Cemento

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE

CHIAPAS

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA CIVIL

ASIGNATURA: MECÁNICA DE MATERIALES

DOCENTE: M.E. PEDRO PÉREZ

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN: “CEMENTO”

EQUIPO 3

CEMENTO LOS X-TRAVIA2

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Página 2

29-enero-2013

Cemento

Índice

Introducción -------------------------------------------------------------- 3

Antecedentes históricos ------------------------------------------------5

Proceso de fabricación del cemento--------------------------------10

Obtención y preparación de materias primas --------------------13

Molienda y cocción de las materias primas ----------------------14

Obtención del Clinker ---------------------------------------------------15

Tipos de hornos para la obtención del Clinker -------------------18

Molienda del cemento --------------------------------------------------21

Propiedades generales -------------------------------------------------22

Características generales-----------------------------------------------26

Clasificación----------------------------------------------------------------28

De acuerdo a su composición --------------------------------------33

De acuerdo a sus características especiales ------------------33

Utilización

Uso general ---------------------------------------------------------------34

Uso en la construcción -------------------------------------------------34

Conclusión ---------------------------------------------------------------42

Bibliografía ----------------------------------------------------------------43



INTRODUCCIÓN

El ingeniero normalmente debe

decidir y especificar el tipo de

cemento que se bebe emplear en una

obra. Nuestro tema aborda lo que es

el cemento, sus antecedentes

históricos, su proceso de fabricación,

propiedades, clasificación y el uso

que se le da en el ámbito general, así

como en la construcción que es lo que

más nos interesa como futuros ingenieros.

La palabra cemento indica un material aglomerante que tiene propiedades de

adhesión y cohesión.

Es un producto de origen mineral, que mezclado con agua, da lugar a una masa

que fragua y se endurece incluso bajo el agua, totalmente impermeable, y que

mantiene sus propiedades en contacto con el agua. Su dureza, resistencia y

capacidad de adoptar muy distintas formas lo hacen idóneo para trabajos en

construcción.

El cemento es una de las materias primas de la construcción más populares y hoy

en día más indispensables y ha jugado un papel clave en la historia de la

civilización, su uso puede constatarse desde la antigüedad. El denominado

cemento portland fue patentado en 1824, y desde finales del siglo XIX el

hormigón, producto basado en cemento portland y esencial para la construcción

de viviendas, hospitales, escuelas, carreteras, puentes, etc., se ha convertido en

uno de los materiales de construcción más apreciados.



El uso del cemento ha contribuido al bienestar de la sociedad y al crecimiento

economico por generaciones.

En la actualidad no exinten obras que se puedan emprender sin su concurso. Es el

pegante mas barato y mas versatil por su excelencia y sus propiedades fisicas y

mecanicas que sono aprovechadas en multitud de usos. Ademas es el elemento

activo en una mezcla dee concreto o de mortero.

Tiene diversas aplicaciones como en la union de areana y grava con cemento

portland para formar hormigon, pegar superficies de distintos materiales o para

revestimientos de superficies a fin de protegerlas de la accion de sustancias

quimicas. Tiene diferentes composiciones para sus usos.

Los cementos pueden recibir el nombre del componente principal, como el

cemento calcáreo, o de su característica principal, como el cemento hidráulico o el

cemento rápido. Los cementos utilizados en la construcción se denominan en

algunas ocasiones por su origen, como el cemento romano, o por su parecido con

otros materiales, como es el caso del cemento portland, que tiene cierta

semejanza con la piedra de portland, usada en Gran Bretaña para la construcción.



ANTECEDENTES HISTÓRICOS

AÑO ACONTECIMIENTO

400 A.C.

Los Romanos usaban una ceniza volcánica llamada puzolana como

cementante natural, proveniente del monte Vesuvio. Vitruvius señala

que para fabricar el mortero se necesitan 2 partes de puzolana por

una parte de cal, grasa de animales, leche y sangre. Todavía existen

ruinas de estructuras construidas con este cemento romano. La

receta se pierde después de esta fecha y es en el año 1756 cuando

Smeaton la vuelve a ampliar en la construcción de un faro.

500 - 1200

La calidad de los morteros disminuye. Se emplean morteros con

arena gruesa y cal, mezclada con carbón de madera, tierra cocida,

escayola o tejoleta.

1300

La calidad de los cementantes se mejora al reintroducir la técnica de

incinerar cal y agregarle puzolana.

1756

Un ingeniero británico John Smeaton descubre nuevamente el

cemento romano. Al hacer uso de su descubrimiento, reconstruye el

faro Eddystone, en Cornwall, Gales, Reino Unido en 1759, mismo

que permanecería de pie por 126 años.

1756 -

1830

Se llevan a cabo experimentos Louis por LJ Vicat y Vessage en

Francia y por James Frost en Inglaterra.

Antes de la invención del cemento portland, se usaban grandes

cantidades de cemento natural, el cual era producido al incinerar una



mezcla natural de cal y arcilla, cuyas propiedades variaban

ampliamente por ser un elemento natural.

1779

Bry Higgins registra una patente de un cemento hidráulico, llamado

estuco, para uso en acabados exteriores.

1796

James Parker patenta un cemento hidráulico producido al calcinar

módulos de cal impuros que contienen arcilla, el cual se denomina

Cemento Parker o Cemento Romano.

1812

Louis Vicat de Francia prepare una cal artificial al calcinar mezclas

sintéticas de arcilla y cal.

1818

Murice St Leger obtiene una patente por un cemento hidráulico.

1822

James Frost de Inglaterra prepara una cal artificial denominado

Cemento Británico.

1824

El maestro de obras Joseph Aspdin patenta la fórmula de cemento,

al quemar polvo fino de gis con arcilla en un horno de cal hasta que

el dióxido de carbono era retirado. El producto obtenido fue

denominado cemento Portland, ya que su color le recordaba el de la

piedra de Portland.

1828

Se lleva a cabo el primer uso de ingeniería del cemento Portland en

el túnel bajo el río Tamesis, en Londres, Gran Bretaña. En una

ocasión que el techo del túnel había colapsado, se vertieron

toneladas del cemento de Aspdin en el río, lo que selló la fractura y

permitió la extracción del agua.



1836

Se realiza la primera prueba sistemática de tensión y compresión en

Alemania.

1840

El hijo de Joseph Aspdin funda con otros

socios la empresa "Robins, Maude and

Aspdin" en Northfleet Creek, en Kent,

Reino Unido. En la actualidad todavía se

puede visitar el horno de cemento más

viejo sobreviviente en el mundo, el cual

fue abierta al público por sus actuales

propietarios: Blue Circle industries, PLC.

1848

El cemento acaparó la atención pública cuando existió una rivalidad

publica entre Aspdin y la compañía JD White and Sons, adquirida

fundada por J Bazley White en 1834. Las continuas fallas del

cemento romano permitieron mostrar las bondades del cemento

portland. Gracias a la fábrica JD White and Sons el cemento obtuvo

su más grande expansión tanto en Inglaterra, como en Bélgica y

Alemania.

1849

Pettenkofer y Fuches llevan a cabo el primer análisis químico del

cemento portland.

1862

Blake Stonebreaker de Inglaterra introduce los trituradores de

quijadas para moler la materia prima.

1886

Se construye el primer horno rotatorio en Inglaterra.

1890

Se adiciona yeso al Clinker como regulador del fraguado. Se

emplean molinos de bolas para moler el Clinker.



1900

Se estandarizan las pruebas para el cemento.

