El Cemento

HISTORIA DEL CEMENTO

Fue en la Antigua Grecia cuando empezaron a usarse tobas (roca ígnea formada por acumulación de ceniza) volcánicas extraídas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales. En el siglo I a. C. se empezó a utilizar el cemento natural en la Antigua Roma, la bóveda es un ejemplo de ello.

En el siglo XVIII John Smeaton construye la cimentación de un faro en el acantilado de Edystone (Inglaterra), empleando un mortero de cal calcinada. Isaac Johnson, en 1845, obtiene el prototipo del cemento moderno, con una mezcla de caliza y arcilla calcinada a alta temperatura. En el siglo XX surge el auge de la industria del cemento, debido a los experimentos de los químicos franceses Vicat y Le Chatelier y el alemán Michaélis, que logran cemento de calidad homogénea.

Es el material aglomerante más importante de los empleados en la construcción, que

mezclado con agregados pétreos (grava y arena), crea una mezcla uniforme, manejable

y plástica capaz de endurecer al reaccionar con el agua y adquiriendo por ello

consistencia.

DEFINICION

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%

COMPONENTES

Clases de Cemento:

Cemento natural Cemento Artificial

Rápido LentoPórtland

Para la obtención del Cemento Natural Lento, se calcinan rocas calizas a una temperatura comprendida entre 1200º y 1400ºC. Es de color gris, con un contenido de Arcilla comprendido entre el 21% y el 25%.

Inicia su fraguado transcurridos unos 30 minutos después de su aplicación, y acaba después de varias horas. El empleo del Cemento Natural Lento es cada vez más reducido, porque sus propiedades y características han sido superadas por los Cementos Artificiales.

Cemento Natural Lento

El Cemento Natural Rápido es un conglomerante de baja resistencia mecánica, resultante de la trituración, cocción y reducción a polvo de Margas (roca sedimentaria) Calizas. Por su alto contenido en Arcilla (del 26% al 40%), su aspecto y color es terroso, de color amarillento y rojizo. Comienza a fraguar entre 3 y 5 minutos después de amasado, y acaba antes de 50 minutos.

Se utiliza en forma de pasta para usos similares a los del Yeso; por ser muy arcillosos no liberan Cal Hidratada durante el fraguado y endurecimiento, con lo cual son muy resistentes al Agua y estables en ambientes húmedos. Con el Cemento Natural Rápido no se pueden fabricar Morteros y Hormigones, pues además de su escasa capacidad de aglomeración, la rapidez del fraguado no da tiempo de amasar.

Cemento Natural Rápido

• 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 es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.(Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales)

Libera mas calor de hidratación que otros tipos de cemento

Tipos de Cemento

-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)

-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 IV : Se requiere bajo calor de hidratación en que no deben producirse dilataciones durante el fraguado

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

Cemento Portland

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND PUZOLÁNICO:

-Pórtland Puzolánico tipo IP : Donde la adición de puzolana es del 15 –40 % del total.

-Pórtland Puzolánico tipo I(PM) : Donde la adición de puzolana es menos del 15 %

-Pórtland Puzolánico tipo P : Donde la adición de puzolana es mas del 40%

CEMENTOS ESPECIALES-Cemento Pórtland Blanco-Cementos Aluminosos-Cementos compuestos

Tipos de Cemento

Represa en Antamina, cemento Pórtland tipo II

Complejo habitacional y comercial, cemento

Pórtland tipo I

Punta Lagunas de San Juan, cemento Pórtland puzolánico tipo I (PM)

Tipos de Cemento - Aplicaciones

MATERIAS PRIMAS PARA LA FABRiCACION DEL CEMENTO:

-COMPONENTES CALCAREOS

a) CALIZA

b)           LA CRETA

c) 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.

