cemento portland

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( Los cementos portland son hidráulicos puesto que ellos fraguan y endurecen reaccionando con 1agua. Esta reac- ción es denominada hidratación. Est es una reacción química por la que se combinan el cem nto y el agua pa- ra formar una masa semejante a una pie ra. La invención del cemento portland s le acredita gene- ralmente a Joseph Aspdin, un albañil inglés. En el año 1824 Aspdin obtuvo una patente y II mó a su produc- to cemento portland debido a que produjo un con- creto que se parecía a una piedra cal za natural explo- tada en Inglaterra en la isla de Portland El primer cemento hecho en los Estad s Unidos fue pro- ducido en una planta en Coplay, Esta o de Pensilvania, en 1872; y el primero en el Canadá ue producido en Hull, Provincia de Quebec en 1889. (1 MANUFACTURA DEl CEMENT PORTlAND Los materiales usados en la manufac ura del cemento portland deben contener proporcion s apropiadas de compuestos de calclo, sílice, aluminio y hierro. Durante el proceso de fabricación frecuenteme te se hacen análi- sis de los materiales para asegurar un ernento portland uniforme y de alta calidad. La materia prima seleccionada es pul erizada y propor- cionada de tal manera que la mezcla esultante tenga la composición química deseada. Para lle ar a cabo esto, un proceso húmedo o seco es utilizado. n el proceso seco, la molienda y mezclado son hechos on los materiales secos. En el húmedo, estas operacione son hechas utílí- •• Título en Inglés "Portland Cements" (Capitulo 2 del Ma- nual "Design and Control of Concrete ixtures" - Portland Cement Association - PCA, T 12 - 11). *" Traducido con autorización especial d la "Portland Cement Association". \ (1) El primer cemento en Centroamérica y quizá en América Latina, se produjo 'en Guatemala en 901 (Ver Revista de la ACC, Vol 11. No. 21. Iac- 5 * * * PIU>~ DAVID WON 6. Traducido por In9. Max Sittenfeld R. Fie. 1- J'/ateria prima utilizada en el cemento portland . zando una "pasta" con abundante agua (watery slurry). Después de efectuar cuidadosamente la mezcla, ésta es transportada para su alimentación al extremo superior de un horno rotativo. La mezcla pasa a través del horno a un avance controlado por la pendiente y velocidad rota- cional del horno. El combustible, consistente en térmi- nos generales de carbón pulverizado, aceites combusti- bles o gas, es inyectado por el lado más bajo del horno para producir temperaturas del orden de 2600 a 3000 0 F. (~4300 C a 1650 0 C). Durante este proceso, varias reac- ciones ocurren las que dan como resultado la formación de la clmca (o escoria) del cemento portland. La clinca es enfriada y luego pulverizada. Durante esta operación una pequeña cantidad de yeso es usada para regular la velocidad de fraguado del cemento. El produc- to final pulverizado constituye el cemento portland. Este es moldio tan finamente que prácticamente todo pasa a través de una malla que tiene 40.000 aperturas por pul- gada cuadrada (6200/cm 2 ). Los pasos típicos de la manufactura del cemento port- land se muestran en el fluxograma de las páginas 4 y 5. Cada fabricante de cemento portland usa un nombre de

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Page 1: Cemento Portland

(

Los cementos portland son hidráulicos puesto que ellosfraguan y endurecen reaccionando con 1agua. Esta reac-ción es denominada hidratación. Est es una reacciónquímica por la que se combinan el cem nto y el agua pa-ra formar una masa semejante a una pie ra.La invención del cemento portland s le acredita gene-ralmente a Joseph Aspdin, un albañil inglés. En el año1824 Aspdin obtuvo una patente y II mó a su produc-to cemento portland debido a que produjo un con-creto que se parecía a una piedra cal za natural explo-tada en Inglaterra en la isla de PortlandEl primer cemento hecho en los Estad s Unidos fue pro-ducido en una planta en Coplay, Esta o de Pensilvania,en 1872; y el primero en el Canadá ue producido enHull, Provincia de Quebec en 1889. (1

