Tema_4_-_Cemento_-_Aditivos materiales

7/28/2019 Tema_4_-_Cemento_-_Aditivos materiales

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El CementoUnidad I



HISTORIA DEL CEMENTO

La historia del cemento es la historia

misma del hombre en la búsqueda de

un espacio para vivir con la mayor

comodidad, seguridad y protecciónposible.

Desde que el ser humano supero la

época de las cavernas, ha aplicado

sus mayores esfuerzos a delimitar su

espacio vital, satisfaciendo primerosus necesidades de vivienda y

después levantando construcciones

con requerimientos específicos.



HISTORIA DEL CEMENTO

Fue en la Antigua Grecia cuando empezaron a usarse tobas volcánicas extraídas de la

isla de Santorini, los primeros cementos naturales.

En el siglo I a. C. se empezó a utilizar el cemento natural en la Antigua Roma, la

bóveda del Panteón es un ejemplo de ello.

En el siglo XVIII John Smeaton construye la cimentación de un faro en el acantilado de

Edystone (Inglaterra), empleando un mortero de cal calcinada. Isaac Johnson, en

1845, obtiene el prototipo del cemento moderno, con una mezcla de caliza y arcilla

calcinada a alta temperatura.

En el siglo XX surge el auge de la industria del cemento, debido a los experimentos de

los químicos franceses Vicat y Le Chatelier y el alemán Michaélis, que logran cemento

de calidad homogénea.



Es el material aglomerante más importante de los empleados en la

construcción, que mezclado con agregados pétreos (grava y arena),

crea una mezcla uniforme, manejable y plástica capaz de endurecer alreaccionar con el agua y adquiriendo por ello consistencia.

DEFINICION



COMPONENTES

SILICE (SiO2)

ALUMINA (Al2O3)

CAL (CaO)

MAGNESIA (MgO)

ANHIDRIDO CARBONICO (CO2)

OXIDO DE HIERRO (Fe2O3)



VOCABULARIO

ASTM.-

Son siglas de la norma técnica americana significa “American Society For Testing

Of Materials“ (Asociación Americana De Pruebas De Materiales ).

CLINKER.-

Fases donde después de la extracción y homogenización de la materia prima

(caliza y arcilla )esta mezcla es llevada a zonas de precalentamientos y hornos

produciendo un material pre-crudo, para posteriormente adicionar el yeso.

PUZOLANA.-

Materia prima silícea que puede agregarse en el proceso de clinkerización para

obtener un cemento especial con propiedades particulares.



VOCABULARIO

ASTM:

Son siglas de la norma técnica americana significa “American Society For Testing

Of Materials “ (Asociación Americana De Pruebas De Materiales).

CLINKER:Fases donde después de la extracción y homogenización de la materia prima

(caliza y arcilla) esta mezcla es llevada a zonas de precalentamientos y hornos

produciendo un material pre-crudo, para posteriormente adicionar el yeso.

PUZOLANA:Materia prima silicea que puede agregarse en el proceso de clinkerización para

obtener un cemento especial con propiedades particulares.



PROPIEDADES GENERALES

• Buena resistencia al ataque químico.

• Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario.

• Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Conversión interna.

• Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad.

• Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotérmico.

• Está prohibido el uso de cemento aluminoso en hormigón pretensado. La vida

útil de las estructuras de hormigón armado es más corta.

• El fenómeno de conversión (aumento de la porosidad y caída de la resistencia)

puede tardar en aparecer en condiciones de temperatura y humedad baja.

• El proyectista debe considerar como valor de cálculo, no la resistencia máximasino, el valor residual, después de la conversión, y no será mayor de 40 N/mm2.

• Se recomienda relaciones A/C ≤ 0,4, alta cantidad de cemento y aumentar los

recubrimientos (debido al pH más bajo).

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Refractario&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Conversi%C3%B3n_interna




http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Refractario&action=edit&redlink=1



Clases de Cemento:



Para la obtención del Cemento Natural Lento, se calcinan rocascalizas a una temperatura comprendida entre 1200º y 1400ºC.Es de color gris, con un contenido de Arcilla comprendido entreel 21% y el 25%.Inicia su fraguado transcurridos unos 30 minutos después desu aplicación, y acaba después de varias horas.El empleo del Cemento Natural Lento es cada vez másreducido, porque sus propiedades y características han sido

superadas por los Cementos Artificiales.

Cemento Natural Lento



El Cemento Natural Rápido es un conglomerante de bajaresistencia mecánica, resultante de la trituración, cocción yreducción a polvo de Margas Calizas. Por su alto contenido enArcilla (del 26% al 40%), su aspecto y color es terroso, de color

amarillento y rojizo. Comienza a fraguar entre 3 y 5 minutosdespués de amasado, y acaba antes de 50 minutos.Se utiliza en forma de pasta para usos similares a los del Yeso; porser muy arcillosos no liberan Cal Hidratada durante el fraguado y

endurecimiento, con lo cual son muy resistentes al Agua y establesen ambientes húmedos.Con el Cemento Natural Rápido no se pueden fabricar Morteros yHormigones, pues además de su escasa capacidad deaglomeración, la rapidez del fraguado no da tiempo de amasar.

