UNIVERIDAD PRIVADA ALAS PERUANAS

FILIAL AYACUCHOFILIAL AYACUCHO

CURSO: TECNOLOGIA DEL COCRETOCOCRETO

TEMA 3: EL CEMENTO

ING. VICTOR PORTAL QUICAÑA

Cemento PortlandCemento PortlandEs un aglomerante hidrófilo, resultante de lacalcinación de rocas calizas, areniscas yarcillas, de manera de obtener un polvo muyfino que se combina con yeso y que enfino que se combina con yeso y que enpresencia de agua endurece adquiriendopropiedades resistentes y adherentespropiedades resistentes y adherentes

CONCEPTOS BASICOS SOBRE EL COPORTAMIENTO DEL CEMENTO

• Pese a intervenir en tan pequeñap qproporción su efecto es determinante en elconcreto.

• La mayoría de los beneficios del concretoprovienen del cemento.

• La mayoría de los problemas en elconcreto también provienen del cemento.

• La hidratación es un proceso químico quedepende de la humedad, temperatura ytitiempo.

Aditivos 0.1 a 0.2%

Mecanismo de HidrataciónReacciones químicas entre el agua y loscomponentes del cemento que llevancomponentes del cemento, que llevanconsigo el cambio del estado plástico alendurecido con las propiedadesendurecido, con las propiedadesinherentes a los nuevos productosformados Los componentes yaformados. Los componentes yamencionados anteriormente, al reaccionarcon el agua forman hidróxidos e hidratoscon el agua forman hidróxidos e hidratosde Calcio complejos.

a. Estado plásticoU ió d l l l d t f dUnión del agua y el polvo de cemento formandouna pasta moldeable. Dura entre 40 y 120minutos (reacciones se atenúan)minutos (reacciones se atenúan)

b. Fraguado inicialCondición de la pasta de cemento en que sep qaceleran las reacciones químicas, empieza elendurecimiento y la pérdida de la plasticidad. Se

l l d hid ió D l d d dgenera el calor de hidratación. Dura alrededor detres horas

c Fraguado finalc. Fraguado finalSe obtiene al término de la etapa de fraguadoinicial, caracterizándose por endurecimientoc a , ca acte á dose po e du ec e tosignificativo y deformaciones permanentes.

d. EndurecimientoS d ti d l f d fi l lSe produce a partir del fraguado final y es elestado en que se mantienen e incrementan con eltiempo las características resistentestiempo las características resistentes.

• El volumen de sólidos crece con el tiempopinternamente

• Se necesita, agua, temperatura y tiempo para( )producir la hidratación (curado)

• Volúmenes de productos de hidratación sonmenores a volúmenes de agua y cementomenores a volúmenes de agua y cementoempleados (hay contracción de pasta endurecida)

• Relación a/c mínima para hidratación completa:Relación a/c mínima para hidratación completa:035 a 0.40

Elementos componentes del cementopa. Silicato Tricálcico:

(3CaO.SiO2 --> C3S --> Alita)Define la resistencia inicial, importante en el calor de hidrataciónde hidratación.

b. Silicato Dicálcico:(2CaO SiO2 --> C2S --> Belita)(2CaO.SiO2 > C2S > Belita)Define la resistencia a largo plazo

c. Aluminato Tricálcico:(3CaO.Al2O3) --> C3AEs responsable de la resistencia del cemento a los lf tsulfatos

d. Alumino-Ferrito Tetracalcico: (4CaO Al2O3 Fe2O3 --> C4AF --> Celita)(4CaO.Al2O3.Fe2O3 --> C4AF --> Celita) Trascendencia en la velocidad de hidratación y secundariamente en el calor de hidratación.

e. Óxido de Magnesio (MgO) Para contenidos mayores del 5% trae problemasPara contenidos mayores del 5% trae problemas de expansión en la pasta hidratada y endurecida.

