cement o

CEMENTO

INDICE• ORIGEN

• DEFINICION

• COMPOSICION

• PROCESO DE FABRICACION

• PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

• TIPOS DE CEMENTO

• ALMACENAJE DEL CEMENTO

• CONSIDERACIONES EN OBRA PARA EL CEMENTO

ORIGEN• El cemento ya lo

utilizaban a hace 2,600 años, en construcciones muy antiguas se empleaba una mezcla de cal, arcilla, arena y agua.

EGIPCIOS

• En el siglo I perfeccionaron al cemento al añadir tierra volcánica procedente de la región de Pozzuoli, cerca de Nápoles. Así, descubrieron que podían utilizar esta mezcla para que fraguara bajo el agua.

ROMANOS

Sabemos que el suelo de Pozzuoli, origen del nombre de la piedra puzolana, tiene entre un 60 y un 90% de arcilla y del 10 al 40% de cal, según de dónde provenga. Se han descubierto restos arqueológicos de aquel tiempo en varias

ciudades romanas de áreas de drenaje de cemento.|

1817: EL RENACIMIENTO DEL CEMENTO

En 1817, el joven ingeniero Louis Vicat trabajaba sobre las propiedades

hidráulicas de una mezcla de "cal y ceniza volcánica".

El primero en determinar las proporciones de piedra caliza y sílice necesarias para obtener una mezcla que, tras su combustión a una temperatura específica y tras

ser molida, produjera un aglomerante hidráulico con aplicaciones industriales.

Publicó los resultados de su investigación sin presentar una solicitud de patente.

Descubridor del cemento

EL SIGLO XIX: LA INDUSTRIALIZACIÓN

El escocés Joseph Asdin refinó la composición del

cemento desarrollada originalmente por Louis Vicat .

1824, presentó una patente para un cemento de fraguado más lento

“Portland” porque presentaba un cierto parecido con un tipo de roca

que se puede encontrar en la región del mismo nombre, al sur de

Inglaterra. La primera fábrica de cemento de Francia se construyó en 1846 en

Boulogne‑sur‑Mer.

El uso de cemento se disparó con la llegada de procesos de producción nuevos y más rápidos.

Refino la composición del cemento

EL SIGLO XX: INNOVACIONES FIRMADAS POR LAFARGE

En 1868, Lafarge comenzó a producir cemento en Teil, en

Ardèche.

El cemento blanco, que emplea caolín en lugar de

arcilla y que ofrece la misma resistencia que cualquier cemento gris,

pero con mejores calidades estéticas.El descubrimiento de Ciment Fondu® en

1908 por Jules Bied, director del laboratorio de investigación de Lafarge (piedra caliza y

bauxita) resiste en entornos agresivos y temperaturas elevadas al tiempo que resulta sumamente versátil y puede utilizarse como un aglutinante de gran rendimiento o como reactivo químico para una gran variedad de

aplicaciones.

En la actualidad, Lafarge sigue realizando tareas de investigación y desarrollo centrándose en la innovación y trabaja para mejorar continuamente las propiedades del cemento.

Responsable de 02 grandes descubrimientos

DEFINICION

Material aglomerante de polvo fino que se obtiene de la calcinación a 1,450°C de una mezcla de piedra caliza, arcilla y mineral de hierro.

El producto del proceso de calcinación es el clinker —

principal ingrediente del cemento— que se muele finamente con yeso y otros aditivos químicos

para producir cemento.

CLINCKER

Es el producto de la mezcla y calcinación de piedra caliza y arcilla, a

unos 1,500° C.

Es el componente principal del cemento producido al molerse y mezclarse con yeso y adiciones.

¿PORQUE EL CEMENTO SE LE DENOMINA PORTLAND?

Se conoce como cemento Portland a un cemento

artificial, cuyo color gris es similar al de una roca que se extraía de la isla inglesa del

mismo nombre.

PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO

1. Explotación de materias primasDe las canteras de piedra se extrae la caliza y la arcilla a través de barrenación y detonación con explosivos, cuyo impacto es mínimo gracias a la moderna tecnología empleada.2. Transporte de materias primasUna vez que las grandes masas de piedra han sido fragmentadas, se transportan a la planta en camiones o bandas.3. TrituraciónEl material de la cantera es fragmentado en los trituradores, cuya tolva recibe las materias primas, que por efecto de impacto y/o presión son reducidas a un tamaño máximo de una y media pulgadas.4. PrehomogenizaciónLa prehomogenización es la mezcla proporcional de los diferentes tipos de arcilla, caliza o cualquier otro material que lo requiera.5. Almacenamiento de materias primasCada una de las materias primas es transportada por separado a silos en donde son dosificadas para la producción de diferentes tipos de cemento.6. Molienda de materia primaSe realiza por medio de un molino vertical de acero, que muele el material mediante la presión que ejercen tres rodillos cónicos al rodar sobre una mesa giratoria de molienda. Se utilizan también para esta fase molinos horizontales, en cuyo interior el material es pulverizado por medio de bolas de acero.7. Homogenización de harina crudaSe realiza en los silos equipados para lograr una mezcla homogénea del material.8. CalcinaciónLa calcinación es la parte medular del proceso, donde se emplean grandes hornos rotatorios en cuyo interior, a 1400°C la harina se transforma en clinker, que son pequeños módulos gris obscuros de 3 a 4 cm.9. Molienda de cementoEl clinker es molido a través de bolas de acero de diferentes tamaños a su paso por las dos cámaras del molino, agregando el yeso para alargar el tiempo de fraguado del cemento.10. Envase y embarque del cementoEl cemento es enviado a los silos de almacenamiento; de los que se extrae por sistemas neumáticos o mecánicos, siendo transportado a donde será envasado en sacos de papel, o surtido directamente a granel. En ambos casos se puede despachar en camiones, tolvas de ferrocarril o barcos.

TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS Y FINURA DEL CEMENTO.

SANIDAD DEL CEMENTO.

CONSISTENCIA DEL CEMENTO.

TIEMPO DE FRAGUADO DEL CEMENTO.

AGARROTAMIENTO PREMATURO (FALSO FRAGUADO Y FRAGUADO RÁPIDO).

RESISTENCIA A COMPRESIÓN DEL CONCRETO.

CALOR DE HIDRATACIÓN DEL CONCRETO.

PÉRDIDA POR CALCINACIÓN (PÉRDIDA POR IGNICIÓN, PÉRDIDA AL FUEGO).

PESO ESPECÍFICO (DENSIDAD) Y DENSIDAD RELATIVA (DENSIDAD ABSOLUTA, GRAVEDAD ESPECÍFICA) DEL CONCRETO.

DENSIDAD APARENTE DEL CONCRETO.

PROPIEDADES DEL CEMENTO


• El cemento portland consiste en partículas angulares individuales, con una variedad de tamaños resultantes de la pulverización del clínker en el molino. Aproximadamente 95% de las partículas del cemento son menores que 45 micrómetros, con un promedio de partículas de 15 micrómetros. La distribución total del tamaño de las partículas del cemento se llama “finura”.

• La finura del cemento afecta el calor liberado y la velocidad de hidratación. La mayor finura del cemento (partículas menores) aumenta la velocidad o tasa de hidratación del cemento y, por lo tanto, acelera el desarrollo de la resistencia. Los efectos de la mayor finura sobre la resistencia de las pastas se manifiestan, principalmente, durante los primeros siete días.


Aparato del ensayo de Blaine (izquierda) y turbidímetro de Wagner (derecha) para la determinación de la finura del cemento. Los valores de finura de Wagner son un

poco mayores que la mitad de los valores de Blaine. Ensayos acelerados (ensayos rápidos), tales comoel lavado de cemento encima de este tamiz de 45

micrómetros, ayudan a controlar la finura del cementodurante la producción. Se presenta una vista del receptáculo

del tamiz (cedazo). La foto más pequeña, a la derecha,presenta una vista, de arriba, de una muestra de cemento en

el tamiz antes que sea lavada con agua

Un analizador de partículas a láser que usadifracción de láser para determinar la distribución del

tamaño de las partículas en el polvo. .

SANIDAD DEL CEMENTO• Se refiere a la habilidad de la pasta de cemento en mantener su volumen.

• La falta de sanidad o la expansión destructiva retardada se puede causar por la cantidad excesiva de cal libre o magnesia supercalcinadas.

• La mayoría de las especificaciones para cemento portland limitan el contenido de magnesia (periclasa) y la expansión máxima que se mide por el ensayo de expansión en autoclave.