MANUFACTURA DEl CEMENT PORTlANDLos materiales usados en la manufac ura del cementoportland deben contener proporcion s apropiadas decompuestos de calclo, sílice, aluminio y hierro. Duranteel proceso de fabricación frecuenteme te se hacen análi-sis de los materiales para asegurar un ernento portlanduniforme y de alta calidad.La materia prima seleccionada es pul erizada y propor-cionada de tal manera que la mezcla esultante tenga lacomposición química deseada. Para lle ar a cabo esto, unproceso húmedo o seco es utilizado. n el proceso seco,la molienda y mezclado son hechos on los materialessecos. En el húmedo, estas operacione son hechas utílí-

•• Título en Inglés "Portland Cements" (Capitulo 2 del Ma-nual "Design and Control of Concrete ixtures" - PortlandCement Association - PCA, T 12 - 11).

*" Traducido con autorización especial d la "Portland CementAssociation". \

(1) El primer cemento en Centroamérica y quizá en AméricaLatina, se produjo 'en Guatemala en 901 (Ver Revista dela ACC, Vol 11. No. 21.

Iac- 5

** *

PIU>~ DAVID WON 6.Traducido por In9. Max Sittenfeld R.

Fie. 1- J'/ateria prima utilizada en el cemento portland .

zando una "pasta" con abundante agua (watery slurry).Después de efectuar cuidadosamente la mezcla, ésta estransportada para su alimentación al extremo superior deun horno rotativo. La mezcla pasa a través del horno aun avance controlado por la pendiente y velocidad rota-cional del horno. El combustible, consistente en térmi-nos generales de carbón pulverizado, aceites combusti-bles o gas, es inyectado por el lado más bajo del hornopara producir temperaturas del orden de 2600 a 30000 F.(~4300 C a 16500 C). Durante este proceso, varias reac-ciones ocurren las que dan como resultado la formaciónde la clmca (o escoria) del cemento portland.La clinca es enfriada y luego pulverizada. Durante estaoperación una pequeña cantidad de yeso es usada pararegular la velocidad de fraguado del cemento. El produc-to final pulverizado constituye el cemento portland. Estees moldio tan finamente que prácticamente todo pasa através de una malla que tiene 40.000 aperturas por pul-gada cuadrada (6200/cm2).Los pasos típicos de la manufactura del cemento port-land se muestran en el fluxograma de las páginas 4 y 5.Cada fabricante de cemento portland usa un nombre de

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fábrica bajo el cual vende su producto.

TIPOS DE CEMENTO PO TlANDDiferentes tipos de cementos portlan son manufactura-dos con el propósito de cumplir con ciertos requisitosfísicos y químicos. La "American ociety for Testing .and Materíals" (ASTM) (Sociedad ericana para Prue-bas y Materiales) por medio de su esignación C 150provee especificaciones para 5 tipos d cemento portland- Tipos 1, II, I1I, rv y V. La "Canadi Standards Assc-ciation" (CSA) (Asociación Canadie se de Normas) através de su Estandar AS provee las n rmas para 3: Nor-mal, Resistencia Temprana y Resiste te a los Sulfatos.

ASTl1 Tipo 1, CSA Normal

Este tipo es un cemento de uso gene al. Es recomenda-ble para todos los usos cuando las pro iedades especialesde los otros cementos no son requeri as. Es usado cuan-do el cemento o concreto no estará jeto a una exposi-ción específica tal como ataque de ~fatos provenie.ntedel agua o del suelo, o a un aumento e temperatura ob-jetable debido al calor generado por la hidratación. Suuso incluye pavimentos y aceras, ed icios de concretoarmado, puentes, estructuras para fe ocarriles, tanquesy almacenarnientos para aguas, ale tarillas y tuberíaspara sistemas de conducción de agua unidades de mam-postería, etc.