f Óxidos de Potasio y Sodiof. Óxidos de Potasio y Sodio (K2O.Na2O -->Alcalis) Reacciona químicamente con algunos agregados Óg. Óxidos de Manganeso y Titanio (Mn2O3.TiO2) En la coloración Para contenidos > 5% reducenEn la coloración. Para contenidos > 5%, reducen la resistencia a largo plazo

• Silicatos y aluminatos son los• Silicatos y aluminatos son loscomponentes mayores

• Las variantes en las proporciones• Las variantes en las proporcionesde los componentes dan comoresultado los diferentes tipos deresultado los diferentes tipos decemento

RESUMENEl cemento reacciona con el agua(hidratación) y forma un material adherenteque al endurecerse mantendrá al resto decomponentes unidos entre sí.

Los productos de la hidratación del cementoLos productos de la hidratación del cementoson los responsables de dar las propiedadesfísicas y químicas a la pasta de cemento y porlo tanto al concreto.

Los principales productos de la hidratación del cemento son :Silicato tricálcico .‐ Define la resistencia inicial.

Silicato dicálcico .‐ Define la resistencia a largo plazo. (75 –80%)Aluminato tricálcico .‐ Responsable de resistencia del cementoa los sulfatos. Controla la hidratación. (4 ‐ 11%)

Aluminoferrito tetracálcico .‐ Define la velocidad dehidratación. Responsable de las características físico‐mecánicas (8 ‐ 13%)

Los aditivos influyen directamente sobre estos componentes,modificando las propiedades físicas químicas y mecánicas de lamodificando las propiedades físicas, químicas y mecánicas de lapasta de cemento.

Tipos de cementos y sus li i CEMENTOSaplicaciones: CEMENTOS

ESTANDAR O NO MEZCLADOS• Tipo I

De uso general, donde no se requiereng qpropiedades especiales. Alto calor dehidratación, f’c rápido.Ti II• Tipo IIDe moderada resistencia a los sulfatos ymoderado calor de hidratación Para emplearsemoderado calor de hidratación. Para emplearseen estructuras con ambientes agresivos y/o envaciados masivos. f’c lento.

• Tipo III• Tipo IIIDesarrollo rápido de resistencia con elevadocalor de hidratación. Para uso en clima frío oen los casos en que se necesita adelantar lapuesta en servicio de las estructuras. Bajaresistencia a los sulfatos.

• Tipo IVDe muy bajo calor de hidratación ParaDe muy bajo calor de hidratación. Paraconcreto masivo, f’c muy lento.

• Tipo VTipo VAlta resistencia a los sulfatos. Para ambientesmuy agresivos. Bajo calor de hidratacion, f’cmuy lento.

Cementos mezclado o adicionados

• Tipo IPCemento al que se le ha añadido puzolana en unCemento al que se le ha añadido puzolana en unporcentaje que oscila entre el 15% y 40% delpeso total. Uso general, menor calor dep ghidratación, f’c aumenta después de los 28 días.

• Tipo IPMU l C l l h ñ didUso general, Cemento al que se le ha añadidopuzolana en un porcentaje menor de 15% delpeso total Menor calor de hidratación desarrollapeso total. Menor calor de hidratación, desarrollaresistencia después de los 28 días.

• Tipo ISCemento al que se ha añadido entre un 25% aCemento al que se ha añadido entre un 25% a70% de escoria de altos hornos referido al pesototal.

• Tipo ISMCemento al que se ha añadido menos de 25%d i d lt h f id l t t lde escoria de altos hornos referido al peso total,mediana resistencia a sulfatos, menor calor dehidratación desarrolla resistencia después dehidratación, desarrolla resistencia después delos 28 días..

• Tipo ICopUso general, Cemento al que se le ha añadidoFiller calizo en un porcentaje menor de 30% delpeso total. Menor calor de hidratación,desarrolla resistencia después de los 28 días.

