MATERIALES DE CONSTRUCCION

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO

ING. MILAGROS OLAZAVAL R.

EL CEMENTO

El cemento es un aglutinante o 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.

CALIZA ARCILLA

+

CLINKER

= +YESO

=CEMENTO

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 algunos países o concreto en nuestro país. Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil.

H2OAGREGADOS

CEMENTO

CONCRETO

MEZCLA DE CONCRETO

HISTORIA DEL CEMENTO

Desde la antigüedad se emplearon pastas y morteros elaborados con arcilla, yeso y cal para unir elementos en las edificaciones. El cemento se empezó a utilizar en la Antigua Grecia utilizando tobas volcánicas extraídas de la isla de Santorini, estos fueron 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.

PANTEON DE ATENAS

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.

El siglo XIX, Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 el Portland Cement, denominado así por su color gris verdoso oscuro similar a la piedra de Portland.

FARO EN EL ACANTILADO DE

EDDYSTONE

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.

HISTORIA DEL CEMENTO EN PERU

Sus antecedentes en el Perú se remontan a 1916, año en que se da inicio a su fabricación a través de la Compañía Peruana de Cemento Portland, que inicia sus operaciones en esa fecha como predecesora de Cementos Lima S.A.

PROCESO DE FABRICACION DEL

CEMENTO

1. Obtención y preparación de materias primas (molienda).

2. Cocción del crudo de cemento.3. Molienda de cemento y obtención

del producto final.

Obtención y preparación de materias primas

1.1 Extracción de materias primas

Calizas y margas: Aporte de CaO en la formación de silicatos para la producción del clínker de cemento.

Arcillas y pizarras:Aporte de óxidos que actúan de fundentes facilitando la formación de la fase líquida en el horno.

Obtención y preparación de materias primas

1.2. Preparación y adecuación de materias primas.

Homogeneización de materias primas :alimentación del horno homogénea

Molienda (molinos verticales)

CRUDO DE CEMENTO

MOLIENDA HORIZONTAL

HORNO DE CALCINACION

CLINKER ESQUEMA DEL HORNO

COMPUESTOS QUIMICOS DEL CEMENTO

El C3S y el C2S constituyen el 75 % del cemento y se debe a estos la resistencia mecánica

COMPUESTO ABREVIATURA PORCENTAJE

SILICATO TRICALCICO C3S 30% - 50% SILICATO BICALCICO C2S 15% - 30%

ALUMINATO TRICALCICO C3A 4% - 12%

FERRO ALUMINATO TETRACALCICO C4AF 8% - 13%

Cocción del crudo de cemento

2. Cocción en hornos rotatorios

3. Molienda de cemento y obtención del producto final

Somete la mezcla de materiales a impactos de cuerpos metálicos o fuerzas de compresión elevadas, junto con la molienda conjunta del clinker, yeso y otros materiales denominados “adiciones”.

HORNO DE

COCCION

CLINKER

MOLIENDA

YESO(aditivos)

CEMENTO

Proceso de fabricación del cemento

►ARCILLA

►CALIZA

►OTROS

TIPOS DE CEMENTO Y APLICACIONES

TIPO I: De uso general.TIPO II: De uso general, especificaciones cuando se desea:. moderada resistencia a los sulfatos o. moderado calor de hidratación.TIPO III: Alta resistencia inicial.TIPO IV: Bajo calor de hidratación.TIPO V: Alta resistencia a los sulfatos.

Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:I. De origen arcilloso: obtenidos a

partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente;

II.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.

CEMENTO PÓRTLAND TIPO I

Especificaciones Técnicas•Norma técnica: ASTM C-150 y Norma Técnica Peruana 334.009. •Presentación: bolsas de 42.5 Kg./granel. Características•Producto obtenido de la molienda conjunta de clinker y yeso. •Ofrece un fraguado controlado.

•Por su buen desarrollo de resistencias a la compresión a temprana edad, es usado en concretos de muchas aplicaciones. •Es versátil para muchos usos. •Su comportamiento es ampliamente conocido por el sector de construcción civil.

Usos y Aplicaciones•Para construcciones en general y de gran envergadura cuando no se requiera características especiales o no se especifique otro tipo de cemento. •El acelerado desarrollo de sus resistencias iniciales permite un menor tiempo de desencofrado. •Pre-fabricados de hormigón.

Usos y Aplicaciones•Fabricación de bloques, tubos para acueducto y alcantarillado, terrazos, adoquines. •Mortero para asentado de ladrillos, tarrajeos, enchapes de mayólicas y otros materiales.

Consejos•Se debe respetar la relación a/c (agua /cemento) a fin de obtener un buen desarrollo de resistencia y trabajabilidad (todo cemento). •Es importante utilizar agregados de buena calidad, si éstos están húmedos es recomendable dosificar menor cantidad de agua para mantener las proporciones correctas.