Cemento Natural Rápido



PROCESO DE OBTENCIÓN DEL CEMENTO



CLASIFICACION DEL CEMENTO



Es un cemento hidráulico producidomediante la pulverización del clinker,un compuesto que se forma trascalcinar caliza y arcilla, y diversostipos de silicatos de calcio.

CEMENTO PÓRTLAND

COMPOSICIÓN:

• 64% óxido de calcio•

21% óxido de silicio• 5,5% óxido de aluminio• 4,5% óxido de hierro• 2,4% óxido de magnesio• 1,6% sulfatos• 1% otros materiales, entre los cuales

principalmente agua.

CLINKER



Es el producto que se obtiene de la pulverización de una mezcla de clínquer y sulfato

de calcio con agua (yeso hidratado).

A partir de este cemento se logran otros tipos de cemento.Cuando el cemento portland es mezclado con el agua, se obtiene un producto de

características plásticas con propiedades adherentes que solidifica en algunas horas y

endurece progresivamente durante un período de varias semanas hasta adquirir su

resistencia característica. El proceso de solidificación se debe a un proceso químico

llamado Hidratación mineral.Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcáreo o cal) se obtiene el

cemento plástico, que fragua más rápidamente y es más fácilmente trabajable. Este

material es usado en particular para el revestimiento externo de edificios

CEMENTO PÓRTLAND

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidrataci%C3%B3n_mineral






Es un cemento normal, se produce por la adición de clinker más

yeso. De uso general en todas las obras de ingeniería donde no se

requiera miembros especiales. De 1 a 28 días realiza 1 al 100% de

su resistencia relativa.

CEMENTO PÓRTLAND – TIPO I



PORTLAND TIPO II

El cemento Tipo II adquiere resistencia mas lentamente que el Tipo I, pero alfinal alcanza la misma resistencia. Las características de este Tipo de cementose logran al imponer modificaciones en el contenido de Aluminato y el Silicatodel cemento. Se utiliza en alcantarillados, tubos, zonas industriales. realiza del75 al 100% de su resistencia.

CEMENTO PÓRTLAND – TIPO II



PORTLAND TIPO V

Cemento con alta resistencia a la acción de los sulfatos, se especifica cuando hayexposición intensa a los sulfatos. Las aplicaciones típicas comprenden las

estructuras hidráulicas expuestas a aguas con alto contenido de álcalis y al agua

de mar. La resistencia al sulfato del cemento Tipo V es el mas susceptible al

ataque por el sulfato. Realiza su resistencia relativa del 65 al 85 %.

CEMENTO PÓRTLAND – TIPO V



Cemento Portland Puzolánico Tipo IP:Para usos en construcciones generales de concreto. Elporcentaje adicionado de puzolana se encuentra entre15% y 40%.

Cemento Portland Puzolánico Modificado Tipo IPM:Cemento Portland Puzolánico modificado para uso en construccionesgenerales de concreto. El porcentaje adicionado de puzolana es menorde 15%.

CEMENTO PUZOLÁNICO

Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta

del clínquer, puzolana y yeso. La Puzolana es el materialsílico-aluminoso que, aunque no posee propiedadesaglomerantes por si solo, las desarrolla cuando estáfinamente dividido y en presencia de agua, por reacciónquímica con el hidróxido de calcio, a la temperatura

ambiente.c

CEMENTO PUZOLANICO



Es el producto que se obtiene de la mezcla conjunta de clínquer, escoriabásica granulada de alto horno y yeso. La escoria básica granulada, es elproducto que se obtiene por enfriamiento brusco de la masa fundida nometálica, que resulta en el tratamiento de mineral de hierro, en un alto

horno.

CEMENTO SIDERÚRGICO



CEMENTO CON AGREGADO A

Es el producto que se obtiene de molienda conjunta con clínquer, agregado tipo A y

yeso. El agregado tipo A es una mezcla de sustancias, compuestas por un materialcálcico-arcilloso, que ha sido calcinado a temperatura superior a 900 ºC, y otros

materiales a base de óxidos de silicio, aluminio y fierro. Si contiene menos del 30%

del agregado tipo A se llama Cemento Portland Tipo A, y si tiene entre 30 y 50% se

llama Cemento Tipo A.

