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TECNOLOGA DEL CONCRETO

CEMENTO PORTLAND


El cemento Portland es un producto comercial de fcil

adquisicin el cual cuando se mezcla con agua, ya sea

solo o en combinacin con arena, piedra u otros

materiales similares, tiene la propiedad de reaccionar

lentamente con el agua hasta formar una masa

endurecida.

Esencialmente es un clinker finamente molido,

producido por la coccin a elevadas temperaturas, de

mezclas que contienen cal, almina, fierro y slice en

proporciones determinadas.

CEMENTO PORTLAND


MATERIAS PRIMAS DEL CEMENTO PORTLAND

Los dos materiales principales con que se fabrica el cemento Portland son:

la piedra caliza y arcilla.


FABRICACION DEL CEMENTO PORTLANDLas materias primas, finamente molidas e ntimamente mezcladas, se

calientan hasta principio de la fusin: 1400 a 1450 C.

Usualmente se hace en grandes hornos giratorios, que pueden llegar a medir ms de 200 m de longitud y 5,50 de dimetro.

Al material parcialmente fundido que sale del horno se le denomina clinker (pequeas esferas de color gris negruzco, duras y de diferentes

tamaos).

El clinker enfriado y molido a polvo muy fino, es lo que constituye el cement portland comercial. Durante la molienda se agrega una pequea

cantidad de yeso (3 4 %), para regular la fragua del cemento.


COMPUESTOS QUMICOS DEL CEMENTO PORTLANDEl cemento es una mezcla de muchos compuestos, por lo que no es prctica su representacin con una frmula. No obstante hay cuatro

compuestos que constituyen ms del 90% del peso del cemento.

Abreviacin

Silicato triclcico (3CaO.Si02) C3S

Silicato diclcico (2CaO.Si02) C2S

Aluminato triclcio (3CaO.Al203) C3A

Aluminio ferrita triclcica (4CaO.A1203 .Fe203) C4AF

Cada uno de los cuatro compuestos principales del cemento portland contribuye en el comportamiento del cemento cuando pasa del estado plstico

al endurecido despus de la hidratacin.


El silicato diclcico (C2S)

Es el causante principal de la resistencia posterior de la pasta de cemento.

COMPUESTOS QUMICOS DEL CEMENTO PORTLAND

Silicato triclcico (C3S)Es el que produce la alta resistencia

inicial del cemento Portland hidratado.

La reaccin del C3S con agua desprende gran cantidad de calor

(calor de hidratacin).La rapidez de endurecimiento de la pasta de cemento es directamente

proporcional con el calor de hidratacin.


Aluminoferrita triclcica(C4AF)

Es semejante al C3A, porque se hidrata con

rapidez y slo desarrolla baja resistencia.

Aluminato triclcico(C3A)

El yeso agregado al cemento Portland

durante la trituracin o molienda en el proceso

de fabricacin se combina con el C3A para controlar el tiempo de

fraguado.


CARACTERSTICAS DEL CEMENTO PORTLAND

El cemento Portland es un polvo de color gris, ms o menos verdoso.

Se vende en bolsas que tienen un peso neto de 42,5 kg y un pie cbico de capacidad.

En los casos en que no se conozca el valor real se considerar para el cemento un peso especfico de 3,15.


CLASIFICACION DEL CEMENTO PORTLAND

Los cementos Portland se fabrican en cinco tipos.

Sus propiedades se han normalizado sobre la base de la especificacin ASTM de Normas para el cemento Portland

(C150).

TIPO I

Es el cemento destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifica la utilizacin de los

otros 4 tipos de cemento.


TIPO II

Es el cemento destinado a obras de concreto en

general y obras expuestas a la accin moderada de

sulfatos o donde se requiere moderado calor

de hidratacin.

TIPO III

Es el cemento de alta resistencia inicial.

El concreto hecho con el cemento tipo III desarrolla una resistencia en tres das igual a la desarrollada en 28 das por concretos hechos con cemento

tipo I o tipo II.


TIPO IV

Es el cemento del cual se requiere bajo calor de hidratacin.

TIPO V

Es el cemento del cual se requiere alta resistencia a la accin de los

sulfatos.

Las aplicaciones tpicas comprenden las estructuras

hidrulicas expuestas a aguas con alto contenido de lcalisis y

estructuras expuestas al agua de mar.


