Cap 10 Molturabilidad

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7/27/2019 Cap 10 Molturabilidad http://slidepdf.com/reader/full/cap-10-molturabilidad 1/15 PRODUCTOS MANUAL DE CAPACITACIÓN DIRECCIÓN TÉCNICA 10.1 ASPECTOS QUE INFLUYEN EN LA MOLTURABILIDAD La molturabilidad de los componentes del cemento se ve afectada por varios factores, por lo que a continuación haremos un resumen de la influencia de cada uno de ellos. 10.1.1 INFLUENCIA DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL CLINKER Las investigaciones científicas que se han realizado han demostrado que la composición química y por lo tanto la mineralógica tienen ciertas influencias sobre la molturabilidad del clinker. Se ha encontrado que el C 3 S y el C 3  A son más fáciles de moler que el C 4  AF y especialmente el C 2 S.  Algunas personas creen que el contenido de fase líquida en el clinker tiene influencia sobre la molturabilidad de éste, pero los estudios han demostrado que no existe ninguna correlación entre la molturabilidad y el contenido de fase líquida. También se ha demostrado que el enfriamiento del clinker tampoco tiene una influencia sobre la molturabilidad. Se puede concluir de las investigaciones que la composición química y mineralógica, la estructura, el grado de cocción y el enfriamiento influyen en la molturabilidad del clinker, pero los factores individuales son pequeños y ninguno predominante. Todos los factores que se mencionaron anteriormente, los cuales tienen influencia en la molturabilidad son difíciles de cambiar en la práctica, por lo que el campo de optimización por molturabilidad es bastante limitado. 10.1.2 INFLUENCIA DEL ALMACENAMIENTO DEL CLINKER A LA INTEMPERIE Cuando el clinker es almacenado temporalmente a la intemperie, éste se hidrata, y cambia su comportamiento durante la molienda, generando más finos, pero estos finos no tienen el mismo potencial de resistencia que los finos de un clinker no hidratado, por lo que aunque la indicación de Blaine sea más alta, las resistencias serán menores. El grado de deterioro del clinker debido a la exposición a la intemperie es fácilmente detectable mediante la pérdida al fuego y mediante el contenido de cal libre, siendo ambos más altos. 10.1.3 INFLUENCIA DEL SULFATO DE CALCIO Debido a que el yeso dihidratado es más fácil de moler que el clinker, éste se concentra en la parte fina del cemento, y funciona como aditivo de molienda. La anhidrita natural es un poco más difícil de moler que el yeso, por lo que se generan algunas dificultades en la molienda de cemento tipo III cuando se sustituye total o parcialmente el yeso dihidratado por anhidrita, ya que en ocasiones no es posible alcanzar la finura necesaria, provocando por lo tanto una caída en las resistencias. 10.2 INFLUENCIA DE LA MOLIENDA SOBRE LAS PROPIEDADES DEL CEMENTO Capítulo: 10 Elaboró: CUB 07/11/2002 Versión: 1.0 Revisó: EDP 1/15

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10.1 ASPECTOS QUE INFLUYEN EN LA MOLTURABILIDADLa molturabilidad de los componentes del cemento se ve afectada por varios

factores, por lo que a continuación haremos un resumen de la influencia de cadauno de ellos.

10.1.1 INFLUENCIA DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DELCLINKERLas investigaciones científicas que se han realizado han demostrado que la

composición química y por lo tanto la mineralógica tienen ciertas influencias sobre lamolturabilidad del clinker. Se ha encontrado que el C3S y el C3 A son más fáciles demoler que el C4 AF y especialmente el C2S.

 Algunas personas creen que el contenido de fase líquida en el clinker tieneinfluencia sobre la molturabilidad de éste, pero los estudios han demostrado que noexiste ninguna correlación entre la molturabilidad y el contenido de fase líquida.También se ha demostrado que el enfriamiento del clinker tampoco tiene una

influencia sobre la molturabilidad.Se puede concluir de las investigaciones que la composición química ymineralógica, la estructura, el grado de cocción y el enfriamiento influyen en lamolturabilidad del clinker, pero los factores individuales son pequeños y ningunopredominante.