AST.l1 Tipo 11El cemento Tipo II es usado cuando e importante tomarprecaución contra ataque moderado de sulfatos, cornoen estructuras de drenaje donde la co centración de sul-fato en aguas subterráneas son más tas que lo normal,pero no usualmente severas. El Tipo I generalmente ge-nera menos calor a una velocidad m' s baja que el Ce-mento Tipo I o Normal. Si se especif ca para el cementocalor de hidratación máximo, el Tip II puede ser usadoen estructuras de considerable masa tal coma pilares,estribos, bastiones y muros de reten ión de importantetamaño. Su uso disminuirá el aument de temperatura, loque especialmente es importante do se coloca elconcreto en tiempo caliente.

ASTJl Tipo 111. CSA de AltaTempranaEste tipo de cemento provee alta re stencia a tempranaedad. Es usado cuando las formaleta deben ser removi-das lo antes posible o cuando la estru tura debe ser pues-ta en servicio rápidamente. En tiem o fria su uso peromite una reducción del período co trolado de curado.Aunque mezclas más ricas con ceme to Tipo lo Normalpueden ser usadas para obtener alta r sistencia temprana,el cemento Tipo III puede proveerla en forma más satis-factoria y económica.

AST.l1 Tipo IV

El cemento Tipo rv es para ser usa o donde la propor-ción y cantidad de calor generado de e ser reducido a unmínimo. El cemento Tipo IV desa olla resistencia enuna relación con respecto al tiempo ás baja que el ce-mento Tipo 1 o Normal. Se recomi nda para ser usado

en estructuras masivas de concreto, tal como grandespresas de gravedad, donde el aumento de temperatura co-rno resultado de la generación de calor durante el endu-recimiento es un factor crítico.

ASTil1 Tipo V, CSA Resistente a Su lfa tos

Este tipo de cemento es usado únicamente en concretoexpuesto a una acción severa de sulfato. Es utilizadoprincipalmente donde los suelos y las aguas subterráneastiene un alto contenido de sulfatos. Este cemento ganaresistencia más lentamente que el Tipo I o Normal.

Cementos Portland con lnclusor de Aire

La ASTM en su designación C 175 incluye las especifica-ciones para tres tipos de cemento portland con inclusorde aire - Tipos lA, IIA Y lIlA. Ellos corresponden encomposición a la de los Tipos 1, II, Y III, respectivamente,de la designación C 150; no obstante, tienen pequeñascantidades de materiales inclusores de aire incorporadosa la clinca durante su manufactura. Estos cementos pro-ducen concreto con resistencia mejorada a la acción de <'las heladas y al descarnarniento causado por sustanciasquímicas aplicadas para remover la nieve y el hielo de lasestructuras. Tal concreto contiene minúsculas burbujasde aire, bien distribuidas y completamente separadas. *

Cemento Portland Blanco

El cemento portland blanco es un cemento portland ver-dadero y se manufactura para cumplir con las especifica-ciones ASTM e 150 y C 175. La diferencia principal en-tre los cementos gris y blanco es su color. El cementoportland blanco es hecho de materia prima seleccionadaque contiene cantidades despreciables de óxidos de hie-rro y manganeso. El proceso de fabricación es controla-do de manera que el producto final sea blanco en vez degris. Este cemento es usado principalmente parapropósi-tos arquitectónicos tal como en la prefabricación de pie-zas y paneles de fachadas; en la fabricación de terrazo ypintura de cemento; en enlucido s, concreto decorativo y (~en la pega de azulejos y mosaicos. Su uso es recomenda-do donde el concreto o mortero blancos o coloreadosson deseados.

Cementos Portland de Escorias de Altos Hornos

Los cementos portland de escorias de altos hornos inclu-. yen dos tipos conforme a los requerimientos de la ASTMC 595 - Tipo 1 S Y Tipo 1 S-A; al último le han sidoañadidos aditivos inclusores de aire. En la producción deestos cementos, la escoria de altos hornos granulada y decalidad seleccionada es intermolida con la clínca de ce-mento portland. Estos cementos pueden ser usados enconstrucción general de concreto cuando las propiedadesespecíficas de otros tipos de cemento no son requeridas.No obstante, el calor moderado de hidratación (MH), laresistencia moderada a los sulfatos (MS), o ambas soncaracterísticas opcionales; en cuyos casos el sufijo apro-

Ver el capítulo 5 del Manual "Design and Control ofConcrete Mixtures". Próximamente será traducidc.