1909

Thomas Alba Edisson obtiene una patente para los hornos rotatorios.

1923

Nace el Comité para propagar el uso del cemento Portland con

aportaciones de 4 de las 5 empresas que existían en ese entonces.

Este comité fue el primero de su tipo que unió a las empresas en un

esfuerzo de beneficio común, al mismo tiempo que se mantenía una

competencia entre las empresas. Este comité llevo a cabo una

campaña de publicidad que propago las bondades del cemento

como un material de construcción. Los fundadores de este comité

fueron los Ings Marroquín y Rivera, gerente de la Cruz Azul, por el

Ing. Gilberto Montiel, por don Lorenzo Zambrano, don Pablo Salas y

López, Federico Niggli, don Jesús Barrera y por Gerald H.E. Vivian y

fue presidido por Don Jaime Gurza, y asistido técnicamente por el

Ing. Alberto Álvarez Macías, administrativamente por Don Raúl

Arredondo y en materia de publicidad por Federico Sánchez Fogarty.

Este Comité fue el antecesor de la actual Cámara Nacional del

Cemento.

1925

El Comité inicia la publicación de la revista "Cemento", con un tiro

mensual de 10,000 ejemplares, la cual contenía una serie de

artículos encaminada a impulsar la demanda de cemento y a mejorar

los métodos de construcción. Esta Revista se publica por seis años

consecutivos y estuvo asistida por una serie de folletos encaminados

a impulsar la demanda de cemento.

1940

Se desarrollan los primeros hornos de vía húmeda, los cuales eran el

doble de eficientes a los hornos rotativos anteriores.



1942

Creación de la Comisión Reguladora del Cemento. En el año 1942,

el país demandaba grandes cantidades de cemento y acababa de

declarar la guerra a Japón, Alemania e Italia. Por esta razón,

mediante decreto el Presidente Manuel Ávila Camacho creó la

Comisión Reguladora del cemento que funcionó hasta 1944 con

objeto de regularizar la distribución del cemento en el país, terminar

con la especulación que existía en el país por el cemento así como

el precio al que el cemento era vendido en el país. El objeto era

asegurar el suministro de cemento para la Defensa Nacional, así

como para las demás obras que realizaba el Gobierno.

1944

Creación de la Oficina de la Industria del Cemento. Cuando

desapareció la Comisión Reguladora de cemento se fundó la Oficina

de la Industria del Cemento, por acuerdo de los gerentes de la

mayoría de las fábricas existentes.

1948

Creación de la Cámara Nacional del Cemento. En 1948 se crea la

Cámara Nacional del Cemento (CANACEM) con la participación de

todas las empresas constituidas como Sociedades Anónimas. Los

primeros presidentes de la CANACEM fueron los Señores don Jesús

Barrera y don Federico Sánchez Fogarty, quienes por la labor

desempeñada como pioneros de la industria fueron designados por

el Consejo Directivo de la Cámara, Presidentes Honorarios Vitalicios

de la misma. Las primeras acciones de la Cámara estuvieron

encaminadas a ser el vínculo entre los fabricantes del cemento y el

gobierno para discutir el control de precios establecido en 1942 a

raíz de la guerra, así como hacer frente a problemas cotidianos

como la escasez de sacos de papel, el desabasto de energía

eléctrica y de aceite combustible, el servicio de Ferrocarriles, l la

escasez de energía eléctrica y de aceite combustible.



PROCESO DE FABRICACIÓN

El cemento se fabrica generalmente a partir de materiales minerales calcareos,

tales como la caliza, alumina o silice, que se encuentran como arcilla en la

naturaleza. En ocasiones es necesario agregar otros productos para mejorar la

composicion quimica de las materias primas principales; el mas comun es el oxido

de hierro.

Las calizas que afortunadamente se presentan con frecuencia en la naturaleza,

estan compuestas en un alto porcentaje (mas de 60 % ) de carbonato de calcio o

calcita (CaCO3, cuando se calcina da lugar a óxido de calcio CaO), e impurezas

tales como arcillas, Sílice y dolomita, entre otras. Hay diferentes tipos de caliza y

practicamente todas pueden servir para la produccion del cemento, con la

condición de que no tengan cantidades muy grandes de magnesio, pues si el

cemento contiene mas cantidades del limite permitido, el concreto producido con el

aumenta de volumen con el tiempo, generando fisuras y por lo tanto perdidas de

resistencia.

La pizarra representa aproximadamente un 15% de la materia prima que formará el

Clinker .Como estos minerales son relativamente suaves, el sistema de extracción

es similar al de la caliza.

La arcilla que se emplea para la producción de cemento esta constituida por silicato

hidratado complejo de aluminio, con porcentajes menores de hierro y otros

elementos. La arcilla aporta al proceso los óxidos del sílice, hierro y aluminio.

El yeso, sulfato de calcio hidratado (CaSO4H2O),es un producto regulador del

fraguado, que es un proceso de endurecimiento del cemento, lo que el yeso hace

es retardar el proceso para que al obrero le de tiempo de preparar el material. Este

se agrega al final del proceso de producción.



El proceso de fabricación del cemento se divide en las siguientes 4 etapas:

Obtención y preparación de la materia prima

Molienda y cocción de la materia prima

Proceso de fabricación del Clinker

Molienda del cemento



OBTENCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

El proceso de fabricación del cemento comienza con la obtención de las materias

primas Necesarias para conseguir la composición deseada de óxidos metálicos

para la producción de clínker.

El clínker se compone de los siguientes óxidos (datos en %)

ÓXIDO PORCENTAJE (%)

Óxido de calcio “cal” (CaO) 60- 69

Óxido de Silicio “sílice” 18-24

Óxido de Aluminio “alúmina” (Al2O3) 4- 8

Óxido de Hierro (Fe2O3) 1-8

La obtención de la proporción adecuada de los distintos óxidos se realiza

mediante la Dosificación de los minerales de partida:

Caliza y marga para el aporte de CaO.

Arcilla y pizarras para el aporte del resto óxidos.

Las materias primas son transportadas a la fábrica de cemento donde se

descargan para su Almacenamiento.

http://www.arqhys.com/contenidos/aluminio.html



La pre homogenización realizada mediante diseños adecuados del apilamiento y

la Extracción de los materiales en los almacenamientos reduce la variabilidad de

los mismos. Los estudios de composición de los materiales en las distintas zonas

de cantera y los Análisis que se realizan en fábrica permiten dosificar la mezcla de

materias primas para Obtener la composición deseada.

MOLIENDA Y COCCIÓN DE LA MATERIA PRIMA

La finalidad de la molienda es reducir el tamaño de las partículas de materias para

que las Reacciones químicas de cocción en el horno puedan realizarse de forma

adecuada. La molienda de materias primas (molienda de crudo) se realiza en

equipos mecánicos.

Rotatorios, en los que la mezcla dosificada de materias primas es sometida a

impactos de Cuerpos metálicos o a fuerzas de compresión elevadas.

El material obtenido debe ser homogeneizado para garantizar la calidad del clínker

y la Correcta operación del horno. En la actualidad, en torno al 78 % de la

producción de cemento de Europa se realiza en Hornos de vía semi-seca o semi-

húmeda; y un 6 % de la producción europea se realiza Mediante vía húmeda.



PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CLINKER

El Clinker una piedra caliza que se forma al

calcinar caliza y arcilla. El Clinker es la materia

prima para crear el cemento portland o cemento

gris.