Consejos•Para lograr resistencias adecuadas es recomendable un curado cuidadoso. •Para la buena conservación del cemento se recomienda almacenar las bolsas bajo techo, separada de paredes o pisos y protegidos de aire húmedo. •Evitar almacenar en pilas más de 10 bolsas para evitar se compacte.

Comercialización•Dirigido al mercado nacional y comercializado en bolsas de 42.5 Kg y a granel.

CEMENTO PÓRTLANDPUZONALICO TIPO I

Especificaciones Técnicas•Norma técnica: ASTM C-595 y Norma Técnica Peruana 334.090.•Presentación: bolsas de 42.5 Kg. / granel.

Características•Producto obtenido de la molienda conjunta de clinker, yeso y puzolana.•Debido al contenido de fierro en la composición química de la puzolana tiene una coloración rojiza.•La resistencia a los 28 días es igual al Cemento Pórtland tipo I.

Características•Desprende menor calor de hidratación, lo que reduce la retracción térmica.•Por ser un cemento mas finamente molido, mejora la impermeabilidad favoreciendo una mejor conservación del concreto.

Características•Su resistencia a la acción de los sulfatos es mejor en comparación al Cemento Pórtland Tipo I.•Mayor trabajabilidad en morteros y revestimientos.

Usos y Aplicaciones•Macizos de hormigón en grandes masas.•Para cimentaciones de todo terreno, aplicable a suelos salitrosos por presentar un mejor comportamiento que el Cemento Pórtland tipo I.•Obras marítimas.•Obras sanitarias.

Usos y Aplicaciones•Albañilería (fábrica de ladrillos y mampostería).•Sellados.•Baldosines hidráulicos.•Pre-fabricados curados por tratamientos térmicos.•Mortero para el asentamiento de ladrillos, tarrajeos, enchapes de mayólicas y otros materiales.

Usos y Aplicaciones•Fabricación de bloques, tubos para acueducto y alcantarillado, terrazos, adoquines, etc.

Consejos•Es importante para este tipo de cemento no excederse en la relación agua-cemento (a/c) determinada en el diseño de mezcla.

Consejos•Es importante utilizar agregados de buena calidad, si éstos están húmedos es recomendable dosificar menor cantidad de agua para mantener las proporciones correctas.•Para lograr resistencias adecuadas es recomendable un curado cuidadoso.

Consejos•Para asegurar buena conservación del cemento se recomienda almacenar las bolsas bajo techo, separado de paredes o pisos y protegidos de aire húmedo.•Evitar almacenar en pilas de más de 10 bolsas para evitar la compactación.

Comercialización•Dirigido al mercado nacional y comercializado a través de bolsas de 42.5 Kg y a granel.

CEMENTO PÓRTLAND TIPO V

Especificaciones Técnicas•Norma técnica: ASTM C-150 y Norma Técnica Peruana 334.090.•Presentación: bolsas de 42.5 Kg. / granel.

Características•Producto obtenido de la molienda conjunta de Clinker tipo V de bajo contenido de álcalis y yeso.•Bajo contenido de álcalis.Se logran altas resistencias a tempranas edades.

Características•Por su buen desarrollo de resistencias a la compresión, es usado en muchas aplicaciones, además tiene la capacidad de utilizarse en variados diseños de mezclas del concreto.• Presenta buena resistencia a los sulfatos.

Características•Sus cualidades son ampliamente conocidas por el sector construcción civil peruano y extranjero.

Usos y Aplicaciones•Para las construcciones en general y de gran envergadura, especialmente para cuando se desea una resistencia moderada a la acción de los sulfatos y un moderado calor de hidratación.•Cemento resistente a la reacción álcali/ agregado.

Comercialización•Dirigido al mercado local y de exportación y comercializado a través de bolsas de 42.5 Kg y a granel.

PROPIEDADES GENERALES DEL

CEMENTO

•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.

ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO

La buena disposición que se adopte para el almacenamiento de los insumos del concreto, contribuye a la buena marcha de la obra, y permite la producción eficiente de un concreto de calidad.

El diseño general de las instalaciones de almacenamiento, se efectúa en la etapa previa de la construcción, teniendo en cuenta entre otros los siguientes parámetros:

° Ubicación y características del área donde se asienta la construcción.° Espacios disponibles.° Consumo promedio de concreto de acuerdo al cronograma de la obra.° Consumo máximo y duración del periodo en el cual se realiza la mayor producción de concreto.

° Forma y medios de aprovisionamiento de los materiales.° Stock mínimo que es conveniente mantener.° Ubicación de las mezcladoras o central de mezcla.° Alternativas y costos para las diferentes instalaciones de almacenamiento.