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CEMENTOS - HIDRÁULICOS

1. Cemento: Definición, Historia

2. Propiedades físicas:3. Tipos de Cemento: Naturales, Pórtland, puzolánico, otros (Alta

Alúmina)4. Producción del cemento: Procesos, obtención del clinker5. Comercialización y almacenamiento: Fábricas de cemento

INTRODUCCION

• Definición: Es un material con propiedades tanto ADHESIVAS como COHESIVAS, se lo conoce como AGLOMERANTE, capaz de aglutinar fragmentos minerales formando CONCRETOS. Es una sustancia cuyos componentes básicos son: •CALCIO•SILICE•ALUMINA•HIERRO•Se combinan con el OXIGENO, formando OXIDOS. •Al mezclarse con el AGUA reaccionan.

• Historia: La utilización de cementos y aglomerantes, se remonta a:Los Egipcios utilizaban YESO CALCINADO, impuro.Los Griegos y romanos, utilizaban CALIZA CALCINADA.

-En 1756, John Smeaton (Inglaterra), mezcla ARCILLA con CALIZA.-Por 1800, James Parker obtuvo el CEMENTO ROMANO, calcinando NODULOS de CALIZA ARCILLOSA (Magra).En 1824, Joseph Asphin consigue elevar l temperatura de fusión de la mezcla hasta eliminar CO2, mejora la calidad, lo patenta.En 1845, Isacc Johnson, realiza ensayos con rocas de la isla de Pórtland (Inglaterra). Consigue El Prototipo de los cementos actuales. Clinker

OXIDOS QUE SE FORMANÓxido de Calcio CaO …………………… C

Óxido de Sílice SiO2………………………S

Óxido de Aluminio Al2O3…………………… A

Óxido de Hierro Fe2 O3…………………..F

Componentes que se Forman

Silicato Tricálcico.Silicato Dicálcico.Aluminato Tricálcico.Alumino Ferrito Tetracálcico.

3CaOSiO2 ………. C3S2CaOSiO2………… C2S

3CaOAl2O3………..C3A

4CaOAl2O3Fe2O3…C4A

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS CEMENTOS NORMALES.

Los cementos pertenecen a la clase de materiales denominados aglomerantes, Análisis químico del cemento: CaO 63 % (Cal) SiO2 20 % (Sílice) Al2O3 6 % (Alúmina) Fe2O3 3 % (Oxido de Fierro) MgO 1.5 % (Oxido de Magnesio) K2O + Na2O 1 % (Álcalis) Perdida por calcinación 2 % Residuo insoluble 0.5 % SO3 2 % (Anhídrido Sulfúrico) CaO Residuo 1 % (Cal libre) Suma 100%

PROPIEDADES FISICAS

Características físicas:•Superficie específica•Tiempo de fraguado•Falso fraguado•Estabilidad de volumen•Resistencia mecánica•Contenido de aire•Calor de hidratación

Ejemplo: Norma C-150 ASTM

FinuraSuperficie especifica Blaine

370 m^2/Kg

Estabilidad de volumen

Expansión de autoclave 0.2%

Tiempo de fraguado

Prueba Vicat:Fraguado inicial2h 48mFinal 5h 55m

Resistencia a la compresión

3 días: 170kg/cm^27 días: 225kg/cm^228 días: 265Kg/cm^2

Contenido de aire

9.0%

TIPOS DE CEMENTO

• CEMENTO PORTLAND: Cemento hidráulico producido mediante la pulverización del CLINKER, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o mas de las formas de sulfato de calcio como una adición durante la molienda.TIPOS DE CEMENTO PORTLAND:-Tipo I : Normal. Este 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.

TIPOS DE CEMENTO - Cemento Pórtland

-Tipo I A : Normal. Uso general, con inclusor de aire.-Tipo II : de moderada resistencia a los sulfatos, es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado.(Puentes, tuberías de concreto)como por ejemplo en las tuberías de drenaje, siempre y cuando las concentraciones de sulfatos sean ligeramente superiores a lo normal, pero sin llegar a ser severas (En caso de presentarse concentraciones mayores se recomienda el uso de cemento Tipo V, el cual es altamente resistente al ataque de los sulfatos).-Tipo II A : Moderado. Igual que el tipo II, pero con inclusor de aire.

-Tipo III : Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura de concreto reciba carga lo antes posible o cuando es necesario desencofrar a los pocos días del vaciado.


-Tipo III uso: Su utilización se debe a necesidades específicas de la construcción, cuando es necesario retirar cimbras(ENCOFRADOS) 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 III A : Altas resistencias. Mismo uso que el tipo III, con aire incluido.


-Tipo IV : BAJO CALOR DE HIDRATACIÓN.-El cemento Pórtland tipo IV se utiliza cuando por necesidades de la obra, se requiere que el calor generado por la hidratación sea mantenido a un mínimo. El desarrollo de resistencias de este tipo de cemento es muy lento en comparación con los otros tipos de cemento. Los usos y aplicaciones del cemento tipo IV están dirigidos a obras con estructuras de tipo masivo, como por ejemplo grandes presas.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 28 días, aunque éste continúa aumentando muy lentamente por un período mayor de tiempoEn la fabricación del cemento se utilizan normalmente calizas de diferentes tipos, arcillas, adiciones -como el mineral de fierro cuando es necesario- y en ocasiones materiales silicosos y aluminosos. Estos materiales son triturados y molidos finamente, para luego ser alimentados a un horno rotatorio a una temperatura de 1,400 grados centígrados y producir un material nodular de color gris oscuro denominado CLINKER.


