INTRODUCCIÓN AGLOMERANTES

AGLOMERANTECompuesto de una o varias substancias capaz de endurecer (a corto o largo plazo) y en consecuencia unir materiales heterogéneos de diferente ntza.

Tipos: ORGÁNICOSINORGÁNICOS: los + usados en construcción.

INORGÁNICOS AÉREOS: sólo fraguan en aire. Son cálcicos.AGUA + SULFATO CÁLCICO HEMIHIDRATADO = YESOAGUA + ÓXIDO DE CALCIO = CAL

INORGÁNICOS HIDRÁULICOS: fraguan en aire y aguaAGUA + SILICATOS + ALUMINATOS = CEMENTO

¿Cómo endurece una pasta (agua+polvo)?- por fenómenos químicos- por efecto de la temperatura: si se calientan liquido; al enfriarse sólido: ex: BETÚN

AGLOMERANTES DE ORIGEN PÉTREOYESOCALCEMENTO

agua+pétreo = DISOLUCIÓN reacciones químicas estructura cristalina, que se acaba petrificando.

PROCESO DE FRAGUADO= tiempo inicio fraguado + tiempo de fraguadoTRABAJABILIDAD= tiempo entre mezcla y el inicio de fraguado. Se forma una pasta moldeable con cierta plasticidad.PLASTICIDAD= bajo la acción de una fuerza, se deforma. Sicesa dicha fuerza, se queda con la forma adquirida.

CROQUIS CRONOLÓGICO PROCESO DE FRAGUADO

MEZCLA DE PASTA MOLDEADO DE LA PASTA TIEMPO INICIO DE FRAGUADO TIEMPO DE FRAGUADO DISOLUCIÓN TRABAJABILIDAD / PLASTICIDAD PROCESO DE FRAGUADO

TIEMPOS PLASTICIDAD: YESO 10' TIEMPOS FRAGUADO: YESO 20'CEMENTO 45' a 4h CEMENTO < 12h

FRAGUADOProceso con reacciones químicas y desprendimiento de calor. La masa al fraguar, se calienta y provoca:

- expansión (por dilatación por el aumento de temperatura)- evaporación (consecuentemente, pérdida de volumen)

Al acabar el FRAGUADO, el material se enfría y provoca:- disminución de volumen (por la evaporación previa)- retracción hay que controlarla, pues puede provocar: grietas

roturas

Existen un factor de relación: agua / cementoExpresado así: R = W / C

Con el 20% del PESO DEL CEMENTO, hay suficiente AGUA para hidratarlo, darle consistencia y trabajarlo.La NORMA EHE, regula el añadido de agua, porque pierde consistencia y deja capilares que pueden influir en el material colocado.La NORMA EHE, limita añadir agua al 0,65% del PESO DEL CEMENTO,Para evitar añadir más agua, aplicaremos ADITIVOS,

Con el FRAGUADO, comienza un proceso de endurecimiento sin límite de tiempo:- al 3er día: el cemento consigue el 70% endurecimiento que conseguirá a los 28 días.- a los 28 días: inicio de los trabajos_idem HORMIGÓN

Cuando el material se cristalice, conseguirá su máxima resistencia.Sea para UNIR o DAR FORMA, se consigue:

- finura de grano: + fino + rápida hidratación + superficie especifica de contacto + rápida hidratación

- relación agua/aglomerante: usar la menor ccantidad de agua posible pero que permita TRABAJABILIDADCAL el óxido de cálcio (compuesto activo) es la fuente de hidrataciónCEMENTO los silicatos y aluminatos (compuesto activo) son la fuente de hidratación

- evaporación: + SOL - HUMEDAD + VIENTO + rápida evaporaciónHay que controlar la evaporación. La NORMA EHE lo regula.Aportamos agua durante el fraguado (EX REGAR EL HORMIGÓN)

RESISTENCIA DE LOS AGLOMERANTES

INORGÁNICOS AÉREOS: AGUA + SULFATO CÁLCICO HEMIHIDRATADO = YESO YESO 3,5N/mm2Es netamente expansivo de hidratación rápida. Reacción química con el agua.

AGUA + ÓXIDO DE CALCIO = CAL CAL 10 a 15N/mm2Disminuye de volumen. Reacción química por secado y carbonatación.

INORGÁNICOS HIDRÁULICOS: AGUA + SILICATOS + ALUMINATOS = CEMENTO CEMENTO 32,5 a 52,5N/mm2

Disminuye de volumen. Es retractivo. Reacción química con el agua.