En el ensayo de sanidad, las barras con sección cuadrada de 25 mm son expuestas a altas

temperaturas y a la presión en autoclave para determinarse la estabilidad de volumen de la pasta

de cemento.

Ensayos de Expansión en Autoclave del Cemento

CONSISTENCIA DEL CEMENTO• Se refiere a la movilidad relativa de la mezcla fresca de pasta o mortero de cemento o su

habilidad de fluir.

• Durante los ensayos de cemento, se mezclan pastas de consistencia normal, definidas como la penetración de 10 ±1 mm de la aguja de Vicat (ASTM C 187, AASHTO T 129, COVENIN 494, IRAM 1612, Nch151, NMX–C–057–1997– ONNCCE, NTC 110, NTE 0157, NTP334.074, UNIT-NM 43). Se mezclan los morteros para obtenerse una relación agua-cemento fija o proporcionar una fluidez dentro de un rango prescrito.

• La fluidez de los morteros se determina en una mesa de fluidez (mesa de caídas, mesa de sacudidas) como descrito en las normas ASTM C 230, ASTM C 1437, AASHTO M 152, COVENIN 0485, Nch 2257/1, NMX-C- 144, NTC 111, NTP 334.057.

Ambos métodos, el de consistencia normal y el de fluidez, se usan para regular la cantidad de agua en las pastas y morteros, respectivamente, para que se los utilice en ensayos subsecuentes. Ambos permiten la comparación de ingredientes distintos con la misma

penetrabilidad o fluidez.

Ensayo de consistencia normal para pastas

usando la aguja de Vicat.

TIEMPO DE FRAGUADO DEL CEMENTO

• El ensayo del tiempo de fraguado es la determinación:(1) Fraguado Inicial, es el tiempo que pasa desde el momento de la adición del agua

hasta cuando la pasta deja de tener fluidez y de ser plástica.(2) Fraguado Final, es el tiempo requerido para que la pasta adquiera un cierto grado

de endurecimiento.

El inicio del fraguado de la pasta de cemento no debe ocurrir demasiado temprano y el final del fraguado no debe ocurrir muy tarde. Los tiempos de fraguado indican si la pasta está o no sufriendo

reacciones normales de hidratación. El sulfato (del yeso u otras fuentes) en el cemento regula el tiempo del fraguado, pero este tiempo también se afecta por la finura, relación agua-cemento y

cualquier aditivo empleado. El tiempo de fraguado del concreto no tiene correlación directa con el de las pastas debido a la pérdida de agua para el aire o substrato (lecho), presencia de agregado y

diferencias de temperatura en la obra (en contraste con las temperaturas controladas en el laboratorio).

Ensayo del tiempo de fraguado en pasta usando la aguja de Vicat..

ENSAYOS DEL TIEMPO DE FRAGUADO USANDO LA AGUJA DE VICAT

El tiempo de fraguado determinado por laaguja de Gillmore

ENSAYOS DEL TIEMPO DE FRAGUADO USANDO LA AGUJA DE GILLMORE

AGARROTAMIENTO PREMATURO (FALSO FRAGUADO Y FRAGUADO RÁPIDO) .

El agarrotamiento prematuro (endurecimiento rápido) es el desarrollo temprano de la rigidez en las características de trabajabilidad o plasticidad de la pasta, mortero concreto

de cemento. Esto incluye ambos fraguados, el falso y el rápido. FALSO FRAGUADO, es la pérdida considerable de plasticidad, inmediatamente después del mezclado, sin

ninguna evolución de calor. Ello ocurre cuando una gran cantidad de sulfatos se deshidrata en el molino de cemento formando yeso. La causa del endurecimiento prematuro es la rápida cristalización o el entrelazamiento de las estructuras en forma de aguja con el yeso secundario. El mezclado complementario sin la adición del agua rompe estos cristales y restablece la trabajabilidad. La precipitación de etringita (agua tratada bajo en sulfato) también puede contribuir para el falso fraguado.

