informe de Cemento

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tecnologia de materiales de construccion

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CEMENTOSe denomina cemento a 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. Mezclado con agregados ptreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plstica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia ptrea, denominada hormign (en Espaa, parte de Suramrica y el Caribe hispano) o concreto (en Mxico y parte de Suramrica). Su uso est muy generalizado en construccin e ingeniera civil.HistoriaDesde la antigedad se emplearon pastas y morteros elaborados con arcilla o greda, yeso y cal para unir mampuestos en las edificaciones. Fue en la Antigua Grecia cuando empezaron a usarse tobas volcnicas extradas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales. En el siglo I a. C. se empez a utilizar el cemento natural en la Antigua Roma, obtenido en Pozzuoli, cerca del Vesubio. La bveda del Panten es un ejemplo de ello. En el siglo XVIII John Smeaton construye la cimentacin de un faro en el acantilado de Edystone, 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 as 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 qumicos franceses Vicat y Le Chatelier y el alemn Michalis, que logran cemento de calidad homognea; la invencin del horno rotatorio para calcinacin y el molino tubular y los mtodos de transportar hormign fresco ideados por Juergen Heinrich Magens que patenta entre 1903 y 1907CLASIFICACIN DE LOS CEMENTOSLos cementos de la nueva serie de normas pueden clasificarse atendiendo a los siguientes criterios: Por su utilizacin Por sus caractersticas especiales Por su composicin Por su resistencia1.1 Clasificacin en funcin de su utilizacinAtendiendo a su utilizacin 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 est recomendado para hormigones en masa, armados y pretensazos, utilizados tanto en edificacin como en obra civil.b) Cementos para usos especiales (ESP): son aquellos que estn especialmente indicados para grandes macizos de hormign en masa -como es el caso de las presas-, as como para otros usos entre los que destacan los relacionados con la construccin de carreteras: estabilizacin de suelos, bases y subbases tratadas y pavimentos. Por sus caractersticas particulares no estn recomendados para hormigones armados o pretensados.c) Cementos de aluminato de calcio (CAC)Como puede observarse, ste es el primer cambio significativo que se produce en la normativa de cementos en relacin a la situacin de la anterior norma.1.3 Clasificacin en funcin de sus caractersticas especialesAtendiendo a las prestaciones adicionales que puede tener un cemento con relacin a las consideradas como estndar, stos se clasifican en:a) Cementos de bajo calor de hidratacin (BC): que a la edad de 5 das desarrollan un calor de hidratacin igual o inferior a 65 cal/g.b) Cementos blancos (BL): que presentan un ndice de blancura superior al 75%.c) Cementos resistentes a sulfatos y/o agua de mar Todas estas caractersticas especiales pueden darse en los cementos comunes, mientras que para los cementos especiales la nica caracterstica especial es la de bajo calor de hidratacin.En cuanto a la resistencia a sulfatos y a agua de mar, la nica novedad que se produce es que incluye a los cementos blancos, mantenindose las limitaciones establecidas en la Norma para los contenidos de aluminato triclcico (Ca3Al) y ferrito-aluminato tetraclcico (Ca4AlFe).1.4 Clasificacin en funcin de su composicinLos distintos tipos de cemento se clasifican a su vez en diferente subtipos en funcin de la composicin de los mismos, salvo en el caso de los cementos de aluminato de calcio para los que existe nicamente un tipo, el CAC/R (ver Tablas).Los cementos comunes y los cementos para usos especiales, pueden tener entre sus componentes los siguientes productos: Escoria granulada de horno alto (S) Humo de slice (D) Puzolana natural (P) Ceniza volante (V) Caliza (L)Todos ellos se contemplaban ya en la norma, salvo el humo de slice, producto cuyo contenido se limita a un 10% debido a su gran afinidad por el xido de cal liberado en la hidratacin del cemento, lo que reduce la capacidad de proteccin del hormign frente a la corrosin de las armaduras en l 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 funcin del contenido de adicin, lo que sin duda permitir optimizar su aplicacin por parte del utilizador.1.5 Clasificacin en funcin de su resistenciaLos cementos pueden tambin clasificarse en funcin de la resistencia a compresin, en N/mm2, que alcanza un mortero normalizado a una determinada edad. Esta ser de 28 das para los cementos comunes, y de 90 das para los cementos para usos especiales. Se distinguen as cuatro posibles clases resistentes: 22,5; 32,5; 42,5 y 52,5. N/m.m.2 Las clases resistentes reducen su especificacin en 2,5 N/mm2 con relacin 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 pases europeos que tenan especificaciones de 30, 40 y 50 N/mm2, y aquellos otros, como Espaa, cuyas especificaciones eran de 35, 45 y 55 N/mm2. Desaparece la clase de resistencia 25 en los cementos comunes. La especificacin a dos das para las clases con resistencias iniciales elevadas (identificadas con la letra R), es similar a la que se vena exigiendo hasta ahora. La resistencia mnima de la clase 52,5 se fija en 20 N/mm2 (en vez de 25), y en la clase 42,5 se introduce la de 13,5 N/mm2. Se sigue manteniendo el establecimiento de un lmite inferior y otro superior a los cementos de clase resistente 32,5 y 42,5, lo que permite, al igual que en la anterior norma, una adecuada verificacin de la conformidad de produccin. En el caso de los cementos para usos especiales, la clase resistente se define a travs de la resistencia a 90 das de edad dado el elevado contenido de adiciones activas que poseen. No obstante, y con el fin de obtener un control operativo sobre este tipo de cementos, se establecen unas exigencias mnimas y mximas que debe cumplir la resistencia a compresin a 28 das de edad.La primera sensacin del tcnico 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 as, puesto que las prestaciones resistentes de los cementos fabricados van seguir siendo la misma, e incluso se incrementar en algunos cementos al decidir los fabricantes elevar los actuales tipo 45 a la categora 52,5.

