cemento.ppt

CONCRETOCONCRETO

CONCRETOCONCRETO

CementoCemento

CONCRETOCONCRETO

CementoCemento

AguaAgua

CONCRETOCONCRETO

CementoCemento

AguaAguaPasta

CONCRETOCONCRETO

CementoCemento

AguaAguaPastaArena

CONCRETOCONCRETO

CementoCemento

AguaAguaPastaArena

Mortero

CONCRETOCONCRETO

CementoCemento

AguaAguaPastaArena

MorteroGrava

CONCRETOCONCRETO

CementoCemento

AguaAguaPastaArena

MorteroGrava

Concreto

CEMENTOCEMENTO Si una mezcla de arcilla y caliza o marga Si una mezcla de arcilla y caliza o marga

triturada se quema a muy elevadas triturada se quema a muy elevadas temperaturas en un horno rotatorio, se forma temperaturas en un horno rotatorio, se forma el el clinkerclinker. Cuando a este clinker se le agrega . Cuando a este clinker se le agrega una pequeña cantidad de una pequeña cantidad de yesoyeso (5 a 7% de yeso) (5 a 7% de yeso) para controlar el tiempo de fraguado para controlar el tiempo de fraguado (endurecimiento) y mejorar las características (endurecimiento) y mejorar las características de resistencia y cambio de volumen. También de resistencia y cambio de volumen. También se muelen junto con el clinker, sustancias se muelen junto con el clinker, sustancias adicionales como algún inhibidor de fraguado adicionales como algún inhibidor de fraguado por compactación y de ayuda a la por compactación y de ayuda a la pulverización, con el fin de mejorar las pulverización, con el fin de mejorar las características de facilidad para fluir y se características de facilidad para fluir y se muele hasta formar un muele hasta formar un polvo finopolvo fino, se obtiene , se obtiene como producto el como producto el cemento Portlandcemento Portland..

CEMENTOCEMENTO

Cuando el cemento se mezcla con el Cuando el cemento se mezcla con el aguaagua, se inicia una , se inicia una reacción químicareacción química: : cada partícula de cemento adquiere un cada partícula de cemento adquiere un tipo de crecimiento en su superficie, que tipo de crecimiento en su superficie, que gradualmente se extiende hasta unirse gradualmente se extiende hasta unirse con otras partículas en crecimiento. con otras partículas en crecimiento. Es Es esta unión la que da como resultado el esta unión la que da como resultado el progresivo endurecimiento y progresivo endurecimiento y consolidación, y el desarrollo de la consolidación, y el desarrollo de la resistencia del concreto. resistencia del concreto.

Fabricación cementoFabricación cemento

CONCRETOCONCRETO

Fabricación del cementoFabricación del cemento

ANÁLISIS AL CEMENTOANÁLISIS AL CEMENTO

SiO2 21.00 Finura

Al2O3 4.6 Blaine, m²/kg 380

Fe2O3 3.2 De menos que la malla 325, % 92.5CaO 64.5 Resistencia a la compresión, psiMgO 2.0 Del cubo a 1 día 1750SO3 2.9 Del cubo a 3 días 3200Pérdida de ignición 1.5 Del cubo a 7 días 4200Residuo insoluble 0.3 Del cubo a 28 días 5650CaO libre 1.1 Tiempo de fraguado, h: minNa2O 0.3 Inicial 01:40

K2O 0.24 Final 03:15Álcalis totales 0.46 Contenido de aire, % 8.0

Expansión en autoclave 0.03C3S 59.2 Gravedad específica 3.15

C2S 15.5

C3A 6.8C4AF 9.7

Análisis químico, % Propiedades fìsicas

Composición de compuestos, %

CEMENTOCEMENTO

Propiedades físicas y mecánicas del cementoPropiedades físicas y mecánicas del cemento FinuraFinura Resistencia a compresiónResistencia a compresión Sanidad Sanidad ConsistenciaConsistencia Calor de hidrataciónCalor de hidratación Tiempo de fraguadoTiempo de fraguado PegajosidadPegajosidad Peso específicoPeso específico Pérdida por igniciónPérdida por ignición

CEMENTOCEMENTO

Propiedades físicas y mecánicas del Propiedades físicas y mecánicas del cementocemento FinuraFinura

Las partículas de cemento, debido a su pequeño Las partículas de cemento, debido a su pequeño tamaño, no pueden caracterizarse por medio de tamaño, no pueden caracterizarse por medio de tamices (mallas o cedazos); de este modo, se tamices (mallas o cedazos); de este modo, se necesitan otros métodos para medir el tamaño de necesitan otros métodos para medir el tamaño de partícula. El método de uso más común señala la partícula. El método de uso más común señala la superficie específicasuperficie específica, considerando las partículas , considerando las partículas como como esferasesferas. (En realidad, bajo el microscopio, las . (En realidad, bajo el microscopio, las partículas se asemejan a roca triturada). El área partículas se asemejan a roca triturada). El área superficial se expresa en metros cuadrados por superficial se expresa en metros cuadrados por kilogramo de cemento (m²/kg). kilogramo de cemento (m²/kg).

CEMENTOCEMENTO Propiedades físicas y mecánicas del cementoPropiedades físicas y mecánicas del cemento

FinuraFinura El método de permeabilidad al aire con El método de permeabilidad al aire con el aparato de el aparato de

BlaineBlaine es el estándar de es el estándar de ASTM C 204ASTM C 204. Este método . Este método depende del gasto de aire a través de un lecho preparado depende del gasto de aire a través de un lecho preparado de cemento en la celda del aparato. El gasto es función del de cemento en la celda del aparato. El gasto es función del tamaño y número de poros, lo cual es función del tamaño tamaño y número de poros, lo cual es función del tamaño de partícula. de partícula.