Los países que más producen Clinker son: China,

India, USA, Japón, Rusia, Rep. Corea, España,

Italia, Brasil, México, que producen miles de toneladas de este producto.

Para fabricar el Clinker existen 4 tipos de procesos de fabricación:

Vía Seca

Vía semi-seca,

Vía semi-húmeda

Vía húmeda

Proceso de vía seca. La materia prima es introducida en el horno en forma seca y

pulverulenta. El proceso de descarbonatación de la caliza (calcinación) puede

estar casi completado antes de la entrada del material en el horno si se instala una

cámara de combustión a la que se Añade parte del combustible (precalcinador).



Proceso de vía húmeda. Este proceso es utilizado normalmente para materias

primas de alto contenido en Humedad. El material de alimentación se prepara

mediante molienda conjunta del mismo con agua, Resultando una pasta con

contenido de agua de un 30-40 % que es alimentada en el Extremo más elevado

del horno de clínker.

Procesos de vía semi-seca y semi-húmeda. El material de alimentación se

consigue añadiendo o eliminando agua Respectivamente, al material obtenido en

la molienda de crudo. Se obtienen “pellets” o gránulos con un 15-20 % de

humedad que son depositados en parrillas móviles a través de las cuales se hacen

Circular gases calientes provenientes del horno. Cuando el material Alcanza la

entrada del horno, el agua se ha evaporado y la cocción ha Comenzado En todos

los casos, el material procesado en el horno rotatorio Alcanza una temperatura

entorno a los 1450º. Este enfría bruscamente al abandonar el horno en enfriadores

planetarios o de Parrillas obteniéndose de esta forma el clínker.

La fabricación del clinker del cemento portland, en los primeros tiempos se realizaba en

hornos verticales cargados y controlados manualente. Este procedimiento exigia

grandes esfuerzos físicos y presentaba el inconveniente de un funcionamiento irregular

prodiciendo un clinker de composición química y meneralógica variable y , a menudo, de

mala calidad. Además la capacidad de producción de dichos hornos era muy baja.



Este sistema, tan poco satisfactorio, fue remplazado por hornos verticales automáticos,

en los cuales con un buen crudo y con combustible conveniente, era posible obtener un

funcionamiento regular del horno y, por lo tanto, un clinker más homogéneo.

Las dimensiones del primer horno rotatorio para cemento eran 1.80 a 2.0 m de

diámetro, para una longitud de unos 20 a 25 m con caudales de 30 a 50 t/24 h.

La capacidad de producción de los hornos rotatorios, comparado con la de los hornos

verticales es mayor y aumento considerablemente, especialmente después de la

introducción de los sistemas de intercambiadores de calor y de precalcinación, así como

del adecuado control y automatización del proceso de piroprocesamiento.

Hoy día exisiten plantas con una capacidad de produccion de 10000 t

clinker/24h. Además hay que tenr en cuenta que todo esto se ha logrado sin disminuir o

incluso aumentando la calidad del clinker.

Los grandes hornos de va húmeda , que reposaban sobre 8 apoyos, han dejado paso

en los años 80´s a los hornos de vía seca de 3 apoyos equipados con precalcinador,

que para una misma producción tienen las siguientes dimensiones D=4.2m y L=60 m.

Mas recientemente se ha propuesto una reducción de la longitud del horno de modo

que repose solamente sobre apoyos en lugar de 3, con lo que la relación pasa de tomar

valores entre 14 y 18 a tomarlos entre 10 y 13 para una capacidad de producción igual

las dimensiones serían D=4.4m y L=48m. Simultáneamente se ha propuesto un

aumento de la capacidad de producción.

Cualquiera que sea la dimensión del horno existen una serie de características comunes

a todos ellos que son:

1.- el horno rotatorio consiste en un tubo cilíndrico apoyado sobre estaciones de

rodadura que tiene una pendiente del orden del 3.5% con respecto a la horizontal y

que gira a velocidades de rotación comprendidas entre 1.8 y 3.5 rpm.

2.- la puesta en rotación del horno puede asegurarse de dos maneras:

Horno de 3 apoyos y más: por medio de uno o odos grupos de accionamiento en los

que un piñón ataca una corona dentada fijada sobre la virola.

Hornos de 2 apoyos: bien por medio de un grupo de accionamiento en los que un piñón

ataca una corona dentada sobre la virola directamente por medio de uno o dos rodillos

de una estación de rodadura, ellos mismos accionados por dos o cuatro motores

electrohidráulicos o electromecánicos.



TIPOS DE HORNOS

a.- Horno rotatorio con diametro unitario

b.- Horno rotatorio con zona de clinkerizacion ensanchada

c.- Horno rotatorio con zona de calcinacion ensanchada

d.- Horno rotatorio con zonas clinkerizacion y calcinación ensanchadas

e.- Horno rotatorio con zonas de desecación, calcinación y clinkerizacion ensanchadas (via humeda) f.- Horno rotatorio desecacion o precalentamiento ensanchadas (horno largo via seca o via humeda)

En cuanto a su longitud los hornos rotatorios se pueden clasificar en dos grupos: --Hornos rotativos largos . Alimentación: pasta con un contenido de agua de 30 a 45 % (vía húmeda) o polvo crudo (vía seca). Diámetro del cilindro: hasta 7.0 m. Longitud del horno: para vía húmeda o seca: entre 32 y 35 veces el diámetro del cilindro. Inclinación del horno: de 3.0 a 4.5 %.



Velocidad de rotación: 1.5 a 2.5 r.p.m., lo que corresponde a una velocidad tangencial de 0.3 a 0.9 m/seg. Sistema de cadenas interiores: peso de las guirnaldas de cadenas, cerca de 0.1 a 0.13 t/m3 de volumen efectivo del horno. Carga de calor en la zona de cocción sobre el revestimiento refractario: 20 a 25 GJ/m2 - h Tiempo de permanencia del material en el horno: 3 a 5 horas. -- Hornos rotativos cortos. Alimentación: polvo crudo semiseco o seco (vía semiseca o seca). Diámetro del cilindro: hasta 7.0 m. Longitud del horno: de 15 a 17 veces su diámetro. Inclinación del horno: de 3.0 a 4.5 %. Velocidad de rotación: hasta 2.5 r.p.m. Carga de calor en la zona de cocción sobre el revestimiento refractario: 20 a 25 GJ/m2 . Tiempo de permanencia del material en el horno: 40 a 60 minutos.

Mientras que en los hornos largos, tanto en vía húmeda como en vía seca, es en el propio

horno donde se realiza el proceso de piro procesamiento completo, empezando por la

alimentación del crudo frío hasta su clinkerización, en el horno con pre calcinación total se

realiza el calentamiento del material hasta la temperatura de clinkerizacion y el propio

proceso de clinkerización.

La fabricación del clinker del cemento portland, en los primeros tiempos se realizaba en

hornos verticales cargados y controlados manualente. Este procedimiento exigia

grandes esfuerzos físicos y presentaba el inconveniente de un funcionamiento irregular

prodiciendo un clinker de composición química y meneralógica variable y , a menudo, de

mala calidad. Además la capacidad de producción de dichos hornos era muy baja.

Este sistema, tan poco satisfactorio, fue remplazado por hornos verticales automáticos,

en los cuales con un buen crudo y con combustible conveniente, era posible obtener un

funcionamiento regular del horno y, por lo tanto, un clinker más homogéneo.

Las dimensiones del primer horno rotatorio para cemento eran 1.80 a 2.0 m de

diámetro, para una longitud de unos 20 a 25 m con caudales de 30 a 50 t/24 h.