Todos los factores que se mencionaron anteriormente, los cuales tieneninfluencia en la molturabilidad son difíciles de cambiar en la práctica, por lo que elcampo de optimización por molturabilidad es bastante limitado.

10.1.2 INFLUENCIA DEL ALMACENAMIENTO DEL CLINKER ALA INTEMPERIE

Cuando el clinker es almacenado temporalmente a la intemperie, éste sehidrata, y cambia su comportamiento durante la molienda, generando más finos,pero estos finos no tienen el mismo potencial de resistencia que los finos de unclinker no hidratado, por lo que aunque la indicación de Blaine sea más alta, lasresistencias serán menores. El grado de deterioro del clinker debido a la exposicióna la intemperie es fácilmente detectable mediante la pérdida al fuego y mediante elcontenido de cal libre, siendo ambos más altos.

10.1.3 INFLUENCIA DEL SULFATO DE CALCIODebido a que el yeso dihidratado es más fácil de moler que el clinker, éste se

concentra en la parte fina del cemento, y funciona como aditivo de molienda. La

anhidrita natural es un poco más difícil de moler que el yeso, por lo que se generanalgunas dificultades en la molienda de cemento tipo III cuando se sustituye total oparcialmente el yeso dihidratado por anhidrita, ya que en ocasiones no es posiblealcanzar la finura necesaria, provocando por lo tanto una caída en las resistencias.

10.2 INFLUENCIA DE LA MOLIENDA SOBRE LASPROPIEDADES DEL CEMENTO

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La molienda tiene un impacto fuerte sobre las propiedades del cemento,especialmente sobre las resistencias tempranas y el fraguado.

10.2.1 SUPERFICIE ESPECÍFICA (BLAINE)Es un hecho bien conocido que la superficie específica del cemento acelera

las resistencias, en particular a edades tempranas. Cabe aclarar que cuando a uncemento se le quiere aumentar demasiado su superficie, el aumento en el consumode energía no es lineal, y en ocasiones para lograr un pequeño aumento ensuperficie, se necesita gastar un 50% más de energía, sin embargo el impactosobre las resistencias no es muy relevante. De aquí se puede concluir que el peligrode desperdiciar energía en una molienda con finura demasiado alta, es muy grande,ya que su efecto final en el concreto es pequeño.

Mayor finura del cemento resulta además en un mayor requerimiento deagua, tal como se muestra en la figura 10.1.

160

162

164

166

168

170

172

174

176

178

180

2700 3600 4500 5400

Blaine (cm2/g)

   C  o  n   t  e  n

   i   d  o   d  e   A  g  u  a   (   l   /  m   3   )

Figura 10.1. Blaine Vs. Requerimiento de Agua.

Está comprobado también que al aumentar la finura del cemento tambiénaumenta la contracción de la pasta del cemento. Este efecto no ocurre en elconcreto, ya que los agregados lo evitan.

10.2.2 EFECTO DE LA DISTRIBUCIÓN DEL TAMAÑO DEPARTÍCULAS

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Debido a que la superficie específica (Blaine) en la mayoría de los casos notiene una correlación directa con la distribución real de partículas, se han realizadomuchas investigaciones al respecto.

 Actualmente la distribución del tamaño de partícula se evalúa mediante lautilización de la curva RRSB (Presentación en una curva doble logarítmica), dondela pendiente de dicha curva nos dice cómo es la distribución, cementos con pocapendiente significa que tienen superfinos y gruesos también, mientras quependientes altas corresponden a mejores distribuciones.

Cementos con distribuciones de partícula con pendiente alta tienen unacantidad de espacio entre las partículas más grande, que cementos con unadistribución más plana. El agua de mezcla debe llenar los espacios entre laspartículas antes de que las partículas empiecen a movilizarse. Un cemento condistribución de partículas mas inclinada, necesitará mayor cantidad de agua que uncemento con una distribución plana, para una misma superficie; con su consecuentepérdida de resistencias.