DEFINICIONESPASTA mezcla de aglomerante + agua

LECHADA pasta líquidaMORTERO mezcla de PASTA + ARENA (grano inorgánico <5mm) regulado por NORMA FL-90

MORTERO BASTARDO mortero que lleva más de un aglomeranteMASA AGLUTINANTE pasta del cemento y agua del hormigón

YESO

DEFINICIÓNMaterial muy antiguo y abundante MUY BARATO

ALJEZ SULFATO CÁLCIDO BIHIDRATADO SO4Ca 2H2OEs la roca de la que proviene el yesoAl calentarlo (120-130ºC) y evaporar, nos queda SULFATO CÁLCICO HEMIHIIDRATADO SO4Ca 1/2H2O + 1/2H2O

Conocido como YESO AGLOMERANTE

En los hornos, a veces hay más temperatura. Luego se obtiene SULFATO CÁLCICO ANHIDRO SO4Ca 1/2H2OConocido como ANHIDRITA

Dos tipos de ANHIDRITA- SOLUBLE: cocida a 160ºC- INSOLUBLE: cocida a +180ºC

Otros tipos de YESO- NEGRO: el antiguo quemado con carbón- BLANCO: si no actuaba el carbón

Hoy día, se obtienen a partir del Aljez 6 variedades:- LAMINAR: transparente- FIBROSA: seda- ORDINARIA: compacta, la + usada- SACAROIDE- ALABASTO: yeso fino sólo para escultura- YESO ANHIDRITA: (EX al lado de un volcán)

USOSUsado como revestimiento paredes y techosUsos térmicos y acústicos (es aislante)Uso en tabiques de yeso

PROCESO ACTUAL DEL YESO

EXTRACCIÓN CANTERAS BLOQUES GRANDES TRITURACIÓN: HORNOS / MOLINOS DESHIDRATACIÓN / COCCIÓN MOLER ENVASAR

Se extrae en bloques grandes de roca Aljez. Se tritura el yeso acorde al tamaño del horno a usar: trituradora (2-3cm) / molino (+ fino)Mediante la desidratación/cocción, se obtiene el HIDRATO DE YESO. La temperatura depende de la velocidad de calentamiento: + temperatura o - tamaño

+ presión - evaporacióngranulometría del yesodensidad del grano (- compacto mejor)agitar la masa + evaporación

Dos tipos de HORNOS:- EN CONTACTO CON GASES DE COMBUSTIÓN: se obtiene yeso con alto contenido de anhidrita + cecinas de combustión = YESO GRIS- SIN CONTACTO CON GASES DE COMBUSTIÓN: se obtiene yeso con alto % de HEMIDRATO, pues la atmosfera de cocción, es vapor de agua

Después, se procede a MOLER EL YESO frío; cuanto + fino, mayor calidad de yeso.Finalmente, se ENVASA, suministrado en sacos de 25kg de papel CRAF HIDRÓFUGO. Previamente se almacena en silos cerrados para que el vapor de agua de la atmósfera no lo hidrate.PRECAUCIÓN: yeso a +35ºC no fragua

NORMA RY-85: 5 TIPOS DE YESO_2 CALIDADES: NORMAL Y RÁPIDO

YG YESO GRUESO DE CONSTRUCCIÓNCompuesto por SULFATO CALCICO SEMIHIDRATADO + ANHIDRITA DE CAL + posibles ADITIVOS REGULADORES de fraguado.Uso como pasta de agarre en tabiques, revestimiento interior y conglomerante auxiliar de obra.Es el GUARNECIDO de yeso entre 1 y 1,5cm. COLOR GRIS

YF YESO FINO DE CONSTRUCCIÓNEs + fino de grano.Es el ENLUCIDO de yeso de 1mm. COLOR BLANCO

YP YESO DE PREFABRICADOSEs más puro y resistente que los anteriores. Para elementos prefabricados de tabiques.Ventaja sobre tabique tradicional: son huecos y permiten paso de instalaciones.Inconveniente: provocan fisuras.

E-30 YESO DE ESCAYOLAHemihidrato muy puro al 90%. Resistencia a flexotracción 30kg/cm2Uso habitual para placas de falso techo.Fabricado en HORNOS SIN CONTACTO CON GASES DE COMBUSTIÓN

E-35 YESO DE ESCAYOLAHemihidrato muy puro al 93%. Resistencia a flexotracción 35kg/cm2Uso en decoración de techos y su colocación (para evitar fisuras)Fabricado en HORNOS SIN CONTACTO CON GASES DE COMBUSTIÓN

CARACTERÍSTICAS FISICO-MECÁNICASSOLUBILIDAD: muy soluble en agua. Imposible su uso en exteriores.FINURA DE MOLIDO: cuanto + fino + calidad de yeso, mejor reacciona con el agua. TAMIZ 0,2mm

REACCIONES DE HIDRATACIÓNDurante el amasado del yeso con agua, el tiempo de fraguado depende de la relación R = W / C y del aumento del agua de amasado.PRECAUCIÓN CON EL AMASADO: se espolvorea el yeso sobre el agua.Mejor un fraguado lento, así evitamos mucho aumento de temperatura y consecuentemente, dilatación y al enfriarse retracción.Partículas + finas se disuelven antes y fragua antes.

ADITIVOSPodemos modificar la velocidad de fraguado con ADITIVOS:

- ADITIVOS RETARDANTES: disminuyendo solubilidad con glicerina / alcohol / acetona / azúcarmodificando la estructura cristalográfica coloides / queratina / pepsina

- ADITIVOS ACELERANTES: todos los sulfatos excepto el hierro: sulfúrico / clorídrico / nitricoEX en prefabricados con moldes

Los aditivos, retardantes y acelerantes, provocan efectos secundarios , POSITIVOS y NEGATIVOS.Mejor PROHIBIR los ADITIVOS RETARDANTES.