La capacidad de producción de los hornos rotatorios, comparado con la de los hornos

verticales es mayor y aumento considerablemente, especialmente después de la

introducción de los sistemas de intercambiadores de calor y de precalcinación, así como

del adecuado control y automatización del proceso de piroprocesamiento.



Producción mundial de clinker

PRODUCCIÓN MUNDIAL DE CLINKER (miles de toneladas)

País 2005 2006 2007

China 950.000 1.000.000 1.100.000

India 150.000 150.000 160.000

USA 104.000 101.000 102.000

Japón 74.000 70.000 70.000

Rusia 65.000 65.000 65.000

Rep. Corea 62.000 62.000 62.000

España 42.000 54.000 50.000

Italia 46.000 46.000 46.000

Brasil 45.000 45.000 45.000

México 40.000 40.000 40.000

Total mundial 2.200.000 2.400.000 2.500.000



MOLIENDA DEL CEMENTO

El proceso de fabricación de

cemento termina con la

molienda conjunta de Clinker,

yeso, y otros materiales

denominados adicionales.

Los materiales utilizables, que

están normalizados como

adiciones, son entre otros:

Escorias de horno alto

Humo de sílice

Puzolanas naturales

Cenizas volantes

Caliza

En función de la composición, la resistencia y otras características adicionales,

el cemento es clasificado en distintos tipos y clases.

Molienda de cemento se realiza en equipos mecánicos en las que la mezcla de

materiales es sometida a impactos de cuerpos metálicos o a fuerzas de

compresión elevadas.

Para ello se utilizan los siguientes equipos:

Prensas de rodillos

Molinos verticales de rodillos

Molinos de bolas

Molinos horizontales de rodillos



Una vez obtenido el cemento se almacena en silos para ser ensacado o cargado a

granel.

PROPIEDADES DEL CEMENTO

PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DEL CEMENTO:

Estas permiten complementar las propiedades quimicas y conocer algunos aspectos de

su bondad. Estas dependen del estado en que se encuentre y son medidas a través de

ensayos sobre el cemento, la pasta del cemento y sobre el mortero los cuales

determinan las caracterisiticas físicas y mecánicas del cemento antes de ser utilizado.

FINURA O SUPERFICIE ESPECIFICA

La finura es una de las propiedades más importantes en el proceso de fabricacion del

cemento ya que esta ligada a su valor hidráulico . Ya que la hidratación de los granos de

cemento ocurre desde la superficie al interior, el área total superficial de las partículas

del cemento constituyen el material de hidratación. Al aumentar la finura aumenta la

rapidez a la que se hidrata el cemento dando una mayor retracción y por tanto es más

rápido de su resistencia, cuando más fino sea el cemento este se deteriorara más rápido

por la explosión a la atmósfera.

Por otro lado los cementos con granos grueos se hidratan y endurecen lentamente y

pueden producir exudación de agua por su escasa rapidez para detenerla. Se estima



que la velocidad de hidratación es de 3.5 micras en 28 días, lo cual indica que las

partículas pueden pasar varios años en hidratarse, lo cual indica que las particulas

pueden pasar varios años en hidratarse inclusive no hacerlo lo cual daría un rendimiento

muy pequeño del mismo.

FIRMEZA

Cualidad en que una pasta de cemento endurecida conserva su volumen después

de fraguar. La ausencia de esta propiedad es producida por cantidades excesivas

de cal libre muy quemada.

TIEMPO DE FRAGUADO

El tiempo de fraguado se usa para describir el cambio del estado plástico al estado

endurecido de una pasta de cemento. En la práctica, cuando una cantidad de

cemento se mezcla con agua se forma una pasta plástica, que se pierde a medida

que pasa el tiempo, hasta que llega un momento en que la pasta pierde su

viscosidad y se eleva su temperatura, el tiempo transcurrido desde la adición del

agua se llama fraguado inicial del cemento e indica que el cemento esta hidratado

y es semiduro.

Posteriormente la pasta sigue fraguando hasta que deja de ser deformable con

carga relativamente pequeña. Se vuelve rígida y llega al máximo de temperatura

este es el tiempo de fraguado final e indica que el cemento se encuentra aún más

hidratado y la pasta ya esta dura. A partir de este momento la pasta empieza el

proceso de endurecimiento y la estructura del cemento fraguado va adquiriendo

resistencia mecánica.

Los factores que tienen mayor influencia en los tiempos de fraguado son los

siguientes:

La composición química del cemento

La finura del cemento, ya que mientras más finos los granos mayor será la

velocidad de hidratación.



Mientras mayor sea la cantidad de agua de amasado más rápido es el

fraguado.

A menor temperatura ambiente más lentamente ocurren las reacciones de

hidratación a temperaturas por debajo de – 1 grado centígrado el cemento

se fragua.

RESISTENCIA A COMPRESIÓN

Es la propiedad que resulta más obvia en cuanto a los requisitos para usos

estructurales. Es importante tener en cuenta las causas que puedan provocar

pérdidas de resistencia de este material: humedecimiento, incorrecto

almacenamiento. La resistencia a la tracción y compresión del cemento

Puzolánico es un poco menos que la del cemento común durante el primer año,

pero no hay ningún aumento más después de dicho periodo en el cemento

común. Gracias a la absorción de la cal por la puzolana aumenta la resistencia

mecánica a largo plazo superando el valor de resistencia del común con una

actividad que se desarrolla durante muchos años.

La resistencia de los cementos se desarrolla en periodos de tiempo relativamente

largos. El crecimiento es rápido en los primeros días pero después de cuatro

semanas es poco importante en los cementos portland, no así en los cementos

con adiciones, en los cuales, dependiendo del tipo de adición y de su contenido, el

aumento de resistencia más allá de los 28 días puede llegar a ser fundamental

para determinar el tipo de obras.

Los porcentajes de resistencia comparados con la resistencia de 28 dias, están

entre 30 y 50% a 3 dias y entre 50 y 80% a los 7 dias.

El aumento de resistencia es bajo después de los 28 dias, en aquellos cementos

que tiene porcentajes mayores de resistencia a 3 y 7 dias. Por el contrario,

aquellos que tiene bajos porcentajes, aumentan su resistencia en forma muy

significativa en el largo plazo.

Existen casos de cemento puzolanico que de 20 a 30 años de edad todavía la

sílice de la puzolana continua reaccionando con el hidrato de calcio del cemento

con consiguiente aumento lento y continuo de la resistencia química y mecánica.



Perdida por ignición

Una elevada perdida por innicion es una indicacion de prehidratacion o

carbonotacion que puede ser producida por un almacenamiento incorrecto y

prolongado. Normalmente la perdida de peso noexcede del 2%

Peso especifico

Es la reaccion que exisite entre la masa de una cantidad dada y el volumen

absoluto de este, su valor varia poco y en un cement portland normal cuando no

hay adiciones distintas al yeso, suele estar comprendido entre 3.1 y3.15 g/Cm3 .

En casos de los cementos con adiciones es menor ya que el contenido de Clinker

por tonelada es menor y su valor osila entre 3 y 3.1 g/Cm3 dependiendo del

porcentaje de adiciones del cemento. Cuando es en escoria de altos hornos puede

tener 2.9. El peso especifico de un cemento no indica la calidad del mismo; su uso

principal es para el proyecto de mezcla.