En conclusión podemos decir que los cementos con una distribución más

inclinada generan mayores resistencias que aquellos con distribuciones más planas. Además mayores resistencias a edades tempranas se pueden alcanzar al moler elcemento más fino sin tener que cambiar significativamente la distribución.

10.2.3 EFECTO DE LOS ADITIVOS DE MOLIENDALos aditivos de molienda que consisten primordialmente de moléculas

orgánicas altamente polares, y éstos reducen la atracción entre las partículasdebida a la energía de superficie. Estas moléculas envuelven las partículas con unacapa bipolar que reduce las fuerzas de atracción entre partículas.

Hoy en día se sabe que los diversos aditivos de molienda tienen efectosdiferentes, sobre los distintos tipos de cemento. Por eso el mayor beneficio de los

aditivos se obtiene al probar añadiendo diferentes cantidades al proceso demolienda, logrando así balances costo beneficio.

 Algunas de las propiedades del cemento que se ven afectadas por losaditivos son las siguientes:x La capacidad de flujo de cemento es mejorado. Estos cementos tienen la

tendencia a formar mucho polvo.x Los aditivos también actúan como reductor de agua (plastificantes) por lo que el

requerimiento de agua del concreto disminuye, lo que beneficia el desarrollo deresistencias.

x El mortero y concreto tienen mayor exudación.

10.3 EL YESO DURANTE LA MOLIENDA DEL CEMENTO

10.3.1 DESHIDRATACIÓN DEL YESO

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En el siglo pasado se descubrió que un fraguado demasiado rápido puedeser contrarrestado agregando pequeñas cantidades de yeso en la molienda delcemento. Hoy en día se sabe que el yeso no sólo afecta el fraguado, sino quetambién influye en otras características del cemento, tales como la molturabilidad, elalmacenamiento, las resistencias y la estabilidad del volúmen.

Durante el proceso de molienda la mayor parte de la energía mecánica seconvierte en energía térmica, dicha energía provoca la deshidratación del yeso.

La deshidratación del yeso no solo depende de la temperatura sino tambiéndel tiempo de exposición a cierta temperatura por lo cual en la práctica no existeuna temperatura debajo de la cual no existe deshidratación o encima de la cualcomienza la deshidratación. Por eso es más conveniente representar ladeshidratación del yeso como función de la temperatura y del tiempo de exposición,como se muestra en la figura 10.2

010

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40

Tiempo (min)

   %    D

  e  s   h   i   d  r  a   t  a  c   i   ó  n

150 °C 130 °C

110 °C

Figura 10.2. Influencia de la temperatura sobre la deshidratación

Otro factor de menor importancia pero que influye en la deshidratación delyeso es el contenido de vapor de agua en la atmósfera del molino como se muestraen la figura 10.3

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708090

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0 10 20 30 40 50 60

Tiempo (min)

   %    D

  e  s   h   i   d  r  a   t  a  c   i   ó  n

 Aire Seco (120°C) Temp. Rocío (20°C)

Temp. Rocío 70°C

10.3. Influencia de la humedad sobre la deshidratación

Generalmente a la salida del molino el yeso está parcialmente deshidratado.Una deshidratación posterior en el silo depende de la temperatura dealmacenamiento del cemento. Es esta la razón por la que el grado dedeshidratación del yeso es normalmente desconocido. En la figura 10.4 se muestracomo el agua del yeso empieza a reducirse en el almacenamiento cuando la

temperatura del cemento está por encima de 80°C.

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0

0.2

0.4

0.6

0.81

1.2

1.4

20 40 60 80 100 120

Temperatura de Almacenamiento (°C)

   A  g  u  a   d  e   C  r   i  s   t  a   l   i  z  a  c   i   ó  n   (   %   )

Figura 10.4. Temperatura Almacenamiento. Vs. Deshidratación

Las diferentes influencias que ejercen los sulfatos cálcicos sobre laspropiedades del cemento se deben principalmente a su diferente solubilidad.

