debe producirse el principio y fin del

fraguado. Este proceso es controlado por medio del ensayo de la aguja de Vicat (NB 063; ASTM C191), que mide el inicio y fin del fraguado en mediciones de penetraciones cada 15 min, de la siguiente manera:

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Inicio del Fraguado.- Cuando la aguja no penetra más de 25 mm en la pasta. Se

recomienda que una vez iniciado el fraguado el cemento ya deba estar totalmente colocado y no debe moverse de su lugar, ya que se originaran fisuras.

Fin del Fraguado.- Cuando la aguja no deja marcas e la superficie de la pasta.

5.2.-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, al quedar

en su interior un núcleo prácticamente inerte, como se ilustra en la figura:

Si el cemento posee una finura excesiva, su retracción y calor de hidratación serán

muy altos, se vuelve más susceptible a la meteorización y disminuye su resistencia a las aguas agresivas, lo que en general resulta muy perjudicial.Una

señal práctica de que las partículas son muy pequeñas, es cuando durante el almacenamiento y manejo, una cantidad muy pequeña de humedad pre-hidrata el cemento.

Algunos usuarios especifican un mínimo de finura, en un esfuerzo por minimizar la

contracción por secado del hormigón.

5.3 .-Resistencia mecánica

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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.

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 (NB 470; ASTM C109), en el cual se usan cubos de mortero de 5 cm. por lado. 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 .El ensayo se lleva a cabo en la máquina de compresión, donde se colocan los cubos y se les aplica presión, hasta la rotura. Los cubos son curados unas 24 horas en los moldes, luego son removidos de

estos y son sumergidos en agua con cal hasta el momento de realizarse el ensayo.

5.4.-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

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rápidamente al salir del horno. La expansión producida por el magnesio se

presenta a largo plazo, produciendo fisuras, por lo cual la Norma limita la cantidad de oxido de magnesio al 6.0%.

5.5.-Fluidez

La fluidez es una medida de la consistencia de la pasta de cemento expresada en

términos del incremento del diámetro de un espécimen moldeado por un medio cono, después de sacudir un número especifico de veces.

PROYECTO

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CONSORCIO LEONCIO PRADO

‘’MEJORAMIENTO DE PISTAS Y VEREDAS DEL JR. LEONCIO

PRADO’’

SITEMATIZACIÓN DE LA EXPERIENCIA:

Nos dirigimos a la obra situada en el Jr. Leoncio Prado, en el observamos la

preparación de mezcla del concreto para la construcción de jardineles. Dicho

proyecto estaba bajo la supervisión del ingeniero Hugo Simic, el cual nos facilitó

la información básica el cemento

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Con la ayuda facilitada por la UCV, en la prestación del molde,

procedimos a realizar el ensayo de probeta, bajo las indicaciones del

ingeniero a cargo.

Una vez concluido, dejamos secar dicha muestra para luego ponerla en

agua.

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CONCLUSIÓN

Al haber concluido este informe, podemos decir que estamos en la

capacidad de conocer que es el cemento y cuáles son sus propiedades de

acuerdo a sus tipos, ya sean cementos Portland o especiales.

En este trabajado podemos observar el proceso de manufactura del

cemento, así como los principales componentes y las propiedades químicas

y físicas de este cemento. Las normas de calidad que rigen que se señalan

en este trabajo son las más comunes, sin embargo, en cada planta

procesadora de cemento se basan en pruebas específicas de calidad, por

lo que resulta un poco difíci l detallar todas las normas de cada una de las

plantas.

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Podemos concluir que la hidrólisis y la hidratación son los factores

importantes en el endurecimiento del cemento, ya que los productos que

resultan de la hidratación tienen muy baja solubilidad en el agua. Si esto no

fuera cierto, el concreto sería atacado rápidamente al contacto con el agua

BIBLIOGRAFÍA

1. -ARRIOJA JUAREZ, Raúl. MATERIALES PARA LA COSTRUCION. MEXICO Ed. LIMUSA.SA. 2002, 558pp. 2.- BUSTILLO REVUELTA, Manuel. Materiales de construcción. MADRID. Ed. FUEYO. 2005. 415pp.

LINKOGRAFÍA

1.-.SLIDESHARE, clasificación del cemento- 2013, consulta 13-09-

13,http://www.slideshare.net/cavega1/cementos-1420175

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2.-WIKIPEDIA, “CEMENTO” consulta 13-09-13, disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Cemento

3.-IECA “CEMENTOS” visitado (14-09-13) disponible en:

http://ieca.es/gloCementos.asp?id_rep=179

4.-http://cuellarramosmiguel.blogspot.com/2008/06/cemento_28.html

5.EconBiz “PROPIEDADES DE LAS CEMENTO ” 2013, consulta 14-09-13-

http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion6.PropiedadesCEMENTOS.pdf

6.-LEMONA “PROCESO PRODUCTIVO DEL CEMENTO” Disponible en:

”http://www.lemona.biz/EL%20CEMENTO-3/el%20cemento%20wikipedia.pdf