EFECTOS SECUNDARIOS ADITIVOS- EXPANSIÓN: la reacción exotérmica del fraguado hace que aumente de volumen. Fácil de enmoldar.- RESISTENCIA A TRACCIÓN / COMPRESIÓN: resistencia muy baja, tanto que la NORMA no las contenpla. Sólo para la escayola.- ADHERENCIA: buena a pétreos, cerámicos, hierros y aceros. NO CON LA MADERA.

Con el tiempo, la adherencia disminuye, y peor en ambientes húmedos.- CORROSIÓN: la oxidación no se detiene sobre en hierro en presencia del yeso. NUNCA YESO CON ACERO. Revestir primero con mortero.- HORMIGÓN: existen corrientes de aguas yesíferas sulfatadas, que atacan al hormigón y a su acero.- RESISTENCIA AL FUEGO: el yeso es resistente al fuego RF-60. Con el paso del tiempo, va perdiendo dicha resistencia.

USOS DEL YESO

TIPOS DE GUARNECIDOS DE YESOA BUENA VISTASistema exclusivo de Cataluña y Levante. Simplemente, que se vea bien.MAESTREADOSistema realizado con regles haciendo maestras, y rellenando después.PROYECTADOSistema proyectado a máquina. Queda + compacto pq sale a presión. Colocación + rápida: entre regles a 1,50m distancia.

SECADO: en 15 días en verano / hasta 2 meses en invierno.

ENLUCIDOS DE YESOENLUCIDOCapa de 1mm de grueso de YESO FINO

ESTUCO DE YESOUsado antiguamente para estucar: COLA DE PESCADO/GELATINA + ESCAYOLA. Puede recibir color.

TIPOS DE MOLDURAS DE YESOPREFABRICADASTomadas con escayolaCORRIDAS EN OBRARealizadas in situ, difíciles de hacerOTRAS MOLDURASRosetones, plafones...hoy día sólo usados en alta decoración (muy caro).

ENCUENTROS DE ARISTAS EN YESOZÓCALOEs importante la reglada de yeso cuando coloquemos después el zócalo para evitar imperfecciones que el zócalo delataría.

zócalo cerámico 1º zócalo / 2º yeso paredzócalo parquet 1º yeso pared / 2º zócalo madera

ENCUENTROS TECHO

ángulo recto ángulo en escociaESQUINASEn cantos y esquinas salientes, se colocan aristas de PVC de 2,00m de altura para evitar roturas por golpe.

CAL

DEFINICIÓNEs el aglomerante + antiguo existente (egipto/grecia/roma...)Roma agregó CAL + ROCAS SILÍCICAS, volviéndola + hidáulica.

TIPOS DE CAL INORGÁNICA AÉREA: sólo fragua en aire. Es cálcica.INORGÁNICA HIDRÁULICA: fragua en aire y agua

Con tiempo, acaban siendo HIDRAÚLICAS por los silicatos de la arcilla (impurezas) + CARBONATO CÁLCICO (de la cocción)A + arcilla, cal + hidraúlica.

Precursora del cemento (buscando cal muy hidraúlica se consiguió CEMENTO), la CAL procede de PIEDRA CALCARIA calcinación de carbonato cálcico

CO3Ca + aumento TEMPERATURA 900ºC OCa + CO2 despendidocarbonato cálcico óxido de cal=CAL VIVA

CAL VIVA es muy inestable. Reacciona con el vapor atmosférico y se carbonata con el anhídrido atmosférico; podemos volverla estable APAGANDO LA CAL

OCa + H2O Ca(OH)2

óxido de cal=CAL VIVA hidróxido de cal=CAL APAGADA

Si la CAL APAGADA, llega a absorver anhidrido carbónico atmosférico y eliminar H 2O, volviéndose CAL AÉREA

Ca(OH)2 + CO2 CO3Ca + H2O

La CAL AÉREA, sólo fraguará en el aire.Con la CAL, no hay reacciones químicas, sino SECADO + RECARBONATACIÓN.Si contiene arcilla y cocemos a 1200ºC (será CAL HIDRAÚLICA) , silicio y lumina de arcilla reaccionan dando óxidos que permiten fraguar en el agua.

CARACTERISTICASUtilizada hasta 1890 hasta darse cuenta que a corto plazo la resistencia en muy baja. Al cabo de muchos años, adquiere x4 su resistencia a 28 días.Pero se tarda mucho en construir con cal (+tiempo, paredes más gruesas...)Ha sido sustituida por del CEMENTO.

CAL AÉREACalcinación de roca <5% de materiales arcillosos.Si es pura (mucho carbonato) es muy untable (parece mantequilla), se le llama CAL GRASA (se suele mezclar con mortero para hacerlo +trabajable)

CAL AÉREA PURA = CAL GRASACAL HIDRÁULICACal que contiene sílice, aluminio y hierro

CAL VIVA = CAL EN TERRONESTapada con arena para evitar el apagado espontaneo.Si se añade agua a CAL VIVA: - hidróxido cálcico

- es muy expansiva: reacción química que desprende mucho calor- al apagarla, aumenta x22 volumen y se pulveriza (llamada CAL EN POLVO, sirve para blanquear paredes)- si se añade mucha agua disolución de cal CAL EN PASTA (para pinturas)

La CAL APAGADA, a 28 días: - 50kg/cm2

con el tiempo: - 300kg/cm2

La materia prima de la CAL es la PIEDRA CALIZA = 56% óxido de cal + 44% C02 (en teoría, pq siempre contiene impurezas)De 1kg piedra caliza = 560gr CALLas calizas se produce por: - evaporación de agua De composiciones químicas distintas: - distintas temperaturas cocción

- sedimentación de carbonato cálcico - distintas porosidades- caparaciones de moluscos - distintas gruesas/finas

TEMPERATURA COCCIÓN AÉREA: 1050ºC HIDRÁULICA: 1300ºC Temperaturas de cocción en función del tipo de piedra y tamaño, en función del tipo de horno.