Las puzolanas son materiales inertes silíceos y/oaluminosos que individualmente tienenaluminosos, que individualmente tienenpropiedades aglomerantes casi nulas, pero quefinamente molidas y al reaccionar químicamentey qcon hidróxidos de Calcio y agua adquierenpropiedades aglomerantes.En Perú se fabrican tipo I, II V, IP y IPMLos fabricantes suelen hacer mucha pruebas demorteros pero pocas de concretosmorteros, pero pocas de concretos.Las ventajas de los cementos puzolánicos no sonaprovechadas debido a la poca informaciónaprovechadas debido a la poca información

NORMAS APLICABLES PARA CEMENTONORMAS APLICABLES PARA CEMENTO

•ASTM C‐150 CEMENTOS ESTANDAR SINADICIONES TIPO I, II Y V

• ASTM C‐595 CEMENTOS ADICIONADOSTIPO IP, IPM, IMs, Ico.

!¡OJO CON LA NORMA QUE SE ESPECIFICA!

MAPA DEUBICACIÓN DEFABRICAS EN ELPERU Y SUEJEMONIAREGIONAL (AREADE INFLUENCIA)

TIPOS DE CEMENTOS DE CADA FABRICAFABRICA

CEMENTOS LIMACEMENTOS LIMA (LIMA)( )

CEMENTOS YURA(AREQUIPA)( )

CEMENTO ANDINO(HUANCAYO)

CEMENTOS PACASMAYO(PLANTAS LA LIBERTAD Y UCAYALI)

¿COMO ELEGIR EL TIPO DE¿COMO ELEGIR EL TIPO DE CEMENTO?

1.‐ ¿ DONDE VAMOS A CONSTRUIR?

2.‐ ¿ EN QUE CONDICIONES DE EXPOSICION VAMOS ACONSTRUIR?

3.‐ ¿QUE TIPO DE ESTRUCTURA Y/O PROCESOCONSTRUCTIVO VAMOS A USAR?CONSTRUCTIVO VAMOS A USAR?

¿DONDE VAMOS A CONSTRUIR?

EL MEDIO AMBIENTE Y LAS CONDICIONES DELS VICIO A C A A A SUS A CIAL LSERVICIO AFECTAN DE MANERA SUSTANCIAL ELCOMPORTAMIENTO DEL CONCRETO.

EL CONCEPTO QUE PRIMA ES EL CLIMA Y SUEL CONCEPTO QUE PRIMA ES EL CLIMA Y SUINFLUENCIA EN EL CONCRETO MANEJO DEL CALORDE HIDRATACION.

•EN CLIMAS CALIDOS: CEMENTO CON BAJO CALOR DEHIDRATACION MENOR A MAYORHIDRATACION MENOR A MAYOR

V, IP, II, IOM, IMS, ICO, I

•EN CLIMAS FRIOS: CEMENTO CON ALTO CALOR DEHIDRATACION MENOR A MAYORHIDRATACION MENOR A MAYOR

I,II,IPM,IMS,ICO,V

¿ EN QUE CONDICIONES DE EXPOSICION¿ EN QUE CONDICIONES DE EXPOSICION VAMOS A CONSTRUIR?

EL CONCEPTO QUE PRIMA ES LARESISTENCIA A LA AGRESIVIDAD QUIMICARESISTENCIA A LA AGRESIVIDAD QUIMICA.

MASTERBUILDERS

ADMIXTURESMarine Corrosion

AMBIENTE MARINO CLORUROS SULFATOSAMBIENTE MARINO; CLORUROS – SULFATOSMAS RESISTENTE A MENOS RESISTENTE

IPV IPM II IMS ICO IIP,V,IPM,II,IMS,ICO,I

SUELOS CON SULFATOS MAS RESISTENTE ASUELOS CON SULFATOS MAS RESISTENTE AMENOS RESISTENTE

V IP II IPM IMS ICO IV,IP,II,IPM,IMS,ICO,I

¿ QUE TIPO DE ESTRUCTURA Y7O QUE¿ QUE TIPO DE ESTRUCTURA Y7O QUE PROCESO CONSTRUCTIVO VAMOS A 

USAR?USAR?