CEMENTO CON AGREGADOS



Sus aplicaciones y usos sonilimitados.Se emplean en:

APLICACIONES



FABRICAS DE CEMENTO

1. CEMENTOS LIMA: Fábrica: Atocongo – Lima Proceso: secoCombustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM):

1 100 000, 2 580 000Tipos: Pórtland tipo I Marca Sol

Pórtland puzolanico tipo IP Marca súper cemento atlas

2. CEMENTO ANDINO: Fábrica: Condorcocha – Tarma Proceso: secoCombustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM):

460 000, 600 000Tipos: Pórtland tipo I

Pórtland tipo IIPórtland tipo V



FABRICAS DE CEMENTO

3. CEMENTOS YURA: Fábrica: Yura - Arequipa Proceso: secoCombustible: Petróleo Capacidad instalada de clinker(TM):


Pórtland puzolanico tipo IP

Pórtland puzolanico tipo IPMCemento de albañilería, marca estuco Flex

4. CEMENTO SUR: Fábrica: Coracoto – Juliaca Proceso: húmedo

Combustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM):92 000, 63 000Tipos: Pórtland tipo I, marca RUMI

Pórtland puzolanico tipo IP, marca INTIPórtland tipo IIPórtland tipo V



FABRICAS DE CEMENTO

5. CEMENTOS PACASMAYO: Fábrica: Planta Pacasmayo – La Libertad Proceso: secoCombustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM):


Pórtland puzolanico tipo IPPórtland tipo IIPórtland tipo VPórtland MS-ASTM C-1157

TIPOS DE CEMENTO FABRICADOS EN



TIPOS DE CEMENTO FABRICADOS ENPACASMAYO-LA LIBERTAD

Para acabados , tarrajeo y techo; también es utilizado para bases y columnas.

Aplicaciones



Se utiliza cuando se necesita una moderada resistencia a la humedad, (baños, zona

de jardines, etc.)

Aplicaciones



Para zonas tropicales.

Aplicaciones



Para zonas donde el calor sea intenso , ya que en zonas como esta el cemento tiende

a expandirse.

Aplicaciones



Acabados y tarrajeos

Aplicaciones



Para zonas donde se necesite una alta resistencia a los sulfatos, ejem. : zonas de

playa.

Aplicaciones



Cementos especiales

• Cemento Portland de escoria de alto horno:

El cemento que contiene escoria de alto horno se obtiene por lapulverización conjunta de una mezcla de clinker Portland y escoriagranulada de alto horno, con la adición eventual de sulfato de calcio. Elcontenido de escoria granulada de alto horno debe estar comprendidoentre 25% y 65% en peso del total.

El cemento Portland de escoria modificado tiene un contenido de escoriagranulada menor que el 25%.

La escoria granulada de alto horno, es el subproducto del tratamiento deminerales de hierro en el alto horno, que para ser usada en la fabricaciónde cementos, debe ser obtenida en forma granular por enfriamiento

rápido y además debe tener una composición química conveniente



Cementos de mezcla

• Concreto

• Mortero



Concreto

Las mezclas de concreto contienen arena, piedrapicada, cemento y agua. Los concretos seutilizan para hacer columnas, vigas,

fundaciones, etc.



Mortero

Los morteros o pegas contienen sólo arena,agua, cemento y en algunos casos cal. Los

morteros generalmente se utilizan para hacer

frisos y pegar bloques, ladrillos y cerámicas.



AditivosUnidad I



Definición

Los aditivos pueden definirse como sustancias químicas o minerales que seagregan a la mezcla de concreto, mortero o pasta de mortero, con la

finalidad de modificar una o varias de sus propiedades.

La norma ASTM C-123, las define como material diferente del agua, de los

áridos y del cemento, que se emplea como un componente del concreto o el

mortero. Las dosis en las que se utilizan los aditivos, están en relación a unpequeño porcentaje del peso de cemento, con las excepciones en las

cuales se prefiere dosificar el aditivo en una proporción respecto al agua de

amasado.

El éxito al usar los aditivos depende mucho de la forma de uso y de la

acertada elección del producto apropiado. Se ha progresado mucho en estecampo y es conveniente que los usuarios se informen ya que la eficacia

depende en gran parte de esto.

Aditivos



Existen la clasificación que va de acuerdo a los tipos de materiales

constituyentes o a los efectos característicos en su uso: como la clasificaciónhecha por el comité 212 del ACI.

1. Aditivos acelerantes.

2. Aditivos reductores de agua y que controlan el fraguado.

3. Aditivos para inyecciones.

4. Aditivos incorporadores de aire.5. Aditivos extractores de aire

6. Aditivos formadores de gas.

7. Aditivos productores de expansión o expansivos.

8. Aditivos impermeables y reductores de permeabilidad.

9. Aditivos pegantes (también llamados epóxicos). Aditivos químicos para reducir la expansión debido a la reacción entre los

agregados y los alcalies del cemento.