Page 3: Cemento Portland

piado puede ser agregado al tipo de designarón.. .El cemento Tipo IS tiene aproxímadarn nte la mismaproporción de desarrollo de resistencia qu la del Tipo 1.Los requerimientos de resistencia a la cor presión parael Tipo IS son los mismos que los del Tipo

Cementos Portland Puzol¿micos

Los cementos portland puzolánicos inel en cuatro ti-pos: IP, IP-A, P-A, el segundo y el cu~o contienenun aditivo inclusor de aire, conforme a o especificadoen la designación C 595 de la ASTM. Esto cementos sonproducidos intermoliendo y mezclando idadosamentela clinca de cemento portland con una p zolana adecua-da. Estos cementos son usados principal "ente para es-tructuras hidráulicas de gran tamaño tal s como pilas oestribos de puentes y presas.

Cementos de Mambosteria

Los cementos de mampostería deben éumplír con losrequerimientos de la ASTM e 91 o eS4 A8. Estos sonmezclas de cemento portland, aditivos inclusores de airey materiales suplementarios seleccionad~s por SU habili-dad para impartir trabajabilidad y plasticidad y retenerel agua del mortero de mamposteri:a. D~bido a los con-troles de manufactura, la trabajabilidad,lresistencia y co-lor de los cementos de mampostería son 6antenidos a unnivel uniforme.

CEMENTOS PORTlAND ESP (lA lESAdicionalmente :3 los cementos menc~onados anterior-mente existen tipos especiales de cementos portland queno los cubren las. especificaciones de la ASTM y eSA.

Cementos para Pozos de Petróleo

,Estos cementos son usados para el se~ado de las perfo-raciones o pozos de petróleo. Generalínente deben pre-sentar un fraguado lento y resistir altÁs temperaturas ypresiones. Las especificaciones del "~erican PetroleumInstitute" (API) (Instituto Americ o de Petróleo)(Norma API lOA) cubren los reque " ientos para cadauna de las seis clases de cementos. Cada clase es aplicablepara una determinada profundidad dJl pozo. La indus-tria del petróleo usa también tipos de 'ementos portlandconvencionales junto con adecuados ditivos modifica-dores del tiempo de fraguado.

Cementos Portland lmbermeabl s

El cemento poÍtland impermeable es usualmente hechomediante la adición de pequeñas can ;dades de calcio, a-luminio, o de algunos estearatos a la blinca del cementoportland durante su molienda final Se fabrica tantoen color gris como en blanco.

Cementos Plásticos

<. Los cementos plásticos son hechos a' egándoles agentesplastificantes, hasta un 12 % del t~tal del volumen, alTipo 1 (Normal) o II durante el proa:esode fabricación.Los cementos plásticos son usados c~munmente para ha-cer mortero" pastas para reve'l'en,o, ° acabados,

DI SPONI BllIDAD DE lOS (EM EN TOS

Algunos de los cementos indicados anteriormente no sonobtenibles económicamente en todo el territorio de losEstados Unidos y Canadá. Antes de especificar el tipode cemento portland debe determinarse de previo la fa-cilidad con que éste pueda ser obtenido. Por ejemplo, elTipo V o sea el cemento resisténte al ataque de sulfatoses usado principalmente en los estados y provincias deloeste y es rara vez requerido en otras áreas.El Tipo 1 - cemento Normal - generalmente se encuen-tra en los almacenes del ramo, y es el que se suministraprecisamente si el tipo de cemento no se especifica. Siun tipo determinado no es ob;-: "<le, resultados compa -rabIes pueden ser conseguidos frecuentemente con unode los otros tipos en existencia. Por ejemplo, concretosde alta resistencia temprana pueden ser obtenidos usan-do mezclas más ricas (con mayor contenido de cemento)con el cemento portland Tipo lo NormaL También losefectos de la temperatura de hidratación pueden serre-ducidos mediante el uso de mezclas más pobres, con ca-pas de menor espesor o con enfriamiento artificiaL