EL CONCEPTO QUE PRIMA ES ELDESARROLLO DE LA RESISTENCIA Y CALORDESARROLLO DE LA RESISTENCIA Y CALORDE HIDRATACION.

VACIADO DE GRAN VOLUMEN Y POCA AREA DEVACIADO DE GRAN VOLUMEN Y POCA AREA DEDISIPACION DE CALOR MAS FAVORABLE AMENOS FAVORABLEMENOS FAVORABLE

V,IP,II,IPM,IMS,ICO,I

DESENCOFRADO RAPIDO MAS FAVORABLE AMENOS FAVORABLEMENOS FAVORABLE

I, IPM, IMS, ICO, IP,V

¿ COMO ELEGIR FINALMENTE EL TIPO¿ COMO ELEGIR FINALMENTE EL TIPO DE CEMENTO?

PRIORIDADESPRIORIDADES1.‐ EN QUE CONDICIONES DE EXPOCISION VAMOS ACONSTRUIR PERMANENTECONSTRUIR PERMANENTE

2.‐DONDE VAMOS A COSNTRUIR TEMPORAL Y SOLOAFECTA MIENTRAS SE CONSTRUYE.

3.‐QUE TIPO DE ESTRUCTURA Y/O QUE PROCESOCOSNTRUCTIVO VAMOS A USAR TEMPORAL Y SOLOAFECTA MIENTRAS SE CONSTRUYEAFECTA MIENTRAS SE CONSTRUYE.

Uso de Reductor de agua y curador en P i tPavimentos de concreto

Ciudad de Cajamarca

USO DE ADITIVOSUSO DE ADITIVOS

REDUCTORES

Control y almacenaje en obra

• CERTIFICADOS DE CALIDAD• CERTIFICADOS DE CALIDAD.

• CONDICIONES DE ALMACENAJE Y EDAD DECONDICIONES DE ALMACENAJE Y EDAD DEUSO.

• ESTADISTICA DE COMPORTAMIENTO.

Control y almacenaje en obra• Se necesita hacer seguimiento estadístico.• Análisis cada 500 toneladas (muestra mínima(

de 5Kg)• Limpiar con frecuencia los silos metálicos

debido a los problemas de humedad• Proteger las bolsas de cemento de la humedad• Pasar por la malla # 100 si el retenido está• Pasar por la malla # 100, si el retenido está

entre 0 y 0.5% entonces no hay hidratación• Si se usa cemento parcialmente hidratado seSi se usa cemento parcialmente hidratado se

tendrá zonas de estructura débil (30% dehidratación causan hasta 25 % menos del valorde f`c)

CEMENTOEn obras de cierta magnitud es normal que seindique la realización de pruebas en el cemento a

l l d l j ió d l b d t dusar a lo largo de la ejecución de la obra, dentro deestas pruebas se consideran:

• Requisitos químicosRequisitos químicos• Requisitos físicos

Requisitos químicos• Perdida por calcinación: Vienen a constituir un

contenido de humedad del cemento e indica el gradode hidratación del mismo. .

• Residuo Insoluble: Indica el grado de combinación• Residuo Insoluble: Indica el grado de combinación,dentro de los hornos, no es requisito para el cementoIP.

• Anhídrido Sulfúrico: Proviene del yeso. En excesopodría provovar expansión y/o producir "falsa fragua".O id d M i Si f d i l• Oxido de Magnesio: Si esta en forma de periclasa,puede originar expansiones a largo plazo.

• Álcalis (opcional): Si el valor total de álcalis > 0 6%• Álcalis (opcional): Si el valor total de álcalis > 0.6%estos pueden reaccionar con los agregados que sonreactivos (ópalo, calcidonia, etc.) si existe ambiente( )húmedo.

Requisitos físicos• Finura: Es la superficie específica, en el cemento IP

se considera también en ensayo por la malla Nº 325.Es índice de la rapidez de hidratación del cemento.