FRAGUADO RÁPIDO se evidencia por una pérdida rápida de trabajabilidad en la pasta, mortero o concreto a una edad aún temprana. Esto es normalmente acompañado de una evolución considerable de calor, resultante principalmente de la rápida reacción de los aluminatos. Si la cantidad o forma adecuadas de sulfato de calcio no están disponibles para controlar la hidratación del aluminato de calcio, el endurecimiento es aparente. El fraguado rápido no se lo puede disipar, ni tampoco se puede recuperar la plasticidad por el mezclado complementario sin la adición de agua.

El endurecimiento correcto resulta de un equilibrio cuidadoso de los compuestos de sulfato y aluminato, bien como de temperatura y finura adecuadas de los materiales (las cuales controlan la

hidratación y la tasa de disolución).

Los cementos se ensayan para agarrotamiento prematuro usando las pruebas siguientes: MÉTODO DE LA PASTA:

ASTM C 451 (AASHTO T 186) COVENIN 0365 IRAM 1615 NMX-C 132-1997-ONNCCE NGO 41014 h4 NTC 297 NTE 0875 NTP334.052

MÉTODO DEL MORTERO:

ASTM C 359 (AASHTO T 185) NTC 225 NTE0201 NTP334.053.

Sin embargo, estos ensayos no consideran todos los factores relacionados con el mezclado, colocación, temperatura y condiciones de obra que puedan causar

endurecimiento temprano. Ellos tampoco consideran el agarrotamiento prematuro causado por las interacciones con los otros ingredientes del concreto. Por ejemplo,

concretos mezclados por periodos muy cortos, menos de un minuto, tienden a ser más susceptibles al endurecimiento rápido (ACI 225).

RESISTENCIA A COMPRESIÓN DEL CONCRETO

Depende del tipo de cemento, o más precisamente, la composición de los compuestos y la finura del cemento influyen fuertemente la resistencia a compresión.

Normas para los requisitos de ambas resistencias, la mínima y la máxima: ASTM C 1157 IRAM 50000 MNX-C-414-ONNCCE NTP 334.082 ASTM C 150 ASTM C 595 (AASHTO M 85 y M 240)

La resistencia a compresión es aquélla obtenida por la prueba, por ejemplo, de cubos o cilindros de mortero de acuerdo con las normas nacionales. El ensayo según la norma ASTM C 109. Se debe preparar y curar los especimenes de acuerdo con la prescripción de la norma y con el uso de arena estándar.

Se hacen cubos de 50 mm (2 pulg.) (izquierda) y selos prensan para la determinación de las características de

resistencia del cemento.

NORMAS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL CEMENTO

CALOR DE HIDRATACIÓN DEL CONCRETO

Es el calor que se genera por la reacción entre el cemento y el agua.

La cantidad de calor generado depende, primariamente, de la composición química del cemento, siendo el C3A y el C3S los compuestos más importantes para la evolución de calor.

La relación agua-cemento, finura del cemento y temperatura de curado también son factores que intervienen. Un aumento de la finura, del contenido de cemento y de la temperatura de curado aumentan el calor de hidratación.

PÉRDIDA POR CALCINACIÓN (PÉRDIDA POR IGNICIÓN, PÉRDIDA AL FUEGO).

La pérdida por calcinación (pérdida por ignición) del cemento portland se determina por el calentamiento de una muestra de cemento con masa conocida a una temperatura de 900°C a 1000°C, hasta que se obtenga la constancia de masa.

Se determina entonces la pérdida de masa de la muestra. Normalmente, una gran pérdida por ignición es una indicación de prehidratación y carbonatación, las

cuales pueden ser resultantes del almacenamiento prolongado o de manera incorrecta, o de la adulteración durante el transporte.

El ensayo de pérdida por calcinación se realiza de acuerdo con las normas siguientes:– ASTM C 114 (AASHTO T 105)– COVENIN 0109– IRAM 1504– NCh147– NGO 41003 h18– NMX-C-151-ONNCCE– NTC 184– NTE 0160– NTP 334.086– UNIT-NM 18

PESO ESPECÍFICO (DENSIDAD) Y DENSIDAD RELATIVA (DENSIDAD ABSOLUTA, GRAVEDAD ESPECÍFICA) DEL CONCRETO

El peso específico del cemento (densidad, peso volumétrico, peso unitario, masa unitaria) se define como el peso de cemento por unidad de volumen de los sólidos o partículas,

excluyéndose el aire entre las partículas. • La masa específica se presenta en megagramos por metro cúbico o gramos por centímetro

cúbico (el valor numérico es el mismo en las dos unidades). • El peso específico del cemento varía de 3.10 hasta 3.25, con promedio de 3.15 Mg/m3.