RUDIMENTARIOINTERMITENTES

DE CUBA (al acabar de cocer, se vacían)TIPOS DE HORNOS

VERTICALES Cilindro vertical, se carga por arriba, y sale cocido por debajoCONTINUOS

(24horas) ROTATORIOS Cilindro inclinado 5º de 4-6m Ø, y 150-300m altura, gira 24h y tarda 3 días en atravesarlo, de arriba abajo. el+usado Revestido con ladrillo refractario. Si se apaga, se estropea. Mantenimiento cada 2-3años. Si dejan de girar,

se rompen pues funcionan por la fuerza centrífuga del giro.

TABLA DE DESIGNACION DE LA CAL. TIPOS DE CAL.

DESIGNACIÓN DESIGNACIÓN

90% CL-90 85% DL-85Alto contenido calcio 80% CL-80 Dolomía calcinada

70% CL-70 80% DL-80

2N/mm2 HL-2Cal hidraúlica 3,5N/mm2 HL-3,5

5N/mm2 HL-5

(resistencias a 28 dias) 1N/mm2 =10kg/cm2

PROCESO APAGADO DE CALEn hidróxido de cal, la reacción de apagado es exotérmica (desprende mucho calor) y gran aumento de temperatura.

100% carbonato cálcico 74% hidróxido de calcicoLa velocidad de hidratación depende:

- cantidad de cal viva: + porosa y dividida + velocidad- composición de cal viva: + pura + velocidad

A veces, mezclado con carbonato magnésico (es una impureza), evita una hidratación rápida (dura meses)- temepratura de cocción: bien cocida + velocidad

Trozos muy cocido o poco cocidos, hidratan mal.

En CAL HIDRAÚLICA, la hidratación se hace añadiendo agua y cubriéndola con arena para convervar el calor.

SISTEMAS DE APAGADO DE CAL -AL AIRE: absorve humedad atmosférica, se apaga y pulveriza con aumento de volumen.

problema; el CO2 atmosférico la recarbonata produciendo sus propios conglomerantesp -POR ASPERSIÓN: el sistema + usado

capas finas de cal que se riegan por aspersión -POR FUSIÓN: nos da CAL EN PASTA

rellenar cal en un hoyo lleno de agua hasta formar una pasta-AUTOCLAVES: es como una hoya a presión: agua + vapor CAL SATURADA de vapor de agua. Es más plástica y fácil de colocar.

-HIDRATADOR MECÁNICO: el sistema + perfectoagitamiento de la mezcla de agua y cal

Una vez apagada, esperar 4-5 semanas para que el agua se reaprta y se hidrate bien antes de usar par que se apague toda, pq al ser expansiva, podría provocar rotura de materiales al colocarla.

PROPIEDADES DE LA CALDENSIDAD 0,4kg/dm3 aérea

0,5kg/dm3 hidraúlica (es + densa)FRAGUADO La norma UNE no habla de tiempos de fraguado de la CAL

Se estima un fraguado entre 2h-48h. Acompañado de disminución de volumen por la evaporación de agua.PLASTICIDAD Son untuosas, fáciles de extender. Pierde la plasticidad al mezclar con arena.

CAL es el típico aglomerante secundario de los morterios bastardos (pq le dan plasticidad)VOLUMEN: puede ser expansiva en el fraguado, no al usarla sino al cabo de meses; sobretodo si lleva magnesia

para evitar la retracción, mejor usar MORTERO en lugar de PASTA DE CAL

RESISTENCIA MECÁNICA AÉREA: no tienen resistencia medible; es muy baja. No contemplada en UNE

HIDRÁULICA: a 7 días HL-3,5 >1,5N/mm2

HL-5 <5N/mm2

a 28 días HL-2 2-5N/mm2

HL-3,5 3,5-10N/mm2

HL-5 5-15N/mm2

MORTEROS DE CALSe uso hasta 1820 (año descubrimiento del hormgión)Morteros de cal

La retracción de la cal produce grietas; podemos añadir un material inerte q no sufra retracciones: sólo arena = MORTERO arena+grava = HORMIGON

MORTERO DE CAL = arena + cal- ha de ser manejable, la cal es muy plástica- el mortero tiene la facultad de retener agua, pero ojo, un ladrillo a colocar que no haya sido previamente saturado de agua (los ladrillos se mojan antes de colocar), puede hacer que nos absorva el agua del mortero- no se usa el mortero de cal pq adquiere resistencia muy tarde

MORTERO DE CEMENTOSustituye al mortero de cal en uso, pq adquiere suficiente resistencia a corto plazo para construir hoy día lo + rápido posible.