2. TIPOS DE CEMENTOEl cemento tipo I, de uso general, se utiliza en casi todas las aplicaciones estructurales ordinarias. Las especificaciones qumicas de este tipo de cemento se limitan a un contenido de magnesio y trixido de azufre y a sus prdidas por combustin, ya que este material est muy bien definido por sus caractersticas fsicas.

El cemento tipo II, es un material modificado que se usa en concretos con exposicin moderada al ataque de sulfatos o en los que se necesita calor de hidratacin moderadamente bajo. Esas caractersticas se logran mediante ciertas limitaciones impuestas al contenido de Ca3Si y Ca3Al del cemento, El tipo II adquiere sui resistencia con un poco ms de lentitud que el tipo I, aunque los resultados finales son idnticos, este tipo de cemento, existe en casi todas partes y muchos ingenieros lo prefieren para el uso general en vez del cemento tipo I.

El cemento tipo III, adquiere una considerable resistencia en muy corto tiempo, en tan slo tres das, la resistencia del concreto elaborado con este tipo de cemento es prcticamente igual a la del concreto con 28 das de fraguado hecho con los cementos tipo I y II, Este fraguado ms rpido se logra moliendo a una grano an ms fino de los materiales (aunque no se especifica una finura mnima) e incrementndose el contenido de Ca3Si y Ca3Al del cemento. Sin embargo, el tipo III genera una enorme cantidad de calor fraguado y, por consiguientes, no se debe usar en elementos masivos, Asimismo, tiene muy baja resistencia a los sulfatos. Este cemento no siempre se encuentra disponible en el mercado, pero si se hace el pedido a tiempo, las fbricas estn dispuestas a producirlo.

El cemento tipo IV, es un material que genera muy poco calor y est diseado para la construccin de elementos masivos de concreto., El cemento normal tipo I, cuando se utiliza en granes masas que no pueden perder calor por radiacin, emite tanto calor durante la hidratacin que la temperatura del concreto llega a elevarse hasta 10 a 15C. Lo anterior se traduce en un aumento relativamente grande de las dimensiones del elemento mientras el concreto an est blando y plstico. Ms tarde, conforme el concreto se enfra despus del fraguado, su contraccin provoca cuarteadoras, esto debilita el elemento y genera puntos vulnerables ala ataque de soluciones agresivas. Los compuestos de fase potencial que generan la mayor cantidad de calor de hidratacin son el Ca3Si y el Ca3Al, por lo que en este cemento se limitan las cantidades permisibles de ellos: puesto que dichos compuestos tambin producen una resistencia precoz del concreto, esa limitacin se traduce en un concreto que adquiere su resistencia con relativa lentitud. Sin embargo, esto tiene poca importancia en el c aso de las grandes estructuras para las cuales se produjo este tipo de cemento.