El turbidímetro de WagnerEl turbidímetro de Wagner descrito en el estándar descrito en el estándar ASTM C ASTM C 115115 utiliza un analizador automático que mide la utiliza un analizador automático que mide la distribución del tamaño de partículas, desde 0.1 hasta 90 distribución del tamaño de partículas, desde 0.1 hasta 90 m. Los resultados actuales entre los métodos no son m. Los resultados actuales entre los métodos no son comparables. Sin embargo resultan adecuados para el comparables. Sin embargo resultan adecuados para el trabajo de investigación.trabajo de investigación.

ASTM C 430ASTM C 430 describe el método para determinar la describe el método para determinar la cantidad de cemento que pasa el tamiz cantidad de cemento que pasa el tamiz Nº 325 (0.045 mm)Nº 325 (0.045 mm) donde aproximadamente del donde aproximadamente del 85% al 95% deben ser pasar 85% al 95% deben ser pasar dicho tamiz. dicho tamiz.

CEMENTOCEMENTO

Propiedades físicas y mecánicas del Propiedades físicas y mecánicas del cementocemento FinuraFinura

La finura del cemento influye en el calor liberado y en la velocidad de hidratación. A mayor finura del cemento, mayor rapidez de hidratación y mayor desarrollo de resistencia.

Los efectos que una mayor finura provoca sobre la resistencia, se manifiestan principalmente durante los primeros 7 días.

CEMENTOCEMENTO Propiedades físicas y mecánicas del Propiedades físicas y mecánicas del

cementocemento ResistenciaResistencia

La resistencia a compresión se determina elaborando La resistencia a compresión se determina elaborando cubos de mortero de 2”, mezclando cemento y arena cubos de mortero de 2”, mezclando cemento y arena muy dura, en una proporción por peso de 1 parte de muy dura, en una proporción por peso de 1 parte de cemento y 2.75 partes de arena, que se le añade agua cemento y 2.75 partes de arena, que se le añade agua hasta obtener una relación agua/cemento fija para hasta obtener una relación agua/cemento fija para cemento Portland o una banda de consistencia con el cemento Portland o una banda de consistencia con el apoyo del ensayo de fluidez. apoyo del ensayo de fluidez. ASTM C 109ASTM C 109 describe el describe el procedimiento.procedimiento.

Dependiendo del tipo de cemento, su respectiva Dependiendo del tipo de cemento, su respectiva especificación describe las edades de ensayo (1, 3, 7 y especificación describe las edades de ensayo (1, 3, 7 y 28 días) y sus respectivas resistencias mínimas a 28 días) y sus respectivas resistencias mínimas a cumplir.cumplir.


cementocemento Sanidad Sanidad

La sanidad se refiere a la La sanidad se refiere a la capacidad de una capacidad de una pasta endurecida de conservar su volumen pasta endurecida de conservar su volumen después de fraguado.después de fraguado.

La expansión destructiva retardada o falta de La expansión destructiva retardada o falta de sanidad es provocada por un sanidad es provocada por un exceso en las exceso en las cantidades de cal libre o de magnesiacantidades de cal libre o de magnesia..

Para controlar lo anterior las especificaciones Para controlar lo anterior las especificaciones para cemento portland limitan la cantidad de para cemento portland limitan la cantidad de magnesia (periclasa), así como magnesia (periclasa), así como la expansión en la expansión en autoclave (ASTM C 151).autoclave (ASTM C 151).

CEMENTOCEMENTO

Propiedades físicas y mecánicas del cementoPropiedades físicas y mecánicas del cemento ConsistenciaConsistencia

La consistencia se refiere a la movilidad relativa de una La consistencia se refiere a la movilidad relativa de una pasta de cemento o mortero recién mezclado o bien su pasta de cemento o mortero recién mezclado o bien su capacidad de fluir.capacidad de fluir.

Para el mezclado de pastas y morteros se utiliza una Para el mezclado de pastas y morteros se utiliza una batidora y los procedimientos descritos en ASTM hace batidora y los procedimientos descritos en ASTM hace de acuerdo a ASTM C 305.de acuerdo a ASTM C 305.

Para las pastas de cemento, la consistencia normal se Para las pastas de cemento, la consistencia normal se determina por medio del aparato de Vicat (ASTM C 187), determina por medio del aparato de Vicat (ASTM C 187), mezclando un masa fija de cemento y variando los mezclando un masa fija de cemento y variando los contenidos de agua; definiendo con consistencia normal, contenidos de agua; definiendo con consistencia normal, aquella que se logra cuando el aparto de Vicat penetra aquella que se logra cuando el aparto de Vicat penetra en ella 10 mm en 30s.en ella 10 mm en 30s.

CEMENTOCEMENTO

Propiedades físicas y mecánicas del cementoPropiedades físicas y mecánicas del cemento ConsistenciaConsistencia

Para los morteros, se utiliza el aparato de fluidez descrito Para los morteros, se utiliza el aparato de fluidez descrito por ASTM C 230, y siguiendo el procedimiento de por ASTM C 230, y siguiendo el procedimiento de determinación de fluidez, descrito por ASTM 1437 hasta determinación de fluidez, descrito por ASTM 1437 hasta lograr un valor de 110±5%.lograr un valor de 110±5%.

Ambos métodos, el de consistencia normal y el de la Ambos métodos, el de consistencia normal y el de la prueba de fluidez sirven para regular los contenidos de prueba de fluidez sirven para regular los contenidos de agua de las pastas y morteros respectivamente, que agua de las pastas y morteros respectivamente, que serán empleados en pruebas subsecuentes (tiempo de serán empleados en pruebas subsecuentes (tiempo de fraguado y expansión en autoclave en pastas y resistencia fraguado y expansión en autoclave en pastas y resistencia a compresión en morteros).a compresión en morteros).

