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7/25/2019 Procesos Qumicos de Manufactura e Hidratacin
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ProcesosProcesos QumicosQumicos dede ManufacturaManufacturaee hidratacinhidratacin deldel CementoCemento
7/25/2019 Procesos Qumicos de Manufactura e Hidratacin
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2 Qumica del Cemento
Objetivos
Al Final de este modulo los estudiantes seran capaces de:
l Describirel proceso de manufactura del cemento
l Entender los efectosde los componentes individualesdel cemento
l Entenderel efecto de los parametrosde fabricacin
l Describirel proceso de hidratacin
l Podranexplicar losefectos volumtricos durante la hidratacin
l Entenderanla retrogresindel cemento, los efectos del tiempo y laresistencia a los sulfatos
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3 Qumica del Cemento
Cemento Portland
l Definicin:
Es una mezcla heterognea de materiales arcillosos ycalcreos, ms otros materiales que contienenslica,
aluminio y materiales de hierro, queson quemados atemperatura de clinker, (1500C). Esta mezcla seenfria, se mueley el resultado es el llamado Clinker
El cemento Portland es un cemento de tipo hidrulico
cuyo desarrollo compresivo es el resultado de unproceso quimico de hidratacin.
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4 Qumica del Cemento
l Materia Prima:
Calcreos - 2 Partes Arcillceos - 1 Parte
Carb. de Calcio (CaCO3) Arcillas
Rocas de Cemento Shales
Tiza Slate and Mudstone
Marmol Blast furnace slag
Coral Puzolanas (fly ash)
Residuos de Alkali Rocas de Cemento
Se los muele y se los calienta a temperatura de tratamiento en elhorno (kiln) a 1500oC
Materiales del Cemento y Procesamiento
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5 Qumica del Cemento
Minas de Carbonato de Calcio
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6 Qumica del Cemento
Preparacin de la Materia Prima
l Proceso Seco Molienda y Mezcla de los materiales, en SECO Procesoms barato Clinker de menor calidad
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7 Qumica del Cemento
Preparacin de la Materia Prima
l Proceso Hmedo Molienda y Mezcla de materiales en lechada Procesocostosodebido al combustible requerido paraevaporar
el agua Calidadde Clinker ms uniforme
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8 Qumica del Cemento
Almacenamiento y Mezclado de lasMaterias Primas Pulverizadas
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9 Qumica del Cemento
Proceso de Quemado
ll MezclaMezcla precalentadaprecalentada eses enviadaenviada alal hornohorno rotatoriorotatorio (kiln)(kiln)
LaLa mezclamezcla sesequemaquema hastahasta fusinfusin parcialparcial a @ 1500a @ 1500ooC (2700C (2700ooF)F) ComplejasComplejas series deseries de reaccionesreacciones tomantoman lugarlugar en elen el hornohorno yyentoncesentonces
loslos materialesmateriales crudoscrudos sonson convertidosconvertidos en CLINKERen CLINKER
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Horno Rotativo o Kiln
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11 Qumica del Cemento
Proceso de Quemado / Tratamiento Trmico
Rango de
TemperaturaPerfil de Reaccin
Hasta 200 Evaporacin
200 a 800 Precalentamiento
800 a 1100 Deshidroxidacin
1100 a 1300 Reacciones exotrmicas
1300 a 1500 Sinterizacin
1500 a 1250 Enfriamiento
Reaccin en las zonas del horno rotatorio
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12 Qumica del Cemento
l CLINKER - Molienda y calentamiento en el kiln a 1500o C
CLINKER
C3S : Silicato TriclcicoC2S : Silicato DiclcicoC3A : Aluminato TriclcicoC4AF : Alumino ferrato TetraclcicoCa + Mg Oxidos, Ca(OH)
2
, CaCO3
, Na2
NO4
.etc.