El cemento Prtland tipo V es un material especial destinado a estructuras que requieren alta resistencia al ataque de sulfatos. Dicha resistencia se logra limitando el contenido de Ca3Al del cemento. Este tipo es particularmente adecuado en estructuras sujetas al ataque de soluciones que contienen sulfatos, como el agua de mas y ciertas aguas duras.

Los cementos tipos IV y V son materiales para usos especiales, por lo que es difcil c}encontrarlos en el mercado, la manera de conseguirlos es elaborar un pedido directo a las fbricas de cementos.

CEMENTO PORTLAND PUZOLANICO TIPO I (PM)Para uso en construcciones generales de concreto.Se recomienda para estructuras de edificios, cimentaciones masivas y muros de contencin en medios moderadamente agresivos, obras portuarias, canales de conduccin obras de desage portadoras de agua ligeramente cidas.

3. EL CEMENTO PORTLAND.

Son los que tienen ms aplicacin en las obras de albailera. Se distinguen dos clases: el corriente o normal y el resistente a las aguas selinitosas. Ambos se obtienen de la pulverizacin conjunta de la clnica y una porcin de yeso para retardar el fraguado; el resistente a las aguas selinitosas se diferencia del corriente en su bajo contenido de aluminato tricalcico, siendo capaz de resistir la accin agresiva del sulfato de calcio.

El nombre proviene de la similitud en apariencia y el efecto publicitario que permiti darle en el ao 1824 Joseph Apsdin un constructor ingles, al patentar un proceso de calcinacin de caliza arcillosa que produca un cemento que al hidratarse se adquira segn l, la misma resistencia que la piedra de la isla de Prtland, cerca del puerto de Dorset.Es en 1845 cuando se desarrolla el procedimiento industrial del cemento Prtland moderno que con algunas variantes persiste hasta nuestros das. Propiedades generales del cemento Buena resistencia al ataque qumico. Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario. Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Conversin interna. Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad. Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotrmico.Est prohibido el uso de cemento aluminoso en hormign pretensado. La vida til de las estructuras de hormign armado es ms corta.El fenmeno de conversin (aumento de la porosidad y cada de la resistencia) puede tardar en aparecer en condiciones de temperatura y humedad baja.El proyectista debe considerar como valor de clculo, no la resistencia mxima sino, el valor residual, despus de la conversin, y no ser mayor de 40 N/mm2.Se recomienda relaciones A/C 0,4, alta cantidad de cemento y aumentar los recubrimientos (debido al pH ms bajo).PROPIEDADES FISICAS DEL CEMENTOFINURALa finura de molido o de molturacin en los materiales, se aprecia por medio de los anlisis granulomtricos, que consisten en hacerlos pasar a travs de sedazos, tamices, cribas o zarandas, apreciando los porcentajes en peso que atraviesa el material, este anlisis granulomtrico se llama tambin anlisis mecnico.

FIRMEZALlamada tambin indeformabilidad, es la propiedad que se exige al cemento de no desintegrarse despus del fraguado. Generalmente esta desintegracin se produce en el cemento como en cualquier otro material por variacin del volumen y en el caso especial del cemento por aumento de volumen. Segn lo anterior un cemento tendr firmeza cuando durante y despus de la fragua no aumenta de volumen

PESO ESPECIFICOComo se sabe. Es el guarismo que resulta de dividir el peso por el volumen. El cemento Prtland debe tener un peso especfico superior a 3.10, pudiendo bajar a 3.7 para los cementos blancos tipos portland.PROCESO DE FABRICACINDIAGRAMA DEL PROCESO

ALMACENAMIENTOSi es cemento en sacos, deber almacenarse sobre parrillas de madera o piso de tablas; no se apilar en hileras superpuestas de ms de 14 sacos de altura para almacenamiento de 30 das, ni de ms de 7 sacos de altura para almacenamientos hasta de 2 meses. Para evitar que el cemento envejezca indebidamente, despus de llegar al rea de las obras, el contratista deber utilizarlo en la misma secuencia cronolgica de su llegada. No se utilizar bolsa alguna de cemento que tenga ms de dos meses de almacenamiento en el rea de las obras, salvo que nuevos ensayos demuestren que est en condiciones satisfactorias.