Ambas pruebas permiten comparar distintos ingredientes Ambas pruebas permiten comparar distintos ingredientes con la misma consistencia (penetración o fluidez).con la misma consistencia (penetración o fluidez).

CEMENTOCEMENTO

Propiedades físicas y mecánicas del cementoPropiedades físicas y mecánicas del cemento Calor de hidrataciónCalor de hidratación

Es el calor que se genera cuando reaccionan el agua y el Es el calor que se genera cuando reaccionan el agua y el cementocemento..

La cantidad de calor generado depende de la La cantidad de calor generado depende de la composición química del cemento, siendo el composición química del cemento, siendo el CC33AA y el y el CC33SS los compuestos particularmente responsables del los compuestos particularmente responsables del elevado desarrollo de calor. elevado desarrollo de calor.

Otros factores que influyen son la Otros factores que influyen son la relación relación agua/cemento, la finura del cemento y la temperatura agua/cemento, la finura del cemento y la temperatura de curadode curado..

Su valor promedio es de 120 cal/g durante la Su valor promedio es de 120 cal/g durante la hidratación completa del cemento.hidratación completa del cemento.

CEMENTOCEMENTO

Propiedades físicas y mecánicas del Propiedades físicas y mecánicas del cementocemento Calor de hidrataciónCalor de hidratación

La velocidad y cantidad de calor generado son de La velocidad y cantidad de calor generado son de gran importancia, ya que si no se disipa gran importancia, ya que si no se disipa rápidamente puede provocar efectos indeseables rápidamente puede provocar efectos indeseables de esfuerzos por contracción térmica.de esfuerzos por contracción térmica.

La determinación del calor de hidratación está La determinación del calor de hidratación está indicada en ASTM C 186. indicada en ASTM C 186.

Otros factores que influyen son la Otros factores que influyen son la relación relación agua/cemento, la finura del cemento y la agua/cemento, la finura del cemento y la temperatura de curadotemperatura de curado..

CEMENTOCEMENTO

Propiedades físicas y mecánicas del Propiedades físicas y mecánicas del cementocemento Tiempo de fraguadoTiempo de fraguado

El endurecimiento de la pasta de cemento El endurecimiento de la pasta de cemento con el tiempocon el tiempo es lo que se conoce como es lo que se conoce como fraguado del cemento.fraguado del cemento.

El fraguado inicial de la pasta de cemento El fraguado inicial de la pasta de cemento no debe ocurrir demasiado pronto, ni el no debe ocurrir demasiado pronto, ni el fraguado final debe ocurrir demasiado fraguado final debe ocurrir demasiado tarde.tarde.Fragua

do

inicial

Fraguado

final

0

Tiempo (minutos)

No menos

de

No más de


cementocemento Tiempo de fraguadoTiempo de fraguado

Los tiempos de fraguado indican si la pasta está Los tiempos de fraguado indican si la pasta está desarrollando sus reacciones de hidratación de desarrollando sus reacciones de hidratación de manera normal.manera normal.

El yeso regula en tiempo de fraguado en el El yeso regula en tiempo de fraguado en el cemento, también influyen la relación A/C, la finura cemento, también influyen la relación A/C, la finura y aditivos si se usan.y aditivos si se usan.

Los tiempos de fraguado de las pastas de cemento Los tiempos de fraguado de las pastas de cemento no están relacionados directamente con los tiempos no están relacionados directamente con los tiempos de fraguado del concreto, debido a la evaporación de fraguado del concreto, debido a la evaporación del agua y diferencias de temperatura en la obra y del agua y diferencias de temperatura en la obra y el laboratorio.el laboratorio.

CEMENTOCEMENTO

Propiedades físicas y mecánicas del Propiedades físicas y mecánicas del cementocemento PegajosidadPegajosidad

En ocasiones, los usuarios del material a granel En ocasiones, los usuarios del material a granel encuentran que el cemento presenta cierta encuentran que el cemento presenta cierta dificultad para fluir o que fluye mal. Esta dificultad para fluir o que fluye mal. Esta pegajosidad (cohesión o adherencia), o “fraguado pegajosidad (cohesión o adherencia), o “fraguado por compactación”, no tiene efecto sobre las por compactación”, no tiene efecto sobre las propiedades del cemento para producir el propiedades del cemento para producir el concreto. El problema suele ser la humedad, concreto. El problema suele ser la humedad, instalaciones de manejo inadecuadamente instalaciones de manejo inadecuadamente diseñadas o haber dejado que el cemento se diseñadas o haber dejado que el cemento se asentara demasiado tiempo sin moverlo. asentara demasiado tiempo sin moverlo.

CEMENTOCEMENTO

Propiedades físicas y mecánicas del cementoPropiedades físicas y mecánicas del cemento Peso específicoPeso específico

La razón de la densidad del cemento con respecto a la La razón de la densidad del cemento con respecto a la densidad del agua da como resultado el peso específico densidad del agua da como resultado el peso específico (o gravedad específica) del cemento.(o gravedad específica) del cemento.

La determinación de este valor está descrita en ASTM C La determinación de este valor está descrita en ASTM C 188.188.

La mayor parte de cementos oscilan entre 3.10 y 3.15 y La mayor parte de cementos oscilan entre 3.10 y 3.15 y algún cemento de escoria de altos hornos pueden tener algún cemento de escoria de altos hornos pueden tener valores de aproximadamente 2.90.valores de aproximadamente 2.90.

El uso principal de este valor es para cálculos de El uso principal de este valor es para cálculos de proporcionamiento de mezclas de concreto o estimación proporcionamiento de mezclas de concreto o estimación de contenido de aire en morteros.de contenido de aire en morteros.