PROCESO DEL MORTERO DE CALAgua + arena + cal mezcladosLa cal toma anhidrido carbónico y se carbonata (proceso lento). Si el ambiente es seco (el proceso aún es + lento). Si añadimos cemento al mortero de calhumidificamos la mezcla acelerando el proceso.Si un mortero está fraguando y hay temperaturas bajas, el agua del mortero colocado se hiela dejando de fraguar. Al recuperarse la temepratura exterior, el proceso de fraguado continua, pero ya no es lo mismo.

DESIGNACIÓNpartes de aglomerante: (pueden ser volumen, peso...) En obra, las proporciones son sacos, litros, palas...

Proporciones de agua: 16% secoCAL 1:3 1 parte de cal + 3 partes arena del volumen de arena: 20% plastico

CEMENTO PORTLAND 1:4 1 parte de cal + 4 partes arena 25% líquido

MORTERO BASTARDO 1:0,5:4 1 parte de cemento + 1 partes de cal + 4 partes arenaMORTERO BASTARDO 1:1:6 1 parte de cemento + 1 partes de cal + 6 partes arena RICO EN CAL Y CEMENTO: IDEAL CONDICIONES FRIO INTENSO

También podemos enlucir con MORTERO DE CAL con proporciones:

MORTERO DE CAL 1:2:8 MORTERO DE CAL 1:1:1

MORTERO DE CAL 1/3:2:3

USOS DE LA CALESGRAFIADOTécnica de enlucimiento en relieve vidriado:

- 1º capa de preparación/fondo de pared- 2º extender capa de mortero de cal fina (coloreado o no)- 3º colocar la plantillade dibujo elejido, y con el grafio, eliminar la capa suficial para dejar el dibujo de la plantilla en relieve- 4º vidriado de la superficie: plahcarla al fuego. Queda + liso y brillante

PINTURAHay muchas pinturas a la cal. Poco usadas en Cataluña, si en Andalucia. Se blanquean fachadas con cal. Es muy barata.

CAL VIVAUtilizada en epidemias para evitar la descomposición de los cuerpos.

CEMENTO

MORTEROS1758 USO DE MORTERO DE PIEDRA CALIZAHasta 1758 lo + hidraúlico era un mortero de piedra caliza con alta proporción de arcilla.John Smiton, ingeniero, en la reconstrucción de un faro, realizó pruebas de este mortero, sometiendolas al agua, encontrando mezclas + resistentes que hasta ese momento.1817 VICAD DESCUBRE EL MORTERO DE CEMENTOPero el padre del cemento fue Vicad (en 1817): se descubre el proceso que hoy día sigue en uso (sólo se han variado los tipos de horno).1824 CEMENTO PORTLANDEn 1824 un constructor que usaba este material le llama PORTLAND, de resultado similar a la piedra portland.1845 INICIO USO CEMENTO ARTIFICIALEn 1845 se inicia el uso del mortero de hoy día. Antes existia el cemento natural, de consumo limitado por existencias. Posteriormentese descubre el hormigón.

PROCESO DE FABRICACIÓN CEMENTO PORTLAND

SINTERIZACIÓNEl cemento crudo está parcialmente en estado de fusión, de forma que permite las reacciones químicas. Cuando las reacciones finalizan,del horno se obtienen unas bolas verde-negras de 2-3cm llamadas CLINKER, DE CEMENTO PORTLAND

CLINKER MOLIDO + AGUA = FRAGUA INSTANTANEAMENTE, NO SIRVECLINKER MOLIDO + REGULADOR DE FRAGUADO + AGUA = CEMENTO PORTLAND ARTIFICIAL (CPA)Hay que añadir regulador de fraguado para retrasarlo. Se añade 2-3% de yeso.

Existen >50 tipos diferentes de CPA (pues se mezclan con sustancias t dan lugar a muchos tipos de cementos).

DEFINICIONESCEMENTO PORTLANDFormado por la molienda del producto resultante de la SINTERIZACIÓN de una mezcla de calizas + arcillas, llamada CLINKER + REGULADOR DE FRAGUADO(generalmente YESO DIHIDRATO)

CLINKERComponente básico del cemento, formado por mezcla de SILICATOS+ALUMINATOS+FERRITO ALUMINATO DE CAL. Esto obliga que en la composición de materias primas que forman el CRUDO, deben estar presentes en proporciones muy concretas los ÓXIDOS DE SÍLICE, ALUMINA, HIERRO Y CAL.Sometidos a muchas caracteríticas regulados por Normas; los fabricantes dan sus propias recetas de las mezclas (son secretos industriales)Los propios fabricantes garantizan bajo condiciones de las Normas, las características y requisitos según el tipo de CPA.

COMPONENTES PRINCIPALES CEMENTO 95% del clinkerC3S SILICATO TRICALCICO C2S SILICATO BICALCICO

C3A ALUMINATO TRICALCICO FAC4 FERRITO ALUMINATO TETRACALCICO

Determinan la velocidad de fraguado. Proporcionan resistencia a largo plazo.Son los que proporcionan + resistencia inicial. Aún no se conocen bien sus propiedadesAl fraguar desprenden + calor.