Enfriamiento controlado hacia una segunda molienda
Materiales del Cemento y Procesamiento
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13 Qumica del Cemento
Dentro del Horno
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14 Qumica del Cemento
Proceso de Enfriamiento
l Tasade Enfriamiento: Lento (4-5oC/min) C3A y C4AF desarrollan un alto grado de cristalinidad
Cristales de C3S y C2S se convierten en altamente ordenados
Magnesio libre forma cristales periclsicos
Resultado: Menoshidrulicamenteactivo con tamao de partculasgrandeSe requiere menos energa duranteel procesode molienda
El esfuerzo a la compresinse desarrolla ms rpidamente (3-7 das)
Esfuerzocompresivo a largo plazoes ms rpido (28 das)
Ms baja resistenciaa sulfatosALTO GRADO DE EXPANSIVIDAD
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15 Qumica del Cemento
Proceso de Enfriamiento
l Tasade enfriamiento: Rpida (18-20oC/min)
C3A y C4AF permanecen en fase cristalina C3S y C2S permanecen altamente ordenados Magnesio librepermanece en fase cristalina Resultado: Ms hidrulicamente activa con tamao de partcula
relativamente pequea Ms energa requerida durante el procesode molienda Ms pronto desarrollo de esfuerzo compresivo temprano (3-7
das)
Ms alto desarrollo de esfuerzo compresivo (28 das) Ms resistencia a sulfatos. Magnesio libre (MgO) es menos activo
EXPANSIVIDAD ES MENOS PROBABLE
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16 Qumica del Cemento
Efectos de Enfriamiento
l Tasas de Enfriamiento y efectos
La calidaddel Clinker y del cemento terminadodepende de la tasade
enfriamiento
l La mejor forma:
1 ) Enfriar lentamente hasta +/- 2,282oF(1,250oC), (7-9 oF/min)
2 ) Enfriar rpido 32-36o
F/min (18 - 20o
C/min)
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Sistema de Enfriamiento del Clinker
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18 Qumica del Cemento
l Yeso (Gypsum)
Aade 3 - 5% Yeso (Ca.SO4.2H2O) o mezcla de Yeso+
Sulfato de Calcio semihidratado (CaSO4.1/2H2O)
o Anhidrato (CaSO4)
Se pulveriza la mezcla y se la vuelvea mezclar
l CementoPORTLAND
C3S + C2S +C3A + C4AF + CaSO4.2H2O +CaO+ MgO
+ (Na2SO4 + NaKSO4 +CaK2(SO4)2, or K2SO4)
(dependiendo del cemento)
Materiales del Cemento y Procesamiento
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19 Qumica del Cemento
Molienda Final
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20 Qumica del Cemento
a. Diagrama de flujodel proceso
b. Distribucin del tamao de la partcula
0
20
40
60
80
10 0
100 1 0 1
%
C u mu l a t ive Ma ss%
EQUIVALENT SPHERICAL DIAMETER, m
Operaciones de Molienda y Almacenaje
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21 Qumica del Cemento
Sistema de Distribucin y Almacenaje
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22 Qumica del Cemento
Efectos del Proceso de ManufacturaPasos en las Propiedades del Cemento
Proporcionamiento de Materiales Crudos
Material Conc. % MuyBajo MuyAlto
CaO 65 Bajoesf. Comp. Expans., RompimientoSiO2 22 Rapido frague Lento fragueAl2O3 5 Aumentada tem. Rpido frague
para el quemado
Fe2O3 4 Rpido FragueMgO 1 Expansividad(>5%)
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23 Qumica del Cemento
Proceso de Enfriamiento
Enfriamiento Lento EnfriamientoRpidoPermite cristalizacin de Clinker Permite formacin de
CristalesAsegura mejor molienda Clinker difcil de molerMs C3A + MgO para cristalizar Previene formacin Beta de
C2SProduce alpha C2S (casi inerte) Causa que se forme menos
C3A + MgO
Efectos del Proceso de ManufacturaPasos en las Propiedades del Cemento
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24 Qumica del Cemento