CEMENTOCEMENTO

Propiedades físicas y mecánicas del cementoPropiedades físicas y mecánicas del cemento Pérdida por igniciónPérdida por ignición

La pérdida por ignición del cemento portland se La pérdida por ignición del cemento portland se determina calentando una muestra de cemento de peso determina calentando una muestra de cemento de peso conocido a 900 º C o 1000 ºC, hasta que se obtenga un conocido a 900 º C o 1000 ºC, hasta que se obtenga un peso constante. Por diferencia de pesos se determina la peso constante. Por diferencia de pesos se determina la pérdida de peso de la muestra.pérdida de peso de la muestra.

Una pérdida por ignición elevada indica prehidratación y Una pérdida por ignición elevada indica prehidratación y carbonatación, que pueden ser causadas por un carbonatación, que pueden ser causadas por un almacenamiento prolongado e inadecuado o por almacenamiento prolongado e inadecuado o por adulteraciones durante el transporte y la descarga.adulteraciones durante el transporte y la descarga.

El ensayo de pérdida por ignición está descrito en ASTM El ensayo de pérdida por ignición está descrito en ASTM C 114. C 114.

CEMENTOCEMENTO Tipos de cemento Tipos de cemento

Portland (ASTM C 150)Portland (ASTM C 150) Tipo I Uso generalTipo I Uso general Tipo II modificado (moderada resistencia al sulfato)Tipo II modificado (moderada resistencia al sulfato) Tipo III Alta resistencia tempranaTipo III Alta resistencia temprana Tipo IV Bajo calor de hidrataciónTipo IV Bajo calor de hidratación Tipo V Resistente a los sulfatosTipo V Resistente a los sulfatos Blanco: Cumple requisitos tipo I o III, o ambos Blanco: Cumple requisitos tipo I o III, o ambos

(se disminuyen significativamente contenidos de hierro (se disminuyen significativamente contenidos de hierro y manganeso)y manganeso)

Tipos IA, IIA y IIIA con inclusor de aire.Tipos IA, IIA y IIIA con inclusor de aire. Estos tipos tienen una composición semejante a las de Estos tipos tienen una composición semejante a las de

los tipos I, II y III, excepto que, durante la fabricación, los tipos I, II y III, excepto que, durante la fabricación, se muele junto con estos últimos un agente inclusor de se muele junto con estos últimos un agente inclusor de aire. aire.

CEMENTOCEMENTO


Mezclados (ASTM C 595)Mezclados (ASTM C 595) Tipo IS Cemento de escoriaTipo IS Cemento de escoria Tipo IP Cemento puzolánicoTipo IP Cemento puzolánico Tipo P Cemento con puzolana Tipo P Cemento con puzolana

Cuando no son requeridas altas resistencias a edades Cuando no son requeridas altas resistencias a edades tempranastempranas

Tipo I(PM) Cemento puzolánico modificadoTipo I(PM) Cemento puzolánico modificado Tipo I(SM) Cemento de escoria modificado Tipo I(SM) Cemento de escoria modificado Tipos S Cemento de escoria.Tipos S Cemento de escoria. Si se desea resistencia moderada a los sulfatos o moderado Si se desea resistencia moderada a los sulfatos o moderado

calor de hidratación, deberá añadirse sufijos (MS o MH calor de hidratación, deberá añadirse sufijos (MS o MH respectivamente).respectivamente).

Si se desea cemento con inclusor de aire se be añadir el Si se desea cemento con inclusor de aire se be añadir el sufijo A. sufijo A.

CEMENTOCEMENTO

CEMENTOCEMENTO

Tipos de cemento Tipos de cemento Mampostería (ASTM C 91)Mampostería (ASTM C 91)

Tipo NTipo N Tipo S Tipo S Tipo M Tipo M

Son utilizados para elaboración de mortero y Son utilizados para elaboración de mortero y no deben serno deben ser

Utilizados para elaborar concreto.Utilizados para elaborar concreto.

CEMENTOCEMENTO


Por desempeño (ASTM C 1157)Por desempeño (ASTM C 1157) Tipo GU (General Use): Cemento hidráulico para la Cemento hidráulico para la

construcción general. Se usa cuando uno o más de los tipos construcción general. Se usa cuando uno o más de los tipos especiales no son requeridos. especiales no son requeridos.

Tipo HE (High Early-Strength): De alta resistencia temprana. De alta resistencia temprana. Cuando no son requeridas altas resistencias a edades tempranasCuando no son requeridas altas resistencias a edades tempranas

Tipo MS (Moderate Sulfate Resistance): De moderada Tipo MS (Moderate Sulfate Resistance): De moderada resistencia a los sulfatos.resistencia a los sulfatos.

Tipo HS (High Sulfate Resistance): De alta resistencia a los Tipo HS (High Sulfate Resistance): De alta resistencia a los sulfatos. sulfatos.

Tipo MH (Moderate Heat of Hydration)Tipo MH (Moderate Heat of Hydration): De moderado calor de : De moderado calor de hidratación.hidratación.

Tipo LH (Low Heat of Hydration): De bajo calor de hidratación.Tipo LH (Low Heat of Hydration): De bajo calor de hidratación. Se omiten requerimientos químicos. Se omiten requerimientos químicos.

CEMENTOCEMENTO

CEMENTOCEMENTO

Tipos de cemento Tipos de cemento Cemento hidráulico expansivo (ASTM C 845)Cemento hidráulico expansivo (ASTM C 845)

Tipo K: Contiene alumino sulfato ahnidro de Contiene alumino sulfato ahnidro de calcio. calcio.

Tipo M: Contiene aluminato de calcio y sulfato de calcio. .

Tipo S : Contiene aluminato tricálcico y sulfato de Tipo S : Contiene aluminato tricálcico y sulfato de calcio.calcio.

Estos tipos se usan para inhibir la contracción del Estos tipos se usan para inhibir la contracción del concreto y minimizar el agrietamiento. Tienen concreto y minimizar el agrietamiento. Tienen baja resistencia al sulfato y sólo se puede disponer baja resistencia al sulfato y sólo se puede disponer de ellos bajo pedido especial.de ellos bajo pedido especial.