10.3.2 INFLUENCIA DEL YESO SOBRE LAS PROPIEDADESDEL CEMENTO

10.3.2.1 FRAGUADO

Inmediatamente después del mezclado con agua los sulfatos se disuelven yreaccionan con el aluminato formando Etringita. Además se forma una soluciónsobresaturada con hidróxido de calcio debido a la reacción de agua con C 3S. Loscristales de Etringita forman una capa alrededor del aluminato retardando así unasubsecuente reacción. Después de algunas horas de reposo la capa de Etringita serompe debido a la presión de cristalización, la reacción comienza de nuevo hastaque todo el sulfato ha reaccionado con el aluminato. Sólo después de este paso unahidratación completa del C3 A con la Etringita es posible, formándose hidratos desulfato alumino cálcico que son la razón del fraguado.

Como el fraguado del cemento es influenciado por muchos factores(contenido de C3 A, alcalis, temperatura y humedad en el molino y silo, etc.) hay que

ajustar el contenido de sulfato de calcio a la reactividad del clinker durante lasprimeras horas de hidratación. Cuando hay una cantidad de sulfato mas pequeñaque lo requerido para prevenir una rápida hidratación de las fases, puede ocurrir fraguado rápido o falso fraguado. En el caso contrario cuando hay sulfato en excesoen su forma deshidratada ocurre un endurecimiento temprano causado por laprecipitación del sulfato de calcio dihidratado.

Para evitar el fraguado falso se recomienda sustituir el yeso por anhidritanatural. Pero una sustitución completa sólo es posible en el caso de cementos

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pobres en C3 A y/o C4 AF y álcalis. En el caso contrario un endurecimiento rápidopuede ocurrir. Si este es el caso se recomienda una mezcla de anhidrita y yeso.

La cantidad de yeso necesaria para un cemento con fraguado normal estaránormalmente entre 1-3% de SO3 y los tiempos de fraguado que se obtendrán seránde 2 a 5 horas para el fraguado inicial y de 3 a 6 horas para el fraguado final.Normalmente el tiempo que transcurre entre el fraguado inicial y final es de unahora.

10.3.2.2 RESISTENCIAS Y ESTABILIDAD DE VOLÚMENEl contenido de yeso en el cemento además de ser un factor regulador 

principal en el proceso de fraguado tiene una importancia significativa en suresistencia y en la estabilidad de volúmen.

Hasta cierto punto, dependiendo de la composición del clinker, el contenidode yeso promueve la resistencia del cemento y evita las contracciones como seobserva en las figura 10.5. y 10.6. Sin embargo, si el contenido de yeso sobrepasaun cierto límite puede provocra una notable expansión en el concreto. Por ello las

normas fijan un contenido máximo de yeso ( en forma de SO3) en el cemento.Las necesidades de yeso en un cemento van aumentando conforme

incrementa el contenido de C3 A y álcalis en el clinker y la finura del cemento.Como regla general puede decirse que para un cemento con bajo contenido

de álcalis, con una finura de aprox. 3000 Blaine y una temperatura de 20°C, lacantidad óptima de SO3 es aproximadamente 0.22% del contenido de C3 A. Sinembargo, se requiere un contenido mínimo de 1.5% de SO3 aún para cementos sinC3 A. O sea, el contenido óptimo es:

SO3 = 0.22 C3 A + 1.5

Puede suceder que el contenido óptimo de SO3 se encuentre por encima delvalor máximo fijado por las normas del cemento.

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0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4

SO3 (%)

   R  e  s   i  s   t  e  n  c   i  a   N   /  m  m

1 día

2 días

7 días

28 días

Figura 10.5. % SO3 Vs Resistencia

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

1 2 3 4

%SO 3

   C  o  n   t  r  a  c  c   i   ó

  n   (   %   )

3

7

28

Figura 10.6. %SO3 Vs. % de Contracción

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10.3.3.ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO.Durante el almacenamiento del cemento puede ocurrir cambios que influyen

las propiedades del cemento. Estos cambios dependen de:

x

La temperatura y humedad del silo.x Tiempo de almacenamiento.x La composición del clinker y yeso.x La finura del cemento.