C3S SILICATO TRICALCICO "alita" 35-70% C2S SILICATO BICALCICO "belita" 10-35% Aporta resistencia inicial Aporta resistencia a largo plazo

C3A ALUMINATO TRICALCICO "felita" 10-15% FAC4 FERRITO ALUMINATO TETRACALCICO "celita" <3% Actúa como catalizador En la cocción reduce la temperatura de fusión

COMPONENTES SECUNDARIOS CEMENTOSon componentes secundarios; siempre <4% (mayormente <1%). Pueden dar lugar a efectos secundarios negativos:

CAL LIBREDefecto de fabricación del cemento. Al hidratarlo, la cal se convierte en cal libre (óxido de cal). Puede dar lugar a fisuras incluso destrucción.ÓXIDO DE MAGNESIO 2%Tarda meses en hidratarse provocando tensiones incluso destrucción. Al enfriarse el clinker, cristaliza en forma de periclasa.Aparece por caliza usada como carbonato magnésico o en las escorias del horno.ÁLCALISÓxido de potasio+óxido de sodio. Procede de arcillas, margas y cenizas de carbón.Al reaccionar con áridos reactivos, producen compuestos expansivos, eflorescencias (sal superficie hormigón)...Aumentan reacción hidraúlica, aceleran fraguado y provocan corrosión armaduras.SO3 TRIÓXIDO DE AZUFRE 3,5%A parte del incluído en el clinker, al añadir yeso tb añadimos trióxido de azufre

CALIZAS+ARCILLAS MEZCLAR+HOMOGENIZAR+TROCEAR CEMENTO EN CRUDO HORNO A TEMPERATURA DE SINTERIZACIÓN (1350ºC)

FACTORES MEZCLA AGLOMERANTE+AGUACALOR DE HIDRATACIÓNDepende de las proporciones de los componentes del cemento.Si modificamos la finura del cemento, modificamos la hidratación: +superficie grano +desprendimiento calor - tiempo fraguadoDISOLUCIÓNHacer mezcla de consistencia determinada hasta <2h (hasta entonces, colocar material en obra). Al comenzar la hidratación enlaces químicosSi se ha iniciado el fraguado y movemos la masa rompemos enlaces químicos y obtendremos baja resistenciaREACCIÓN EXOTÉRMICA+ temperatura + rápido fraguado. Como es necesario control: usar aditivos acelerantes en invierno

usar aditivos retardantes en veranoExisten aditivos anticongelantes, pero provocan caída de las tensiones del hormigón (pero mejor no usar).Interesante tener un termómetro que recoja máxima y mínima en obra.RELACIÓN AGUA-CEMENTOInfluye en el fraguado pq determinan resistencias finales. Ideal relación 0,20/0,22, pero no tiene trabajabilidad (demasiado densa).Se suele trabajar con 0,45/0,65 en morteros; en hormigón prohibido >0,65. El sobrante de agua actua como refrigerante (reduce Tª fraguado + lento)SALDO VOLUMÉTRICOLa masa ocupa un volumen: Al inicio fraguado: +temperatura, +dilatación = +volumen.

Al fin fraguado: enfriamiento -volumenSaldo= dilatación - contracción. Depende del aglomerante: yeso=saldo expansivo

cemento= saldo con retracción

FABRICACIÓN DEL CEMENTOTIPOS DE CEMENTOS ARTIFIICIALES

CEMENTO ALUMINOSOCEMENTO PORTLAND

clinker molido con yeso (regulador fraguado) + componentes adicionales 1er componente: CRUDO mezcla de caliza+arcilla finamente molida y homogeneizada. Contiene impurezas que eliminar.

1,5Tm crudo = 1Tm cemento2do componente: añadir correctores para corregir los componentes y optimizar la mezcla3er componente: dosificación/proceso cocción/enfriamiento provoca diferentes tipos de clinker, diferentes tipos de cementos

TABLA COMPONENTES QUÍMICOS MATERIA PRIMA DIAGRAMA DE RANKIN

DOSIFICACIÓN DEL CRUDOLos módulos usado en fábrica son secretos industriales. Diferentes sistemas:

INDICE HIDRÁULICO = ------------------------------- valor entre 0,4 y 0,5 MÓDULO HIDRÁULICO = ------------------------------- valor entre 1,7 y 2,2

MÓDULO SILICATOS = ------------------------------- MÓDULO FUNDENTES = -------------------------------

MÓDULO STÁNDAR = ---------------------------------------------- MÓDULO SATURACIÓN = ----------------------------------------------PARCIAL

valor entre 0,85 y 0,90 contenido óptimo de cal; clinker favorable ajusta más los valores del stándarvalor entre 0,90 y 1,00 alta resistencia inicial. Si hay exceso de

cal libre, se expandirá dando problemas

silicato

cal

silice+alumina+hierro cal

silice+alumina+hierro

alumina

hierro

cal

2,8sílice+1,18alumina+0,65hierro

cal

2,8sílice+1,11alumina+0,7hierro

alumina+hierro

PREPARACIÓN DEL CRUDOHa de llegar al horno como polvo fino y homogéneo. Molienda homogénea.Vía húmeda: Vía seca: También se considera la vía semiseca (hoy en desuso)– Caliza y arcilla con agua – Caliza y arcillaSe usa una u otra vía en función de la calidad de la arcilla.