CEMENTOCEMENTO


Cemento plástico (ASTM C 1328)Cemento plástico (ASTM C 1328) Tipo S: Tipo M: TipoEl cemento plástico se produce al moler un agente TipoEl cemento plástico se produce al moler un agente

plastificante mineral junto con el clinker de cemento Portland que plastificante mineral junto con el clinker de cemento Portland que satisfaga los requisitos del cemento tipo I o II de ASTM. El satisfaga los requisitos del cemento tipo I o II de ASTM. El Uniform Building Code (UBC, Código de Construcción Uniforme) Uniform Building Code (UBC, Código de Construcción Uniforme) permite que se agreguen agentes plastificantes siempre que no se permite que se agreguen agentes plastificantes siempre que no se sobrepase el 12% del volumen total. El cemento plástico cumple sobrepase el 12% del volumen total. El cemento plástico cumple los requisitos de ASTM C 150, excepto por el residuo insoluble, la los requisitos de ASTM C 150, excepto por el residuo insoluble, la inclusión de aire y las adiciones subsecuentes hasta la calcinación, inclusión de aire y las adiciones subsecuentes hasta la calcinación, así como los requisitos del UBC. El cemento plástico se desarrolla así como los requisitos del UBC. El cemento plástico se desarrolla para la pasta para revoque y el estuco de cemento Portland. En para la pasta para revoque y el estuco de cemento Portland. En virtud de la gran cantidad de inclusión de aire, virtud de la gran cantidad de inclusión de aire, no se recomienda no se recomienda para concretopara concreto

Nota: El término Nota: El término PlasterPlaster se define como un mortero formado por se define como un mortero formado por cemento hidráulico, agregado fino y agua, que endurece y es cemento hidráulico, agregado fino y agua, que endurece y es usado para la cubierta de superficies tales como encielados, usado para la cubierta de superficies tales como encielados, paredes y divisiones. El Término paredes y divisiones. El Término StuccoStucco (estuco) se refiere a una (estuco) se refiere a una mezcla de mortero de cemento hidráulico conteniendo agregado mezcla de mortero de cemento hidráulico conteniendo agregado fino, usado para la cubierta exterior de superficies.fino, usado para la cubierta exterior de superficies.

CEMENTOCEMENTO


API especial 10 para pozos petrolerosAPI especial 10 para pozos petroleros. Este tipo consta . Este tipo consta de varias clases y está diseñado para satisfacer condiciones de varias clases y está diseñado para satisfacer condiciones de presión y temperatura elevadas que se encuentran en la de presión y temperatura elevadas que se encuentran en la inyección de inyección de groutgrout en los pozos petroleros. Este tipo en los pozos petroleros. Este tipo produce una pasta de baja viscosidad (“aguada”) y fraguado produce una pasta de baja viscosidad (“aguada”) y fraguado lento, tan líquida como es posible para facilitar el bombeo a lento, tan líquida como es posible para facilitar el bombeo a presión el los pozos profundos. Es de bajo contenido de presión el los pozos profundos. Es de bajo contenido de C3A, de molido grueso y no puede contener alguna C3A, de molido grueso y no puede contener alguna sustancia para ayudar a la pulverización.sustancia para ayudar a la pulverización.

Cemento de alta alúminaCemento de alta alúmina. Este tipo contiene aluminatos . Este tipo contiene aluminatos de calcio, en lugar de silicatos de calcio. Tiene una elevada de calcio, en lugar de silicatos de calcio. Tiene una elevada resistencia temprana (a las 24 h) y propiedades resistencia temprana (a las 24 h) y propiedades refractarias. Puede experimentar un 40% de retrogresión refractarias. Puede experimentar un 40% de retrogresión en la resistencia después de secar en concreto durante un en la resistencia después de secar en concreto durante un periodo de 6 meses, si el concreto no se mantiene frío periodo de 6 meses, si el concreto no se mantiene frío durante las primeras 24 horas después de mezclar y colar.durante las primeras 24 horas después de mezclar y colar.

CEMENTOCEMENTO

Ensayos al cementoEnsayos al cemento Gravedad específicaGravedad específica Consistencia normalConsistencia normal Fraguado inicial y final (Aguja de Vicat Fraguado inicial y final (Aguja de Vicat

o Aguja de Gillmore)o Aguja de Gillmore) Expansión en autoclaveExpansión en autoclave Resistencia a la compresiónResistencia a la compresión Finura (aparato de Blaine o Finura (aparato de Blaine o

turbidímetro de Wagner)turbidímetro de Wagner) Determinación de contenido de aire Determinación de contenido de aire

CEMENTOCEMENTOGravedad específica (ASTM C 188)Gravedad específica (ASTM C 188)

La densidad del cemento es definida como la masa de una La densidad del cemento es definida como la masa de una unidad de volumen de los sólidos. Una cantidad de líquido ya unidad de volumen de los sólidos. Una cantidad de líquido ya sea kerosén o gasolina (Nafta) con una densidad mayor a sea kerosén o gasolina (Nafta) con una densidad mayor a 0.73 g/mL a 23 ± 2 ºC se introduce en un frasco 0.73 g/mL a 23 ± 2 ºC se introduce en un frasco Le Le ChatelierChatelier (Fig 2-3) llevándolo a un nivel de marca inicial (Fig 2-3) llevándolo a un nivel de marca inicial entre 0 y 1 ml. Posteriormente se añaden aproximadamente entre 0 y 1 ml. Posteriormente se añaden aproximadamente 64 g de cemento (pesado al más próximo 0.05 g) al interior 64 g de cemento (pesado al más próximo 0.05 g) al interior del frasco con todo el cuidado que no se adhiera a las del frasco con todo el cuidado que no se adhiera a las paredes, y por diferencia de lecturas final e inicial paredes, y por diferencia de lecturas final e inicial (procurando que cuando se realicen las lecturas no exista (procurando que cuando se realicen las lecturas no exista una variación de temperatura mayor a 0.2 ºC) se determina una variación de temperatura mayor a 0.2 ºC) se determina el volumen ocupado por los sólidos del cemento. El cálculo el volumen ocupado por los sólidos del cemento. El cálculo de la densidad del cemento viene por medio de la ecuación de la densidad del cemento viene por medio de la ecuación siguiente:siguiente:

(g/cm³) = M/(g/cm³) = M/V V Donde:Donde: MM : Masa del cemento, g: Masa del cemento, g VV : Diferencia de lecturas final e inicial, mL (cm³): Diferencia de lecturas final e inicial, mL (cm³)

CEMENTOCEMENTO

Gravedad específica (ASTM C 188)Gravedad específica (ASTM C 188)

CEMENTOCEMENTO

Consistencia normal (ASTM C 187)Consistencia normal (ASTM C 187)

CEMENTOCEMENTO

Consistencia normal (ASTM C 187) Consistencia normal (ASTM C 187) Colocar toda el agua de

mezclado y añadir todo el

cemento Mezclado

de la pasta

30 s

Baja velocida

d

Raspar pasta

15 s

60 s

Media velocida

d

Mezclado de la pasta

30 s

Absorción de agua

Procedimiento de mezclado de pasta de acuerdo a ASTM C 305

CEMENTOCEMENTO


CEMENTOCEMENTO


15 cm

6 veces

CEMENTOCEMENTO


CEMENTOCEMENTO


Se mide la penetración

alcanzada por el émbolo en

30 s

CEMENTOCEMENTO


650 g de

cemento

650 g de

cemento

650 g de

cemento

650 g de

cemento

120 mL de

agua

140 mL de

agua

160 mL de

agua

180 mL de

agua

Agua Agua

(mL)(mL)PenetraciPenetración (mm)ón (mm)

120120 55

140140 88

160160 1212

180180 1515

CEMENTOCEMENTO


Agua (mL)

Penetración (mm)

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

1412

16

108

6

4

2

18

CEMENTOCEMENTO


Agua (mL)

Penetración (mm)

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

1412

16

108

6

4

2

18

150 mL

% =( 150/650)x100=23.1%

CEMENTOCEMENTO

Consistencia normal (ASTM C 187)Consistencia normal (ASTM C 187)Prueba de consistencia normal en cemento

y = 0.170x - 15.500

R2 = 0.997

0

5

10

15

20

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Agua añadida (mL)

Pen

etra

ció

n (

mm

)

CEMENTOCEMENTO


X=(Y+15.5)/0.17 = 1507 mL = 23.1%

Prueba de consistencia normal en cemento

y = 0.170x - 15.500

R2 = 0.997

0

5

10

15

20

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Agua añadida (mL)

Pen

etra

ció

n (

mm

)

CEMENTOCEMENTO

Consistencia normalConsistencia normal

Contenido de humedad de consistencia normal

Tiempo de fraguado inicial y final del cemento

Expansión en autoclave

Fraguado inicial y final (Aguja de Vicat) Fraguado inicial y final (Aguja de Vicat) ASTM C 191ASTM C 191

CEMENTOCEMENTO


CEMENTOCEMENTO


alcanzada por la aguja en 30

s


CEMENTOCEMENTO


alcanzada por la aguja en 30

s

Debe tenerse el cuidado de que cada penetración se ubique a no menos que 5 mm de otra penetración previa y a no menos de 10 mm del borde interno del molde.


CEMENTOCEMENTO

CEMENTOCEMENTO

Fraguado inicial y final (Aguja de Vicat) ASTM C 191Fraguado inicial y final (Aguja de Vicat) ASTM C 191Tiempo (min) Penetracion (mm) Observación

30 4145 4160 4175 4190 41105 31120 29135 18150 4165 2180 1195 0.5210 0.5225 0.25240 0.25255 0.1270 0 No se aprecia marca visible

CEMENTOCEMENTO

Fraguado inicial y final (Aguja de Vicat) ASTM C 191Fraguado inicial y final (Aguja de Vicat) ASTM C 191

Determinación de fraguado inicial y final del cemento

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300

Tiempo (min)

Pen

etra

ció

n (

mm

)

CEMENTOCEMENTO

Fraguado inicial y final (Aguja de Vicat) ASTM C 191Fraguado inicial y final (Aguja de Vicat) ASTM C 191

Determinación de fraguado inicial y final del cemento

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300

Tiempo (min)

Pen

etra

ció

n (

mm

)

Tiempo de Fraguado inicial

Tiempo de Fraguado final

CEMENTOCEMENTO

Fraguado inicial y final (Aguja de Gillmore) Fraguado inicial y final (Aguja de Gillmore) ASTM C 266ASTM C 266Pasta de masilla

Diámetro de la base : 76 ±13 mm Diámetro superior : 50 ±13 mm Espesor del centro : 13 ± 3 mm

CEMENTOCEMENTO

Expansión en autoclave (ASTM C 151)Expansión en autoclave (ASTM C 151)

G: tramo de calibración

CEMENTOCEMENTO


CEMENTOCEMENTO

Expansión en autoclaveExpansión en autoclave

CEMENTOCEMENTO


CEMENTOCEMENTO

Expansión en autoclave (ASTM C 151)Expansión en autoclave (ASTM C 151)295±10 psi

por 3 hLi Lx

L = (Lx – Li)/G 100G =10 para moldes en unidades inglesasG = 250 àra moldes en unidades métricas

CEMENTOCEMENTO

Resistencia a compresión (ASTM C Resistencia a compresión (ASTM C 109)109)

Cantidades de arena y cemento a Cantidades de arena y cemento a mezclarmezclar

Material Para elaborar 6 especimenes

Para elaborar 9 especimenes

Cemento, g 500 740 Arena, g 1375 2035 Agua, ml -Portland (0.485) -Portland inclusor de aire (0.460) -Otro (obtener una fluidez de 110±5)

242 230 ...