Consistencia normal

La cantidad de agua que se le agrega el cemento la comunica una determinada

fluidez, la cual aumenta al incrementar el contenido de agua. Existe una

determinada fluidez para la cual se agrega cierta cantidad de agua esta fluidez es

la que se le llama consistencia normal. Es una caracteristica de otros ensayos que

tienen relación directa con la calidad del cemento como el tiempo de fraguado. Se

mide por medio del aparat de Vicat



CARACTERISTICAS DE LOS CEMENTOS

Producto Normas de

Calidad Características y campos de aplicación

Cemento

Portland

Ordinario

NMX-C-414-

ONNCCE-

1999

El Cemento Portland Ordinario es excelente para

construcciones en general, zapatas, columnas,

trabes, castillos, dalas, muros, losas, pisos,

pavimentos, guarniciones, banquetas, muebles

municipales (Bancas, mesas, fuentes, escaleras),

etc.

Ideal para la elaboración de productos prefabricados

(Tabicones, adoquines, bloques, postes de luz,

lavaderos, balaustradas, pilteas etc.

Cemento

Portland

Compuesto

NMX-C-414-

ONNCCE-

1999

Presenta excelente durabilidad en prefabricados para

alcantarillados y a los concretos les proporciona una

mayor resistencia química y menor desprendimiento

de calor.

Este cemento es compatible con todos los materiales

de construcción convencionales como arenas,

gravas, piedras, cantera, mármol, etc.; así como con

los pigmentos (preferentemente los que resisten la

acción solar) y aditivos, siempre que se usen con los

cuidados y dosificaciones que recomienden sus

fabricantes.

Cemento

Portland

Puzolánico

NMX-C-414-

ONNCCE-

1999

Ideal para la construcción de zapatas, pisos,

columnas, castillos, dalas, muros, losas, pavimentos,

guarniciones, banquetas, muebles municipales

(Bancas, mesas, fuentes, escaleras), etc.

Especialmente diseñado para la construcción sobre

suelos salinos. El mejor para obras expuestas a

ambientes químicamente agresivos.



Alta durabilidad en prefabricados para alcantarillados

como. brocales para pozos de visita, coladeras

pluviales, registros y tubería para drenaje.

Cemento

Portland

Ordinario

Blanco

NMX-C-414-

ONNCCE-

1999

Excelente para obras ornamentales o arquitectónicas

como fachadas, monumentos, lápidas, barandales,

escaleras, etc.

Gran rendimiento en la producción de mosaicos,

terrazos, balaustradas, lavaderos, W.C. rurales,

tirolés, pegazulejos, junteadores, etc.

En fachadas y recubrimiento de muros, ahorra gastos

de repintado. Este producto puede pigmentarse con

facilidad; para obtener el color deseado se puede

mezclar con los materiales de construcción

convencionales, siempre y cuando estén libres de

impurezas. Por su alta resistencia a la compresión

tiene los mismos usos estructurales que el cemento

gris.

Cemento

Portland

Ordinario

Resistente a

los Sulfatos

NMX-C-414-

ONNCCE-

1999

El Cemento Portland Ordinario Resistente a los

sulfatos proporciona mayor resistencia química para

concretos en contacto con aguas o suelos agresivos

(aguas marinas, suelos con alto contenido de sulfatos

o sales), recomendable para la construcción de

presas, drenajes municipales y todo tipo de obras

subterráneas.

Cemento para

albañilería

(Mortero)

NMX-C-021-

ONNCCE-

2004

Diseñado especialmente para trabajos de albañilería:

junteo o pegado de bloques, tabiques, ladrillos,

piedra y mampostería; aplanado, entortado, enjarres,

repellados y resanes; firmes, plantillas y banquetas.

No debe utilizarse en la construcción de elementos

estructurales.



CLASIFICACIÓN DEL CEMENTO

En el mundo existen una gran variedad de tipos de cementos

La norma ASTM especifica: -8 tipos de cemento Pórtland, ASTM C150: I, IA, II, IIA, III, IIIA, IV, V. -6 tipos de cemento hidráulico mezclado, ASTM C595: IS, IP, P, I(PM), I(SM), S. Tipo IS.- Cemento Pórtland con escoria de alto horno Tipo IP.- Cemento Pórtland con adicion Puzolanica. Tipo P.- Cemento Pórtland con puzolana para usos cuando no se requiere alta resistencia inicial. Tipo I (PM).- Cemento Pórtland con Puzolana modificado. Tipo I (SM).- Cemento portland con escoria, modificado. Tipo S.- Cemento con escoria para la combinacion con cemento Portland en la fabricación de concreto y en combinacion con cal hidratada en la fabricación del mortero de albañilería. -3 tipos de cemento para mampostería, ASTM C91: N, M, S. TIPO I, cemento común, para usos generales, es el que más se emplea para fines estructurales cuando no se requieren de las propiedades especiales especificadas para los otros cuatro tipos de cemento. En las tablas 1.5 y 1.6 se dan diferentes características para los cementos Tipo I.

ESPECIFICACIONES

Norma Boliviana NB 011

Norma Española UNE 80-301

Tipo I I

Categoría resistente 40 45

Composición

clínker % 95-100 95-99

componentes adicionales % 0 a 5 1 a 5

Requerimientos Químicos

Perdidas por calcinación, % Máx.

5,0 5,0

Residuo insoluble, % Máx. 3,0 5,0

Trióxido de azufre, % Máx. 3,5 4,5

Oxido de magnesio, % Máx.

6,0 -

Requerimientos Físicos

Resistencia a la compresión, Mpa

Mínima a los :3 días 17,0 -

7 días 25,0 30,0

28 días 40,0 45,0



Fraguado Vicat

Mínimo inicial, Minutos 45 60

Máximo final, Horas 10 12

Superficie especifica mínima, cm2/g

2600 -

Expansión

Autoclave, % máximo 0,8 -

Le Chatelier, mm máx. 10 10

ESPECIFICACIONES QUÍMICAS PARA LOS CEMENTOS TIPO I

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS (NB 061)

TIPO DE CEMENTO

I IP IF P

Perdida por calcinación (% máx.) 5 7 7 8

Residuo insoluble (% máx.) 3 - 5 -

Trióxido de azufre (S03) (% máx.)

3,5 4 4 4

Oxido de magnesio (MgO) (% máx.)

6 6 6 6

Puzolanicidad 8 o 15 días - - - > 0

TIPO II, cemento modificado para usos generales y se emplea cuando se prevé una exposición moderada al ataque por sulfatos o cuando se requiere un moderado calor de hidratación. Estas características se logran al imponer limitaciones en el contenido de C3A y C3S del cemento. El cemento tipo II adquiere resistencia con más lentitud que el tipo I; pero a final de cuentas, alcanza la misma resistencia. Este tipo de cemento se usa en el hormigón expuesto al agua de mar. TIPO III, cemento de alta resistencia inicial, recomendable cuando se necesita una resistencia temprana en una situación particular de construcción. Este cemento se obtiene por un molido más fino y un porcentaje más elevado de C3A y C3S. El hormigón tiene una resistencia a la compresión a los 3 días aproximadamente igual a la resistencia a la compresión a los 7 días para los tipos I y II y una resistencia a la compresión a los 7 días casi igual a la resistencia a la compresión a los 28 días para los tipos I y II. Sin embargo, la resistencia última es más o menos la misma o menor que la de los tipos I y II. Dado que el cemento tipo III tiene un gran desprendimiento de calor, no se debe usar en hormigones masivos. Con un 15% de C3A presenta una mala resistencia a los sulfatos. El contenido de C3A puede limitarse al 8% para obtener una resistencia moderada a los sulfatos o a 5% cuando se requiere alta resistencia.