• Estabilidad de volumen: Por medida de cambios de• Estabilidad de volumen: Por medida de cambios delongitud de especímenes de pasta de cementosometidos al autoclave. Indica la existencia de agentesgexpansivos en el cemento,

• Tiempo de Fraguado: El tiempo que demora la pastai i d i den tomar una consistencia determinada.

• Resistencias Mecánicas: Actualmente solo se exigeresistencia a la compresión (cubos de mortero)resistencia a la compresión (cubos de mortero).

• Calor de Hidratación: (opcional) Medida de calor quedesarrolla el cemento al hidratarse. Se exige para,ggrandes masas de concreto.

CEMENTO PORTLAND TIPO I, NORMAL Requisitos ITINTEC 334 009 1991 03 14Requisitos ITINTEC 334.009, 1991 - 03 -14

Requisitos Máx. % MÉTODO DE ENSAYOPérdida por calcinación 3,0 ITINTEC 334.020Anhídrido sulfúrico, SO3 3,5 ITINTEC 334.018Óxido de magnesio, MgO 5,0 ITINTEC 334.019R id i l bl 1 0 ITINTEC 334 021Residuo insoluble 1,0 ITINTEC 334.021

O C OOPCIONAL:Requisitos Máx. % METODO DE ENSAYO* Álcalis 0,6 ITINTEC 334.041* Expresado en óxido de sodio* Expresado en óxido de sodio.

R i it V l METODO DERequisitos Valores METODO DE ENSAYO

Finura (superficie especifica Bl i )

Mín. 2600 cm2/g ITINTEC 334.002Blaine)Estabilidad de volumen (autoclave)

Máx. 0,80% ITINTEC 334.004

Fraguado (inicial)Vicat (final)

Mín. 45 minutesMáx. 8 horas

ITINTEC 334.006ITINTEC 334.006

Resistencia a la comprensiónResistencia a la comprensióna los 3 díasa los 7 días

Mín. 85 Kg./cm2

Mín. 145 Kg./cm2ITINTEC 334...*ITINTEC 334...*

MUESTREO Y RECEPCIÓN1. El cemento se almacenará en lugar seco y abrigado

de la intemperie y de fácil acceso para la inspección.2. El muestreo se hará siguiendo lo prescrito en la

Norma ITINTEC 334 007Norma ITINTEC 334.007.3. Cuando los interesados lo exigieran, las muestras de

cemento destinadas a los ensayos se extraerán enysu presencia.

4. Se realizará el ensayo de autoclave y si no cumplel bl id 4 2 l á hcon lo establecido en 4.2 se volverá a hacer un

nuevo ensayo a los 10 días de extraída la muestra.5 Si las muestras ensayadas no cumplieran con uno o5. Si las muestras ensayadas no cumplieran con uno o

más de los requisitos establecidos en el capítulo 4, yexistieran acuerdos con respecto a los valoresobtenidos, se rechazara la partida.

6. Si no hubiera concordancia con respecto a los valoresobtenidos, se repetirán el o los ensayos en cuestión

b l ió d t d lsobre la porción de muestra reservada para loscasos de discrepancia. Si alguno de los ensayosrealizados sobre esta porci6n no diera resultadorealizados sobre esta porci6n no diera resultadosatisfactorio se rechazará la partida.

7.Serán rechazados, independientemente de losensayos, aquellos envases que estuvieran averiadoso cuyos contenidos hubiesen sido alterados por lahumedadhumedad.

8.La partida será rechazada si el peso promedio de 10bolsas es menor del 98% del peso nominal.bolsas es menor del 98% del peso nominal.

9.La responsabilidad del vendedor solo cesará 45 díasdespués de extraídas las muestras, con el fin quemedie suficiente tiempo para la realización de losensayos.

ENVASE Y ROTULADO • El cemento será recibido en el envase original de

fábrica, que podrán ser bolsas, pudiéndose recibirtambién a granel.

• Cuando el cemento sea envasado en bolsas deberá• Cuando el cemento sea envasado en bolsas, deberátener un peso de 42,5 Kg. netos.