Durante el almacenamiento en el silo, el enfriamiento sigue efectuándose enforma muy lenta, por lo que la temperatura del cemento se mantiene regularmenteentre 90°C y 100°C por un tiempo prolongado. A esa temperatura se libera el aguadel yeso y se condensa en las paredes y compuertas del silo donde existe presiónde vapor de agua menor.

Los cambios en las propiedades del cemento tienen su origen en las

diferentes reacciones de deshidratación del yeso durante el almacenamiento, elyeso se deshidrata formando hemihidrato o anhidrita, los aluminatos reaccionan conel agua transformándose en hidratos de aluminato, la cal libre en hidróxido de calcioy los sulfatos en singenita.

El agua que se desprende del yeso durante el almacenamiento del cementoa temperaturas elevadas provoca la hidratación de la superficie de los componentesdel clinker. La superficie específica del cemento aumenta, el cemento se endurecedeteriorándose correspondientemente las propiedades de flujo y aumentando latendencia a la formación de brumos dificultando muchas veces la extracción delcemento de los silos.

La hidratación parcial del cemento también resulta en resistencias menores a

edades tempranas. Los cementos con alto contenido de álcalis y C3 A sonparticularmente vulnerables a la hidratación durante el almacenamiento. En estecaso el cemento debería tener lo menos posible de dihidrato, o enfriamiento delcemento será necesario. La mejor solución para evitar este tipo de problemas es lasustitución parcial o total del yeso por anhidrita natural.

Para asegurar la estabilidad del cemento durante su almacenamiento serequiere una temperatura suficientemente baja y un tiempo suficientemente cortopara prevenir la deshidratación del yeso. La cantidad de agua en el silo puedelimitarse mediante un contenido menor de yeso en el cemento o por sustitución delmismo por anhidrita. La temperatura del cemento en el silo puede reducirsemediante la instalación de un enfriador de cemento detrás del molino o mediante elenfriamiento del cemento durante la molienda. Otro método para evitar la formaciónde grumos en el cemento y una capacidad pobre del flujo del material se obtiene enla utilización de aditivos de molienda.

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10.3.4. EFECTOS DE INYECCIÓN DE AGUA.La inyección de agua es frecuentemente usada para reducir la temperatura

en el molino de cemento y así evitar la deshidratación del yeso.El efecto del vapor de agua sobre las propiedades del cemento depende de

sus composición química y de su finura. Normalmente los cementos con pocoaluminato y álcalis y con una finura inferior a 4000 cm2/g son poco afectados, supotencial para desarrollar resistencias no cambia.

 Al contrario cementos con mucho aluminato (arriba de 10%), muchos álcalis(1.0% K2O) y una alta finura, absorben hasta 1.5% del agua resultando en menoresresistencias a 2, 7 y 28 días. Además demuestran menor tiempo de fraguado,especialmente cuando el cociente álcalis/SO3 está por encima de 1.

En el caso de cementos bajos en álcalis y aluminatos (0.6 Na2O equivalente7-8% aluminato) es importante que el yeso esté lo menos hidratado posible.Inyección de agua puede usarse para reducir las temperaturas del molino.

Para evitar cualquier deteriorización del potencial del cemento por inyecciónde agua, se debe, según F.L.S., considerar los siguientes puntos:x Evitar inyección de agua en el primer compartimiento si la temperatura en el

diafragma es menor a 110°C.x Inyección de agua en el compartimiento final de ser ajustado así que la

temperatura del cemento varía entre 115-130°C.x El punto de rocío del aire a la salida del molino no debe sobrepasar 70°C. En el

caso que el molino está combinado con un filtro electrostático el punto de rocíodebe estar entre 60-70°C.

Estas recomendaciones son aplicables solo a cementos con altos álcalis y/oaluminato. En otros casos se recomienda probar la inyección de agua atemperaturas de 10-20°C menores que las indicadas anteriormente. En muchos delos casos es recomendable buscar la solución por ensayos prácticos.