Proceso de Molienda y Adicinde Yeso
Molienda Fina La Proporcindel Cemento Reactivo AumentaLa Tasa de Hidratacin Aumenta
El Esfuerzo Compresivo es masalto
Yeso AdicinControlada DifcilSulfato de calcio semihidratadoConduce a perodos ms cortos de hidratacinMuypoco yeso produce problemas de gelacin
Efectos del Proceso de ManufacturaPasos en las Propiedades del Cemento
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25 Qumica del Cemento
Estructura del Grano del Clinker
l C3S: Mayor Componente
l C2S: Segundo ms
abundante, pero muybajareaccin
l C3A: La ms baja reaccin,se hidrata rpidamente
l C4AF: Fase Intersticial,altamente reactiva
C3A: TricalciumAluminate3CaO.Al2O3
C4AF: TetracalciumAluminoferrite
4CaO. .Al2O3 .Fe2O3
C3S: TricalciumSilicate3CaO.SiO2
C2S: DicalciumSilicate2CaO.SiO2
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26 Qumica del Cemento
Efectos de los Mayores Componentesdel Clinker
ll FaseFase SilicatoSilicato:ll C3S,C3S, SilicatoSilicatoTriclcicoTriclcico
Es el mayorEs el mayor componentecomponente en elen el cementocemento ((formadoformado dede CaOCaOy SiO2)y SiO2)
SeSe hidratahidrata msms rpidamenterpidamente queque el C2S (el C2S (controlacontrola elel tiempotiempo deldel fraguadofraguado))
ContribuyeContribuye aa todostodos loslos pasospasos deldel esfuerzoesfuerzo compresivocompresivo
ll C2S,C2S, SilicatoSilicato DiclcicoDiclcico
FormadoFormado dede CaOCaOy SiO2y SiO2
SeSe hidratahidrata muymuy lentamente conlentamente con msms bajobajo calorcalor dede hidratacinhidratacin AfectaAfecta esfuerzoesfuerzo compresivocompresivo a largoa largo trminotrmino
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27 Qumica del Cemento
Efectos de los Mayores Componentesdel Clinker
ll FaseFase dede AluminioAluminioll C3A,C3A, AluminatoAluminatoTriclcicoTriclcico
Formado de CaOy Al2O3 Se hidrata ms rpidamente y produce el ms alto calor de hidratacin J uegaun papel importante en:
l
Temprano esfuerzo compresivol Comportamiento reolgico de la lechadal Control del tiempode fraguadoy bombeabilidad
El C3A hidratado es fcilmente atacadopor sulfatosll C4AF,C4AF, AluminoAlumino ferratoferrato tetraclcicotetraclcico
Est formadode CaO, Al2O3 y Fe2O3 Da color al cemento Tiene pocoefectoen las propiedades del cemento fraguado Produce bajo calorde hidratacin
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28 Qumica del Cemento
Hidratacin de C3S & C2Sl 2C3S +6H C3S2H3 + 3CH (Rpido)
l 2C2S +4H C3S2H3 + CH (Lento)
l 2C3S + C2S + H2O C-S-H GEL + PORTLANDITE(Ca(OH)2)
C3S mayor constituyente (hasta 60 - 65 %)
C2S normalmente menos de 20%
C3S hidrata mucho ms rpido que el C2S
C-S-H gel + 70% cemento hidratado y es el principal material deadherencia
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29 Qumica del Cemento
EtapasEtapas dedeHidratacinHidratacin
Hidratacin de C2S y C3S
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30 Qumica del Cemento
Efecto de la adicin de yeso en la tasa de hidratacin:
Sin Yeso
2C3A + 27H C2AH8 + C4AH19
C2AH8 + C4AH19 2C3AH6 + 15H FLASH SET
Con Yeso
2C3A + 3CSH2 + 26H C3A + 3CS + 32H
C3A + yeso + agua Ettringite
Todo el Yeso Consumido
C3A.3CS.32H + 2C3A + 4H C3A. CS.12H
Hidratacin de C3A y C4AF
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31 Qumica del Cemento
0
10
20
30
40
50
60
0 4 5 812
16
20
24
28
32
36
40
44
48
52
56
60
64
68
72
76
80
84
88
92
96
100
104
108
112
116
120
I. Perodo de PreinduccinII. Perodo de InduccinIII. Perodo de Aceleracin
IV. Perodo de DeceleracinV. Perodo de Difusin
Nota: T.T. Thickening timeM.T. Mixing time
min hrs dias
Tiempode Hidratacion
II IIII II III I IVIV VV
T.T.T.T.