TIPO IV. Cemento de bajo calor de hidratación. Los porcentajes de C2S y C4AF son relativamente altos; El bajo calor de hidratación en el cemento tipo IV se logra limitando los compuestos que más influyen en la formación de calor por hidratación, o sea, C3A y C3S. Dado que estos compuestos también aportan la resistencia inicial de la mezcla de cemento, al limitarlos se tiene una mezcla que gana resistencia con lentitud. Este cemento se usa para estructuras de hormigón masivo, con bajas relaciones superficie/volumen. Requiere mucho más tiempo de curado que los otros tipos. TIPO V. Cemento resistente a los sulfatos. La resistencia al sulfato se logra minimizando el contenido de C3A (≤5%), pues este compuesto es el más susceptible al ataque por sulfatos. Este tipo se usa en las estructuras expuestas a los sulfatos alcalinos del suelo o del agua, a los sulfatos de las aguas freáticas y para exposición al agua de mar. Las resistencias relativas de los hormigones preparados con cada unos de los cinco tipos de cemento se comparan en la tabla, a cuatro edades diferentes; en cada edad, se han normalizado los valores de resistencia para comparación con el hormigón de cemento tipo I. RESISTENCIAS DE LOS CEMENTOS TIPO I, II, III, IV Y V

En el mundo existen una gran variedad de tipos de cementos -8 tipos de cemento Pórtland, ASTM C150: I, IA, II, IIA, III, IIIA, IV, V.

La norma ASTM especifica:

-6 tipos de cemento hidráulico mezclado, ASTM C595: IS, IP, P, I(PM), I(SM), S.

Tipo IS.- Cemento Pórtland con escoria de alto horno

28 días 3 meses

Tipo IP.- Cemento Pórtland con adicion Puzolanica.

Tipo P.- Cemento Pórtland con puzolana para usos cuando no se requiere alta resistencia inicial. Tipo I (PM).- Cemento Pórtland con Puzolana modificado.

Tipo I (SM).- Cemento portland con escoria, modificado.

100 100

Tipo S.- Cemento con escoria para la combinacion con cemento Portland en la fabricación de concreto y en combinacion con cal hidratada en la fabricación del mortero de albañilería.

-3 tipos de cemento para mampostería, ASTM C91: N, M, S.

96 100

En el mundo existen una gran variedad de tipos de cementos

La norma ASTM especifica: 110 100

-8 tipos de cemento Pórtland, ASTM C150: I,

-6 tipos de cemento hidráulico mezclado, ASTM C595: IS, IP, P,

Tipo IS.- Cemento

62 100



IA, II, IIA, III, IIIA, IV, V. I(PM), I(SM), S. Pórtland con escoria de alto horno

Tipo IP.- Cemento Pórtland con adicion Puzolanica.

Tipo P.- Cemento Pórtland con puzolana para usos cuando no se requiere alta resistencia inicial. Tipo I (PM).- Cemento Pórtland con Puzolana modificado.

Tipo I (SM).- Cemento portland con escoria, modificado.

85 100

CON INCLUSIÓN DE AIRE, ASTM C150: TIPO IA, IIA Y IIIA,.. Estos tipos tienen una composición semejante a las de los tipos I, II y III, excepto que durante la fabricación, se muele junto con estos últimos un agente inclusor de aire. Este constituye un mal método para obtener aire incluido, ya que no se puede hacer variar la dosis del agente para compensar otros factores que influyan en el contenido de aire en el hormigón. Estos cementos se usan para la producción de hormigón expuesto a heladas severas. CEMENTOS MEZCLADOS ASTM C595: TIPO IS, IP, P, I(PM), I(SM), S. Estos cementos consisten en mezclas, que se muelen juntas, de clínker y ceniza muy fina, puzolana natural o calcinada, o bien, escoria, dentro de los límites en porcentaje especificados de los componentes. También pueden consistir en mezclas de cal de escoria y cal de puzolana. En general, pero no necesariamente, estos cementos dan lugar a una resistencia mayor a la reacción álcali-agregado, al ataque por sulfato y al ataque del agua de mar, pero requieren un curado de mayor duración y tienden a ser menos resistentes a los daños por la sal para deshelar y descongelar. Dan lugar a una menor liberación de calor y es posible que ganen resistencia con mayor lentitud, en especial a bajas temperaturas. Cementos Puzolánicos1.- Endurecen más lentamente, en especial en ambiente frío, y requieren en general más agua de amasado que el portland normal; pero a largo plazo llegan a superar resistencias de este, confiere al hormigón una elvada densidad química. Todo ellos lo hace recomendable para gran número de obras ( canales, pavimentos, obras de agua muy pura o ambientales medianamente agresivos, hormigonada bajo agua, obras marítimas, etc.)

Cemento de Alto Horno.-

Se obtiene por enfriamiento brusco en agua de la ganga fundida

procedente de procesos siderúrgicos. Dado su contenido en calcombinada, la esc

oria no es una

simple puzolana, sino que tiene de por si propiedadeshidráulicas, es decir, que es

un verdadero

cemento, fragua y endurece muy lentamente,por lo que debe ser acelerada por la

presencia de algo que libere cal, como el Clinker de Portland.



Estos cementos presentan poca retracción y un débil calor de hidratación, por lo q

uepueden ser

utilizados sin riesgo en grandes macizos. A cambio y por la misma razón,son mu

y sensibles a

las bajas temperaturas, que retardan apreciablemente suendurecimiento, por lo

que no deben utilizarse por debajo de los + 5 ºC. PARA MAMPOSTERÍA, ASTM C91, TIPO N, S Y M. Son cementos de baja resistencia utilizados exclusivamente en albañilería. El tipo M tiene la resistencia más alta, alcanzando 20MPa. Una característica de este tipo de cemento es su mayor plasticidad. Este tipo se usa también para revoque; asimismo, suele contener una piedra caliza finamente molida junto con el clínker y un plastificante inclusor de aire. Una marca que se encuentra en el mercado es CALCEMIT.

CEMENTO BLANCO. Este tipo cumple con los requisitos del tipo I o del tipo III, o l

os deambos. En él se utilizan materias primas de bajo hierro y bajo manganeso y

un apagado especialpara producir un color blanco puro.

API especial 10 para pozos petroleros. Este tipo consta de varias clases y

está diseñado para satisfacer las condiciones de presión y temperatura elevadas que seencuentran en la inyección de grout en los pozos petroleros. Este tipo p

roduce una pasta aguada de baja viscosidad y fraguado

lento, tan líquida como es posible para facilitar elbombeo a presión en los pozos

profundos. Es de

bajo contenido de C3A, de molido grueso y no puede contener alguna sustanci

a para ayudar a la pulverización.

TIPOS EXPANSIVOS. Estos tipos se usan para inhibir la contracción del horm

igón y minimizar el agrietamiento. Tienen baja resistencia al sulfato.

CEMENTOS DE ALTA ALÚMINA. Este tipo contiene aluminatos de calcio, en l

ugarde silicatos de

calcio. Tiene una elevada resistencia temprana (a las 24hrs) y propiedades

refractarias. Puede

experimentar un 40% de regresión en la resistencia después de secar durant

e un periodo de 6 meses, si el hormigón no se mantiene frío durante las primeras

24 h después de mezclar y vaciar.