FRAGUADO Y ENDURECIMIENTO DEL CEMENTO PORTLAND

La fragua es la prdida de plasticidad que sufre la pasta de cemento. Hay dos etapas de fraguado

Fraguado inicial: cuando la masa empieza a perder plasticidad

Fraguado final: cuando la pasta de cemento deja de ser deformable y se convierte en un bloque rgido.

El endurecimiento es el desarrollo lento de la resistencia.


CALOR DE HIDRATACINDurante el proceso de endurecimiento se producen reacciones

que generan calor.

Cuando las secciones son pequeas y el calor puede

liberarse, el calor de hidratacin no es importante, pero al vaciar

grandes volmenes de concreto y cuando el calor no puede

liberarse con facilidad, resulta un factor a tenerse muy en cuenta.

La temperatura que genera la hidratacin llega a los 50 C en

presas; algunos investigadores han observado temperaturas mayores. Como la temperatura ambiente es

menor se producen descensos bruscos de sta, ocasionando

contracciones y en consecuencia rajaduras.


En el vaciado de grandes volmenes es indispensable controlar este efecto si no se desea sufrir desagradables

sorpresas. Se debe usar cemento de bajo calor de hidratacin y/o puzolanas.

Los calores de hidratacin son:

C3S = 120cal/g C3A = 107cal/gC2S = 62cal/g C4AF = 100cal/g

El calor de hidratacin del cemento se mide en caloras gramo, cuanto menor sea el

calor de hidratacin del cemento menor ser la

temperatura a que se eleve el concreto.


FUNCIN QUE DESEMPEA EL YESO EN EL CEMENTOLa velocidad con que se desarrolla el endurecimiento del cemento, debe ser controlada dentro de ciertos lmites para que este sea un

producto til en la construccin.

Por lo tanto la velocidad de reaccin debe controlarse. Esto se logra dosificando cuidadosamente la cantidad de yeso

que se agrega al clinker durante la molienda.

Si las reacciones fuesen muy lentas, la demora en adquirir resistencia sera

objetable.

Si las reacciones fuesen muy rpidas, el concreto endurecera rpidamente

y no podra ser transportado y colocado sin ocasionarle dao.


EL ENDURECIMIENTO DEL CEMENTO PORTLAND

Cuando el cemento se mezcla con la cantidad suficiente de agua para formar una pasta, los compuestos del cemento reaccionan y se

combinan con el agua para establecer un desarrollo lento de estructuras cristalinas cementantes que se adhieren a las partculas

entremezcladas de arena y piedra.

Esto une la masa al mismo tiempo que

desarrolla resistencia y adquiere gran dureza.

Mientras haya humedad contina la reaccin, por eso es importante

el curado.Esta reaccin puede durar aos.


ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO EN OBRA

El cemento no debe estar guardado sin usarse mucho

tiempo, por que va perdiendo resistencia. Esto es vlido

para todos los tipos de cemento.

Para el caso de cemento en sacos, bien guardado en

almacenes cerrados y sobre tabladillas de madera, la

prdida de resistencia probable es de 15% en 3 meses y

25% en 6 mese, y as sucesivamente.


En el cemento guardado se forman grumos.La cantidad de estos es un ndice de su probable utilidad.

Si hay muchos grumos y stos no pueden deshacerse con la presin de los dedos, indica que el cemento va a dar prdida apreciable de

resistencia.

En general un lmite apropiado de utilidad para el cemento en sacos en 3 meses. Cuando est en silos hermticos es de 6 meses.

Despus del tiempo indicado es muy importante hacer pruebas antes de usarlo.



Si el cemento esta a la intemperie los lmites son

mucho menores, sobre todo si el tiempo es malo o

lluvioso, en este caso puede inutilizarse el

cemento en pocos das si no se guarda

convenientemente.

Para subsanar la prdida de resistencia por almacenaje deber incrementarse la dosificacin en peso del cemento y mantener invariable la dosificacin de los otros componentes de la mezcla.


Para subsanar la prdida de resistencia por almacenaje

deber incrementarse la dosificacin en peso del

cemento y mantener invariable la dosificacin de los otros componentes de la mezcla.


En conclusin, es recomendable almacenar el cemento en ambientes techados y evitar el contacto de las rumas con el terreno hmedo

usando bases de madera.

Colocar las bolsas de cemento unas encima de otras hasta un mximo de 10.

Las rumas deben estar lo ms juntas posible dejando la menor cantidad de vacio s entre ellos.

Debe de organizarse el almacenaje de modo de utilizar el cemento en orden a su llegada a obra.



Gracias

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