M.T.M.T.
Rate
ofHydration
Hidratacindel Cemento Portland
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32 Qumica del Cemento
Hidratacindel Cemento Portland
PERIODO DE PREPERIODO DE PRE--INDUCCIONINDUCCIONl Dura entre 30 sec - 4 mins (justo despusde la mezcla del cemento)
l Reaccinaltamente exotrmica
Se forma un gel inicialC-S-H gel sobre las superficies de C3S
Ettringite se forma y precipita encima de las superficies de C3A
l Las reaccionesde hidratacin son reducidadporque:
- C3A es inhibidopor la formacinde ettringita
- C3S es inhibido por la formacin de la pelcula C-S-H gel- C2S y C4AF son naturalmentereacciones lentas
l La concentracinde Ca(OH)2 empiezaa incrementar
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33 Qumica del Cemento
Hidratacindel Cemento Portland
PERIODO DE INDUCCIONPERIODO DE INDUCCIONBaja actividadde hidratacin y la liberacinde calor cael Concentracin de iones Ca2+y OH- incrementahasta susaturacin
respectoa Ca(OH)2l Nivel crtico de supersaturacin de iones Ca2+y OH- es alcanzado; Ca(OH)2
empieza a precipitarl El perodotermina con el incremento en la actividadde hidratacin y
generacin de calor El cambio en el gel C-S-H permiteque la hidratacinC3S continue
El yesose termina y la hidratacindel C3A reinicia rpidamentel Solamente un pequeo porcentajede C3S se hidrata durante este perodo
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34 Qumica del Cemento
Hidratacindel Cemento PortlandPERIODO DE ACELERACIONPERIODO DE ACELERACION
l Hidratacin ocurre ms rapidamente(Todava hay C3S disponible parareaccionar)
l Ca(OH)2 slido cristaliza de la solucin
l El hidratado se interelaciona y crece, decreciendo la porosidad
l Unared es formada y el esfuerzo compresivo se empieza a formar
PERIODO DE DESACELERACIONPERIODO DE DESACELERACION
l La porosidaddel sistema disminuyecuanto ms hidratos son formados
l Difusin de agua a travs de las capas de los hidratos es reducida
l Transportede especies ionicas es incrementado
l La tasa de hidratacin desacelera
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35 Qumica del Cemento
Hidratacindel Cemento Portland
PERIODO DE DIFUSIONPERIODO DE DIFUSION
LaLa hidratacinhidratacin continuacontinua muymuy lentamentelentamente
ll ReduccinReduccin en laen la tasatasa de lade la evolucinevolucin deldel calorcalor
ll EspesamientoEspesamiento dede loslos productosproductos de lade la hidratacinhidratacin alrededoralrededor dede laslas fasesfases deldelcementocemento ==ReduccinReduccin de lade la porosidadporosidad
ll NoNo ocurrenocurren mayoresmayores cambioscambios estructuralesestructurales
ll HidratacinHidratacin totaltotal nuncanunca eses alcanzadaalcanzada bajobajo condicionescondiciones ambientalesambientales
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36 Qumica del Cemento
THE MULTICOMPONENT SYSTEM
0
2
4
6
8
10
12
1 2 3 4 5 6 7 8 910
11
12
13
14
15
16
17
Time of Hydration
Rate
ofEvolutio
Dissolution: Ettringiteand C-S-H gel formation
Increase Ca++and OH- concent.