(OM PA RACI ON ES E N TR E LOS CEM E N TOSPORTlAND

La mayoría de los cementos portland Tipo lo Normaltienen una composición expresada por medio de los óxi-dos dentro del ámbito mostrado en la Tabla LPor razones prácticas, los cementos portland pueden con-siderarse como constituido, por cuatro compuestosprincipales. Estos se incluyen a continuación con susfórmulas químicas y abreviaciones:

Silicato Tricálcico

Silicato Dicálcico

3CaO.Si02

2CaO.Si02

3CaO.A1203Aluminato Tricálcico

El porcentaje de cada uno de los compuestos puede esti-marse aproximadamente de un análisis químico del ce-mento. La Tabla 2 muestra una típica composición de los

Tabla 1 COMPOSICION BAJO LA FORMA DE OXI-DaS DEL CEMENTO POR TLAND TIPO IO NORMAL.

Oxido Ambito, ¡

en %Cal, eso 60-66Sflice, Si02 19-25Alúmina, Al203 3-8Oxido de Hierro, Fe203 1-5Magnesia, MgO 0-5Trióxido de Azufre,S03 1-3

Page 4: Cemento Portland

./ PERFORADORA

/' MATERIAL DE DESPALME (TIERRA VEGETAL)

Fluxograma que muestra la m( \

PIEDRA CALIZA

MATERIA PRIMA CONSISTENTE EN LA COMBIcrox DE PIEDRA, ROCA DE CEMENTO, MARGCONCHAS DE OSTRAS; PIZARRA, AF.CILLA, ARE·O MINERAL DE HIERRO.

.. ,(a'. 'rafe S" ni' ~LA MATERIA PRIMA ES eTRANSPORTADA A LOSMOLINOS.

LA PIEDRA ES PRIM RO REDUCIDA A UN TAMA¡';jO DE 5 PULGADAS,LUEGO A 3/4 E PULGADA Y POR ULTIMO SE ALMACENA.

LA MEZCLA DE MA ERIA PRIMAES CALCINADA EN EL HORNO HASTAFUSION INCIPIENT A 27000 F (14aoo Cl

1\

~COLECTOR

DE POLVO

LOS MATERIALES SONALMACENADOS SEPARADAMENTE

CLINCA (ESCORIAl

~ o 4': A,. 1" LJ

YESO

ABANICO SILO PARAPOLVO

H' RNO ROTATIVO

LA CLlNCA Y EL YESO SONTRANSPORTADOS A LOS MOLINOS e

LA CALCINACION CAMBIA QUIMICAMENTE LA MEZCLA DE MATERIAPR' A EN CLlNCA (ESCORIA) DE CEMENTO.

3

Page 5: Cemento Portland

factura del cemento por etapas

MOLINO DE BOLAS ALMACENAM lENTODE MATERIA PRIMAMOLIDA

LA MATERIA PRIMA ES MOLIDA A TAMAÑO DE POLVO VMEZCLADA CUIDADOSAMENTE.

CRIBASVIBRATORIAS

LA MATERIA PRIMA oES PROPORCIONADA

MOLINO DE BOLAS BOMBAS PARAPASTA

LA PASTA SE MEZCLA o BOMBAS PARA TANQUES DEy PROPORCIONA PASTP ALMACENAMIENTO

LA MATERIA PRIMA ES MOLIDA, MEZCLADA CON AGUA HASTA FORMAR UNA PASTA FLUIDADEBIDAMENTE PROPORCIONADA.