SITUACION POR ZONAS EN INTERIOR DEL HORNO

Temperatura Proceso que se desencadena

De 100º a 200º C Evaporación del agua libreDe 200º a 700º C Deshidratación de las arcillas

De 700º a 1100º C Calcinación Aluminato tricálcicoDe 1100º a 1250º C Calcinación los otros 3 componentes básicosDe 1250º a 1450º C Mantener y bajar a 1300ºC SINTERIZACIÓN

El crudo se funde. Aglutinamiento de partículas = clinkerDe 1300º a 1100º C Enfriamiento lento/normal final formación estructura clinkerDe 1100º a 100º C Enfriamiento muy rápido para evitar la reversibilidad del proceso

A 100º C Extracción y almacenaje

Bajo gran demanda, se suele moler clinker+yeso a 100ºC para ganar tiempo el yeso se hemihidrata dando un falso fraguado (nunca hacer esto)Obtendremos CEM I (CLINKER PORTLAND AL 95%) + AÑADIR COMPONENTES = 27 TIPOS DIFERENTES DE CEMENTOS

VER TABLA CEMENTOS COMUNES EN RC-03

CARACTERÍSTICAS DEL CEM I

Las proporciones de los componentes principales del cemento, determinan las características dominantes del CEM I VELOCIDAD DE HIDRATACIÓN rapidez con q se prodece la hidratación del cemento. Condiciona el ritmo de fraguado y endurecimiento, en consecuencia resistencias a corto plazo +finura grano +rápido fragua (velocidad de hidratación siempre es cte) CALOR DE HIDRATACIÓN el desprendido por el cemento durante su hidratación ESTABILIDAD DE VOLUMEN cambios dimensionales durante fraguado y endurecimiento, reflejadas en expansiones o retracciones fisuras ESTABILIDAD QUÍMICA comportamiento del CEM frente a agentes agresivos

COMPONENTES MINERALÓGICOS DEL CEM I_PRINCIPALES

C3S SILICATO TRICALCICO "alita" 35-70%Es el más importante. Determina velocidad de fraguado y resistencias mecánicas. Elevado calor de hidratación reacción exotérmica. Fija poco cal libreUn CEM I rico en C3S: rápida hidratación/altas velocidad fraguado, resistencia inicial y endurecimiento

cemento caliente (ideal invierno)no usar en elementos de gran volumen perderá volumen por retrancción al enfriarbaja durabilidad, pq libera mucha cal libre provoca alcalinidad en hormigones protegiendo las armaduraspoca resistencia a ataques químicosDEDUCCIÓN: incompatibilidad entre alta resistencia inicial-protección armaduras-retracciónUSAR: prefabricados/pretensados/hormigonado en frío/estructuras convencionales/resistencias a corto plazo

C3A ALUMINATO TRICALCICO "felita" 10-15%Baja estabilidad de volumen. Ante sulfatos, da lugar a ettringita (sal de Candlot) es expansiva. No usar en terrenos/aguas sulfatadas. Es el componente qmás calor desprende elevada expansión. Alta velocidad de fraguado; requiere de regulador de fraguado. Alta resistencia inicial.Cemento caliente ideal tiempo frío. Durabilidad baja.Contenido limitado a <10% para cementos resistentes a agua marina y sulfatos.

C2S SILICATO BICALCICO "belita" 10-35%El 2º más importante. Lenta hidratación y endurecimiento. Resistencias finales. No puro en clinker. Fija mucho la cal libre.Un CEM I rico en C2S: lenta hidratación y baja resistencia inicial. Cemento frío (baja calor de hidratación). Apto para grandes volumenes (poca retracción)

más durabilidad, pq no desprende cal/ alta protección armaduras

FAC4 FERRITO ALUMINATO TETRACALCICO "celita" <3%Da el color gris al cemento. De hidratación lenta y resistencia insignificante.Calor y velocidad de hidratación media.

COMPONENTES MINERALÓGICOS DEL CEM I_SECUNDARIOS

Ideal que no existan. La NORMA limita su contenido:ALCALISProviene de la arcilla, presentado com sulfato alcalino. Influye en la durabilidad. Produce eflorescencias en hormigón. Aumentan la retracción hidraúlica.Reacciona con áridos reactivos descomposición del hormigón.CAL LIBRELa cal no combinada con alumina y sílice.<2% perjudica la estabilidad de volumen pq se hidrata durante el endurecimiento. La NORMA limita la expansión.HIDRATACIÓN

Cemento+agua C3S de hidratación muy rápida, libera PORLANDITA (HIDRÓXIDO DE CALCIO)

C2S de hidratación muy lenta, libera PORLANDITA (HIDRÓXIDO DE CALCIO)

C3A de hidratación muy rápida, uso de regulador de fraguado (yeso), pq reduce la solubilidad; forma ETTRINGITA (SAL DE CANDLOT)

FAC4 de hidratación muy lentaMAGNESIA LIBRENo debe tener magnesia, pq si >5% es expansivaPÉRDIDA AL FUEGOEs una prueba a 950ºC en la que el cemento se descarbonata. Se pesa la diferencia y se sabe si está meteorizado o no.Un clinker bien cocido tiene pérdida al fuego=0. Sistema que da idea del grado de meteorización. >1,5% presencia origen caliza