El cemento portland de alto horno y el portland puzolánico tienen pesos específicos que varían de 2.90 hasta 3.15, con promedio de 3.05 Mg/m3.

La densidad del cemento (peso específico) se puede determinar por (izquierda) el uso del frasco

volumétrico de Le Chatelier y queroseno (kerosene) o por (derecha) el uso de un picnómetro de helio

DENSIDAD APARENTE DEL CONCRETO

El peso de las partículas de cemento más el aire entre las partículas por unidad de volumen.

La densidad aparente del cemento puede variar considerablemente, dependiendo de como se manosea y almacena el cemento.

Si el cemento portland está muy suelto, puede pesar sólo 830 kg/m3 (52 4 lb/pies3), mientras que cuando se consolida el cemento a través de vibración, el mismo cemento puede pesar tanto como 1650 kg/m3 (103 4 lb/pies3) (Toler 1963).

Las buenas prácticas indican que se debe medir el cemento en masa y no en volumen.

Los dos recipientes contienen 500 gramos de polvo de cemento seco. Ala izquierda, el cemento ha sido solamente colocado en el recipiente. Ala derecha, el cemento ha sido ligeramente vibrado – imitando la consolidación durante el

transporte o la compactación mientras que se lo almacena en los silos. La diferencia del 20% del volumen aparente enseña la necesidad de medirse el cemento por su peso y no por su volumen, cuando de la mezcla del concreto.

NORMAS PARA LA DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO Y DE LA DENSIDAD

PUZOLANAS

FILLERS

ESCORIAS

DE ALTO

HORNO

TIPOS DE CEMENTO

Compuestos por una mezcla de clínker y yeso, con diferentes requisitos físicos y químicos.

Compuestos por una mezcla de clínker, yeso y adiciones minerales en distintas proporciones. Además, estos cementos utilizan cantidades menores de clínker en su fabricación, lo que resulta en una menor emisión de gases contaminantes.

CEMENTOS TRADICIONALES

CEMENTOSADICIONADOS

TIPO I

TIPO IV

CEMENTOS TRADICIONALES

TIPO IEste 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 IIIEste 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 IISe utiliza cuando es necesario la protección contra el ataque moderado de 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.

TIPO IVSe utiliza cuando se requiere que el calor generado por la hidratación sea mantenido a un mínimo. Resistencia muy lento en comparación con los otros tipos de cemento. 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. Obras: grandes presas.

TIPO VUsado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias)

CEMENTOS ADICIONADOSTIPO ISEscoria 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 Pórtland, 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 SEscoria, 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 Pórtland y cal hidratada. El contenido mínimo de escoria es del 70% en peso del cemento de escoria

TIPO I (PM)Modificado con puzolana, se emplea en todo tipo de construcciones de concreto. El cemento se fabrica combinando cemento Pórtland o cemento Pórtland de escoria de alto horno con puzolana fina. Esto se puede lograr: 1) Mezclando el cemento Pórtland con la puzolana 2) Mezclando el cemento Pórtland 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)Modificado con escoria, 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 horno2) Mezclando escoria molida y cal hidratada3) Mezclando escoria, cemento Pórtland y cal hidratada. El contenido máximo de escoria es del 25% del peso del cemento de escoria.

CEMENTOS ESPECIALESCEMENTOS PARA POZOS PETROLEROSEstos cementos, empleados para sellar pozos petroleros, normalmente están hechos de clinker de cemento Pórtland. 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 Pórtland con los aditivos adecuados para modificar el cemento.

CEMENTO PORTLAND IMPERMEABILIZADOSSe 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.

CEMENTOS PLÁSTICOSSe fabrican añadiendo agentes plastificantes, en una cantidad no mayor del 12% del volumen total, al cemento Pórtland de TIPO I ó II durante la operación de molienda. Estos cementos comúnmente son empleados para hacer morteros y aplanados.

OTROS TIPOS DE CEMENTOS

CEMENTOS DE ALBAÑILERÍAEstos son cementos hidráulicos diseñados para emplearse en morteros, para construcciones de mampostería. Están compuestos por alguno de los siguientes: cemento Pórtland, cemento Pórtland puzolana, cemento Pórtland 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, mas nunca se deben emplear para elaborar concreto.