2

AATERIALES SON::¡OPORCIONADOS

SEPARADORDE AIRE

COLECTORDE POLVO~-..r:~

t

eMOLINO DE BOLAS BOMBA PARA ALMACENAMIENTO CARRO FURGON MAQUINA CAMION

CEMENTO AL GRANEL ;~~~5P. EMPACADORA

GRANEL

LA CLlNCA ( ESCORIA) CON EL YESO AÑADIDO ES MEZCLADO PARA OBTENER EL CEMENTOPORTLAND EL CUAL ES EMBALADO Y EMBARCADO.

4

Page 6: Cemento Portland

..Tabla 2 COMPOSICION TIPICA CALCULADÁ DELOS COMPUESTOS Y FINURA DE LOSCEMENTOSPORTLAND.

Tipo de cemento portland Composición de compuestos, Finuraporcentaje * 2 **

ASTM CSA C3S C2S C3A C4AF cm Igr

1 Normal 50 24 11 8 1800Il 42 33 5 13 1800III Alta Resist. Temprana 60 !3 9 8 2600IV 26 50 5 12 1900V Resistente a Sulfatos 40 40 4 9 1900

* La composición de los compuestos mostrados es típica. Desviaciones de estosvalores no indican un rendimiento insatisfactorio. Para los límites de especifi-caciones vea las designaciones ASTM e 150 o eSA AS.

**Finura determinada por medio de lacompuestos y de su finura para cada uno de los 5 princí-pales tipos de cementos portland. El conocimiento actualde la química del cemento indica que estos compuestostienen las propiedades siguientes:El Silicato Tricálcico endurece rápidamente y es alta-mente responsable del fraguado inicial y de la resistenciatemprana. En general, la resistencia temprana del concre-to del cemento portland es mayor con un incremento enel porcentaje de C3S.El Silicato Dicálcico endurece lentamente y contribuyealtamente en el aumento de la resistencia después de los7 días.El Aluminato Tricálcico libera una gran cantidad de ca-lor durante los primeros dras del endurecimiento. Tam-bien contribuye ligeramente al desarrollo. temprano dela resistencia. Los cementos con bajos porcentajes de es-te compuesto son especialmente resistentes a los suelos yaguas que contienen sulfatos.El concreto en contacto con suelos o agua que contienenuna moderada concentración de sulfatos debe ser hechocón cementos que contengan menos del 8 % de alumi-nato tricálcico. Una condición de peligro existe cuandolos sulfatos solubles en agua (como S04) en el suelo es-tán presentes entre 150 y 1000 partes por millón. Loscementos con Aluminato Tricálcico limitado al 5 % sonlos indicados para ser usados cuando el sulfatosoluble enagua (como S04) en el suelo excede de 0.2 % I o en elagua subterránea excede a 1000 partes por millón.La formación del Alumino Ferrito Tetracálcico reduce latemperatura de la "clinquerización (formación de la clin- La sanidad de la pasta de cemento endurecida es su habi-ea), por lo tanto ayuda en la manufactura del cemento. lidad para retener su volumen después de que el fraguadoSe hidrata rápidamente pero contribuye muy poco al ha sucedido. La falta de sanidad o la expansión destruc-desarrollo de la resistencia. tiva retardada es causada por cantidades excesivas de calLa Tabla 3 muestra las resistencias relativas de concretos libre o magnesia. La mayoría de las especificaciones para

Tabla 3 RESISTENCIA RELATIVA APROXIMADADEL CONCRETO CONFORME ES AFEC-TADA POR EL TIPO DE CEMENTO.

prueba del tubidímetro de Wagner.hechos con diferentes cementos; el concreto preparadocon cemento portland Tipo 1 o Normal es usado comobase de comparación. Estos valores son característicospara concretos sometidos a curado húmedo hasta el mo-mento de ser ensayados.

(PRO PIE DAD ES DEL (E M EN T O PO RT lA N D

La mayoría de las especificaciones de cemento portlandfijan límites para la composición química y para ciertaspropiedades físicas. Una comprensión del significado dealgunas de estas propiedades es útil en la interpretaciónde los resultados de las pruebas de cemento.