Formation ofC-S-H & CH
Formation ofMonosulfate
DiffusionControlledReaction
Final Set
Initial Set
min.hours
days
Hidratacindel Cemento Portland
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37 Qumica del Cemento
0
50
100
150
200
250
0 5 10 15 20
Hydration time (hr)
Heatflow(mW
)25
45
65
85
Efectos de la Temperatura
l Ms alta temperatura, ms altatasade hidratacin.
l Aadaretardadoresparaextender el perodo de
induccin.l Aadaaceleradores para
reducir el perodode induccin.
l Encima de 230F, el gel C-S-H no
es establey productoscristalinos se forman
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38 Qumica del Cemento
Fraguado Falso Fraguado InstantaneoClinker Sulphate Hydration time
Reactivity avaibility 10 MIN 1 Hour 3 Hours
I Ettringite recrystallization
LOW LOW WORKABLE WORKABLE SETII
HIGH HIGH WORKABLE SET SET
III
HIGH LOW SET SET SETIV
LOW HIGH SET SET SET
-Fraguado Instantaneo = Hidratacin descontrolada del C3A (sin yesoAlta actividad del Clinker
- Fraguado Falso= Precipitacin de yeso secundario debido a ladeshidratacin del mismo y alta solubilidad delos productos formados `
R ti id d d l Cli k Di ibilid dd
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39 Qumica del Cemento
Reactividad del Clinker vs DisponibilidaddeSulfatos
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40 Qumica del Cemento
No 1 Day 7 Days 28 Days100 Days
Portland cement 1 2.8 4.8 6 6.9
Portland cement 2 1.7 4.4 6.3
Portland cement 3 2.7 8 8.6 8.7
without gypsum 4 2.6 6.3 7.5 7.6
- Concentracin Qumica del Cemento
- Bulk o encogimiento externo : +/- 0.1% BV cement
- Concentracin interna : 4 - 6% BV cement
- Encogimiento interno crea porosidad secundaria (o extra porosidad) enla matriz del cemento fraguado
Porcentaje de la reduccin del volumen absoluto
Cambios en el volumende Cemento
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41 Qumica del Cemento
Es un resultado de: Largos perodos de almacenamiento
Alta humedad Altas Temperaturas
CarbonatacinAfecta al cemento por efectos de: Aumentar el tiempo de bombeabilidad
Disminuir el esfuerzo compresivo
Disminuir el calor de hidratacin Incrementar la viscosidad de la lechada (se vuelve impredecible)
Hace la manipulacin del bulk ms complicada
Efectos del Envejecimiento
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42 Qumica del Cemento
SAMPLE SURFACE AREA (m2/g)
BlaineBET
A 0.2 0.8
B 0.3 0.5
C 0.4 1.2
Distribucindel Tamao de la Partcula
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43 Qumica del Cemento
1. Mg + Na Sulfatos en los fluidos de la formacin reaccionan con cristales deCa(OH)2 en el cemento para formar
Cristales de Mg(OH)2Ca(OH)2 + MgSO4 + 2H2O ------> CaSO4.2H2O + Mg(OH)2
Una solucin de NaOHCa(OH)2 + Na2SO4 + 2H2O ------>CaSO4.2H2O + NaOH
2. Expansion ocurre debido al reemplazo de Ca(OH)2 por Mg(OH)2
3. Incremento en la porosidad del cemento se da porque NaOH es mucho mssoluble que el Ca(OH)2
4. Formacin de ETTRINGITE despus de que el cemento se ha fraguado
--- --> EXPANSION Y RESQUEBRAJ AMIENTO DEL CEMENTO C3A.3CS.32H (Ettringita secundaria)
C3A + 3CSH2 + 26H ------> C3A3CS.32H (Ettringite)
Resistencia a Sulfatos
Agresin de Sales a Cementos
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44 Qumica del Cemento
1. Accin de Sulfatos:
Ca(OH)2 + MgSO4 -----> Mg(OH)2 + CaSO4
3CaSO4 + C3A + 32H2O ----->C3A.3CaSO4.32H2O
------> Expansion y Resquebrajamiento Mg(OH)2 + CaCl2