Tipos de cemento

La clasificación de los tipos de cemento esta proporcionada por la norma

NMX-C-414-ONNCCE-1999, la cual establece lo siguiente:

De acuerdo a su composición, éstos pueden ser:

TIPO DENOMINACIÓN

CPO Cemento Portland Ordinario

CPP Cemento Portland Ordinario

CPP Cemento Portland Puzolánico

TPEG Cemento Portland con Escoria Granulada de alto

horno

CPC Cemento Portland Compuesto

CPS Cemento Portland con humo de Sílice

CEG Cemento con Escoria Granulada de alto horno

De acuerdo a sus características especiales, éstos pueden ser:

NOMENCL

ATURA

CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE

LOS CEMENTOS

RS Resistente a los sulfatos

BRA Baja reactividad álcalina agregado

BCH Bajo calor de hidratación

B Blanco



UTILIZACIÓN GENERAL DEL CEMENTO

Principales aplicaciones recomendadas

Cemento portland y sus usos

Debido a su semejanza con una caliza natural que se explotaba en la Isla de

Portland, Inglaterra, lo denominó Cemento Portland.

Los cementos Portland son cementos hidráulicos compuestos principalmente de

silicatos de calcio hidráulicos, esto es, fraguan y endurecen al reaccionar

químicamente con el agua. En el curso de esta reacción, denominada hidratación,

el cemento se combina con el agua para formar una pasta, y cuando le son

agregados arena y grava triturada, se forma lo que se conoce como el material

más versátil utilizado para la construcción: el CONCRETO.

El Clinker, la materia prima para producir el cemento, se alimenta a los molinos de

cemento junto con mineral de yeso, el cual actúa como regulador del fraguado. La

molienda conjunta de éstos materiales produce el cemento. Las variables a

controlar y los porcentajes y tipos de materiales añadidos, dependerán del tipo de

cemento que se requiera producir.

Tipo de cemento Aplicaciones en concretos y morteros

I Concretos de usos generales.

I-AR Concretos de alta resistencia inicial

MP-AR Concretos de alta resistencia inicial con moderada resistencia a los

sulfatos y moderado calor de hidratación

MP Concretos y morteros de uso general que no demanden alta resistencia

inicial y con resistencia a los sulfatos, agua de mar, y de bajo calor de

hidratación.

GU, MS Concretos y morteros de uso general que no demanden alta

resistencia

inicial, concretos de uso masivo, con requerimientos de alta

resistencia a los sulfatos, o al agua de mar y de bajo calor de

hidratación. Albañilería No se recomienda para fabricación de concretos de uso estructural.

Se recomienda sólo para fabricación de morteros.



El tipo de materias primas y sus proporciones se diseñan en base al tipo de

cemento deseado.

La norma ASTM C 150 establece ocho diferentes tipos de cemento, de acuerdo a

los usos y necesidades del mercado de la construcción:

Tipos de cemento y su aplicación

Tipo I

Este tipo de cemento es de uso general, y se emplea cuando no se requiere de

propiedades y características especiales que lo protejan del ataque de factores

agresivos como sulfatos, cloruros y temperaturas originadas por calor de

hidratación.

Entre los usos donde se emplea este tipo de cemento están: pisos, pavimentos,

edificios, estructuras, elementos prefabricados.

Tipo II

El cemento Portland tipo II se utiliza cuando es necesario la protección contra el

ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje,

siempre y cuando las concentraciones de sulfatos sean ligeramente superiores a

lo normal, pero sin llegar a ser severas (En caso de presentarse concentraciones

mayores se recomienda el uso de cemento Tipo V, el cual es altamente resistente

al ataque de los sulfatos).

Genera normalmente menos calor que el cemento tipo I, y este requisito de

moderado calor de hidratación puede especificarse a opción del comprador. En

casos donde se especifican límites máximos para el calor de hidratación, puede

emplearse en obras de gran volumen y particularmente en climas cálidos, en

aplicaciones como muros de contención, pilas, presas, etc. La Norma ASTM C 150

establece como requisito opcional un máximo de 70 cal/g a siete días para este

tipo de cemento.

Tipo III

Este tipo de cemento desarrolla altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7

días. Esta propiedad se obtiene al molerse el cemento más finamente durante el

proceso de molienda. Su utilización se debe a necesidades específicas de la

construcción, cuando es necesario retirar cimbras lo más pronto posible o cuando



por requerimientos particulares, una obra tiene que ponerse en servicio muy

rápidamente, como en el caso de carreteras y autopistas.

Tipo VI

El cemento Portland tipo IV se utiliza cuando por necesidades de la obra, se

requiere que el calor generado por la hidratación sea mantenido a un mínimo. El

desarrollo de resistencias de este tipo de cemento es muy lento en comparación

con los otros tipos de cemento. Los usos y aplicaciones del cemento tipo IV están

dirigidos a obras con estructuras de tipo masivo, como por ejemplo grandes

presas.

La hidratación inicia en el momento en que el cemento entra en contacto con el

agua; el endurecimiento de la mezcla da principio generalmente a las tres horas, y

el desarrollo de la resistencia se logra a lo largo de los primeros 30 días, aunque

éste continúa aumentando muy lentamente por un período mayor de tiempo

En la fabricación del cemento se utilizan normalmente calizas de diferentes tipos,

arcillas, aditivos -como el mineral de fierro cuando es necesario- y en ocasiones

materiales silicosos y aluminosos. Estos materiales son triturados y molidos

finamente, para luego ser alimentados a un horno rotatorio a una temperatura de

1,400 grados centígrados y producir un material nodular de color verde oscuro

denominado CLINKER.

Cementos Hidráulicos Mezclados

Estos cementos han sido desarrollados debido al interés de la industria por la

conservación de la energía y la economía en su producción.

La norma ASTM C 595 reconoce la existencia de cinco tipos de cementos

mezclados:

Cemento Portland de escoria de alto horno - Tipo IS.

Cemento Portland puzolana - Tipo IP y Tipo P.

Cemento de escoria - Tipo S.

Cemento Portland modificado con puzolana - Tipo I (PM).

Cemento Portland modificado con escoria - Tipo I (SM).

Tipo IS

El cemento Portland de escoria de alto horno se puede emplear en las

construcciones de concreto en general. Para producir este tipo de cemento, la

escoria del alto horno se muele junto con el Clinker de cemento Portland, o puede



también molerse en forma separada y luego mezclarse con el cemento. El

contenido de escoria varía entre el 25 y el 70% en peso.

Tipo IP y Tipo P

El cemento Portland IP puede ser empleado en construcciones en general y el tipo

P se utiliza en construcciones donde no sean necesarias resistencias altas a

edades

tempranas. El tipo P se utiliza normalmente en estructuras masivas, como

estribos, presas y pilas de cimentación. El contenido de puzolana

de estos cementos se sitúa entre el 15 y el 40 % en peso.

Tipo S

El cemento tipo S, de escoria, se usa comúnmente en donde se requieren

resistencias inferiores. Este cemento se fabrica mediante cualquiera de los

siguientes métodos:

1) Mezclando escoria molida de alto horno y cemento Pórtland.

2) Mezclando escoria molida y cal hidratada.

3) Mezclando escoria molida, cemento Portland y cal hidratada.

El contenido mínimo de escoria es del 70% en peso del cemento de escoria

Tipo I (PM)

El cemento Portland tipo I (PM), modificado con puzolana, se emplea en todo tipo

de construcciones de concreto. El cemento se fabrica combinando cemento

Portland o cemento Portland de escoria de alto horno con puzolana fina. Esto se

puede lograr:

1) Mezclando el cemento Portland con la puzolana

2) Mezclando el cemento Portland de escoria de alto horno con puzolana

3) Moliendo conjuntamente el Clinker de cemento con la puzolana

4) Por medio de una combinación de molienda conjunta y de mezclado.