CEMENTO PORTLAND BLANCODifiere del cemento Pórtland 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. 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. Se utiliza para fines estructurales y para fines arquitectónicos, como muros precolados, aplanados, pintura de cemento, páneles para fachadas, pegamento para azulejos y como concreto decorativo.

CEMENTOS EXPANSIVOSEs 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 Pórtland, trialuminosulfato tetracálcico anhídro, sulfato de calcio y óxido de calcio sin combinar.E-1(M) contiene cemento Pórtland, cemento de aluminato de calcio y sulfato de calcio.E-1(S) contiene cemento Pórtland con un contenido elevado de aluminato tricálcico y sulfato de calcio.

Cemento Comercial

El cemento se vende en bolsas de un pie cúbico que pesan 42.5 kg.

PUZOLANA FILLERS ESCORIAS DE ALTO HORNO

Es un material silicoso o sílico-aluminoso que por sí mismo puede tener poca o ninguna actividad hidráulica pero que, finalmente dividido y en presencia de humedad reacciona químicamente con el hidróxido de calcio a temperaturas ordinarias para formar compuestos que poseen propiedades hidráulicas.

Son materiales inorgánicos minerales seleccionados, que mediante adecuada preparación, considerando su distribución granulométrica, mejoran las propiedades físicas del cemento.

Es un producto no metálico consistente esencialmente de silicatos y alumino-silicatos de calcio con impurezas de hierro que se obtiene en estado fundido en los altos hornos.

ALMACENAJE DE CEMENTO EN OBRA

• Proteger el cemento de la humedad y la intemperie, cubriéndolo con bolsas plásticas para prevenir que se endurezca y malogre antes de ser empleado.

• Colocar las bolsas sobre durmientes o parihuelas de madera para evitar el contacto con el suelo.

• Las rumas de cemento no deben contener más de diez bolsas apiladas, pues ocasionará que las boslas de la parte inferior se endurezcan y no puedan ser utilizadas.

• Consumo promedio de concreto de acuerdo al cronograma de la obra.• Stock mínimo que es conveniente mantener.

CONSIDERACIONES EN OBRA PARA EL CEMENTO

• Es importante recurrir a un ingeniero civil para establecer la relación agua/cemento que corresponde a cada tipo de concreto.

• Las proporciones de mezclas para cada tipo de concreto están en función del tipo de cemento y la calidad de agregados. Para ello, se recurre a un diseño de mezcla realizado en un laboratorio de ingeniería autorizado.

• Cuando se realiza la mezcla con arena, piedra chancada y/u hormigón, la superficie de trabajo debe estar completamente limpia.

Cementos y HormigonesPruebas del Hormigón

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Cementos y HormigonesPruebas del Hormigón

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Cementos y HormigonesAditivos del Hormigón

• Producto incorporado en el momento del amasado del hormigón en una cantidad no mayor del 5% en masa, con relación al contenido de cemento en el hormigón, con objetivo de modificar las propiedades de la mezcla en estado fresco y/o endurecido.

• Los de uso más generalizado son: – Reductores de agua– Superfluidificantes– Acelerantes de fraguado– Retardadores de fraguado– Aceleradores de endurecimiento– Hidrófugos

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Cementos y HormigonesAditivos del Hormigón

• Además de otros como: • Inclusores de aire,• generadores de gas, • generadores de espuma,• desaireantes o antiespumantes, • generadores de expansión, • aditivos para bombeo, • aditivos para hormigones y morteros proyectados,• aditivos para inyecciones, • colorantes,• inhibidores de corrosión• y modificadores de la reacción álcali-áridos.

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Cementos y HormigonesDiseño de Mezcla de Hormigón

• Una mezcla de hormigón requiere la proporción de agregados finos (arena), agregados gruesos (grava), agua y cemento apropiadas.

• La mezcla se expresa en unidades de volumen:– Una mezcla en proporción podría ser de

1:3:5.• 1 unidad de cemento• 3 unidades de agregado fino (arena)• 5 unidades de agregados gruesos

(grava)

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• El factor mas importante en el diseño de una mezcla de hormigón es la razón de agua/cemento

La cantidad de agua es el factor mas importante para controlar la fuerza y durabilidad del hormigón.