10.3.5 POSIBLES SUSTITUTOS DEL YESO EN EL CEMENTOEn la busqueda de aditivos sustitutos del yeso para el control del fraguado

del cemento se ha encontrado solamente que la anhidrita y la caliza tienenpropiedades similares al yeso.

Se recomienda utilizar la anhidrita con cementos con bajo contenido dealuminato y para cementos de escoria. La disolución más lenta de la anhidritapuede provocar anomalías en el fraguado de cementos con un alto contenido deálcalis y de aluminatos.

La sustitución del yeso por caliza se a logrado para ciertos clinkeres con granéxito.

El carbonato de calcio reacciona con el aluminato del clinker en forma similar al yeso. Tomando en cuenta experiencias se vio que el carbonato de cálcio mejoralas resistencias a los sulfatos .

El yeso residual es otro posible sustituto del yeso el cual proviene del ácidofosfórico o de las industrias que producen fluorina y titanio.

El yeso de moldeo de las indrustrias de cerámica representan otra posibilidaden la sustitución del yeso .

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El uso de yeso fosfatado tiene la desventaja de afectar el tiempo de fraguadoasí como las resistencias tempranas.

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10.4 TIPOS DE CEMENTOS QUE SE FABRICAN

10.4.1 TIPO 1. CEMENTO PORTLAND COMÚN

El cemento portland común es usado generalmente donde no se requierenlas propiedades especiales de los otros tipos. Se caracteriza por contar con altasresistencias mecánicas y alta generación de calor durante su hidratación. Este noes apto para concreto en masa. Se emplea en construcciones de pavimentos ybanquetas, edificios de concreto reforzado, puentes, tanques, productosprefabricados, trabajos de mampostería, y para todos los usos del cemento oconcreto no sujetos al ataque de suelos o aguas sulfatadas o donde el calor generado por la hidratación del cemento no causa una elevación de temperaturaobjetable.

Cuando el cemento portland común va a ser expuesto al efecto de lasheladas, entonces se usa el Tipo 1A. Este tipo de cemento es semejante al tipo 1,

excepto en que se le ha añadido un agente inclusor de aire.10.4.2 TIPO 2. CEMENTO PORTLAND MODIFICADOEste tipo de cemento presenta características intermedias entre el cemento

común por una parte, y el de bajo calor y el resistente a los sulfatos, por la otra.Con características de resistencias similares a las de cemento común,

presenta menor calor de hidratación, mayor resistencia a aguas y suelos sulfatadosy es en general adecuado para obras hidráulicas. En México se ha empleado conéxito en la construcción de grandes presas. Se emplea también en otras estructurasde tamaño considerable como grandes muelles, contrafuertes de gran espesor ygrandes muros de contención en las cuales es necesario reducir la elevación de la

temperatura, especialmente cuando el concreto es ventajoso se coloca en ambientecaluroso. En tiempo de frío cuando el calor generado es ventajoso, puede ser preferible el cemento tipo 1 o el tipo 3. El cemento tipo 2 también es adecuado paracolocarse en lugares en donde debe tomarse precaución adicional contra el ataquemoderado de sulfatos, como en estructuras para drenaje donde las concentracionesde sulfatos en las aguas subterráneas son más altas que las normales, pero no muyseveras. El cemento tipo 2A debe de usarse cuando son necesariassimultáneamente elevadas resistencias a ala helada y al efecto de los sulfatos.

10.4.3 TIPO 3. CEMENTO PORTLAND DE RESISTENCIARÁPIDA.

Este tipo de cemento es el que desarrolla mayor resistencia a edadestempranas, su resistencia a 7 días es comparable con la del tipo 1 a 28 días. Variosfactores pueden contribuir a esta elevada resistencia inicial. Primero, la resistenciainicial se puede aumentar químicamente usando un porcentaje más elevado de C3S(Silicato tricálcico) . Segundo, se puede aumentar físicamente moliendo el cementoen partículas más finas. En el cemento que ha sido molido más fino que lo normal,la hidratación es más rápida y además, será más completa en un período de tiempo

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dado. El límite de la finura en el molino ocurre cuando las partículas son tanpequeñas que pequeñas cantidades de agua (humedad ambiente) las comienzan ahidratar destruyendo el cemento durante su manejo y almacenamiento.