Finura

La finura del cemento afecta la velocidad de la hidrata-ción. La mayor finura del cemento incrementa la propor-ción en que el cemento se hidrata y de este modo se ace-lera el desarrollo de su resistencia. Los efectos de la ma-yor finura sobre la resistencia se manifiesta principalmen-te durante los primeros 7 días. Conforme la finura au-menta el requerimiento de agua disminuye para concre-tos de revenimiento constante hasta alcanzar los altoslímites de finura del cemento Tipo III o de Alta Resis-tencia Temprana.

Sanidad - Constancia de Volumen

Tipo de CementoResistencia a la compresión, % en base de la!resistencia del cemento portland Tipo I o INormal.

ASTM CSA 1 día 7 días 28 días 3 meses'

1 Normal 100 100 100 1001I 75 1'5 90 100

III Alta Resist. Temprana 190 I~O 110 i 100IV 55 55 75 i 100V Resistente a Sulfatos 65 75 85 I 100

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cementos limitan el contenido de magnesia y la expan-sión en autoclave. Desde que la ASTM adoptó la pruebade expansión en autoclave en 1943,. pr~cticamente n~-gún caso de expansión anormal atribuible a este feno-meno se ha presentado.

Tiempo de Fraguado

Se deben realizar pruebas para determinar si una pastade cemento permanece plástica por suficiente tiempopara permitir el colocado normal del concreto sin que sepresenten ernbarazosas operaciones de acabado. El perió-do que la mezcla de concreto permanece plástica depen-de generalmente más de la temperatura y del contenidode agua de la pasta que del tiempo de fraguado del ceo.men to propiamente.

Fraguado Falso

El fraguado falso se evidencia por una pérdida significati-va de plasticidad sin la generación de mucho calor pocotiempo después que el concreto es mezclado. El mezcla-do adicional sin la adición de agua puede restaurar laplasticidad. Desde el punto de vista del transporte y co-Iocz .. :n, las tendencias de fraguado falso en el cementono causarán dificultades donde el concreto se mezcle porun período más largo que el usual o donde se remezclesin agua adicional antes del transporte y colocación.

Resistencia a la CompresionLa resistencia a la compresión del cemento portland,conforme es especificada por la ASTM y eSA es la obte-nida por medio de morteros en cubos de 2 pulgadas(5.08 cm). Estos cubos son hechos y curados de una ma-nera prescrita usando "arena estándar". Resistencias adiferentes edades son indicativas de las características delcemento para desarrollar resistencia, pero no puedenusarse para predecir con exactitud las resistencias delconcreto debido a las muchas variables que se presentanen las mezclas de concreto. Como se indica en la Tabla 3,la resistencia relativa del concreto a diferentes edades es-tá influenciada por la composición química y finura delcemento.Los cementos de hoy día producen concretos de consi-derable mayor resistencia que aquellos hechos con ce-mentos de hace 30 o 50 años.

Calor de Hidratacion

El calor de hidratación es el generado cuando el cemen-to y el agua reaccionan. La cantidad de calor generadodepende principalmente de la composición química delcemento; la velocidad de la generación de calor es afecta-da por la finura y la temperatura de curado como tam-bién de su composición química. En ciertas estructurastales como aquellas de masa considerable, la velocidad ycantidad del calor generado son importantes. Si el calorno es rápidamente disipado, un aumento importante enla temperatura puede ocurrir. En estrucutras de concretomasivo un aumento en la temperatura puede ser indesea-ble puesto que puede estar acompañado de expansióntérmica. El enfriamiento subsecuente del concreto endu-recido a la temperatura ambiente puede producir esfuer-zos indeseables. Por otro lado, un aumento en la tempe-ratura del concreto causado por el calor de hidrataciónes a menudo beneficioso en tiempo frío puesto que ayu-

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da a mantener temperaturas favorables de curado.Las cantidades aproximadas de calor generado durantelos primeros 7 días, tomando como base 100 % para elcemento Tipo 1 o Normal, son: Tipo II, de 80 a 85 % ;Tipo m, hasta 150 %; Tipo IV, de 40 a 60 % y TipoV, de 60 a 75 % .