-Tipo V : Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias).

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND CEMENTO PORTLAND - PUZOLÁNICO:

-Pórtland Puzolánico tipo IP : Constituido por CEMENTO PORTLAND Tipo 1 más adición de PUZOLANAS. Donde la adición de puzolana es del orden entre el 15% al 40 % del total de la sustancia cementicia. El cemento Pórtland IP puede ser empleado en construcciones en general.-Esta denominación se usó comercialmente (en nuestro medio), desde los años 1998 hasta mediados del año 2012.

TIPOS DE CEMENTOVENTAJAS DEL USO DE LAS PUZOLANAS

Se destaca que la adición de Puzolanas inhibe las posible reacciones ALCALIS (óxido de sodio y óxido de potasio) con ciertos AGREGADOS conocida en el medio como la REACCIÓN ALCALI – AGREGADOS.

La adición de Puzolanas DECRECE EL CALOR DE HIDRATACIÓN, que se presenta en el proceso de FRAGUADO. Lo que colabora a la NO presencia de fisuras en los elementos estructurales que se construyen.

Se ha comprobado que colabora a preservar los concretos que se desempeñan en ambientes agresivos de carácter orgánicos.

TIPOS DE CEMENTO- Aplicaciones

REPRESAS

EDIFICACIONES

PAVIMENTOS

NORMAS TÉCNICAS ACTUALES, EMPLEADAS PARA LA FABRICACIÓN DE CEMENTO PORTLAND.

NORMA INEN – 2380, la que es equivalente a la NORMA ASTM – C 1157.Estas NORMAS, permiten que existan CEMENTOS ADICIONADOS, lo cual minimiza el IMPACTO AMBIENTAL, da como resultado un uso eficiente de las materias primas, reciclados y sub productos de otros materiales.EL REQUISITO ES EL DESEMPEÑO QUE DEBEN DE CUMPLIR LOS CEMENTOS HIDRÁULICOS.Es decir clasifica a los cementos de acuerdo a sus propiedades especificas, sin considerar restricciones sobre su composición o las de sus constituyentes.

TIPOS DE CEMENTOS - ACTUALES

G.U. – Para construcción en general.H. E. – Elevada Resistencia Inicial.M. S. – Moderada Resistencia a los Sulfatos.H. S. – Alta Resistencia a los Sulfatos.M. H. – Moderado Calor de Hidratación.L. H. – Bajo Calor de Hidratación.

PRODUCCION

MATERIAS PRIMAS PARA LA FABRICACION DEL CEMENTO:-COMPONENTES CALCAREOSa) CALIZAb) LA CRETAc) LA MARGA-COMPONENTES CORRECTORES

Se añaden en los casos en que las materias primas disponibles no contienen la cantidad suficiente de uno de los químicamente necesarios en el crudo.

Los principales materiales correctores son: Diatomeas, Bauxita, Cenizas volantes, Cenizas de pirita, mineral de hierro, polvo de tragante de alto horno, arena

PRODUCCION

COMPONENTES NO DESEADOS EN EL CEMENTO:Álcalis : K2O, Na2O

ÓXIDO DE SODIO - ÓXIDO DE POTASIOFASES MINERALES DEL CLINKER Al combinarse durante el proceso de sinterización en el horno los cuatro elementos: Calcio, Sílice, Aluminio y Hierro; se producen cuatro nuevos compuestos mineralógicos principales en el clinker, que son: -El SILICATO TRICALCICO 3CaO.SiO2 (C3S) ALITA

-El SILICATO BICALCICO 2CaO.SiO2 (C2S) BELITA

-El ALUMINATO TRICALCICO 3CaO.Al2O3(C3A)-El FERRO – ALUMINATO TETRACALCICO

4CaO . Al2O3 . Fe2O3 (C4AF)

PRODUCCION – Proceso de Fabricación1. EXTRACCION DE

CANTERAS2. CHANCADO

3. MOLINO DE CRUDO

4. HORNEADO 5. MOLINO DE CEMENTO6. ENSACADO

ALMACENAMIENTO

La buena disposición que se adopte para el almacenamiento de los insumos del concreto, contribuye a la buena marcha de la obra, y permite la producción eficiente de un concreto de calidad. El diseño general de las instalaciones de almacenamiento, se efectúa en la etapa previa de la construcción, teniendo en cuenta:•Ubicación y características del área donde se asienta la construcción.•Espacios disponibles.•Consumo promedio de concreto de acuerdo al cronograma de la obra•Consumo máximo y duración del periodo en el cual se realiza la mayor producción de concreto.• Forma y medios de aprovisionamiento de los materiales.• Stock mínimo que es conveniente mantener.• Ubicación de las mezcladoras o central de mezcla.• Alternativas y costos para las diferentes instalaciones de almacenamiento.

FABRICAS DE CEMENTO

5. CEMENTO HOLCIN: Planta GuayaquilKm. 18 vía a la costaGuayaquil-EcuadorTeléfono (593-4) 2873487Fax (593-4) 2873433

Descripción:

La Planta Guayaquil está ubicada en la zona noroeste de Guayaquil, en el Km.18 de la vía a la costa. Anualmente, esta Planta produce 2 millones detoneladas de clinker y 2.5 millones de toneladas de cemento de capacidadinstalada. El cemento producido por nuestra Planta Guayaquil cubre lasnecesidades de prácticamente todo el país, teniendo como apoyo a la Molienda Latacunga.

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