• Cada envase deberá llevar las siguientes indicaciones:g• La palabra Cemento Portland tipo 1, Normal.

– Nombre o símbolo del fabricante.El kil– El peso neto, en kilogramos.

– Demás consideraciones de Ley vigentes.

CEMENTO PORTLAND TIPO IP, NORMAL Requisitos ITINTEC 334 044 1991 03 14Requisitos ITINTEC 334.044, 1991 - 03 -14

Requisitos Máx. %Pérdida por calcinación 6 0Pérdida por calcinación 6,0Anhídrido sulfúrico 4,0Óxido de magnesio 5 0Óxido de magnesio 5,0

R i it V lRequisitos ValoresFinura:Retenido de Tamiz ITINTEC 44m (N° 325) Máx 18 0%Retenido de Tamiz ITINTEC 44m (N° 325) Máx. 18,0%Estabilidad de volumen (autoclave) Máx. 0,50%Fraguado VicatFraguado Vicat(inicial)(final)

Mín. 45 minutesMáx. 7 horas

Contenido de aire Máx. 12%Resistencia a la comprensión (a)a los 3 días Mín 85 Kg /cm2a los 3 díasa los 7 díasa los 28 días

Mín. 85 Kg./cm2

Mín. 145 Kg./cm2

Mín. 240 Kg./cm2

Superficie especifica Blaine Mín. 2800 cm2/g

Requisito adicional:

C l d hid t ió (b) V lCalor de hidratación (b) Valoresa los 7 días

l 28 díMáx. 70cal/gMá 80 l/a los 28 días Máx. 80cal/g

Muestreo y recepciónMuestreo y recepción• El Cemento se almacenara en lugar seco y abrigado

de la intemperie y de fácil acceso para la inspección.• El muestreo se hará siguiendo lo prescrito en la Norma

ITINTEC 334.007.C d l i t d l i i l t d• Cuando los interesados los exigieran, las muestras decemento destinadas a los ensayos se extraerán en supresencia.presencia.

• Se realizará el ensayo de autoclave y si no cumple conlo establecido se volverá a hacer un nuevo ensayo alo establecido se volverá a hacer un nuevo ensayo alos 10 días de extraída la muestra.

• Si las muestras ensayadas no cumplieran con uno oSi las muestras ensayadas no cumplieran con uno omás de los requisitos establecidos en el Capítulo 4 yexistieran acuerdos con respecto a los valoresobtenidos, se rechazará la partida. Si no hubieraconcordancia con respecto a los valores obtenidos, serepetirán el o los ensayos en cuestión sobre la porciónrepetirán el o los ensayos en cuestión sobre la porciónde muestra reservada para los casos do discrepancia.Si alguno de los ensayos realizados sobre estag yporción no diera resultados satisfactorios se rechazarala partida.

• Serán rechazados independientemente de los• Serán rechazados, independientemente de losensayos, aquellos envases que estuvieranaveriados o cuyos contenidos hubiesen sidoyalterados por la humedad.

• La partida será rechazada si el peso promediod 10 b l d l 98% d lde 10 bolsas es menor del 98% del pesonominal.

• La responsabilidad del vendedor solo cesará 45La responsabilidad del vendedor solo cesará 45días después de extraídas las muestras, con elfin de que medie suficiente tiempo para larealización de ensayos.

ENVASE Y ROTULADO• El Cemento será recibido en el envase original de• El Cemento será recibido en el envase original de

fábrica, que podrán ser bolsas, pudiendo recibirsetambién a granel.g

• Cuando el cemento sea envasado en bolsasdeberá tener un peso de 42,5 Kg. neto.C d d b á ll l i i t• Cada envase deberá llevar las siguientesindicaciones:

– La palabra CEMENTO PORTLANDLa palabra CEMENTO PORTLANDPUZOLÁNICO TIPO IP.

– Nombre o símbolo del fabricante.– El peso neto en kilogramos– 7Cualquier otro dato requerido por Ley o

ReglamentoReglamento.