Pérdida por Ign;c;~n

La pérdida por ignición del cemento portland es deter-minada por la calcinación de una muestra de cemento depeso conocido a una temperatura de rojo intenso (900 a1000oC) hasta que el peso constante sea obtenido. Lapérdida de peso de la muestra es luego determinada. Nor-malmente la pérdida de peso no debe exceder del 2 %Una pérdida alta por ignición es una indicación de prehí-dratación y carbonatación el que puede ser ocasionadopor impropio y prolongado almacenamiento.

IGravedad Específica

La gravedad específica del cemento portland es general-mente alrededor de 3.15. Los cementos portland de es-corias de altos hornos y puzolánicos pueden tener válo-res de gravedad específica alrededor de 2.90. La grave-dad específica de un cemento no es una indicación de sucalidad; su uso principal está en el cálculo del diseño delas mezclas.

EMBALAJE Y TRANSPORTE DEL CEMENTOLa mayoría del cemento portland es transportado al gra-nel por medio de ferrocarril, camiones o barcazas. Lasbolsas de papel son también extensamente usadas. Labolsa de cemento portland usada en los Estados Unidospesa 94 lbs. y el barril 376 lbs. (42.5 y 170 Kg.), respec-tivamente, mientras que la bolsa en el Canadá pesa 87.5lbs. y el barril 350 lbs. (39.7 y 158.8 Kg.), respectiva-mente). El peso del saco de cemento de mampostería es-tá indicado en el saco.

ALMACENAMIENTO DEL CEMENTOEl cemento portland que es mantenido seco retiene suscualidades indefinidamente. El cemento portland almace-

. nado en contacto con la humedad fragua más lentamen-te y desarrolla menos resistencia que el cemento port-land seco. Las bodegas o cobertizos utilizados en el al-macenamiento de cemento deben ser tan secos como seaposible. Todas las grietas y aberturas deben ser cerradas.Las bolsas de cemento no deben colocarse sobre pisoshúmedos. Las bolsas deben ser estibadas lo más cerca po-sible unas de otras para reducir la circulación del aire, pe-ro no deben ser apiladas contra paredes exteriores. Lasbolsas que sean almacenadas por largos períodos debencubrirse con telas alquitranadas o con cualquier cobertu-ra impermeabilízada. En trabajos pequeños en donde noconsiguen cobertizos, los sacos deberán ser colocados so-bre plataformas de madera levantadas. Las coberturasimpermeabilizadas deberán usarse sobre el apilamientoextendiéndolas hasta cubrir los bordes de las platafor-mas para prevenir que la lluvia moje el cemento y a laplataforma. Las plataformas humedecidas por la lluviapueden dañar a los sacos de cemento del fondo.Los sacos de cemento que se almacenen por un perio-

Page 8: Cemento Portland

do muy largo .pueden presentar lo que se llama "endu-recimiento por almacenamiento". Esto puede ser corre-gido usualmente haciendo rodar el saco en el piso. En elmomento de usarse, el cemento-debe fluir libremente yestar libre de terrones. Si los terrones no se rompen fá-cilmente, el cemento debe ser probado antes de usarseen algún trabajo importante. Las pruebas estandar de

resistencia y pérdida por ignición deben hacerse siemprey cuando la calidad del cemento está en duda.El cemento al granel es usualmente guardado en silos aprueba de humedad. Ordinariamente, no permanece pormucho tiempo en almacenamiento pero puede guardar-se por un período relativamente largo sin deterioración.

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UNA ASOCIACION DE CARACTER NO COMERCIAL

DEDICADA A PROMOVER EL USO Y DIFUNDIR

LOS CONOCIMIENTOS SOBRE LA TECNICA

DEL CEMENTO Y SUS DERIVADOS.

Sede: Apartado 2346 - San José . Costa Rica \...

Agosto-1969