Por sus altas resistencias tempranas se emplea cuando se requiere

descimbrar pronto, para poner rápidamente el concreto en servicio, en clima fríopara reducir el período de protección contra la baja temperatura, o cuando sedesean altas resistencias Sin embargo, tomando en cuenta de que el desarrollorápido de la resistencia implica un alto ritmo de desarrollo de calor, el cemento tipo3 no puede ser utilizado en construcción masiva o en secciones estructurales degran tamaño.

10.4.4 TIPO 4. CEMENTO PORTLAND DE BAJO CALOR.El cemento tipo 4 se utiliza cuando el calor de hidratación debe mantenerse

en un mínimo absoluto.Lo anterior se puede lograr químicamente usando cantidades mínimas de

silicato y aluminato tricálcico.El cemento tipo 4 genera al hidratarse menos calor que los otros cementos y,

a menor velocidad, reduce el agrietamiento que resulta de las grandes elevacionesde temperatura y la contracción consiguiente con la caída de la misma. Poseebuena resistencia a los sulfatos. El desarrollo de la resistencia mecánica es lento aedades tempranas, pero de igual resistencia a la de los demás cementos a edadesavanzadas (6 - 12 meses). Es especial para usarse en grandes masas de concretocomo para presas de gravedad en donde la elevación de temperatura resultante delcalor generado durante su endurecimiento es un factor crítico.

10.4.5 TIPO 5. CEMENTO PORTLAND DE ALTA RESISTENCIA

A LOS SULFATOSEs especial para usarse en construcciones expuestas a la acción severa de

los sulfatos. Esta condición se presenta con mayor frecuencia en las estructurashidráulicas que llevan aguas con gran contenido de álcalis. La resistencia a lossulfatos puede aumentarse químicamente reduciendo la proporción de aluminatotricálcico. El grado de desarrollo de resistencia puede ser algo más lento en lasprimeras edades que el del cemento portland común, pero igual o mayor resistenciaa edades avanzadas (6 - 12 meses). Es beneficioso en revestimientos de canales,alcantarillas, túneles, sifones y en general en todo tipo de estructuras que están encontacto con suelos y aguas subterráneas que contengan sulfatos enconcentraciones tales que pudieran causar deterioro del concreto si se emplearaotro tipo de cemento. La generación de calor es baja.

 A continuación se muestran los requerimientos químicos estándares de loscementos mostrados anteriormente :

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PRODUCTOS

MANUAL DE CAPACITACIÓNDIRECCIÓN TÉCNICA

REQUERIMIENTOS QUIMICOS ESTÁNDARES

TIPO DE CEMENTO I II III IV V

Dioxido de Silício (SiO2), % mínimo. 21Oxido de Aluminio (Al2O3), % máximo. 6 6.5Oxido de Fierro (Fe2O3), % máximo. 6Oxido de Magnesio (MgO), % máximo. 6 6 6 6 6Trioxido de Azufre (SO3), % máximo.

Cuando ( 3CaOAl2O3) es 8% o menos. 3 3 3.5 2.3 2.3Cuando (3CaOAl2O3) es más del 8%. 3.5 d 4.5 d d

Perdida por Ignición, % máximo. 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75Residuo Insoluble, % máximo. 35Silicato Tricalcico (3CaOSiO2), % máximo. 40Silicato Dicalcico (2CaOSiO2), % mínimo. 8 15 7 5