CaCl2 + C3A + 10H20 ------> C3A.CaCl2.10H2O (Inestablemonochloroaluminate)
C3A.CaCl2.10H2O + 3CaSO4 -----> Secundaria Ettringite
------> Expansion y Resquebrajamiento CaSO4 + 2NaOH
---------> EROSION
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45 Qumica del Cemento
DISMINUCION DEL ESFUERZO COMPRESIVO A ALTAS TEMPERATURAS
At 250F (120C) Disminucin lentaAt 450F (232C) Despus de unos tantos dasAt 600F (315C) Dentro de pocos das
DEBIDO A UN CAMBIO ESTRUCTURAL DEL CEMENTO HIDRATADO ENCIMA DE 230F (110C)
C-S-H GEL +Ca(OH)2 ------> a - C2SH (>230F)
AMORFO CRISTALINOESTABLE Expansion PERMEABLEC/S RATIO =1.5 BAJ O ESFUERZO COMPRESIVO
SE PREVIENE REDUCIENDO LA RELACION DE SILICA/CAL EN EL CEMENTO, POR MEDIO DE LAADICION DE 35 - 40% BWOC DE SILICA
C-S-H +SILICA ------>TOBERMORITE (C5S6H5) (>230F)
TOBERMORITE ------>XONOTLITE (C6S6H) +GYROLITE
(C6S3H2) (>300F)
Retrogresin del Esfuerzo Compresivo
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Retrogresin del Esfuerzo Compresivo1. CS and K - neat cement @ 230oC (450oF)
2. CS and K -
16.0 lb/gal Class G+35% silica
1 D30 @230oC(450oF)2 D66 @230oC(450oF)3 D66 @320oC(610oF)
1 D30 @230oC(450oF)2 D66 @230oC(450oF)3 D66 @320oC(610oF)
1. Class G +44% water2. Class G +38% water3. Class H +32% water4. Extended cement
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Retrogresin del Esfuerzo Compresivo
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Clasificacin API del Cementol CLASE A : Para ser usado desde superficie hasta una profundidad de 6,000 ft
cuando no se requieren propiedades especiales. Es similar al tipo de
cemento ASTM Tipo I.
l CLASE B : Debe ser usado desde una profundidad de 6,000 ft (1,830 m).
Resistencia a sulfatos de moderada a alta. Similar al tipo de cemento ASTMTipo II, y tiene un menor contenido de C3A que el clase A.
l CLASE C : Para usarse desde superficie hasta una profundidad de 6,000 ft
(1,800 m), cuando se requiere esfuerzo compresivo temprano. Est
disponible en los tres grados de resistencia a sulfatos y es equivalente al
tipo de cemento ASTM tipo III. Para conseguir alto esfuerzo compresivo
temprano. El contenido y el rea de C3S son relativamente altos.
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Clasificacin API del Cemento (Cont.)
l CLASEE: Para ser usado desde 10,000 ft (3,050 m) hasta 14,000 ft (4,270 m)
bajo condiciones de altas temperaturas y presiones. Disponible en tipos
MSR y HSR.
l CLASE D: Para uso desde 6,000 ft (1,830 m) hasta 10,000 ft (3,050 m) bajocondiciones de moderadamente alta temperatura y presin. Disponible en
tipos MSR yHSR.
l CLASE F: Para ser usada desde 10,000 ft (3,050 m) hasta 16,000 ft (4,880 m) de
profundidad bajo condiciones de extremadamente alta temperatura y
presin. Disponible en tipos MSR y HSR types.
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Clasificacin API del Cemento (Cont.)
l CLASE G y H: Para ser usado como un cemento bsico para cementacin de
pozos desde superficie hasta 8,000 ft (2,440 m) tal como se lo fabrica o puede
ser usado con aceleradores y retardadores para cubrir un amplio rango de
profundidades y temperaturas de pozos.
Durante la manufactura de estos tipos de cemento, no se debe adicionar
ms que sulfato de calcio o agua, o ambos que debe ser mezclado con
el clinkerdurante la manufactura de los mismos.
Estan disponibles en tipos MSR yHSR.