• El hormigón endurece durante toda su vida útil.– A los 7 días desarrolla cerca del 75% de

su fuerza total.– A los 28 días desarrolla el 100% de su

fuerza total.

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• Proporciones Volumétrica Según el Tipo de Trabajo

Tipo de ConstrucciónCemento por

VolumenArena por Volumen

Grava por Volumen

Cimientos/Zapatas 1 3 5

Aceras, Marquesinas, Escalones 1 2¼ 3

Losas de Piso Sobre el Suelo 1 2½ 3

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Cementos y HormigonesJuntas en el Hormigón

• Juntas de construcción:– Los planos verticales u horizontales que se crean

entre vertidos sucesivos de hormigón o que separan el trabajo de un día de otro o cuando se interrumpe el proceso de vaciado y/o colocación del hormigón forman juntas de construcción.

– Para asegurar la mejor unión entre vaciados viejos y recientes se acostumbra a restregar, limpiar y humedecer la superficie vieja antes de colocar el nuevo hormigón.

– Se instalan barras de acero para mejorar la conexión.

– Las columnas deben construirse en un vertido único hasta la parte inferior de la viga o losa de piso que soporten.

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Cementos y HormigonesHormigón Armado

• Hormigón Armado es el hormigón reforzado en su interior con barras de acero.– El hormigón es de gran resistencia a fuerza de

compresión y pobre a cargas en tracción.– El acero es de gran resistencia a fuerzas de

tracción.

– Al combinarlos se crea un material de construcción con buena resistencia a fuerza en compresión y tracción.• Esta combinación es posible porque ambos

materiales tienen un coeficiente de dilatación térmica de casi el mismo valor.

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• Comportamiento de las fuerzas en una viga de hormigón:

c

c

c

T T

T

Intercolumnio (Distancia entre los puntos de apoyo)

Leyenda:

: Estructura antes de someterse a carga

: Deformación por flexión después de que la estructura se ha sometido a carga

: Acero (Varillas)

c

T

: Fuerzas en Compresión

: Fuerzas en Tensión

: Esfuerzos Internos

: Carga

Peralto de la Viga

Viga

Columna (Punto de

Apoyo)

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Cementos y HormigonesHormigón Armado• Los cables de acero se utilizan

extensamente en los miembros estructurales pretensados.

• Los cables son cubiertos con una capa de zinc para crear resistencia a la

corrosión.

• Los cables se utilizan extensamente en ascensores, puentes colgantes,

estructuras traccionadas y neumaticas.

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• Los aceros de refuerzo pueden doblarse, solaparse, cortarse, atarse y soldarse

• Para proteger el acero contra la corrosión o contra substancias que puedan penetrar el hormigón se estipulan los tamaños mínimos de cubierta del hormigón.

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Encofrados del Hormigón

• Los encofrados son los moldes que se utilizan para darle forma al hormigón.

• Los encofrados pueden ser hechos en la obra (casi siempre de madera) o pueden ser unidades prefabricadas (de metal, cartón o plásticos reforzados).

• Requisito más importante para un encofrado es que pueda resistir las fuerzas laterales de la masa de hormigón.

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Cementos y HormigonesEncofrados del Hormigón

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Cementos y HormigonesMezclado del Hormigón

• Maneras de mezclar el hormigón:– A mano– Pequeña amasadora– Hormigón de central

• Se prepara en una central de hormigón• Transporta en camión de tambor giratorio• Debe colocarse en sitio antes de que hayan

transcurrido 1½ horas luego de haber añadido el agua.

– Mezcla secas• Materiales secos son mezclados y el agua se

añade en la obra.– Mezclado de tránsito

• Ligado seco de materiales en un camión con tambor giratorio y con tanque de agua.

• El agua se puede añadir en ruta o cuando llega a la obra.

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Cementos y HormigonesVertido del Hormigón

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Cementos y HormigonesVertido del Hormigón

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Cementos y HormigonesVertido del Hormigón• Es preferible vaciar el hormigón en

pequeños montones a baja altura que un solo montón a mayor altura para evitar segregación de los agregados (grava y arena) del resto de la pasta del hormigón.

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GRACIAS …

cement o

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