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

 

PRODUCCION

MATERIAS PRIMAS PARA LA FABRICACION DEL CEMENTO:

--COMPONENTES ADICIONADOS

-Oxido de manganeso -Álcalis : K2O, Na2O

-Azufre -Cloruros -Floruros

FASES 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 (C3S)-El FERRO – ALUMINATO TETRACALCICO

4CaO . Al2O3 . Fe2O3 (C4AF) 

PRODUCCION

1. EXTRACCION DE CANTERAS

2. CHANCADO

3. MOLINO DE CRUDO

4. HORNEADO 5. MOLINO DE CEMENTO6. ENSACADO

PRODUCCION

-Se lleva a cabo por el Comité técnico permanente de normalización de cemento y cales. Tiene a su cargo a ASOCEM.

Inicialmente las normas fueron dados por el ASTM, luego en el Perú se dio con INANTIC que luego fue reemplazado por ITINTEC y después la NTP.

El cemento en el Perú es uno de los productos con mayor numero de normas que datan del proceso de normalización en el Perú.

Existen:

-7 normas sobre especificaciones

-1 norma de muestreo

-5 normas sobre ediciones

-30 normas sobre métodos de ensayos

NORMALIZACION

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL CEMENTO

Es un cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, un compuesto que se forma tras calcinar caliza y arcilla, y diversos tipos de silicatos de calcio.

CEMENTO PÓRTLAND

COMPOSICIÓN:

• 64% óxido de calcio• 21% óxido de silicio• 5,5% óxido de aluminio• 4,5% óxido de hierro• 2,4% óxido de magnesio• 1,6% sulfatos• 1% otros materiales, entre los cuales

principalmente agua.

CLINKER

CEMENTO PÓRTLAND.

Es el producto que se obtiene de la pulverización de una mezcla de clínquer y sulfato de calcio con agua (yeso hidratado).A partir de este cemento se logran otros tipos de cemento.

PORTLAND TIPO I

Es un cemento normal, se produce por la adición de clinker más yeso. De uso general en todas las obras de ingeniería donde no se requiera miembros especiales. De 1 a 28 días realiza 1 al 100% de su resistencia relativa.

PORTLAND TIPO II

El cemento Tipo II adquiere resistencia mas lentamente que el Tipo I, pero al final alcanza la misma resistencia. Las características de este Tipo de cemento se logran al imponer modificaciones en el contenido de Aluminato y el Silicato del cemento. Se utiliza en alcantarillados, tubos, zonas industriales. realiza del 75 al 100% de su resistencia.

PORTLAND TIPO V

Cemento con alta resistencia a la acción de los sulfatos, se especifica cuando hay exposición intensa a los sulfatos. Las aplicaciones típicas comprenden las estructuras hidráulicas expuestas a aguas con alto contenido de álcalis y al agua de mar. La resistencia al sulfato del cemento Tipo V es el mas susceptible al ataque por el sulfato. Realiza su resistencia relativa del 65 al 85 %.

Cemento Portland Puzolánico Tipo IP:Para usos en construcciones generales de concreto. El porcentaje adicionado de puzolana se encuentra entre 15% y 40%.

Cemento Portland Puzolánico Modificado Tipo IPM:Cemento Portland Puzolánico modificado para uso en construcciones generales de concreto. El porcentaje adicionado de puzolana es menor de 15%.

CEMENTO PUZOLÁNICO

Es el producto que se obtiene de la molienda conjunta del clínquer, puzolana y yeso. La Puzolana es el material sílico-aluminoso que, aunque no posee propiedades aglomerantes por si solo, las desarrolla cuando está finamente dividido y en presencia de agua, por reacción química con el hidróxido de calcio, a la temperatura ambiente.c

CEMENTO SIDERÚRGICO

Es el producto que se obtiene de la mezcla conjunta de clínquer, escoria básica granulada de alto horno y yeso. La escoria básica granulada, es el producto que se obtiene por enfriamiento brusco de la masa fundida no metálica, que resulta en el tratamiento de mineral de hierro, en un alto horno.