12. Aditivos inhibidores de corrosión.

13. Aditivos fungicidas, germicidas o insecticidas.

14. Aditivos colorantes.

Clasificación de Aditivos



• Incrementar la trabajabilidad sin

aumentar el contenido de agua.

• Disminuir el contenido de agua sin

modificar su trabajabilidad.• Reducir o prevenir asentamientos de

la mezcla.

• Crear una ligera expansión.

• Modificar la velocidad y/o el volumen

de exudación.

• Reducir la segregación.

• Facilitar el bombeo.

Concreto Fresco



• Disminuir el calor de hidratación.

• Desarrollo inicial de resistencia.

• Incrementar las resistenciasmecánicas iníciales del concreto.

• Incrementar la durabilidad delconcreto.

• Disminuir el flujo capilar del agua.

• Disminuir la permeabilidad de loslíquidos.

•

Mejorar la adherencia concreto-acero de refuerzo.

• Mejorar la resistencia al impacto yla abrasión.

Concreto Endurecido



La eficiencia de un aditivo depende defactores tales como: tipo, marca y cantidad

del material cementante; contenido deagua; forma, granulometría y proporción delos agregados; tiempo de mezclado y

temperatura del concreto.

Empleo de un Aditivo



NORMA ASTM – C 494

Clasificación de los Aditivo



Funciona por efecto de ladispersión de las partículas

de cemento, se traduce enmayores resistencias con lamisma cantidad de cementoo importantes ahorros decemento para las mismasresistencias.

Tipo A : Reductor de Agua



Actúa en el concreto como agentede fraguado extendido de forma

controlada. Se dosifica para lograr

un fraguado extendido, de hasta 30

horas.

Tipo A : Reductor de

Agua



Actúa en el concreto como

agente de fraguado extendido

de forma controlada. Sedosifica para lograr un

fraguado extendido, de hasta

30 horas. Se utiliza

principalmente en climas

cálidos.

Tipo B : Retardador de Fraguado



TIPO C: Acelerante de Fraguado

El aditivo actúa mediante una

reacción química con el

cemento, acelerando el tiempo

de fraguado y la resistencia ala compresión axial a

temprana edad. Estos aditivos

son compatibles con agentes

inclusores de aire, ciertos

aditivos superplastificantes yciertos aditivos reductores de

agua convencionales.

Tipo C : Acelerante de Fraguado



Características y Beneficios

• Reduce el tiempo de fraguado inicial una hora aproximadamente

• Mejora la trabajabilidad y produce un concreto más denso.

• Minimiza el sangrado y la segregación.

• Mejora el desarrollo de resistencia a la compresión a edades

tempranas.

TIPO C: Acelerante de Fraguado Tipo C : Acelerante de Fraguado

TIPO D R d t d A

Ti D R d t d A



TIPO D: Reductor de Agua yRetardante

Acción físico-química con el cemento, favoreciendo la hidratación

de las partículas de éste, reduciendo el agua de la mezcla y

plastificando la masa del concreto.

El uso del aditivo reductor de agua y retardante, provee al concreto

de una plasticidad y fluidez adecuada mejorando las

características del concreto tanto en estado plástico comoendurecido.

Tipo D : Reductor de Agua yretardante

Ti D R d t d A



Principales Aplicaciones

• Concreto colocado en climas cálidos.

• Concreto que se transporta a distancias largas.

• Concreto que requiere alta trabajabilidad: bombeo y colados en

estructuras estrechas.

• El aditivo se puede utilizar como reductor de agua y retardante y

como fluidificante.

Tipo D : Reductor de Agua yretardante



TIPO E: Reductor de Agua y

Acelerante

Resulta de la combinación de compuestos acelerantes y

reductores de agua. Mejora las propiedades plásticas yde endurecimiento del concreto tales como la

trabajabilidad, resistencia a la compresión y a la flexión.

Tipo E : Reductor de Agua y

acelerante

Ti E R d d A



Características y Beneficios

• Reduce el tiempo de fraguado inicial

• Desarrolla alta resistencia a edad temprana, por lo que permite

un tiempo más corto para descimbrar.

• Aumenta la densidad del concreto.

• Minimiza la tendencia al sangrado y a la segregación.

Tipo E : Reductor de Agua yacelerante



Se recomienda para concreto pretensado o postensado. Es

también muy compatible con agentes inclusores de aire,

impermeabilizantes integrales y muchos otros aditivos. Sin

embargo, cada material debe ser agregado al concreto por

separado.

Tipo F : Reductor de Alto Rango

Tipo G : Súper reductor de agua y



Para concretos de alta

trabajabilidad (bombeo,

estructuras estrechas o armadomuy denso) Formulado

específicamente para extender el

tiempo de trabajabilidad del

concreto fluido a temperaturas de

hasta 54º C.

Tipo G : Súper reductor de agua yretardador

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