El contenido de puzolana es menor del 15% en peso del cemento terminado.



Tipo I (SM)

El cemento Portland modificado con escoria, TIPO I (SM), se puede emplear en

todo tipo de construcciones de concreto. Se fabrica mediante cualquiera de los

siguientes procesos:

1) Moliendo conjuntamente el Clinker con alguna escoria granular de alto horno

2) Mezclando escoria molida y cal hidratada

3) Mezclando escoria, cemento Portland y cal hidratada

El contenido máximo de escoria es del 25% del peso del cemento de escoria.

A todos los cementos mezclados arriba mencionados, se les puede designar la

inclusión de aire agregando el sufijo A, por ejemplo, cemento TIPO S-A.

Además, en este tipo de cementos, la norma establece como requisito opcional

para los cementos tipo I (SM), I (PM), IS, IP y los denominados con subfijo MS o

MH lo siguiente: moderada resistencia a los sulfatos y/o moderado calor de

hidratación y en caso del tipo P y PA, moderada resistencia a los sulfatos y/o bajo

calor de hidratación.

La Norma ASTM C 1157 establece los requisitos de durabilidad para los cementos

hidráulicos cuando se utilicen en aplicaciones especiales o para uso general. Por

ejemplo, donde se requieran altas resistencias tempranas, moderada a alta

resistencia a los sulfatos, moderado o bajo calor de hidratación y opcionalmente

baja reactividad con los agregados reactivos a los álcalis.

Cementos Especiales

Cementos para Pozos Petroleros

Estos cementos, empleados para sellar pozos petroleros, normalmente están

hechos de Clinker de cemento Portland. Generalmente deben tener un fraguado

lento y deben ser resistentes a temperaturas y presiones elevadas. El Instituto

Americano del Petróleo (American Petroleum Institute) establece especificaciones

(API 10-A) para nueve clases de cemento para pozos (clases A a la H). Cada

clase resulta aplicable para su uso en un cierto rango de profundidades de pozo,

temperaturas, presiones y ambientes sulfatados. También se emplean tipos

convencionales de cemento Portland con los aditivos adecuados para modificar el

cemento.



Cementos Plásticos

Los cementos plásticos se fabrican añadiendo agentes plastificantes, en una

cantidad no mayor del 12% del volumen total, al cemento Portland de TIPO I ó II

durante la operación de molienda. Estos cementos comúnmente son empleados

para hacer morteros y aplanados.

Cementos Portland Impermeabilizados

El cemento Portland impermeabilizado usualmente se fabrica añadiendo una

pequeña cantidad de aditivo repelente al agua como el estearato de sodio, de

aluminio, u otros, al Clinker de cemento durante la molienda final.

Otros Tipos de Cementos

Cementos de Albañilería

Estos son cementos hidráulicos diseñados para emplearse en morteros, para

construcciones de mampostería.

Están compuestos por alguno de los siguientes: cemento Portland, cemento

Portland puzolana, cemento Portland de escoria de alto horno, cemento de

escoria, cal hidráulica y cemento natural. Además, normalmente contienen

materiales como cal hidratada, caliza, creta, talco o arcilla.

La trabajabilidad, resistencia y color de los cementos de albañilería se mantienen

a niveles uniformes gracias a los controles durante su manufactura. Aparte de ser

empleados en morteros para trabajos de mampostería, pueden utilizarse para

argamasas y aplanados, más nunca se deben emplear para elaborar concreto.

Cementos Expansivos

El cemento expansivo es un cemento hidráulico que se expande ligeramente

durante el período de endurecimiento a edad temprana después del fraguado.

Debe satisfacer los requisitos de la especificación ASTM C 845, en la cual se le



designa como cemento tipo E-1. Comúnmente se reconocen tres variedades de

cemento expansivo:

E-1(K) contiene cemento Portland, trialuminosulfato tetracálcico anhídro, sulfato de

calcio y óxido de calcio sin combinar.

E-1(M) contiene cemento Portland, cemento de aluminato de calcio y sulfato de

calcio.

E-1(S) contiene cemento Portland con un contenido elevado de aluminato

tricálcico y sulfato de calcio.

Cemento Portland Blanco

El cemento Portland blanco difiere del cemento Portland gris únicamente en el

color. Se fabrica conforme a las especificaciones de la norma ASTM C 150,

normalmente con respecto al tipo I ó tipo III; el proceso de manufactura, sin

embargo, es controlado de tal manera que el producto terminado sea blanco. El

cemento Portland blanco es fabricado con materias primas que contienen

cantidades insignificantes de óxido de hierro y de manganeso, que son las

sustancias que dan el color al cemento gris.

El cemento blanco se utiliza para fines estructurales y para fines arquitectónicos,

como muros precolados, aplanados, pintura de cemento, paneles para fachadas,

pegamento para azulejos y como concreto decorativo.



CONCLUSIÓN

Al estudiar el cemento pudimos darnos cuenta que a partir del descubrimiento de

la puzolana, el yeso, de la cal, esto fueron muy importantes para poder fabricar el

cemento. Además a partir del descubrimiento o invención del cemento hasta hoy

en día juega un papel sumamente importante, ya que no existe construcción a

nuestro alrededor que no esté fabricada con cemento.

Cuando se realizan diferentes obras civiles es necesario definir el tipo de cemento

que se empleara teniendo en cuenta las características especiales de cada uno de

ellos.

Los materiales usados en la fabricación del cemento deben tener las proporciones

adecuadas, para ello deben de cumplir con las normas de calidad establecidas.

Es necesario tomar precauciones necesarias en su almacenamiento para evitar

que se produzcan cambios en sus características iniciales.

La fabricación del cemento es un proceso industrial maduro, bien conocido y

generalmente bien gestionado. El cemento es un producto de construcción básico,

producido a partir de recursos naturales: materias primas, minerales y energía.

La fabricación del cemento provoca efectos sobre el medio ambiente, los

principales efectos que provoca son:

Impactos de las canteras en los ecosistemas

Emisión de partículas en la manipulación y procesado de materiales

Emisión de gases en el proceso de combustión.

Como podemos darnos cuenta el cemento es sumamente importante en el ámbito

de la ingeniería por eso debemos de saber darle un buen uso y procurar no dañar

el medio ambiente con la fabricación de este.



BIBLIOGRAFÍA

http://www.imcyc.com/

http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/09/def-y-elaboracion-cemento.pdf

http://www.sc.ehu.es/iawfemaf/archivos/materia/industrial/libro-7a.PDF

http://apuntesingenierocivil.blogspot.mx/2010/10/tipos-de-cemento-portland.html

http://ieca.es/reportaje.asp?id_rep=5

http://www.arqhys.com/proceso-de-fabricacion-del-cemento.html

http://www.imcyc.com/

http://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/09/def-y-elaboracion-cemento.pdf

http://www.sc.ehu.es/iawfemaf/archivos/materia/industrial/libro-7a.PDF

http://apuntesingenierocivil.blogspot.mx/2010/10/tipos-de-cemento-portland.html

http://ieca.es/reportaje.asp?id_rep=5

http://www.arqhys.com/proceso-de-fabricacion-del-cemento.html

Cemento

Documents

Transcript of Cemento