359 340 ...

Proporción en peso:

1 Parte de cemento : 2.75 de arena estándar graduada; de sílice natural cumpliendo ASTM C 778

CEMENTOCEMENTO


Especificación para arena estándar Especificación para arena estándar (ASTM C 778)(ASTM C 778)

CEMENTOCEMENTO

Mezclado de morteros (ASTM C 305) Mezclado de morteros (ASTM C 305) Colocar toda el agua de

mezclado y añadir todo el

cemento Añadir arena

30 s

Baja velocida

d

Mezclado mortero

15 s

90 s

Reposo

Mezclado de

mortero

Procedimiento de mezclado de mortero de acuerdo a ASTM C 305

Mezclado de la pasta

30 s

Baja velocida

d

30 s

Media

velocidad

raspar mortero

60 s

Media velocida

d

tapar mortero

Para cemento Portland y Portland inclusor de aire

CEMENTOCEMENTO


Mesa de fluidez (ASTM C 230)Mesa de fluidez (ASTM C 230)

CEMENTOCEMENTO


Determinación de fluidez (ASTM C 1437)Determinación de fluidez (ASTM C 1437)

Se compacta en 2 capas,

aplicando 20 golpes por capa

CEMENTOCEMENTO

Se enrasa el molde, se limpia el mortero

de la mesa, se levanta el molde y

se aplican 25 golpes en 15 s

CEMENTOCEMENTO

Se miden 4 diámetros con las líneas

auxiliares de la mesa

Se calcula el diámetro promedio del molde

Dpm y se determina el diámetro de la base

del molde Dbm

Fluidez = (Dpm-Dbm) / Dbm 100

Fluidez = 110 ± 5%

CEMENTOCEMENTODeterminación de fluidez del mortero (ASTM C 1437)Determinación de fluidez del mortero (ASTM C 1437)

500 g de

cemento

500 g de

cemento

500 g de

cemento

500 g de

cemento

200 mL de

agua

220 mL de

agua

240 mL de

agua

260 mL de

agua

Agua Agua

(mL)(mL)Fluidez Fluidez

(%)(%)200200 7878

220220 9595

240240 107107

260260 122122

1375 g de

arena

1375 g de

arena

1375 g de

arena

1375 g de

arena

CEMENTOCEMENTO

Resistencia a compresiónResistencia a compresiónSe enrasa el molde, se limpia el mortero

de la mesa, se levanta el molde y

se aplican 25 golpes en 15 s

CEMENTOCEMENTO

Se cumple fluidez de 110 ± 5%

Proceder a elaborar especimenes cúbicos de

2”, de mortero

Proceder a determinar retención de agua del

mortero

CEMENTOCEMENTO

Resistencia a compresiónResistencia a compresión

CEMENTOCEMENTO


Se aplican 2 rondas de compactación en 10 s

CEMENTOCEMENTO


CEMENTOCEMENTO


Se aplican 2 rondas de compactación en 10 s

CEMENTOCEMENTO


CEMENTOCEMENTO

Resistencia a compresiónResistencia a compresiónColocarlos inmersos en agua saturada con cal

hidratada del tipo CH según ASTM C 911 en una proporción de (3 g/L)

CEMENTOCEMENTO


Edad de prueba Tolerancia permisible 24 h ± ½ h

3 días ±1 h 7 días ±3 h

28 días ±12 h

CEMENTOCEMENTO


a

b

c

Área= a x b

PesoW

CEMENTOCEMENTO

Resistencia a compresiónResistencia a compresiónP máx , aplicando carga de 200 lbf/s a 400 lbf/s

fm=Pmax/A

W/V

t

P

Pmax

Base máquina de

ensayo

Cubo de 2”

Bloque superior de

carga

Nota: Si el área de la sección transversal varía en más del 1.5% del área nominal, entonces utilizar en el cálculo el área actual. Reportar el esfuerzo a los 10 psi más próximos, la fluidez al 1% más cercano y el contenido de humedad al 0.1% más próximo. Asimismo al reportar resultados no debe considerarse aquellos especimenes que estén manifiestamente faltos.

CEMENTOCEMENTO


CEMENTOCEMENTO

Edad de prueba, días

Coeficiente de

variación 1s %ARango aceptable de

resultados de ensayos d2s

%A

Cementos portlandRelación agua/cemento constante

Un solo laboratorista 3 4.0 11.37 3.6 10.3

promedio 8.0 10.7

Multilaboratorio 3 6.8 19.27 6.4 18.1

promedio 6.6 18.7

Cementos mezcladosFluidez constante del mortero


28 3.4 9.6promedio 3.8 10.7


28 7.4 20.9promedio 7.6 21.5

Cementos de mamposteríaFluidez constante del mortero


promedio 7.7 21.8


promedio 11.9 33.7

A Estos números representan respectivamente los límites 1s% y d2s% tal como es descrito en práctica ASTM C 670

CEMENTOCEMENTO

Finura con aparato de Blaine (ASTM C Finura con aparato de Blaine (ASTM C 204)204)

EL APARATO DE BLAINE, el cual usa un método de permeabilidad al aire. La superficie específica se determina haciendo pasar una cantidad definida de aire por una muestra preparada en una determinada forma, la cantidad de aire que pasa es función del tamaño y de la distribución de tamaños de las partículas.