Composiciones Tpicas de Fases de
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l TYPICAL POTENTIAL PHASE COMPOSITION (%)
API ASTM C3S C2S C3A C4AF FINENESS SPECIALCLAS TYPE (cm2/g) APPLICATION
A I 45 27 11 8 1600 Surface Csg.B II 44 31 5 13 1600 8000 w add.H (II) 50 30 5 12 1600 Same as G
Composiciones Tpicas de Fases deCementos API
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PARA DETERMINAR LAS CONCENTRACIONES DE COMPONENTES DEL CLINKER
Clculos de Bogue
l Cuando la relacin de Al2O3 a Fe2O3 > 0.64C3S =(4.071x%CaO) - (7.60x%SiO2) - (6.718x%Al2O3) - (1.43x%Fe2O3)-(2.852x%SO3) C2S =(2.687x%SiO2) - (0.7544x%C3S) C3A =(2.65x%Al2O3) - (1.692x%Fe2O3) C4AF =3.043x%FE2O3
l Cuando la relacin de Al2O3 a Fe2O3 < 0.64 Se forma una solucin slida de aluminoferrato de calcio, ss(C4AF +
C2F)
ss(C4AF +C2F)=(2.10x%Al2O3) +(1.702x%Fe2O3) C3S =(4.071x%CaO)-(7.60x%SiO2)-(4.479x%Al2O3)-(2.859x%Fe2O3)-(2.852x%SO3)
C3A =Cero
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Porqu Caracterizacin del Cemento?l
EL CEMENTO NO ES HOMOGENEO Diferentes materiales crudos y fuentes Diferentes tcnicas de manufactura
l COMPOSICION NO REPRODUCIBLE Difiere de lote a lote Cemento no homogneo Diferentes clases manufacturadas Procesos de manufactura en gran escala
l COMPOSICION CONTROLADA POR FABRICANTES Schlumberger no est envuelto en procesos de control de calidad de cementos Especificacin API cubre un amplio rango de propiedades, etc.
l DIFERENTE RESPUESTA A ADITIVOS DE CEMENTACION Naturaleza heterognea y composicin variante Propiedades fsicas inconsistentes (ejm. finura) Fenmeno de envegecimiento
l CARACTERIZACION PARA UTILIZAR MEJ OR EL CEMENTO Y ADITIVOS PARA UNMEJ OR SERVICIO.
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Mtodos de Caracterizacin del Cemento
l NATURALEZA QUIMICA Mayor xido(CaO. SiO2, Fe2O3, SO3, etc. ) Menor contenido de xido(ZnO, P2O5, Mn2O3, etc. ) Soluble / Insoluble contenido alcalino Mayor contenido de fase ( C3S, C2S, C4AF, C3A )
Menor contenido de fase(Yeso, calcita, etc.)l NATURALEZA FISICA Distribucion del tamao de partcula Area superficial especfica (finura de Blaine)
l RESPUESTA A ADIVITOS DE CEMENTO Retardadores
Dispersantesl TESTS DE RENDIMIENTO API
Tiempo de bombeabilidad Agua Libre Esfuerzo Compresivo
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MAYORESOXIDOS: (Concentraciones tpicas, %)CaO SiO2 Fe2O3 Al2O3 MgO Na2O K2O SO3 Na2O
64.1 21.2 5.2 3.7 1.5 0.17 0.49 2.19 0.49
Na2O =(0.658 x %K2O) +Na2O
Segn API: - MgO
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MAYORES FASES: (Concentracin tpica, %)
1. C3S, C 2S, C4AF yC 3A: Del mtodo de Bogue2. ( C3S +C 2S ): Despus de la extraccin por cido maleico en metanol
Para requerimientos API:- Cementos HSR: 48%
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l PROPIEDADES FISICAS DE CEMENTOS PARA POZOSC e m e nt M e d i an % F in es B ET A re a B la in e A re a S i l ica te A l u mi n at e
T y p e D i a ( m m ) ( < 1 m m ) (m 2 / g ) ( c m 2 / g ) (%) (%)
1 ( A ) 20 .3 4.7 1.0 3400 54 46
2 ( G ) 24.6 4.6 0.7 2900 43 57
3 ( H ) 25 .4 4.0 0.6 3000 53 47
4 ( H ) 24 .1 4.0 0.7 3040 82 18
Solamente para propsitos de comparacin
Caracterizacin del Cemento Propiedades Fsicas