Aluminato Tricalcico (3CaOAl2O3), % máximo. 20

10.4.6 CEMENTO PORTLAND BLANCOLa diferencia del cemento blanco con respecto a los otros cementos portland

radica en su nulo contenido de óxido férrico, de ahí su color blanco. Su proceso defabricación es semejante al de los demás cementos , la diferencia estriba en que lascalizas que se emplean como materia prima son nulas en óxido férrico y las arcillasse sustituyen por caolín, a base de sílice y óxido de aluminio y muy bajo óxidoférrico. Una variante en la fabricación consiste en que el blindaje y las bolas de los

molinos de crudo están hechos a base de cuarzo y no de acero, con el fin de nocontaminar el cemento con rebabas de fierro que podrían proporcionarle un color gris. Este cemento tiene mayor aceptación mientras menor sea su contenido deóxido férrico. La norma Mexicana lo considera clasificado en el tipo 1. Este cementose emplea generalmente para usos decorativos o arquitectónicos, terrazos,mosaicos, estucos, esculturas, etc; pudiéndose usar también para ciertos tipos deestructuras.

10.4.7 CEMENTO PORTLAND - PUZOLANAEste consiste de una mezcla íntima y uniforme de cemento portland y

puzolana, la cual se obtiene a través de la molienda simultánea de clinker portland,

puzolana y yeso. La puzolana forma del 15 al 30 por ciento de la mezcla total.Las puzolanas son materiales silícos o silíco - aluminosos, que en presenciade humedad reaccionan químicamente con la cal que se libera durante lahidratación del cemento portland para formar compuestos con propiedadescementantes. Es decir, en esta forma se aprovecha benéficamente la cal que quedacomo “ desperdicio “ de los cementos portland y que bajo algunas condiciones deexposición puede llegar a ser perjudicial.

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PRODUCTOS

MANUAL DE CAPACITACIÓNDIRECCIÓN TÉCNICA

Las puzolanas que pueden emplearse en la manufactura de cementosportland - puzolana, incluyen materiales naturales del tipo de las cenizas volcánicas,pómez, tierras de diatomáceas, esquitos, pizarras, etc.; ciertos materiales activadospor el calentamiento y algunos subproductos industriales como las cenizas volantes,

algunos tipos de escorias, etc.Las puzolanas se emplean en los cementos para mejorar su resistencia

química, pudiendo producir también algunos efectos benéficos en el concreto comoson mejorar la trabajabilidad, mejorar la resistencia al ataque de los sulfatos, reducir la reacción álcali - agregado y reducir la segregación.

10.4.8 CEMENTOS PARA POZOS PETROLEROSEste tipo de cemento ha sido desarrollado para hormigones en el sellado de

pozos de petróleo y de gas y tienen las siguientes características : diseñado parafraguado y curación bajo condiciones de altas temperaturas y presiones deenlechado en pozos petroleros. Dan como resultado una mezcla de baja viscosidad

y de fraguado lento, por lo que se requiere una menor presión para bombear elhormigón. Normalmente se utilizan cementos de fraguado lento, tipo II ASTM, a losque se añade un retardador y un aditivo para reducir la fricción. Este permanece enun estado de fluidez durante cuatro horas y después se endurece muy rápidamente.

10.4.9 CEMENTO HIDROFÓBICOS Al cemento Portland ordinario se le agrega cierta cantidad de repelente de

agua, lo que forma una película alrededor de cada partícula de cemento. La películaretrasa la hidratación hasta que el cemento se mezcle con el agua y evita eldeterioro del cemento al almacenarlo en ambientes húmedos.

10.4.10 CEMENTOS A PRUEBA DE AGUA Al cemento ordinario se le agrega un agente (ejem. Bentonita) lo que lo hace

a prueba de agua y es utilizado para construcciones de hormigón sujetas apresiones hidrostática, por ejemplo paredes de sótanos y tanques dealmacenamientos de líquidos. La impermeabilización se logra cuando se hincha elagente impermeabilizador.

10.4.11 CEMENTO PORTLAND - ESCORIA DE ALTO HORNO.El cemento portland - escoria de alto horno es el producto que se obtiene

por la molienda simultánea de clinker portland, escoria granulada de alto horno yyeso. En la elaboración de este cemento se emplea de 30 a 70 por ciento de

escoria.Para obtener un buen cemento mezclado hay que moler las escorias lo más

fino posible(más fino que el clinker).

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