CEMENTOCEMENTO

Finura con aparato de Blaine (ASTM C Finura con aparato de Blaine (ASTM C 204)204)

CEMENTOCEMENTO

Finura con aparato de Wagner (ASTM Finura con aparato de Wagner (ASTM C 115)C 115)

EL TURBIDIMETRO DE WAGNER, el cual se basa en la teoría de la sedimentación para obtener la distribución de las partículas en tamaños, con la que se calcula la superficie específica. En una probeta de vidrio con keroseno se dispersa una muestra de cemento y se toman medidas de la velocidad de sedimentación por los cambios en intensidad de luz que pasa a través de la suspensión.

CEMENTOCEMENTO

Finura con aparato de Wagner (ASTM Finura con aparato de Wagner (ASTM C 115)C 115)

CEMENTOCEMENTO

Contenido de aire (ASTM C 185)Contenido de aire (ASTM C 185)

Se elabora un mortero mezclando 350 g de cemento (gravedad específica de 3.15) y 1400 g de arena estándar 20-30 (con gravedad específica de 2.65) y se le añade agua hasta obtener una fluidez de 87.5±7.5% y se llena un molde de 400 mL (400 cm³)compactando en 3 capas con 20 golpes del apisonador y se determina su peso unitario que se denomina Wa. Luego con los pesos utilizados y sus respectivas gravedades específicas se estima la densidad sin aire del mortero que se denomina Wc.

CEMENTOCEMENTO

Contenido de aire (ASTM C 185)Contenido de aire (ASTM C 185)

Los cálculos son:

Peso unitario actual del mortero: Wa = Wm/V

Peso unitario mortero sin aire: Wc =(Wcem+Ware+Wag)/(Vcem+Vare+Vag)

(350+1400+350x%aguax0.01) ((350/3.15)+(1400/2.65)+(350x

%aguax0.01)/1.0)

% volumen de aire = (1-Wa/Wc)x100 Reportar al 1% más próximo

=

CEMENTOCEMENTO

Criterios de evaluación en ensayos del cemento Criterios de evaluación en ensayos del cemento

Ensayo Norma Criterio unidad Especificado Resultado ObservaciónExpansión en autoclave C 151 max % 0.80 0.25 CumpleTiempo de fraguado Vicat C 151 No menos que min 45 125 Cumple

No más que horas 7 4.5 CumpleContenido de aire del mortero C 185 máx % volumen 12 7 CumpleEsfuerzo a compresión C 109 mín 3 días psi 1890 1910 Cumple

mín 7 días psi 2900 2970 Cumplemín 28 días psi 3620 3910 Cumple

Calor de hidratación C 186 máx cal/g 70 55 CumpleExpansión de mortero C 227 máx 14 días % 0.020 0.01 Cumple

máx 8 semanas % 0.060 0.03 CumpleResistencia al sulfato C 1012 máx % 0.10 0.04 Cumple

CEMENTOCEMENTO

Almacenamiento• Todo el mundo sabe que el cemento debe conservarse seco, pero no siempre se tiene en cuenta que el aire húmedo puede causar tanto daño como la humedad directa.

•El tiempo durante el que puede almacenarse el cemento para después utilizarse de una manera satisfactoria, depende principalmente del lugar de almacenamiento y de las condiciones del clima. El cemento almacenado en latas herméticas se conserva indefinidamente; almacenado a granel en un silo en buenas condiciones puede durar en buen estado alrededor de tres meses. Sin embargo, el cemento en bolsas normales de papel triple puede perder mucha resistencia (cerca de 20%) al cabo de 4 o 6 semanas.

CEMENTOCEMENTO

Almacenamiento• El cemento que se recibe en bolsas debe revisarse al colocarlo en el almacén; no deben aceptarse bolsas rotas o que muestren señales de humedad y, en ocasiones, se debe verificar que el cemento no esté “fraguado por aire”, es decir,

que no contenga porciones parcialmente endurecidas. •El fraguado por aire es resultado de un almacenamiento prolongado o en condiciones húmedas, y ocurre cuando la humedad presente en el aire se va filtrando lentamente a través del papel, cuando el cemento está en bolsas, y es absorbida por el cemento causando una reacción parcial. Como regla general, el cemento grueso que no puede pulverizarse fácilmente entre los dedos, no debe utilizarse para concreto estructural. De cualquier manera, el cemento fraguado por aire, que se considere utilizable, habrá perdido algo de resistencia y deberá incrementarse del 10 al 20% la cantidad de cemento en la mezcla, para compensar esta pérdida.

CEMENTOCEMENTO

Almacenamiento• Almacenamiento en un cobertizo. En obras en las que se emplea cemento en bolsas, éste deberá ser almacenado en un cobertizo. Debe asegurarse que el cobertizo tiene protección contra el agua y que el piso es firme y está seco, si no lo está, hay que preparar un segundo piso con tablas apoyadas en tabiques o en madera, para que las bolsas queden separadas del piso húmedo. Se estibarán las bolsas separadas de los muros, evitando hacer pilas de más de 8 bolsas.

•Como las corrientes pueden traer aire húmedo, estibar las bolsas bien juntas para que solamente les llegue la menor cantidad posible de aire. Como precaución adicional, se deben cubrir las bolsas con hojas de plástico, si es posible. Hay que asegurarse que la puerta quede muy bien cerrada y mantenerla así. Se estibarán las bolsas de manera que las primeras en llegar sean las primeras en salir, teniendo cuidado de que se emplee el cemento realmente en el mismo orden en que fue recibido.

CEMENTOCEMENTO

AlmacenamientoBodega cerrada

Cemento estibado en no más de 8 bolsas por columna y las columnas se colocan juntas para evitar el paso de aire

Tarima de tablas de madera, apoyados en cuartones, levantado del piso por lo menos 10 cm

Cubierta de plástico

1 2 3 4 5

Orden de colocación de columnas

cemento.ppt

Documents