52,5N/mm2 1 mes almacenajeresistencias CEM 42,5N/mm2 2 meses almacenaje

32,5N/mm2 3 meses almacenajeSi se sobrepasan estos tiempos de almacenaje, hay que hacer PRUEBA PÉRDIDA AL FUEGORESIDUO INSOLUBLESustancia ajena al cemento, clinker y otros componentes.Indica alteración; añadido al cemento de substancias que no sirven CEMENTO ADULTERADOReduce las resistencias.TRIÓXIDO DE AZUFREAparece por la combustión o al añadir sulfato como regulador de fraguado:

<2% acelera el fraguado>6% no hay fraguado>4,5% provoca sulfato cálcico dihidratado libre produciendo corrosión en armaduras

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DURACIÓN DEL FRAGUADOA priori, influyen todos:

CEMENTO ÁRIDOS TEMPERATURA AGUAAlto C3A rápido Presencia de áridos lento Alta temperatura rápido Poca cantidad rápidoFinura de molido rápido Baja temperatura lento Materias orgánicas lentoCemento meteorizado rápido Ambiente húmedo lento

La NORMA dice que el cemento fragua entre >2h y <5h Es posible frague en >1h y <3h

ADICIONESComo Portland es caro, desprende mucho CO2 y kcal añadimos que pueden proporcionar características hidraúlicas que no la perjudican.Nace el Portland con adiciones ahorro económico.Con los años, aparecen deferentes tipos de CEM con distintas características (mejorándolo).Las adiciones tienen reacción lenta, dando resistencias a largo plazo. Sirven para eliminar inconvenientes del Portland.

CENIZAS SIDERÚRGICASSubproducto de fundición del hierro en alto horno. Al enfriarse se forman granos (color similar al clinker). Si molemos, hay propiedadeshidraúlicas de diferentes formas el CEM depende del azufre, álcalis, finura de molido y silicato tricálcico. PUZOLANASSe combina con la cal de los silicatos productos hidratados parecidos al efecto de hidratación del CEMFijan la cal, dan resistencia a medio/largo plazo, evitan disolución y agentes agresivos externos.3 orígenes:

- subproductos industriales - artificiales (para q tengan actividad hidraúlica) - naturales (sin propiedades por si mismos, se han de mezclar con clinker para dar resistencia a largo plazo, reducción

tiempo fraguado. Origen en roca volcánica)PUZOLANAS ARTIFICIALESPor ejemplo, humo de sílice, cenizas volantes.3 acciones:

- sustitución del hormigón - física - química (mejoran resistencia hormigón frente sulfatos. Anulan acción del álcalis. Alargan el fraguado y dan resistencia

a largo plazo. Densidad de finura y forma particular definen necesidad de agua hay que moler mucho)HUMO DE SÍLICEEstas partículas sirven para hacen CEM <5%. Si lo supera: hacer prueba de pérdida al fuego que ha de ser <6%.Conviene que AC3 y álcalis tengan mucha presencia.Usado para hormigón de alta resistencia (HAR=+500kg/cm2)FILES CALCÁREOSSon minerales (polvo calizo) que mejoran la trabajabilidad y retención del agua CEM. Abarata el coste del CEM

El motivo por el cual se utilicen estos componentes se debe básicamente a tres razones: - tecnológicas: si se añaden al cemento portland se eliminan inconvenientes del propio cemento y se potencian sus ventajas. - económicas: son productos más baratos, al ser residuales de procesos industriales y por tanto se ahorra en las materias primas y

en energía térmica para la obtención del clínker. - ecológicas: el uso de la escoria así como de las cenizas volantes, elimina la necesidad de vertederos para estos productos.

OTROS COMPONENTESExisten también otros componentes adicionales de los CEM, los llamados minoritarios. Estos no aumentarán sensiblemente la demanda de agua delCEM, no disminuirán la resistencia del hormigón o del mortero, ni reducirán la protección de las armaduras frente a la corrosión. Suelen mejorar laspropiedades físicas de los cementos, tales como la docilidad o la retención de agua.

1.- Sulfato de calcio.Se añade durante la fabricación del cemento para controlar su fraguado posterior. El sulfato de calcio puede ser yeso (CaSO4 · 2H2O), hemihidrato(CaSO4 · ½H2O), o anhidrita (CaSO4 sulfato cálcico anhidro).La cantidad total no excederá al 5% en masa del cemento.

2.- AditivosSon componentes que se añaden para mejorar la fabricación o las propiedades del cemento.No deben perjudicar las propiedades del CEM, de los morteros u H fabricados con él, ni causar corrosión de las armadura o metales embebidos en ellos.La cantidad total de aditivos en los cementos no excederá del 1% en masa del cemento (a excepción de los pigmentos). Es caso de tratarse de aditivosorgánicos estos no excederán del 0,5% en masa del cemento.

TABLA 4.1.1 CEMENTOS COMUNES. TIPOS.TABLA 4.1.2 RESISTENCIA CEMENTOS (APRENDERLA)

TABLA 4.1.3 PRESCRIPCIONES QUÍMICASAPRENDER CAPITULO III USOS CEMENTOS + TABLA 7.1