CEMENTO CON AGREGADO A

Es el producto que se obtiene de molienda conjunta con clínquer, agregado tipo A y yeso. El agregado tipo A es una mezcla de sustancias, compuestas por un material cálcico-arcilloso, que ha sido calcinado a temperatura superior a 900 ºC, y otros materiales a base de óxidos de silicio, aluminio y fierro. Si contiene menos del 30% del agregado tipo A se llama Cemento Portland Tipo A, y si tiene entre 30 y 50% se llama Cemento Tipo A.

Sus aplicaciones y usos son ilimitados. Se emplean en:

APLICACIONES

FABRICAS DE CEMENTO

1. CEMENTOS LIMA: Fábrica: Atocongo – Lima Proceso: secoCombustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM):

1 100 000, 2 580 000Tipos: Pórtland tipo I Marca Sol Pórtland puzolanico tipo IP Marca súper cemento atlas

2. CEMENTO ANDINO: Fábrica: Condorcocha – Tarma Proceso: secoCombustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM):

460 000, 600 000Tipos: Pórtland tipo I Pórtland tipo II Pórtland tipo V

FABRICAS DE CEMENTO

3. CEMENTOS YURA: Fábrica: Yura - Arequipa Proceso: secoCombustible: Petróleo Capacidad instalada de clinker(TM):

260 000, 410 000Tipos: Pórtland tipo I Pórtland puzolanico tipo IP

Pórtland puzolanico tipo IPMCemento de albañilería, marca estuco Flex

4. CEMENTO SUR: Fábrica: Coracoto – Juliaca Proceso: húmedoCombustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM):

92 000, 63 000Tipos: Pórtland tipo I, marca RUMI Pórtland puzolanico tipo IP, marca INTI Pórtland tipo II Pórtland tipo V

FABRICAS DE CEMENTO

5. CEMENTOS PACASMAYO: Fábrica: Planta Pacasmayo – La Libertad Proceso: secoCombustible: Carbón Capacidad instalada de clinker(TM):

150 000, 690 000Tipos: Pórtland tipo I Pórtland puzolanico tipo IP

Pórtland tipo IIPórtland tipo VPórtland MS-ASTM C-1157

Cementos especiales

• Cemento Portland de escoria de alto horno:El cemento que contiene escoria de alto horno se obtiene por la pulverización conjunta de una mezcla de clinker Portland y escoria granulada de alto horno, con la adición eventual de sulfato de calcio. El contenido de escoria granulada de alto horno debe estar comprendido entre 25% y 65% en peso del total.El cemento Portland de escoria modificado tiene un contenido de escoria granulada menor que el 25%.La escoria granulada de alto horno, es el subproducto del tratamiento de minerales de hierro en el alto horno, que para ser usada en la fabricación de cementos, debe ser obtenida en forma granular por enfriamiento rápido y además debe tener una composición química conveniente

Cementos de mezcla

• Concreto • Mortero

Concreto

Las mezclas de concreto contienen arena, piedra picada, cemento y agua. Los concretos se utilizan para hacer columnas, vigas, fundaciones, etc.

Mortero

Los morteros o pegas contienen sólo arena, agua, cemento y en algunos casos cal. Los

morteros generalmente se utilizan para hacer frisos y pegar bloques, ladrillos y cerámicas.

La mayor parte del cemento se comercializa en bolsas de 42.5 K. y el resto a granel, de acuerdo a los requerimientos del usuario.Las bolsas por lo general, son fabricadas en papel krap extensible tipo Klupac con variable contenido de hojas, que usualmente están entre dos y cuatro, de acuerdo a los requerimientos de transporte o manipuleo. En algunos casos cuando las condiciones del entorno lo aconseja, van provistas de un refuerzo interior de polipropileno. También la comercialización del cemento en bolsones con capacidad de 1.5 toneladas. Dichos bolsones se conocen como big bag.

                                          

Comercializacion

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.

 

                                          

Almacenamiento